Limite de deteção e limite de quantificação

O limite de deteção (LD) pode ser definido como a concentração mais baixa de analito que um método permite detetar com um determinado nível confiança. O limite de quantificação (LQ) é normalmente definido como a mais baixa concentração de analito detetada, em que o desempenho do método é aceitável para uma dada aplicação (Eurachem, 2014). A definição de desempenho aceitável não é consensual e em função da referência utilizada pode estar relacionada com a precisão e com a veracidade ou com a incerteza da medição (Shrivastava e Gupta 2011). O LD e o LQ são dois conceitos que apresentam definições diferentes consoante o contexto em que são utilizados e por isso é importante compreendê-los devidamente para evitar possíveis equívocos (Guia RELACRE 13, 2000; Guia RELACRE 3, 1996).

Usualmente o LD é estimado através da multiplicação por 3 do desvio padrão das determinações feitas em soluções branco, em que a concentração do analito é próxima de zero (branco). No entanto esta estimativa é apenas indicativa da concentração a partir da qual a deteção do analito pode ser considerada significativamente diferente de zero. Outros métodos podem ser utilizados para este cálculo se forem adequados à realidade de cada metodologia e de cada laboratório, como por exemplo através da utilização dos dados da curva de calibração (Currie, 1995).

Data Declive Ordenada na origem 01/04/2015 1231,90 10,43 08/04/2015 1211,87 18,91 10/04/2015 1213,25 8,46 15/04/2015 1232,48 7,54 21/04/2015 1120,24 2,21

O LQ é normalmente estimado pela multiplicação de um fator pelo desvio padrão das determinações feitas em soluções em que a concentração é próxima de zero. Para a União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC) o valor padrão desse fator é 10. No entanto o fator pode ser definido em função da concentração utilizada ou ter-se em consideração outras condições, como a estabilidade do desvio padrão das determinações de branco (Currie, 1995).

No LCA optou-se por considerar o LQ igual à concentração de analito do padrão de calibração de menor concentração. O LD é determinado a partir deste valor, considerando LD=LQ/3. O LD é validado a partir da análise de brancos, realizada ao longo de todos os dias de validação, que confirma que os valores de branco estão abaixo do valor do LD (Guia RELACRE 13, 2000; Guia RELACRE 3, 1996).

A determinação do LD e do LQ de um método é essencial para se conhecer a partir de que concentração é possível obter resultados fiáveis. Esta questão é mais pertinente quando se utilizam métodos para analisar amostras em que a quantidade de analito se apresenta em baixas concentrações. A reavaliação desses dois parâmetros deve ser realizada de forma sistemática, pois são suscetíveis de variações ao longo do tempo.

O LD para o método de quantificação de cálcio em águas de consumo por ICP-OES é de 0,13 mg/L, considerando o limite de quantificação de 0,4 mg/L, (igual à concentração do padrão mais baixo da reta de calibração). Para confirmar o LD foram efetuadas 82 leituras da solução branco em 5 dias diferentes (valores podem ser consultados no anexo II). Na figura 4 está representado um gráfico que contem os valores obtidos para os brancos (em concentração) e o valor do LD, representado por uma linha vermelha.

A análise da figura 4possibilita verificar a grande diferença entre os valores de branco e o valor do LD, bem como a reduzida dispersão dos valores das análises ao branco. Assim, tendo em conta os resultados obtidos comprova-se que o risco de detetar ruído é muito reduzido, prevenindo-se desta forma falsos positivos.

Ao estabelecer-se um LD de 0,13 mg/L para este método, o Decreto-Lei nº 306/2007 é cumprido, pois obriga que a determinação de cálcio em águas de consumo seja realizada por meio de métodos analíticos que tenham um LD igual ao inferior ao correspondente a 10% do valor máximo desejável para o cálcio, ou seja, 10 mg/L.

O limite de quantificação foi verificado através da análise de um padrão com a mesma concentração do que o padrão com concentração mais baixa (concentração que corresponde ao limite de quantificação), mas preparado de forma independente (PVLQ). Foram realizadas um total de 51 análises deste padrão ao longo dos 5 dias de validação, tendo sido calculado o respetivo erro de justeza (%) da seguinte forma:

𝐸𝑟𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑗𝑢𝑠𝑡𝑒𝑧𝑎 (%) =𝑉𝑂− 𝑉𝑟𝑒𝑎𝑙 𝑉𝑟𝑒𝑎𝑙

× 100 (𝐸𝑞. 2)

Onde,

Vo – Valor observado

Vreal – Valor real ou verdadeiro

Os valores das leituras e erros de justeza (%) podem ser consultados no Anexo II. Na figura 5 são representados graficamente (carta de controlo) os valores dos erros de justeza (%) do padrão de verificação do limite de quantificação (PVLQ). A linha verde é o valor da média das leituras de PVLQ, as linhas amarelas são os limites de aviso (média+2s), e as linhas vermelhas são os limites de rejeição (média+3s).

A análise da carta de controlo do PVLQ (Figura 5) permite concluir que existem alterações ao longo do tempo. Estas alterações correspondem a leituras de padrões diferentes, uma vez que em cada dia foi usado um padrão preparado de novo e condições operacionais diferentes. As condições operacionais são diferentes, porque em cada dia o equipamento apresenta características diferentes, tais como a sensibilidade ou a temperatura. Outra das conclusões que se pode retirar da carta de controlo é que todas as determinações de Ca no PVLQ obtiveram um erro de justeza compreendido entre os -10 e 10%, conforme estabelecido no LCA.

Tendo em consideração o que foi mencionado anteriormente e que o Decreto-Lei nº 306/2007 indica que a análise de cálcio em águas de consumo seja realizada com métodos com um erro máximo de veracidade de 10%, considera-se como máximo aceitável de erro de justeza para o limite de quantificação deste método o valor de 10%.

II.2.2.4. Seletividade

A seletividade de um método é a medida da capacidade de determinar a quantidade de um analito específico em matrizes com um comportamento semelhante (Chem. Pure Appl., 2001). A quantificação de um analito nunca é direta, pois as medições são executadas através de uma propriedade. Um exemplo é uma metodologia que determina a luz absorvida, que por sua vez está relacionada com o composto que se pretende quantificar. Assim, para salvaguardar a seletividade de um método, tem que se garantir que

Figura 5 – Carta de controlo para o PVLQ do Ca quantificado por ICP-OES, onde m e s são a média e o desvio padrão, respetivamente.

a propriedade utilizada se deve somente à presença do analito. Se houver agentes físicos ou químicos com a capacidade de intervir nessa propriedade, a seletividade é reduzida, o que irá originar erros de justeza. Em termos de seletividade é relevante definir adequadamente o analito a quantificar, uma vez que este pode estar sob diferentes formas. Por exemplo, conhecer se o analito está complexado ou livre, ou se apresenta diferentes estados de oxidação poderá significar ter resultados com erros de justeza. Contudo, as interferências podem ser estimadas com recurso a brancos (amostras sem a presença do analito) ou com a utilização de amostras em que se conhece bem a quantidade do composto a determinar (por exemplo, amostras em que o analito foi quantificado por métodos de referência) (Eurachem, 2014).

A seletividade no método quantificação de Ca em água de consumo por ICP-OES, foi avaliada através do estudo da possibilidade da existência de interferências espectrais provenientes do elemento ferro (Fe). O ferro foi estudado porque segundo o Inductively

Coupled Plasma – Atomic Emission Spectroscopy, An Atlas of Spectral Information este

elemento pode causar interferências, uma vez que o ferro (Fe) emite alguma radiação com o mesmo comprimento de onda em que o presente método opera, 422,673 nm (risca mais adequada para quantificar o Ca). Na decisão da realização deste estudo, também foi tido em conta o fato do ferro ser um elemento presente com frequência e em quantidades elevadas na matriz água de consumo.

Para este estudo de interferências foram analisados três padrões de ferro monoelementares de diferentes concentrações, com base no valor paramétrico estipulado no Decreto-Lei nº 306/2007. As concentrações de ferro selecionadas foram: 100 µg/L, metade do valor paramétrico; 200 µg/L, o valor paramétrico e 400 µg/L, duas vezes o valor paramétrico. Desta forma, garantiu-se que o estudo da influência do elemento ferro tenha sido efetuado em soluções com concentrações próximas das encontradas em amostras reais. O estudo foi realizado através da análise de 10 leituras de cada padrão em três dias diferentes.

Para todas as leituras efetuadas, obtiveram-se resultados abaixo do limite de deteção do método (Anexo II), concluindo-se que neste método o Fe até 400 µg/L não provoca interferência espectral na quantificação de Ca.