性能验证专题（七）：空白限、检出限和定量限

医学检验废品加工车间 · 公众号 · · 2024-04-28 12:42

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本篇主要聚焦“三限”，即空白限，检出限和定量限。这三个指标在验证中经常被忽略，而且充满了统计学的弯弯绕绕。但是实际上在对于低值结果的分析上，这三个指标往往会起到非常重要的作用，接下来让我们进入该专题。

空白限、检出限和定量限概念

空白限 limit of blank

测量空白样本时可能观察到的最高测量结果。

注：并非样本中实际被测物的浓度，空白限也被称作净状态变量临界值

检出限 limit of detection

由给定测量程序获得的测得值，其声称的物质成分不存在的误判概率为β，声称的物质成分存在的误判概率为α。

注１：国际理论和应用化学联合会（ IUPAC ）推荐的α和 β 的默认值为 0.05 。

注２：也被称作检测低限、最小可检测浓度（或值），缩写为 LOD 。

定量限 limit of quantitation

满足声明的精密度和正确度，在声明的实验条件下能够可靠定量的分析物的最低浓度。

注：又称定量检出限。

测量范围 measuring interval

在规定的条件下，由具有一定的仪器不确定度的测量仪器或测量系统能够测量出的一组同类量的量值。

之前我们常用分析灵敏度指代检出限，用功能灵敏度指代定量限。二者在下文中统一用检出限和定量限来说明。

注：同时在这里要明确一个概念，测量范围（MI）和检出限(LOD)二者不能混淆，二者指代的并不是一个东西,后续会具体说明。

空白限、检出限和定量限之间的关系

首先我们要明确这“三限”之间的大致关系，如下图（图来源于EP17文件，从图中也可以更具体看出，LOB、LOD和LOQ之间的关系。由于统计学的关系，三者之间是会允许有一定的误差概率，所以三者会有重合部分）。

根据三者的定义及现实情况，三者的关系就是LOB

例：假设你是一个味觉非常灵敏的人，现在需要你盲评一杯水中是否含有葡萄糖。

①第一杯水(什么都没加入，一杯纯水)：你也许会喝起来有些许很弱的甜味，但实际上这杯水中根本不含有葡萄糖，所谓的“甜味”完全是由于心理作用或其他影响导致的误判。同理，分析系统由于精密零部件存在的“背景噪音”问题，在检测不含有待测物的样品时，仍然会有一定程度的反应。这一定程度的反应就是所谓的 空白限 。

②第二杯水（向水中加入了极其微量的葡萄糖）：恭喜你，由于你的味觉非常灵敏，你会尝到一丝丝甜味，你会较为肯定地说这杯水中含有葡萄糖。这是因为你感受到第二杯水比第一杯水的甜味明显了许多。同理，分析系统在分析微量物质时，由于其极其灵敏的探测能力，系统呈现了较高程度的反应，而且系统大概率能保证这种反应不是“错觉”，此时的微量物质含量就是 检出限 。

③第三杯水（向水中加入了较多的葡萄糖）：再次恭喜你，由于你的味觉非常灵敏，在感受到明显有葡萄糖存在的情况下，你甚至能够说出加入了多少克的葡萄糖，你已经具备量化葡萄糖浓度的能力了。同理，分析系统在检测一定量的分析物时，由于分析物含量足够高，分析系统不仅灵敏地发现了分析物的存在，同时分析系统的精度已经足够分辨出该物质的量，已经能够用数字的形式将其具体化。此时分析物的含量就是 定量限 。

此时我们再去理解，第二杯水之所以能够较为肯定地指出葡萄糖的存在，就是因为比第一杯水甜味明显了许多，二者是有着极为明显的差距，这种本质上的差距（有和无的差距）是不可能使用任何手段填补的。也就是LOB一定会小于LOD。

而第三杯水和第二杯水相比，在尝起来时都能感受到甜味，二者不同之处只是在于一杯没法说出加入了多少葡萄糖，另一杯则可以肯定地说出加入了多少葡萄糖，此时我们就可以说LOD小于LOQ。但是此时我们再大胆的假设一下，如果我们的味觉再灵敏一些，已经能够做到尝到一丝丝甜味时就可以说出葡萄糖的含量，那么LOD不就等于LOQ了。是的，这种能极其灵敏地分析出葡萄糖含量的能力是可以通过后天训练等手段弥补和提升的，并非是使用任何手段都无法填补的。当分析系统的分析能力已经极其高的情况下，是完全可以做到LOD等于LOQ的。

以下用实例来说明其相关性：

这是两种不同的化学发光分析系统中都经过赛默飞授权、认证过的B·R·A·H·M·S PCT试剂（相关信息来源于赛默飞官网，信息公开可查询，有兴趣的可以上去看看）。可以明显看出LOD和LOQ之间的关系，即LOD≤LOQ。同时左图还会发现，该试剂的测量区间下限是从LOD开始的，不是从LOQ开始的，这也就是线性范围一章中所说的在医学可接受误差范围下进行的拓展线性范围。

结果报告的建议案例

我们再用一个实际案例说明一下三者的的差别之处：

例：假设对于某分析系统，其LOB是1 ng/L, LOD是5 ng/L, LOQ是10 ng/L.。那么对于不同的测试结果，报告代表的意思是不同的（暂时忽略掉误差概率）。

①仪器显示结果为0.5 ng/L，其含义就是真实样本中根本不含有分析物，此时的结果多为样本的“ 背景噪音 ”。

②仪器显示结果为3 ng/L，其含义就是真实样本中含有分析物，但由于该分析系统灵敏度不足的问题，无法肯定的判断是否含有分析物。或许换一台灵敏度更高的分析系统就能肯定地判断出来。此时仪器显示的值更多的是定性的意义，即 有反应性 。

③仪器显示结果为8 ng/L，其含义就是真实样本中含有分析物，分析系统可以肯定的判断出含有分析物，但无法判断其具体的含量。此时仪器显示的值只是 大概的预估 ，不能 准确地定量 。

④仪器显示结果为12 ng/L，其含义就是真实样本中含有分析物，分析系统不仅可以肯定的判断出含有分析物，同时还可以肯定的说出其具体的含量。此时仪器显示的值就 较为精准且可信 了。

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