Od „Jakoś” do „Jakości”: Rola Kalibracji Analitycznej w Poprawie Wyników Analiz

We współczesnym świecie w laboratoriach analitycznych wykonuje się wiele analiz chemicznych ze względu na zwiększające się zapotrzebowanie ze strony środowiska gospodarczego. Pomimo rosnących wymagań prawnych i akredytacyjnych, odnoszących się do jakości wyników w kontekście kontroli dokładności (zgodność pomiędzy uzyskanym wynikiem pomiaru z wartością rzeczywistą (oczekiwaną)) występują szacunki wskazujące, że nawet kilkadziesiąt procent wyników odbiega znacznie od wartości oczekiwanej. Sytuacja ta może doprowadzić do niewątpliwych strat ekonomicznych ze względu na konieczność ponownego wykonania analiz oraz może stwarzać zagrożenia dla zdrowia, jak i środowiska. Zasadne staje się zastosowanie w toku procedury analitycznej odpowiednich modyfikacji, które pozwolą na efektywne sprawdzenie występowania błędów w badanych układach analitycznych, eliminację tych błędów oraz - co najważniejsze - uzyskanie możliwie jak najbardziej dokładnego wyniku analitycznego wraz z oceną tej dokładności. Z tego względu jakość wyników, rozumiana jako ogół cech charakterystycznych produktu lub usługi, warunkujący fakt, że spełnione są określone i oczekiwane wymagania, jest niezwykle ważna przy wykonywaniu analiz chemicznych - tłumaczy dr inż. Paweł Świt.

Skąd się biorą błędy?

Jednym z głównych powodów, dla których otrzymane wyniki analityczne odznaczają się niedokładnością, jest obecność innych składników próbki. Które następnie oddziałują na mierzone sygnały analityczne, powodując zafałszowania sygnałów rejestrowanych dla oznaczanego składnika (tego rodzaju zjawisko zwane jest efektem interferencyjnym). W celu lepszego zrozumienia niniejszego problemu, można wyobrazić sobie następującą sytuację: w pudełku znajdują się cukierki o różnych kolorach. Wyciągając bez patrzenia losowy cukierek, istnieje małe prawdopodobieństwo, że wyjmiemy akurat ten jeden kolor, na którym nam zależy. Tak samo jest w przypadku próbek naturalnych - różne składniki mogą zaburzać sygnał dla danego składnika, którego stężenie chcemy poznać w danej próbce. Z tego względu wyznaczenie stężenia/ilości jednego konkretnego składnika jest utrudnione.

Kalibracja analityczna - sposób na poprawę jakości wyników

W okiełznaniu opisanych powyżej problemów pomocne może być zastosowanie na etapie procedury analitycznej odpowiedniego podejścia metodologicznego, bazującego na kalibracji analitycznej. W opinii badacza, kalibrację analityczną można określić jako proces polegający na odwzorowaniu rzeczywistej (prawdziwej, teoretycznej) zależności występującej pomiędzy sygnałem analitycznym a stężeniem oznaczanego składnika (czyli tzw. zależności kalibracyjnej), do postaci empirycznej przedstawianej w postaci wykresu kalibracyjnego, a w dalszej kolejności na wyznaczeniu stężenia danego składnika w próbce, czyli otrzymaniu wyniku analitycznego.

Obecnie prowadzone są liczne badania mające na celu poprawę dokładności uzyskiwanych wyników. Jednakże nadal można spotkać ośrodki, w których pracownicy nie zwracają należytej uwagi na występujące błędy. Kluczowym aspektem jest opracowanie takich narzędzi, które pozwolą nie tylko na uzyskanie wyniku dokładnego, ale również umożliwią ocenę występujących błędów. W dalszym ciągu często wykorzystywane są najprostsze podejścia, nierozwiązujące wszystkich problemów, a inne metody, które odznaczają się dużym stopniem skomplikowania, nie znajdują się w obrębie zainteresowania. Moja praca badawcza dotyczy właśnie tej dziedziny, czyli opracowania nowych, innowacyjnych metod kalibracyjnych umożliwiających skuteczne zbadanie i eliminację efektów interferencyjnych, co docelowo doprowadzi do uzyskiwania wyników o zwiększonej dokładności – na co zwraca uwagę naukowiec z UŚ.

W czym mogą pomóc niniejsze badania?

W ramach prowadzonych badań opracowane podejścia metodologiczne zostały z powodzeniem zastosowane w różnych dziedzinach pokrewnych. Jedna z metod została zaadaptowana do poprawy jakości wyników w farmakologii - do oznaczania neuroprzekaźników w próbkach płynu mózgowo-rdzeniowego pobranego od zwierząt laboratoryjnych. Kolejny obszar dotyczy monitorowania szkodliwych zanieczyszczeń środowiska na przykładzie wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych. Ponadto przeprowadzono badania dotyczące występowania bisfenoli w produktach żywnościowych. Analiza preparatów farmaceutycznych czy kontrola zafałszowań żywności również znajdują się w obrębie aktualnych zainteresowań badawczych. Jak można zauważyć, potencjał i użyteczność nowych metod jest ogromny i z całą pewnością może być dalej rozwijany i stosowany do coraz to nowszych zastosowań. Z tego względu należy zdawać sobie sprawę, jak dużą rolę odgrywa wysoka jakość uzyskiwanych wyników w różnych typach analiz chemicznych.

*Badania prowadzone w ramach grantu Miniatura 5 pt. Opracowanie innowacyjnej strategii kalibracji analitycznej umożliwiającej badanie efektów interferencyjnych i poprawę jakości wyników analitycznych (Narodowe Centrum Nauki) oraz dofinansowań Swoboda Badań I, Swoboda Badań III, Swoboda Badań w Mieście Nauki i Popularyzacja Nauki (Inicjatywa Doskonałości Badawczej, Uniwersytet Śląski w Katowicach).

Materiał przygotowany przez Uniwersytet Śląski.