检测下限的定义
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中华人民共和国计量检定规程 JJG823-93中,离子色谱仪的最小检出浓度检定计算公式为:Cmin=Cs(2Hn/H)。
式中:Cmin---最小检出浓度,Cs----检测离子浓度,Hn----基线噪声(不少于30分钟的基线),H-----检测离子峰高。
而很多文献里的检出限是按3倍基线噪声的最小离子浓度确定的引自“分析化学中的检出限、测定限与检测限(化学工业出版社,北京 100029)Clarification paper on detection limit,determination limit and detectability of analytical chemistry Du Jinxiang(Chemical Industry Press,Beijing 100029)”检出限(detection limit,limit of detection)、测定限(determination limit,limit ofdetermination)与检测限(detectability)是分析化学中常见的名词术语,近年来,国内外一些文献多有论述[1~6].但目前国内出版物中对三者的定义、使用仍存在一些混乱现象,有时甚至将三者混为一谈,使深入讨论或比较数据产生困难.一、检出限与测定限查“detection limit”或“limit ofdetection”对应的中文,有“检测极限[7~13]”,“测定范围[14]”,“检测限[15~17]”,“检出(下)限[15]”,“检测下限[15]”,“检出极限[18]”等多种译法;查“determination limit”或“limit of determination”对应的中文,有“定量下限[10]”,“定量界限[10]”,“定量测定下限[19]”,“测定下限[20]”等译法。
实际上,文献[20~25]曾对检出限与测定限的名称、定义展开过讨论。
1991年8月,全国自然科学名词审定委员会公布的《化学名词》[26]规定了检出限(detectionlimit,编号03.0090)与测定限(determinationlimit,编号03.0091),并得到认可[12,13,27~29]。
1. 背景介绍气相色谱法(Gas Chromatography, GC)是一种常用的化学分析技术,通过在气相载体中将样品分离为不同的化合物,然后使用检测器进行检测和定量。
气相色谱法广泛应用于食品检测、环境监测、药物分析等领域。
而气相色谱法结合荧光火焰离子化检测器(Flame Ionization Detector,FID)可以对样品中的不同成分进行灵敏度高、分辨率高的检测。
2. FID检测原理FID是一种常用的气相色谱检测器,其工作原理是通过检测被氢火焰离子化的化合物产生的离子流来实现检测。
当样品进入火焰离子化区时,化合物会在火焰中燃烧并生成离子流。
这些离子会在电子收集器上产生电流信号,通过放大和处理电流信号来实现对样品中化合物的检测和定量。
3. FID检测下限的定义FID检测下限是指在特定条件下,检测器可以对样品中某一化合物的最小浓度进行可靠检测的能力。
通常来说,FID检测下限是指信噪比达到3:1时对目标化合物的检测限。
在实际分析中,FID检测下限的大小直接影响着分析的准确性和灵敏度。
4. 影响FID检测下限的因素FID检测下限受到多种因素的影响,包括样品矩量、分析条件、仪器性能等。
其中,样品浓度是影响FID检测下限的重要因素之一。
通常来说,样品浓度越低,FID检测下限也会相应增加。
分析条件如气相色谱柱的选择、进样量、进样方式等也会对FID检测下限产生影响。
仪器性能方面,FID检测下限还受到仪器灵敏度、稳定性等因素的影响。
5. 提高FID检测下限的方法为了获得更低的FID检测下限,可以采取一系列的方法来优化分析条件。
合理选择气相色谱柱和进样量,尽量减少样品进入系统时的损失。
优化气相色谱条件,如提高进样器温度、调整气相流速等,可以有效提高分离效果和信噪比,从而降低FID检测下限。
定期维护和校准FID检测器,保证其稳定性和灵敏度也是提高FID检测下限的重要手段。
6. 结语FID检测下限是气相色谱分析中一个关键的参数,它直接影响着分析的准确性和灵敏度。
检出限、测定限、最佳测定范围区别检出限1检出限为某特定分析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最小量。
所谓“检出”是指定性检出,即判定样品中存有浓度高于空白的待测物质。
检出限除了与分析中所用试剂和水的空白有关外,还与仪器的稳定性及噪声水平有关。
在灵敏度计算中没有明确噪声的大小,因而操作者可以将检测器的输出信号,通过放大器放到足够大,从而使灵敏度相当高。
显然这是不妥的,必须考虑噪声这一参数,将产生两倍噪声信号时,单位体积载气或单位时间内进入检测器的组分量称为检出限。
则:D = 2N / S式中:N——噪声(mV或A);S——检测器灵敏度;D——检出限,其单位随S不同也有三种:Dg=2N / Sg,单位为mg/mlDv=2N / Sv,单位为ml/mlDt=2N / St,单位为g/s有时也用最小检测量(MDA)或最小检测浓度(MDC)作为检测限。
它们分别是产生两倍噪声信号时,进入检测器的物质量(g)或浓度(mg/ml)。
不少高灵敏度检测器,如FID、NPD、ECD等往往用检出限表示检测器的性能。
灵敏度和检出限是两个从不同角度表示检测器对测定物质敏感程度的指标,前者越高、后者越低,说明检测器性能越好。
从而可见,测量方法的检出限于分析空白值、精密度、灵敏度密切相关。
他是分析方法的一个综合性的重要计量参数。
2检出限的计算方法1)在《全球环境监测系统水监测操作指南》中规定:给定置信水平为95%时,样品测定值与零浓度样品的测定值有显著性差异即为检出限(D.L)。
这里的零浓度样品是不含待测物质的样品。
D.L = 4.6σ式中:σ—空白平行测定(批内)标准偏差(重复测定20次以上)。
2)国际纯粹和应用化学联合会(IUPAC)对分析方法的检出限D.L 作如下规定。
在与分析实际样品完全相同的条件下,做不加入被测组分的重复测定(即空白试验),测定次数尽可能多(试验次数至少为20次)。
算出空白观测值的平均值X b和标准偏差S b。
检出限、测定限、最佳测定范围区别检出限1检出限为某特定分析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最小量。
所谓“检出”是指定性检出,即判定样品中存有浓度高于空白的待测物质。
检出限除了与分析中所用试剂和水的空白有关外,还与仪器的稳定性及噪声水平有关。
在灵敏度计算中没有明确噪声的大小,因而操作者可以将检测器的输出信号,通过放大器放到足够大,从而使灵敏度相当高。
显然这是不妥的,必须考虑噪声这一参数,将产生两倍噪声信号时,单位体积载气或单位时间内进入检测器的组分量称为检出限。
则:D = 2N / S式中:N——噪声(mV或A);S——检测器灵敏度;D——检出限,其单位随S不同也有三种:Dg=2N / Sg,单位为mg/mlDv=2N / Sv,单位为ml/mlDt=2N / St,单位为g/s有时也用最小检测量(MDA)或最小检测浓度(MDC)作为检测限。
它们分别是产生两倍噪声信号时,进入检测器的物质量(g)或浓度(mg/ml)。
不少高灵敏度检测器,如FID、NPD、ECD等往往用检出限表示检测器的性能。
灵敏度和检出限是两个从不同角度表示检测器对测定物质敏感程度的指标,前者越高、后者越低,说明检测器性能越好。
从而可见,测量方法的检出限于分析空白值、精密度、灵敏度密切相关。
他是分析方法的一个综合性的重要计量参数。
2检出限的计算方法1)在《全球环境监测系统水监测操作指南》中规定:给定置信水平为95%时,样品测定值与零浓度样品的测定值有显著性差异即为检出限(D.L)。
这里的零浓度样品是不含待测物质的样品。
D.L = 4.6σ式中:σ—空白平行测定(批内)标准偏差(重复测定20次以上)。
2)国际纯粹和应用化学联合会(IUPAC)对分析方法的检出限D.L 作如下规定。
在与分析实际样品完全相同的条件下,做不加入被测组分的重复测定(即空白试验),测定次数尽可能多(试验次数至少为20次)。
算出空白观测值的平均值X b和标准偏差S b。
[导读]长期以来,各个领域的检测人员针对检出限概念、估算方法及在各个不同领域的应用都进行了大量的探讨。
在实际应用中,仪器检出限、方法检出限及样品检出限及测定下限的概念经常混乱检出限是分析测试的重要指标,对于仪器性能的评价和方法的建立都是重要的基本参数之一。
在日常检测过程中,检出限为具体量度指标,特别是在痕量分析中,痕量分析误差与样品含量相对于检出限的倍数相关联。
检出限的确定对于分析方法的选择具有重要意义。
对检出限的忽视有可能导致检测结果的不确定度增大。
长期以来,各个领域的检测人员针对检出限概念、估算方法及在各个不同领域的应用都进行了大量的探讨。
像分析仪器在测定过程中存在与噪音相区别的小信号检出问题,同时也存在着分析方法能可靠测定物质最低含量的界限问题,这两个概念有着本质的不同。
在实际应用中,仪器检出限、方法检出限及样品检出限及测定下限的概念经常混乱。
在检验检疫行业中,进出口产品的种类繁多,涉及的领域也是多种多样,对检测人员的要求高,为保障进出口产品质量把关服务的有效进行,合理的使用仪器分析,科学有效的评估仪器分析,都要求在仪器的检出限等各项指标上有个清晰完整的认识。
为理清在检出限概念和层次上的认识,本文将对检出限的概念、分类和影响因素进行详尽的探讨。
一、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。
饮用水水质检测中检出限和测定下限的评价方法与合理性判定摘要:本文主要研究了饮用水的水质检测中检出限和测定下限的评价方法,特别是在当前民众对饮用水质量要求不断提高的背景下,针对饮用水水质的检测需要进一步优化与提高,确保能够给民众带来更加健康的饮用水。
在进行饮用水水质检测的过程中,采用上述评价方法,在很大程度上能够提高检测的准确率与科学性,对于保障民众饮用到健康的饮用水有着很大的帮助,在长期的应用中有着一定的优势。
在实际讨论的过程中,需要采用标准曲线最低点与方法检出限和测定下限进行关联,这样能够利用最小二乘法拟合曲线进行饮用水水质的分析与评价。
这种检测方式在当前有着诸多应用,在很大程度上能够提高水质检测效果。
并且,利用本文所研究的评价方法,在很大程度上能够提高检测过程中的严谨性与科学性,能够在很大程度上保障检测结果的有效性,是当前饮用水水质检测中的主要技术方法。
因此,本文就关于饮用水水质检测中检出限和测定下限的评价方法与合理性判定展开分析,旨在提高饮用水水质检测效果。
关键词:饮用水;方法检出限;测定下限;评价方法;合理性判定一、检出限与测定下限的定义1.检出限检出限这个概念,最早是在19世纪提出的,在当时的德国学者进行水质研究中,提出了这一检测概念。
并且,在后来的饮用水水质检测中,检出限的应用越来越广泛,其间为止已经有着近百年的应用历史。
在检出限的定义中,指的是在化学概念下的一种指标分析,可以将其理解为一种定性概念。
检出限在饮用水水质检测中,有着十分广泛与普遍的应用,其能够针对水体样本中的检出待测物质的最小浓度进行描述。
检出限在后来的发展中,还可以详细划分为仪器检出限和方法检出限两种概念。
首先,仪器检出限指的是,在化学仪器检测与使用下,呈现出来的检出限结构,能够结合化学仪器对水体进行最低限制的检测。
方法检出限,指的是在具体的分析方法使用中,针对水体进行物质的检测与评价。
在实际应用的过程中,方法检出限的应用范围较广,其能够结合实际的检测环境、监测方式、样本质量、分析人员水平等客观因素产生变化,所以在进行饮用水水质检测的过程中其体现出的可变性特点有着良好的应用空间,被更多地应用到饮用水水质检测中。
检出限、测定限、最佳测定范围、校准曲线及分析空白第一节:检出限1.检出限为某特定分析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最小量。
所谓“检出”是指定性检出,即判定样品中存有浓度高于空白的待测物质。
检出限除了与分析中所用试剂和水的空白有关外,还与仪器的稳定性及噪声水平有关。
在灵敏度计算中没有明确噪声的大小,因而操作者可以将检测器的输出信号,通过放大器放到足够大,从而使灵敏度相当高。
显然这是不妥的,必须考虑噪声这一参数,将产生两倍噪声信号时,单位体积载气或单位时间内进入检测器的组分量称为检出限。
则:D = 2N / S式中:N---噪声(mV或A);S---检测器灵敏度;D---检出限,其单位随S不同也有三种:Dg=2N / Sg, 单位为mg/mlDv=2N / Sv, 单位为ml/mlDt=2N / St, 单位为g/s有时也用最小检测量(MDA)或最小检测浓度(MDC)作为检测限。
它们分别是产生两倍噪声信号时,进入检测器的物质量(g)或浓度(mg/ml)。
不少高灵敏度检测器,如FID、NPD、ECD等往往用检出限表示检测器的性能。
灵敏度和检出限是两个从不同角度表示检测器对测定物质敏感程度的指标,前者越高、后者越低,说明检测器性能越好。
从而可见,测量方法的检出限于分析空白值、精密度、灵敏度密切相关。
他是分析方法的一个综合性的重要计量参数。
2. 检出限的计算方法1)在《全球环境监测系统水监测操作指南》中规定:给定置信水平为95%时,样品测定值与零浓度样品的测定值有显著性差异即为检出限(D.L)。
这里的零浓度样品是不含待测物质的样品。
D.L = 4.6σ式中:σ—空白平行测定(批内)标准偏差(重复测定20次以上)。
2) 国际纯粹和应用化学联合会(IUPAC)对分析方法的检出限D.L作如下规定。
在与分析实际样品完全相同的条件下,做不加入被测组分的重复测定(即空白试验),测定次数尽可能多(试验次数至少为20次)。
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
问题:
我们样品管测定的数据在曲线最低点,一般来讲,曲线最低点一般远远大于10σ空,也就是说我们仪器测定样品管的浓度在定量范围内的,结果可信的
所以引起样品管浓度比试剂空白浓度略低原因分析:
●样品浓度和试剂空白浓度比较接近,测量的误差造成的
(悖论)
●样品本身基体的性质或者产生自吸收情况
●试剂含有的量远远超出样品的量,导致两者测量数据相近。
检测限、最小检测浓度等概念的定义及比较[教育] 检测限、最小检测浓度等概念的定义及比较中华人民共和国计量检定规程 JJG823-93中,离子色谱仪的最小检出浓度检定计算公式为:Cmin=Cs(2Hn/H)。
式中:Cmin---最小检出浓度,Cs----检测离子浓度,Hn----基线噪声(不少于30分钟的基线),H-----检测离子峰高。
而很多文献里的检出限是按3倍基线噪声的最小离子浓度确定的引自“分析化学中的检出限、测定限与检测限(化学工业出版社,北京 100029)Clarification paper on detection limit,determination limit and detectability of analytical chemistryDu Jinxiang(Chemical Industry Press,Beijing 100029)”检出限(detection limit,limit of detection)、测定限(determination limit,limit of determination)与检测限(detectability)是分析化学中常见的名词术语,近年来,国内外一些文献多有论述[1,6].但目前国内出版物中对三者的定义、使用仍存在一些混乱现象,有时甚至将三者混为一谈,使深入讨论或比较数据产生困难.一、检出限与测定限查“detection limit”或“limit of detection”对应的中文,有“检测极限[7~13]”,“测定范围[14]”,“检测限[15~17]”,“检出(下)限[15]”,“检测下限[15]”,“检出极限[18]”等多种译法;查“determination lim it”或“limit of determination”对应的中文,有“定量下限[10]”,“定量界限[10]”,“定量测定下限[19]”,“测定下限[20]”等译法。
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 3 S0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 = 3 S0 。
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。