食品分析中的檢出限和定量限
? 在教科書和文獻上常常用到檢出限這個概念，但說法五花八門，如，最常見到有：檢出限、檢測限、最低檢出限、最低檢測濃度、定量限、定量下限、最低定量濃度、測定限、儀器檢出限、方法檢出限、樣品檢出限等，聽起來云里霧里，容易被混淆，有必要進行一個梳理。這里最主要的是兩個概念，目前已經(jīng)基本達成共識：檢出限(LOD)和定量限(LOQ)。
早在1991年8月，全國自然科學(xué)名詞審定委員會公布的《化學(xué)名詞》規(guī)定了檢出限(detection ?limit，編號03.0090)與測定限(determination ?limit，編號03.0091)并得到認可，而國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(IUPAC)1997年通過、1998年發(fā)表的《分析術(shù)語綱要》(IUPAC ?Compendium of Analytical ?Nomenclature)中規(guī)定：“檢出限以濃度(或質(zhì)量)表示，是指由特定的分析步驟能夠合理地檢測出的最小分析信號xL求得的最低濃度cL(或質(zhì)量qL)”。對測定限(determination ?limit，limit of determination)改稱為定量限(quantification limit, ?18.4.3.7)或最小定量值(minimum quantifiable ?value，18.4.3.7)[2]，不同的組織和機構(gòu),如,世界衛(wèi)生組織(world health ?organization，WHO)、國際臨床化學(xué)聯(lián)合會(international federation of clinical ?chemistry，IFCC);生物學(xué)標準化專家委員會(expert committee on biological ?standardization);美國國家臨床實驗室標準委員會(national committee on clinical ?laboratory ?standards，NCCLS)等,根據(jù)各自專業(yè)領(lǐng)域的實際情況，對檢出限、測定限(定量限)、檢測限的定義與IUPAC的規(guī)定并不完全相同。
近幾年,實驗室認可和資質(zhì)認定等對實驗室的規(guī)范化管理讓質(zhì)量控制進入了食品理化檢驗常規(guī)工作，檢出限和定量限越來越得到重視和應(yīng)用。其基本內(nèi)涵是：
檢出限(limit of detection，LOD):能以適當(dāng)?shù)闹眯哦缺粰z出的組分的最小量或最小濃度，檢出限是我們判斷被分析物是否存在的含量水平即有無的判斷。
定量限( limit of quantification，LOQ):按規(guī)定準確度能對被分析物量化的含量水平，即定量的判斷，包含客戶可以接受的不確定度如20%。
檢出限的測定
LOD=ks，LOQ=k’s通過空白或低濃度樣品n次測量的標準偏差的倍數(shù)來表征檢出限和定量限，從統(tǒng)計學(xué)的角度不同的k值來保證不同的置信度。這個取值及不同空白或低濃度樣品的測定次數(shù)就是不同組織和機構(gòu)的主要差別，但本質(zhì)上來說是相通的，結(jié)果也是可比的，見表1。
表1：各組織用于檢測限和定量限的測定次數(shù)和置信度匯總
組織 | 測定次數(shù)n | k | 置信度 | k’ | 不確定度 |
IUPAC(較通用) | 5-20 | 3 | 95% | 10 | 約20% |
美國EPA | ≥7 | 3.36 | 99% | 7-30 | 10% |
我國食品檢測[3] | ≥20 | 3 | 95% | ||
美國FDA | / | 3 | 95% | 10 | / |
分析儀器[4] | 2 |
不同方法的檢出限和定量限的特點和應(yīng)用經(jīng)驗
對原子吸收、原子吸收、等離子發(fā)射光譜等容易按照3.2的方法測定，也不會有太大的爭議，對其他方法，則有必要進一點探討。我們在IUPAC定義的基礎(chǔ)上，參考各專業(yè)自身的特點，結(jié)合多年在分析測試中特別是在主題測試、食品安全檢測、突發(fā)公共衛(wèi)生事件檢測中的經(jīng)驗，做如下探討，如有不妥之處歡迎指正。
1.滴定法：滴定法是一個很常用的方法，如果用空白滴定標準偏差計算，很多時候算出來是零，對成熟的方法，空白滴定往往在半滴間就有明顯的突躍，可判斷終點的來臨，我們一般采用半滴即0.025mL對應(yīng)的含量為檢出限和定量限。
2.比色法：比色法空白的變異系數(shù)也比較少，加之現(xiàn)代分光光度計的技術(shù)進步，大部分儀器采用光柵分光和低雜散光很低、線性可以到3-4A量級，傳統(tǒng)教科書要求最佳吸光度在0.2-0.8A往往才能保證結(jié)果準確已不必要，我們采用1%吸收也就是0.005A做為檢出限和定量限。
3.色譜法：色譜檢測一些組分，如農(nóng)殘、獸殘、二惡英、多環(huán)芳烴、性激素等，除了關(guān)注定量外，定性和確證往往更重要。而對很多樣品，在低含量時干擾多，而儀器本身噪聲很低，以平均信噪比s/N=3計算，得出的檢出限和定量限非常低，常常不能準確反映客觀情況。眾所周知，色譜分析一般僅依據(jù)保留時間定性，或僅是選擇性檢測器(如ECD、FPD)或光譜區(qū)別(二極管陣列)，定性能力不強，加之基體干擾(不僅反應(yīng)在噪聲上)，為了避免假陽性的出現(xiàn)，我們認為在滿足客戶或衛(wèi)生標準要求的基礎(chǔ)上，選擇一個遠高于噪聲的閾值來做為計算方法的檢出限和定量限更為科學(xué)、準確，以3倍信噪比更多的是反映儀器能達到的極限情況。
4.應(yīng)用于新方法的研究和方法確認：
在方法研究中，檢出限是一個與靈敏度、準確度、線性、干擾等同樣重要的指標，ISO/IEC 17025 ?在方法確認中要求確認的參數(shù)包括結(jié)果的不確定度、檢出限、方法的選擇性、線性、重復(fù)性限和/或復(fù)現(xiàn)性限、抵御外來影響的穩(wěn)健度和/或抵御來自樣品(或檢測物)母體干擾的交互靈敏度等。在這些過程中，檢出限都是一個不可或缺的重要指標，我們在建議新方法或方法確認中，應(yīng)根據(jù)方法的特點和要求以及我們要達到的目的，制訂合理的檢出限測定方案，科學(xué)合理地反映新方法或?qū)嶒炇覚z測的能力。
5.應(yīng)用于日常食品理化檢驗結(jié)果報告：
在衛(wèi)生檢驗和主題測試中結(jié)果報告會遇到低含量或未檢出的結(jié)果的報告問題，特別是對未檢出的樣品和低含量樣品的判定，最好用報告限(report limit，limit of report，LOR)來表征。
報告限是一個約定值，是依據(jù)檢出限和定量限以及客戶或國家標準的要求，結(jié)合實驗室的經(jīng)驗，考慮了實驗室的風(fēng)險而給出的一個相對固定的值。它與LOD和LOQ比較具有相對穩(wěn)定的優(yōu)點，而檢出限和定量限則是可變的。
我們的經(jīng)驗是：
5.1對靈敏度高而客戶要求低的方法，可以LOR可以比LOQ大較多，降低檢驗人員的風(fēng)險
5.2對一般方法和一般需要，可以取LOQ變化的大值做為報告值。
5.3對要求高方法靈敏度達到極限的可以參考文獻[5]，LOD加上樣品在標準限值附近標準偏差的3倍不超過標準的限值，可按LOD報告，結(jié)果有一定的風(fēng)險。
5.4對科研調(diào)查樣，以LOD報告是合理的，LOD附近的值雖然有較大的不確定度，在大樣本時有統(tǒng)計學(xué)意義。
5.5對大自然中可能存在的物質(zhì)報告
參考文獻：
[1]IUPAC.IUPAC Compendium of Analytical Nomenclature[S]，1998;
[2]冉敬，杜谷，楊樂山，熊及.關(guān)于檢出限定義和分類的探討[J].巖礦測試，2008，(02)：155;
[3]GB/T 5009.1-2003食品理化檢驗方法 理化部分 總則[S];
[4]GB/T 13966-92分析儀器術(shù)語[S];
[5]GB/T 27404-2008實驗室質(zhì)量控制規(guī)范 食品理化檢測[S];
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