zairuhezhengquehuozhunquedigusuanjianchuxiandewentishang,guojifenxijieyizhicunyouzhengyi。jianchuxiandeteshuyiyizaiyukeyiduiyigegeidingdefenxifangfazaidinongdushuipingde檢測能力進行準確地評估,而考察一個分析方法在低濃度範圍的檢測性能,可以基於不同的角度或不同的側重點,如可以從最小信號值與儀器噪音之比來考察,從方法測定空白的平均波動性來統計估算,也可以根據分析方法校準曲線的偏差特性來定量估算。
檢出限是評價一個分析方法及測試儀器性能的重要指標,所謂“檢出”是指定性檢出,即判定樣品中存在有濃度高於空白的待測物質。
ACS(美國化學學會)對這一定義作了更簡明的概括:檢出限是一個分析方法能夠可靠地檢測出被分析物的最低濃度。
1.0 檢出限的定義
在樣品中能檢出的被測組分的最低濃度(量)稱為檢測限,即產生信號(峰高)為基線噪音標準差k倍時的樣品濃度,一般為信噪比(S/N)2:1或3:1時的濃度,對其測定的準確度和精密度沒有確定的要求。目前,一般將檢測限定義為信噪比(S/N)3:1時的濃度。
1.1 計算公式
D=3N/S(1)
式中:N――噪音;S――檢測器靈敏度;D――檢測限
而靈敏度的計算公式為:
S=I/Q(2)
式中:S――靈敏度;I――信號響應值;Q――進樣量
將式(1)和式(2)合並,得到下式:
D=3N×Q/I(3)
式中:Q――進樣量;N――噪音;I――信號響應值。I/N即為該進樣量下的信噪比(S/N),該gai信xin噪zao比bi可ke通tong過guo工gong作zuo站zhan對dui圖tu譜pu進jin行xing自zi動dong分fen析xi獲huo得de,一yi般ban的de色se譜pu或huo質zhi譜pu工gong作zuo站zhan都dou可ke進jin行xing信xin噪zao比bi分fen析xi計ji算suan。這zhe樣yang檢jian測ce限xian的de計ji算suan方fang法fa就jiu變bian得de非fei常chang方fang便bian了le。
1.2 計算方法
實際計算時,檢出限有兩種表示方法:一種是進樣瓶中樣品檢出限,一種是針對原始樣品的方法檢出限。
A、對第一種檢出限,隻要知道進樣量和信噪比即可計算。如進樣瓶中樣品濃度為1mg/L,在此濃度下的信噪比為300(由工作站分析獲得),則其檢測限為:D=(3×1mgL-1)/300=0.01mg/L。也可用絕對進樣量表示,若進樣體積為10ul,則其檢測限為:D=3×(1mgL-1×10ul)/300 = 0.1 ng。
B、對第二種表示方法,需同時考慮原始樣品的取樣量和提取樣品的定容體積。仍按前述樣品計算,若取樣量為5克,最後定容體積為5mL,則方法檢測限為:D=0.01mgL-1×5 mL/5 g = 0.01mg/kg。
即當原始樣品中待檢物質的濃度為0.01mg/kg時,若取樣量為5g,樣品經前處理後定容體積為5mL時,進樣瓶中樣品的濃度可達0.01mg/L(假定回收率為100%),此時,在其它給定的分析條件下,能產生3倍噪聲強度的信號。在實際檢測工作中,第二種表示方法更為常見。
1.3 注意事項
由式(3)可ke見jian,信xin噪zao比bi的de大da小xiao直zhi接jie關guan係xi到dao檢jian測ce限xian的de大da小xiao。信xin噪zao比bi計ji算suan方fang法fa的de不bu同tong,其qi比bi值zhi大da小xiao有you很hen大da不bu同tong,這zhe與yu計ji算suan信xin噪zao比bi時shi基ji線xian噪zao聲sheng峰feng值zhi的de定ding義yi方fang式shi有you關guan,一yi般ban有you三san種zhong不bu同tong的de定ding義yi:
A、峰/峰(peak to peak)信噪比,用某一段基線噪聲的平均高度;
B、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;
C、均方根(RMS)信噪比,用某一段基線噪聲的均方根值計算。
除chu此ci之zhi外wai,信xin噪zao比bi的de計ji算suan結jie果guo還hai和he所suo取qu噪zao聲sheng的de位wei置zhi有you很hen大da關guan係xi,取qu信xin號hao哪na一yi側ce基ji線xian的de噪zao聲sheng,取qu多duo長chang一yi段duan基ji線xian上shang的de噪zao聲sheng,計ji算suan結jie果guo都dou很hen不bu完wan全quan相xiang同tong,有you時shi相xiang差cha甚shen遠yuan。一yi般ban多duo取qu樣yang品pin峰feng兩liang側ce的de噪zao聲sheng峰feng值zhi計ji算suan。
1.4 檢出限的確定
A、《全球環境監測係統水監測操作指南》中規定:給定置信水平為95%時,樣品測定值與零濃度樣品的測定值有顯著性差異即為檢出限:
L=4.6Sb
式中:L――方法的最低檢出濃度。
Sb――測定次數為n次的空白平行測定(批內)標準差(重複測定20次以上)。
B、國際純粹和應用化學聯合會(IUPAC)規定對各種光學分析方法,可用下式計算:
L=KSb/S
L――方法的最低檢出濃度
Sb――空白多次測量的標準偏差(吸光度);
S――方法的靈敏度(即校準曲線的斜率)
為了評估,空白測定次數必須足夠多,最好能測20次。國際純粹和應用化學聯合會極力提倡取k值為3,一般來說,取相應的置信水平大約為90%。
若=0,並不意味著,或檢出限無限小。這時需配製一個濃度略大於零濃度的試樣係列(能產生一個可測信號值)代替全程序空白試驗,求出其標準偏差,用來代替。
此外,有時為了工作方便和便於比較,也規定一個大家能接受的信號值作為檢出限,如分光光度法中,規定吸光度為0.010所對應的濃度即為檢出限L。
C、美國EPASW―846規定方法中的檢出限為:L=3.143Sb
D、某些分光光度法是以吸光度(扣除空白)為0.010相對應的濃度值或絕對量為檢出限,這是一種實驗室間的協定方案。
E、氣相色譜法:檢測器恰能產生與噪音相區別的響應信號時所需進入色譜的物質最小量為檢出限,一般為噪音的二倍。
F、離子選擇電極法:當(dang)校(xiao)準(zhun)曲(qu)線(xian)的(de)直(zhi)線(xian)部(bu)分(fen)外(wai)延(yan)的(de)延(yan)長(chang)線(xian)與(yu)通(tong)過(guo)空(kong)白(bai)電(dian)位(wei)且(qie)平(ping)行(xing)於(yu)濃(nong)度(du)軸(zhou)的(de)直(zhi)線(xian)相(xiang)交(jiao)時(shi),其(qi)交(jiao)點(dian)所(suo)對(dui)應(ying)的(de)濃(nong)度(du)值(zhi)即(ji)為(wei)該(gai)離(li)子(zi)色(se)譜(pu)所(suo)對(dui)電(dian)極(ji)法(fa)的(de)檢(jian)出(chu)限(xian)。
由測得的空白值計算出的L值不應大於分析方法規定的最低檢出濃度值,如大於方法規定值時,必須尋找原因降低空白值,重新測定計算至合格。
1.5 校準曲線的繪製
A、按an分fen析xi方fang法fa步bu驟zhou,通tong過guo實shi測ce濃nong度du和he儀yi器qi信xin號hao值zhi的de直zhi線xian關guan係xi,確que定ding實shi驗yan室shi條tiao件jian下xia的de測ce定ding上shang限xian。當dang測ce定ding上shang限xian低di於yu方fang法fa的de檢jian測ce上shang限xian時shi,隻zhi能neng用yong實shi測ce的de直zhi線xian範fan圍wei。
B、繪製校正曲線的分析步驟應與樣品分析相同,並且不少於5個濃度值。
C、校xiao正zheng曲qu線xian繪hui製zhi與yu每mei批pi測ce定ding樣yang品pin同tong時shi進jin行xing,對dui某mou些xie分fen析xi方fang法fa的de校xiao正zheng曲qu線xian的de斜xie率lv穩wen定ding,批pi間jian誤wu差cha較jiao小xiao,使shi用yong原yuan製zhi校xiao正zheng曲qu線xian時shi,應ying與yu樣yang品pin同tong時shi測ce定ding2份中等濃度標樣和2份空白的平行樣。
測得標準的濃度(減去空白)值與原校正曲線相對應的濃度值的相對偏差,分光光度應小於5%;原子吸收法應小於10%,否則重新製作校正曲線。
低空白值,重新測定計算至合格。
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