5.5: Compensación del reactivo en blanco

Hasta ahora en nuestra discusión de estrategias para estandarizar métodos analíticos, hemos asumido que se dispone de un blanco reactivo adecuado para corregir las señales que surgen de fuentes distintas al analito. No hicimos, sin embargo, una pregunta importante: “¿Qué constituye un blanco reactivo apropiado?” Sorprendentemente, la respuesta no es inmediatamente obvia.

En un estudio, se pidió a aproximadamente 200 químicos analíticos que evaluaran un conjunto de datos consistente en una curva de calibración normal, un blanco separado libre de analito y tres muestras con diferentes tamaños, pero extraídas de la misma fuente [Cardone, M. J. Anal. Chem. 1986, 58, 433—438]. Las dos primeras columnas de la Tabla 5.5.1 muestran una serie de estándares externos y sus señales correspondientes. La curva de calibración normal para los datos es

\[S_{std} = 0.0750 \times W_{std} + 0.1250 \nonumber\]

donde la intercepción y de 0.1250 es la pieza en blanco de calibración. Un blanco de reactivo separado da la señal para una muestra libre de analito.

Tabla 5.5.1 : Datos utilizados para estudiar el blanco en un método analítico

\(W_{std}\)	\(S_{std}\)	\(\text{Sample Number}\)	\(W_{samp}\)	\(S_{samp}\)
\ (W_ {std}\) ">1.6667	\ (S_ {std}\) ">0.2500	\ (\ text {Número de muestra}\) ">1	\ (W_ {samp}\) ">62.4746	\ (S_ {samp}\) ">0.8000
\ (W_ {std}\) ">5.0000	\ (S_ {std}\) ">0.5000	\ (\ text {Número de muestra}\) ">2	\ (W_ {samp}\) ">82.7915	\ (S_ {samp}\) ">1.0000
\ (W_ {std}\) ">8.3333	\ (S_ {std}\) ">0.7500	\ (\ text {Número de muestra}\) ">3	\ (W_ {samp}\) ">103.1085	\ (S_ {samp}\) ">1.2000
\ (W_ {std}\) ">11.6667	\ (S_ {std}\) ">0.8413	\ (\ text {Número de muestra}\) ">	\ (W_ {samp}\) ">	\ (S_ {samp}\) ">
\ (W_ {std}\) ">18.1600	\ (S_ {std}\) ">1.4870	\ (\ text {Número de muestra}\) ">	\ (W_ {samp}\) ">\(\text{reagent blank}\)	\ (S_ {samp}\) ">0.1000
\ (W_ {std}\) ">19.9333	\ (S_ {std}\) ">1.6200	\ (\ text {Número de muestra}\) ">	\ (W_ {samp}\) ">	\ (S_ {samp}\) ">
\ (S_ {samp}\) ">\(S_{std} = 0.0750 \times W_{std} + 0.1250\)
\ (S_ {samp}\)” class="lt-chem-132506">\(W_{std} \text{: weight of analyte used to prepare the external standard; diluted to a volume, } V\)
\ (S_ {samp}\)” class="lt-chem-132506">\(W_{samp} \text{: weight of sample used to prepare sample as analyzed; diluted to a volume, } V\)

Al elaborar estos datos, los químicos analíticos utilizaron al menos cuatro enfoques diferentes para corregir las señales: a) ignorando tanto el blanco de calibración, CB, como el blanco de reactivo, RB, que claramente es incorrecto; b) usar solo el blanco de calibración; c) usar solo el blanco de reactivo; c) usar solo el blanco de reactivo; y d) utilizando tanto el blanco de calibración como el blanco de reactivo. Las primeras cuatro filas de la Tabla 5.5.2 muestran las ecuaciones para calcular la concentración del analito usando cada enfoque, junto con las concentraciones reportadas para el analito en cada muestra.

Tabla 5.5.2 : Ecuaciones y Concentraciones Resultantes de Analito para Diferentes Enfoques de Corrección para el Blanco

		Concentración de Analito en...
Enfoque para corregir la señal	Ecuación	Muestra 1	Muestra 2	Muestra 3
ignorar los espacios en blanco de calibración y reactivos	\(C_A = \frac {W_A} {W_{samp}} = \frac {S_{samp}} {k_A W_{samp}}\)	0.1707	0.1610	0.1552
usar solo pieza en blanco de calibración	\(C_A = \frac {W_A} {W_{samp}} = \frac {S_{samp} -CB} {k_A W_{samp}}\)	0.1441	0.1409	0.1390
usar reactivo en blanco solamente	\(C_A = \frac {W_A} {W_{samp}} = \frac {S_{samp} - RB} {k_A W_{samp}}\)	0.1494	0.1449	0.1422
utilizar tanto en blanco de calibración como de reactivo	\(C_A = \frac {W_A} {W_{samp}} = \frac {S_{samp} -CB -RB} {k_A W_{samp}}\)	0.1227	0.1248	0.1266
usar el total de Youden en blanco	\(C_A = \frac {W_A} {W_{samp}} = \frac {S_{samp} -TYB} {k_A W_{samp}}\)	0.1313	0.1313	0.1313
\(C_A = \text{ concentration of analyte; } W_A = \text{ weight of analyte; } W_{samp} \text{ weight of sample; }\) \(k_A = \text{ slope of calibration curve (0.0750; slope of calibration equation); } CB = \text{ calibration blank (0.125; intercept of calibration equation); }\) \(RB = \text{ reagent blank (0.100); } TYB = \text{ total Youden blank (0.185; see text)}\)

Que los cuatro métodos den un resultado diferente para la concentración del analito subraya la importancia de elegir un blanco adecuado, pero no nos dice qué blanco es el correcto. Debido a que los cuatro métodos no logran predecir la misma concentración de analito para cada muestra, ninguna de estas correcciones en blanco explica adecuadamente una fuente constante subyacente de error determinado.

Para corregir un error de método constante, un blanco debe tener en cuenta las señales de cualquier reactivo y solvente utilizado en el análisis y cualquier sesgo que resulte de las interacciones entre el analito y la matriz de la muestra. Tanto el blanco de calibración como el blanco de reactivo compensan las señales de reactivos y disolventes. Cualquier diferencia en sus valores se debe a errores indeterminados en la preparación y análisis de los estándares.

Debido a que estamos considerando una especie de efecto matricial, se podría pensar que el método de adiciones estándar es una forma de superar este problema. Aunque el método de adiciones estándar puede compensar errores proporcionales determinados, no puede corregir un error determinado constante; ver Ellison, S. L. R.; Thompson, M. T. “Adiciones estándar: mito y realidad”, Analyst, 2008, 133, 992—997.

Desafortunadamente, ni un blanco de calibración ni un blanco de reactivo pueden corregir un sesgo que resulta de una interacción entre el analito y la matriz de la muestra. Para ser efectivo, el blanco debe incluir tanto la matriz de la muestra como el analito y, en consecuencia, debe determinarse utilizando la muestra misma. Un enfoque es medir la señal para muestras de diferente tamaño, y determinar la línea de regresión para una gráfica de S _samp versus la cantidad de muestra. La y -intercepción resultante da la señal en ausencia de muestra, y se conoce como el blanco total de Youden [Cardone, M. J. Anal. Chem. 1986, 58, 438—445]. Esta es la verdadera corrección en blanco. La línea de regresión para las tres muestras en la Tabla 5.5.1 es

\[S_{samp} = 0.009844 \times W_{samp} + 0.185 \nonumber\]

dando una corrección en blanco verdadera de 0.185. Como se muestra en la Tabla 5.5.2 , el uso de este valor para corregir S _samp da valores idénticos para la concentración de analito en las tres muestras.

El uso del blanco total de Youden no es común en el trabajo analítico, ya que la mayoría de los químicos dependen de una pieza en blanco de calibración cuando se usa una curva de calibración y una pieza en blanco de reactivo cuando se usa una estandarización de un solo punto. Mientras podamos ignorar cualquier sesgo constante debido a las interacciones entre el analito y la matriz de la muestra, lo que suele ser el caso, la precisión de un método analítico no sufrirá. Sin embargo, es una buena idea verificar si hay fuentes constantes de error antes de confiar ya sea en una pieza en blanco de calibración o en una pieza en blanco de reactivo.