檢出限是評(píng)價(jià)一個(gè)分析方法及測(cè)試儀器性能的重要指標(biāo),所謂“檢出”是性檢出,即判定樣品中存在有濃度高于空白的待測(cè)物質(zhì)。ACS(美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì))對(duì)這一定義作了更簡(jiǎn)明的概括:檢出限是一個(gè)分析方法,能夠可靠地檢測(cè)出被分析物的低濃度。
檢測(cè)限(limit of detection, LOD)定義:
在樣品中能檢出的被測(cè)組分的低濃度(量)稱為檢測(cè)限,即產(chǎn)生信號(hào)(峰高)為基線噪音標(biāo)準(zhǔn)差k倍時(shí)的樣品濃度,一般為信噪比(S/N)2:1或3:1時(shí)的濃度,對(duì)其測(cè)定的準(zhǔn)確度和精密度沒有確定的要求。目前,一般將檢測(cè)限定義為信噪比(S/N)3:1時(shí)的濃度。
計(jì)算公式:
D=3N/S (1)
式中:N——噪音; S——檢測(cè)器靈敏度;D——檢測(cè)限
靈敏度的計(jì)算公式為:
S=I/Q (2)
式中:S——靈敏度;I——信號(hào)響應(yīng)值;Q——進(jìn)樣量
將式(1)和式(2)合并,得到下式:
D=3N×Q/I (3)
式中:Q——進(jìn)樣量;N——噪音;I——信號(hào)響應(yīng)值。
I/N即為該進(jìn)樣量下的信噪比(S/N),該信噪比可通過工作站對(duì)圖譜進(jìn)行自動(dòng)分析獲得,一般的色譜或質(zhì)譜工作站都可進(jìn)行信噪比分析計(jì)算。這樣檢測(cè)限的計(jì)算方法就變得非常方便了。
計(jì)算方法:
實(shí)際計(jì)算時(shí),檢出限有2種表示方法:一種是進(jìn)樣瓶中樣品檢測(cè)限,一種是針對(duì)原始樣品的方法檢出限。
1)對(duì)*種檢測(cè)限,只要知道進(jìn)樣量和信噪比即可計(jì)算。如進(jìn)樣瓶中樣品濃度為1 mg/L,在此濃度下的信噪比為300(由工作站分析獲得),則其檢測(cè)限為:D =(3×1 mg L-1)/300 = 0.01 mg/L。也可用進(jìn)樣量表示,若進(jìn)樣體積為10 ul,則其檢測(cè)限為:D = 3×(1 mgL-1×10 ul)/300 = 0.1 ng。
2)對(duì)第二種表示方法,需同時(shí)考慮原始樣品的取樣量和提取樣品的定容體積。仍按前述樣品計(jì)算,若取樣量為5克,后定容體積為5 mL,則方法檢測(cè)限為:D = 0.01 mgL-1×5 mL/5 g = 0.01 mg/kg。即當(dāng)原始樣品中待檢物質(zhì)的濃度為0.01mg/kg時(shí),若取樣量為5g,樣品經(jīng)前處理后定容體積為5mL時(shí),進(jìn)樣瓶中樣品的濃度可達(dá)0.01mg/L(假定回收率為100%),此時(shí),在其它給定的分析條件下,能產(chǎn)生3倍噪聲強(qiáng)度的信號(hào)。在實(shí)際檢測(cè)工作中,第二種表示方法更為常見。
注意事項(xiàng)
由式(3)可見,信噪比的大小直接關(guān)系到檢測(cè)限的大小。信噪比計(jì)算方法的不同,其比值大小有很大不同,這與計(jì)算信噪比時(shí)基線噪聲峰值的定義方式有關(guān),一般有三種不同的定義:
①峰/峰(peak to peak)信噪比,用某一段基線噪聲的平均高度;
②峰/半峰(half peak to peak)信噪比, 用某一段基線噪聲平均高度的1/2;
③均方根(RMS)信噪比,用某一段基線噪聲的均方根值計(jì)算。
除此之外,信噪比的計(jì)算結(jié)果還和所取噪聲的位置有很大關(guān)系,取信號(hào)哪一側(cè)基線的噪聲,取多長(zhǎng)一段基線上的噪聲,計(jì)算結(jié)果都很不*相同,有時(shí)相差甚遠(yuǎn)。一般多取樣品峰兩側(cè)的噪聲峰值計(jì)算。
不同實(shí)驗(yàn)室定量檢測(cè)限不同
定量檢測(cè)限對(duì)實(shí)驗(yàn)室有重要意義,在日常工作中、特定條件下,有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)方法已經(jīng)推薦各實(shí)驗(yàn)室能達(dá)到的低檢測(cè)水平為實(shí)際的定量檢測(cè)限。不同的實(shí)驗(yàn)室雖然使用相同的分析步驟,相同型號(hào)的分析儀器,分析的樣品基本相同,但所得的方法檢測(cè)限是不同的。因此,實(shí)際定量檢測(cè)限在不同實(shí)驗(yàn)室也會(huì)是不相同的。
美國(guó)的水與廢水標(biāo)準(zhǔn)分析方法認(rèn)為,實(shí)際定量檢測(cè)限一般為方法檢測(cè)限的5倍,它是具有可信度的、實(shí)用的、日常工作可達(dá)到的檢測(cè)限。用定量檢測(cè)限報(bào)告的數(shù)據(jù)是可靠的。
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