Fuente: un arroyo natural- Homogeneización y filtración.
- El CRM embotellado
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Los materiales de referencia certificados ( MRC ) son 'controles' o estándares utilizados para verificar la calidad y la trazabilidad metrológica de los productos, para validar 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 estrictos procedimientos de fabricación y se diferencian de los reactivos de laboratorio en su certificación y la trazabilidad de los datos proporcionados.
Los sistemas de gestión de calidad que involucran la acreditación de laboratorios bajo estándares de acreditación/certificación nacionales e internacionales como ISO/IEC 17025 requieren trazabilidad metrológica hasta Materiales de Referencia Certificados (cuando sea posible) cuando se utilizan materiales de referencia para la calibración . [3]
Si bien se prefieren los materiales de referencia certificados cuando están disponibles, [3] [4] su disponibilidad es limitada. Los materiales de referencia que no cumplen con todos los criterios para materiales de referencia certificados están más disponibles: la diferencia principal es la evidencia adicional de trazabilidad metrológica y la declaración de incertidumbre de medición proporcionada en el certificado para materiales de referencia certificados. [5]
ISO REMCO, el comité de ISO responsable de la orientación sobre materiales de referencia dentro de ISO, [6] define las siguientes clases de material de referencia: [7] [8]
Otros organismos pueden definir 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]
Para sustancias químicas algunas farmacopeas [10] utilizan los términos de la OMS [11]
El Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de los Estados Unidos (NIST) utiliza el término comercial [12] Material de referencia estándar (SRM) para indicar un material de referencia certificado que satisface criterios adicionales específicos del NIST . Además, los productores comerciales que se adhieran a los criterios y protocolos definidos por el NIST pueden utilizar la marca registrada [13] "material de referencia trazable del 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]
ILAC describe los siguientes cinco tipos de material de referencia: [1]
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 biológicos de referencia se describe en la Guía de la OMS. [9] Los pasos generales requeridos en la producción de un material de referencia certificado normalmente incluyen: [17]
Además, puede ser importante evaluar la conmutabilidad de un material de referencia; esto es especialmente importante para los materiales biológicos. [9]
La preparación detallada de la muestra depende del tipo de material. Lo más probable es que los estándares puros se preparen mediante síntesis química y purificación y se caractericen mediante la determinación de las impurezas restantes. [1] Esto lo hacen a menudo los productores comerciales. Los MRC de matriz natural (a menudo abreviados como 'MRC de matriz') contienen un analito o analitos en una muestra natural (por ejemplo, plomo en el tejido de pescado). Por lo general, se producen mediante la homogeneización de un material natural seguida de la medición de cada analito. Debido a la dificultad de producción y asignación de valor, estos suelen ser producidos por institutos de metrología nacionales o transnacionales como NIST (EE. UU.), BAM (Alemania), KRISS (Corea) y EC JRC (Centro Conjunto de Investigación de la Comisión Europea).
Para los materiales naturales, la homogeneización suele ser crítica; [19] los materiales naturales rara vez son homogéneos en la 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 o una pasta finos. [20] La homogeneización puede tener efectos adversos, por ejemplo en las proteínas, por lo que los productores deben tener cuidado de no procesar demasiado los materiales. [9] [17] La estabilidad de un material de referencia certificado también es importante, por lo que se puede utilizar una variedad de estrategias para preparar un material de referencia que sea más estable que el material natural a partir del cual se prepara. [21] : 119–124 Por ejemplo, se pueden agregar agentes estabilizantes como antioxidantes o agentes antimicrobianos para evitar la degradación, los líquidos que contienen concentraciones certificadas de metales traza pueden tener un pH ajustado para mantener los metales en solución y los materiales de referencia clínica pueden congelarse. Se secan para almacenamiento a largo plazo si se pueden reconstituir exitosamente. [9] : 96
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 CRM siguen diseños experimentales planificados . Debido a que el experimento tiene como objetivo probar (o estimar el tamaño 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 debido a errores de medición aleatorios y la variación debido a diferencias entre unidades de CRM. Entre los diseños más simples recomendados para este propósito se encuentra un diseño anidado balanceado simple (ver esquema).
Normalmente se toman al azar entre 10 y 30 unidades de CRM del lote; Se recomienda el muestreo aleatorio estratificado para que las unidades seleccionadas se distribuyan en todo el lote. [22] Luego se toma y mide un número igual de submuestras (generalmente dos o tres) de cada unidad CRM. Las submuestras se miden en orden aleatorio. [17] [22] Otros diseños, como los diseños de bloques aleatorios , también se han utilizado para la certificación CRM. [ cita necesaria ]
El procesamiento de datos para pruebas de homogeneidad generalmente implica una prueba de significación estadística para evidenciar diferencias entre unidades del CRM candidato. Para el diseño equilibrado simple anterior, normalmente se utiliza una prueba F siguiendo ANOVA . También se recomienda verificar las tendencias con el orden de producción. [22] Este enfoque no se adopta en la Guía ISO 35:2017; más bien, se pone énfasis en decidir si la desviación estándar entre unidades es lo suficientemente pequeña para el uso final previsto. Sin embargo, si se utilizan pruebas estadísticas, el experimento de homogeneidad debería ser capaz de detectar una heterogeneidad importante; 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 eficaz. [17]
En casos extremos, como el microanálisis, se debe comprobar la homogeneidad de los materiales en escalas submicrónicas; esto puede implicar un número mucho mayor de observaciones y ajustes al análisis estadístico. [23]
La estabilidad es una de las propiedades esenciales de un CRM (consulte las definiciones anteriores) y, en consecuencia, se requiere una evaluación de la estabilidad para los materiales de referencia certificados. [9] [16] Se espera evaluar la estabilidad en condiciones de almacenamiento a largo plazo y también en condiciones de transporte. [16] "Evaluación" no es sinónimo de "pruebas"; Algunos materiales (por ejemplo, muchos minerales y aleaciones metálicas) pueden ser tan estables que no se consideran necesarios ensayos experimentales. [24] Otros materiales de referencia normalmente se someterán a pruebas experimentales de estabilidad en algún momento antes de que el material se distribuya 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. [dieciséis]
Hay dos estrategias importantes para las pruebas de estabilidad de CRM; Estudios simples en tiempo real y pruebas aceleradas. Los estudios en tiempo real simplemente mantienen unidades del material a su temperatura de almacenamiento planificada durante un período de tiempo adecuado y observan el material a intervalos. Los estudios acelerados utilizan una variedad de condiciones más estrictas, generalmente un aumento de temperatura, para probar si es probable que el material sea estable en escalas de tiempo más largas.
Los estudios de estabilidad en tiempo real simplemente mantienen un conjunto de unidades RM a una temperatura de almacenamiento propuesta y prueban una proporción de ellas a intervalos regulares. Los resultados generalmente se evalúan mediante inspección y regresión lineal para determinar si hay un cambio significativo en el valor medido a lo largo del tiempo. [17]
Los estudios acelerados se han utilizado al menos desde mediados de la década de 1950, al menos para materiales de referencia biológica. [25] [26] Los CRM generalmente se monitorean en 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 el 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 tensión proporcionan el único enfoque para evaluar 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]
En la mayoría de los estudios de estabilidad, en tiempo real o acelerados, se prueban a intervalos unas pocas unidades del material de referencia. Si el sistema de medición utilizado para probar los materiales no es perfectamente estable, esto puede generar datos imprecisos o confundirse con inestabilidad del material. Para superar estas dificultades, a menudo es posible mover las unidades RM, a intervalos, a alguna temperatura de referencia donde permanezcan estables, y luego probar todas las unidades acumuladas, que han pasado por diferentes tiempos de exposición, al mismo tiempo. Esto se conoce como estudio isócrono. Esta estrategia tiene la ventaja de mejorar la precisión de los datos utilizados para evaluar la estabilidad a costa de retrasar los resultados hasta el final del período del estudio de estabilidad. [28]