Descomposición de la incertidumbre de medición en un ... · El gráfico 1, muestra los aportes...

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La incertidumbre esta asociada a cualquier proceso de medición, y esta representa el grado de confiabilidad de los resultados obtenidos. En la actualidad, existen diferentes aproximaciones para la estimación de incertidumbre, dentro de las que se puede mencionar el método botton-up (GUM) 2 o el método top-down 3 . El objetivo de este estudio, es emplear una aproximación tipo top-down para descomponer la incertidumbre de medición asociada a un método para la determinación de plaguicidas en mieles empleando UFLC-MS 1 , con el fin de determinar el aporte de cada una de las etapas involucradas en el proceso de cuantificación, a la incertidumbre total de la medición. LL Soto 1 *, WJ Castro 1 , AM Zamudio 2 , SA González 1 1 Subdirección de Metrología Química y Biomedicina-Instituto Nacional de Metrología de Colombia 2 Centro de Bio-Sistemas- Universidad de Bogotá Jorge Tadeo Lozano *Email¨:[email protected] Descomposición de la incertidumbre de medición en un método para la determinación de residuos de plaguicidas en mieles Gráfico 2. Aporte de incertidumbre por cuantificación El gráfico 2 indica que el método de calibración al emplear un solo punto produce menores aportes a la incertidumbre, los cuales se encuentran entre el 0,02% y el 3% de la incertidumbre total. Por su parte, la cuantificación con curva de calibración introduce aportes entre 0,5% y el 9,5% de la incertidumbre total. Sin tener en cuenta la componente de incertidumbre por cuantificación, se encontró que para el 98% de los casos, el mayor aporte a la incertidumbre correspondió al proceso de extracción con contribuciones entre el 45% y el 95%. La segunda mayor contribución, se dio en la etapa de limpieza con aportes entre el 1,7% y el 49%. El análisis instrumental presentó contribuciones del 0,1% al 17%; por ultimo para el 84% de los casos, la menor contribución a la incertidumbre se obtuvo para la etapa de preparación de los estándares. 1. Anastassiades, M., Lehotay, S.J., Stajnbaher, D., Schenck, F.J. JAOAC Int, 86(2), 412-431, 2003. 2. BIPM,JCGM 100:2008. GUM -Evaluation of measurement data guide to the espressión of uncertainty in measurement, 1th Edition, 2008. 3. Stepán, R., Hajslová, J., Kocourek, V., Tichá, J. Anal. Chem Acta. 520, 245-255, 2004. La gráfica 3 muestra que la influencia de cada etapa, es aproximadamente la misma para todas las familias estudiadas, exceptuando los compuestos organofosforados, para los que se aprecia que el aporte a la incertidumbre debido al método es mayor que el del análisis instrumental. En la estimación de incertidumbre, se encuentra que para la mayoría de los casos el aporte a la incertidumbre, en la determinación de residuos de plaguicidas en mieles, es: Extracción > Limpieza > Instrumental > Método > Preparación . En este estudio, se encontró que la cuantificación de los analitos mediante el empleo de curva de calibración genera un mayor aporte a la incertidumbre total, respecto al empleo de cuantificación en un punto. La ecuación 1 presenta las fuentes de incertidumbre que se tuvieron en cuenta en las diferentes etapas de este estudio. donde, Método : debido a mediciones de masa y volumen en la preparación de muestras. Estándar : debido a masa y volumen en la preparación del estándar y características del estándar. Extracción, Limpieza, Instrumental : debidas a cada etapa de tratamiento de la muestra. Cuantificación : debida al aporte por método de cuantificación (curva o punto) total 2 = Método 2 + Estándar 2 + Extracción 2 + Limpieza 2 + Instrumental 2 + Cuantificación 2 (1) Para este estudio, se empleó una metodología QuEChERS modificada, sobre tres grupos de muestras blanco, los cuales se fortificaron en diferentes etapas del procedimiento de medición, con una mezcla de plaguicidas. Todos los ensayos se realizaron por cuadriplicado. La figura 1 presenta el esquema de fortificación realizado, con el propósito de estimar las componentes de incertidumbre en cada una de las etapas del procedimiento (extracción, limpieza e instrumental). Muestra para análisis Análisis cromatográfico Extracción Fortificación grupo 2 Limpieza Muestras de miel Ajustar pH Extracción con Acetonitrilo Limpieza de extracto con MgSO 4 , PSA y C 18 Filtración total 2 total 2 - Extracción 2 total 2 - Extracción 2 - Limpieza 2 Instrumental Figura 1. Procedimiento analítico y componentes principales de incertidumbre asociadas a cada etapa de mismo Gráfico 1. Aportes de incertidumbre estimados para el método de análisis. Gráfico 3. Promedio de aportes a la incertidumbre para algunas familias de plaguicidas. Efecto del método de cuantificación sobre la incertidumbre Aportes a la incertidumbre de acuerdo a la familia de plaguicidas 4,0% 0,5% 76,0% 16,4% 3,1% ORGANOFOSFORADOS 3,3% 0,4% 79,2% 13,6% 3,6% AZOLES 2,4% 0,4% 80,1% 13,7% 3,4% CARBAMATOS 3,4% 0,7% 83,8% 8,2% 3,8% NEONICOTINOIDES -5% 5% 15% 25% 35% 45% 55% 65% 75% 85% 95% Preparación Método Instrumento Limpieza Extracción Porcentaje de aporte Máximo Mínimo El gráfico 1, muestra los aportes porcentuales y los intervalos asociados a cada una de las etapas del método empleado. El gráfico 2, muestra los aportes de incertidumbre dados por la cuantificación utilizando curva o punto de calibración, para 25 plaguicidas seleccionados. 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% Porcentaje de aporte % aporte a u por curva % aporte a u por punto

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Page 1: Descomposición de la incertidumbre de medición en un ... · El gráfico 1, muestra los aportes porcentuales y los intervalos asociados a cada una de las etapas del método empleado.

La incertidumbre esta asociada a cualquier proceso de medición, y esta representa

el grado de confiabilidad de los resultados obtenidos. En la actualidad, existen

diferentes aproximaciones para la estimación de incertidumbre, dentro de las que

se puede mencionar el método botton-up (GUM)2 o el método top-down3. El objetivo

de este estudio, es emplear una aproximación tipo top-down para descomponer la

incertidumbre de medición asociada a un método para la determinación de

plaguicidas en mieles empleando UFLC-MS1, con el fin de determinar el aporte de

cada una de las etapas involucradas en el proceso de cuantificación, a la

incertidumbre total de la medición.

LL Soto1*, WJ Castro1, AM Zamudio2, SA González1

1 Subdirección de Metrología Química y Biomedicina-Instituto Nacional de Metrología de Colombia 2 Centro de Bio-Sistemas- Universidad de Bogotá Jorge Tadeo Lozano

*Email¨:[email protected]

Descomposición de la incertidumbre de medición en un método

para la determinación de residuos de plaguicidas en mieles

Gráfico 2. Aporte de incertidumbre por cuantificación

El gráfico 2 indica que el método de calibración al emplear un solo punto produce menores aportes a la

incertidumbre, los cuales se encuentran entre el 0,02% y el 3% de la incertidumbre total. Por su parte, la

cuantificación con curva de calibración introduce aportes entre 0,5% y el 9,5% de la incertidumbre total.

Sin tener en cuenta la componente de incertidumbre por cuantificación, se encontró que para el 98% de los

casos, el mayor aporte a la incertidumbre correspondió al proceso de extracción con contribuciones entre el

45% y el 95%. La segunda mayor contribución, se dio en la etapa de limpieza con aportes entre el 1,7% y

el 49%. El análisis instrumental presentó contribuciones del 0,1% al 17%; por ultimo para el 84% de los

casos, la menor contribución a la incertidumbre se obtuvo para la etapa de preparación de los estándares.

1. Anastassiades, M., Lehotay, S.J., Stajnbaher, D., Schenck, F.J. JAOAC Int, 86(2), 412-431,

2003.

2. BIPM,JCGM 100:2008. GUM -Evaluation of measurement data guide to the espressión of

uncertainty in measurement, 1th Edition, 2008.

3. Stepán, R., Hajslová, J., Kocourek, V., Tichá, J. Anal. Chem Acta. 520, 245-255, 2004.

La gráfica 3 muestra que la influencia de cada etapa, es aproximadamente la misma para todas las

familias estudiadas, exceptuando los compuestos organofosforados, para los que se aprecia que el

aporte a la incertidumbre debido al método es mayor que el del análisis instrumental.

• En la estimación de incertidumbre, se encuentra que para la mayoría de los casos el aporte a la

incertidumbre, en la determinación de residuos de plaguicidas en mieles, es:

𝑢Extracción > 𝑢Limpieza > 𝑢Instrumental > 𝑢Método > 𝑢Preparación .

• En este estudio, se encontró que la cuantificación de los analitos mediante el empleo de curva de

calibración genera un mayor aporte a la incertidumbre total, respecto al empleo de cuantificación en

un punto.

La ecuación 1 presenta las fuentes de incertidumbre que se tuvieron en cuenta en

las diferentes etapas de este estudio.

donde,

• 𝑢Método : debido a mediciones de masa y volumen en la preparación de

muestras.

• 𝑢Estándar : debido a masa y volumen en la preparación del estándar y

características del estándar.

• 𝑢Extracción, 𝑢Limpieza,𝑢Instrumental : debidas a cada etapa de tratamiento de la

muestra.

• 𝑢Cuantificación : debida al aporte por método de cuantificación (curva o punto)

𝑢total2=𝑢Método

2+𝑢Estándar2+𝑢Extracción

2+𝑢Limpieza2 + 𝑢Instrumental

2 + 𝑢Cuantificación2 (1)

Para este estudio, se empleó una metodología QuEChERS modificada, sobre tres

grupos de muestras blanco, los cuales se fortificaron en diferentes etapas del

procedimiento de medición, con una mezcla de plaguicidas. Todos los ensayos se

realizaron por cuadriplicado.

La figura 1 presenta el esquema de fortificación realizado, con el propósito de

estimar las componentes de incertidumbre en cada una de las etapas del

procedimiento (extracción, limpieza e instrumental).

Muestra para análisis

Análisis cromatográfico

Ex

tra

cc

ión

Fortificación

grupo 2

Lim

pie

za

Muestras de miel

Ajustar pH

Extracción con Acetonitrilo

Limpieza de extracto con

MgSO4, PSA y C18

Filtración

𝑢to

tal2

𝑢to

tal2

-𝑢

Extr

acció

n2

𝑢to

tal2

-𝑢

Extr

acció

n2

-𝑢

Lim

pie

za

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um

en

tal

Figura 1. Procedimiento analítico y componentes principales de incertidumbre asociadas

a cada etapa de mismo

Gráfico 1. Aportes de incertidumbre estimados para el método de análisis.

Gráfico 3. Promedio de aportes a la incertidumbre para algunas familias de plaguicidas.

Efecto del método de cuantificación sobre la incertidumbre

Aportes a la incertidumbre de acuerdo a la familia de plaguicidas

4,0%0,5%

76,0%

16,4%

3,1%

ORGANOFOSFORADOS3,3%

0,4%

79,2%

13,6%

3,6%AZOLES

2,4%0,4%

80,1%

13,7%

3,4%CARBAMATOS

3,4% 0,7%

83,8%

8,2%3,8%

NEONICOTINOIDES

-5%

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Preparación Método Instrumento Limpieza Extracción

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Máximo Mínimo

El gráfico 1, muestra los aportes porcentuales y los intervalos asociados a cada una de las etapas

del método empleado.

El gráfico 2, muestra los aportes de incertidumbre dados por la cuantificación utilizando curva o punto de

calibración, para 25 plaguicidas seleccionados.

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

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% aporte a u por curva % aporte a u por punto