2013年11月22日 星期五

「不得檢出,不等於零」

我們常講『有就是有,沒有就是沒有』,可是這句話到了化學分析檢測的領域是個很微妙的一句話。

沒有』就真的是「沒有」嗎?

量大的時候『有』比較沒有爭議,因為可以對它做的事情就比較多,可以用各種檢測方法來檢測,因此比較沒有爭議。
微量且含量介於機器的偵測靈敏界線附近時時,就會存在一個「偽陰性」、「偽陽性」的問題產生
因此就產生『沒有』是不是真的就「沒有」?這個『有』是不是真的「有」?
這就牽涉到了分析的「方法」、「設備」的問題

-- 偽陰性:顯示沒有,實際上有
-- 偽陽性:顯示有,實際上沒有

那麼到底『沒有』不代表「零」又是怎麼回事?
一切的問題在於那把定義的「尺」,這把尺就是「檢測方法」、「檢測設備

檢測同一個污染物,不同的檢測方法搭配不同的偵測設備,就會有不同檢測最低限度。
舉個簡單的例子:重金屬含量檢測—鉛

以傳統「王水消化法」、「微波消化法」兩種不同的前處理,得到的方法檢測極限就不同。
以傳統「火焰式原子吸收光譜儀 AA」、「感應耦合電漿原子發射光譜分析儀 ICP-OES」、「感應耦合質譜ICP-MS」三個設備檢測的偵測極限也不同

同理,當前者與後者不同的組合,又可以組合出不同的偵測極限。

那麼如果假設我今天用「王水消化法 + AA」的偵測極限為 50ppb,而「微波消化法 + ICP-MS」為 0.5 ppb
今天一個商品的鉛含量是 10ppb 的話,那麼這個樣品用前者檢驗的報告出具就是「N.D. (Non-Detected; 未檢出)」,但是如果今天是用後者檢驗的報告出具就會是「檢出含量:xxppb
因此你用不同的方法,對同一樣產品,可以產生不同的報告。這也是謂何要有「國家公告檢驗方法」的問題,因為如果沒有個依據檢測法,限制了你的檢測方法與設備的話,那麼挑最有利的來檢測就好了。

這時候又衍生出另一個問題「偵測極限」又是什麼東西?為什麼可以影響報告?

偵測極限  Detection Limit

用個簡單的例子:
相信大家都檢查過視力,護士阿姨或是醫生會點著一個掛在牆上放滿了 E 符號的檢查圖。
A 可以清楚的辨識 2.0 該排 E 的缺口方向,那麼我們就認定他的視力有 2.0
B 可以看清楚 1.0該排 E 的缺口,卻看不清楚 2.0 的,那麼就認定他的視力有 1.0
C 只能看到 0.6 該排 E 的缺口,看不清楚以下的,那麼就認定他的視力只有 0.6

那麼當我今天拿出一個 2.0 大小的 E ,對三個人的解讀就是:
A:可以清楚辨識
B:好像可以吧?猜一下好了
C:看不到

同樣一張圖,三個人辨識能力卻不同,這就是這三個人的「視覺極限

好....那麼回歸到分析所使用的儀器設備也一樣。舉個例子幾年前大家聞之色變的「三聚氰胺」,用下列三個儀器檢測它的偵測極限為
液相層析串連質譜 (LCMSMS):0.1ppb
氣相層析質譜儀(GCMS):0.1ppm
液相層析紫外線光譜分析儀(HPLC) **:1ppm

因此用了不同的設備,自然能看到結果就不同。

那麼就算很乾淨用超厲害的純水造水機做出來的水,打入了這些分析儀器,都會有波動的訊號(peak),那麼只要經過儀器計算,就是有含量。因為對於機器的背景訊號來說,就是一個「變化」。因此這個變化,就會被突顯出來。

正因如此,所以才需要去找出「方法偵測極限 Method Detection Limit」,這是個整套的概念,從前處理到分析設備都固定,然後找出可以被檢測到的最低濃度。定義比這個含量高,這台機器才能偵測到,然而真的可以找尋到「定量偵測極限 Quantitation Limit」。

方法偵測極限:使用此套方法可以檢測的最低濃度,但是會有「偽陰性」、「偽陽性」的問題
定量偵測極限:使用此套方法可以精準定量的最低濃度。

綜合上面的資料,因此回到了最開始的問題「不得檢出,不等於零」應該就比較容易理解。
簡單的說「不得檢出」是不可以被檢測到,但是不代表就是含量「零」
如果今天隨著科技的進步,可以看到的更低濃度時,一個化合物的「不得檢出」會不會被重新定義一個極低的濃度,舉例最近超夯的「綿酚」,現在可能說「不得檢出」,假設兩年後,有方法與設備可以檢測到 ppq(10-15),然後這是已經無法克服抽離的濃度時,會不會定義一個含量為「允許含量」,這就是立法單位的問題了

ppm:Parts Per million:10-6 :百萬分之一
ppb:Parts Per billion:10-9 :十億分之一
ppt:Parts Per trillion:10-12
ppq:Parts Per quadrillion:10-15

註:
ppm 並雖然常被認為是「單位」,正確的來說是一個「比值」,其背後代表的意義為「分子與分母之間差異的倍數」,以 ppm 來說,分母是分子的1000000倍,就可以掛上 ppm 的單位。但是為了方便大眾了解,因此都會直接標示 ppm 等,因為太多單位會造成閱讀上的錯覺或是誤解。
如:mg/Kg   (1kg = 1000000mg) 、        ml/m3   ( 1m3 = 1000L  = 1000000mL )

1 則留言: