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Materiales de referencia certificados

Referencia estándar del té verde Los materiales de referencia certificados ( MRC ) son "controles" o estándares que se utilizan para comprobar la calidad y la trazabilidad metro...

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Referencia estándar del té verde

Los materiales de referencia certificados ( MRC ) son "controles" o estándares que se utilizan para comprobar la calidad y la trazabilidad metrológica de los productos, para validar los métodos de medición analítica o para la calibración de instrumentos. [ 1 ] Un material de referencia certificado es una forma particular de estándar de medición .

Los materiales de referencia son particularmente importantes para la química analítica y el análisis clínico. [ 2 ] Dado que la mayoría de los instrumentos analíticos son comparativos, requieren una muestra de composición conocida (material de referencia) para una calibración precisa. Estos materiales de referencia se producen bajo procedimientos de fabricación rigurosos y se diferencian de los reactivos de laboratorio en su certificación y la trazabilidad de los datos que proporcionan.

Los sistemas de gestión de calidad que implican la acreditación de laboratorios según normas nacionales e internacionales de acreditación/certificación como ISO/IEC 17025 requieren trazabilidad metrológica a materiales de referencia certificados (cuando sea posible) cuando se utilizan materiales de referencia para la calibración . [ 3 ]

Se prefieren los materiales de referencia certificados cuando están disponibles. [ 3 ] [ 4 ] Sin embargo, su disponibilidad es limitada. Los materiales de referencia que no cumplen con todos los criterios para ser certificados están más ampliamente disponibles: la principal diferencia radica en la evidencia adicional de trazabilidad metrológica y la declaración de incertidumbre de medición que se proporciona en el certificado para los materiales de referencia certificados. [ 5 ]

Terminología

Catálogo de materiales de referencia estándar del NIST 1992-93

Definiciones de ISO REMCO

ISO REMCO, el comité ISO responsable de la orientación sobre materiales de referencia dentro de ISO, [ 6 ] define las siguientes clases de material de referencia: [ 7 ] [ 8 ]

Material de referencia
Material suficientemente homogéneo y estable con respecto a una o más propiedades específicas, que se ha comprobado que es apto para el uso previsto en un proceso de medición.
Material de referencia certificado
Material de referencia caracterizado por un procedimiento metrológicamente válido para una o más propiedades específicas, acompañado de un certificado que indique el valor de la propiedad especificada, su incertidumbre asociada y una declaración de trazabilidad metrológica.

Terminología alternativa

Otros organismos pueden definir las clases de material de referencia de manera diferente. Las directrices de la OMS para materiales de referencia biológicos [ nb 1 ] [ 9 ] proporcionan los términos: [ nb 2 ]

  • Patrones de referencia: materiales que se utilizan como calibradores en los ensayos.
  • Patrón internacional de medición biológica: sustancia biológica que permite expresar los resultados de los ensayos biológicos o inmunológicos de la misma manera en todo el mundo.
  • Patrones de referencia secundarios: Patrones de referencia calibrados y trazables a los materiales primarios de la OMS, destinados a ser utilizados en pruebas de rutina.
  • Reactivo de referencia : un estándar de referencia de la OMS, cuya actividad es definida por la OMS en términos de una unidad.

Para sustancias químicas, algunas farmacopeas [ 10 ] utilizan los términos de la OMS [ 11 ].

  • Sustancia química de referencia primaria: una sustancia química de referencia... cuyo valor se acepta sin necesidad de compararla con otra sustancia química.
  • Sustancia química de referencia secundaria: sustancia cuyas características se asignan y/o calibran mediante comparación con una sustancia química de referencia primaria.

El Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de los Estados Unidos (NIST) utiliza el término comercial [ 12 ] Material de Referencia Estándar (SRM) para designar un material de referencia certificado que cumple con criterios adicionales específicos del NIST . Además, los productores comerciales que se adhieren a los criterios y protocolos definidos por el NIST pueden utilizar la marca comercial [ 13 ] "Material de referencia trazable al NIST" para designar materiales de referencia certificados con un vínculo de trazabilidad bien definido con los estándares existentes del NIST para mediciones químicas. [ 14 ] [ 15 ]

Tipos de material de referencia

ILAC describe los siguientes cinco tipos de material de referencia: [ 1 ]

  1. Sustancias puras; productos químicos esencialmente puros , caracterizados por su pureza química y/o la ausencia de impurezas traza.
  2. Soluciones estándar y mezclas de gases, a menudo preparadas gravimétricamente a partir de sustancias puras.
  3. Materiales de referencia de matriz, caracterizados por la composición de constituyentes químicos principales, secundarios o traza específicos. Dichos materiales pueden prepararse a partir de matrices que contienen los componentes de interés o mediante la preparación de mezclas sintéticas.
  4. Materiales de referencia fisicoquímicos, caracterizados por propiedades como el punto de fusión , la viscosidad o la densidad óptica.
  5. Objetos o artefactos de referencia, caracterizados por propiedades funcionales como sabor, olor, índice de octano, punto de inflamación y dureza. Este tipo también incluye muestras para microscopía, caracterizadas por propiedades que van desde el tipo de fibra hasta muestras microbiológicas.

Producción

Pasos principales para la producción de materiales de referencia certificados

Mantequilla de cacahuete de referencia estándar.

La preparación de materiales de referencia certificados se describe en general en la Guía ISO 17034 [ 16 ] y con más detalle en la Guía ISO 35. [ 17 ] La preparación de estándares de referencia biológicos se describe en la Guía de la OMS. [ 9 ] Los pasos generales necesarios para la producción de un material de referencia certificado suelen incluir: [ 17 ]

  • Recopilación o síntesis de material
  • Preparación de la muestra (incluyendo homogeneización, estabilización, embotellado, etc.)
  • Pruebas de homogeneidad
  • Evaluación de estabilidad
  • Asignación de valor ("caracterización" en términos de ISO REMCO). [ 18 ]

Además, puede ser importante evaluar la conmutabilidad de un material de referencia; esto es especialmente importante para los materiales biológicos. [ 9 ]

Preparación de la muestra

La preparación detallada de la muestra depende del tipo de material. Los estándares puros suelen prepararse mediante síntesis y purificación química, y se caracterizan mediante la determinación de las impurezas restantes. [ 1 ] Esto lo suelen hacer productores comerciales. Los CRM de matriz natural (a menudo abreviados como "CRM de matriz") contienen uno o más analitos en una muestra natural (por ejemplo, plomo en tejido de pescado). Estos se producen típicamente mediante la homogeneización de un material natural, seguida de la medición de cada analito. Debido a la dificultad en la producción y la asignación de valor, estos suelen ser producidos por institutos de metrología nacionales o transnacionales como NIST (EE. UU.), BAM (Alemania), KRISS (Corea) y el Centro Común de Investigación de la Comisión Europea ( EC JRC ).

Para los materiales naturales, la homogeneización suele ser fundamental; [ 19 ] los materiales naturales rara vez son homogéneos a escala de gramos, por lo que la producción de un material de referencia de matriz natural sólida generalmente implica su procesamiento hasta obtener un polvo fino o una pasta. [ 20 ] La homogeneización puede tener efectos adversos, por ejemplo, en las proteínas, por lo que los productores deben tener cuidado de no sobreprocesar los materiales. [ 9 ] [ 17 ] La estabilidad de un material de referencia certificado también es importante, por lo que se pueden utilizar diversas estrategias para preparar un material de referencia que sea más estable que el material natural del que se prepara. [ 21 ] : 119–124 Por ejemplo, se pueden agregar agentes estabilizadores como antioxidantes o agentes antimicrobianos para prevenir la degradación, se puede ajustar el pH de los líquidos que contienen concentraciones certificadas de metales traza para mantener los metales en solución, y los materiales de referencia clínicos se pueden liofilizar para su almacenamiento a largo plazo si se pueden reconstituir con éxito. [ 9 ] : 96

Pruebas de homogeneidad

Las pruebas de homogeneidad para un material de referencia candidato generalmente implican mediciones replicadas en múltiples unidades o submuestras del material.

Las pruebas de homogeneidad para los CRM siguen diseños experimentales planificados . Dado que el experimento tiene como objetivo evaluar (o estimar la magnitud de) la variación en el valor entre diferentes unidades de CRM, los diseños se eligen para permitir la separación de la variación en los resultados debida al error de medición aleatorio y la variación debida a las diferencias entre las unidades del CRM. Entre los diseños más sencillos recomendados para este propósito se encuentra un diseño anidado equilibrado simple (véase el esquema).

subtítulo
Esquema de un diseño anidado equilibrado para una prueba de homogeneidad de CRM. Los frascos grandes muestran unidades individuales de CRM envasadas; los viales pequeños muestran submuestras preparadas para la medición.

Normalmente se toman de 10 a 30 unidades de CRM al azar del lote; se recomienda el muestreo aleatorio estratificado para que las unidades seleccionadas estén distribuidas a lo largo del lote. [ 22 ] Luego se toma un número igual de submuestras (generalmente dos o tres) de cada unidad de CRM y se miden. Las submuestras se miden en orden aleatorio. [ 17 ] [ 22 ] También se han utilizado otros diseños, como los diseños de bloques aleatorios , para la certificación de CRM.

El procesamiento de datos para las pruebas de homogeneidad generalmente implica una prueba de significancia estadística para detectar diferencias entre las unidades del CRM candidato. Para el diseño equilibrado simple mencionado anteriormente, esto generalmente utiliza una prueba F después de un ANOVA . También se recomienda verificar las tendencias con el orden de producción. [ 22 ] Este enfoque no se adopta en la Guía ISO 35:2017; en cambio, se hace hincapié en determinar si la desviación estándar entre unidades es suficientemente pequeña para el uso final previsto. Sin embargo, si se utilizan pruebas estadísticas, el experimento de homogeneidad debe ser capaz de detectar una heterogeneidad importante, y la Guía ISO 35:2017 a su vez requiere una combinación suficiente de precisión del procedimiento de medición, número de unidades de RM y número de réplicas por unidad. Los cálculos de potencia estadística pueden ayudar a garantizar una prueba suficientemente efectiva. [ 17 ]

En casos extremos, como en el microanálisis, se debe comprobar la homogeneidad de los materiales a escalas submicrométricas; esto puede implicar un número mucho mayor de observaciones y ajustes al análisis estadístico. [ 23 ]

Evaluación de estabilidad

Estrategias de evaluación y prueba de estabilidad

La estabilidad es una de las propiedades esenciales de un CRM (véanse las definiciones anteriores), y por consiguiente, se requiere una evaluación de la estabilidad para los materiales de referencia certificados. [ 9 ] [ 16 ] Se espera que se evalúe la estabilidad tanto en condiciones de almacenamiento a largo plazo como en condiciones de transporte. [ 16 ] "Evaluación" no es sinónimo de "ensayo"; algunos materiales, por ejemplo, muchos minerales y aleaciones metálicas, pueden ser tan estables que no se consideran necesarias las pruebas experimentales. [ 24 ] Otros materiales de referencia generalmente se someten a pruebas experimentales de estabilidad en algún momento antes de su distribución para la venta. Cuando los materiales de referencia están certificados para más de una propiedad, se espera que se demuestre la estabilidad para cada propiedad certificada. [ 16 ]

Existen dos estrategias importantes para las pruebas de estabilidad de CRM: estudios simples en tiempo real y pruebas aceleradas. Los estudios en tiempo real consisten en mantener las unidades del material a la temperatura de almacenamiento prevista durante un período adecuado y observarlas a intervalos regulares. Los estudios acelerados utilizan condiciones más rigurosas, generalmente con temperaturas elevadas, para determinar si el material se mantendrá estable durante períodos de tiempo más prolongados.

Estudios de estabilidad en tiempo real

Los estudios de estabilidad en tiempo real consisten simplemente en mantener un conjunto de unidades RM a una temperatura de almacenamiento propuesta y probar una proporción de ellas a intervalos regulares. Los resultados se evalúan generalmente mediante inspección y regresión lineal para determinar si existe un cambio significativo en el valor medido a lo largo del tiempo. [ 17 ]

Estudios de estabilidad acelerada

Los estudios acelerados se han utilizado al menos desde mediados de la década de 1950, al menos para materiales de referencia biológicos. [ 25 ] [ 26 ] Los CRM se monitorean típicamente a un rango de temperaturas y los resultados se utilizan para predecir la tasa de cambio a una temperatura de almacenamiento propuesta, generalmente baja. A menudo, la predicción utiliza un modelo de degradación bien conocido, como un modelo de Arrhenius . [ 9 ] La ventaja sobre los estudios en tiempo real es que los resultados están disponibles antes y las predicciones de estabilidad durante un período mucho más largo que el estudio de estabilidad pueden defenderse. Para algunas aplicaciones, los estudios acelerados se han descrito como el único enfoque práctico: [ 27 ]

En ausencia de un método de referencia o un estándar de orden superior, ... los estudios acelerados en condiciones de estrés proporcionan el único enfoque para la evaluación de la estabilidad.

- Organización Mundial de la Salud

La principal desventaja de los estudios acelerados es que los materiales de referencia, como cualquier otro material, pueden degradarse por razones inesperadas con el tiempo, o pueden degradarse siguiendo diferentes modelos cinéticos ; las predicciones pueden entonces volverse poco fiables. [ 28 ]

Estudios isócronos

En la mayoría de los estudios de estabilidad, ya sean en tiempo real o acelerados, se analizan a intervalos unas pocas unidades del material de referencia. Si el sistema de medición utilizado para analizar los materiales no es perfectamente estable, esto puede generar datos imprecisos o interpretarse erróneamente como inestabilidad del material. Para superar estas dificultades, a menudo es posible trasladar las unidades de material de referencia, a intervalos, a una temperatura de referencia donde permanecen estables, y luego analizar simultáneamente todas las unidades acumuladas, que han estado expuestas a diferentes tiempos. Esto se conoce como estudio isócrono. Esta estrategia tiene la ventaja de mejorar la precisión de los datos utilizados para evaluar la estabilidad, aunque a costa de retrasar los resultados hasta el final del período de estudio de estabilidad. [ 28 ]

Véase también

Notas

  1. ↑ El término "biológico" tal como lo utiliza la OMS se analiza en el Anexo 2 del informe 932 de la OMS [ 9 ].
  2. ↑ Las descripciones se han acortado con respecto al texto original.

Referencias

  1. 1 2 3 "ILAC G9:2005 - Directrices para la selección y el uso de materiales de referencia" (PDF) . 2005. Archivado del original (PDF) el 8 de julio de 2011. Recuperado el 30 de mayo de 2013 .
  2. ^ Calli, J. Paul (1979). "El papel de los materiales de referencia en el laboratorio analítico". Zeitschrift für Analytische Chemie de Fresenius . 297 (1): 1– 3. doi : 10.1007/BF00487739 . ISSN 1618-2650 . S2CID 91310454 .  
  3. 1 2 "ILAC-P10:01/2013 - Política del ILAC sobre la trazabilidad de los resultados de las mediciones" (PDF) . Cooperación Internacional para la Acreditación de Laboratorios. 2013. págs. 8–9 . Consultado el 1 de junio de 2014 . 
  4. ↑ Ellison, Stephen LR; King, Bernard; Roesslein, Matthias; Salit, Marc; Williams, Alex, eds. (2003). "Trazabilidad en la medición química" (PDF) . Eurachem . Eurachem. págs. 21–22 . Recuperado el 1 de junio de 2014 . 
  5. ↑ Guía ISO 31:2015 Materiales de referencia: Contenido de certificados, etiquetas y documentación adjunta . Ginebra: Organización Internacional de Normalización. 2015.
  6. ↑ "Comité ISO/REMCO sobre materiales de referencia" . Organización Internacional de Normalización . Consultado el 1 de junio de 2014 .
  7. ↑ Guía ISO 30:2015 Materiales de referencia: términos y definiciones seleccionados . Ginebra: Organización Internacional de Normalización. 2015.
  8. ↑ "Definiciones" . Instituto Nacional de Estándares y Tecnología . Instituto Nacional de Estándares y Tecnología . 11 de agosto de 2010. Consultado el 1 de junio de 2014 .
  9. 1 2 3 4 5 6 7 8 Comité de Expertos de la OMS en Normalización Biológica (2004). «Anexo 2: Recomendaciones para la preparación, caracterización y establecimiento de patrones de referencia biológicos internacionales y de otro tipo» . Comité de Expertos de la OMS en Normalización Biológica: Quincuagésimo quinto informe . Ginebra: Organización Mundial de la Salud. ISBN 92-4-120932-1.
  10. ↑ "Estándares de referencia" . Farmacopea Británica. Archivado del original el 5 de junio de 2014. Consultado el 1 de junio de 2014 .
  11. ↑ "Sustancias de referencia y espectros infrarrojos de referencia para análisis farmacopeicos: Introducción" . Archivado del original el 19 de enero de 2012. Consultado el 1 de junio de 2014 .
  12. ↑ [ http://tarr.uspto.gov/servlet/tarr?regser=serial&entry=74287627 Material de referencia estándar ]
  13. ↑ [ http://tarr.uspto.gov/servlet/tarr?regser=serial&entry=75939575 NTRM]
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  16. 1 2 3 4 Guía ISO 17034:2016 - Requisitos generales para la competencia de los productores de materiales de referencia . Ginebra: Organización Internacional de Normalización. 2016.
  17. 1 2 3 4 5 6 Guía ISO 35:2017 - Materiales de referencia — Guía para la caracterización y evaluación de la homogeneidad y la estabilidad . Ginebra: Organización Internacional de Normalización. 2017.
  18. ↑ Guía ISO 30:2015 Materiales de referencia: términos y definiciones seleccionados . Ginebra: Organización Internacional de Normalización. 2015.
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  20. ↑ «Directrices para la producción de materiales de referencia BAM (Versión 1, junio de 2006 Actualizada en abril de 2010)» (PDF) . BAM, Alemania . Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung. 20 de junio de 2006. págs. 7– 8. Archivado desde el original (PDF) el 2 de noviembre de 2012 . Consultado el 13 de junio de 2014 . 
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  • Comité ISO sobre Materiales de Referencia (ISO/REMCO)
  • Guía ISO 33:2015 Materiales de referencia: buenas prácticas en el uso de materiales de referencia
  • Base de datos de materiales de referencia geológicos y ambientales (GeoReM)
  • Materiales de referencia certificados por la Comisión Europea
  • "Las mediciones importan. Cómo te afectan los materiales de referencia del NIST" . NIST . 13 de junio de 2017. Consultado el 9 de junio de 2024 .
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