檢出限(Limit of detection或minimum detectability)為某特定分析方法在給定的置信度內(nèi)可從樣品中檢出待測(cè)物質(zhì)的zui小濃度或zui小量。所謂“檢出”是性檢出,即判定樣品中存有濃度高于空白的待測(cè)物質(zhì)。
檢出限除了與分析中所用試劑和水的空白有關(guān)外,還與儀器的穩(wěn)定性及噪聲水平有關(guān)。在靈敏度計(jì)算中沒(méi)有明確噪聲大小,因而操作者可以將檢測(cè)器的輸出信號(hào),通過(guò)放大器放到足夠大,從而使靈敏度相當(dāng)高。顯然這是不妥的,必須考慮噪聲這一參數(shù),將產(chǎn)生兩倍噪聲信號(hào)時(shí),單位體積的載氣或單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入檢測(cè)器的組分量稱為檢出限。則:
D=2N/S
式中:N-一一噪聲(mV或A);
S一一檢測(cè)器靈敏度;
D—檢出限,其單位隨S不同也有三種:
Dg 2N/Sg,單位為mg/ml
DV=2N/Sv,單位為ml/ml
Dt=2N/St,單位為g/s
有時(shí)也用zui小檢測(cè)量(MDA)或zui小檢測(cè)濃度(MDC)作為檢出限。它們分別是產(chǎn)生兩倍噪聲信號(hào)時(shí),進(jìn)入檢測(cè)器的物質(zhì)量(g)或濃度(mg/ml)。
不少高靈敏度檢測(cè)器,如FID、NPD、ECD等往往用檢出限表示檢測(cè)器的性能。
靈敏度和檢出限是兩個(gè)從不同角度表示檢測(cè)器對(duì)測(cè)定物質(zhì)敏感程度的指標(biāo),前者越高、后者越低,說(shuō)明檢測(cè)器性能越好。
檢出限的計(jì)算方法為:
①在《環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)水監(jiān)測(cè)操作指南》中規(guī)定:給定置信水平為95%時(shí),樣品測(cè)定值與零濃度樣品的測(cè)定值有顯著性差異即為檢出限(D.L )。這里的零濃度樣品是不含待測(cè)物質(zhì)的樣品。
D.L=4.6δ
式中:δ—空白平行測(cè)定(批內(nèi))標(biāo)準(zhǔn)偏差(重復(fù)測(cè)定20次以上)。
②純粹和應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)(IUPAC)對(duì)檢出限D(zhuǎn).L作如下規(guī)定。
對(duì)各種光學(xué)分析方法,可測(cè)量的zui小分析信號(hào)χL以下式確定:
χL=χb+K'Sb
式中:χb—空白多次測(cè)得信號(hào)的平均值;
Sb—空白多次測(cè)得信息的標(biāo)準(zhǔn)偏差;
K'—根據(jù)一定置信水平確定的系數(shù)。
與χL - χb(即K'Sb)相應(yīng)的濃度或量即為檢出限:
D.L=χL-χb/k=K'Sb/K
式中:k一方法的靈敏度(即校準(zhǔn)曲線的斜率)。
為了評(píng)估χL和Sb,實(shí)驗(yàn)次數(shù)必須至少20次。
1975年,IUPAC建議對(duì)光譜化學(xué)分析法取K'=3。由于低濃度水平的測(cè)量誤差可能不遵從正態(tài)分布,且空白的測(cè)定次數(shù)有限,因而與K'=3相應(yīng)的置信水平大約為90%。
此外,尚有將K‘取為4、4.6、5及6的建議。
③美國(guó)EPA SW-846中規(guī)定方法檢出限:
MDL=3.143 δ(δ重復(fù)測(cè)定7次)
④在某些分光光度法中,以扣除空白值后的與0.01吸光度相對(duì)應(yīng)的濃度值為檢出限。
⑤氣相色譜分析的zui小檢測(cè)量系指檢測(cè)器恰能產(chǎn)生與噪聲相區(qū)別的響應(yīng)信號(hào)時(shí)所需進(jìn)入色譜柱的物質(zhì)的zui小量,一般認(rèn)為恰能辨別的響應(yīng)信號(hào),zui小應(yīng)為噪聲的兩倍。
zui小檢測(cè)濃度系指zui小檢測(cè)量與進(jìn)樣量(體積)之比。
⑥某些離子選擇電極法規(guī)定:當(dāng)校準(zhǔn)曲線的直線部分外延的延長(zhǎng)線與通過(guò)空白電位且平行于濃度軸的直線相交時(shí),其交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的濃度值即為該離子選擇電極法的檢出限。本文章由華晨?jī)x器整理。
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