主题：【讨论】--关于三种方法检出限的对比

文献《蔬菜中有机磷农药多残留分析:方法检出限的对比研究》中阐述三种方法检出限(MDL)的计算方法，先将主要内容摘录如下：
2.1.1 二倍信噪比的方法[9]
按文献[9]中关于气相色谱法估算检测限的规定，最小检出量是指检测器恰能产生与噪音信号相区别的响应信号时所需注入色谱柱的物质的最小量。通常认为恰能辨别响应信号最小应为噪声信号的两倍(对GC 方法而言) 。
按文献[9]的规定为：S=2N
最小检出量=[注入标准物质的量×最小响应值(S=2N)]/标准物质的响应值
考虑到仪器和技术的进步以及与国际通行表达方法的接轨，本工作将文献[9]最低检出限的估算方法作了改写，具体算法如下：
设：S_MDL=2N为检出限时对应进样的测试目标化合物的响应值(式中：N 为噪声) ，该S_MDL对应的浓度即为最低检出限的浓度，如用于估算最低检出限的进样浓度(一般为校正曲线的最低校正点的浓度)为C_STD，而CSTD对应的响应值为S_STD，则有：

式中(S_STD/N)项即为信噪比，可由相关的化学工作站软件(如Agilent 6890N的ChemStation)算出，也可手工计算。计算信噪比时应先取足够的、有代表性的噪声范围和噪声水平。这样算出的检出限的单位就为浓度单位了(mg/kg或mg/L等)。

2.1.2 美国EPA方法[10]
a.定义：能够测量和以99% 置信度报告的某物质被检出的最低浓度。即此时报告的假阳性率≤ 1 % 。
b.基本假定
假定在加标的低浓度范围内(通常为1～5 倍预期的最低检出限)多次测定的标准偏差为常数，测定的数据呈正态分布。

这里需要注意的是：
(a)美国 EPA 规定的加标水平一般为预期最低检出限(MDL)的1～5倍。本工作采用5 倍的预期MDL(即0.1 mg/kg)的加标水平，做8 份平行样；
(b)假定在此低浓度水平下多次测量的结果呈正态分布；
(c)但实际上是有限次数的测定(n＜20)，其结果应呈扁平的钟形分布即t分布；
(d)假定在一定的低浓度水平范围内，其测量的标准偏差为常数；
(e)实际的低浓度加标测量可以认为是模拟了检出限时几乎为零的含量的测量结果分布情况。
EPA 方法的估算公式为：
MDL=SD × t_{(n-1),(1-α =0.99)}式中：n为样品的平行测定次数；
SD为n次测定结果的标准偏差；
t为自由度为n-1，置信度为1-α=99% 时的t-分布(有限次数测量的统计分布，又称student distribution)的单边临界值(单边t值)，可查有关的单边t-分布表获得，当n=7，α =0.01，值为3.14；
α为显著性水平。

2.1.3 校正曲线法[11～14]
EPA 法从理论上讲是存在缺陷的，即假定在不同浓度下加标测量的标准偏差为常数(尽管在实用上常常可能有这种情况存在) 理论上是不严密的，为了避免这一假定IUPAC 和欧盟推荐使用校正曲线法来估算检出限。因为接近0含量的目标分析物的响应很小，测量十分困难，IUPAC[11,12]认为可用校正曲线的截距来估算检测限或判断限(Decision Limit)，理由是：实际上在低浓度范围内残留物质有足够好的线性关系，而且截距＞0 ，对NPD检测器而言更是如此。该法的几个主要要点是：
a.用线性拟合得到校正曲线方程：
y=ax+b……………………………… (a)
注意这里的方程至少要有5 个点，每个点至少要作5次测量。根据多次测量结果可以算出，95%置信度的响应值：
y_x=0.095=b+t_0.05•Sb……....................................(b)
式中y_x=0.095为95%置信度时的截距值，b为较正曲线方程中的截距，t0.05为t-分布在自由度(r)等于n-2时的单尾(one sided)t值(可查表获得，t_n:5=2.353)，为校正曲线截距的标准偏差(即n次测量的截距的标准差)。
b. 据此算出新对应的目标分析物的最低检出限(以浓度单位表示)：
MDL=(y_x=0.095-b)/a=t_0.05Sb/a …………………………….(c)
式中a 为校正曲线的平均斜率，t0.05定义与(b)式同。
对禁用物质，根据欧盟规定[13]，其a值选用0.01，以保证假阳性的检出几率在1%以内。此时的方法检出限(此处为Decision Limit，CCα)采用自由度≈∞时的tn:∞的单尾值估算(此时的tn:∞=2.326)
CCα= 校正曲线截距相应的浓度+实验室内重现限标准差的2.33倍
此时的C C α用来判断该物质是否被检出(是否违规)。
对非禁用物质，如果其残留限已建立，根据欧盟规定[12]，其α值选用0.05。此时的CCα采用自由度≈∞时的t_n:∞的单尾值估算(此时的_tn:∞=1.645)
CCα= 最高残留容许限+实验室内重现限标准差的1.64倍
此时的CCα用来判断该物质是否超出了残留限(是否违规) 。本文讨论的是检出限的问题，故CCα用禁用物质的公式计算。
该方法的计算较为繁杂，但现在已有相应的估算软件可供使用，实验工作者只要弄清基本概念，按规定设计好实验，将得到的结果输入软件即可获得估算的MDL 值。该估算软件的名称是MDL Estimator，可免费从有关网站下载[15]。

以上是三种计算方法检出限的方法，具体的文献资料见附件。欢迎大家对这三种方法结合自己实验中所使用的讨论、交流一下！
蔬菜中有机磷农药多残留分析:方法检出限的对比研究

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