检出限和定量限

方法检出限系指样品中的被分析物能被检测到的最低量，一般是作为定性检出用。定量限系指样品中的被分析物能够被定量测定的最低量，其检测结果应具有一定的准确度和精密度，一般是做定量分析用。因此，如果数据在检出限和定量限之间的，如果是需要准确定量的应以定量限判定是否检出。检出限、测定限（定量限））与检测限检出限（detectionlimit，limitofdetection）、测定限（determinationlimit，limitofdetermination）与检测限（detectability）是分析化学中常见的名词术语，近年来，国内外一些文献多有论述[1~6]。但目前国内出版物中对三者的定义、使用仍存在一些混乱现象，有时甚至将三者混为一谈，使深入讨论或比较数据产生困难。一、检出限与测定限查“detectionlimit”或“limitofdetection”对应的中文，有“检测极限[7~13]”，“测定范围[14]”，“检测限[15~17]”，“检出（下）限[15]”，“检测下限[15]”，“检出极限[18]”等多种译法；查“determinationlimit”或“limitofdetermination”对应的中文，有“定量下限[10]”，“定量界限[10]”，“定量测定下限[19]”，“测定下限[20]”等译法。实际上，文献[20~25]曾对检出限与测定限的名称、定义展开过讨论。1991年8月，全国自然科学名词审定委员会公布的《化学名词》[26]规定了检出限（detectionlimit，编号03.0090）与测定限（determinationlimit，编号03.0091），并得到认可[12，13，27~29]。国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）1997年通过，1998年发表的《分析术语纲要》（IUPACCompendiumofAnalyticalNomenclature）[30]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xL求得的最低浓度cL（或质量qL）”。表达式为：（1）式中为空白平均值，空白指与待测样品组成完全一致但不含待测组分的样品；为空白标准偏差。IUPAC规定与应通过实验以足够多的测定次数求出，譬如说20次。S（灵敏度sensitivity）为分析校准曲线在低浓度范围内的斜率。k为根据所需的置信度选定的常数，IUPAC建议取k=3作为检出限计算标准，对于严格的单侧高斯分布k=3对应的置信度为99.6%。由于与均基于有限次的测定，因此实际上3sb通常对应的置信度约为90%。IUPAC规定[30]离子选择电极的检出限（8.3.2.1）可从校正曲线上求得，即曲线两段直线部分切线的交点所对应的被测离子的活度（或浓度）；IUPAC建议[30]以信噪比2：1来确定质谱仪器的检出限（12.4.1）；IUPAC规定[30]检出限还可称之为最小可测浓度或量（minimumdetectableconcentrationoramount，2.4），最小可测值（minimumdetectablevalue，18.4.3.7）等。测定限[23，28，29，31，32]是定量分析方法实际可能测定的某组分的下限。与检出限不同，测定限不仅受到测定噪声限制，而且还受到空白背景绝对水平的限制，只有当分析信号比噪声和空白背景大到一定程度时才能可靠地分辨与检测出来。噪声和空白背景越高，实际能测定的浓度就越高，说明高的噪声和空白背景值会使测定限变坏。检出限是指产生一个能可靠地被检出的分析信号所需要的某元素的最小浓度或含量，而测定限则是指定量分析实际可以达到的极限。因为当元素在试样中的含量相当于方法的检出限时，虽然能可靠地检测其分析信号，证明该元素在试样中确实存在，但定量测定的误差可能非常大，测量的结果仅具有定性分析的价值。测定限在数值上总应高于检出限。但在IUPAC1997年通过的《分析术语纲要》[30]中，测定限（determinationlimit，limitofdetermination）改称为定量限（quantificationlimit,18.4.3.7）或最小定量值（minimumquantifiablevalue，18.4.3.7）。二、检测限虽然全国自然科学名词审定委员会公布的《化学名词》[26]中并未规定“检测限（detectability）”一词，但实际上该词也在广泛的应用[11~13，15，16，29，33~35]。1997年通过的《分析术语纲要》[30]没有单独定义“detectability”，但有“minimumdetectability”（9.2.4.4），其定义为流动相中样品组分在检测器上产生两倍基线噪声信号时相当的浓度或质量流量，即（2）式中D为最小检测限；N为噪声；S为灵敏度。此定义与文献[16，33~35]中“检测限”、文献[29]中“检测器检测限”的定义几乎完全相同，可视作同一概念。而比较式（1）、式（2）可知，式（1）中k=2时即得到式（2），可见，IUPAC规定的“minimumdetectability”实际上是“检出限”的另外一种提法。三、讨论检出限一般有仪器检出限、分析方法检出限之分。仪器检出限是指分析仪器能检出与噪音相区别的小信号的能力，而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[39]，即分析者、环境、样品性质等对检出限也均有影响[20]，实际工作中应说明获得检出限的具体条件。检出限过去也称为检出极限，检测限，测定极限，波动浓度极限等，建议统一称检出限，以其简短且较直观[21]。文献[9~13，36]中检测极限、文献[16，17，33~35，37，38]中检测限、文献[29]中检测器检测限实际上都是检出限。为避免引起混淆或歧义，笔者建议，应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极限、检测限、检测器检测限等称谓,作为过渡，确有必要使用检测极限等称谓时应列出其计算方法。按IUPAC1997年通过的规定，“测定限”改称为“定量限”或“最小定量值”，笔者建议今后应推广使用“定量限”一词，以便与国际结轨。需要指出的是，目前很多国际组织(机构)，如国际临床化学联合会(internationalfederationofclinicalchemistry，IFCC)；世界卫生组织（worldhealthorganization，WHO）；生物学标准化专家委员会（expertcommitteeonbiologicalstandardization）；美国国家临床实验室标准委员会（nationalcommitteeonclinicallaboratorystandards，NCCLS）等等,根据各自专业领域的实际情况，对检出限、测定限（定量限）、检测限的定义与IUPAC的规定并不完全相同，阅读文献时应注意其区别。有兴趣的读者可参考文献[4,40~42]。