检出限是分析测试的重要指标，对于仪器性能的评价和方法的建立都是重要的基本参数之一。长期以来，各个领域的检测人员针对检出限概念、估算方法及在各个不同领域的应用都进行了大量的探讨。在实际应用中，仪器检出限、方法检出限及样品检出限及测定下限的概念经常混乱。今天，检测狮就和大家一起，把这些检出限彻底搞明白。
1947年，德国人Hkaiser首次提出了有关分析方法检出限的概念，并提出检出限和分析方法的精密度、准确度一样，也是评价一个分析方法测试性能的重要指标。国际纯粹与应用化学联合会( IU-PAC) 于1975年正式推行使用检出限的概念及相应估算方法，于1998年又发表了《分析术语纲要》对检出限检出，检出限的定义为：某特定方法在给定的置信度内可从样品中检出待测物质的最小浓度或量，公式表示为：
欧盟《执行关于分析方法运行和结果解释的欧盟委员会指令》(2002/657/EC)的最新检测限的概念 CCα和CCβ检测限(>>α) 是指大于等于此浓度限，将以α误差概率得出阳性结论。检测能力(CCβ) 是指样品中物质以β误差概率能被检测、鉴别和/或定量的最小含量。对于未建立容许限的物质，检测能力是以1-β可信度能被检测出来的最低浓度。如果容许限已经建立，检测能力就是以1-β可信度能被检测到的容许限浓度。
1、仪器检出限
指分析仪器能够检测的被分析物的最低量或最低浓度。仪器检出限一般用于不同仪器的性能比较。一般通过多次空白试验，求得其背景响应的标准差，将三倍空白标准差(即3δ)作为检测限的估计值。也可用已知浓度的样品与空白试验对照，记录测得的被测样品信号强度S与噪音(或背景信号)强度N，以能达到S/N=2或S/N=3时的样品最低浓度为LOD(Limit of Detection)。如用非仪器分析方法时，通过已知浓度的样品分析来确定可检出的最低水平作为检出限。仪器检出限的物理含义为:在一定的置信范围内能与仪器噪音相区别的最小检测信号对应的待测物质的量。通过配制一定浓度的稀溶液12份进行测量，可用下式计算:
表示方法常为：1、最低检出浓度：满足最低检出限要求时，进样供试品溶液的浓度，常见单位：mg/mL,ng/mL，mol/L等。2、最低检出量：最低检出量=最低检出浓度×进样量，常见单位：ng，pg，fg等。
2、方法检出限
方法检出限不仅与仪器的噪音有关，还取决于样品测定的整个环节，如取样量，提取分离以及测定条件的优化等，实际工作中应注明具体实验条件。指一个给定的分析方法在特定条件下能以合理的置信水平检出被测物的最小浓度，它是表征分析方法的最主要的参数之一。分析方法随机误差的大小不但与仪器噪声有关，而且决定了方法全过程所带来的误差总和，与样品性质、预处理过程都有关系。为了能反映分析方法在整个分析处理过程的误差，可采用已知结果的标准物质或样品按照分析步骤进行测量，通过分析12份已知结果的实际样品来计算方法的检出限，计算公式如下:
例如：检测某化合物XY时，方法中规定取样100mg，经提取处理后定容为10ml分析，此时方法的检出限为1μg/g。若改变方法使取样量增加至1g，则方法检出限为0.1μg/g。若改变方法使取样量增加至1g且经提取处理后定容为1ml，则方法检出限为0.01μg/g。
3、样品检出限
即单个样品的检出限。分析方法检出限采用的是一系列标准物质，基体各不相同，因此只能是一类型样品的平均检出限，并非严格适用于单个样品。对于单个样品确定检出限，必须固定样品基体，即样品检出限的确定应使用样品本身，采取标准加入法作出和方法检出限类似的曲线，使用外推法进行计算。当样品中待测元素含量较高时，此类检出限的确定不具有明显的意义。在痕量分析时，测量结果的可靠性在很大程度上取决于空白值的大小及空白值的波动情况。设 Wt代表被测样品的总值，Wb 代表空白值，则被测组分的含量( Wt-Wb)与检测可靠性的关系如表1所示( 表中”σ空白”为测定分析空白时的标准偏差)。
国内有研究人员刘菁和冉敬等也把检出限分类为仪器检出限、方法检出限和样品检出限。田强兵将检出限分为了仪器检出限、方法检出限和仪器的测定下限和方法的测定下限。几类检测限，且每一种检测限均有其本身的含义。
这几类检测限分别是：
仪器检出限（IDL）
最低检测限（LLD）
方法检测限(MDL)
和定量检测限(LOQ)
1、仪器检出限
对较低的标准溶液进行测量，用重复测量7次的数据计算仪器检出限IDL：IDL=1.645*SD SD就是标准偏差用GC-MS对计算所得的仪器检测限浓度进行分析加以确认，同时信噪比应接近或大于3:1；
2、方法检出限
估计方法检出限浓度约为2-5倍IDL，向测量对象（如：涂层、塑胶、金属等）中加入预估方法检出限浓度的标准溶液，根据标准测试方法进行处理，重复测量7次。在99%的置信概率下，方法检出限MDL为：MDL=3.14*SD；
3、最低检测限
是在给出的仪器条件下所能测出的最低限度；
4、最低定量限
样中的被分析物能够被定量测定的最低量 ；
简单的说，S/N=3时的浓度是检测限，也就是峰高约在基线噪音高的3倍 S/N=10是定量限，也就是峰高约在基线噪音高的10倍时 首先，配制一个较低浓度的对照品溶液，注入液相色谱仪，观察其峰高比基线噪音高多少倍（假设X倍），将该溶液稀释到X/3倍，基本即为该物质的检测限，将该溶液稀释到X/10倍，基本即为该物质的定量限。
仪器的测定下限和方法的测定下线：
检出限只能粗略的表征体系性能，仅是一种定性的判断依据，通常不能用于真实分析。测定下限则是痕量或微量分析定量测定的特征指标。仪器的测定下限表示仪器进行定量分析时所能达到的最低界限，是指在高置信度下测定物质的最低浓度或量，其计算公式同式(2)只是一般取K=6，即DD=6S0C。在高置信度下，用特定分析方法能够准确定量测定的待测物质最小浓度或量，称为该分析方法的测定下限。其计算公式同式（3）。
1、方法检测限与最低检测限的区别
最低检测限是在多次能产生足够大的信号值的试验中有99%的可能产生可检测信号的组分的量，由反复分析接近零浓度但不超5倍于仪器检测限的标准溶液来确定。将测定的均值的标准差乘以5%概率时，由正态概率表查得的因子是1.645，为使第一类和第二类判断要概率都在5%，将1.645扩大一倍为3.290。
例如，对某一低浓度的标准溶液进行20次测定，其标准差为6ug/L，最低检测限为6×3.290=20 ug/L。
方法检测限与最低检测限不同，被分析的样品经历了整个分析方法的全过程。由于经过如萃取、浓缩等步骤的影响，方法检测限将高于最低检测限。方法检测限的确定是在无显著偏性的情况下，使用校正过的仪器，由有经验的分析者进行全过程分析。
2、不同实验室定量检测限不同
定量检测限对实验室有重要意义，在日常工作中、特定的条件下，有关的标准方法上已经推荐各实验室能达到的最低检测水平为实际的定量检测限。不同的实验室虽然使用相同的分析步骤，相同型号的分析仪器，分析的样品基体相同，但所得出的方法检测限是会不同的，因此实际定量检测限在不同实验室也会是不相同的。
美国的水与废水标准分析方法认为实际定量检测限一般为方法检测限的5倍，它是具有可信度的、实用的、日常工作可达到的检测限。用定量检测限报告的数据是可靠的。
必知：两种检出限表示法
在分析化学中，空白值可分为试剂空白、接近空白与真实空白。真实空白是完全不含待测物质，其它组分与待测样品完全相同的一种分析样品，且按照待测样品的全部分析程序，测定空白试样。但在实际分析中，许多分析工作者使用试剂空白或接近空白，试剂空白:按照真实空白的加入顺序和操作方法混合本实验所需的全部试剂。接近空白: 在试剂空白中加入检出限2倍或3倍的待测物质。由此可见，真实空白的基体较复杂，所以它的值高于试剂空白和接近空白。在分析中应尽量使用真实空白，它更体现了体系的特征。
1、分析方法的选择性和专一性；
2、分析方法的灵敏度；
3、分析方法的精密度；
仪器检出限不考虑任何样品制备步骤的影响，一般以溶剂空白测定检出限，因此其值总是比方法检出限低。一般以空白测量的3倍标准差为检出限, 10倍标准差为定量测定下限(LOD，Limit of Determination)。当测定结果不大于检出限时报告为未检出；当测定结果大于检出限且不大于定量测定下限时，报告为定性检出;当测定结果大于定量测定下限时，报告定量结果。
样品的定量结果应在标准曲线范围内，不准外推计算，外推结果没有经过方法学验证，无法确定其准确性。样品太浓应稀释，太稀则应浓缩，使之落在标准曲线范围内，故准确地说定量下限应指标准曲线的最低浓度点。
指在限定误差能满足预定要求的前提下，特定方法的测定下限至测定上限之间的浓度范围。在此范围内能够准确地定量测定待测物质的浓度或量。最佳测定范围应小于方法的适应范围。对测量结果的精密度(通常以相对标准偏差表示)要求越高，相应的最佳测定范围越小。
分析方法特性关系如图所示：
方法的线性范围是指信号与样品浓度呈线性的工作曲线直线部分。通常把相当于10倍空白的标准偏差相应的浓度定为方法的线性范围的定量检测下限。取工作曲线中高浓度时，弯曲处作为方法的线性范围的定量检测上限。好的分析方法要有宽的线性范围。有的分析方法线性范围只有一个数量级，有的分析方法线性范围可达5～6个数量级。同一分析方法可用常量、微量、痕量的物质分析。
Q：仪器检出限和方法检出限都是怎样求出来的?仪器检出限和方法检出限哪个低?
A：检出限，就是一般用的检测通道测定越来越小的浓度，直到该元素得不到强度值，为仪器该元素的检出限。方法的检出限因为仪器不一样，计算不同，但是一般可认为方法测定中3倍的空白的SD，可估算为方法的检出限。方法检出限是3倍信噪比，仪器检出限应该是仪器本身的。
当然仪器检出限要比方法检出限低，在平时质谱和色谱分析中LOD是指某种物质在某种检测器上的定性检出限，S/N要大于或等于3；而LOQ是指定量限，S/N大于或等于10，方法检出限准确的说是MDL，当然也有用LOD的。
仪器检出限和方法检出限大小不一定。仪器检出限指仪器能检出浓度，方法检出限是通过仪器检出限，以及样品称样量和稀释倍数计算出来的，是根据方法来得。单位也不定一样。比如仪器检出限为1μg/mL，方法检出限的方法中，所配样品浓度为1g/mL，那么方法检出限为1μg/1g=1ppm;如果样品浓度为0.1g/mL，测方法检出限为1μg/0.1g=10ppm。
Q：检测方法是气相色谱，想问下大家怎么确定检出限和线性范围，还有富集倍数又是如何得到?
A：检出限是三倍的信噪比，线性范围可以先进一个标准品，看一下新响应值：峰面积或者峰高都可以，在进一个样品看看，初步估算一下样品的浓度，在确定范围。
1、检出限 信噪比为3时你能出峰的位置，你只有不停地往下试，知道信噪比低于3，你就不能往下做了。
2、检出限 下限是检出限浓度，上限要包含你实验中的最高浓度，稍微比它稍高就可以了。
3、富集倍数 是你萃取后的浓度与初始浓度之比。
Q：液相色谱、液质的方法线性范围，加标回收率等怎么验证?
A：1、已知确定浓度的样品中准确加入一定量的对照(10ppb)，进行测定，扣除样品的已知浓度，计算加入的样品量。计算得到的量与实际加入量的比值即为回收率。这种计算方法为加标回收(相对辅料+对照的回收方法)。
2、线性范围的确定以含量测定的浓度水平决定，以测定的图谱行为进行判断。一般采用含量测定的浓度上下可以各选几个点(线性总数n>6)进行测定。如果是残留或有关物质，含量较低，可以从定量限开始进行线性考察。
3、就我所知，定量限和检出限只能不断稀释测定。不过可以先进预期，开始稀释的倍数尽量大，实在不行从低浓度向高浓度试验还可以避免残留影响。
Q：信噪比、方法最低检出限、检测范围等，请讲解一下这些值的定义?
A：用液相作方法的时候，常常要注明信噪比、方法最低检出限、检测范围等。信噪比狭义来讲是指放大器的输出信号的电压与同时输出的噪声电压的比;方法检出限指3倍仪器背景信号对应被测物浓度值，检测范围指最低与最高检测浓度之间范围;最低检出限，是3倍噪音对应的样品浓度；
一般做方法验证的时候，做有关物质的检测需要做信噪比为3(也有为2)的最低检测限实验。做定量要做信噪比为10的最低定量限的检测。这个一般仪器里会有这样的方法。把样品按方法稀释成为一系列的浓度，然后分别进样，选择没有峰出现的基线很平的地方为对照，可以根据仪器的计算得到相应的信噪比，选择信噪比大于3/10的最低浓度就是检测限/定量限。
检测范围一般是成线性的浓度范围。也是稀释几个浓度段(70%~130%)，用得到的峰面积做相关系数计算。
当以检出限作为分析方法和分析仪器比较标准时，应约定统一的检出限计算方法测定下限反映出分析方法能准确地定量测定低浓度水平待测物质的极限值随着实验测试技术的不断进步，痕量分析逐步成为实验室最主要的工作。针对痕量分析方法以及一些基本应用理论的研究也愈发重要。因此，为适应检验测试工作实际需要，应当对检出限的计算方法进行优化统一，从而不断促进实验测试技术的发展。
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