檢出限

檢出限

測定限(determination limit,limit of determination)與檢測限(detectability)是分析化學中常見的名詞術語,近年來,國內外一些文獻多有論述。但目前國內出版物中對三者的定義、使用仍存在一些混亂現象,有時甚至將三者混為一談,使深入討論或比較數據產生困難。

  • 中文名稱
    檢出限
  • 外文名稱
    detection limit,limit of detection
  • 解釋
    分析化學中常見的名詞術語
  • 發布名詞時間
    1991年8月

基本介紹

文獻曾對檢出限與測定限的名稱、定義展開過討論。

1991年8月,全國自然科學名詞審定委員會公布的《化學名詞》規定了檢出限(detection limit,編號03.0090)與測定限(determination limit,編號03.0091),並得到認可。

國際純粹與套用化學聯合會(IUPAC)1997年通過,1998年發表的《分析術語綱要》(IUPAC Compendium of Analytical Nomenclature)中規定:“檢出限以濃度(或質量)表示,是指由特定的分析步驟能夠合理地檢測出的最小分析信號xL求得的最低濃度cL(或質量qL)”。

雖然全國自然科學名詞審定委員會公布的《化學名詞》中並未規定“檢測限(detectability)”一詞,但實際上該詞也在廣泛的套用。1997年通過的《分析術語綱要》沒有單獨定義“detectability”,但有“minimum detectability”(9.2.4.4),其定義為流動相中樣品組分在檢測器上產生兩倍基線噪聲信號時相當的濃度或質量流量,即(2)式中D為最小檢測限;N為噪聲;S為靈敏度。

此定義與文獻中“檢測限”、文獻[29]中“檢測器檢測限”的定義幾乎完全相同,可視作同一概念。而比較式(1)、式(2)可知,式(1)中k=2時即得到式(2),可見,IUPAC規定的“minimum detectability”實際上是“檢出限”的另外一種提法。

檢出限檢出限

表現形式

(1)式中 為空白平均值,空白指與待測樣品組成完全一致但不含待測組分的樣品; 為空白標準偏差。IUPAC規定 與 應通過實驗以足夠多的測定次數求出,譬如說20次。S(靈敏度sensitivity)為分析校準曲線在低濃度範圍內的斜率。k為根據所需的置信度選定的常數,IUPAC建議取k=3作為檢出限計算標準,對于嚴格的單側高斯分布k=3對應的置信度為99.6%。由于 與 均基于有限次的測定,因此實際上3sb通常對應的置信度約為90%。

IUPAC規離子選擇電極的檢出限(8.3.2.1)可從校正曲線上求得,即曲線兩段直線部分切線的交點所對應的被測離子的活度(或濃度);IUPAC建議以信噪比2:1來確定質譜儀器的檢出限(12.4.1);IUPAC規定檢出限還可稱之為最小可測濃度或量(minimum detectable concentration or amount,2.4),最小可測值(minimum detectable value,18.4.3.7)等。

測定限是定量分析方法實際可能測定的某組分的下限。與檢出限不同,測定限不僅受到測定噪聲限製,而且還受到空白背景絕對水準的限製,隻有當分析信號比噪聲和空白背景大到一定程度時才能可靠地分辨與檢測出來。噪聲和空白背景越高,實際能測定的濃度就越高,說明高的噪聲和空白背景值會使測定限變壞。

檢出限是指產生一個能可靠地被檢出的分析信號所需要的某元素的最小濃度或含量,而測定限則是指定量分析實際可以達到的極限。因為當元素在試樣中的含量相當于方法的檢出限時,雖然能可靠地檢測其分析信號,證明該元素在試樣中確實存在,但定量測定的誤差可能非常大,測量的結果僅具有定性分析的價值。測定限在數值上總應高于檢出限。

但在IUPAC1997年通過的《分析術語綱要》中,測定限(determination limit,limit of determination)改稱為定量限(quantification limit, 18.4.3.7)或最小定量值(minimum quantifiable value,18.4.3.7)。

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討論

檢出限一般有儀器檢出限、分析方法檢出限之分。儀器檢出限是指分析儀器能檢出與噪音相區別的小信號的能力,而方法檢出限不但與儀器噪音有關,而且還決定于方法全部流程的各個環節,如取樣,分離富集,測定條件最佳化等,即分析者、環境、樣品性質等對檢出限也均有影響,實際工作中應說明獲得檢出限的具體條件。

檢出限過去也稱為檢出極限,檢測限,測定極限,波動濃度極限等,建議統一稱檢出限,以其簡短且較直觀。文獻中檢測極限、文獻中檢測限、文獻中檢測器檢測限實際上都是檢出限。為避免引起混淆或歧義,筆者建議,應遵照全國自然科學名詞審定委員會公布的《化學名詞》的規定,逐步用檢出限代替檢測極限、檢測限、檢測器檢測限等稱謂,作為過渡,確有必要使用檢測極限等稱謂時應列出其計算方法。

按IUPAC1997年通過的規定,“測定限”改稱為“定量限”或“最小定量值”,筆者建議今後應推廣使用“定量限”一詞,以便與國際接軌。

需要指出的是,目前很多國際組織(機構),如國際臨床化學聯合會(international federation of clinical chemistry,IFCC);世界衛生組織(world health organization,WHO); 生物學標準化專家委員會(expert committee on biological standardization);美國國家臨床實驗室標準委員會(national committee on clinical laboratory standards,NCCLS)等等,根據各自專業領域的實際情況,對檢出限、測定限(定量限)、檢測限的定義與IUPAC的規定並不完全相同,閱讀文獻時應註意其區別。有興趣的讀者可參考文獻。

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