Mediciones de Microvolumen Buenas Prácticas

 

Las mediciones de microvolumen, en la actualidad, se encuentran ligadas a instrumentos conocidos con el nombre común de micropipetas. Estos son instrumentos para medir volúmenes que se valen de un procedimiento mecánico de absorción y descarga de líquidos, similar al de una jeringa, muy usada en tratamientos médicos.

Las micropipetas, también llamadas pipetas de pistón, pueden ser diseñadas para dispensar un volumen fijo (pipetas de pistón de volumen fijo) o varios volúmenes dentro de un intervalo establecido por un mecanismo selector (pipetas de pistón de volumen variable). En ambos casos, es necesario respetar y cumplir con las instrucciones de uso que indiquen los fabricantes, sin embargo, acá se mencionan algunas recomendaciones al momento de realizar mediciones de microvolúmenes:

·      Seleccionar adecuadamente el instrumento a utilizar, es decir, si las mediciones se realizan en un volumen determinado, por ejemplo 100 microlitros, se recomienda seleccionar una pipeta de volumen fijo. Esto minimizará las posibles variaciones por saltos o vulneraciones de los seguros de las pipetas de pistón de volumen variable.

·      Utilizar puntas recomendadas para el instrumento, cuidando que éstas sellen adecuadamente al ser asentadas en el instrumento, evitando posibles fugas del líquido que conllevarán a errores por defecto en las descargas.

·      Al absorber, se recomienda mantener el instrumento alineado verticalmente, es decir, mantener un ángulo de 90° respecto a la superficie del líquido a absorber.

·      Durante la absorción, procurar que la carrera del pistón sea uniforme o de velocidad constante, minimizando interrupciones o saltos bruscos que podrían variar el volumen requerido.

·      Respetar el tiempo de espera indicado por el fabricante antes de la extracción del instrumento del líquido. Este tiempo suele oscilar entre 1 segundo y 3 segundos, y está ligado al volumen a dispensar, siendo 1 segundo recomendado para volúmenes hasta de 1 000 microlitros y 3 segundos para volúmenes mayores a 1 000 microlitros.

·      La inmersión de la punta, se recomienda que no sea superior a 6 milímetros, posiblemente siendo menor para volúmenes menores a 1 000 microlitros.

·      Para minimizar variaciones debido a posibles incrementos en la temperatura de los instrumentos, se recomienda el uso de guantes y la reducción del tiempo de contacto con la mano del operador.

·      Recordar que, la trazabilidad metrológica debe ser hacia las definiciones del Sistema Internacional de Unidades (SI), por lo que es una buena práctica, buscar laboratorios que puedan realizar la calibración demostrando su competencia técnica para estos procesos mediante acreditación o declaración de sus capacidades de medición y calibración.

Referencias

-       Directriz DKD-R 8-1 Calibración de pipetas de pistón con cámara de aire.

 

-       Norma ISO 8655-6, Piston-operated volumetric apparatus – Part 6: Gravimetric methods for the determination of measurement error.

 

-       https://www.youtube.com/watch?v=7gcyHrDAnfk

 

Normas de gestión de la calidad aplicadas a laboratorios

 

Las normas de la calidad en los laboratorios constituyen una parte importante del proceso de evaluación y sirven de puntos de referencia para el laboratorio.

La principal meta de un sistema de gestión de la calidad es la mejora continua de los procesos del laboratorio; esta mejora debe realizarse de forma sistemática.

 

La calidad de un laboratorio se puede definir como la exactitud, fiabilidad y puntualidad de los resultados analíticos notificados.

 

Los resultados analíticos deben ser lo más exactos posible, todos los aspectos de las operaciones analíticas deben ser fiables y la notificación de los resultados debe ser puntual para ser útil en el contexto clínico o de la salud pública.

 

¿Qué es un sistema de gestión de la calidad?

 

Un sistema de gestión de la calidad se puede definir como “las actividades coordinadas para dirigir y controlar una organización con respecto a la calidad”.

 

En un sistema de gestión de la calidad es necesario abarcar todos los aspectos del funcionamiento del laboratorio, incluidos la estructura organizativa, los procesos y procedimientos, para garantizar la calidad.

 

Normas Internacionales para los laboratorios

 

Una parte de la gestión de la calidad es la evaluación, la determinación del rendimiento frente a una norma o análisis comparativo. El concepto de gestión de la calidad requiere del establecimiento de normas, para lo cual la industria ha llevado la iniciativa.

 

Al utilizar un conjunto de normas establecidas por el ejército de los Estados Unidos de América para la fabricación y producción de equipos, la ISO estableció las normas para la fabricación industrial: son las que conocemos como normas ISO.

 

Los documentos ISO 9000 ofrecen pautas para la calidad en las industrias de fabricación y servicios, estas pueden aplicarse de manera generalizada a otros muchos tipos de organizaciones.

 

La norma ISO 9001:2000 aborda los requisitos generales del sistema de gestión de la calidad y se aplica a los laboratorios.

 

A continuación, se detallan las dos normas ISO que son específicas para laboratorios:

 

·      ISO 15189:2007. Laboratorios Clínicos. Requisitos Particulares Relativos a la Calidad y la Competencia.

 

·      ISO/IEC 17025:2017. Requisitos Generales para la competencia de los Laboratorios de Ensayo y Calibración.

Herramientas analíticas para la determinación de mercurio en peces

 

Elaborado por: Ana Tipán

El mercurio es un metal pesado que tiene efectos tóxicos, una de las vías de ingreso en los humanos es por el consumo de pescado, debido al riesgo representado para la salud, existe un gran interés en el desarrollo de técnicas analíticas sensibles y fiables para su determinación. Los efectos tóxicos del Hg dependen de la forma química en la que se encuentre, los de metilmercurio (MeHg) son más tóxicos que el mercurio elemental y sus sales inorgánicas, ya que es absorbido eficientemente en el tracto gastrointestinal, pasa de la sangre al cerebro y traspasa la barrera de la placenta, en el caso de los fetos, por lo cual afecta el sistema nervioso central con daños irreversibles.

La Organización Mundial de la Salud (OMS), establece los niveles máximos de metilmercurio en el pescado y los peces depredadores (0,5 y 1 mg kg-1, respectivamente).

En la determinación del mercurio total existe variedad de metodologías que proporcionan información parcial acerca de su impacto en la salud humana y el medio ambiente, como consecuencia se han desarrollado técnicas capaces de separar e identificar las diversas especies de mercurio y poder evaluar los distintos grados de impacto. Existe mucho interés en el desarrollo de técnicas analíticas sensibles y fiables para determinar el contenido de mercurio, debido a los riesgos para la salud. Actualmente están disponibles distintas técnicas de detección, como espectrometría de absorción atómica de vapor frío (CV AAS), plasma acoplado inductivamente espectrometría de emisión óptica (ICP-OES), espectrometría de absorción atómica electrotérmica (ET AAS), Espectrometría de fluorescencia atómica (CV-AFS), Espectrometría de masas (ID-ICP / MS). La determinación de las concentraciones de especies de mercurio en muestras biológicas (pescado) es un reto por las bajas concentraciones, y evaluar la toxicidad es difícil porque se cuantifica cada una por separado.

Espectroscopia de absorción atómica con vapor frío (CVAAS)

El método más utilizado para la determinación del mercurio ha sido la espectroscopia de absorción atómica (AAS) con la técnica del vapor frío. La técnica permite la determinación directa con la única condición de que el mercurio contenido en las muestras líquidas, normalmente en forma iónica como Hg2+, sea reducido al estado metálico Hg0. Posterior, el vapor formado se arrastra por un gas inerte hacia una celda de cuarzo en la que se produce el proceso de la absorción atómica. Las muestras sólidas se digieren antes para transformar todas las especies de Hg (inorgánicas y orgánicas) a Hg2+, ya que esta es la única especie capaz de generar el vapor de mercurio atómico. Dentro de las desventajas es que el método consume tiempo y es complicado por las posibles pérdidas por volatilización o digestión incompleta, así como la contaminación de las muestras. De todas las técnicas analíticas esta es la más empleada, por realizar etapas sencillas de extracción, además de cuantificar satisfactoriamente el mercurio en muestras de pescado.

Espectrometría de masas (ICP-MS)

La técnica ICP-MS permite realizar un análisis simultáneo de casi todos los elementos del sistema periódico, obtener bajos límites de detección y la posibilidad de estudiar diferentes isotopos para un mismo elemento. La técnica tiene limitaciones; las altas concentraciones de constituyentes orgánicos e inorgánicos producen efectos de matriz e interferencias espectrales causadas por la formación de iones poliatómicos. La introducción de las celdas de reacción dinámica/colisión como sistema para el control de las interferencias espectrales ha ayudado a resolver este problema.

Tiene ventajas como la capacidad de medición simultánea con varios elementos junto con los límites de detección muy bajos. Permite la determinación de elementos mayores y traza en la misma inyección de la muestra. Sin embargo, ICP-MS tiene ciertas limitaciones, la alta concentración de matriz orgánica a menudo resulta en interferencias de la matriz o interferencias espectrales de iones poliatómicos. Estos efectos pueden ser eliminados o minimizados mediante el uso de isótopos alternativos o ecuaciones de corrección de interferencia.

Espectrometría de masas con plasma acoplado por inducción (ID-ICP/ MS)

Esta técnica analítica es adecuada para el análisis de rutina debido a su alta sensibilidad y precisión razonable. En general, la dilución de plasma inductivamente acoplado isótopo / espectrometría de masas (ID-ICP / MS) tiene un alto potencial para análisis de rutina de elementos traza si la exactitud de los resultados es de importancia analítica predominante. Aunque el método ID-ICP / MS ha sido ampliamente utilizado para la determinación de elementos traza en diversas matrices, solo unas pocas aplicaciones han sido reportadas para la determinación de Hg.

Espectrometría de absorción atómica con horno de grafito (GFAAS)

Esta metodología tiene un nivel muy alto de sensibilidad, se utiliza para monitorear los niveles de mercurio en muestras de tejido de músculo de pescado en concentraciones a nivel de ppb. La determinación de las concentraciones de mercurio con el uso de GFAAS impide la pérdida de mercurio por volatilización durante el secado y el pirólisis de la muestra con el uso de modificadores químicos estabilizadores del mercurio antes de la atomización.

Espectrometría de fluorescencia atómica (CV-AFS)

La cuantificación de mercurio total en los productos alimenticios puede ser realizada por vapor frío espectrometría de fluorescencia atómica (CV-AFS). Su sensibilidad inherente ofrece niveles de detección muy bajos y amplio rango dinámico lineal. Esto hace a CV-AFS una poderosa herramienta analítica claramente ventajosa sobre técnicas de absorción atómica.

BIBLIOGRAFIA:

·      Chaves, R. I. (2016). Metodologías analíticas utilizadas actualmente para la determinación de mercurio en músculo de pescado. Pensamiento Actual, 16(26), 113. https://revistas.ucr.ac.cr/index.php/pensamiento-actual/article/view/25187/25453

·      Sánchez. Juan C. (2010) Metodologías analíticas para la determinación de metales tóxicos en muestras de interés ambiental. Tesis Magister en Química, Universidad Nacional de Colombia. https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/10901

·      Ferreira, S., Lemos, V., Laiana, S., Queiroz, A., Souza, A., Silva, E., dos Santos, W., das Virgens, C. (2015). Analytical strategies of sample preparation for the determination of mercury in food matrices. A review Microchemical Journal (121)227–236.

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0026265X15000375

 

Calibración Volumétrica de Recipientes metálicos Consideraciones Básicas

 

Los recipientes volumétricos metálicos son instrumentos utilizados para medir volumen de líquidos en diferentes industrias, destacándose la petroquímica con la comercialización de combustibles. Dependiendo de su aplicación, los recipientes pueden medir volúmenes a diferentes temperaturas de referencia, así como, pueden usarse para contener o para entregar el volumen definido para el recipiente.

Para una correcta medición debe cerciorarse que el recipiente volumétrico metálico se encuentre en buen estado; limpio, marca de la escala legible, tubo del visor transparente y libre de impurezas ajenas adheridas en las paredes internas y externas al recipiente.

La calibración de estos instrumentos, generalmente, suele realizarse por volumetría debido, principalmente, a su capacidad o volumen definido, sin embargo, dependiendo de la infraestructura y capacidad instalada de un laboratorio, la calibración podría realizarse por gravimetría.

En esta ocasión, contemplaremos una calibración volumétrica de recipientes metálicos para sugerir algunas consideraciones básicas que, deberían tener en cuenta al momento de solicitar la calibración de un Recipiente Volumétrico Metálico. A continuación, se enlistan algunas:

·      Definir el uso que se le dará al instrumento, es decir, si se lo usa como instrumento para contener o para entregar, si la calibración se realizó para contener y el instrumento se usa para entregar los resultados podrían variar porque la entrega de líquido no será completa, siempre existirá un remanente en el instrumento al final.

·      Recordar que, la trazabilidad metrológica debe ser hacia las definiciones del Sistema Internacional de Unidades (SI). En caso de volumen existen unidades que son aceptadas por el SI, tal es el caso de los galones, que en nuestro país es la unidad de medida utilizada al comercializar combustibles, por ejemplo.

·      Mantener inalterable el precinto que presenta el instrumento. Esto ayuda a asegurar la medida “establecida” para el instrumento, por ejemplo; 20 L, 100 L, 500 L, etc., o para instrumentos en galones; 5 gal, 10 gal, etc.

·      Buscar laboratorios de calibración que pudieran realizar la calibración demostrando su competencia técnica para estos procesos mediante acreditación o declaración de sus capacidades de medición y calibración.

·      Consultar con el o los laboratorios encontrados si, están en capacidad de realizar la calibración deseada. Por ejemplo; si se desea calibrar el instrumento para entrega, sería recomendable cuestionar sobre el procedimiento de calibración y los patrones que usaría. Una pregunta muy acertada sería, ¿disponen de un patrón para calibrar un recipiente de 20 gal de capacidad? Este cuestionamiento ayudaría a esclarecer en algo como calibraría ese laboratorio el recipiente que requerimos calibrar. En el caso planteado, es importante que la relación procure ser uno a uno, es decir, la entrega de 20 gal debe hacerse sobre un recipiente de la misma capacidad.

·      Para recipientes de gran calaje, es recomendable que, los patrones a utilizar minimicen la escalada de errores e incertidumbre, por tanto, al solicitar el servicio de calibración habría que considerar que, el patrón que se utilice no se exceda en 10 veces los trasvases necesarios para concluir la calibración. En ocasiones, esta recomendación no puede ser cubierta exactamente y suele extenderse a 15 veces o más, lo que inevitablemente, produciría una escalada de errores e incertidumbre alejándonos de lo esperado en los resultados.

Referencias

GMP 6 – 2019 Limpieza de Medidas Volumétricas de Metal

.

NIST Handbook 105-3 – 2010 Especificaciones Tolerancias y Procedimientos para Patronees Volumétricos de Campo Tipo Cuello Graduado.

 

SOP 31 – 2019 Procedimiento Operativo Estándar para Calibración de Placa de Escala para Patrones Volumétricos de Campo

 

SOP 19 – 2019 Procedimiento de Calibración de Patrones Metálicos de Cuello Graduado.

 

EURAMET cg - 21 Versión 1.0 (04/2013) Directrices sobre la Calibración de

Medidas de Capacidad Estándar Mediante el Método Volumétrico.

 

Sistema Internacional de Unidades (SI) 2019.

 

SOP 18 – 2019 Procedimiento para Calibración de Patrones Volumétricos Metálicos de Campo Tipo Cuello Graduado.

 

Selección y uso de materiales de referencia certificados

 

Elaborado por: Ana Tipán

Los materiales de referencia certificados se utilizan en: a) calibrar y/o verificar patrones y equipos de medición, b) validación/confirmación de métodos analíticos, c) establecimiento de cadenas de trazabilidad metrológicas, d) aseguramiento de la validez de los resultados de una medición, e) comprobar la exactitud de los resultados, f) comprobar el desempeño de un laboratorio o analista, g) asignar valores e incertidumbres de medición de magnitudes del mismo tipo, a otros materiales, etc. 

 Verificación de trazabilidad utilizando un MRC                                 

Verificación de trazabilidad utilizando un Método de referencia                                     

Material de referencia: Material suficientemente homogéneo y estable con respecto a propiedades especificadas, establecido como apto para su uso previsto en una medición o en un examen de propiedades cualitativas (VIM)

Material de referencia certificado: Material de referencia acompañado por la documentación emitida por un organismo autorizado, que proporciona uno o varios valores de propiedades especificadas, con incertidumbres y trazabilidades asociadas, empleando procedimientos válidos (MRC). La calidad del resultado de las mediciones se asegura con el uso de MRC, ya que a nivel mundial proporcionan un patrón de medición que asegura la entrega de resultados exactos, confiables y comparables, permitiendo así garantizar trazabilidad.

Disponibilidad y selección: La demanda de materiales de referencia generalmente es superior a la oferta en términos de variedad y disponibilidad. Es importante que los laboratorios y los organismos de acreditación comprendan las limitaciones de los materiales de referencia empleados. Existen organizaciones que producen miles de materiales de referencia a nivel mundial; entre los productores están instituciones internacionales, como el NIST; programas de colaboración patrocinados por el gobierno como el programa BCR de la UE, y cada vez más organizaciones comerciales. Las guías ISO 31 y 35 ofrecen orientación sobre la preparación de materiales de referencia a nivel de trabajo dentro del laboratorio.

Evaluación de la idoneidad: La calidad de un MR es la incertidumbre asociada al valor certificado y la fiabilidad de la estimación de la incertidumbre. Los valores certificados deben indicarse junto con la incertidumbre expandida, U, utilizando un factor de cobertura k=2, lo que da un nivel de confianza aprox. del 95%. Para evaluar a un MR existen factores entre los que se pueden considerar:

1.    La idoneidad de un MR depende de los requisitos analíticos. A veces los efectos de la matriz y otros factores como el rango de concentración pueden ser más importantes que la incertidumbre del MR. Por lo tanto, se debe considerar lo siguiente: 

Mensurando, Rango de medición (concentración), Coincidencia de matriz e interferencias potenciales, Tamaño de muestra, Homogeneidad y estabilidad, Incertidumbre de medición, Procedimientos de asignación de valor (medición y estadística)

2.    La validez de los valores certificados e incertidumbre, incluyendo la conformidad de procedimientos clave, por ejemplo: Guía ISO 35.

3.    Historial del productor y del material.

4.    Disponibilidad de un certificado o un informe conforme a la Guía ISO 31.

5.    Demostración de la conformidad del productor del MR en base normas de calidad, como ISO 17034, ISO/IEC 17025 o los requisitos de la ILAC.

Todos o algunos requisitos pueden estar dados por el método analítico y por requerimientos del cliente, pero es importante que el analista utilice su propio juicio profesional.

Los MRC son parte fundamental en las tareas rutinarias del laboratorio, por lo que se debe tener cuidado al seleccionar, usar o preparar. Hay que revisar siempre valores de incertidumbre para asegurar que no exceden en un tercio al valor de la incertidumbre total.

                       Jerarquía de referencia y Pirámide Metrológica  

BIBLIOGRAFIA:

·      International Vocabulary of Metrology (VIM): Basic and general concepts and associated terms, 3rd Ed., 2008 version with minor corrections. Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) (2012)

·      Materiales de referencia y comparaciones interlaboratorios. Herramientas para el control de la calidad en laboratorios de ensayo (2006). Disponible en https://repositorio.uchile.cl/handle/2250/119930

·      ISO 17034:2016(E) General requirements for the competence of reference material producers. International Organization for Standardization, Geneva, Switzerland (2016)

·      S D Rasberry y C L Monti, Producción Mundial de MRCs, Informe de situación 1996, Informe NIST Feb 1996

·      http://www.organismouruguayodeacreditacion.org/IAAC%20GD%20021%20ILAC%20G9.pdf

·      https://sgc-lab.com/todo-lo-que-necesitas-saber-acerca-de-los-materiales-de-referencia/

Preparación de estándares MR in house según la Guía ISO 80: 2014

 

Elaborado por: Evelyn Vasco

 

Los ensayos analíticos implican una amplia gama de actividades con el objetivo de conseguir un resultado confiable, para lo que se requieren de materiales de referencia para el control y aseguramiento de calidad de estas mediciones.

El control de calidad en un laboratorio de ensayos químicos analíticos involucra una evaluación continua de los métodos y rutinas de trabajo que abarcan en el proceso analítico, desde que la muestra ingresa al laboratorio y finaliza con el informe de los resultados.

La Organización Internacional de Normalización (ISO), según sus siglas en Ingles, reconocen dos tipos de materiales de referencia, de acuerdo a su trazabilidad y los valores de la propiedad del analito, por lo que se puede encontrar los siguientes:

-Materiales de Referencia (MR): Material suficientemente homogéneo y estable respecto a una o más propiedades especificadas, el cual ha sido establecido como adecuado para el uso previsto en un procedimiento de medición (Guía ISO 30: 2015).

-Materiales de Referencia Certificado (MRC): Material de referencia caracterizado por un procedimiento metrológicamente válido para una o más propiedades especificadas, acompañados de un certificado (Guía ISO 30: 2015).

Sin embargo, la oferta de MR o MRC es baja, además que no se encuentran disponibles en todas las matrices, por lo que se puede utilizar lo establecido en la Guía ISO 80:2014 y los criterios aplicables de la Guía ISO 35:2017, que proporciona las herramientas técnicas para la preparación, caracterización, homogeneidad y estabilidad de materiales de referencia internos o materiales in house.

Los materiales de referencia internos in house, son utilizados como un control de calidad interno para realizar el seguimiento en la precisión de las mediciones en los que no se encuentra disponible un material de referencia certificado adecuado y son producidos en el laboratorio.

Los materiales internos in house deben cumplir con las siguientes características:

·      Ser aptos para el propósito determinado del laboratorio. Por ejemplo, con base a requisitos normativos o legales.

·      Que los datos se hayan obtenido mediante un método analítico validado con parámetros de desempeño y valor de incertidumbre adecuado con el propósito.

·      La incertidumbre estimada en la validación no debe variar en el tiempo de manera que siga cumpliendo con el propósito establecido en la medición de muestras de ensayo.

 

PRODUCCIÓN DE MATERIAL DE REFERENCIA INTERNO IN HOUSE

Para garantizar la trazabilidad metrológica del material de referencia interno se cuentan con diferentes etapas en las que se garantiza la calidad del material interno y la eficiencia del valor teórico del analito, asegurando la disponibilidad de los recursos, equipos y personal.

Luego de la producción del lote se realizan las etapas de certificación, es decir los ensayos para la asignación del valor, las características de homogeneidad y estabilidad, incluso analizar si el analito presenta degradación o efectos de heterogeneidad.

Es necesario que se realice la inclusión en el presupuesto de incertidumbre, los resultados obtenidos en caracterización, homogeneidad y estabilidad, y así obtener una trazabilidad acorde al propósito de uso de la matriz.

BIBLIOGRAFÍA:

·      Ávila-Garcés, W., Cabrales-Perdomo, Y., Silva-Peña, J. L., & Domínguez-Reyes, A.  (2018). Preparación y evaluación de un Material de Referencia Interno para la determinación de C, Mn y Si en aceros al carbono, de baja aleación. Revista Cubana de Química, 30(1),2-12.[fecha de Consulta 19 de Junio de 2023]. ISSN: 0258-5995. Recuperado de: https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=443557751001

·      International Vocabulary of Metrology (VIM): Basic and general concepts and associated terms, 3rd Ed., 2008 version with minor corrections. Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) (2012)

·      ISO Guide 31:2015 Reference materials – Contents of certificates, labels, and accompanying documentation. International Organization for Standardization, Geneva, Switzerland (2015)

·      ISO 17034:2016(E) General requirements for the competence of reference material producers. International Organization for Standardization, Geneva, Switzerland (2016)

·      ISO Guide 35:2017 Reference materials. International Organization for Standardization, Geneva, Switzerland (2017)

·      ISO Guide 80:2014 Guidance for the in-house preparation of quality control materials (QCMs). International Organization for Standardization, Geneva, Switzerland (2017)

·      Materiales de referencia y comparaciones interlaboratorios. Herramientas para el control de la calidad en laboratorios de ensayo (2006). Disponible en https://repositorio.uchile.cl/handle/2250/119930