Estándares de Calidad en Medición: Parámetros Esenciales y Validación de Métodos

Parámetros de Calidad en Métodos de Medición

Representatividad

Se refiere a ofrecer un resultado coherente con el problema analítico planteado. Se consigue estableciendo un buen plan de muestreo. Este influye sobre otros parámetros como son: exactitud, precisión, los límites de detección y los límites de cuantificación.

Precisión

Es el grado de concordancia entre los resultados de una serie de medidas repetidas. Depende de los errores aleatorios. Se consigue cuantificar mediante parámetros de dispersión: desviación estándar, desviación estándar relativa y la varianza.

Formas de estimar la Precisión:

• REPETIBILIDAD: Grado de precisión obtenido cuando la serie de medidas repetidas se realiza en unas condiciones de mínima variabilidad.
• REPRODUCIBILIDAD: Grado de precisión obtenido cuando las medidas se repiten en las condiciones de máxima variabilidad posible.

Límite de Detección (LD)

Es el valor más pequeño de una magnitud posible de detectar con la suficiente exactitud como para diferenciarlo de la medida que proporcionaría una muestra cuyo valor para esa muestra fuera cero. Se consigue cuantificar mediante el Criterio 3s: LD → ¥ld = ¥b + 3Sb.

El Blanco es la muestra similar a la que se está analizando, pero sin contener el analito, por lo que su señal debe ser nula. En ciertas técnicas instrumentales, está condicionado por el Ruido de Fondo.

Límite de Cuantificación (LC)

Es la concentración más baja de analito que un método analítico puede cuantificar con un nivel aceptable de exactitud y precisión. Por debajo de este valor no se puede dar un resultado cuantitativo fiable, solo detectar presencia. Se consigue cuantificar mediante el Criterio 10s: LC → ¥lc = ¥b + 10Sb.

Con este límite y el de Detección se determinan 3 intervalos:

1. Región de no detección
2. Región de detección
3. Región de cuantificación

Sensibilidad

Mide la capacidad para discriminar entre valores muy parecidos de concentración o cantidades.

Intervalo Lineal

Intervalo de concentraciones en el que la relación entre la señal analítica y la concentración del analito es constante. Ambas magnitudes están relacionadas por una ecuación lineal de primer orden.

Intervalo Dinámico

Intervalo útil de concentración del analito donde el método establece una relación señal/concentración adecuada para los objetivos que se pretenden. El extremo inferior coincide con el límite de cuantificación y el superior permite una desviación de la linealidad, no superando un determinado valor. Esta desviación se mide en porcentaje de la diferencia entre la señal y la predicha por el modelo lineal respecto a la medida.

Selectividad

Capacidad del método de proporcionar una señal analítica originada por el analito de interés, sin que se vea afectada por otros compuestos presentes (interferencias).

ESPECIFICIDAD:

Es la selectividad extrema; un método es específico cuando la señal analítica se debe exclusivamente a la especie de interés. Las sustancias interferentes introducen un error sistemático, que puede ser constante o proporcional:

• Error sistemático constante debido a interferencias en la matriz.
• Error sistemático proporcional asociado al efecto de la matriz, interacción del analito con otras especies de la muestra.

Robustez

Capacidad de un método para tolerar pequeñas modificaciones durante la experimentación sin que la calidad de los resultados se vea alterada.

Estrategias para la Eliminación o Disminución de Especies Interferentes:

• Operación previa de separación: aislar el analito o el interferente.
• Enmascaramiento de la especie interferente.
• Ajustes del método para aislar la señal del analito.
• Realizar una calibración analítica adecuada.

Una prueba permite ver si existen errores sistemáticos que provienen de la presencia de interferencias.

Condiciones que pueden influir en la Robustez:

• pH
• Temperatura
• Fuerza iónica
• Orden de adición de ciertos reactivos
• Potencial eléctrico

El cálculo ANOVA es útil para evaluar la robustez.

Selección de Métodos de Ensayo y Calibración

Los laboratorios de ensayos deben seleccionar el método que satisfaga las necesidades del cliente. Estos métodos, según la norma ISO 17025, deben incluir:

• Muestreo
• Manipulación
• Transporte
• Almacenamiento
• Preparación de la muestra

Es crucial especificar las herramientas estadísticas para el análisis de los datos y la estimación de la incertidumbre.

Factores Clave para la Selección de un Método Analítico:

• Tipo de información requerida.
• Nivel de concentración de los analitos (cuadro 3.2).
• Factores relacionados con la muestra: cantidad disponible, estado físico, estabilidad, complejidad de la matriz, homogeneidad.
• Grado de exactitud y precisión requeridos.
• Factores relacionados con parámetros complementarios.
• Disponibilidad de la instrumentación.
• Requerimientos legales.

Categorías de Métodos de Análisis:

• MÉTODOS OFICIALES: Incorporados en la legislación gubernamental y exigibles legalmente. Actualmente, son métodos de referencia normalizados.
• MÉTODOS DE REFERENCIA: Aquellos elaborados y validados por alguna organización técnica que ofrecen un alto nivel de calidad.
• MÉTODOS NORMALIZADOS: Métodos publicados en forma de documento de carácter técnico por algún organismo de normalización.
• MÉTODOS PUBLICADOS: En libros o revistas científicas especializadas.
• MÉTODOS INTERNOS: Desarrollados por el laboratorio para su propio uso.

Validación del Método

La validación del método es un proceso sistemático y planificado llevado a cabo mediante estudios de laboratorio. Es un paso clave para determinar que los resultados son confiables.

La validación implica evaluar los parámetros de calidad del método mediante:

• Aplicación repetida del método a materiales de referencia.
• Comparación de resultados.
• Evaluación sistemática de los factores que influyen.
• Evaluación de la incertidumbre.
• Estudios interlaboratorio de tipo colaborativo (validación externa).

Normas para validar un método:

• Validar el proceso analítico completo, incluidas las etapas de preparación.
• Validar todo el intervalo de concentraciones en el que se aplica el método.
• Validar teniendo en cuenta la matriz a la que se va a aplicar.

Parámetros de calidad a validar:

• Método cualitativo: Suficiente con evaluar el límite de detección y la selectividad.
• Método cuantitativo: Mínimo la exactitud, la precisión y el intervalo de trabajo.

Etapas de la Validación:

1. Establecer el Plan de Validación, especificando como mínimo: alcance, diseño experimental y materiales y equipos.
2. Desarrollo de las Actividades de Validación.
3. Evaluación de los resultados.
4. Elaboración del Informe de Validación.

Trazabilidad e Incertidumbre en la Medición

Son propiedades metrológicas del resultado de una medida que engloban la exactitud y la precisión.

TRAZABILIDAD:

Propiedad del resultado por la que permite relacionarlo con una referencia establecida, mediante una cadena ininterrumpida y documentada de calibraciones, donde cada una contribuye a la incertidumbre de medida. La trazabilidad implica la exactitud dentro de los límites de la incertidumbre asociada a dichos resultados.

INCERTIDUMBRE:

Intervalo dentro del que se espera encontrar el valor real de lo que se está midiendo. Recoge toda la influencia de:

• Los errores aleatorios, que dan lugar a la dispersión de los datos.
• Los errores sistemáticos, no corregidos.

La Cadena de Trazabilidad

La trazabilidad se consigue mediante:

• El uso de patrones.
• Calibración de métodos e instrumentos.

La validación del método asegura su correcta aplicación y el cumplimiento de los requisitos de calidad.

La cadena de trazabilidad se establece de diferentes maneras:

• En magnitudes físicas: La etapa clave es la medición, que se asegura mediante una calibración adecuada.
• En métodos de análisis químico: Se establece la trazabilidad del método de forma global, comparando los resultados con referencias.

Según el método de análisis químico, la trazabilidad se establece:

• Métodos Absolutos: El resultado obtenido se relaciona directamente con patrones. La trazabilidad se asegura con una correcta calibración del instrumento de medida.
• Métodos Estequiométricos: La trazabilidad se basa en el empleo de patrones químicos que NO contienen el analito.
• Métodos Relativos o Comparativos: La trazabilidad se basa en el empleo de patrones que contienen el analito, estableciéndose una relación entre la concentración de analito y la señal.

La verificación de la Trazabilidad se realiza aplicando pruebas estadísticas: dos medidas presentan trazabilidad entre ellas si las diferencias no son significativas, es decir, solo se deben a errores aleatorios y no a sistemáticos. Por ejemplo, la prueba t se utiliza para aceptar la hipótesis nula (igualdad de las medidas).

Incertidumbre - El Cálculo

El resultado de un ensayo se expresa de la forma M ± U, donde U es la incertidumbre expandida. Esta U define el intervalo en el que, con un cierto nivel de confianza, se espera que se encuentre el valor real del mensurando. Se expresa como: U = K * U_c (donde U_c es la incertidumbre combinada estándar y K es el factor de cobertura).