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关于HPLC色谱中检测限和定量限中信噪比S/N的一些思考

嘉峪检测网        2021-11-12 06:58

     检测限和定量限是分析方法的重要属性,在中国药典2020年版分析方法验证指导原则中规定这2项是重要的验证指标,包括定量、限度的杂质测定需要着重考虑检测限和定量限,且在该版本指导原则中删除了校正因子以及其中定量限的规定。本文试图从定义、测量方法、常见问题和解决方案进行简单的讨论,为分析方法验证活动中检测限和定量限的的开展提供一定的参考。

 

1、检测限和定量限的定义

 

     检测限系指试样中被测物能被检测出的最低量,定量限系指试样中被测物能被定量测定的最低量。检测限仅作为限度试验指标和定性鉴别的依据,没有定量意义。而对微量或痕量药物分析、定量测定药物杂质和降解产物时,应确定方法的定量限,需要注意的是定量限的测定结果应符合准确度和精密度要求。

 

2、一般规定及要求

 

      检测限系指试样中被测物能被检测出的最低量。药品的鉴别试验和杂质检査方法,均应通过测试确定方法的检测限。检测限仅作为限度试验指标和定性鉴别的依据,没有定量意义。常用的方法如下。

 

直观法

 

      用已知浓度的被测物,试验出能被可靠地检测出的最低浓度或量。

 

信噪比法

 

      用于能显示基线噪声的分析方法,即把巳知低浓度试样测出的信号与空白样品测出的信号进行比较,计算出能被可靠地检测出的被测物质最低浓度或量。一般以信噪比为3 :1或2 : 1 时相应浓度或注人仪器的量确定检测限。

 

基于响应值标准偏差和标准曲线斜率法

 

       按照L O D = 3 .3 δ /S公式计算。式中L O D :检测限;

 

δ:响应值的偏差;S : 标准曲线的斜率。

 

δ可以通过下列方法测得:①测定空白值的标准偏差;

 

②标准曲线的剩余标准偏差或截距的标准偏差来代替。

 

数据要求

 

      上述计算方法获得的检测限数据须用含量相近的样品进行验证。应附测定图谱,说明试验过程和检测限结果。

 

3、信噪比法具体怎么操作

 

      信噪比的规定1:一种使空白样与供试品,以空白样目标峰位置的信号为噪音(ASTM,此噪音为欧盟和美国认可的噪音参数)(注意agilent此时应该选择的噪声时间至少大于1min,waters建议为半峰宽的20倍),以供试品目标峰的峰高为信号。以此手工计算信噪比。这种方法是最符合药典要求,限制条件更高,更科学。

 

      信噪比的规定2:另一种是只用供试品,以供试品除目标峰之外选取基线平滑段为噪音,此法可直接读出信噪比(性能报告+噪音),但该法对选择的平滑段存在很大的随意性,如位置和时间长短(国内有些公司规定为0.2min)。此法虽然方便快速,而且基本能成功,但其实很大程度上存在数据拼凑的嫌疑。

 

      另关于噪音的选择时间USP为>=5倍半峰宽,EP、JP为>=20倍半峰宽。

 

     检测限:针对数据的要求问题,除了上述药典要求外。检测限应该对比的是同一个样品6针的平均信噪比(不得小于3)和保留时间(应不大于2.0%)(即药典虽然没有要求定量要求(准确度和精密度)),但应保证精密度)

 

     定量限:杂质峰与噪音峰信号的强度比应不得小于10。另外,配制6份最低定量限浓度的溶液,所测6份溶液杂质峰保留时间的相对标准差应不大于2.0%,峰面积的相对标准差应不大于5.0%。3倍信噪比是检出限,10倍信噪比是定量限,除此之外,检出限表示方法能测出该物质时的最低浓度。定量限则表示方法能准确定量出该物质的最低浓度。

 

     具体来讲:

 

检测限:分析方法在规定实验条件下所能检出被测组分的最低浓度或最低量;

定量限:分析方法可定量测定样品中待测组分的最低浓度或最低量。

 

检出限和定量限的区别在于:

 

检测限:

     检测限指试样在确定的实验条件下,被测物能被检测出的最低浓度或含量。它是限度检验效能指标,无需定量测定,只要指出高于或低于该规定浓度即可。

 

非仪器分析目视法:

    用已知浓度的被测物,试验出能被可靠地检测出的最低浓度或量。

 

信噪比法:

     用于能显示基线噪音的分析方法(仪器分析方法),将已知低浓度试样测出的信号与空白样品测出的信号进行比较,算出能被可靠检测出的zui低浓度或量。一般以信噪比3∶1或2∶1时的相应浓度或注入仪器的量确定检测限也可采用标准差法:空白值=0时;

 

①定背景10次以上,求出标准差σ。

②将σ乘以三倍;

③在工作曲线上求出3σ相对应的浓度X,即为方法的检出值;空白值不等于0;

 

定量限:

     指样品中被测物能被定量测定的最低量,结果应具有一定准确度和精密度要求。

    常用信噪比法确定定量限,一般以信噪比(S/N)为10∶1时相应的浓度或注入仪器的量进行确定,也可用仪器所测空白背景响应标准差(SD)的10倍为估计值,再经试验确定方法的实际测定下限。

 

4、检测限和定量限的解决方案

 

      因为检测限和定量限常用测量方法的局限性,因此我们并不需要限定信噪比=3或10,而只需要验证方法的灵敏度符合要求。如通常检测限应低于限度的1/30,定量限应低于限度的1/10,但当达不到该要求时,只要规定定量限比ICH规定的杂质报告限低即可(如50%报告限)。

 

在检测限的验证中,可以通过加标的方法进行信噪比的确认,并可参考USP对于可检测性的定义和确认步骤:

 

-1:配置一个在限度浓度的杂质标准品溶液;

 

-2:配置一个添加了限度浓度的杂质标准品的样品标准品溶液;

 

-3:配置一个添加了(限度浓度100%-由Horwitz方程估算%RSD)的杂质标准品的样品标准品溶液;

 

如果1≤2且3<2,则差异可以被检出;否则该方法不能胜任限度检测。

 

定量限可考虑设置一个低于限度数倍的低浓度样品(如5倍),在响应最差的仪器中信噪比仍然远大于10(如100),其回收率验证与精密度验证均符合规定,则可以认为该数字可以适用于今后的日常检测,如果检测结果小于该值,则直接报告“小于该值”即可[3]。如在采用荧光染色法测定外源性DNA残留量中,ChP规定DNA残留量在1.25~80ng/ml范围内,本法线性较好,因此供试品DNA残留量在该范围内可定量测定;当DNA残留量低于1.25ng/ml时应为限量测定,表示为小于1.25ng/ml。

 

      设计合理的定量下限对于方法的灵敏度有着很好的保证,在实际操作中只需要验证定量下限的准确度和精密度符合要求即可。如在复杂基质样品中,通常以标曲下限作为定量下限,且定量下限的准确度和精密度要求可适当放宽,要求校正标样回算的浓度一般应该在标示值的±15%以内,定量下限处应该在±20%内,质控样品准确度均值一般应在质控样品标示值的±15%之内,定量下限准确度应在标示值的±20%范围内。

 

     信噪比作为容易获得的参数,在检测限和定量限的测定中使用非常方便。主要需要考虑的是由于受仪器、色谱柱、试剂、泵系统、检测器等的影响很大,方法的灵敏度存在着很大的风险。因此,可以分析方法标准操作规程SOP中规定灵敏度溶液的信噪比作为检测有效的系统适用性标准,参见参考文献[3]提供的范例:以有关物质为例,如某组分的限度0.1%,方法验证时0.05%水平下信噪比20,回收率验证与精密度验证均符合规定,该水平为日常检测报告的最低值,则在系统适用性试验中应确认该组分0.05%水平下信噪比不小于20。

 

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来源:北京药研汇