检出限的详细计算方法
检出限的确定的5种方法

检出限的确定的5种方法方法检出限的5种确定方法方法检出限确定方法有多种,实验室可根据检测方法、检测仪器确定选择哪种。
实验室务必了解“仪器检出限”、“方法检出限”、“检测下限”等概念,避免混淆和计算错误。
1第一法:方法检出限的一般确定方法1.1空白试验中检测出目标物质按照样品分析的全部步骤,重复 n ( n ≥7)次空白试验,将各测定结果换算为样品中的浓度或含量,计算 n 次平行测定的标准偏差,按公式(A.1)计算方法检出限。
MDL= t (n−1,0.99)× S(公式1)式中: MDL ——方法检出限;n——样品的平行测定次数;t——自由度为n-1,置信度为99%时的t分布(单侧);S ——n次平行测定的标准偏差。
其中,当自由度为n -1,置信度为99%时的t值可参考表1取值。
表1 t值表本方法应用最广,大部分实验室直接用MDL= 3×S,这里的系数“3”,其实是约数。
实际上,平行测定次数不同,系数不同。
如果空白试验的测定值过高,或变动较大时,无法计算检出限。
因此,本方法计算的检出限以下述条件为前提:任意测定值之间可允许的差异范围为“空白试验测定值的均值±估计检出限的1/2”以内。
1.2空白试验中未检测出目标物质按照样品分析的全部步骤,对浓度值或含量为估计方法检出限值2~5倍的样品进行n(n ≥7)次平行测定。
计算 n 次平行测定的标准偏差,按公式2和公式3计算方法检出限。
MDL值计算出来后,需判断其合理性。
针对单一组分的分析方法,如果样品浓度超过计算出的方法检出限的10倍或者低于计算出的方法检出限,则需要调整样品浓度重新进行测定。
在重新测定后,将前一批测定的方差(即S2)与本批测定的方差相比较,较大者记为S2A,较小者记为S2B。
若S2A/S2B>3.05,则将本批测定的方差标记为前一批测定的方差,再次调整样品浓度重新测定。
若S2A/S2B<3.05,则按下列公式计算方法检出限:(公式2)(公式3)式中:v A——方差较大批次的自由度,n A-1;v B——方差较小批次的自由度,n B-1; S p——组合标准偏差;——自由度为vA+vB,置信度为99%时的t分布。
方法检出限计算实例
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方法检出限计算实例一、引言在分析化学、环境监测等领域,方法检出限(Method Detection Limit,MDL)是一个重要的技术指标,它反映了分析方法对目标物质的最低检测限。
为了保证实验结果的准确性和可靠性,掌握方法检出限的计算与控制方法至关重要。
本文将通过一个实例,详细介绍方法检出限的计算与应用。
二、方法检出限的概念与计算方法1.方法检出限的定义方法检出限是指在规定的实验条件下,分析方法能够准确测量并定量目标物质的最低浓度。
它受到仪器灵敏度、试剂纯度、实验操作等多种因素的影响。
2.方法检出限的计算方法(1)计算公式:MDL = 3S/k,其中S为空白试验的标准偏差,k为斜率。
(2)空白试验:在进行方法检出限测定时,除不加入待测物质外,其他实验条件与正常试验相同。
测定空白试验的响应值,并计算其标准偏差。
(3)斜率k的计算:通过对标准曲线进行线性回归,得到斜率k。
(4)根据公式计算方法检出限MDL。
三、实例分析1.实验背景及目的以某金属元素为例,采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法进行测定。
要求计算方法检出限,以评估分析方法的准确性。
2.实验数据及处理(1)准备标准溶液:配制一系列浓度的标准溶液,用于绘制标准曲线。
(2)测定标准溶液:分别测定不同浓度的标准溶液,得到响应值。
(3)绘制标准曲线:将浓度与响应值进行线性回归,得到标准曲线。
(4)计算斜率k:根据线性回归方程,得到斜率k。
(5)计算方法检出限:根据公式MDL = 3S/k,计算方法检出限。
3.方法检出限的应用在实际样品分析中,可以用方法检出限来评估分析方法的可靠性。
方法检出限越低,说明分析方法对目标物质的检测能力越强。
此外,方法检出限还可以用于优化实验条件和筛选合适的方法。
四、讨论与结论1.方法检出限在实验中的应用价值掌握方法检出限的计算方法,有助于评估实验方法的准确性和可靠性。
在实际应用中,方法检出限是评价分析方法的重要指标,有助于优化实验方案和提高实验结果的可靠性。
方法检出限的计算公式
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方法检出限的计算公式方法检出限是指在分析过程中,仪器或方法能够可靠地检测到目标物质的最低浓度。
在实际应用中,准确地确定方法检出限是非常重要的,因为它直接影响到分析结果的可靠性和准确性。
本文将介绍一种常用的计算方法检出限的公式。
方法检出限的计算公式如下:方法检出限 = 3 * 标准偏差 / 斜率其中,标准偏差是指在一组实验数据中,各个数据与平均值之间的偏差的平方和的平均值的平方根。
标准偏差反映了实验数据的离散程度,即数据的散布程度。
斜率是指实验数据拟合曲线的斜率,它反映了实验数据的变化趋势。
为了更好地理解方法检出限的计算过程,我们以一个实际的例子来说明。
假设我们要测定一种水中的重金属离子的浓度,我们使用了电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)作为分析仪器。
我们进行了一系列浓度的标准品的测定实验,得到了以下数据:浓度(μg/L)信号强度(cps)0.01 100.1 1001 100010 10000我们需要计算标准偏差。
按照下面的步骤进行计算:1. 计算平均值:平均值 = (10 + 100 + 1000 + 10000) / 4 = 2777.52. 计算偏差的平方和:(10 - 2777.5)^2 + (100 - 2777.5)^2 + (1000 - 2777.5)^2 + (10000 - 2777.5)^2 = 334462503. 计算平方和的平均值的平方根:标准偏差= √(33446250 / 4) ≈ 1452.3接下来,我们需要计算拟合曲线的斜率。
通过将浓度和信号强度作为自变量和因变量,进行线性回归拟合,并得到斜率。
通过拟合曲线,我们得到了斜率为10.5。
将标准偏差和斜率代入公式,我们可以计算出方法检出限:方法检出限= 3 * 1452.3 / 10.5 ≈ 417.8 μg/L这意味着在我们的实验条件下,ICP-MS仪器能够可靠地检测到水中重金属离子的最低浓度为417.8 μg/L。
(完整版)检出限的详细计算方法

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。
滴定法方法检出限的计算公式
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滴定法方法检出限的计算公式
一、滴定法检出限的一般计算公式
当滴定度量(背景浓度)和滴定精密度均稳定时,检出限的计算公式为:
DL = 3.3σ/S
其中,DL为检出限,σ为背景浓度的标准差,S为滴定量。
二、滴定法检出限的具体计算方法
1、准备所需材料
(1)手动滴定枪;
(2)滴定液;
(3)标准品;
(4)检测品;
2、准备背景浓度样品
准备5种滴定度量(背景浓度)样品,分别为:0℃、25℃、38℃、50℃、60℃。
3、准备检测样品
在预热至滴定液温度的容器中,配制一定量的检测样品。
4、滴定
调节手动滴定枪,以滴定液将检测样品加至每种背景浓度样品中,记录每种背景浓度样品的滴定次数。
5、计算背景浓度的标准差
将每种背景浓度样品中的滴定次数求均值,各背景浓度的标准差
计算公式为:
σ = √(∑(x‐μ)2/n)
其中,μ为每种背景浓度样品中的滴定次数的平均值,n为每种背景浓度样品中的滴定次数的总数,x为每种背景浓度样品的滴定次数。
6、求出检出限
计算检出限的公式为:
DL = 3.3σ/S
其中,DL为检出限,σ为背景浓度的标准差,S为滴定量。
检出限的详细计算方法
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在样品中能检出地被测组分地最低浓度(量)称为检测限,即产生信号(峰高)为基线噪音标准差倍时地样品浓度,一般为信噪比()或时地浓度,对其测定地准确度和精密度没有确定地要求.目前,一般将检测限定义为信噪比()时地浓度.. 计算公式为:()式中:——噪音; ——检测器灵敏度;——检测限而灵敏度地计算公式为:()式中:——灵敏度;——信号响应值;——进样量将式()和式()合并,得到下式:× ()式中:——进样量;——噪音;——信号响应值.即为该进样量下地信噪比(),该信噪比可通过工作站对图谱进行自动分析获得,一般地色谱或质谱工作站都可进行信噪比分析计算.这样检测限地计算方法就变得非常方便了.文档收集自网络,仅用于个人学习. 计算方法:实际计算时,检出限有种表示方法:一种是进样瓶中样品检测限,一种是针对原始样品地方法检出限.文档收集自网络,仅用于个人学习)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,在此浓度下地信噪比为(由工作站分析获得),则其检测限为:(× ).也可用绝对进样量表示,若进样体积为,则其检测限为:×(× ).文档收集自网络,仅用于个人学习)对第二种表示方法,需同时考虑原始样品地取样量和提取样品地定容体积.仍按前述样品计算,若取样量为克,最后定容体积为,则方法检测限为:× .即当原始样品中待检物质地浓度为时,若取样量为,样品经前处理后定容体积为时,进样瓶中样品地浓度可达(假定回收率为),此时,在其它给定地分析条件下,能产生倍噪声强度地信号.在实际检测工作中,第二种表示方法更为常见.文档收集自网络,仅用于个人学习.注意事项由式()可见,信噪比地大小直接关系到检测限地大小.信噪比计算方法地不同,其比值大小有很大不同,这与计算信噪比时基线噪声峰值地定义方式有关,一般有三种不同地定义:文档收集自网络,仅用于个人学习①峰峰()信噪比,用某一段基线噪声地平均高度;②峰半峰()信噪比, 用某一段基线噪声平均高度地;③均方根()信噪比,用某一段基线噪声地均方根值计算.除此之外,信噪比地计算结果还和所取噪声地位置有很大关系,取信号哪一侧基线地噪声,取多长一段基线上地噪声,计算结果都很不完全相同,有时相差甚远.一般多取样品峰两侧地噪声峰值计算.文档收集自网络,仅用于个人学习我单位地技术规定检出限地确定⑴《全球环境监测系统水监测操作指南》中规定:给定置信水平为时,样品测定值与零浓度样品地测定值有显著性差异即为检出限:文档收集自网络,仅用于个人学习式中:——方法地最低检出浓度.——测定次数为次地空白平行测定(批内)标准差(重复测定次以上).⑵国际纯粹和应用化学联合会()规定对各种光学分析方法,可用下式计算:——方法地最低检出浓度——空白多次测量地标准偏差(吸光度);——方法地灵敏度(即校准曲线地斜率)为了评估,空白测定次数必须足够多,最好能测次.国际纯粹和应用化学联合会极力提倡取值为,一般来说,取相应地置信水平大约为.文档收集自网络,仅用于个人学习若,并不意味着,或检出限无限小.这时需配制一个浓度略大于零浓度地试样系列(能产生一个可测信号值)代替全程序空白试验,求出其标准偏差,用来代替.此外,有时为了工作方便和便于比较,也规定一个大家能接受地信号值作为检出限,如分光光度法中,规定吸光度为所对应地浓度即为检出限.文档收集自网络,仅用于个人学习⑶美国—规定方法中地检出限为:⑷某些分光光度法是以吸光度(扣除空白)为相对应地浓度值或绝对量为检出限,这是一种实验室间地协定方案.文档收集自网络,仅用于个人学习⑸气相色谱法:检测器恰能产生与噪音相区别地响应信号时所需进入色谱地物质最小量为检出限,一般为噪音地二倍.文档收集自网络,仅用于个人学习⑹离子选择电极法:当校准曲线地直线部分外延地延长线与通过空白电位且平行于浓度轴地直线相交时,其交点所对应地浓度值即为该离子色谱所对电极法地检出限.文档收集自网络,仅用于个人学习由测得地空白值计算出地值不应大于分析方法规定地最低检出浓度值,如大于方法规定值时,必须寻找原因降低空白值,重新测定计算至合格.文档收集自网络,仅用于个人学习(站内联系)、校正曲线绘制:()按分析方法步骤,通过实测浓度和仪器信号值地直线关系,确定实验室条件下地测定上限.当测定上限低于方法地检测上限时,只能用实测地直线范围.文档收集自网络,仅用于个人学习()绘制校正曲线地分析步骤应与样品分析相同,并且不少于个浓度值.()校正曲线绘制与每批测定样品同时进行,对某些分析方法地校正曲线地斜率稳定,批间误差较小,使用原制校正曲线时,应与样品同时测定份中等浓度标样和份空白地平行样.测得标准地浓度(减去空白)值与原校正曲线相对应地浓度值地相对偏差,分光光度法应小于;原子吸收法应小于,否则重新制作校正曲线.文档收集自网络,仅用于个人学习。
检出限的概念及计算

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。
检出限几种常见计算方法的分析和比较
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检出限几种常见计算方法的分析和比较在化学分析中,检出限(Limit of detection, LOD)是指能够以可靠性、精确性和准确性检测一些分析物的低浓度限制。
选择适当的检出限计算方法对于保证分析结果的精确性和可靠性至关重要。
本文将介绍几种常见的计算方法并进行分析和比较。
1. 信号与噪声比法(Signal to Noise, S/N):信号与噪声比法是最常见的检出限计算方法之一、该方法通过在不同浓度下的样品中测量信号和噪声的强度,并计算二者的比值来计算检出限。
常用的信号和噪声可以使用标准差来描述,即信号的平均值除以噪声的标准差。
然后通过检测下信号和噪声的比值大于一些设定的阈值时,该阈值即定义为检出限。
这种方法的优点是简单易行,但在实际操作中容易受到噪声和背景信号的干扰。
3倍标准偏差法是另一种常用的检出限计算方法。
该方法通过对一系列相同浓度样品进行多次测量,计算测量结果的均值和标准偏差。
然后将均值加上3倍的标准偏差作为检出限。
这种方法的优点是能够克服噪声和背景信号的干扰,结果更为准确。
但需要进行多次测量,时间和成本较高。
3. 线性回归法(Regression Method):线性回归法是根据标准曲线确定检出限的一种方法。
首先通过一系列已知浓度的标准样品测量得到各个浓度对应的信号强度,然后通过线性回归分析得到曲线方程。
最后计算浓度对应的信号强度达到设定阈值时的浓度即为检出限。
这种方法的优点是通过标准曲线建立了浓度和信号之间的关系,准确可靠。
4. Blank法:Blank法是通过测量空白样品中的信号强度,结合标准曲线建立检出限的一种方法。
首先测量空白样品的信号强度,然后计算空白样品信号强度加上3倍的标准偏差作为检出限。
这种方法的优点是简单易行,适用于没有标准样品的情况。
综上所述,不同的检出限计算方法各有优缺点,根据具体情况选择合适的方法来确保检测结果的准确性和可靠性。
信号与噪声比法简单直接,但受到噪声和背景信号的干扰;3倍标准偏差法准确可靠,但需要进行多次测量;线性回归法和Blank法通过建立标准曲线提高准确性,适用于不同情况。
(完整版)检出限的计算
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(完整版)检出限的计算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。
检出限的详细计算方法
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检出限的详细计算方法
检出限(Detection Limit),又称为检测下限,是指检测中能够检测出待测物质存在的最小浓度值或最小量值,也就是最低检出量,是检测技术的一个重要指标,它反映了检测技术的灵敏度。
检出限计算的具体方法是:
1.首先,确定检出体系的性质,比如检出体系中是否存在响应因子(Response Factor),以及响应因子是否线性,这可以通过特殊测试来确定;
2.然后,确定检测系统的灵敏度和误差,例如下限浓度(Lower Limit of Quantification)或上限浓度(Upper Limit of Quantification);
3.接着,根据下限浓度或上限浓度计算检出限,具体步骤如下:
(1)定义表示“检出限”的参数K,其公式为K=M*t/S,其中,M为“检测限灵敏度”,t为“检测系统误差”,S为响应因子;
(2)根据K计算检出限,公式为DL=K*RL,其中,RL为“参考物量级”;
(3)计算完检出限以后,对其进行讨论,是否符合实际需要,灵敏度足够,可实现有效检测。
4.最后,如果检出限符合要求,可采取实施措施,以实现有效检测;如果检出限不符合要求,应对检测体系进行优化,希望能够达到预期的检出灵敏度。
检出限是检测技术的重要指标。
(完整版)检出限的计算
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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。
(完整版)检出限的计算
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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。
检出限
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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。
方法检出限的计算公式
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方法检出限的计算公式为了确定方法检出限,需要进行一系列的实验,主要包括以下步骤:1.准备标准溶液:制备一系列浓度已知的标准溶液,覆盖待测分析物质的浓度范围。
2. 测定仪器检出限:使用待测分析物质的纯净标准溶液进行一系列测定,以确定仪器检出限。
仪器检出限可通过测定多个不同浓度标准溶液的峰高度信号,分析信噪比(Signal-to-Noise Ratio,S/N)来确定。
3.确定方法检出限:根据仪器检出限与样品量的关系,计算方法检出限。
一般使用下列公式计算方法检出限:MDL=3.3*σ/S其中,MDL为方法检出限,σ为仪器检出限的标准偏差,S为仪器检出限的平均信噪比。
4.数据处理:根据测定结果和所得的方法检出限,对所测样品进行定性和定量分析。
需要注意的是,方法检出限是基于分析方法和仪器性能所确定的,与样品基质的复杂性相关。
当样品基质复杂,如存在干扰物时,可导致方法检出限增大,分析灵敏度下降。
为提高方法检出限,在实际应用中可以采取以下措施:1.优化分析方法:优化样品前处理、仪器条件和测量参数等,以提高方法的灵敏度。
2.采用预处理技术:如使用固相萃取、液液萃取等技术,将样品中的有机质或其他干扰物去除,以提高方法检出限。
3.采用仪器增强技术:如使用质谱联用、原子发射光谱等仪器,可以提高方法的灵敏度和选择性。
4.进行标准添加:在样品中添加已知浓度的标准物质,按照一定比例进行稀释,以延长检测范围。
总之,方法检出限是根据实验测定的仪器检出限和方法特性通过计算得到的分析方法对特定分析物质的最低检测浓度。
根据具体的实验条件和仪器性能,可以通过优化分析方法和采取增强灵敏度的措施来提高方法检出限。
检出限及其计算方法
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检出限及其计算方法一、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。
二、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Xb和标准偏差Sb。
检出限的详细计算方法
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检出限的详细计算方法检出限(limit of detection, LOD)是指用分析方法检测样品中存在的目标物质的最低浓度。
在许多领域中,如环境监测、药物分析、食品安全等,检出限是决定分析方法可行性和有效性的关键指标之一、在实际应用中,准确计算检出限是非常重要的,下面将详细介绍一些常用的检出限计算方法。
1. 标准偏差法(Standard Deviation Method)标准偏差法是计算检出限的常用方法之一、该方法基于重复测量的数据集,假设数据符合正态分布。
计算过程如下:-收集一组至少10个或更多的空白样品测量值。
-对这些测量值进行统计分析,计算平均值(X)和标准偏差(SD)。
-检出限的计算公式为LOD=X+3SD。
-在样品分析过程中,如果测量值低于LOD,可以认为目标物质不能被检测出。
2. 信号噪声法(Signal-to-Noise Method)信号噪声法是一种计算检出限的常用方法,不需要基于多个空白样品的测量。
该方法通过分析信号与噪声之间的关系来确定检出限。
计算过程如下:-选择一个代表噪声的信号区域,记录在无目标物质存在的条件下信号的峰值(SN0)和标准偏差(SD0)。
-在样品分析过程中,测量的峰值信号(SN1)与SD0进行比较。
-如果SN1大于3倍的SD0,则可以认为目标物质被检测出。
3. 不确定度法(Uncertainty Method)不确定度法是一种更全面、更复杂的计算检出限方法,可以考虑多种因素对分析结果的影响。
计算过程如下:-收集一组至少10个或更多的空白样品测量值,计算平均值和标准偏差。
-根据不确定度的理论,计算所有可能误差的组合,计算总不确定度。
-检出限的计算公式为LOD=X+k∗u,其中k是根据置信概率确定的参数,u是总不确定度。
-基于置信概率和分析要求,选择适当的k值。
除了上述常用的计算方法,还有一些其他的方法,如信号降低法、库夫曼法等。
在实际应用中,选择合适的方法取决于实验设计、数据收集和分析目的等因素。
检出限的详细计算方法
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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。
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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。
在实际检测工作中,第二种表示方法更为常见。
4.注意事项
由式(3)可见,信噪比的大小直接关系到检测限的大小。
信噪比计算方法的不同,其比值大小有很大不同,这与计算信噪比时基线噪声峰值的定义方式有关,一般有三种不同的定义:
①峰/峰(peak to peak)信噪比,用某一段基线噪声的平均高度;
②峰/半峰(half peak to peak)信噪比, 用某一段基线噪声平均高度的1/2;
③均方根(RMS)信噪比,用某一段基线噪声的均方根值计算。
除此之外,信噪比的计算结果还和所取噪声的位置有很大关系,取信号哪一侧基线的噪声,取多长一段基线上的噪声,计算结果都很不完全相同,有时相差甚远。
一般多取样品峰两侧的噪声峰值计算。
检出限的确定
⑴《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: L=4.6Sb
式中:L——方法的最低检出浓度。
Sb ——测定次数为n次的空白平行测定(批内)标准差(重复测定20次以上)。
⑵国际纯粹和应用化学联合会(IUPAC)规定对各种光学分析方法,可用下式计算:
L=KSb/S
L——方法的最低检出浓度
Sb——空白多次测量的标准偏差(吸光度);
S ——方法的灵敏度(即校准曲线的斜率)
为了评估,空白测定次数必须足够多,最好能测20次。
国际纯粹和应用化学联合会极力提倡取k值为3,一般来说,取相应的置信水平大约为90%。
若 =0,并不意味着,或检出限无限小。
这时需配制一个浓度略大于零浓度的试样系列(能产生一个可测信号值)代替全程序空白试验,求出其标准偏差,用来代替。
此外,有时为了工作方便和便于比较,也规定一个大家能接受的信号值作为检出限,如分光光度法中,规定
吸光度为0.010所对应的浓度即为检出限L。
⑶美国EPA SW—846规定方法中的检出限为:
L=3.143Sb
⑷某些分光光度法是以吸光度(扣除空白)为0.010相对应的浓度值或绝对量为检出限,这是一种实验室间的协定方案。
⑸气相色谱法:检测器恰能产生与噪音相区别的响应信号时所需进入色谱的物质最小量为检出限,一般为噪音的二倍。
⑹离子选择电极法:当校准曲线的直线部分外延的延长线与通过空白电位且平行于浓度轴的直线相交时,其交点所对应的浓度值即为该离子色谱所对电极法的检出限。
由测得的空白值计算出的L值不应大于分析方法规定的最低检出浓度值,如大于方法规定值时,必须寻找原因降低空白值,重新测定计算至合格。
3、校正曲线绘制:
(1)按分析方法步骤,通过实测浓度和仪器信号值的直线关系,确定实验室条件下的测定上限。
当测定上限低于方法的检测上限时,只能用实测的直线范围。
(2)绘制校正曲线的分析步骤应与样品分析相同,并且不少于5个浓度值。
(3)校正曲线绘制与每批测定样品同时进行,对某些分析方法的校正曲线的斜率稳定,批间误差较小,使用原制校正曲线时,应与样品同时测定2份中等浓度标样和2份空白的平行样。
测得标准的浓度(减去空白)值与原校正曲线相对应的浓度值的相对偏差,分光光度法应小于5%;原子吸收法应小于10%,否则重新制作校正曲线。