Hispanopedia WikiEn un análisis químico , el método del estándar interno consiste en añadir la misma cantidad de una sustancia química a cada muestra y solución de calibración . El estándar interno responde proporcionalmente a los cambios en el analito y proporciona una señal de medición similar, aunque no idéntica. Además, debe estar ausente de la matriz de la muestra para garantizar que no haya ninguna otra fuente del estándar interno presente. Al tomar la relación entre la señal del analito y la señal del estándar interno y representarla gráficamente frente a las concentraciones del analito en las soluciones de calibración, se obtiene una curva de calibración . Esta curva de calibración se puede utilizar para calcular la concentración del analito en una muestra desconocida. [ 1 ]
La selección de un estándar interno apropiado tiene en cuenta las fuentes de incertidumbre aleatorias y sistemáticas que surgen durante la preparación de la muestra o las fluctuaciones del instrumento. Esto se debe a que la proporción de analito con respecto a la cantidad de estándar interno es independiente de estas variaciones. Si el valor medido del analito se desvía erróneamente por encima o por debajo del valor real, las mediciones del estándar interno deberían desviarse en la misma dirección. [ 1 ]
El gráfico de relación proporciona una buena manera de compensar la variación de la sensibilidad del detector, pero puede estar sesgado y debe reemplazarse por cálculos de concentración relativa/calibración relativa si la razón de la variabilidad de la respuesta radica en la diferente masa de la muestra analizada y la curva de calibración tradicional (no estándar interno) de cualquier analito no es lineal a través del origen. [ 2 ]
Historia
El primer uso registrado del método del estándar interno se remonta al trabajo de espectroscopia de llama de Gouy en 1877, donde utilizó un estándar interno para determinar si la excitación en su llama era consistente. [ 3 ] [ 4 ] Su procedimiento experimental fue reintroducido más tarde en la década de 1940, cuando los fotómetros de llama registradores se volvieron fácilmente disponibles. [ 3 ] El uso de estándares internos continuó creciendo, aplicándose a una amplia gama de técnicas analíticas que incluyen la espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN) , la cromatografía y la espectroscopia de plasma acoplado inductivamente .
Aplicaciones
espectroscopia de resonancia magnética nuclear
En la espectroscopia de RMN, por ejemplo, de los núcleos 1H , 13C y 29Si , las frecuencias dependen del campo magnético, que no es el mismo en todos los experimentos. Por lo tanto, las frecuencias se expresan como diferencias relativas al tetrametilsilano (TMS), un patrón interno propuesto por George Tiers en 1958 y que la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada ha respaldado desde entonces. [ 5 ] [ 6 ] La diferencia relativa al TMS se denomina desplazamiento químico . [ 7 ]
El TMS funciona como un estándar ideal porque es relativamente inerte y sus protones metílicos idénticos producen una señal fuerte hacia campo alto, aislada de la mayoría de los demás protones. [ 7 ] Es soluble en la mayoría de los disolventes orgánicos y se puede eliminar por destilación debido a su bajo punto de ebullición. [ 1 ]
En la práctica, se conoce la diferencia entre las señales de los disolventes comunes y el TMS. Por lo tanto, no es necesario añadir TMS a los disolventes deuterados comerciales , ya que los instrumentos modernos son capaces de detectar las pequeñas cantidades de disolvente protonado presentes. Al especificar el disolvente de referencia que se va a utilizar, los espectrómetros modernos pueden referenciar correctamente la muestra; en efecto, el propio disolvente actúa como patrón interno. [ 1 ]
Cromatografía
En cromatografía, se utilizan estándares internos para determinar la concentración de otros analitos mediante el cálculo del factor de respuesta . El estándar interno seleccionado debe tener un tiempo de retención y una derivatización similares . Debe ser estable y no interferir con los componentes de la muestra. Esto reduce la incertidumbre que puede surgir en las etapas preparatorias, como la inyección de la muestra. [ 1 ]
En la cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC-MS), los compuestos deuterados con estructuras similares al analito suelen actuar como patrones internos eficaces. [ 8 ] Sin embargo, existen patrones internos no deuterados, como la norleucina , que es popular en el análisis de aminoácidos porque puede separarse de los picos acompañantes. [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]
La selección de un estándar interno para cromatografía líquida-espectrometría de masas (LC-MS) depende del método de ionización empleado. El estándar interno debe tener una respuesta de ionización y un patrón de fragmentación comparables a los del analito. [ 12 ] Los estándares internos de LC-MS suelen ser isotópicamente análogos a la estructura del analito, utilizando isótopos como el deuterio ( 2 H ), 13 C , 15 N y 18 O. [ 13 ]
Plasma acoplado inductivamente
La selección de un estándar interno en espectroscopia de plasma acoplado inductivamente puede resultar difícil, ya que las señales de la matriz de la muestra pueden superponerse con las del analito. El itrio es un estándar interno común que, naturalmente, está ausente en la mayoría de las muestras. Posee una masa intermedia y líneas de emisión que no interfieren con muchos analitos. La intensidad de la señal de itrio sirve como referencia para comparar la señal del analito. [ 1 ] [ 14 ]
En la espectrometría de masas de plasma acoplado inductivamente (ICP-MS), las especies con una masa similar a la del analito suelen servir como buenos estándares internos, aunque no siempre. Entre los factores que también contribuyen a la eficacia de un estándar interno en ICP-MS se incluyen la proximidad de su potencial de ionización , el cambio de entalpía y el cambio de entropía al analito. [ 15 ]
Los estándares internos para la espectroscopia de emisión óptica de plasma acoplado inductivamente (ICP-OES) se pueden seleccionar observando cómo cambian las señales del analito y del estándar interno con diferentes condiciones experimentales. Esto incluye realizar ajustes en la matriz de la muestra o en la configuración de la instrumentación y evaluar si el estándar interno seleccionado reacciona de la misma manera que el analito. [ 16 ]
Ejemplo de método estándar interno
Una forma de visualizar el método del estándar interno es crear una curva de calibración que no utilice dicho método y otra que sí lo utilice. Supongamos que se conocen las concentraciones de níquel en un conjunto de soluciones de calibración: 0 ppm, 1,6 ppm, 3,2 ppm, 4,8 ppm, 6,4 ppm y 8 ppm. Cada solución también contiene 5 ppm de itrio como estándar interno. Si estas soluciones se miden mediante ICP-OES, la intensidad de la señal de itrio debería ser constante en todas ellas. De lo contrario, es probable que la intensidad de la señal de níquel también sea imprecisa.
La curva de calibración que no utiliza el método del estándar interno ignora la incertidumbre entre las mediciones. El coeficiente de determinación (R² ) para esta gráfica es 0,9985.
En la curva de calibración que utiliza el estándar interno, el eje Y representa la relación entre la señal de níquel y la de itrio. Esta relación no se ve afectada por la incertidumbre en las mediciones de níquel, ya que debería afectar de la misma manera a las mediciones de itrio. Esto resulta en un R² más alto , de 0,9993.
Referencias
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- Química analítica
