DIN+32645-2008+化学分析.重复条件下的决定极限、监测极限和测定

DEUTSCHENORM November2008

DIN32645

D

ICS71.040.01 Ersatzfür

DIN32645:1994-05

ChemischeAnalytik–

Nachweis-,Erfassungs-undBestimmungsgrenzeunterWiederholbedingungen–

Begriffe,Verfahren,Auswertung

Chemicalanalysis–

Decisionlimit,detectionlimitanddeterminationlimitunderrepeatabilityconditions–Terms,methods,evaluation

Analysechimique–

Limitededétection,limited’enregistrementetlimitededéterminationsousdesconditionsderépétabilité–

Termes,méthodes,évaluation

Gesamtumfang28Seiten

NormenausschussMaterialprüfung(NMP)imDIN

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Preisgruppe13

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DIN32645:2008-11

Inhalt

Seite

Vorwort 3

Anwendungsbereich 4

NormativeVerweisungen 4

Begriffe 5

SymboleundAbkürzungen 7

Analysenverfahren. 9

Allgemeines 9

Leerprobe 9

Leerwert 9

KritischerWertderMessgröße 11

Nachweisgrenze 11

Erfassungsgrenze 11

Bestimmungsgrenze 12

Berechnungen 12

MathematischeVoraussetzungen 12

BerechnungdeskritischenWertesderMessgröße 13

BerechnungderNachweis-undErfassungsgrenze 14

Schnellschätzungen 15

Vertrauensbereiche 17

AngabevonAnalyseergebnissenundEntscheidungsgrenzen 18

BeispielfürdieErmittlungdeskritischenWertesderMessgröße,derNachweisgrenze,

derErfassungsgrenzeundderBestimmungsgrenze 19

ErfüllungderVoraussetzungen 19

BerechnungderMassenkonzentrationanKohlenstoff(C)inWasser 20

AnhangA(informativ)Erläuterungen 24

Literaturhinweise 28

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Vorwort

DieseNormwurdevomArbeitsausschussNA062-08-15AA„GrundlagenderanalytischenAtomspektro-skopie“desNormenausschussesMaterialprüfung(NMP)ausgearbeitet.

DasAnwendungsgebietdieserNormistdieChemischeAnalytik.DieNormgiltsomitfürdieErmittlungvonBestandteileninStoffsystemen.

IndenimBereichQualitätssicherungundStatistikbestehendenNormenDINENISO11843-1undDINENISO11843-2wirdauchdiechemischeAnalysealsAnwendungsgebietangegeben.IndiesenNormenwerdengegenüberDIN32645teilweiseunterschiedlicheBegriffefürgleicheSachverhalteundgleicheBegriffefürunterschiedlicheSachverhalteverwendet:DerinDIN32645definierteBegriff„Nachweis-grenze“wirdindenbeidenTeilenvonDINENISO11843mit„Erfassungsgrenze“bezeichnet,währendderinDIN32645definierteBegriff„Erfassungsgrenze“dem„Erfassungsvermögen“nachDINISO11843entspricht.EbensosinddieverwendetenBegriffeindenfürdenBereichderKernstrahlungsmesstechnikbestehendenNormenderReiheDIN25482nichtgleichbedeutendmitdeneninDIN32645.

ZurTitelübersetzunginsEnglischewirdFolgendesangemerkt:

ImenglischenSprachgebrauchwird„Detectionlimit“sowohlfürdieErfassungsgrenzealsauchfürdieNachweisgrenzeverwendet.DieErfassungsgrenzewirdneben„Detectionlimit“auchmit„Identificationlimit“bezeichnet.FürdieBestimmungsgrenzewirdauchdieBenennung„Quantificationlimit“verwendet.

Änderungen

GegenüberDIN32645:1994-05wurdenfolgendeÄnderungenvorgenommen:

inAbschnitt1werdendieEntscheidungskriterienfürdieBegriffe„Nachweisgrenze“,„Erfassungsgrenze“und„Bestimmungsgrenze“erläutert;

Abschnitt2(vorher„FormelzeichenundmathematischeDefinitionen“)beinhaltet„NormativeVerwei-sungen“;

Abschnitt3.1beinhaltetAusführungenzumBegriff„Analysenverfahren“;

Abschnitt4(vorher„LeerprobeundLeerwert“)beinhaltet„SymboleundAbkürzungen“;

Abschnitt5(vorher„Kalibrierung“)beinhaltetErläuterungenzudenBegriffenLeerprobe,Leerwert,KritischerWertderMessgröße,Nachweisgrenze,ErfassungsgrenzeundBestimmungsgrenze;

Abschnitt6„Berechnungen“(vorher„NachweisundErfassungeinesBestandteiles“)beinhaltetmathematischeVoraussetzungensowieBerechnungsvorschriftenundMethodenzurSchnellschätzungfürNachweisgrenze,ErfassungsgrenzeundBestimmungsgrenze;

Abschnitt7„Vertrauensbereiche“(vorher„BestimmungeinesBestandteiles“)beinhaltetErläuterungenzuVertrauensbereichenvonStandardabweichungen;

Abschnitt8„AngabevonAnalyseergebnissenundEntscheidungsgrenzen“(vorher„KritischerWertderMessgröße“)beinhaltetAusführungenzurAngabevonAnalyseergebnissenundEntscheidungsgrenzensowienotwendigeParameterangabenbeiderLeerwert-undKalibriergeradenmethode;

Abschnitt9„BeispielfürdieErmittlungdeskritischenWertesderMessgröße,derNachweisgrenze,derErfassungsgrenzeundderBestimmungsgrenze“,vorherAbschnitt20.

FrühereAusgaben

DIN32645:1994-05

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Anwendungsbereich

DieseNormlegtfürdiechemischeAnalytikdieBegriffeNachweisgrenze,ErfassungsgrenzeundBestim-mungsgrenzefest.SiebeschreibtVerfahrenzuderenErmittlungunterWiederholbedingungeninnerhalbeinesLaboratoriums.

DieNachweisgrenzedientalsEntscheidungskriterium,wennnacheinerAnalyse(„aposteriori“)anHanddesvorliegendenAnalysenergebnissesimSpurenbereicheineEntscheidungüberAn-oderAbwesenheitdesgesuchtenStoffes(Analyten)zutreffenist.

ANMERKUNG1DieNachweisgrenzebeinhalteteineIrrtumswahrscheinlichkeithinsichtlicheinerfalschenAnwesen-heitsaussage(falsch-positiveEntscheidung,„Fehler1.Art“).

DieErfassungsgrenzedientalsEntscheidungskriterium,wenneinVerfahrenauszuwählenist(„apriori“),daseinenvorgegebenenMindestgehaltdesgesuchtenStoffes(Analyten)nachzuweisengestattet.

ANMERKUNG2EinimAusmaßderErfassungsgrenzevorliegenderAnalytwirdmitderWahrscheinlichkeit1nachgewiesen.DabeiquantifiziertdieWahrscheinlichkeitdengesuchtenStoffirrtümlichnichtnachzuweisen,d.h.ihnzuübersehen(falsch-negativeEntscheidung,„Fehler2.Art“).

DieBestimmungsgrenzedientalsa-priori-EntscheidungskriteriumzurAuswahleinesVerfahrenszurBestimmungeinesAnalytenbzw.Stoffes.SierepräsentiertdenkleinstenGehaltdesAnalyten,dermiteinervorgegebenminimalenrelativenErgebnisunsicherheitbestimmtwerdenkann.

ANMERKUNG3DierelativeErgebnisunsicherheiteinesErgebnisseseinerquantitativenBestimmungliegtmitderWahrscheinlichkeit1unterhalbeinesvorgegebenenGrenzwertes(Schwellenwert).

ANMERKUNG4DieErgebnisunsicherheitimSinnedieserNormbeinhaltetnurdiezufälligenAbweichungen,welchesichausderMessungderKalibrierprobensowiederAnalysenprobeergeben.SieistnichtgleichzusetzenmitderMessunsicherheit,dienachDINVENV13005(GUM)alserweiterteUnsicherheiteinesErgebnissesanzugebenist.

VoraussetzungenfürdieallgemeineGültigkeitderBegriffs-Definitionensind:

LinearerZusammenhangzwischenderMessgrößeunddemAnalytgehalt;

NormalverteilungderMesswerte;

HomogenitätderVarianzen.

BeidenindieserNormbeschriebenenMethodenzurErmittlungvonNachweis-,Erfassungs-undBestim-mungsgrenzewerdenAspekteeineranalytischenIdentitätsprüfungderzusuchendenbzw.zubestimmendenStoffebzw.Analytennichtberücksichtigt(z.B.ÜberlagerungvonMesssignalenverschiedenerStoffebzw.Analyten).DieFestlegungderMethodenzurErmittlungvonNachweis-,Erfassungs-undBestimmungsgrenzeerfolgtunterreinmathematisch-statistischenGesichtspunkten.

NormativeVerweisungen

DiefolgendenzitiertenDokumentesindfürdieAnwendungdiesesDokumentserforderlich.BeidatiertenVerweisungengiltnurdieinBezuggenommeneAusgabe.BeiundatiertenVerweisungengiltdieletzteAusgabedesinBezuggenommenenDokuments(einschließlichallerÄnderungen).

DIN32646,ChemischeAnalyse—Erfassungs-undBestimmungsgrenzealsVerfahrenskenngrößen—ErmittlungineinemRingversuchunterVergleichbedingungen;Begriffe,Bedeutung,Vorgehensweise

DIN53804-1,StatistischeAuswertungen—Teil1:KontinuierlicheMerkmale

DINENISO4259,Mineralölerzeugnisse—BestimmungundAnwendungderWertefürdiePräzisionvonPrüfverfahren

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Begriffe

FürdieAnwendungdiesesDokumentsgeltendiefolgendenBegriffe.

3.1

Analysenverfahren

SummesämtlicherdetaillierterArbeitsschrittezurGewinnungeinesAnalysenergebnissesfüreinendefiniertenAnalytenineinemebensodefiniertenProbematerial,dieunterAnwendungeineranalytischenMethodevollständigvollzogenwerdenmüssen

BEISPIELE

PlasmaspektrometrischeBestimmungvonBleiinTrinkwasser

GaschromatographischeBestimmungvonBenzolinKraftstoffen

PhotometrischeBestimmungvonPhosphorinStahlANMERKUNG WeitereErläuterungensieheAbschnitt5.

3.2

Leerprobe

Probe,dieunterIdealbedingungendennachzuweisendenoderdenzubestimmendenBestandteilnichtenthält,sonstabermitderAnalysenprobeübereinstimmt

3.3

Leerwert

yL

arithmetischesMittelderMesswertederLeerprobe

3.4

Kalibrierung

Messungvonfesten,flüssigenodergasförmigenKalibrierprobenmitalsbekanntvorausgesetztenGehaltensowieErmittlungderKalibrierfunktion

3.5

Kalibrierfunktion

funktionalerZusammenhangzwischenderMessgrößeunddemGehaltderKalibrierproben(MessgrößealsFunktiondesGehalts)

ANMERKUNG1DiegraphischeDarstellungderKalibrierfunktionwirdalsKalibrierkurvebezeichnet.

ANMERKUNG2AnstelledesGehalteskönnenauchandereMerkmaleverwendetwerden.Diesesindz.B.Schichtdicke,Flächendichte.

3.6

Analysenfunktion

inverseKalibrierfunktion(GehaltalsFunktionderMessgröße)

3.7

kritischerWertderMessgröße

derjenigeMesswert,beidessenÜberschreitungunterZugrundelegungeinerfestgelegtenIrrtumswahrschein-lichkeit(Fehler1.Art)erkanntwird,dassderGehaltdesBestandteilesinderAnalysenprobegrößeristalsderjenigeinderLeerprobe

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3.8

Nachweisgrenze

derjenigeGehalt,derunterVerwendungderermitteltenKalibrierfunktiondemkritischenWertderMessgrößezuzuordnenist

ANMERKUNG1SieheBild1,VerteilungB.

ANMERKUNG2DieNachweisgrenzeisteineEntscheidungsgrenzefürdasVorhandenseineinesBestandteiles.

3.9

Erfassungsgrenze

kleinsterGehalteinergegebenenProbe,beidemmitderWahrscheinlichkeitvon1einNachweiserfolgt

ANMERKUNG1SieheBild1,VerteilungC.

ANMERKUNG2DieErfassungsgrenzeisteineEntscheidungsgrenzefürdieLeistungsfähigkeiteinesqualitativenVerfahrens.

3.10

Bestimmungsgrenze

Gehalt,beidemdierelativeErgebnisunsicherheit,definiertalsQuotientausdemhalbenzweiseitigenVorhersagebereichaufeinemfestgelegtenVertrauensniveau1unddemzugehörigenGehalt,einenvorgegebenenWertannimmt

ANMERKUNG1SieheBild1.

ANMERKUNG2DieBestimmungsgrenzeisteineEntscheidungsgrenzefürdieLeistungsfähigkeiteinesquantitativenVerfahrens.

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SymboleundAbkürzungen

FürdieAnwendungdieserNormgeltendieFormelzeichennachTabelle1.

Tabelle1—Formelzeichen

Formel-zeichen

Bedeutung

Definition

n

AnzahlderKalibrierproben(beiEinfachbestimmungen)bzw.GesamtanzahlderKalibriermessungen(beigleicherAnzahlvonWiederholungsmessungenzujedemKalibrierpunkt)oderAnzahlderMessungenbeiderBestimmungdesLeer-wertes

i

LaufzahlfürLeerprobenmessungenbzw.Kalibrierproben

i=1,2,3,…n

xi

Gehaltsgröße

yi

MesswertderKalibrierprobe

yL,i

MesswertderLeerprobe

yL

Leerwert=ArithmetischesMittelderMesswertederLeerprobe

1 n

yLnyL,i

i1

yL

BreitedeseinseitigenVorhersagebereichsfürzukünftigeLeerwertebeiderLeerwertmethode(sieheGleichung(1))

sL

StandardabweichungderMesswertederLeerprobeyL,i

n

yL,iyL2

sLi1

n1

yk

KritischerWertderMessgröße

xNG

Nachweisgrenze;beiSchnellschätzung:x(NG)

xEG

Erfassungsgrenze;beiSchnellschätzung:x(EG)

xBG

Bestimmungsgrenze;beiSchnellschätzung:x(BG)

xBG

HalbeBreitedeszweiseitigenVorhersagebereichsbeiBestimmungvonGehaltenvonderHöhederBestimmungs-grenze(sieheGleichung(14))

x

ArithmetischesMittelderGehalteallerKalibrierproben(AbszissedesSchwerpunktesderKalibriergeraden)

1 n

x xi

ni1

yˆi

GeschätzterFunktionswertbeiderKalibrierung

yˆiabxi

OrdinatenabschnittderKalibriergeraden

1n b n

a yi xini1 ni1

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Tabelle1(fortgesetzt)

Formel-zeichen

Bedeutung

Definition

BreitedeseinseitigenVorhersagebereichsfürzukünftigeLeerwertebeiderKalibriergeradenmethode(sieheGleichung(2))

b

SteigungderKalibriergeraden(Empfindlichkeit)

n

(yiy)(xix)

bi1

n

(xix)2

i1

Signifikanzniveau(WahrscheinlichkeitfürdenFehler1.Art)

Signifikanzniveau(WahrscheinlichkeitfürdenFehler2.Art)

m

AnzahlderMessungenanderAnalysenprobe

f

AnzahlderFreiheitsgrade

tf;

Quantildert-VerteilungbeieinseitigerFragestellungfürdenFehler1.Art

t

f;2

Quantildert-VerteilungbeizweiseitigerFragestellungfürdenFehler1.Art

tf;

Quantildert-VerteilungbeieinseitigerFragestellungfürdenFehler2.Art

u,o

FaktorenzurBerechnungderunterenundoberenGrenzedesVertrauensbereichesderStandardabweichung

sy,x

ReststandardabweichungderMesswertederKalibrierung

n

yˆiyi2

sy,xi1

n2

sxo

VerfahrensstandardabweichungbeiHomogenitätderVarianzen

s sy,xsL

xo b b

Qx

SummederAbweichungsquadratevonxbeiderKalibrie-rung

n

Qxxix2

i1

1/k

RelativeErgebnisunsicherheitzurCharakterisierungderBestimmungsgrenze(z.B.0,25fürk=4)

n;

FaktorzurSchnellschätzungderNachweisgrenzex(NG)

(sieheGleichungen(17)und(18)

n;

2

FaktorzurSchnellschätzungderBestimmungsgrenzex(BG)

(sieheGleichungen(20)und(21).

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Analysenverfahren

Allgemeines

ImEinzelnenumfassteinAnalysenverfahrenfolgendegrundsätzlicheSchritte:

Probenahme;

Probenvorbereitung(Aufschließen,Lösen,Extrahieren…);

HerstellungderKalibrierprobenbzw.Kalibrierlösungen;

MessungvonKalibrier-undAnalysenproben;

AuswertungundErgebniskontrolle.

Nachweis-,Erfassungs-oderBestimmungsgrenzenfüreinenAnalytengeltenimmernurfüreinbestimmtesdefiniertesProbematerialundeindefiniertesAnalysenverfahrenundniemalsgenerellnurfüreinenAnalyten.

EineFormulierungwie„...dieNachweisgrenzefürBleibeträgt0,1ng/ml“istdemnachzuvermeiden.Korrektwärez.B.„...dieNachweisgrenzefürdieBestimmungvonBleiinTrinkwassernachDIN38406-16beträgt0,1ng/ml“.

Aufgrundzufälliger,statistischerEinflüssestreuenMesswertebeiWiederholungeinerMessungmehroderwenigerstark.WennsichdieergebendenStreubereicheeinerLeerprobeundeinerAnalysenprobeüber-lappen,sinddieentsprechendenMesswertedieserAnalysenprobenichteindeutigvondenenderLeerprobeunterscheidbar.Deshalbistfestzulegen,unterwelcherBedingung(Wahrscheinlichkeitsniveau)derMesswertderAnalysenprobesich„signifikant“vomLeerwertunterscheidet.

Nachweis-,Erfassungs-undBestimmungsgrenzesindsomitkeineKonstanten,sondernaußervondenexperimentellenunddurchdasVerfahrenvorgegebenenParameternauchvonderWahldesWahrscheinlich-keitsniveausabhängig.

DasKriteriumfüreinenerfolgtenNachweiseinerSubstanzistdasÜberschreiteneines„kritischenWertesderMessgröße“,dergleichderSummeausdemmittlerenLeerwertundderUnsicherheitdesLeerwertesist.DieHöhedesLeerwertesselbsthatkeinendirektenEinflussaufdieEntscheidungsgrenzen.DieEntscheidung

„nachgewiesen“oder„nichtnachgewiesen“fälltalleinaufderMessgrößenachse.DazuistprinzipiellnochkeineKalibrierungerforderlich.

Leerprobe

EineLeerprobe,diedenAnalytennichtenthält(GehaltNull),istindenmeistenFällenwedervorhandennochherstellbar.UnterrealenBedingungenwirddaheralsLeerprobeeineProbeverwendet,welchezwarnichtanalytfreiist,abernureinensehrgeringenGehaltandemgesuchtenBestandteilaufweistundderrestlichenZusammensetzungderAnalysenprobe(Matrix)möglichstnahekommt.SelbstdiesistimUmweltbereichsowiebeiorganischemProbematerialschwierig,daesnurseltengelingt,dieentsprechendeMatrix„nachzu-stellen“.

Leerwert

DasErgebnisderGehaltsbestimmungeinerLeerprobe(Leerwert)istmiteinerUnsicherheitbehaftet,dieaufzweiWegenermitteltwerdenkann:

DirekteMethode(Leerwertmethode)

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BeiderLeerwertmethodewirddieUnsicherheitübereineMehrfachmessung(n10)derLeerprobedirektermittelt.DieseVorgehensweiseistimmerdannanzuwenden,wenneinegeeigneteLeerprobezurVerfügungsteht.

ZurBerechnungderNachweis-bzw.ErfassungsgrenzenachderLeerwertmethodewirddieSteigungeinerKalibrierfunktionbenötigt.HierfürkanndieKalibrierungüberdengesamtenArbeitsbereichverwendetwerden.

WirddieLeerwertmethodeangewendet,somüssendieDatenbesonderskritischgeprüftwerden,obsiedieForderungderNormalverteilungaucherfüllen.EinemitdiesenDatenerrechneteBestimmungsgrenzesolltenurverwendetwerden,wenndieHomogenitätderVarianzenzwischendenMesswertenderLeerprobeunddenMesswerteneinerAnalyseprobemitdemungefährenGehaltderBestimmungsgrenzenachgewiesenist.

TheoretischistderLeerwertmethodederVorzugzugeben.DainderPraxisaberseltenidealeLeerproben(siehe5.2)zurVerfügungstehen,mussindiesenFällenaufdieKalibriergeradenmethodeausgewichenwerden,diezusätzlichdieUnsicherheitderKalibrierungberücksichtigt.

IndirekteMethode(Kalibriergeradenmethode)

BeiderKalibriergeradenmethodewirddieUnsicherheitdesLeerwertesnurindirektübereineExtrapolationvonRegressionsdateneinerKalibrierung(Ordinatenabschnitt)erhalten.DiesewirdnurinderunmittelbarenNähederNachweisgrenze(BereichetwavonNullbiszumZehnfachenderNachweisgrenze)durchgeführtundistnichtmitder„normalen“KalibrierungüberdengesamtenArbeitsbereichzuverwechseln!DiezurKalibrierungverwendetenProbenkönnendurchAufstockenderLeerprobemitdemgesuchtenBestandteilerzeugtwerden.

BeideMethodenergebeninderRegelnichtgleiche,abergleichwertigeResultate.BeisignifikantenDifferenzenistdasErgebnisderdirektenMethodemaßgebend.

FürdieNachweis-bzw.ErfassungsgrenzeistnichtdieHöhedesLeerwertesausschlaggebend,sondernnurseineUnsicherheit.EinkonstanterLeerwertkönnteimmervomProbensignalabgezogenwerden.DieNachweisgrenzewäredanngleichNull!

StrenggenommengiltfürdieBerechnungderNachweis-undErfassungsgrenzeausderStreubreitemehrererLeerprobenmessungen,dassdieStreubreitenderLeerprobeundderAnalysenprobegleichgroßsind.DiesesistimAllgemeinennichtrealisiert,dadieStreuungderMesswertenichtnurvomrealvorhandenenAnalytgehaltbeeinflusstwirdsondernauchnochvonweiterenFaktoren.DieNachweisgrenzeeinesBestandteilsineinerAnalysenprobe,z.B.fürBleiinAbwässern,istdeshalbhöheralsbeiunvollständignachgestelltenMatrizes(destilliertesoderentionisiertesWasser).

BeieinerLeerprobe,diefreivondemzubestimmendenAnalytenistoderderenAnalytgehaltnursehrkleinist,kanndasHäufigkeitsverteilungsmaximumderGehaltsgrößevonNullnachlinkszuWertenkleinerNullverschobensein,sodasssicheineeinseitige,schiefeVerteilungergebenkann.

Inwieweitdie„Schiefe“derVerteilungeinemaßgeblicheAbweichungvoneinerNormalverteilungdarstelltundwelcheAuswirkungendiesaufdieErmittlungderEntscheidungsgrenzenhat,istnichtgenerellangebbar.DaaberdieEntscheidungsgrenzenselbsteinegroßeUnsicherheitaufweisen,(sieheAbschnitt7),werdenfolgendevereinfachendenAnnahmengemacht:

DieStreubreitenderLeerprobenmessungenundderMessungenderAnalysenprobeunterscheidensichnichtsignifikant.

MesswertederLeerprobesindumdenErwartungswertnäherungsweisenormalverteilt.

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KritischerWertderMessgröße

ZurErmittlungdeskritischenWertesderMessgrößesindfolgendeVorgabennotwendig:

dasAnalysenverfahren;

dieMatrix;

dasSignifikanzniveau(Fehler1.Art);dieAnzahlnderProbenfürdieErstellungderKalibrierfunktionoderderMesswertefürdieErmittlungdesLeerwertesunddieAnzahlmderEinzelbestimmungenanderAnalysenprobe.

DieMatrizesderAnalysenprobeundderLeerprobesolltensoweitwiemöglichübereinstimmen.EntsprechenddenFolgeneinerFehlentscheidungisteinSignifikanzniveauvon5%oder1%üblich.

Nachweisgrenze

DadieHöhederMesssignalezwischenverschiedenenGerätennichtvergleichbarist,musszuderenVergleichzwangsläufigdasMesssignalüberdieKalibrierfunktionineinenGehaltswertumgerechnetwerden.

EineDefinitionderNachweisgrenzedirektüberdenGehaltmüsstedemnachlauten:DieNachweisgrenzeistderjenigeGehalt,derausdemkleinstenvomLeerwertsignifikantunterscheidbarenSignal(kritischerWertderMessgröße)durchEinsetzenindieAnalysenfunktionerhaltenwird.

DieNachweisgrenzedientzurBewertungeinerbereitsdurchgeführtenqualitativenAnalyse(a-posteriori-Entscheidung)undermöglichtdenRückschlussaufdasVorhandenseinbzw.NichtvorhandenseineinerSubstanz.

Erfassungsgrenze

DieErfassungsgrenzedientzurBewertungeinesNachweisverfahrens(a-priori-Entscheidung)undgibtdenMindestgehaltan,dermithohervorgegebenerWahrscheinlichkeitnachgewiesenwerdenkann.

DieinderLiteraturhäufiganzutreffendeFormulierung„dieNachweisgrenzeistderMindestgehalt,oberhalbdessenersteinNachweismitvorgegebenerIrrtumswahrscheinlichkeitmöglichist“,trifftfüreinAnalysenverfahrendahernuraufdieErfassungsgrenzeimSinnedieserNormzu.NurwenndieErfassungs-grenzekleineralsjenerGehaltist,dessenNachweisverlangtwird,eignetsichdasAnalysenverfahrenfürdiesenNachweis.

WenndieAnalysezumErgebnis„nichtnachgewiesen“führt,kanndertatsächlichvorliegendeGehaltnurmiteinerkleinenWahrscheinlichkeitgrößeralsdieErfassungsgrenzesein.DieErfassungsgrenzestelltdahermiteinerIrrtumswahrscheinlichkeitdenHöchstgehaltfürdenAnalytendar,wenndieserinderProbenichtnachgewiesenwird.AlsQualitätsgarantiefürdenHöchstgehalteinesBestandteils(GarantiegrenzefürReinheit[1])imuntersuchtenStoffdarfalsonurdieErfassungsgrenze,nichtaberdieNachweisgrenzeangewendetwerden.

DiebeiderDefinitiondeskritischenWertesderMessgrößeundsomitzurBerechnungderNachweisgrenzevorgegebeneIrrtumswahrscheinlichkeit(Fehler1.Art)giltfürdenNachweiseinesBestandteiles,obwohldiesergarnichtvorhandenist.DarüberhinausistbeiderBewertungvonNachweisverfahrendieIrrtumswahr-scheinlichkeit(Fehler2.Art)fürdenfehlendenNachweiseinesvorhandenenBestandteilesmöglichstgeringzuhalten.DiesestrifftfürdieErfassungsgrenzezu,beidertypischerweiseIrrtumswahrscheinlichkeitenvon5%oder1%gewähltwerden.

JenachdenErfordernissenderAnalysekönnenfürauchandereWertegewähltwerden.

DurchandereundvoneinanderabweichendeWertevonundkönnenfürspezielleAnforderungenandieAnalysedieKenngrößenentsprechendangepasstwerden.HatbeispielsweiseeinpositiverBefund

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schwerwiegendeFolgen(Medizin,Umweltschutz,Kriminalistik),mussdieIrrtumswahrscheinlichkeitextremniedrigsein.Giltesdagegen,füreinengewissenGehaltdesAnalytenmiteinersehrkleinenWahrscheinlichkeitvonhöchstensfürdenFehler2.ArtdieAngabe„nachgewiesen“zuerhalten,musseinsolchesAnalysenverfahrengewähltwerden,dessenErfassungsgrenzemindestenssoniedrigwiedergenannteGehaltist.

InjedemFallesindbeiAngabederGrenzwerte(Kenngrößen)nebenden(anderen)UmständenderexperimentellenErmittlungdiegewähltenWertefürundzunennen.

WennzurBerechnungderErfassungsgrenzediegleicheWahrscheinlichkeitfürdenFehler1.und2.Art(=)gewähltwird,ergibtsichdieErfassungsgrenzezumindestnäherungsweisedurchMultiplikationderNachweisgrenzemitdemFaktor2.

WirdfürdenFehler2.ArtdiesehrhoheIrrtumswahrscheinlichkeit=0,5gewählt(sieheBild1,VerteilungBundBildA.2,Verteilung3),dannwirddieErfassungsgrenzegleichderNachweisgrenze.

UnterschiedenwirdzwischenderErmittlungderNachweisgrenzeundErfassungsgrenzeunterWiederholbedingungen,d.h.ineinemLaboratorium,undunterVergleichsbedingungen,d.h.inmehrerenLaboratorien(sieheDIN32646).DieseNormbeziehtsichnuraufWiederholbedingungen.

UmeinemöglichststrengeAbschätzungfürdieReinheit(einenmöglichstniedrigenHöchstgehalt)zuerreichen,kannfürdenerhaltenenMesswertyi<ykdieobereGrenzeeinesVertrauensbereichserrechnetwerden.DerdiesementsprechendeGehaltstelltdenHöchstgehaltdar,dergarantiertwird.

DieWahrscheinlichkeitfüreinenFehler1.ArtbeiderErmittlungdiesesHöchstgehaltsist1minusdemgewähltenVertrauensniveaudesVertrauensbereichs.

Bestimmungsgrenze

EineSubstanzbestimmenheißtihrenGehaltermitteln,z.B.alsMassenanteiloderMassenkonzentration.EineBestimmungistdaherinjedemFallzwingendmiteinerZahlenangabebezüglichdesermitteltenGehaltsverknüpftundsomiteineProzedurmiteinemquantitativenErgebnis.BestimmungsverfahrensetzensomiteineEigenschaftdesBestandteilesvoraus,diedurcheineMessgrößequantitativerfasstwerdenkann.EinBestandteilgiltalsbestimmbar,wennseinGehaltmiteinerrelativenErgebnisunsicherheitermitteltwerdenkann,diedenfestgelegtenAnforderungengenügt.DamitistauchdieBestimmungsgrenzeein