Validación de métodos de titulación

La fabricación de productos de la más alta calidad es imprescindible, especialmente en las industrias farmacéutica y alimentaria. Esto requiere métodos de análisis precisos, reproducibles y simples que eliminen los errores humanos tanto como sea posible. La titulación automatizada es una de esas soluciones que ofrece ahorros adicionales de tiempo y costos a los laboratorios.

Después de aplicar la automatización a un método de valoración, ¿Cómo puede asegurarse de que el método elegido también proporcione un resultado fiable? ¿Y cómo sabe que es adecuado para el análisis de su(s) analito(s)? Esto requiere la validación del método de una valoración, que incluye la estandarización del valorante, así como la determinación de la  exactitud y precisión, la linealidad y  la especificidad .

USP Capítulo General <1225> Validación de Procedimientos Compéndiales  y  Guía ICH Q2(R1) Validación de Procedimientos Analíticos: Texto y Metodología  definen los elementos de validación – algunos de los más importantes se describen en el siguiente artículo.

Estos incluyen:

• Estandarización
• Exactitud y precisión
• Linealidad
• Especificidad

Estandarización

Los errores de dilución y pesaje, así como el envejecimiento constante de todos los tituladores, provocan cambios en la concentración del titulador. Para obtener resultados lo más fiables posible, la concentración de valorante más precisa es un requisito previo. Por lo tanto, la estandarización del valorante es una parte integral de la validación del método de valoración. Los procedimientos de estandarización para varios tituladores se describen en la sección de Solución volumétrica de USP – NF,  así como en el Boletín de aplicación gratuito AB-206 a continuación con respecto a la determinación del título en potenciometría.

El valorante que se utilizará en la validación primero debe estandarizarse con un estándar primario  o un  valorante preestandarizado . Es importante que el paso de estandarización y la titulación de la muestra se realicen a la misma temperatura.

Los patrones primarios se caracterizan por las siguientes propiedades:

• Alta pureza y estabilidad
• Baja higroscopicidad (para minimizar los cambios de peso)
• Alto peso molecular (para minimizar los errores de pesaje)

El uso de una sustancia estándar (estándar primario) permite evaluar la precisión.
Exactitud y precisión

La precisión se define como la proximidad del resultado al valor real. Por lo tanto, proporciona información sobre el sesgo de un método en validación. La precisión debe determinarse en todo el rango de concentración.

La precisión generalmente se expresa como la desviación estándar (SD) o la desviación estándar relativa (RSD). Expresa qué tan bien concuerdan los resultados individuales dentro de un análisis de una muestra homogénea. Aquí, es importante que no solo el análisis en sí, sino también todos los pasos de preparación de la muestra se realicen de forma independiente para cada análisis.

La precisión se evalúa en tres niveles:

1. Repetibilidad:  la precisión alcanzada por un solo analista para la misma muestra en un corto período de tiempo utilizando el mismo equipo para todas las determinaciones.
2. Precisión intermedia:  análisis de la misma muestra en diferentes días, por diferentes analistas y con diferentes equipos, si es posible, dentro del mismo laboratorio.
3. Reproducibilidad:  precisión obtenida al analizar la misma muestra en diferentes laboratorios.

Es necesario determinar tanto la exactitud como la precisión, ya que solo la combinación de ambos factores garantiza resultados correctos (Figura 1 ).

Figura 1. Solo cuando tanto la precisión como la exactitud son altas se pueden obtener resultados correctos, ya que una alta precisión no significa necesariamente una buena exactitud, y viceversa.

Para la titulación, la precisión y la repetibilidad generalmente se determinan juntas. Se recomiendan al menos dos o tres determinaciones a tres niveles de concentración diferentes (un total de seis a nueve determinaciones). Para los ensayos, la recomendación es utilizar un rango de concentración del  80 % al 120 %  del peso de muestra previsto.

Linealidad

La linealidad expresa si un método en particular da los resultados correctos en el rango de concentración de interés. Dado que la titulación es un método absoluto, la linealidad generalmente se puede determinar directamente variando el tamaño de la muestra y, por lo tanto, la concentración del analito.

Para determinar la linealidad de un método de titulación en el rango de interés, titule al menos cinco tamaños de muestra diferentes y trace una regresión lineal del volumen de muestra contra el volumen de titulación consumido (Figura 2 ). El coeficiente de determinación (R ² ) se utiliza para evaluar la linealidad. La recomendación es usar un rango de concentración de 80% a 120% del peso de muestra previsto.

Figura 2. Curva de regresión lineal para el ensayo de bicarbonato de potasio.

Especificidad

Las impurezas, los excipientes o los productos de degradación se encuentran entre los muchos componentes que pueden estar presentes en una muestra. La especificidad es la capacidad de evaluar el analito sin interferencia de estos otros componentes. Por lo tanto, es necesario demostrar que el procedimiento analítico no se ve afectado por tales compuestos. Este es el caso cuando el punto de equivalencia (EP) encontrado no se desplaza por las impurezas o excipientes agregados, o en el caso de que se desplace y se pueda observar un segundo EP correspondiente a estos componentes agregados cuando se utiliza un sensor potenciométrico para la indicación.

La especificidad se puede lograr mediante el uso de disolventes adecuados (p. ej., titulación no acuosa en lugar de titulación acuosa para la titulación ácido-base) o titulación a un valor de pH adecuado (p. ej., titulación complexométrica de calcio a pH 12, donde el magnesio precipita como hidróxido de magnesio).

¿Cómo se puede implementar esto en la práctica? La determinación volumétrica de bicarbonato de potasio con ácido clorhídrico servirá aquí como ejemplo.

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• Recomendaciones para la validación de métodos de titulación

En este caso, se espera que el carbonato de potasio sea una impureza con valores de pk _b de 8,3 y 3,89. Esto hace posible separar las dos especies durante la titulación ácido-base. La Figura 3 muestra la comparación de una superposición de curvas de las curvas de titulación de bicarbonato de potasio con y sin carbonato de potasio agregado.

Figura 3. Superposición de la curva de la prueba de especificidad usando 1 g de bicarbonato de potasio con y sin 0,5 g de carbonato de potasio (verde y naranja = sin carbonato de potasio agregado; azul y amarillo = carbonato de potasio agregado).

La curva de titulación inferior corresponde a la solución que contiene tanto bicarbonato de potasio como carbonato de potasio. Aquí se encuentran dos EP: el primer EP se puede asignar al carbonato de potasio agregado, mientras que el segundo corresponde a la suma de bicarbonato de potasio y carbonato de potasio. La curva en la parte superior de la figura muestra claramente solo un EP para la solución de bicarbonato de potasio sin impurezas.

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