检出限的概念及计算 PPT
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1. 关于检测限(limit of detection, 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)为基线噪音标准差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. 计算公式为: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分析获得,一般的色谱或质谱工作站都可进行信噪比分析计算。
这样检测限的计算方法就变得非常方便了。
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1 mg/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 =(3×1 mg L-1)/300 = 0.01 mg/L。
也可用绝对进样量表示,若进样体积为10 ul,则其检测限为:D = 3×(1 mgL-1×10 ul)/300 = 0.1 ng。
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5 mL,则方法检测限为:D = 0.01 mgL-1×5 mL/5 g = 0.01 mg/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。
检出限的概念、分类、计算方式及影响因素!1检出限的概念1947年,德国人Hkaiser首次提出了有关分析方法检出限的概念,并提出检出限和分析方法的精密度、准确度一样,也是评价一个分析方法测试性能的重要指标。
国际纯粹与应用化学联合会( IU-PAC) 于1975年正式推行使用检出限的概念及相应估算方法,于1998年又发表了《分析术语纲要》对检出限检出,检出限的定义为:某特定方法在给定的置信度内可从样品中检出待测物质的最小浓度或量,公式表示为:欧盟《执行关于分析方法运行和结果解释的欧盟委员会指令》(2002/657/EC)的最新检测限的概念CCα 和CCβ检测限( >>α) 是指大于等于此浓度限,将以α误差概率得出阳性结论。
检测能力(CCβ) 是指样品中物质以β误差概率能被检测、鉴别和/或定量的最小含量。
对于未建立容许限的物质,检测能力是以1-β可信度能被检测出来的最低浓度。
如果容许限已经建立,检测能力就是以1-β可信度能被检测到的容许限浓度。
2检出限的不同分类1、美国国家标准局的分类(1)仪器检出限: 即相对于背景,仪器检测的可靠最小信号。
通常用信噪比(S/N) 表示,当(S/N)≥3时,定义为仪器检出限。
(2)方法检出限: 即某方法可检测的最小浓度。
通常用外推法可以求得。
即在低浓度范围内选三个浓度(C1、C2、C3) ,对每一浓度水平分别重复测定,求出各浓度水平的标准偏差S1、S2、S3,用线性回归法做出拟合曲线,延长该线与纵坐标相交于S0(浓度为零时空白样品的标准偏差)。
3S0则定义为方法检出限。
(3)样品检出限: 指相对于空白可检测的样品的最小含量。
它定义为三倍空白标准偏差,即3σ空白( 或3S空白)。
2、国内检出限分类国内有研究人员刘菁和冉敬等也把检出限分类为仪器检出限、方法检出限和样品检出限。
田强兵将检出限分为了仪器检出限、方法检出限和仪器的测定下限和方法的测定下限。
3、检出限的介绍及影响因素1、仪器的检出限仪器检出限是指在规定的仪器条件下,当仪器处于稳定状态时,仪器本身存在着的噪音引起测量读数的漂移和波动。
检出限的概念及计算检出限(Limit of Detection,LOD)是指在确定检测方法的可靠性和精确性时,能够确保检测结果的最低浓度或最低测定值。
在实际应用中,我们需要确定检测方法的灵敏度,即能够在样品中准确测定出最低浓度的物质。
检出限是一个关键参数,它指示了检测方法的灵敏度和准确性,在低浓度样品中检测物质时能够提供可靠的结果。
计算检出限的方法有多种,常用的方法是使用标准加入法或空白物质方法。
1.标准加入法:标准加入法是将一定量的标准物质加入到样品中,以模拟低浓度水平。
然后,通过多次加入一定浓度的标准溶液来测定这些样品,直到测定值与加入的浓度之间的统计显著性差异消失。
这个浓度就是检出限。
计算公式为:LOD=t*σ/S其中,LOD为检出限,t为一个统计学常数(一般取1.645,对应于95%的置信度),σ为重复测定值的标准偏差,S为标准物质加入量。
2.空白物质方法:空白物质方法是测定样品中不存在的物质。
首先,测定一系列空白样品,并计算出平均值和标准偏差。
然后,在连续多次测定样品后,测定值与空白样品的平均值之差超过3倍的标准偏差,就可以认为这个测定值是可靠的。
计算公式为:LOD=平均值+3*标准偏差除了上述常用的计算方法外,还有其他的计算方法,如根据信噪比(signal-to-noise ratio)进行计算。
总之,检出限是确定检测方法灵敏度和准确性的关键参数之一,它是指在样品中能够测定出的最低浓度或测定值。
计算检出限的方法有多种,常用的包括标准加入法和空白物质方法。
通过确定检出限,我们可以评估检测方法的可靠性,并为实际应用提供准确的结果。
1. 关于检测限(limit of detection, 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)为基线噪音标准差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. 计算公式为:D=3N/S (1)式中:N――噪音;S ――检测器灵敏度;D一一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=3NX 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分析获得,一般的色谱或质谱工作站都可进行信噪比分析计算。
这样检测限的计算方法就变得非常方便了。
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1 mg/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 = (3X 1 mg L-1 ) /300 = 0.01 mg/L 。
也可用绝对进样量表示,若进样体积为10 ul ,则其检测限为:D = 3 X(1 mgL-1 X 10 ul ) /300 = 0.1 ng 。
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5 mL,则方法检测限为:D = 0.01 mgL-1 X 5 mL/5 g = 0.01 mg/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。
1.关于检测限(limit of detection, 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)为基线噪音标准差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.计算公式为: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分析获得,一般的色谱或质谱工作站都可进行信噪比分析计算。
这样检测限的计算方法就变得非常方便了。
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1 mg/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 =(3×1 mg L-1)/300 = 0.01 mg/L。
也可用绝对进样量表示,若进样体积为10 ul,则其检测限为:D = 3×(1 mgL-1×10 ul)/300 = 0.1 ng。
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 = 0.01 mgL-1×5 mL/5 g = 0.01 mg/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。
检出限的计算我们首先来看看IUPAC对于检出限的定义:检出限(Detection limit or limit of detection )为某特定方法在给定的置信度内可从样品中检出待测物质的最小浓度或量。
_理解该定义的关键词是某特定方法和置信度。
IUPAC认为检出限是化学测量过程(chemical measurement process )或特定方法的特征,与其它诸如特异性、精密度,准确度、线性范围和稳健度等共同刻画化学测量过程的特点。
这个意义上讲IUPAC检出限准确说是方法检出限(Method detection Limit )。
强调方法检出限的意义在于我们将要重点关注的是方法空白,即以一定的置信度与方法空白相区别的最小浓度或量为检出限。
一般意义上讲,我们做检出限就是先测定空白,然后用统计的方法来判断能够与空白相区别的最小浓度和量。
由于任何测量值都是一个统计量,有平均值和标准偏差等统计参数,在判断与空白相区别的时候我们就必须采用置信度的方法。
围绕检出限的术语有很多,诸多的英语术语再加上翻译上的差异,让这样的术语可以罗列一大篇。
比如检测限,最低检出浓度等。
既然IUPAC作出了检出限相关概念的推荐。
所以建议在以后工作中为方便大家的交流和讨论,尽量使用检出限( Detecti on limit or limit of detection ),定量限(quantification limit )这样的规范的术语。
理解检出限的理论核心必须建立在三个重要前提的理解上面:1、对测量的统计特性的理解上,正如我们所指出的那样,测量总是带有一定的随机误差,这种随机误差决定测量的结果总是一个带有分布的范围,可以用特殊的分布函数来描述。
2、现有的测量基本是相对测量,我们必须先区分仪器响应信号(信号域)和浓度或量(浓度域)的差别。
不管是信号域还是浓度域都同样具有统计的特性,我们往往首先得到信号域的结果。
3、统计学上的两类错误。
检出限的计算我们首先来看看IUPAC对于检出限的定义:检出限(Detection limit or limit of detection)为某特定方法在给定的置信度内可从样品中检出待测物质的最小浓度或量。
理解该定义的关键词是某特定方法和置信度。
IUPAC认为检出限是化学测量过程(chemical measurement process)或特定方法的特征,与其它诸如特异性、精密度,准确度、线性范围和稳健度等共同刻画化学测量过程的特点。
这个意义上讲IUPAC检出限准确说是方法检出限(Method detection Limit)。
强调方法检出限的意义在于我们将要重点关注的是方法空白,即以一定的置信度与方法空白相区别的最小浓度或量为检出限。
一般意义上讲,我们做检出限就是先测定空白,然后用统计的方法来判断能够与空白相区别的最小浓度和量。
由于任何测量值都是一个统计量,有平均值和标准偏差等统计参数,在判断与空白相区别的时候我们就必须采用置信度的方法。
围绕检出限的术语有很多,诸多的英语术语再加上翻译上的差异,让这样的术语可以罗列一大篇。
比如检测限,最低检出浓度等。
既然IUPAC作出了检出限相关概念的推荐。
所以建议在以后工作中为方便大家的交流和讨论,尽量使用检出限(Detection limit or limit of detection),定量限(quantification limit)这样的规范的术语。
理解检出限的理论核心必须建立在三个重要前提的理解上面:1、对测量的统计特性的理解上,正如我们所指出的那样,测量总是带有一定的随机误差,这种随机误差决定测量的结果总是一个带有分布的范围,可以用特殊的分布函数来描述。
2、现有的测量基本是相对测量,我们必须先区分仪器响应信号(信号域)和浓度或量(浓度域)的差别。
不管是信号域还是浓度域都同样具有统计的特性,我们往往首先得到信号域的结果。
3、统计学上的两类错误。
任何判断在统计学上都会犯两类错误。
1. 关于检测限(limit of detection, 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)为基线噪音标准差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. 计算公式为:D=3N/S (1)式中:N――噪音;S ――检测器灵敏度;D一一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=3NX 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分析获得,一般的色谱或质谱工作站都可进行信噪比分析计算。
这样检测限的计算方法就变得非常方便了。
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1 mg/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 = (3X 1 mg L-1 ) /300 = 0.01 mg/L 。
也可用绝对进样量表示,若进样体积为10 ul ,则其检测限为:D = 3 X(1 mgL-1 X 10 ul ) /300 = 0.1 ng 。
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5 mL,则方法检测限为:D = 0.01 mgL-1 X 5 mL/5 g = 0.01 mg/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。