Bestimmungsgrenze

Die Bestimmungsgrenze oder Quantifizierungsgrenze (englisch limit of quantitation, LOQ)^[1] ist die kleinste Konzentration eines Analyten, welche zuverlässig quantitativ (d.h. mit einer festgelegten Präzision) bestimmt werden kann. Oft werden quantitative Analysenergebnisse erst oberhalb der Bestimmungsgrenze angegeben. Werte zwischen der Bestimmungsgrenze und der Nachweisgrenze gelten in der Regel nur als qualitativer Nachweis.^[2]

Für die analytische Chemie sieht die DIN 32645 zwei Verfahren vor, um die Bestimmungsgrenze zu ermitteln, die Leerwertmethode und die Kalibriergeradenmethode. Bei der Leerwertmethode, wird wie bei der Nachweisgrenze das Kriterium der gewünschten Genauigkeit auf die Präzision des Blindwertes bezogen, d. h. auf den statistischen Fehler (ausgedrückt durch die Standardabweichung) des Messverfahrens bei einer Null- oder Leermessung.^[3]

Die Bestimmungsgrenze nach der Leerwertmethode nimmt an, dass der absolute Messfehler konstant über den Wertebereich ist. Entsprechend der DIN 32645 liegt die Bestimmungsgrenze dann 10 Standardabweichungen über dem Messwert des Blindwertes (vgl. 3 Standardabweichungen für die Nachweisgrenze):

${\displaystyle {\text{Bestimmungsgrenze}}=y_{B}+10\cdot s_{B}}$

• ${\displaystyle y_{B}}$: Mittelwert des Untergrundsignals bzw. Blindwertes
• ${\displaystyle s_{B}}$: Standardabweichung des Untergrundsignals bzw. Blindwertes

Bei der Kalibriergeradenmethode wird die Bestimmungsgrenze aus den Kalibrierungsmessungen mithilfe von Extrapolation über ein Regressionsverfahren bestimmt. Diese Methode kommt allgemein jedoch seltener zum Einsatz.^[3]

Einen weiteren Ansatz gibt es in der Labormedizin und der Mikrobiologie, da hier der Messfehler oft nicht konstant ist, sondern bei höheren Konzentrationen steigt. In diesem Fall wird die Präzision relativ zum Messwert über den Variationskoeffizient (CV) definiert. Die Bestimmungsgrenze entspricht der niedrigsten Konzentration, für den der CV Grenzwert noch unterschritten wird. Das Ziel für die analytische Präzision ist meistens ein CV unter 10 % oder 20 %, je nach Anwendungsfall.^[2][4]

1. ↑ D. A. Armbruster, M. D. Tillman, L. M. Hubbs: Limit of detection (LQD)/limit of quantitation (LOQ): comparison of the empirical and the statistical methods exemplified with GC-MS assays of abused drugs. In: Clinical chemistry. Band 40, Nummer 7 Pt 1, Juli 1994, S. 1233–1238, PMID 8013092.
2. ↑ ^{a b} David A. Armbruster, Terry Pry: Limit of blank, limit of detection and limit of quantitation. In: The Clinical Biochemist. Reviews. 29 Suppl 1, Suppl 1, August 2008, ISSN 0159-8090, S. S49–52, PMID 18852857, PMC 2556583 (freier Volltext) – (nih.gov [abgerufen am 13. November 2024]). 
3. ↑ ^{a b} D. Breuer, Jana Dospil, P. Heckmann, C. Wippich: Empfindlichkeit von Messverfahren: Grundsätzliches zur Bestimmungsgrenze. Hrsg.: DGUV. Sankt Augustin Oktober 2021 (dguv.de [PDF]). 
4. ↑ Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI): EP17-A2: Evaluation of Detection Capability for Clinical Laboratory Measurement Procedures. 2. Auflage. CLSI, Wayne, PA 2012, ISBN 1-56238-796-0 (clsi.org).