化学检测中检出限的测定与运用

随着实验测试技术的不断进步，痕量分析在实验室分析工作中的地位越来越重要。

检出限作为评价仪器性能和验证检测方法的重要参数已成为化学检测人员必须熟悉，并能够熟练运用的主要技术参数之一。




引言

随着实验测试技术的不断进步，痕量分析在实验室分析工作中的地位越来越重要。

检出限作为评价仪器性能和验证检测方法的重要参数已成为化学检测人员必须熟悉，并能够熟练运用的主要技术参数之一。

对检出限的忽视有可能导致检测数据的不确定度增大，从而对检验结果“对”与“否”产生决定性影响。

基于此，本文对检出限及相关术语、检出限的测定及运用进行了探讨。

1 检出限、定量限、报告限的基本概念
1.1 检出限

早在1991年8月，全国自然科学名词审定委员会公布的《化学名词》规定了检出限（DL,detection limit; LOD,limit of detection）。

国际理论与应用化学联合会（IUPAC）1998年发表的《分析术语纲要》中规定：“检出限以浓度（或质量）表示，是指由特定的分析步骤能够合理地检测出的最小分析信号求得的最低浓度或质量”。

GB/T 5009.1-2003《食品理化检验方法 理化部分 总则》直接将检出限定义为：3倍空白值的标准偏差（测定次数不小于20）相对应的质量或浓度。

通常，检出限是指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。

从这一定义可以看出：检出限与给出的置信度有关系，仪器相同，但置信度不同，检出限的大小就会有所不同；检出限的单位既可以是浓度单位，也可是质量单位。

另外，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。

在一些标准中，使用检测限、测定低限、检出极限等术语，实际上都是检出限。

为避免引起混淆或歧义，方便交流、学习，宜遵照全国自然科学名词审定委员会公布的《化学名词》的规定，逐步用检出限代替检测限、检出极限等称谓。
检出限一般有仪器检出限、方法检出限之分。

1.1.1仪器检出限

仪器检出限(IDL，instrument detection limit)是在一定的置信范围内能与仪器噪音相区别的最小检测信号对应的被分析物的最低量或最低浓度，通常用信噪比(S/N)表示，当(S/N)≥3时，定义为仪器检出限。

仪器检出限与仪器的灵敏度有密切的关系，仪器灵敏度越高，仪器性能越好，则检出限越低。仪器检出限不考虑任何样品制备步骤的影响，一般以溶剂空白测定检出限。

1.1.2方法检出限

方法检出限(MDL，method detection limit)是指在通过某一分析方法全部测定过程后(包括样品预处理)，被分析物产生的信号能以给定的置信度区别于空白样品而被测定出来的最低量或最低浓度。

方法检出限不但与仪器噪音有关，而且还决定于方法全部流程的各个环节,如取样,分离富集,测定条件优化等,即分析者、环境、样品性质等对检出限均有影响，因此，不同实验室同一种分析方法的方法检出限是不同的，有的甚至差别很大。实际工作中应说明获得方法检出限的具体条件。

1.2 定量限

类似于检出限，定量限（QL，quantificationlimit）也可以分为仪器定量限和方法定量限。仪器定量限指仪器能够对分析物进行可靠确认和定量的最低浓度值。方法定量限指在特定基体中在给定置信度内对分析物能进行可靠确认和定量的最低浓度值。在我国,《化学名词》规定了测定限（determination limit），IUPAC的《分析术语纲要》中则将测定限改称为定量限或最小定量值（minimumquantifiable value）。由于定量限是对分析物的定量检测,因此,通常要高于检出限。

1.3 报告限

在化学检测中，有时会遇到低含量或未检出的结果报告问题，特别是对未检出的样品和低含量样品的判定，最好用报告限（RL，report limit；LOR，limit of report）来表征。CNAS-CL10:2012 5.5.2指出：报告限应设在一定置信度下可获定量结果的水平。从这一定义看，报告限可以是定量限,但对于仪器灵敏度高而客户要求低的方法,可以取比定量限大较多的限值作为报告限,以降低检验人员的风险。总之,确定报告限时，要依据检出限和定量限以及客户或国家标准的要求，结合实验室的经验，考虑实验室的风险而给出。

2 检出限、定量限的测定及影响因素分析

检出限是定量限的基础，而检验方法不同，检出限的测定方法也不同。

2.1检出限的测定
2.1.1色谱法

色谱法常用于农残、兽残、多环芳烃、性激素等痕量检测，除了关注定量外，定性和确证往往更重要。

而对很多样品，在低含量时干扰多，而仪器本身噪声很低，为了避免假阳性的出现，通常在满足客户或标准要求的基础上，选择一个远高于噪声的阈值来作为计算方法的检出限和定量限则更为科学、准确。

在我国，色谱法的检出限为3倍仪器噪音水平相对应的质量或浓度。具体计算公式为DL=3N/K，其中：DL为检出限，N为仪器噪音水平，K为校准曲线回归方程中的斜率，也可称为仪器的灵敏度。

具体操作步骤是:将样品不断稀释，例如将4mg/L的样品稀释10倍、20倍、50倍、100倍.....分别进样，如果稀释20倍的样品信噪比在检出限的附近(假如信噪比是15:1)，则将原溶液稀释25倍(或30倍)，直到其信噪比符合检出限的信噪比要求为止。

当然，自动进样器也可以通过改变进样量来使信噪比达到要求(这是偷懒的做法)。然后再根据进样浓度和进样量来计算检出限。

校准曲线的斜率k常随环境温度、试剂批号和贮存时间等试验条件的改变而变动。

当试验条件变化时，应重新绘制校准曲线，并进行曲线线性、截距、斜率检验，进而重新确定方法检出限，以满足监测要求，保证监测数据的精密度与准确度。