檢測極限

"檢測極限"在工具書中的解釋

在與樣本測定完全相同的條件下，某種分析方法能夠檢測出的分析對象的最小含量，也稱最低檢測濃度。是評價分析方法的重要指標。在農藥殘留分析中，方法的檢測極限應根據分析要求而定，對最大殘留限量(MRL)高的農藥，勿須追求過低的檢測極限，但不應高於MRL，一般比MRL低一個數量級。此值因分析方法而異，單位為毫克/千克或毫克/升。

檢測極限"在學術文獻中的解釋

檢測極限是指在熒光素分子以最大光量子強度釋放熒光時掃描儀能夠成功地從背景信號中分辨並檢測到的最低斑點熒光信號。

通過分析血糖濃度變化對光學參數的兩種作用及其對光傳播的影響，針對葡萄糖主要分佈於皮膚真皮層的特點，引入了有效信噪比的概念，推導出血糖檢測極限濃度與光源檢測器 之間距離和有效儀器信噪比之間的關係。針對不同個體表皮和真皮厚度的差異，用蒙特卡洛方法研究了其對檢測極限濃度的影響，討論了光學測頭設計的方案和適應性。

皮膚結構模型為三層介質模型，至上而下分別對應表皮層、真皮層和皮下層，其中表皮和真皮層為有限厚度的平板介質，而皮下層假設為無限厚的半無限介質。每一層既有吸收作用又有散射作用，假設每一層的吸收係數和約化散射係數分別為μ，μ′，i 取 1 、2 、3，分別代表表皮、真皮和皮下組織，l分別表示光在各層經歷的程長。在距離光源為ρ處漫反射光強I(ρ)為：[I(ρ)=I(ρ)·exp[ -(μl+μl +μl)]，其中I (ρ)是在不計吸收作用時在不同距離的漫反射光強分佈。由於皮膚中葡萄糖主要分佈在真皮層，因此只考慮真皮層中的葡萄糖濃度變化。

採用蒙特卡洛模擬的方法研究距離光源不同位置的極限檢測濃度，無限細光束准直入射到介質表面，在距離入射光不同距離ρ的位置接收光，假定SNR為10000是在不同光源檢測器距離的極限檢測濃度，在距離光源很近處，即ρ<2mm時，極限檢測濃度<5.0mg/dl，但距離太小不利於光學測頭設計。在ρ為3 ～5mm時，Δcglim同樣能到達5.0 mg/dl，並且基本不隨ρ變化而變化。因此，當給定儀器信噪比后，對於不同皮膚參數的測量對象，都能夠得到葡萄糖極限檢測濃度，根據極限檢測濃度對應的光源檢測器之間距離可以設計出光學測頭。

葡萄糖檢測極限檢測濃度綜合了有效光子比例、信噪比以及光子的傳輸程長和穿透深度等多方面信息，是一個綜合評價測量，也是測量位置選擇的重要依據。由於人種、工種、年齡以及胖瘦程度 的不同，不同個體在皮 膚厚度上存在差異。採用的模型中皮下層被假設為無限厚，因此只考慮表皮層厚度和真皮層厚度對位置選擇的影響。

首先根據表皮和真皮層的不同厚度，計算出最佳測量位置，即葡萄糖極限檢測濃度最小的位置，然後分析在選定最佳測量位置后所能獲得的極限檢測濃度。在此基礎上，提出測頭設計方案，並研究該方案對不同個體的覆蓋程度。皮膚各層的厚度發生變化會影響光在皮膚中的傳輸程長、光子各層的分配比例，進而影響出射光的分佈以及有效信噪比。

設表皮層厚度為0～5.0mm，真皮層厚度亦為0～5.0mm。隨著表皮層的厚度增加，最佳測量位置逐漸增大；隨著真皮層厚度的增加，最佳測量位置也逐漸增大。當表皮和真皮厚度達到一定值以後，形成一個平頂，這 是由於在模擬中最大距 離設為10.0mm 所致。

在不同表皮和真皮厚度組合下所對應的最佳測量位置的葡萄糖極限檢測濃度。(1)在成人手掌表皮平均厚度(0.48 ～0.79mm)以及真皮層平均厚度(0.2～2.0mm)的範圍內，基本都能達到10mg/dl的標準；(2)對於那些即使選擇了最佳測量位置，也不能達到10mg/dl的測量極限濃度的厚度組合，可以通過提高儀器信噪比來解決。

闡述了對火焰光度計檢測極限校準過程進行數學建模的方法，並在此基礎上對檢測極限校準結果的測量不確定度進行估計，從而對火焰光度計檢測極限校準過程的工作質量進行評估。

火焰光度計主要用於檢測溶液中鹼金屬離子濃度，在醫療、農業、工業中有著廣泛的應用。根據JJG630—2007《火焰光度計》檢定規程，對火焰光度計進行校準時是以 NaC 和KCl 標準溶液為標準，通過火焰光度計對標準溶液進行測量，通過數字模型計算得到其檢測極限及斜率的值。由於檢測極限是極小量，其校準結果的分散性難以用常規方法來進行分析，因此校準工作的質量很難進行評估。通過對火焰光度計檢測極限的數學建模分析，從而對檢測極限的校準結果的測量不確定度進行估計，以評估校準過程各種影響因素對校準結果的綜合影響。

為方便採用相對量來估計火焰光度計檢測極限C的測量不確定度，取對數，有：

ln（C）= ln3 + ln（s）+ ln（b）

為應用上述數學模型對火焰光度計的檢出極限校準結果的測量不確定度進行估計，以評估校準過程的技術能力和水平，使用NaCl和KCl標準溶液對某火焰光度計檢測極限進行校準。

使用0.004mmol/L的標準溶液11次重複測定K 離子濃度為：0.003，0.003，0.003，0.003，0.003，0.003，0.003，0.003，0.003，0.003，0.0025，計算得到：S=0.00016mmol/L。

使用0.004mmol/L的標準溶液11次重複測定Na+離子濃度為：0.002，0.003，0.002，0.002，0.002，0.002，0.002，0.002，0.002，0.002，0.002，計算得到：S=0.0003mmol/L。

靈敏度b引入的不確定度由回歸統計分析計算引入的不確定度分量u、標準溶液引入的不確定度分量u和儀器示值估讀引入的不確定度分量u為主要分量組成，各分量間可以認為是相互獨立的。

按計量學上的慣例，採用簡易法取置信度為95%，擴展因子k=2，則：對於K元素，U=k·u=2.2%，對於Na元素，U=k·u=3.7%。

通過對火焰光度計檢測極限的數學建模分析和應用數學模型對檢測極限的校準結果的測量不確定度進行估算可知，校準數據有95%的概率分散在相對於數學期望值（對於K元素為0.004mmol/L）偏離±（2.2%～3.7%）範圍內。根據JJG630-2007《火焰光度計》檢定規程，要求檢測極限要小於0.004mmol/L，最大相對偏離3.7%的校準結果將不會影響檢定結論的判定，校準過程是穩定可控的。