电子探针分析可有效快速地分析直径仅为1μm的细小矿物的主要元素的含量，因而已被广泛地应用于地质研究、地质找矿、矿床物质组分与综合利用研究等各个地学领域。然而，长期以来，由于电子探针探测极限较差，不能进行痕量元素的分析，其作用受到了极大的局限;随着现代地质学和现代科学技术的进步，矿物、岩石的痕量元素的分析和研究日益显得迫切和重要，能否突破原先电子探针探测极限(约为数百个μg/g)禁区是一个十分重要的问题。
图89.19 铁镍合金碳电子探针定量分析校准曲线
在电子探针分析中，当元素的含量接近于0.01%时，峰值强度N不比背景强度NB大多少，w<0.01%通常被称为微量元素分析范围。对于超轻元素或能量小于1keV的X射线，微量元素的范围小于1%。微量元素的分析关键在于区分试样中峰值与背景的差别，判别试样中是否含有某种元素的评价准则为探测极限，由N-NB的最小值所决定。Leibhafsk等认为，如果N值比NB值大 ,就可以认为这个元素存在(更严格的分析还需考虑标准偏差、分析次数和置信度)。
有人提出了计算探测极限的简化公式:
岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术
式中:IP、IB分别为X射线峰值和背景的强度，s-1;t为测量时间，s;wS为被分析元素的质量分数，%。
图89.20是用JCXA-733电子探针测定铁和钢中的PKα的谱仪扫描结果。工作电压15keV，样品电流2.0μA，测量时间100s，试样中磷的含量为0.02%，测得IP为139s-1，IB为79s-1。根据公式89.23可得:
岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术
图89.20 铁和钢中的痕量元素P被探测的可能性工作电压15keV，样品电流2.0μA
然而在实际分析时不可能选择这样的样品电流和测量时间，故探测极限常为0.01%，而不是0.0008%。
当然，为了获得更好的探测极限，也还可以选择更特殊的条件，如在锆石、独居石电子探针年龄测量中，为获得对U、Th、Pb的最佳准确度、精度和最低的探测极限，在实际分析时，样品电流选择可大至5×10-7A、实际分析测量时间对Pb可考虑长达300s，电子束束斑放大到5～10μm。此外，还必须注意被分析特征X射线的选择，各种干扰X射线的避开或精确修正，标准样品的选择等诸多因素，才能真正提高电子探针探测极限，并真正能被实际测量分析所使用。
表89.10列举了实际获得的电子探针探测极限，不难看出电子探针在分析痕量元素方面的巨大潜力。选择最佳工作条件，以获得最大的峰值计数率、最大的峰背比;同时，增加计数时间和次数，可降低探测极限，提高分析灵敏度。
表89.10 电子探针的探测极限研究(wB:μg/g)
续表
注:1.理论值1的测量条件:加速电压20kV，束流1×10-7A，计数时间100s。2.理论值2的测量条件:加速电压25kV，束流1×10-7A，计数时间100s。3.标样实测值为上述条件下用标准样品测量得到的实际数值。4.应用实测值为较理想条件下测量试样时可以得到的实际探测极限。
目前为止，微束分析中其他的痕量元素分析技术受到种种因素影响，实际应用有限。大量分析实践表明，μg/g级痕量元素的电子探针定量分析是完全有可能实现的。这将是微束分析技术的一个重要突破，将给矿物、岩石的痕量元素地球化学带来新的有力武器。目前其在锆石、独居石的测年的应用方面特别引人注目。
全面了解所用仪器型号对各种元素的探测极限，对于合理安排定性、定量测定程序，正确评解分析结果十分重要。
由于能谱探测器的立方接收角要比波长分光谱仪大20倍，在较小束流下峰值强度IP也大，IP2/IB也大，因而wDL值小。但是，在束流为10-8～10-7的范围内，波谱仪具有最佳的高计数率，可获得最大的IP2/IB和最好的探测极限wDL。表89.11列举了这样一组对比数据。从中可以看出，在此种条件下波谱仪要比能谱仪的探测极限优10倍。
表89.11 最佳工作条件下的探测极限