laboratorio di idrochimica - limit of detection (lod) limit of … · 2018. 11. 15. · the limit...

Gabriele Tartari & Aldo Marchetto

C.N.R.Istituto per lo Studio degli Ecosistemi

Verbania – Italy

e-mail: [email protected]

Limit of Detection (LOD)Limit of Quantification (LOQ)

e valutazione della calibrazionecon Chromeleon Hubaux-Vos

Bologna 24 febbraio 2012

http://www.idrolab.ise.cnr.it

1

QC interno ed esterno al laboratorio

LOD & LOQ carte di controllo dei bianchi carte di controllo della ripetibilità calibrazioni validazione dei risultati tramite il controllo del

bilancio ionico e delle conducibilità calcolate confronto con serie storiche di dati

Controlli di qualità interni

Controlli di qualità esterni utilizzo di standard certificati analisi di campioni certificati partecipazione ad esercizi di intercalibrazione

C.N.R.- I.S.E.Verbania - Italy

Limit of Detection - IUPAC definition

The minimum single result which, with a stated probability, can be distinguished from a suitable blank value.

The Limit of Detection (LOD), expressed as the concentration, cL is derived from the smallest measure, xL, that can be detected with

reasonable certainty for a given analytical procedure.xL = xB + ksB

where: xB is the mean of the blank measuressB is the standard deviation of the blank measuresk factor (3) chosen according to the confidence level

desiredxB

X signal0

1997

2002

Limit of Detection - IUPAC definition


Water quality - Guidance on analytical quality control for chemical and physicochemical water analysis

Limit of Detection – ISO/TS 13530:2009

P = 0,05


Water quality - Guidance on analytical quality control for chemical and physicochemical water analysis

Limit of Detection – ISO/TS 13530:2009

33

LOD

LOQ

%

10

Concentration (mg/L)

LOD = RSD 33 %LOQ = RSD 10%


LOD & LOQ applicato all’IC riassumendo

Dalla calibrazione

Deviazione standard del metodo per le regressioni lineari

Variabilità (SD) del segnale (standard o carta di controllo)

più basso e prossimo al probabile LOD

Rapporto segnale /rumore > 3

Variabilità (RSD) degli standard o delle carte di controllo:

RSD 33 % = LOD

RSD 10 % = LOQ

2

1

4

3

5 Regressione (Hubaux-Vos)


LOD in IC dal rapporto segnale/rumore=3

S / N = 3 N = 0,0025 µS LOD = 3N = 0,0075 µS

Dionex AG19-AS19-ASRS300 loop 100µL

0,05 mg/L

0,05 mg N/L 0,25 mg/L

Conc.(mg/L)

Altezza(h)

RF (h/Conc)

LOD(µS)

LOD (mg/L)

Cl 0,05 0,514 10,3 0,0075 0,0007N-NO3 0,05 0,760 15,2 0,0075 0,0005SO4 0,25 0,826 3,3 0,0075 0,0023

1

mg Cl/L

LOD & LOQ da SD standard inferiore


Cloruri - Dionex AG19-AS19-ASRS300 loop 100µL

Fattore di risposta RF = area / concentrazioneRF = 0,057 / 0,05 = 1,14

LOD 0,021 mg Cl/L ottenuto da 0,024 / 1,14

Standard inferiore0,05 mg Cl/L

Media dell’area = 0,057SD dell’area = 0,008

LOQ 0,070 mg Cl/L ottenuto da 0,080 / 1,14

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

0,08

0,09

nov-10

mar-11

giu-11

ago-11

nov-11

Peak

are

a

Media

dati

2

xL = xbi + ksbi

xL = ksst

LOD k = 3 LOQ k = 10xLOD = 3 x 0,008 = 0,024

xLOQ = 10 x 0,008 = 0,080

LOD & LOQ da R.S.D. degli standard


LOD 0,002 mg Cl/LLOD = RSD 33% = (3,02/33) (1/0,39)

LOQ = RSD 10% = (3,02/10) (1/0,39) LOQ 0,046 mg Cl/L

Standardmg/L

Peakarea R.S.D.

0,05 0,057 14,0

0,10 0,108 6,70,20 0,220 5,1

0,50 0,567 3,02,00 2,383 2,05,00 5,966 1,710,0 11,927 1,5

n >180 in un anno di calibrazioni

Cloruri - Dionex AG19-AS19-ASRS300 100µL loop

R.S.D. = 3,02 (mg/L)-0,39

R2 = 0,928

0

5

10

15

0 2 4 6 8 10 12Cloruri (mg L-1)

R.S

.D. a

ree

dei p

icch

i3

ClStatistica mg L-1

Media 0,508Deviazione Standard 0,013Deviazione Standard raccomandata 0,025RSD % 2,7RSD % raccomandata 5,0Minimo 0,47Massimo 0,54n. dati 115

Carte di controllo della ripetibilità

Cloruri inCromatografia

IonicaC.N.R.- I.S.E.

Verbania - Italy

Carta di controllo utilizzata da nov. 2006 a ago. 2007

Risultati delle carte di controllo dei Cl utilizzate nel laboratorio in 20 anni

3

R.S.D. = 3,44 (mg/L)-0,465

R2 = 0,636

0

5

10

15

20

25

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11mg L-1

R.S

.D. C

arte

di c

ontr

ollo


Cloruri in Cromatografia Ionica (100 µL loop)

LOD = RSD 33% = (3,44/33) (1/0,465)

LOQ = RSD 10% = (3,44/10) (1/0,465)

LOD 0,008 mg Cl/L

LOQ 0,101 mg Cl/L

Carte di controllo della ripetibilità3

Risultati delle carte di controllo dei Cl utilizzate nel laboratorio in 20 anni di determinazioni

Cloruri ICloop 100 µL

Deviazione standard del metodo4 ISO/TS 13530:2009 paragrafo 4.4.3 applicabile solo alle regressioni LINEARI

dove:xLD = LODx = concentrazioney = area piccoSx0 = deviazione standard del metodo (regressione lineare)Sy = deviazione standard residuab = pendenza della rettayi = area dello standardyi = area dello standard calcolata dalla regressione lineare

0,050,100,200,502,005,00

10,00

ˆSy = 0,0195Sx0 = 0,0195/1,2138 = 0,0161


LOD = xLD

= 4 0,0161

= 0,064 mg Cl/L

x

mg/L

LOD dalla regressione5 Hubaux-Vos


LOD dalla regressione5 CHROMELEON® 6.80 Hubaux-Vos

P = 0,05

In rosso gli intervallidi predizione

inferiore e superiore


CloruriDionex AG19-AS19-ASRS300

loop 100µLRange 0,05 – 10 mg/L7 standard in doppio

LOD dalla regressione giornaliera CHROMELEON® 6.80 Hubaux-Vos5

0,050,100,200,502,005,00

10,00

mg/L

0,050,10

0,502,00

10,00

0,20

5,00


LOD dalla regressione giornaliera CHROMELEON® 6.80 Hubaux-Vos5

LOD 0,060 mg Cl/L

CloruriDionex AG19-AS19-ASRS300

loop 100µLRange 0,05 – 10 mg/L7 standard in doppio

In rosso gli intervalli di confidenza inferiore e superiore


LOD dalla media delle regressioni5

LOD 0,065 mg Cl/L

Cloruri: Dionex AG19-AS19-ASRS300 loop 100µL Range 0,05 – 10 mg/LValori medi di un anno di calibrazioni con 7 standard in doppio

Standardmg/L

Peakarea R.S.D.

0,05 0,057 14,0

0,10 0,108 6,70,20 0,220 5,1

0,50 0,567 3,02,00 2,383 2,05,00 5,966 1,710,0 11,927 1,5

n >180 in un anno di calibrazioni

Hubaux-Vos

-0,10

-0,06

-0,02

0,02

0,06

0,10

0,00 0,02 0,04 0,06 0,08Concentrazione (mg/L)

Segn

ale

(pea

k ar

ea)

Punti della calibrazione

Intervallo Predizione Superiore

Intervallo di Confidenza Superiore

Retta di regressione

Intervallo di Confidenza Inferiore

Intervallo Predizione Inferiore

L.O.D.

yc

L.O.D.0,065 mg/L


… riassumendo quale LOD per i Cloruri ?Condizioni analitiche : Dionex AG19-AS19-ASRS300 loop 100µL

calibrazione nel range 0,050 – 10 mg/L7 standard in doppio (0,05 - 0,1 - 0,2 - 0,5 – 2 – 5 - 10 mg/L)

Metodo di calcolo (livello di confidenza 95% p=0,05)LODmg/L

LOQmg/L

1 Rapporto segnale / rumore (S/N = 3) 0,00072 Variabilità dello standard inferiore 0,021 0,0703 RSD media di tutti gli standard (33% & 10%) 0,002 0,0463 RSD delle carte di controllo 0,008 0,1014 SD metodo (xLD = 4sx0) 0,0645 Chromeleon Hubaux-Vos (95%) 0,0605 Regressione media degli standard Hubaux-Vos 0,065


LOD dalla regressione giornaliera esempi con CHROMELEON® 6.80 Hubaux-Vos5

0,05 2,0

0,5 10,0

Range 0,05 – 2 mg/L

Dionex AG19-AS19-ASRS300 loop 100µL4 standard in doppio

Range 0,5 – 10 mg/L

Conclusioni

LOD può essere determinato con diversi approcci dicalcolo, alcuni dei quali poco rappresentativi (S/N=3).

Il calcolo dell’LOD dall’errore associato alla regressionepermette una valutazione più completa degli errori e unamigliore ottimizzazione dei punti utilizzando Chromeleon.

L’approccio più immediato e completo è quello della SDdel metodo (xLD = 4sx0) secondo ISO/TS 13530:2009(applicabile però alle sole regressioni lineari).

Questi controlli di qualità sono strumenti indispensabili perun continuo esame critico dell’attività analitica.


Il calcolo dell’LOD dalla ripetibilità analitica è un metodocompletamente indipendente ma richiede un periodomolto lungo di determinazioni per la valutazione.


ISO/TS 13530:2009Water quality - Guidance on analytical quality control

for chemical and physicochemical water analysis

Grazie dell’attenzionePer scaricare questa presentazione o altre informazioni sul laboratorio

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