Research methods II: qualitative analysis

Al revisar la bibliografía en materia de validación de métodos analíticos, se observa que la gran mayoría de los estudios están orientados a la validación de los métodos cuantitativos. Sin embargo, los métodos cuantitativos no son siempre los más adecuados para cubrir las necesidades del cliente. Los laboratorios y sobre todo los de rutina, deben reconsiderar si los resultados obtenidos por los métodos cuantitativos empleados, son realmente necesarios para la información demandada por el cliente, como puede ser cumplir con una legislación. Muchas veces, los clientes están más interesados en saber si la muestra cumple o no con la legislación o normas establecidas, que en dar un resultado cuantitativo de concentración exacta.

En los últimos años, precisamente en contraposición a la extracción de la máxima información lograda con los métodos cuantitativos, ha aparecido una tendencia hacia la simplificación de la información obtenida, para así evitar un exceso de información que en algunas ocasiones resulta innecesaria 1. Esta simplificación de información va unida, en la mayoría de los casos, a características como la rapidez de los resultados y reducción de coste, características muy importantes demandadas hoy en día por los clientes. Es por ello, que está habiendo un desarrollo e implantación de sistemas que aporten rapidez y fiabilidad en los resultados para solucionar una amplia variedad de problemas, sin que sea necesario para ello cuantificar el valor exacto de un determinado parámetro analítico 7_.

Para estos casos, lo más adecuado es la utilización de los métodos

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poco protagonismo que han tenido hasta el momento, resulta necesario revisarlos y caracterizarlos práctica y metrológicamente 1_.

Se entiende por método cualitativo, el método de análisis cuya repuesta se basa en la presencia o ausencia del analito, detectado directa o indirectamente en una cierta cantidad de muestra 4, 8_.

Los métodos cualitativos se pueden clasificar (atendiendo al sistema de detección utilizado) en dos grandes grupos, el análisis cualitativo sensorial e instrumental.

El análisis cualitativo sensorial se realiza en base a los sentidos humanos. El sentido más empleado en este tipo de análisis es la vista, puesto que la mayoría de los sistemas se basan en la aparición o no, de un determinado color como resultado de una reacción química o bioquímica. La respuesta de este tipo de sistemas se obtiene normalmente de forma directa, sin ningún tratamiento de datos. Mientras que el análisis cualitativo instrumental realiza la detección en base a una medida instrumental. La respuesta instrumental de este tipo de sistemas de medida, debe transformarse en respuesta binaria (SI/NO) por lo que implica normalmente un tratamiento de datos. Aunque los métodos clasificados dentro de esta categoría son básicamente cuantitativos, son utilizados de una manera cualitativa. Generalmente, la decisión final se hace comparando la respuesta de la muestra con la respuesta que contiene el analito de interés al límite de especificación o especificado anteriormente en un estudio previo 4,7_.

Se distinguen también dos tipos de análisis cualitativos de acuerdo a la información analítica requerida.

Por una parte, están los análisis de identificación de analitos o grupos de analitos utilizando técnicas de separación (como cromatografía de gases, líquidos y electroforesis capilar) y técnicas de detección (como son espectrometría de masas o la técnica de infrarrojos con transformada de Fourier) 1, 9_{. Dentro del ámbito de la microbiología estos métodos se} utilizan para identificar las especies de microorganismos. Entre las técnicas más empleadas se encuentra por ejemplo la técnica de PCR 10_.

Por otra parte, se encuentran los análisis de clasificación de muestras. Estos métodos cualitativos se denominan habitualmente también sistemas de screening o de cribado, y en ellos se obtiene una respuesta binaria SI/NO y, por tanto, clasifican las muestras en positivas y negativas con arreglo a la presencia/ausencia de analito/s en una muestra. Como puede desprenderse de los sistemas de screening, la presencia o ausencia de un determinado analito en la muestra, está relacionado con un nivel específico de concentración y responde a distintas situaciones en función de la respuesta obtenida:

(i) Presencia/Ausencia de un determinado analito en un volumen de muestra.

(ii) Presencia/Ausencia de un determinado analito en un volumen de muestra por encima de un límite, es decir, por encima de un determinado nivel de concentración que, habitualmente, viene fijado por la legislación o por el cliente 4_.

Esta Tesis Doctoral se focalizará en el análisis de clasificación de muestras cosméticas en base a la detección de microorganismos en las mismas.

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El principal interés en los sistemas de clasificación de muestras o sample screening, radica en que se utilizan como una etapa previa de cribado de las muestras, de manera que así se evita, que todas las muestras sean sometidas a todo el proceso de medida. Sólo se realizará todo el proceso analítico en aquellas muestras en las cuales se obtenga un resultado positivo, obteniéndose una mayor rapidez en la obtención de resultados, y por tanto, una reducción importante de tiempo y coste de los análisis. Dentro del ámbito empresarial esto supone, aparte de las ventajas mencionadas anteriormente, también una reducción del tiempo de estocaje de los productos fabricados, lo que se traduce en una reducción de coste, vital para el sector industrial.

En el proceso de análisis de muestras utilizando los sistemas de screening, como primer paso, se determina la presencia o ausencia de uno o más analitos en la muestra. Si la muestra contiene el analito (respuesta positiva, SI), la muestra pasará a un segundo paso, que es la confirmación de la presencia del analito con el método adecuado (método de referencia o comparativo). Sin embargo, las muestras en las que se obtengan resultados negativos en el sistema de clasificación inicial (NO), no contendrán el analito buscado y por tanto, no se continuará investigando en ellas 4_.

Los métodos cualitativos de screening tienen una de las mayores aplicaciones en los laboratorios de rutina o control de calidad de distintas áreas y disciplinas, por la necesidad principalmente, de la obtención de resultados más rápidos, lo cual conlleva una reducción de coste asociado. La filosofía analítica de los métodos de cribado adaptada a los métodos microbiológicos se ilustra en la Figura III.1.

Figura III.1. Sistema de cribado o screening para análisis de muestras microbiológicas (adaptado de referencia 4).

Sin embargo, estos métodos cualitativos están llenos de connotaciones cuantitativas. En efecto y dentro del ámbito del análisis cualitativo, para producir una respuesta binaria, en primer lugar resulta preciso establecer varias referencias cuantitativas 1_{. Entre ellas cabe destacar el límite de} detección, que es una característica crucial del método en el análisis cualitativo, porque establece la barrera entre las zonas de no-detección y detección. Otra referencia importante es el límite de especificación, que es designada por la legislación o por los clientes, cuyo término en inglés corresponde a threshold limit. Por último, el límite de corte que, normalmente, es establecido por el laboratorio, para asegurar la respuesta dada ante los clientes. Este límite está situado entre los dos definidos anteriormente.

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Además, para producir una respuesta binaria fiable, se han de comparar las señales producidas por una muestra o analito estándar y las señales generadas por los blancos y controles negativos de las muestras 6_.

El punto débil más relevante en este contexto, es la existencia limitada de materiales de referencia certificados (CRM) y de blancos apropiados en relación a los numerosos campos de aplicación 1. Si se considera la aplicabilidad de los métodos cualitativos y la importancia de las áreas en las cuales se usan, la validación de los métodos cualitativos de análisis resulta fundamental para la calidad de los resultados finales 3_.