关于检测限的计算(1)

1.关于限（limitofdetection,LOD）的定义：在样品中能检出的被测组分的最低浓度（量）称为检测限，即产生信号（峰高）为基线噪音差k倍时的样品浓度，一般为信噪比（S/N）2:1或3:1时的浓度，对其测定的准确度和精密度没有确定的要求。目前，一般将检测限定义为信噪比（S/N）3:1时的浓度。2.计算为：D=3N/S（1）式中：N——噪音;S——检测器灵敏度；D——检测限而灵敏度的计算公式为：S=I/Q（2）式中：S——灵敏度；I——信号响应值；Q——进样量将式（1）和式（2）合并，得到下式：D=3N×Q/I(3)式中：Q——进样量；N——噪音；I——信号响应值。I/N即为该进样量下的信噪比（S/N），该信噪比可通过工作站对图谱进行自动获得，一般的色谱或质谱工作站都可进行信噪比分析计算。这样检测限的计算就变得非常方便了。3.计算方法：实际计算时，检出限有2种表示方法：一种是进样瓶中样品检测限，一种是针对原始样品的方法检出限。1）对第一种检测限，只要知道进样量和信噪比即可计算。如进样瓶中样品浓度为1mg/L,在此浓度下的信噪比为300(由工作站分析获得)，则其检测限为：D=（3×1mgL-1）/300=0.01mg/L。也可用绝对进样量表示，若进样体积为10ul，则其检测限为：D=3×（1mgL-1×10ul）/300=0.1ng。2）对第二种表示方法，需同时考虑原始样品的取样量和提取样品的定容体积。仍按前述样品计算，若取样量为5克，最后定容体积为5mL，则方法检测限为：D=0.01mgL-1×5mL/5g=0.01mg/kg。即当原始样品中待检物质的浓度为0.01mg/kg时，若取样量为5g,样品经前处理后定容体积为5mL时,进样瓶中样品的浓度可达0.01mg/L（假定回收率为100%）,此时，在其它给定的分析条件下，能产生3倍噪声强度的信号。在实际检测工作中，第二种表示方法更为常见。4.注意事项由式（3）可见，信噪比的大小直接关系到检测限的大小。信噪比计算方法的不同，其比值大小有很大不同，这与计算信噪比时基线噪声峰值的定义方式有关，一般有三种不同的定义：①峰/峰（peaktopeak）信噪比，用某一段基线噪声的平均高度；②峰/半峰（halfpeaktopeak）信噪比,用某一段基线噪声平均高度的1/2；③均方根（RMS）信噪比，用某一段基线噪声的均方根值计算。除此之外，信噪比的计算结果还和所取噪声的位置有很大关系，取信号哪一侧基线的噪声，取多长一段基线上的噪声，计算结果都很不完全相同，有时相差甚远。一般多取样品峰两侧的噪声峰值计算。检测下限的定义比较混乱，有人认为检测下限是方法能检出的最小含量（或最低浓度），计算方法也不一致；仪器制造厂商认为应该用仪器的噪声水平表示检测下限；有人认为用分析空白表示痕量分析的检测下限更为合理等等。美国国家标准局有关方法，将检测下限分为以下三种类型：1.    仪器检测下限即相对于背景，仪器检测的可靠的最小信号，通常用信噪比来表示，2N或3N值定义为仪器的检测下限。2.    方法检测下限（MDL）即某种分析方法所能检测的最小浓度，也即方法的最小检测浓度。通常用外推法可求得方法的检测下限，其方法如下：在标准溶液低浓度范围内，选择三个浓度，每一个浓度水平上分别重复测定，求出每个浓度水平的标准偏差S1、S2、S3。用线性回归法作出回归线，然后把回归线延长，外推至与终坐标相交，求得S0，定义3S0为方法的检测下限。其中，S0为浓度为零时的空白样品的标准偏差。MDL＝3S0。3.    样品检测下限即相对于空白可检测的最小样品含量，也就是样品最低检测浓度。定义样品检测下限为三倍空白标准偏差，即3σ空。4.    相互关系仪器检测下限与方法检测下限这两个概念，在选择仪器和方法时，是重要的参数。样品检测下限不仅与方法检测下限有关，而且与空白样品中空白含量以及空白波动情况有关，只有当空白含量等于0，样品检测下限等于方法检测下限，然而空白含量往往不等于0。样品检测下限＝方法检测下限＋空白含量因此，方法检测下限由外推法求得，可能是很低的浓度或含量，但由于空白含量的存在以及空白波动的存在，样品检测下限可能要比方法检测下限大得多。在实际使用过程中，样品检测下限要比方法检测下限要有意义得多。当被测样品种类变化时，测定所用的试剂和环境变化时，即使用同一分析方法，样品检测下限可能要相差很大。5.    定量检测下限美国国家标准局定义10倍空白标准偏差为定量检测下限，即10σ空。有关痕量分析中报告数据的准则，参见下表。报告数据的准则分析物浓度    可靠性范围＜3σ空    可疑检测范围（不能接受）3σ空    样品检测下限（定性检出）3σ空~10σ空    半定量10σ空    定量检测下限＞10σ空    定量范围安捷伦信噪比：怎样在报告中打印S/N值1.在DataAnalysis界面下，打开一个数据文件2.在Report>SpecifyReport窗口内，ReportStyle选”PerformanceNoise”3.Report>SystemSuitability>EditNoiseRanges，编辑Noise的范围，选择没有色谱峰的空白处,而且基线比较平缓.