一文弄懂:检出限、仪器检出限、方法检出限及三者关系与区别

一文弄懂:检出限、仪器检出限、方法检出限及三者关系与区别

日期:2025-6-12

在理化分析领域中,检出限作为判断分析方法和仪器能否有效检测目标物质的关键参数,贯穿于整个分析过程的始终。随着分析技术的不断进步和各行业对检测精度要求的日益提高,深入理解检出限及其衍生概念(如仪器检出限、方法检出限),掌握其准确的计算方法,不仅是分析工作者的必备技能,更是推动化学分析领域持续发展、保障各行业数据质量的重要前提。

本文基于标准和规范,系统阐述检出限相关概念、计算方法,并对比其差异,以期为相关从业者提供全面且实用的参考。

检出限定义

1、《合格评定化学分析方法确认和验证指南》(GB/T 27417-2017)及ISO/IEC指南99:2007,定义4.18中对于检出限的定义:

检出限(limit of detection;LOD):由给定测量程序获得的测得的量值,其对物质中不存在某种成分的误判概率为β,对物质中存在某种成分的误判概率为α。

注1:国际理论化学和应用化学联合会(IUPAC)推荐α和β的默认值为0.05。

注2:检出限往往分为两种:方法检出限和仪器检出限。

2、IUPAC《分析术语纲要》中对于检出限的定义:

检出限(limit of detection;LOD):是指某特定分析方法在99%的置信水平条件下可以从样品中检测出目标分析物的最小浓度或量。

检出限计算方法

受篇幅限制,本文不深入阐述具体的计算方法,只概括不同计算方法的基本原理和特点。

1、IUPAC法:某特定分析方法在99%的置信水平条件下可以从样品中检测出目标分析物的最小浓度或量。IUPAC方法属于单浓度校正法,通过考察空白的统计特性来计算检出限。

2、EPA法:在99%置信水平下,样品中目标分析物能够被检测出并区别于零时的最低浓度,也是属于单浓度校正法,通过加标水平的标准偏差来计算。

3、Hubaux-Vos法:由学者Hubaux和Vos提出,该方法是利用统计预测理论来计算检出限。该方法包含了校准曲线的生成及校准曲线斜率和截距的变化因素。

4、ISO方法:在置信水平为95%时,检出目标分析物的最低浓度或量是检出限。是通过剩余标准差,线性范围等参数来确定的。

5、信噪比法:信噪比方法也是计算检出限的一种方法。信噪比是某一特定样品的分析信号与仪器背景噪声的相对强度,是一个无量纲值,并且与检出限紧密相关。一般采用3倍信噪比或是2倍信噪比作为检出限,更多地用在色谱相关的分析中。

仪器检出限

仪器检出限(Instrument Detection Limit, IDL):仪器检出限是指在特定仪器条件下,仪器本身能够可靠检测到的最小信号对应的待测物质浓度或量,反映仪器固有灵敏度,与基线噪声等技术参数直接相关。

更多地用在仪器性能测定、检定、校准、期间核查时。在《气相色谱仪检定规程》(JJG 700-2016)、《液相色谱仪检定规程》(JJG 1097-2012)等规程中均有明确的计算方法。

方法检出限

方法检出限(Method Detection Limit, MDL):用特定分析方法在给定的置信度内可从样品中定性检出待测物质的最低浓度或最小量。

定义来自于《环境监测分析方法标准制订技术导则》(HJ 168-2020)。

在《环境监测分析方法标准制订技术导则》(HJ 168-2020)标准附录A.1中有详细的计算方法。

三者联系与区别

检出限分为仪器检出限和方法检出限,检出限的通用计算方法一般均适用于仪器检出限和方法检出限的计算。

仪器检出限反映的是仪器的灵敏度,与仪器本身性能有关,对对应方法检出限值有决定性作用。仪器检出限更多地用作仪器设备的性能测定、检定、校准、期间核查等工作。

方法检出限反映的是特定分析方法所能达到的检出限,如果涉及到仪器分析,则会受限于仪器检出限的大小。在实际检验检测工作中,方法检出限是与检验检测结果直接相关的重要参数。

写在最后

综上所述,检出限、仪器检出限和方法检出限虽然概念相关,但在定义、应用场景和特点上还是存在一定的差异。检出限作为基础概念,为仪器和方法的检测能力评估提供了理论框架;仪器检出限聚焦于仪器本身的性能,是确保仪器正常运行和准确检测的重要参数;方法检出限则从实际分析流程出发,全面考量了从样品采集到最终测定的各个环节,直接关系到分析结果能否真实反映样品中目标物质的情况。

在实际工作中,分析人员需严格依据相关标准,根据具体的分析目的、仪器设备和样品特性,准确选择合适的检出限概念和计算方法。只有这样,才能在化学分析中获得可靠、准确的数据,为科学研究、环境监测、质量控制等工作提供坚实的支撑,推动各行业在精准检测的道路上不断前行。(转载自“实验员笔记”,出于传递信息之目的,其权利属于原创者所有,如侵权请联系删除处理,仅供参考)

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