Bestemmelse af detektionsgrænse
Detektionsgrænsen (Limit of Detection, LOD eller detection limit, DL) er en karakteristisk parameter for analyselaboratoriers metoder. Detektionsgrænsen defineres som den laveste koncentration af et stof, der kan detekteres med rimelig sikkerhed, men ikke nødvendigvis kvantificeres nøjagtigt. Arbejdet med LOD er særlig vigtigt inden for miljøanalyser, fødevareanalyser og medicinsk diagnostik, hvor kravene til nøjagtighed ofte er skærpede af både lovgivning og akkrediteringsorganer som DANAK.
Ifølge den danske standard DS/EN ISO/IEC 17025:2017, som laboratorier akkrediteres efter, er der krav til, at laboratorier skal validere og rapportere deres detektionsgrænse.
Analysekvalitetsbekendtgørelsen
Analysekvalitetsbekendtgørelsen (KVALBEK) regulerer kvalitetskravene til miljømålinger i Danmark. KVALBEK stiller ufravigelige krav til, at laboratorier udfører miljømålinger med metoder, der kan sikre påvisning af relevante stoffer på et niveau, som er relevant og teknisk muligt i forhold til at sikre valide miljødata.
For at opfylde kravene i KVALBEK skal laboratorier sikre, at detektionsgrænsen for den anvendte metode er veldefineret og tilstrækkeligt lav til at opfylde lovgivningens krav. Metoderne skal være validerede, så de kan identificere de laveste detekterbare koncentrationer af relevante forureningsstoffer
Eurofins Miljøs overensstemmelse med KVALBEKs krav vurderes løbende af DANAK.
Metoder til bestemmelse af detektionsgrænsen
Analytiske laboratorier anvender ofte statistiske metoder til at fastsætte detektionsgrænsen. Der er dog flere mulige tilgange afhængigt af metode og udstyr. Det er samtidig vigtigt, at der kan være forskel på en metodes LOD og udstyrets LOD:
Prøve LOD: denne påvirkes af en evt. baggrundskontamination fra reagenser eller den metode, der er anvendt. Prøvens aktuelle LOD kan også påvirkes af interferenser fra prøve sammensætning/matrice. Både matriceeffekter og baggrundskontaminering kan til en vis grad kontrolleres under prøveforberedelsesprocessen.
Instrument LOD: denne påvirkes generelt af det anvendte instrument og dets instrumentmetodes tekniske begrænsninger.
Visuel undersøgelse
Denne måde at detektere på er mest almindelig for metoder, der ikke bruger nogen instrumenter. Et eksempel kunne være påvisningen af den minimale koncentration af et antibiotikum, der kræves for at hæmme bakterievæksten. Påvisningen kontrolleres ved hjælp af antibiotikaskiver og derefter ved at beregne hæmningszonen.
Bestemmelse af signal-støj-forholdet (S/N)
Denne detektionsmetode kan kun anvendes til metoder, der viser en basisstøj, f.eks. GC og LC-metoder. Det er et mål ved at sammenligne signaler fra prøver, der indeholder en lav koncentration af analyt, med signalet fra en blindprøve og bestemme den minimale koncentration, ved hvilken analytsignalet kan detekteres pålideligt. Et generelt acceptabelt signal/støjforhold til estimering af detektionsgrænsen er 3:1, som illustreret i figuren herunder:
Oftest benyttes S/N forholdet dog mest til at verificere om et signal på detektionsgrænseniveau kan adskilles fra støjen og er i mange tilfælde en god mulighed for at lave funktionskontrol af det anvendte udstyr.
Bestemmelse af standardafvigelse
KVALBEKs tilgang er, at detektionsgrænsen kan beregnes som tre gange standardafvigelsen for gentagne målinger af en prøve med lavt indhold. Dette interval sikrer, at der med stor sandsynlighed kan detekteres en måleværdi, der adskiller sig fra baggrundsstøjen. I praksis er det ofte en blindprøve spiket med en kendt, lav koncentration som måles gentagne gange. For kemiske analyser i laboratorier, som arbejder under KVALBEK vurderes dette at være den mest udbredte tilgang. Helt praktisk vil man kunne bestemme en metodes detektionsgrænse for en bestemt parameter ved at måle en prøve med en koncentration svarende til op til 5xLOD gentagne gange, bestemme spredningen indenfor serien, sw. Spredningen indenfor serien ganges herefter med 3:
Rapportering af detektionsgrænsen
Når en måling foretages tæt på detektionsgrænsen, er det vigtigt at tolke resultaterne med den tilhørende måleusikkerhed, Uabs. Måleusikkerheden omkring detektionsgrænsen kan være markant højere end ved højere koncentrationer. Det skyldes, at usikkerhedsfaktorer som variation i prøveforberedelse og instrumentel støj får en større relativ indflydelse på resultaterne, når analytniveauerne er lave. Eurofins Miljø A/S angiver ikke Uabs på prøvningsrapporter, men den kan oplyses ved henvendelse.
Betydningen af detektionsgrænsen i dansk lovgivning
Miljøanalyser er ofte reguleret af kravværdier fra forskellige bekendtgørelser, som fx Drikkevandsbekendtgørelsen. Drikkevandsbekendtgørelsen henviser til KVALBEK for krav til usikkerhed og detektionsgrænse.
Det er oftest sådan, at laboratorier ikke anvender måleusikkerheden som en ekstra tolerance, når de vurderer, om et måleresultat overholder en fastsat kravværdi. For eksempel fastsætter Drikkevandsbekendtgørelsen, at måleusikkerheden ikke må anvendes som en ekstra tolerance ved vurdering af overensstemmelse med kvalitetskrav. Dette understreger betydningen af en sikker bestemmelse af detektionsgrænsen. Samtidig understreger det vigtigheden af, at resultater i området omkring kravværdien skal kunne bestemmes med rimelig sikkerhed.
Det betyder, at selvom en måling nærmer sig detektionsgrænsen, skal resultaterne stadig overholde de fastsatte grænseværdier uden at inddrage usikkerheden som en ”buffer”. Dette stiller høje krav til både metodernes robusthed og laboratoriernes evne til præcist at angive detektionsgrænsen og tilhørende måleusikkerhed. I praksis betyder det, at detektionsgrænsen for f.eks. drikkevandsanalyser valideres 10x under en kravværdi for at sikre tilstrækkelig sikkerhed for prøvningsresultatet i kravværdiens koncentrationsniveau.
Eurofins Miljøs generelle beslutningsregel beskriver vores tilgang til overensstemmelseserklæringer.
Kilder
Bekendtgørelse om kvalitetskrav til miljømålinger, ”Analysekvalitetsbekendtgørelsen” (BEK nr 811 af 19/06/2024)
Bekendtgørelse om vandkvalitet og tilsyn med vandforsyningsanlæg, ”Drikkevandsbekendtgørelsen”, BEK nr 940 af 22/07/2024
Svaneborg, A. K. et al: Metodevalidering. Vejledning udgivet af Eurolab. 1. udgave 2021.
