檢出限是分析測試的重要指標(biāo)，對于儀器性能的評價(jià)和方法的建立都是重要的基本參數(shù)之一。在日常檢測過程中，檢出限為具體量度指標(biāo)，特別是在痕量分析中，痕量分析誤差與樣品含量相對于檢出限的倍數(shù)相關(guān)聯(lián)。檢出限的確定對于分析方法的選擇具有重要意義，對檢出限的忽視有可能導(dǎo)致檢測結(jié)果的不確定度增大。
長期以來，各個(gè)領(lǐng)域的檢測人員針對檢出限概念、估算方法及在各個(gè)不同領(lǐng)域的應(yīng)用都進(jìn)行了大量的探討。像分析儀器在測定過程中存在與噪音相區(qū)別的小信號檢出問題，同時(shí)也存在著分析方法能可靠測定物質(zhì)最低含量的界限問題，這兩個(gè)概念有著本質(zhì)的不同。在實(shí)際應(yīng)用中，儀器檢出限、方法檢出限及樣品檢出限及測定下限的概念經(jīng)?；靵y。在檢驗(yàn)檢疫行業(yè)中，進(jìn)出口產(chǎn)品的種類繁多，涉及的領(lǐng)域也是多種多樣，對檢測人員的要求高，為保障進(jìn)出口產(chǎn)品質(zhì)量把關(guān)服務(wù)的有效進(jìn)行，合理的使用儀器分析，科學(xué)有效的評估儀器分析，都要求在儀器的檢出限等各項(xiàng)指標(biāo)上有個(gè)清晰完整的認(rèn)識。為理清在檢出限概念和層次上的認(rèn)識，本文將對檢出限的概念、分類和影響因素進(jìn)行詳盡的探討。
1947年，德國人Hkaiser首次提出了有關(guān)分析方法檢出限的概念，并提出檢出限和分析方法的精密度、準(zhǔn)確度一樣，也是評價(jià)一個(gè)分析方法測試性能的重要指標(biāo)。國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會( IU-PAC) 于1975年正式推行使用檢出限的概念及相應(yīng)估算方法，于1998年又發(fā)表了《分析術(shù)語綱要》對檢出限檢出，檢出限的定義為：某特定方法在給定的置信度內(nèi)可從樣品中檢出待測物質(zhì)的最小濃度或量，公式表示為：歐盟《執(zhí)行關(guān)于分析方法運(yùn)行和結(jié)果解釋的歐盟委員會指令》(2002/657/EC)的最新檢測限的概念 CCα 和 CCβ檢測限( >>α) 是指大于等于此濃度限，將以α誤差概率得出陽性結(jié)論。檢測能力(CCβ) 是指樣品中物質(zhì)以β誤差概率能被檢測、鑒別和/或定量的最小含量。對于未建立容許限的物質(zhì)，檢測能力是以1-β可信度能被檢測出來的最低濃度。如果容許限已經(jīng)建立，檢測能力就是以1-β可信度能被檢測到的容許限濃度。
(1)儀器檢出限： 即相對于背景，儀器檢測的可靠最小信號。通常用信噪比(S/N) 表示，當(dāng) (S/N)≥3時(shí)，定義為儀器檢出限。(2)方法檢出限：即某方法可檢測的最小濃度。通常用外推法可以求得。即在低濃度范圍內(nèi)選三個(gè)濃度(C1、C2、C3) ，對每一濃度水平分別重復(fù)測定，求出各濃度水平的標(biāo)準(zhǔn)偏差 S1、S2、S3，用線性回歸法做出擬合曲線，延長該線與縱坐標(biāo)相交于S0(濃度為零時(shí)空白樣品的標(biāo)準(zhǔn)偏差)。3S0則定義為方法檢出限。(3)樣品檢出限：指相對于空白可檢測的樣品的最小含量。它定義為三倍空白標(biāo)準(zhǔn)偏差，即3σ空白( 或3S空白)。國內(nèi)有研究人員劉菁和冉敬等也把檢出限分類為儀器檢出限、方法檢出限和樣品檢出限。田強(qiáng)兵將檢出限分為了儀器檢出限、方法檢出限和儀器的測定下限和方法的測定下限。
儀器檢出限是指在規(guī)定的儀器條件下，當(dāng)儀器處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，儀器本身存在著的噪音引起測量讀數(shù)的漂移和波動。儀器檢出限的水平可對同類儀器之間的信噪比、檢測靈敏度、信號與噪音相區(qū)別的界限及分析方法進(jìn)行測量所能達(dá)到的最低限度等方面提供依據(jù)。儀器的檢出限的物理含義為：在一定的置信范圍內(nèi)能與儀器噪音相區(qū)別的最小檢測信號對應(yīng)的待測物質(zhì)的量。通過配制一定濃度的稀溶液12份進(jìn)行測量，可用下式計(jì)算：方法的檢出限是指一個(gè)給定的分析方法在特定條件下能以合理的置信水平檢出被測物的最小濃度，它是表征分析方法的最主要的參數(shù)之一。分析方法隨機(jī)誤差的大小不但與儀器噪聲有關(guān)，而且決定了方法全過程所帶來的誤差總和，與樣品性質(zhì)、預(yù)處理過程都有關(guān)系。為了能反映分析方法在整個(gè)分析處理過程的誤差，可采用已知結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)或樣品按照分析步驟進(jìn)行測量，通過分析12份已知結(jié)果的實(shí)際樣品來計(jì)算方法的檢出限，計(jì)算公式如下：即單個(gè)樣品的檢出限，指相對于空白可檢測的樣品的最小含量。故只有當(dāng)空白含量為零時(shí)，樣品檢出限才等于方法檢出限。一方面空白含量往往不為零，由于空白含量及其波動的存在，盡管方法檢出限通過外推法可能求得很低的濃度( 或含量)，實(shí)際上樣品檢出限可能要比方法檢出限大得多; 另一方面分析方法檢出限采用的是一系列標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，基體各不相同，因此只能是一類型樣品的平均檢出限，并非嚴(yán)格適用于單個(gè)樣品。對于單個(gè)樣品確定檢出限，必須固定樣品基體，即樣品檢出限的確定應(yīng)使用樣品本身，采取標(biāo)準(zhǔn)加入法作出和方法檢出限類似的曲線，使用外推法進(jìn)行計(jì)算。正因?yàn)槿绱?，在?shí)際使用中，樣品檢出限要比方法檢出限要有意義得多。當(dāng)被測樣品種類變化或測定所用試劑和環(huán)境變化時(shí)，即使使用同一分析方法，樣品檢出限可能相差很大。在痕量分析時(shí)，測量結(jié)果的可靠性在很大程度上取決于空白值的大小及空白值的波動情況。設(shè) Wt代表被測樣品的總值，Wb 代表空白值，則被測組分的含量( Wt-Wb)與檢測可靠性的關(guān)系如表1所示( 表中”σ空白”為測定分析空白時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)偏差)。在分析化學(xué)中，空白值可分為試劑空白、接近空白與真實(shí)空白。真實(shí)空白是完全不含待測物質(zhì)，其它組分與待測樣品完全相同的一種分析樣品，且按照待測樣品的全部分析程序，測定空白試樣。但在實(shí)際分析中，許多分析工作者使用試劑空白或接近空白，試劑空白：按照真實(shí)空白的加入順序和操作方法混合本實(shí)驗(yàn)所需的全部試劑。接近空白：在試劑空白中加入檢出限2倍或3倍的待測物質(zhì)。由此可見，真實(shí)空白的基體較復(fù)雜，所以它的值高于試劑空白和接近空白。在分析中應(yīng)盡量使用真實(shí)空白，它更體現(xiàn)了體系的特征。檢出限只能粗略的表征體系性能，僅是一種定性的判斷依據(jù)，通常不能用于真實(shí)分析。測定下限則是痕量或微量分析定量測定的特征指標(biāo)。儀器的測定下限表示儀器進(jìn)行定量分析時(shí)所能達(dá)到的最低界限，是指在高置信度下測定物質(zhì)的最低濃度或量，其計(jì)算公式同式(2)只是一般取K=6。在高置信度下，用特定分析方法能夠準(zhǔn)確定量測定的待測物質(zhì)最小濃度或量，稱為該分析方法的測定下限。其計(jì)算公式同式(3) ，計(jì)算時(shí)一般取 Ki=10。
映出分析方法能準(zhǔn)確地定量測定低濃度水平待測物質(zhì)的極限值。隨著實(shí)驗(yàn)測試技術(shù)的不斷進(jìn)步，痕量分析逐步成為實(shí)驗(yàn)室最主要的工作。針對痕量分析方法以及一些基本應(yīng)用理論的研究也愈發(fā)重要。因此，為適應(yīng)檢驗(yàn)測試工作實(shí)際需要，應(yīng)當(dāng)對檢出限的計(jì)算方法進(jìn)行優(yōu)化統(tǒng)一，從而不斷促進(jìn)實(shí)驗(yàn)測試技術(shù)的發(fā)展。
