Evaluación n de la Incertidumbre en el Análisis de Residuos de Plaguicidas

Transcripción

1 Seminario Internacional - INTI Validación de Métodos, Control de Calidad y Estimación de la Incertidumbre de Medición Aplicable al Análisis Multirresiduos de Plaguicidas Buenos Aires (Argentina), Junio 2009 Evaluación n de la Incertidumbre en el Análisis de Residuos de Plaguicidas Antonio Valverde García Grupo Residuos de Plaguicidas Universidad de Almería

2 Evaluación n de la Incertidumbre en el Análisis de Residuos de Plaguicidas - Bibliografía - Incertidumbre de Medida - Conceptos Básicos B de la GUM - Evaluaciones down-top y top-down - Guía a EURACHEM y Directrices Codex - Propuestas de Nuevas Directrices Codex - Incertidumbre y LMRs

3 Documento de Referencia GUM (BIPM, IEC, IFCC, ISO, IUPAC, OIML) Guía a para la Expresión n de la Incertidumbre de Medida (ISO, Ginebra, 1993 Revisión n 1995) ISBN: Todas las directrices o recomendaciones específicas en cualquier campo para la evaluación n de la incertidumbre de medida tendrán n que ser compatibles con la GUM

4 Acreditación n e Incertidumbre ISO/IEC Requisitos Generales relativos a la Competencia de los Laboratorios de Ensayo y Calibración (1999 Revisión n 2005) Especifica requisitos detallados en relación n a la incertidumbre de medida y como debe ésta indicarse en los informes de ensayo

5 Directrices Entidades de Acreditación ILAC-G17:2002 Introducing the Concept of Uncertainty of Measurement in Testing in Association with the Application of the Standard ISO/IEC EA-4/16 Guidelines on the Expression of Uncertainty in Quantitative Testing (Rev. 00, December 2003) G-ENAC-09 Guía a para la Expresión n de la Incertidumbre en los Ensayos Cuantitativos (traducción n literal de EA-4/16) (Rev. 1, Julio 2005)

6 Directrices Análisis Químicos EURACHEM / CITAC Guide CG 4 (QUAM:2000.1) Quantifying Uncertainty in Analytical Measurement (2 nd Edition, 2000) EURACHEM / CITAC Guide Use of Uncertainty Information in Compliance Assessment (1st Edition, 2007) EUROLAB Technical Report No. 1/2002 Measurement Uncertainty in Testing (June 2002) EUROLAB Technical Report No. 1/2006 Guide to the Evaluation of Measurement Uncertainty for Quantitative Test Results (August 2006) EUROLAB Technical Report No. 1/2007 Measurement Uncertainty Revisited: Alternative Approaches to Uncertainty Evaluation (March 2007)

7 Directrices - Codex Alimentarius Generales para los Análisis Químicos (Codex Committee on Methods of Analysis and sampling - CCMAS) CAC / GL Directrices sobre la Incertidumbre de Medida

8 Directrices - Codex Alimentarius Específicas para el Análisis de Residuos de Plaguicidas (Codex Committee on Pesticide Residues - CCPR) CAC / GL Directrices sobre la Estimación n de la Incertidumbre de los Resultados ALINORM 09/32/24 (Appendix X) Proposed draft revision of the Guidelines on the estimation of uncertainty of results for the determination of pesticide residues (CAC/GL ) at step 3

9 Definición ISO - GUM de Incertidumbre de Medida Parámetro asociado al resultado de una medida, que caracteriza la dispersión de los valores que pueden atribuirse razonablemente al mesurando Este parámetro puede ser: una desviación estándar (incertidumbre estandar combinada) una parte de un intervalo indicando un cierto nivel de confianza (incertidumbre expandida) Resultado = Valor ± incertidumbre 0.85 ± 0.30 mg/kg (k = 2; 95%) entre 1.15 y 0.55 mg/kg!

10 Formas de Expresar un Resultado 1.4 Valor Sin evaluación de la incertidumbre (solo precisión) Con expresión de la incertidumbre K = 2 (95%) 1.2 mg kg

11 Folleto informativo publicado en el año a o 2000 por el SP-SwedishSwedish NTRI para ser entregado a los clientes de los laboratorios junto a los informes de ensayo

12 Los resultados de los análisis no pueden ser perfectos... Utilizamos el término: t Incertidumbre de Medida para describir esta falta de perfección.

13 En cada etapa del trabajo analítico, desde el muestreo hasta la medida final, ocurren desviaciones del valor verdadero y las condiciones de medida varían an. Nosotros tomamos medidas y realizamos controles regularmente para conseguir que estas desviaciones y variaciones juntas sean suficientemente pequeñas para asegurar que el resultado final se ajuste a sus necesidades...

14 La Exactitud de los resultados no debe ser, por supuesto, demasiado baja, pero tampoco demasiado alta, ya que ésto incrementaría a los costes. Debería a ajustarse al propósito perseguido. Si no está seguro del nivel de exactitud que necesita, no dude en contactar con el laboratorio.

15 Muchos análisis se realizan para asegurar que no se superan unos valores límitel mite. Sin información n sobre la Incertidumbre de Medida puede parecer muy fácil f el tomar decisiones, pero estas decisiones pueden ser incorrectas... Con una Incertidumbre de Medida realista la información incluida en el resultado se hace mucho más m útil.

16 Hasta ahora, la mayoría a de los laboratorios han elegido el no indicar la Incertidumbre de Medida en el informe de ensayo. En su lugar, dicha información únicamente se da al cliente cuando éste la pide. En el futuro, la información n sobre la Incertidumbre de Medida aparecerá mas frecuentemente en el informe de ensayo... nuevas guías y estándares internacionales... Uno de los objetivos es el hacerle al cliente más m s fácil f la comparación n de los resultados de los ensayos.

17 A la hora de presentar los resultados de ensayo daremos la información normal sobre lo que hemos medido. Cuando los resultados van seguidos por indicaciones de la Incertidumbre, éstos se presentan como intervalos en los que se espera se encuentren los valores verdaderos con un determinado nivel de confianza (usualmente 95%). Contenido en Plomo: 1.65 ± 0.15 mmol/kg (entre 1.50 y 1.80) Incertidumbre de Medida Expandida (U) Incertidumbre Estándar Combinada (u c ) Factor de Cobertura (k) (k = 2 aprox. 95% nivel de confianza) U = k x u c

18 Formas de Expresar un Resultado 1.4 Valor Sin evaluación de la incertidumbre (solo precisión) Con expresión de la incertidumbre K = 2 (95%) 1.2 mg kg

19 Calidad del Resultado Incertidumbre Estándar Combinada (u c ) 0.85 mg/kg ( 10%?) 0.85 ± 0.10 mg/kg ( 50%?) 0.85 ± 0.30 mg/kg (95%) Valor con precisión con incertidumbre K=2 (U = k x u c )

20 Conceptos básicos b en la GUM GUM (BIPM, IEC, IFCC, ISO, IUPAC, OIML) Guía a para la Expresión n de la Incertidumbre de Medida (ISO, Ginebra, 1993 Revisión n 1995) ISBN: Apreciación n de la incertidumbre como un aspecto siempre positivo - Aporta calidad al resultado, sea ésta grande o pequeña - Se consideran todas las magnitudes que pueden influir en el mensurando - Procedimiento simple y estandarizado de evaluación n y expresión - Evaluaciones Tipo A y Tipo B (no usa errores aleatorios y sistemáticos) ticos) - Incertidumbre Estándar Combinada (u( c ) / Incertidumbre Expandida (U)

21 Son estos resultados diferentes? 1.6 Valor Sin evaluación de la incertidumbre (solo precisión) Con expresión de la incertidumbre (k = 2; 95%) 1.4 mg kg Lab A Lab B Lab A Lab B Lab A Lab B

22 Resultado Violativo o no Violativo? Resultado = 1,65 ± 0,82 mg/kg (k = 2; 95%) 1,65 mg/kg MRL = 1,0 mg/kg

23 Procedimiento de Evaluación - GUM - Definir el Mensurando - Desarrollo del Modelo de Medida (magnitudes, ecuación, diagrama causa-efecto,...) - Identificar todas las posibles fuentes de incertidumbre - Estimar el valor de las magnitudes que influyen en el mensurando - Evaluar incertidumbre estándar asociada a cada magnitud (u( i = SD i ) - Calcular el valor del mensurando (ecuación n modelo) - Combinar las u i (ley de propagación: u c = (u 12 + u u ) 1/2 - Calcular e informar la incertidumbre expandida (U = k x u c ) k = Factor de Cobertura (distribución; nivel de confianza) Usualmente k = 2 (distribución n normal; 95%)

24 Factores que pueden contribuir a la Incertidumbre de Medida - Toma, Manejo, Almacenamiento de la Muestra - Preparación n de la Muestra Analítica - Propiedades del Objeto Analizado - Condiciones Ambientales - Patrones y Materiales de Referencia - Métodos y Equipos - Operador - Corrección n de Resultados (efectos sistemáticos) ticos) - etc.

25 Cómo evaluar las muchas componentes de la Incertidumbre de Medida? Componente por componente (mathematical / modelling / down-top approach) Inviable para ensayos analíticos complicados De forma global, agrupando muchas componentes (empirical / top-down approaches) Datos de Validación n / Control de Calidad Estudios de Intercomparación Ensayos de Aptitud (PTs( PTs)

26 down-top top-down

27 Análisis Multi-Residuos de Pesticidas COMPLICADOS / ELEVADA INCERTIDUMBRE Gran influencia de la destreza del analista, y del estado de mantenimiento de los equipos. Respuesta de los equipos variable con el tiempo. Efecto Matriz imprevisible. Interferencias imprevisibles (matriz, reactivos, etc.). Inexistencia de Materiales de Referencia. Gran número n de combinaciones pesticida/matriz.

28 Análisis Multirresiduos de Pesticidas down-top top-down

29 EURACHEM / CITAC Guide CG 4 (QUAM:2000.1) Quantifying Uncertainty in Analytical Measurement (2 nd Edition,, 2000) Ejemplo de evaluación n de la Incertidumbre a partir de estudios de validación in-house : (Example A4) Determinación n de Plaguicidas Organofosforados en Pan

30 EURACHEM / CITAC Guide CG 4 (QUAM:2000.1) (Example A4) Homogenise Organophosphorus Pesticides Analysis Measurand: P op = I ref c I op ref V Rec m op sample F mg hom kg 1 Extraction Clean-Up P op : I op : c ref : Level of pesticide in the sample (mg kg - 1 ) Peak intensity of the sample extract Mass concentration of the reference standard (µg g ml - 1 ) Bulk Up Prepare Calibration Standard V op : I ref : Rec: Final volume of the extract (ml) Peak intensity of the reference standard Recovery GC Determination GC Calibration M sample : F hom : Mass of the investigated sub-sample sample (g) Correction factor for sample inhomogeneity RESULT

31 EURACHEM / CITAC Guide CG 4 (QUAM:2000.1) (Example A4)

32 EURACHEM / CITAC Guide CG 4 (QUAM:2000.1) (Example A4) Estudio precisión (Validación) = u rep despreciable a partir de modelos = u hom Estudio sesgo-recuperación (Validación) = u rec

33 EURACHEM / CITAC Guide CG 4 (QUAM:2000.1) (Example A4) s = (in bread) Estudio precisión u rep = / 2 1/2 = 0.27

34 EURACHEM / CITAC Guide CG 4 (QUAM:2000.1) (Example A4) u rec = 0.28 / 42 1/2 = 0.043

35 EURACHEM / CITAC Guide CG 4 (QUAM:2000.1) (Example A4) Patrón: 99.53% ± 0.06% u ref = /3 1/2 (distribución rectangular) u ref = = DESPRECIABLE u c = u hom2 + u rep2 + u rec 2 - Preparación muestra analítica (hom) - Precisión (rep) - Sesgo-Bias (rec)

36 u c = u hom2 + u rep2 + u rec 2 - Preparación muestra analítica - Precisión -Sesgo

37 Directrices - Codex Alimentarius Específicas para el Análisis de Residuos de Plaguicidas CAC / GL Directrices sobre la Estimación n de la Incertidumbre de los Resultados EURACHEM / CITAC Guide CG 4 (QUAM:2000.1) Quantifying Uncertainty in Analytical Measurement (2 nd Edition, 2000) (Example A4)

38 Análisis Multirresiduos (Plaguicidas/Vegetales) Preparación Muestra Extracción Clean-up GC LC NPD -FPD -PFPD -ECD MS UV/DAD Fluorescencia

39 Incertidumbre de Medida de un Laboratorio: Desviación n Estándar ( S L ) ó Desviación Estandar Relativa (CV L ) (SP) Fase Analítica (A) Preparación Muestra Extracción S sp sp / CV SP S A / CV A Clean-up Etapa determinación GC LC NPD -FPD -PFPD -ECD MS UV/DAD Fluorescencia

40 CAC / GL

41 CAC / GL

42 CAC / GL Incertidumbre de Medida Muestreo (CV S ) Preparación Muestra (CV SP ) Etapa Analítica (CV A ) Laboratorio (CV L ) Reproducibilidad Intra-laboratorio

43 CAC / GL Incertidumbre de Medida CV SP CV A Preparación Muestra (CV SP ) Etapa Analítica (CV A ) Laboratorio (CV L )

44 CAC / GL Directrices - Codex Alimentarius CAC / GL Directrices sobre la Estimación de la Incertidumbre de los Resultados Evaluar la incertidumbre mediante estudios de validación y control de calidad sobre una gama representativa de analitos y matrices!

45 CAC / GL Guidelines - Codex Alimentarius CAC/GL Directrices sobre la Estimación de la Incertidumbre de los Resultados Incorporar la incertidumbre asociada a la recuperación cuando el resultado se ha corregido en cuanto a recuperación (u bias ) u c = u hom2 + u rep2 + u bias 2 EURACHEM / CITAC Guide CG 4 (QUAM:2000.1)

46 Cuántas evaluaciones de incertidumbre (validaciones) han de hacerse en un laboratorio? Incertidumbre Si No Max. Total depende de Analitos X Matrices X 25 20,000 Concentración X 3 60,000 Métodos X 60,000 Laboratorios X 60,000

47 CAC / GL CAC / GL Directrices sobre la Estimación de la Incertidumbre de los Resultados Alder et al. (2001) J. AOAC Int. 84, Relative Standard Deviation (%) Relative Standard Deviation (25% const.) Expanded Uncertainty (95% Confidence) 0-8,5-8,0-7,5-7,0-6,5-6,0-5,5 log 10 of Concentration

48 European Proficiency Tests EUPT4 EUPT9 = Robust RSD Interlaboratory = u (relative standard uncertainty) U = 50% (K = 2; 95%)

49 Proficiency Test Europeo EUPT-07 (2005) % RSD (CV) Interlaboratorio Incertidumbre Expandida: 40% - 60% ( k = 2; 95%) Uvas / 125 Labs Acetamiprid Carbaryl Cyprodinil Diazinon Dimethoate Fenhexamid Fludioxonil Imidacloprid Iprodione Kresoxim-methyl Methomyl Monocrotophos Procymidone Pyrimethanil Tetraconazole Thiabendazole Qn (%)

50 Codex Alimentarius Desarrollo de Nuevas Directrices Específicas para el Análisis de Residuos de Plaguicidas ALINORM 08/31/24 (Appendix IX) Project Document: Proposal for new work on the revision and extension of Guidelines CAC/GL CX/PR 08/40/5 y CX/PR 09/41/5 Discussion paper on the estimation of Uncertainty of Results for the determination of pesticide residues prepared by IAEA ALINORM 09/32/24 (Appendix X) Proposed draft revision of the Guidelines on the estimation of uncertainty of results for the determination of pesticide residues (CAC/GL ) at step 3

51 ALINORM 09/32/24: APPENDIX X Directrices sobre estimación n de la incertidumbre a partir de: - Resultados de participación n en PTs (NORDTEST approach) - Otras top-down/empirical approaches i) Ecuación n de Horwitz ii) Un valor por defecto y generalizado (U = 50%) = 50%) (EU approach)

52 Estimación n de la incertidumbre a partir de PTs: 1) Reproducibilidad intra-laboratorio (validación/qc) ALINORM 09/32/24: APPENDIX X 2) Sesgo del laboratorio-método todo (resultados obtenidos en al menos 6 diferentes PTs con matrices y plaguicidas incluidos en el alcance del métodom (Validation/QC data)

53 Validation/QC data (average RSD intralab-reproducibilities reproducibilities) Ejemplo Estimación n de la incertidumbre a partir de PTs

54 Validation/QC data: u (R( w ) = 0.16 (16 %) = 0.16 (16 %) = 0.20/10 (2 %) u = 24% - Media de 100 labs - 20% de media de la RSD-interlabs

55 ALINORM 09/32/24 APPENDIX X Los datos de los PTs también n pueden formar, por sí s mismos, la base para una estimación n de la incertidumbre U (%) ~ Desviación n estándar de las diferencias relativas S = 15 %

56 ALINORM 09/32/24: APPENDIX X C (kg( kg/kg): U = k. RSD R

57 ALINORM 09/32/24: APPENDIX X U = 50% (K = 2; 95%)

58 ALINORM 09/32/24: APPENDIX X Utilización n de los PTs para Verificar la Incertidumbre estimada mediante otras aproximaciones Valor absoluto entre 0 y 2 Valor absoluto > 2 Correcta Infraestimada

59 Resultado Violativo o no Violativo? Resultado = 1,65 ± 0,82 mg/kg (k = 2; 95%) 1,65 mg/kg MRL = 1,0 mg/kg

60

61 a) High confidence of correct rejection b) High confidence of correct acceptance

62 2.4 Documento N SANCO/2007/3131 Results without Uncertainty Results with Uncertainty (50%) (k = 2; 95%) mg/kg mg kg mg/kg No violative Violative 1.0 MRL = 1.00 mg/kg Con una Incertidumbre expandida del 50% un resultado (X) será violativo cuando X > 2 MRL