环境监测数据分析的概念介绍--灵敏度

灵敏度

灵敏度(sensitivity)是指某方法对单位浓度或单位量待测物质变化所产生的响应量的变化程度,它可以用仪器的响应量或其他指示量与对应的待测物质的浓度或量之比来描述。如分光光度法常以校准曲线的斜率度量灵敏度。一个方法的灵敏度可因实验条件的变化而改变。在一定的实验条件下,灵敏度具有相对的稳定性。

灵敏度的表示方法:通过校准曲线可以把仪器响应量与待测物质的浓度或量定量地联系起来,用下式表示它的直线部分。

式中:A——仪器响应值;C——待测物质的浓度;a——校准曲线的截距;k——方法灵敏度,即校准曲线的斜率。

81975年国际纯粹和应用化学会(IUPAC)通过的光谱化学中的名词、符号、单位及其用法的规定,把能产生1%吸收的被测元素浓度或含量定义为特征浓度(characteristic concentration)和特征含量(characteristic content),它们可用以比较低浓度或低含量区域校准曲线的斜率。

分光光度法中常用的摩尔吸光系数,系指当测量光程为1cm,待测物质浓度为1 mol/L,相对应的待测物质的吸光度数。摩尔吸光系数越大,方法的灵敏度越高。

原子吸收中,以产生1%(即0.0044吸光度)吸收值相对应的浓度作为灵敏度。

气相色谱中,灵敏度是指通过检测器物质的量变化时,该物质响应值的变化率。有以下公式:

检测器按其响应特征,可分为浓度型和质量型两类,前者Q为浓度(C),单位为mg/ml;后者Q为质量流量(m),单位为g/s,因此,两灵敏度的具体计算式是不同的。

(1)浓度型

式中:h——峰高(mm);A——峰面积(mm²);C₁——记录器或数据处理机灵敏度(mV/mm);C₂——纸速倒数(min/mm);F——气流速(换算至检测器温度下之流速)(ml/min);m——样品质量(mg)。

测量灵敏度应在检测器的线性范围内进行。其信号应比检测限大10～100倍,或在相同的条件下比噪声大20～200倍。TCD、ECD等均是浓度型检测器,它们的灵敏度可用上式计算。

(2)质量型

FID、NPD等均是质量型检测器,它们的灵敏度可用下式计算。

式中符号意义同前式,S₁的单位为mV·s/g或C/g,即有1 g样品通过检测器时,每秒钟所产生的电位或电量(库仑)数。测量灵敏度时的要求同浓度型。