第1楼2005/06/20
1.4 分析方法的评价指标
评价一个分析方法有三个基本指标,即检出限、精密度和准确度。
1.4.1检出跟
检出限(Limit of Detection)是指能产生一个确证在试样中存在被测组分的分析信号所需要的该组分的最小量或最小浓度。由于测定中存在误差,测定值的分布有统计性,因此,所谓确证某组分存在也是在统计意义上在一定置信概率下肯定试样中存在该被测组分。在误差分布遵从正态分布的条件下,由统计的观点出发,可以对检出限作如下的定义:检出限是指能以适当的置信概率 (99.7%)被检出的组分的最小量或最小浓度。它由最小检测信号值导出。
在仪器的最佳工作条件下,对空白溶液(所谓空白溶液是指组成与被测样品基本相同而不含被测组分的溶液)或浓度三倍于检出限的溶液进行足够多次(比如20次)测定,以其标准偏差sb的三倍对应的浓度或质量作为检出限。
最小检出量qi和最小检出浓度ci分别可表示为:
式中b为校正曲线A=f(q)或A=f(c)的斜率。它表示被测组分量或浓度改变一个单位时分析信号的变化量,即灵敏度。由此可知,检出限与灵敏度是密切相关的两个量,灵敏度越高,检出限越低,但两者的含义是不同的。灵敏度指的是分析信号随组分含量变化的大小,因此,它同检测器的放大倍数有直接的依赖关系,而检出限是指定量分析方法可能检测的最低量或最低浓度,是与测定噪声直接相联系的,而且有着明确的统计意义。因此,国际纯粹与应用化学联合会推荐用检出限而不是用灵敏度作为衡量一个分析方法最大检测能力的指标。
检出限同测定限(Limit of Determination)也是有区别的,正如上面指出的,检出限是指定量分析方法可能检测的最低量或最低浓度,是定量分析得以进行的必要条件,而测定限是指定量分析方法实际可测定到的某组分含量的极限。由于受到校正曲线在低浓度区域的线性关系,试剂纯度、沾污等的限制,测定限在数值上往往要高于检出限。
从检出限的定义可以知道,提高测定精密度,降低噪声,可以改善检出限。
1.4.2 精密度
精密度(Precision)是指在相同条件下,对同一量进行多次重复测定时,测定值的离散程度;测定值越集中,测定精密度越高。精密度通常用标准偏差和相对标准偏差来量度。
标准偏差是偏差平方的统计平均值,是表征整个测定值离散程度的特征值,它不仅取决于一组测定中各个测定值,而且对一组测定值中的极值反应比较灵敏,当二组测定中出现极值时,标准偏差会明显增大。测定值变动越大,标准偏差越大。有些文献上也把精密度称为重复性误差或测定的重复性(Repeatability)。在使用标准偏差这一术语时,应该严格区分单次测定值的标准偏差与平均值的标准偏差,室内标准偏差与室间标准偏差。下式表示的是单次测定值的标准偏差。
(5-1)
根据数理统计理论,随着测定次数的增多,测定精密度增加,求得的算术平均值越接近于真值,算术平均值的精密度要高于单次测定值的精密度,因此,平均值的标准偏差由下式求得。
室内标准偏差是指在同一条件下,同一分析人员重复测定同一量所得到的测定值的离散程度,用(5-1)式计算。室间标准偏差是指在不同实验室由不同分析人员在相同的条件下重复测定某一量所得到的测定值的离散程度,它由下式计算,
式中m是实验室数,n是每个实验室重复测定次数, 是第i个实验室的n次测定的平均值,xij是单次测定值。
相对标准偏差(RSD),又称为变动系数。由下式求得:
1.4.3 准确度
准确度 (Accuracy)是表示在一定测定精密度条件下多次测定平均值与真值相符合的程度,用误差或相对误差表示。要确定准确度,需要知道真值,而真值通常是不知道的。在实际工作中,通常是用已知含量的标准样品来确定分析方法的准确度,在没有标准样品的场合,常用已确认为标准方法的分析方法的测定结果作为标准值来对照检查被检验的方法的准确度。
准确度与精密度是性质不同的两个量。测定精密度好,准确度不一定好,这种情况表明测定中随机误差小,但系统误差较大。测定精密度不好,准确度偶而也可能好,但这只是偶然的巧合。一般说来,测定精密度不好,就不可能有良好的准确度,因为测定精密度好是保证获得良好准确度的先决条件。对于一个理想的测定结果,既要求精密度好,又要求准确度好。
应该指出的是,一个分析方法的检出限、精密度和准确度是指用该分析方法分析某个或某类试样而言的,每一个分析方法都有它的适用范围,同一分析方法分析不同类型的试样,所获得的检出限、精密度和准确度一般说来是各不相同的。
对一个分析方法,除了用上述三个基本指标来进行评价外,还有用其他的指标来评价的。例如在光度分析中,过去常用特征浓度来评价一个分析方法的灵敏度,所谓特征浓度是指能产生1%吸收或者0.0044吸光度所需要的被测组分的浓度(微克/毫升)。校正曲线的线性范围也是分析方法评价的一个重要指标。
来源:中国仪器仪表销售网