VALIDACIÓN IV. Error sistemático Veracidad

Transcripción

1 VALIDACIÓN IV Error sistemático y Veracidad (descripción cualitativa) Sesgo y Recuperación (expresión cuantitativa) Típicas fuentes de error sistemático- El efecto matriz Cálculos del sesgo (B) y de la recuperación (R) Recuperación e incertidumbre Significación estadística Cartas de Control Taller 7 Leonardo Merino Science Department Swedish National Food Agency Santiago de Chile, Julio 2013 Error sistemático Veracidad Error sistemático. Componente del error de medición que en mediciones repetidas permanece constante o varia de una manera predecible (VIM). Veracidad. Grado de concordancia existente entre el valor medio de una infinita serie de mediciones y un valor de referencia. (VIM). 1

2 Expresión cuantitativa de la veracidad - Sesgo Sesgo (B). Diferencia entre la media de un número grande de resultados (C o ) y un valor de referencia aceptado (C MR ). (Procedimiento: Usando material de referencia). B = C o C MR (expresado como diferencia) El bias puede ser tambien expresado como porcentaje de la siguiente ecuación: %B C oc CMR MR *100 Expresión cuantitativa de la veracidad - Recuperación Recuperación. Proporción de la cantidad de analito, presente o añadido al material de ensayo, el cual es extraído y cuantificado (Traducción libre del IUPAC report-1999) % R Co 100 C MR C o = valor medio de las mediciones C MR = valor de referencia La recuperación representa la cantidad de analito añadido y recuperado en el análisis. Csp Cb % R 100 Cs C sp C b C s concentración media, despues de la fortificación concentración media de la muestra original, antes de la fortificación concentración fortificada 2

3 Típicas fuentes de error sistemático Muestreo y submuestreo en el laboratorio Estabilidad de las muestras y contaminación Preparación de la muestra (digestión, extracción, incompleta reacción) Dificultad de medir todas las formas en que se presenta el analito Interferencias (efecto de la matriz) Calibración(pendiente de la curva, correcciones del blanco) Tipos de blancos Blanco-instrumental Una alícuota del solvente conteniendo el analito, es introducido directamente a través del instrumento. Función: mostrar que el análisis instrumental no contribuye con interferencias Blanco-reactivo Un recipiente conteniendo todos los solventes y reactivos dados en el método, el cual es sometido a todos los procedimientos y pasos indicados por el método analítico. Función: mostrar que la preparación de la muestra + el análisis instrumental no contribuyen con interferencias Blanco-matriz Una muestra representativa que no contiene un nivel detectable del analito(s) de interés. Función: Con el blanco-matriz se muestra que la matriz + la preparación de la muestra + el análisis instrumental no contribuyen con interferencias. 3

4 El efecto matriz Efecto matriz, son los cambios en la señal analítica causada por todos los componentes presentes en la muestra diferentes al analito de interes. Efecto traslacional (constante) surge de las señales analíticas producidas por otras substancias presentes en la muestra. Es independiente de la concentración del analito. Afecta el intercepto, pero no la pendiente. ( background ) Efecto rotacional (proporcional) surge cuando la señal del analito es afectada por otros substancias presentes en la muestra. La magnitud de este efecto es proporcional a la señal analítica. Afecta la pendiente pero no el intercepto. ( efecto matriz ). Señal analítica 0 Tipos de efecto matriz Matriz B (efecto rotacional) Concentración Matriz C Efecto traslacional Matriz A (Ningun efecto) El efecto matriz- causas y medición 1. Atenuación o incremento de la señal analítica en el procedimiento de medición. Es evaluado en los estudios de interferencias. 2. Pérdida del analito debido a los procedimientos químicos previos a la medición. Este efecto es evaluado en los estudios de recuperación. Aun cuando son estudiados separadamente ambos efectos son dependientes de la matriz y generalmente actúan al mismo tiempo. Thompson & Ellison (2005). Accred Qual Assur 10:

5 Ilustración del sesgo El sesgo es una diferencia entre dos medias, cada una de las cuales está asociado con sus respectivas incertidumbres, i.e. la incertidumbre del ensayo analítico (precisión experimental) y la incertidumbre del valor de referencia. C o C RM o RM Sesgo (B) (B)2 = o 2 + RM 2 Métodos precisos ayudan a detectar errores sistemáticos valor observado, C 0 C MR, valor certificado MÈTODO ORIGINAL La pobre precisión de las mediciones impide identificar un sesgo (B) apreciable p > 0.05 (no significativo) MÉTODO MEJORADO La mejora en la precisión de las mediciones nos permiten identificar el mismo sesgo (B) como significativo Sesgo valor observado, C 0 Sesgo C MR, valor certificado p < 0.05 (significativo) 5

6 Principios para la evaluación del sesgo (usando MR) Suficiente precisión para detectar un sesgo de significación práctica. Utilizar un apropiado material de referencia (matriz y concentración). El ensayo debe cubrir adecuadamente el rango de aplicación del método. Realizar un mínimo de 6 análisis del MR bajo condiciones de repetibilidad (este número permite detectar un sesgo aproximadamente el doble de la desviación estándar). El número mínimo de análisis depende de la precisión del método (s), y el nivel del sesgo () que se quiere detectar. Una util aproximación es dada por la ecuación: n = 13 x (s/ ) Recomendaciones para un ensayo de recuperación (usando fortificación) Suficiente precisión para detectar un sesgo de significación práctica. El estudio debe cubrir el campo de aplicación del método (niveles de concentración y tipo de matrices). La concentración de la muestra fortificada deberá ser al menos 3-5 veces superior a la muestra original. Al añadir la solución patrón cuide de macerar la muestra fortificada para alcanzar el equilibrio entre el analito presente y el añadido. En lo posible el solvente usado para añadir el patrón debe ser diferente del usado en ulteriores extracciones establecidas por el método. Realizar un mínimo de 6 análisis de pares de muestras (muestra original y muestra fortificada) bajo condiciones de repetibilidad. El ensayo de recuperación identifica errores sistemáticos proporcionales (rotacional), pero no los constantes (traslacional). 6

7 Se formula la siguiente pregunta: es [R-1] mayor que u R, la incertidumbre en la determinación de R? a un nivel de confianza determinado. Aplicando el t-test se busca demostrar si la media de las recuperaciones (R) es estadísticamente diferente de 1 (1 equivale a una recuperación del 100%). Se calcula un t obs y compara con el t crit para establecer la significancia. t t Existe un sesgo estadísticamente significativo? obs obs R 1 u R R 1 ur t t crit crit R difiere significativamente de 1 R no difiere significativamente de 1 Cuando la recuperación es significativa, el resultado, x, puede ser corregido segun la siguiente relación x corr = x / R Criterios para establecer conformidad de métodos segun CODEX Recuperación (R) Concentración Relación Unidad Recuperación (%) % (100 g/100g) % (10 g/100g) % (1 g/100g) % (10 mg/g) mg/kg mg/kg m/kg µ/kg µ/kg µ/kg Comisión del Codex Alimentarius, Manual de procedimiento, 20 Ed. (2011) 7

8 Resumen - Cálculo del Sesgo (B) y la Recuperación (R) Sesgo, B (expresado como diferencia y porcentaje) B = C o C C MR %B oc CMR *100 Recuperación, R (usando un material de referencia, MR ) MR % R Co 100 C MR C o = valor medio de las mediciones C MR = valor de referencia Recuperación, R (usando muestras fortificadas) C sp concentración media, despues de la fortificación C C b concentración media de la muestra original, sp Cb % R 100 antes de la fortificación Cs concentración fortificada C s La relación entre la recuperación (R) y el sesgo (B) es la siguiente: %R = %B Carta de control de calidad analítico +3s +2s -2s -3s 8

9 Oye colega, me parece que te estás culebreando demasiado No es problema en tanto me mantenga dentro de los límites de control Por qué usar Cartas de Control en el laboratorio? Aseguramiento de la calidad de los resultados del ensayo y calibración - ISO/IEC El laboratorio deberá establecer procedimientos de control de calidad para monitorear la validez de los ensayos de calibración. los datos resultantes deben registrarse de tal manera que se detectan las tendencias, y cuando sea practicable, se deben aplicar técnicas estadísticas para revisar los resultados. 9

10 Utilidad de las Cartas de Control en Química Analítica? Simple y efectiva herramienta para el control de calidad analítico rutinario. Permite calcular la veracidad y precisión de los resultados Ayuda a identificar resultados que caen fuera de control estadístico Permite mantener la continuidad en el trabajo analítico Tipos de cartas de control: 1. X-cartas (error sistemático - veracidad) 2. R-cartas (error aleatorio precisión (repetibilidad) Estableciendo los límites de control: 1. Basado en la medición del desempeño del método analítico (statistical control limit) 2. Adecuación para los fines previstos - Requerimientos de reproducibilidad interna (Target control limits) 10

11 Carta de control Nueva carta Datos estadísticos HPLC Instrument: Shimatzu Columna: Water IC-Pak HC 4.6x150 mm Promedio Método: prenv Nitrito/Nitrato en alimentos Desviación estándar x Desviación estándar Resultado 3 x Desviación estándar Nr Fecha <unit> Firma Comentario! Límites * Usar los límites de: (Enter) Limits from other source Promedio (m) Desviación estándar (s) x Desviación estándar x Desviación estándar Límite de alerta 2 Dev. estándar Límite de acción 3 Dev. estándar Límite de alerta inferior (m-2s) Límite de alerta superior (m+2s) Límite de acción inferior (m-3s) Límite de acción superior (x+3s)! = Fuera del Límite de acción, * = Fuera del Límite de alerta Diagrama Límite de acción Límite de alerta Promedio (m) Resultado Comentarios: Limites tomados del reporte del estudio Interlaboratorios organizado por el Central Sciences Laboratory (England): FAPAS: Serie XV Round 3: July 1996 Interpretación de la carta de control: 1. El método está bajo control si: El resultado cae dentro de los límites de alerta 2. El método esta bajo control aunque hay una tendencia estadística que debe investigarse, si: Cuatro resultados consecutivos caen en el mismo lado de la media. Investigar tendencia estadística! (1/2 n =6% casual) 3. El método está fuera de control si: El resultado cae fuera del límite de acción Si los dos últimos resultados se encuentran entre los limites de advertencia y acción Nota: Cada laboratorio debe establecer en el manual de control de calidad los criterios de interpretación de las cartas de control. 11

12 Taller 7 Aplicando los conceptos y fórmulas vistas Calcular los errores sistemáticos y discutir su significación práctica Segun la datos presentados en la hoja de ejercicios justifique su decisión de mantener o cambiar la media y los límites de control al iniciar una nueva carta de control. Referencias IUPAC/ISO/AOAC/EURACHEM. Harmonised Guidelines for the use of Recovery Information in Analytical Measurement Thompson, M., Ellison, S. (2005) A review of interference effects and their correction in chemical analysis with special reference to uncertainty. Accred Qual Assur 10:82-97 Method validation Course LGC limited. London, 2002 Intralaboratory Analytical Method Validation Training Course. AOAC International In-House Method Validation. A guide for Chemical Laboratories. LGC, London, 2003 NATIONAL Internal FOODQuality Control. NT Technical report- 12