Phiếu kiểm nghiệm ghi “Aflatoxin B1: không phát hiện”, “Chì: < 0,01 mg/kg”, “Salmonella: không phát hiện/25 g”. Nhiều người hiểu đây là “hoàn toàn không có”. Thực tế, những kết quả này chỉ có ý nghĩa khi gắn với một con số quan trọng: giới hạn phát hiện của phương pháp phân tích.

Giới hạn phát hiện là gì?

Giới hạn phát hiện (Limit of Detection – LOD) là lượng hoặc nồng độ nhỏ nhất của chất phân tích có thể được phát hiện một cách tin cậy, phân biệt được với mẫu trắng (mẫu không chứa chất đó), nhưng chưa chắc định lượng được với độ chính xác chấp nhận được. Nói cách khác, tại LOD, ta có thể kết luận “có chất này” nhưng chưa thể khẳng định “có chính xác bao nhiêu”.

LOD khác với giới hạn định lượng (LOQ), là mức thấp nhất có thể định lượng với độ chụm và độ đúng chấp nhận được. Thông thường LOQ cao hơn LOD khoảng ba lần.

Cách xác định LOD

Có nhiều cách tiếp cận, được mô tả trong các hướng dẫn thẩm định phương pháp (Eurachem, ICH, IUPAC, AOAC):

  • Dựa trên tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu (S/N): phổ biến trong sắc ký; LOD là nồng độ cho tín hiệu gấp khoảng 3 lần độ nhiễu nền.
  • Dựa trên độ lệch chuẩn của mẫu trắng hoặc mẫu nồng độ thấp: phân tích lặp lại nhiều lần (ví dụ 7–10 lần) mẫu trắng hoặc mẫu thêm chuẩn ở nồng độ thấp; LOD = giá trị trung bình mẫu trắng + 3 × độ lệch chuẩn (hoặc 3 × độ lệch chuẩn nếu mẫu trắng không có tín hiệu).
  • Dựa trên đường chuẩn: LOD = 3,3 × σ / S, trong đó σ là độ lệch chuẩn của tín hiệu (hoặc của hệ số chặn đường chuẩn), S là độ dốc đường chuẩn.

LOD phải được xác định trên nền mẫu thực (matrix) hoặc nền tương đương, vì thành phần thực phẩm (chất béo, sắc tố, protein) gây nhiễu và làm thay đổi LOD so với dung dịch chuẩn tinh khiết.

Các yếu tố ảnh hưởng đến LOD

  • Độ nhạy của thiết bị (khối phổ hai lần, ICP-MS có LOD thấp hơn nhiều so với quang phổ thông thường).
  • Lượng mẫu đem phân tích và hệ số pha loãng, cô đặc.
  • Hiệu suất chiết, làm sạch mẫu.
  • Nhiễu nền của mẫu thực phẩm.
  • Tay nghề và điều kiện phòng thí nghiệm (độ sạch, nhiễm bẩn từ dụng cụ, hóa chất).

Giới hạn phát hiện trong vi sinh

Trong vi sinh vật học thực phẩm, khái niệm tương ứng phụ thuộc vào loại phép thử:

  • Phép thử định lượng (đếm khuẩn lạc): giới hạn phụ thuộc thể tích cấy và độ pha loãng thấp nhất, ví dụ 10 CFU/g với đổ đĩa 1 ml dịch pha loãng 10⁻¹ (xem CFU).
  • Phép thử định tính phát hiện (có/không): ví dụ “phát hiện Salmonella trong 25 g”; LOD của phương pháp được thể hiện bằng LOD50 hay LOD95, số tế bào tối thiểu trong phần mẫu thử để phương pháp phát hiện với xác suất 50% hoặc 95%. Các phương pháp tốt có thể phát hiện chỉ vài tế bào trong 25 g nhờ bước tăng sinh.

Ý nghĩa của kết quả “không phát hiện”

  • “Không phát hiện” (KPH, ND) hoặc “< LOD” nghĩa là nồng độ chất trong mẫu thấp hơn LOD của phương pháp đã sử dụng, không có nghĩa nồng độ bằng 0.
  • Một phương pháp khác có LOD thấp hơn có thể phát hiện được chất đó trong cùng mẫu.
  • Với vi sinh, kết quả âm tính chỉ áp dụng cho phần mẫu đã phân tích; vi sinh vật phân bố không đều có thể có mặt ở phần mẫu khác của lô.

Lưu ý khi so sánh với giới hạn quy định

Phương pháp chỉ phù hợp để đánh giá tuân thủ khi LOD (và quan trọng hơn là LOQ) đủ thấp so với giới hạn quy định. Nhiều quy định yêu cầu LOQ không lớn hơn một phần của giới hạn tối đa (ví dụ bằng hoặc nhỏ hơn một nửa hoặc một phần năm). Ví dụ:

  • Quy định MRL mặc định của EU là 0,01 mg/kg; phương pháp có LOD 0,05 mg/kg không thể chứng minh sản phẩm đạt yêu cầu.
  • Chất cấm trong thủy sản như chloramphenicol yêu cầu phương pháp có độ nhạy rất cao (mức microgam trên kilogam), nên kết quả “không phát hiện” bằng phương pháp kém nhạy không có giá trị.

Khi đọc phiếu kết quả phân tích, cần kiểm tra LOD, LOQ được ghi kèm, hoặc yêu cầu phòng thí nghiệm cung cấp.

Báo cáo kết quả dưới LOD trong thống kê

Trong đánh giá phơi nhiễm, khi có nhiều kết quả dưới LOD, các cơ quan như EFSA, WHO dùng cách tiếp cận “cận dưới” (gán bằng 0) và “cận trên” (gán bằng LOD hoặc LOQ) để ước tính khoảng phơi nhiễm, thay vì bỏ qua các kết quả này.

Ví dụ minh họa

Giả sử một phòng thí nghiệm phân tích aflatoxin B1 trong đậu phộng bằng sắc ký lỏng có LOD 0,3 µg/kg và LOQ 1,0 µg/kg. Mẫu A cho kết quả “không phát hiện”: hàm lượng thấp hơn 0,3 µg/kg. Mẫu B cho kết quả “phát hiện, dưới LOQ”: hàm lượng nằm giữa 0,3 và 1,0 µg/kg nhưng không định lượng chính xác được. Mẫu C cho kết quả 2,4 µg/kg: được định lượng và có thể so sánh trực tiếp với giới hạn quy định. Nếu cùng mẫu A được phân tích bằng que thử nhanh có LOD 5 µg/kg, kết quả “âm tính” của que thử chỉ cho biết hàm lượng dưới 5 µg/kg, không đủ để kết luận mẫu đạt giới hạn chặt của một số thị trường.

Câu hỏi thường gặp

LOD thấp hơn có luôn tốt hơn? Về độ nhạy thì có, nhưng phương pháp có LOD rất thấp thường đắt hơn, phức tạp hơn. Chọn phương pháp có LOD, LOQ phù hợp với mục đích: đủ thấp để so sánh với giới hạn quy định, không cần thấp quá mức.

Kết quả “vết” (trace) nghĩa là gì? Thường là nồng độ nằm giữa LOD và LOQ: phát hiện được chất nhưng không định lượng chính xác được.

Thuật ngữ liên quan

Đọc thêm: QA Là Gì Trong Ngành Thực Phẩm? Vai Trò Chi Tiết