分析灵敏度(检测限)
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分析灵敏度(检测限). 上海市临床检验中心 冯仁丰. 分析灵敏度(检测限). 1.可检测的最低分析物浓度为检测系统的分析灵敏度或称检测限。. 毒品检验;肿瘤标志物; 特定蛋白;核酸;激素;某些常用项目等。需要有可检出的最低浓度或某个量. 分析灵敏度(检测限). 分析灵敏度(检测限). 2.检测限术语混乱。厂商使用各种词语,如: 灵敏度 ( Sensitivity), 分析灵敏度( Analytical sensitivity), 最小检测限( Minimum detection limit),

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分析灵敏度(检测限)

上海市临床检验中心

冯仁丰


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分析灵敏度(检测限)

1.可检测的最低分析物浓度为检测系统的分析灵敏度或称检测限。


3330998
毒品检验;肿瘤标志物;特定蛋白;核酸;激素;某些常用项目等。需要有可检出的最低浓度或某个量.

分析灵敏度(检测限)


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分析灵敏度(检测限)

2.检测限术语混乱。厂商使用各种词语,如:

灵敏度 (Sensitivity),

分析灵敏度(Analytical sensitivity),

最小检测限(Minimum detection limit),

功能灵敏度(Functional sensitivity),

检测限度(Limit of detection),

定量限度(Limit of quantitation)等。


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分析灵敏度(检测限)

以下介绍的分析灵敏度分为

具定性含义的检测低限;

具定量含义的生物检测限;

及功能灵敏度。


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分析灵敏度(检测限)

二.检测低限(LLD,Lower Limit of Detection)

每次检测,总是做一个空白样品。检测方法常以空白响应量校准至零点,再检测各个检测样品的反应响应量。


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分析灵敏度(检测限)

但是,空白响应量也有波动.若重复多次作空白检测,,以空白(响应量)均值和标准差表示这些空白响应量的平均水平和所有空白响应量对于空白均值的离散程度指标。


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分析灵敏度(检测限)

在确定方法性能或绘制标准曲线时,常常以空白均值表示空白响应量。实际工作时,每次只做一个空白,各有50%的可能性,这个空白响应量大于或小于空白均值。


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分析灵敏度(检测限)

当空白响应量小于空白均值,对同一个样品检测响应量(未扣除空白响应量),似乎反映分析物要多一点,检测方法好象灵敏些。


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分析灵敏度(检测限)

当空白响应量大于空白均值,似乎原先可以检测出来的分析物现在测不出了。


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分析灵敏度(检测限)

因此,检测方法必须要说清楚:

究竟怎样才算是可检测出来的分析物量?

标准曲线是从零开始的,是不是分析物量可以从零开始?

这就检测低限要回答的问题。


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分析灵敏度(检测限)

统计说明,如果服从正态分布规律:各个单次检测的空白响应量有95%的可能性为:

-2S空白≤X空白≤ +2S空白

即:

︱X空白- |≤2S空白


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分析灵敏度(检测限)

检测响应量较空白响应量均值大 ,仍然认为是空白响应量的可能性只有5%;有95%的可能性属于样品内有分析物形成的检测响应量,它较空白均值差

以上。


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分析灵敏度(检测限)

响应量较空白均值相差

以上的,还认为是空白响应

量的可能性仅0.3 %;而有

99.7%的可能性是样品内有

分析物形成的响应量。


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95%

样品检测响应信号

有分析物

无分析物

检测低限

99.7%

样品检测响应信号

有分析物

无分析物


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分析灵敏度(检测限)

所以若检测样品的反应响应量

较空白均值大,但相差2或

以下的,只能说这些

响应量是空白样品单次检测的

响应量,样品内没有分析物,

或者表示:分析物量为零。


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分析灵敏度(检测限)

检测低限定义为样品单次检

测可以达到超过2或

的检测响应量对应的分析物

量。检测系统或方法对小于

或等于检测低限的分析物量

只能报告“无分析物检出”。


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分析灵敏度(检测限)

通常估计95%或99.7%的两种可能性:

95%可能性:

LLD= X空白+2S空白

99.7%可能性:

LLD= X空白+3S空白


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分析灵敏度(检测限)

注意:直接读出浓度单位的检测系统对低于零的检测将报告零,其分布不是正态的,因此计算的均值和标准差不能如实表达检测低限的真实情况。


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分析灵敏度(检测限)

检测响应须以初始值表示,如:吸光度、荧光、等,此时S空白是有效的。

由初始值计算均值和标准差,然后再转换成浓度单位。


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分析灵敏度(检测限)

三.检测生物限(BLD,Biologic Limit of Detection,)

大于检测低限的响应信号,方法还不能正确报告定量结果。因为在这样低的浓度或其他量值的范围内,单次检测样品的反应响应量重复性较差。那么在多少检测响应量时才能较好地报告定量结果呢?


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生物检测限示意图

检测低限

+2S

-2S


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介绍两种方式:检测生物限度和功能灵敏度。

分析灵敏度(检测限)


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分析灵敏度(检测限)

对多个近于检测限浓度的样品(肯定不是空白样品)作重复检测,扣除了空白响应量后的样品检测响应量以均值和标准差归纳。


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分析灵敏度(检测限)

按正态分布规律,单次检测样品具有的响应量有95%或99.7%的可能性和检测响应量均值相差2或3倍的响应量标准差。较均值大的单次响应量肯定没问题;


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分析灵敏度(检测限)

但是较均值小的那些单次响应量,若和检测低限(空白响应量上限)交叉,说明检测方法还不能单凭一次检测区分出这是空白还是有分析物。


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分析灵敏度(检测限)

只有样品检测响应量的95%或99.7%单次检测量最低值也较

检测低限(LLD)大,这样就可

保证样品在任何情况下,单次

检测响应量一定不是空白的

响应量;样品的分析物浓度

可以定量地报告出来。


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在多个近于检测限的样品中,符合这样条件的最低分析物浓度(或其他量值)就是检测系统方法的生物检测低限。 在多个近于检测限的样品中,符合这样条件的最低分析物浓度(或其他量值)就是检测系统方法的生物检测低限。

分析灵敏度(检测限)


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分析灵敏度(检测限) 在多个近于检测限的样品中,符合这样条件的最低分析物浓度(或其他量值)就是检测系统方法的生物检测低限。

生物检测低限定义为:以检测低限加2或3倍检测限样品标准差的响应量所对应的分析物量,为检测系统或方法可定量报告分析物的最低浓度或其他量值的限值。


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分析灵敏度(检测限) 在多个近于检测限的样品中,符合这样条件的最低分析物浓度(或其他量值)就是检测系统方法的生物检测低限。

生物检测低限(BLD)的具体

度量方式为:

95%的可能性:

BLD = LLD +2S检测限样品

99.7%的可能性:

BLD = LLD +3S检测限样品


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分析灵敏度(检测限) 在多个近于检测限的样品中,符合这样条件的最低分析物浓度(或其他量值)就是检测系统方法的生物检测低限。

本词语较完善地表示实际样品的定量检测限度。在证实厂商的BLD说明时,应使检测限样品的浓度和厂商的说明相同。


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分析灵敏度(检测限) 在多个近于检测限的样品中,符合这样条件的最低分析物浓度(或其他量值)就是检测系统方法的生物检测低限。

三.功能灵敏度(Functional Sensitivity,FS)功能灵敏度定义为:以天间重复CV为20%时对应检测限样品具有的平均浓度,确定检测系统或方法可定量报告分析物的最低浓度或其他量值的限值。


Fs 20 cv fs
为了估计 在多个近于检测限的样品中,符合这样条件的最低分析物浓度(或其他量值)就是检测系统方法的生物检测低限。FS,须用多个检测限浓度来确定在低浓度处的精密度表现,从中选择具有或近似20% CV的某检测限浓度,确定为方法的功能灵敏度。在证实厂商的 FS的说明时,使用的检测限样品浓度应和厂商的说明相同。

分析灵敏度(检测限)


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分析灵敏度(检测限) 在多个近于检测限的样品中,符合这样条件的最低分析物浓度(或其他量值)就是检测系统方法的生物检测低限。

四.实验须考虑的因素

一般制备两种不同类型的样品。

一个是“空白”样品,即不含有分析物,分析物浓度为零。

第二个是”检测限”样品,即含有低浓度的分析物。


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分析灵敏度(检测限) 在多个近于检测限的样品中,符合这样条件的最低分析物浓度(或其他量值)就是检测系统方法的生物检测低限。

在有些场合下,需要备几份”检测限”样品。空白和检测限样品由检验方法作重复检测,计算各自的均值和标准差。不同的检测限由空白和检测限样品数据计算出来。


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分析灵敏度(检测限) 在多个近于检测限的样品中,符合这样条件的最低分析物浓度(或其他量值)就是检测系统方法的生物检测低限。

1.空白液:一份空白液用作空白检测,其他用于制备检测限样品。理想的空白液应具有和检验的病人样品相同的基体。


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理想的空白液应具有和检验的病人样品相同的基体。常使用检测系统的系列校准品中的理想的空白液应具有和检验的病人样品相同的基体。常使用检测系统的系列校准品中的“零标准”作为空白。对某些项目,可使用术后已无某疾病的病人样品(如:前列腺瘤术后病人的PSA血清)为空白样品。

分析灵敏度(检测限)


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2.检测限样品:在证实某方法的灵敏度性能时,对空白液加入分析物配制成检测样品。加入的分析物量应是厂商说明的检测浓度。在建立检测限度时,应制备几份检测限样品,浓度在预期检测限度的高低一些的范围内。2.检测限样品:在证实某方法的灵敏度性能时,对空白液加入分析物配制成检测样品。加入的分析物量应是厂商说明的检测浓度。在建立检测限度时,应制备几份检测限样品,浓度在预期检测限度的高低一些的范围内。

分析灵敏度(检测限)


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分析灵敏度(检测限)2.检测限样品:在证实某方法的灵敏度性能时,对空白液加入分析物配制成检测样品。加入的分析物量应是厂商说明的检测浓度。在建立检测限度时,应制备几份检测限样品,浓度在预期检测限度的高低一些的范围内。

重复检测数:没有具体规定,但常推荐做20次。这对检测限度实验也是合理的。

厂商常推荐10次,是减少开支。实验室常采纳作10次。


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分析灵敏度(检测限)2.检测限样品:在证实某方法的灵敏度性能时,对空白液加入分析物配制成检测样品。加入的分析物量应是厂商说明的检测浓度。在建立检测限度时,应制备几份检测限样品,浓度在预期检测限度的高低一些的范围内。

3.实验需要的时间:如果主要从空白液的重复性了解检测低限,常常就做批内或短期实验。如果主要从“检测限”样品的重复性了解定量的检测限,推荐作较长时间的实验,代表天间测定性能。实际就做10次检测(10天)。


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计算示例:某酶标法的甲状腺球蛋白试剂盒的实验结果如下:计算示例:某酶标法的甲状腺球蛋白试剂盒的实验结果如下:

分析灵敏度(检测限)


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分析灵敏度(检测限)计算示例:某酶标法的甲状腺球蛋白试剂盒的实验结果如下:

1.使用甲状腺切除后恢复健康的病人血清为无甲状腺球蛋白的空白血清。将纯化的甲状腺球蛋白加入该血清,并用空白血清作系列稀释,组成0、0.25、0.50、1.0、2.0、4.0、8.0 μg/L的甲状腺球蛋白样品。


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分析灵敏度(检测限)计算示例:某酶标法的甲状腺球蛋白试剂盒的实验结果如下:

2.对空白血清作12次批内重复测定;对其它系列样品天间重复测定,做了12天。记录所有结果,列表如下:


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分析灵敏度实验数据(1)计算示例:某酶标法的甲状腺球蛋白试剂盒的实验结果如下:


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分析灵敏度实验数据(2)计算示例:某酶标法的甲状腺球蛋白试剂盒的实验结果如下:


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1.检测低限 空白计算示例:某酶标法的甲状腺球蛋白试剂盒的实验结果如下:“0”组的均值为0.098,标准差为0.0137。这里采用99.7%的可能性来计算检测低限。LLD = A0 + 3S0,现 A0 = 0.098,S0 = 0.0137,∴ LLD = A0 + 3S0= 0.098 + 3 × 0.0137 = 0.139

分析灵敏度(检测限)


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分析灵敏度(检测限)计算示例:某酶标法的甲状腺球蛋白试剂盒的实验结果如下:

实际上,若以空白吸光度均值为检测的起点0,那么有99.7%的可能性,每次只做一个空白时,出现最高的空白吸光度较该空白吸光度均值高0.0137的3倍 ,即0.041A。这些吸光度相当于样品中具有的甲状腺球蛋白量即为本法的检测低限。


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分析灵敏度(检测限)计算示例:某酶标法的甲状腺球蛋白试剂盒的实验结果如下:

现在0.25μg/L组减去空白后的吸光度均值为0.07625A。假定这段范围内甲状腺球蛋白量和吸光度间呈线性,因此0.041A 相于0.25×0.041/0.07625=0.13μg/L所以本法的检测低限为0.13μg/L。


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分析灵敏度(检测限)计算示例:某酶标法的甲状腺球蛋白试剂盒的实验结果如下:

1. 求生物检测限 由前述,空白血清如以现有的吸光度均值为准,有99.7%的可能性出现的空白吸光度可高到0.139A。0.25μg/L甲状腺球蛋白组减去空白后的吸光度均值为0.07625A,标准差为0.0253A;


99 7 0 07625 a 3 0 0253a 0 0004 a 0 0411 a 0 0004 a
可推测,有99.7%的可能性出现最小的吸光度为0.07625A-3×0.0253A,即0.0004A;而空白吸光度减去空白吸光度均值可能具有的最高值为0.0411A 。这0.0004A在空白吸光度涉及的范围内。

分析灵敏度(检测限)


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分析灵敏度(检测限) 可推测,有99.7%的可能性出现最小的吸光度为

0.25μg/L不是本法的生物检测限。0.5μg/L的99.7%的最低吸光度为0.0251A(已减去空白),也在空白涉及的范围内。1.0μg/L的99.7%的最低吸光度为0.0518A(已减去空白),在0.0411A 之外,说明1.0μg/L的样品的吸光度有99.7%的可能性,一定大于空白。1.0μg/L为本法的生物检测限。


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甲球生物检测限计算示意图 可推测,有99.7%的可能性出现最小的吸光度为

+3SB

0.0411

(0.098)

0

+3S0.25

0.076

0.0004

0.152

-3S0.25

+3S0.5

0.100

0.025

0.175

-3S0.5

0.052

0.123

0.194

-3S1.0

+3S1.0


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甲球生物检测限计算归纳 可推测,有99.7%的可能性出现最小的吸光度为


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分析灵敏度(检测限) 可推测,有99.7%的可能性出现最小的吸光度为

1.功能灵敏度

从上面的表中可知,1.0μg/L组的重复检测变异系数CV为19.3%,最接近20%。所以,本法的功能灵敏度为1.0μg/L。它也正好等于生物检测限估计的限值。


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分析灵敏度(检测限) 可推测,有99.7%的可能性出现最小的吸光度为

1.功能灵敏度

从上面的表中可知,1.0μg/L组的重复检测变异系数CV为19.3%,最接近20%。所以,本法的功能灵敏度为1.0μg/L。它也正好等于生物检测限估计的限值。


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定量功能灵敏度限值 可推测,有99.7%的可能性出现最小的吸光度为

酸性磷酸酶的定量限值为0.51 U/L


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直接胆红素的性能特性 可推测,有99.7%的可能性出现最小的吸光度为

  • 线性

    线性上限为599 mmol/L

  • 检测限

    为0.17 mmol/L(0.01 mg/dl)

  • 定量限值(功能灵敏度)

    1.88 mmol/L(0.11 mg/dl)


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1.88 可推测,有99.7%的可能性出现最小的吸光度为mmol/L

(0.11 mg/dl)


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ALT 可推测,有99.7%的可能性出现最小的吸光度为检测的性能特性

  • 线性

    上限达943.7 U/L

  • 检测限

    1.8 U/L

  • 定量限值(功能灵敏度)

    4.5 U/L


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4.5 U/L 可推测,有99.7%的可能性出现最小的吸光度为


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谢谢! 可推测,有99.7%的可能性出现最小的吸光度为


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