Phân biệt giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng

Vì vậy, một tín hiệu có thể đủ để kết luận rằng chất phân tích hiện diện nhưng chưa đủ tin cậy để báo cáo một giá trị định lượng. Đây là khác biệt cốt lõi giữa hai khái niệm.

Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng khác nhau ở điểm nào?

Điểm khác biệt nằm ở mục đích của kết quả đo. LOD trả lời câu hỏi liệu tín hiệu của chất phân tích có thể được phân biệt một cách đáng tin cậy với nền hay không. LOQ tiến thêm một bước: kết quả không chỉ phải được nhận biết mà còn phải được định lượng với mức hiệu năng phù hợp, trong đó độ chính xác và độ chụm của phép đo trở nên quan trọng.

Do đó, LOD là ngưỡng nhận biết, còn LOQ là ngưỡng đo định lượng có độ tin cậy cần thiết. Không nên dùng LOD như thể đó là mức thấp nhất mà mọi kết quả định lượng đều có thể được báo cáo.

Giới hạn phát hiện là gì và cho biết điều gì?

Giới hạn phát hiện là mức thấp nhất tại đó chất phân tích có thể được phát hiện một cách đáng tin cậy bằng phương pháp đang sử dụng. ICH Q2(R2) nêu rằng DL có thể được xác định bằng đánh giá trực quan hoặc thông qua tỷ số tín hiệu trên nhiễu; với phương pháp có nhiễu nền, tỷ số tín hiệu trên nhiễu khoảng 3:1 thường được xem là phù hợp để ước tính DL.

Điều quan trọng là LOD không tự động trả lời câu hỏi “nồng độ chính xác là bao nhiêu?”. Ở vùng rất gần LOD, tín hiệu có thể đã đủ khác nền để nhận biết nhưng mức biến thiên của phép đo vẫn khiến việc báo cáo một con số định lượng trở nên không phù hợp.

Trong cách tính dựa trên độ lệch chuẩn của đáp ứng và độ dốc đường chuẩn, ICH Q2(R2) biểu diễn DL theo công thức:

DL = 3,3σ/S

Trong đó σ là độ lệch chuẩn của đáp ứng và S là độ dốc của đường chuẩn. Đây là một cách ước tính, không phải công thức duy nhất áp dụng cho mọi phương pháp phân tích.

Giới hạn định lượng là gì và vì sao thường cao hơn LOD?

Giới hạn định lượng là mức thấp nhất mà chất phân tích có thể được định lượng với hiệu năng chấp nhận được. Khái niệm “hiệu năng chấp nhận được” gắn với chất lượng của kết quả đo, thay vì chỉ yêu cầu tín hiệu đủ để nhận biết. Eurachem cũng phân biệt LOQ với LOD theo chính nguyên tắc này: LOQ là mức thấp nhất có thể định lượng với hiệu năng chấp nhận được.

Theo ICH Q2(R2), khi sử dụng tỷ số tín hiệu trên nhiễu, tỷ số ít nhất khoảng 10:1 được xem là phù hợp để ước tính QL. Với phương pháp dựa trên độ lệch chuẩn của đáp ứng và độ dốc, công thức tương ứng là:

QL = 10σ/S

Vì hệ số của QL lớn hơn DL trong cách tiếp cận này, LOQ thường nằm cao hơn LOD. Tuy nhiên, không nên hiểu đây là một khoảng cách cố định áp dụng cho mọi phương pháp; cách xác định và tiêu chí chấp nhận phải phù hợp với đặc tính của phương pháp phân tích.

LOD và LOQ được xác định như thế nào trong thực tế?

Không có một cách xác định duy nhất cho tất cả phép phân tích. ICH Q2(R2) mô tả nhiều hướng tiếp cận, gồm đánh giá trực quan, tỷ số tín hiệu trên nhiễu và phương pháp dựa trên độ lệch chuẩn của đáp ứng kết hợp với độ dốc đường chuẩn.

Với phương pháp có nền nhiễu rõ rệt, signal-to-noise có thể hữu ích vì cho phép so sánh tín hiệu của mẫu nồng độ thấp với tín hiệu nền. Với phương pháp dựa trên đường chuẩn, độ dốc của đường hồi quy và một ước lượng phù hợp của độ lệch chuẩn có thể được sử dụng để tính DL và QL. σ có thể được lấy từ độ lệch chuẩn của mẫu trắng hoặc từ đặc tính của đường chuẩn, tùy phương pháp xác định.

Điểm cần lưu ý là LOD và LOQ không chỉ là hai con số được tính độc lập khỏi toàn bộ quy trình. Hiệu năng ở vùng nồng độ thấp còn chịu ảnh hưởng của nền mẫu, quy trình chuẩn bị mẫu, độ chụm, độ đúng và các đặc tính của chính phương pháp. Eurachem lưu ý rằng thành phần lấy mẫu và độ không đảm bảo đo có thể ảnh hưởng đến LOD/LOQ trong một quy trình đo cụ thể.

Nên diễn giải kết quả dưới LOD, giữa LOD và LOQ như thế nào?

Ba vùng kết quả có thể được hình dung đơn giản theo mức độ thông tin mà phép đo cung cấp.

Dưới LOD, tín hiệu chưa đạt mức cần thiết để kết luận chất phân tích được phát hiện đáng tin cậy theo tiêu chí của phương pháp.

Từ LOD đến dưới LOQ, chất phân tích có thể được phát hiện, nhưng chưa nhất thiết đạt mức hiệu năng cần thiết để định lượng và báo cáo một giá trị đáng tin cậy.

Từ LOQ trở lên, phương pháp có thể định lượng chất phân tích khi các tiêu chí hiệu năng đã đặt ra được đáp ứng.

Vì thế, câu “không phát hiện” và câu “không định lượng được” không hoàn toàn giống nhau. Một mẫu có thể chứa chất phân tích ở mức nằm trên LOD nhưng dưới LOQ: phương pháp có cơ sở để nhận biết sự hiện diện, song chưa đủ điều kiện để coi giá trị định lượng là đáng tin cậy.

Cách nhớ nhanh sự khác nhau giữa LOD và LOQ

Có thể ghi nhớ bằng một chuỗi rất đơn giản:

LOD → Có nhận biết được không?

LOQ → Có định lượng được đủ tin cậy không?

Nếu mục tiêu của phép thử là xác định chất có hiện diện ở mức rất thấp, LOD là thông số quan trọng. Nếu mục tiêu là báo cáo hàm lượng ở vùng thấp đó, LOQ trở nên quan trọng hơn vì phải xét đến hiệu năng định lượng của phương pháp.

Như vậy, khác biệt giữa giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng không nằm đơn thuần ở việc một giá trị nhỏ hơn giá trị kia, mà nằm ở bản chất của kết luận mà phép đo cho phép đưa ra: LOD xác lập khả năng phát hiện, còn LOQ xác lập mức có thể định lượng với hiệu năng chấp nhận được. ICH Q2(R2) và hướng dẫn Eurachem đều thể hiện rõ sự phân biệt này.