方法检测下限怎么计算

‘壹’ 检出限与检测下限的关系是什么

1、仪器的检出限
仪器检出限是指在规定的仪器条件下，当仪器处于稳定状态时，仪器本身存在着的噪音引起测量读数的漂移和波动。仪器检出限的水平可对同类仪器之间的信噪比、检测灵敏度、信号与噪音相区别的界限及分析方法进行测量所能达到的最低限度等方面提供依据。仪器的检出限的物理含义为: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待测物质的量。通过配制一定浓度的稀溶液12份进行测量，可用下式计算:

2、方法的检出限
方法的检出限是指一个给定的分析方法在特定条件下能以合理的置信水平检出被测物的最小浓度，它是表征分析方法的最主要的参数之一。分析方法随机误差的大小不但与仪器噪声有关，而且决定了方法全过程所带来的误差总和，与样品性质、预处理过程都有关系。为了能反映分析方法在整个分析处理过程的误差，可采用已知结果的标准物质或样品按照分析步骤进行测量，通过分析12份已知结果的实际样品来计算方法的检出限，计算公式如下:

3、样品的检出限
即单个样品的检出限，指相对于空白可检测的样品的最小含量。故只有当空白含量为零时，样品检出限才等于方法检出限。一方面空白含量往往不为零，由于空白含量及其波动的存在，尽管方法检出限通过外推法可能求得很低的浓度( 或含量)，实际上样品检出限可能要比方法检出限大得多; 另一方面分析方法检出限采用的是一系列标准物质，基体各不相同，因此只能是一类型样品的平均检出限，并非严格适用于单个样品。对于单个样品确定检出限，必须固定样品基体，即样品检出限的确定应使用样品本身，采取标准加入法作出和方法检出限类似的曲线，使用外推法进行计算。
正因为如此，在实际使用中，样品检出限要比方法检出限要有意义得多。当被测样品种类变化或测定所用试剂和环境变化时，即使使用同一分析方法，样品检出限可能相差很大。在痕量分析时，测量结果的可靠性在很大程度上取决于空白值的大小及空白值的波动情况。设 Wt代表被测样品的总值，Wb 代表空白值，则被测组分的含量( Wt-Wb)与检测可靠性的关系如表1所示( 表中”σ空白”为测定分析空白时的标准偏差)

‘贰’ 干货 | 仪器检出限、方法检出限、样品检出限你还在傻傻分不清楚 其实没那么难!

仪器检出限是分析仪器能检测的最低浓度或量，用于比较不同仪器性能，通过多次空白试验求得背景响应的标准差，以三倍空白标准差作为检测限估计值。方法检出限考虑样品测定的整个过程，如取样量、提取分离和测定条件优化等，实际工作中需注明具体实验条件。样品检出限为单个样品的最低检测浓度，基于样品基体确定，适用于同类型样品的平均值。

检出限主要取决于分析方法的选择性、灵敏度和精密度。仪器检出限通常低于方法检出限，以溶剂空白测定为准，10倍标准差为定量测定下限。样品的定量结果应在标准曲线范围内，避免外推计算，确保准确性。

最佳测定范围是指方法在限定误差满足预定要求的前提下，浓度范围内的准确定量测定。范围大小受测量结果精密度要求影响，线性范围则是信号与样品浓度呈线性的工作曲线直线部分，通常以10倍空白的标准偏差对应的浓度为定量检测下限。

检出限计算方法包括通过已知浓度样品与空白对照，记录测得信号强度与噪音强度，以S/N达到特定值的样品最低浓度为LOD（检测限）。确定检出限和线性范围时，可先进标准品观察响应值，再进样品估算浓度，确定范围。富集倍数是萃取后浓度与初始浓度比值。

信噪比、方法最低检出限和检测范围是方法验证时的关键参数，信噪比通常指信号与噪声的比值，方法最低检出限为3倍仪器背景信号对应的浓度，检测范围指最低至最高检测浓度的范围，最低检出限对应3倍噪音对应的样品浓度。在进行方法验证时，需选择合适浓度的样品进行实验，通过仪器计算确定相应参数。

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‘叁’ 检出限、检测限、测定下限及最低检测限定义和区别是什么

定义
检出限（Limit of detection或 minimum detectablity）是指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值。所谓“检出”是判定样品中存有浓度高于空白的待测物质。

“检出”是定性概念，在测定限(Limit of determination)范围内才可准确定量测定，测定限两端称测定下限或测定上限。测定下限是指在测定误差能满足预定要求的前提下，用特定方法能准确地定量测定待测物质的最小浓度或量。

在定量测定中，大部分实验要借助于校准曲线来确定待测物质的浓度或量。校准曲线 (Calibration curve)是由一组已知浓度的梯度标准溶液浓度值和相应的仪器响应值在坐标图上形成的点连成的曲线。

校准曲线最低浓度点是曲线上已知的最低浓度值及其仪器响应值构成的点，它和其他系列已知浓度标准溶液浓度点共同构成校准曲线，一般情况下，人们所说的校准曲线最低浓度点，这一概念含有空白以外最低浓度值之意，对这一概念的关注，也多忽略其响应值而重在其浓度值方面。

区别

检出限的计算依分析方法不同而不同，有关资料规定的方法有数种，其计算原理都是在规定置信水平时，以样品测定值与零浓度样品的测定值有显着性差异为检出限(以L表示)。如：
(1)《全球环境监测系统水检测操作指南》规定：在给定置信水平为95%时，样品测定值与零浓度样品的测定值有显着性差异即为检出限L。
L=4.6σWb
其中，σWb为空白平行测定标准偏差(空白测定次数大于20)。

(2) 国际纯粹和应用化学联合会(IUPAC)对光学分析方法规定：
L=k’Sb/k
其中，Sb为 空 白 多 次 测 得 信 号 的 标 准 偏 差(空白测定次数大于20)；
k’为根据一定置信水平确定的系数；
k为方法的灵敏度#即校准曲线的斜率%。
IUPAC(1975年)建议：光谱化学分析取k’=3。当k’=3时，置信水平大约为 90%。

(3)气相色谱的最小检测量指监测器恰能产生于 噪音相区别的响应信号时所需进入色谱柱的物质的 最小量。一般认为恰能辨别的响应信号，最小应为噪音的两倍。

测定下限的计算，有资料建议以3.3倍检出限浓度作为测定下限，其测定值的标准偏差约为10%。按此推知，测定下限的计算与检出限值有函数关系(如：测定下限=3.3L)。测定下限高于检出限的量(或系数)的大小，依分析方法的精密度要求而定。精密度要求越高，测定下限高于检出限越多。

在大部分方法标准中，都已给定校准曲线浓度值；在研究性检测中，校准曲线系列浓度是按检测设计要求而定的。一般来说，校准曲线最低浓度点值与检出限值无函数关系。虽然校准曲线最低浓度点值和测定下限在应用上有相似之处，但二者之间有明显不同。在同一方法中，校准曲线最低浓度点值可由检测员根据待测物浓度选择，而测定下限则由主观选定。

一般在监测时，都设有空白点(即“0”浓度)，从理论上讲，“0”浓度点既是最低浓度点，也应是 “检出限”，有“0”浓度点的校准曲线似乎适于任意低浓度的测定，但实际上并非如此。实验中，在“0”浓度至测定下限间，并不符合朗伯-比尔定律，曲线存在弯曲，这种情况成因复杂，既有技术因素限制，也涉及不确定度理论。在低浓度区间实际检测中，人们以“检出限”界定待测物质的有无，以 “测定下限”界定定性、定量区间，这种划分有效地解决了低浓度区间检测的复杂性问题，有利于控制检测质量。

‘肆’ 分析方法学验证之(三):检测限和定量限

这一期我们就来说说方法的灵敏度。

灵敏度（Sensitivity）是指某方法对单位浓度或单位量待测物质变化所引起的响应量变化程度。它可以用仪器的响应值或其他指示量与对应的待测物质的浓度或量之比来描述。它是分析方法的基本属性，标志着方法的检出能力，包括了检测限和定量限。

定义和分类

检测限（Limit of Detection，LOD）：系指试样中被测物能被检测出的最低量。检测限仅作为限度试验指标和定性鉴别的依据，没有定量意义。因此需要注意的是在检出限附近不能进行准确的定量，且报告未检出时应附上方法的检测限。

定量限（Limit of Quantitation，LOQ）：系指试样中被测物能被定量测定的最低量。对于微量或痕量药物分析、定量测定药物杂质和降解产物时，应确定方法的定量限。需要注意的是定量限的测定结果应符合准确度和精密度要求。同时定量限的浓度通常应小于等于报告限的浓度，以确保报告数值的准确可靠。

另外需要注意的是：

• 定量限/检测限有些地方会翻译为Quantitation limit，QL和Detection Limit，DL，这个根据各个公司自己规定执行即可。

• 在一些国外的质检报告（COA）中可能会出现LOD表示为Loss On Drying（干燥失重）的缩写，需要注意区分。

• 本文讨论的检测限均指的是分析方法的检测限，对于仪器检出限和方法检出限的区别，我们后面再细细讨论。

做法和要求

1）直观法

用已知浓度的被测物，试验出能被可靠地检测出的最低浓度或量。

如薄层色谱TLC法，通过配制一系列已知浓度的样品来试验，直至能够明显观察到斑点。

2）基于响应值标准偏差和标准曲线斜率法

通过多次空白测定和标准曲线的建立，分别获得响应值偏差和标准曲线的斜率来计算得到最低浓度。计算公式为：

• 峰峰漂移修正间的噪声（PtoP）

• 用ASTM 方法检测的噪声 (ASTM)

4）基于精密度和准确度的特定浓度

ICH Q2（R2）在原先几种方法的基础上提出了一个新的方法——基于准确度和精密度的方法下限。

（注：ICH Q2中提出了方法的工作范围Working Range这个概念，并将线性和定量限/检测限合并了，其中下限lower range limit即可理解为方法的定量限和检测限。）

看原文：

4.2.2.3 Based on Accuracy and Precision at lower range limits

Instead of using estimated values as described in the previous approaches, the QL can be directly validated by accuracy and precision measurements.

不同于原先方法的估算浓度，定量限可以直接通过验证方法的精密度和准确度来设定。

然后在此项的数据要求中，有这样一段描述：

Also, the QL and the approach used for its determination should be presented.

相同的，定量限的浓度以及测定方法是需要明确指出来的。

If the QL was estimated, the limit should be subsequently validated by the analysis of a suitable number of samples known to be near or at the QL. In cases where the QL is well below (e.g.,approximately 10 times lower than) the reporting limit, this confirmatory validation can be omitted with justification.

如果定量限是估算出来的，那么这个限度浓度应该使用一系列已知的并且在定量限附近浓度的样品来确认的。如果定量限远小于报告限（如1/10或更低），那么它是可以不像前面的做法来做确认的，进行解释说明即可。

For impurity tests, the quantitation limit for the analytical procere should be equal to or below the reporting threshold.

对于杂质测定来说，分析方法的定量限应小于或等于报告限。

对此，个人理解ICH在传递的信息是：方法的灵敏度满足使用需求即可（类似于Q3A中指出报告限的作用）。我们无需去证明方法的灵敏度有多高，只需要保证我们设定的特定限度满足方法准确定量的要求即可。

随着这个观点的转变，将使得LOD/LOQ从一个未知的浓度（需要估算或一系列实验来摸索测定）变成了一个已知的浓度（特定的满足使用要求的浓度），从解题变成了证明题，使得大家一下子变得轻松了许多。

实际上这个观点，在国内很多人已经提出过并且也在被越来越多的人接受。原因就是在原先的要求下（既要满足信噪比要求，又要满足精密度和准确度要求），一方面两者很难兼得，为达到要求往往需要耗费较多的精力；另一方面不同人员、不同仪器、不同时间、不同实验室很难得出一个相同的浓度。因此大家在进行灵敏度验证的时候就会变得非常纠结和痛苦。

采用这个新理念在具体的方法验证过程中，对于定量限的验证，需要做的就是选择一个特定的浓度（通常以报告限为基础，结合实际的控制限度，如报告限的一半或更低），然后用精密度和准确度的做法来验证选定的定量限的这个浓度点。

文章最后，我们还需要再强调的一点就是：定量限是要保证精密度和准确度的！

因此定量限下的准确度和精密度是需要验证的，验证的可接受标准是不可以独自放宽的。