Su importancia y aplicación en el análisis químico.
En cualquier laboratorio de química analítica, el objetivo principal es obtener resultados fiables y consistentes, es decir, resultados de calidad. Para ello es fundamental constatar que el método que se va a utilizar se adecua al problema analítico que se necesita resolver. Independientemente del tipo de método analítico empleado (clásico o instrumental), se requiere la calibración del equipo a utilizar, que es el paso inicial en cualquier proceso analítico. Posteriormente, los métodos instrumentales necesitan, además, de una calibración metodológica, que asegura que el procedimiento es válido para el problema concreto que se presenta y el analito que se estudia.
La calibración instrumental es el proceso de comparar los valores obtenidos por un instrumento de medición con la medida correspondiente de un patrón de referencia (o estándar.
La calibración metodológica es la operación que permite relacionar la señal analítica con la concentración o cantidad de analito en la muestra que se está analizando.
Diferencias entre calibración instrumental y metodológica
Técnicas de calibración metodológica
1- Calibración por interpolación directa
Esta técnica de calibración se utiliza cuando no hay efectos de interferencia de la matriz de componentes de la muestra sobre el analito. Se procede preparando una serie de estándares que contienen al analito en concentraciones conocidas (entre 3 y 5). La calibración se consigue al obtener la señal analítica de respuesta de cada solución de calibración, en función de la concentración conocida de analito.
Una curva de calibración se prepara con una gráfica de los datos o un ajuste matemático adecuado de los mismos, tal como la ecuación de la recta dada por la pendiente y la ordenada al origen (índices de regresión lineal) para la cual se utiliza el método de cuadrados mínimos.
El paso siguiente es la predicción, donde se obtiene la señal de la muestra problema que se utiliza para predecir la concentración desconocida de analito (Cx) a partir de la curva de calibración o de la ecuación de mejor ajuste entre los datos de calibración. La concentración de analito en la muestra problema se determina aplicando los factores de dilución convenientes tomados de los pasos que siguieron para la preparación de la muestra.
2- Calibración por interpolación indirecta o de estándar interno
Esta técnica se utiliza para compensar errores debidos a fluctuaciones debidas al método analítico. Un patrón o estándar interno es una sustancia que se agrega en todas las soluciones (blancos, estándares y muestra problema) al efectuar un análisis, en cantidad generalmente constante. Es importante tener en cuenta que el estándar interno está ausente de la matriz de la muestra de modo que la única fuente de patrón es la cantidad que se añade. Se debe utilizar como estándar interno, una sustancia diferente al analito pero que tengan propiedades físico-químicas similares, provocando que se vean afectadas de forma similar durante el análisis. Por ejemplo, el litio es un buen patrón interno para determinar sodio o potasio en sangre porque el comportamiento químico del litio es similar a sodio o potasio pero normalmente no es natural que esté presente en la sangre.
La forma más común de proceder es preparar una serie de soluciones patrones con concentraciones crecientes de analito a las cuales se agrega una cantidad fija de estándar interno. Luego se mide la señal analítica del analito (Sx) y del estándar interno (Sy) en todas las soluciones.
Este tipo de calibración requiere hacer una gráfica del cociente entre la señal del analito y la señal del patrón interno en función de la concentración conocida de analito en las soluciones estándares. Esta relación se usa luego para obtener la concentración de analito en la muestra desconocida.
3- Calibración por extrapolación
En algunas ocasiones, al medir una sustancia, hay otros componentes en la muestra a analizar que interfieren con los resultados de medición. Es lo que se conoce como efecto matriz. Una solución posible en esos casos es utilizar la técnica de calibración por extrapolación.
En este caso, se toman volúmenes iguales de la muestra a analizar, y a todas, menos a una de ellas, se le adicionan concentraciones conocidas y crecientes del analito. Luego todas ellas se diluyen al mismo volumen final. De esta forma se tienen disoluciones con una misma concentración de analito problema, a las que se añaden concentraciones distintas de patrón de analito.
Después de medir la señal de cada una de las disoluciones se representan estas respuestas en función de la concentración de analito patrón añadido obteniéndose una línea recta que no pasa por el origen.
Este método tiene una diferencia con los anteriores, y es que la concentración de analito problema se haya mediante extrapolación al eje X. Este valor será la concentración del analito.
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