Validazione dei metodi di titolazione

La produzione di prodotti di altissima qualità è un must, soprattutto nell'industria farmaceutica e alimentare. Ciò richiede metodi di analisi accurati, riproducibili e semplici che eliminino il più possibile gli errori umani. La titolazione automatizzata è una di queste soluzioni che offre ai laboratori un ulteriore risparmio di tempo e denaro.

Dopo aver applicato l'automazione a un metodo di titolazione, come si può garantire che anche il metodo scelto fornisca un risultato affidabile? E come fai a sapere che è adatto per l'analisi dei tuoi analiti? Questo richiede la convalida del metodo di una titolazione, che include la standardizzazione del titolante e la determinazione dell'accuratezza e della precisione, della linearità, e della specificità.

Capitolo Generale USP <1225> Convalida delle Procedure Compendiali e Guida ICH Q2(R1) Validazione delle procedure analitiche: il testo e la metodologia definiscono gli elementi di convalida – alcuni dei più importanti sono descritti nel seguente articolo.

Questi includono (clicca per andare a ciascuna sezione):

Standardizzazione

Errori di diluizione e pesatura nonché il costante invecchiamento di tutti i titolanti portano a variazioni nella concentrazione del titolante. Per ottenere risultati il più affidabili possibile, la concentrazione di titolante più accurata è un prerequisito. La standardizzazione del titolante è quindi parte integrante della validazione di un metodo di titolazione. Le procedure di standardizzazione per i vari titolanti sono descritte nella Sezione soluzione volumetrica di USP – NF così come nell'Application Bulletin Metrohm AB-206 per quanto riguarda la determinazione del titolo in potenziometria.

Download gratuito: AB-206 – Determinazione del titolo in potenziometria

Il titolante da utilizzare nella validazione deve essere prima standardizzato rispetto a uno standard primario o a un titolante pre-standardizzato. È importante che la fase di standardizzazione e la titolazione del campione vengano eseguite alla stessa temperatura.

Gli standard primari sono caratterizzati dalle seguenti proprietà:

elevata purezza e stabilità
bassa igroscopicità (per ridurre al minimo le variazioni di peso)
alto peso molecolare (per ridurre al minimo gli errori di pesatura)

L'uso di una sostanza standard (standard primario) consente di valutare l'accuratezza.

Per ulteriori informazioni sulla standardizzazione dei titolanti, consulta i nostri altri post del blog correlati:

Cosa considerare quando si standardizza il titolante

Determinazione del titolo nella titolazione di Karl Fischer

Accuratezza e precisione

L'accuratezza è definita come la prossimità del risultato al valore reale. Pertanto, fornisce informazioni sulla distorsione di un metodo in fase di convalida. L'accuratezza deve essere determinata sull'intero intervallo di concentrazione.

La precisione è solitamente espressa come deviazione standard (SD) o deviazione standard relativa (RSD). Esprime quanto bene i singoli risultati concordano all'interno di un'analisi di un campione omogeneo. In questo caso, è importante che vengano eseguite non solo l'analisi stessa, ma anche tutte le fasi di preparazione del campione indipendentemente per ogni analisi.

Figure 1. Solo quando sia la precisione che l'accuratezza sono elevate è possibile ottenere risultati corretti, poiché un'elevata precisione non significa necessariamente una buona accuratezza e viceversa.

La precisione è valutata in tre livelli:

Ripetibilità: la precisione raggiunta da un singolo analista per lo stesso campione in un breve periodo di tempo utilizzando la stessa attrezzatura per tutte le determinazioni.
Precisione intermedia: analisi dello stesso campione in giorni diversi, da parte di analisti diversi e con apparecchiature diverse, se possibile, all'interno dello stesso laboratorio.
Riproducibilità: precisione ottenuta analizzando lo stesso campione in laboratori diversi.

La determinazione dell'accuratezza e della precisione è necessaria, poiché solo la combinazione di entrambi i fattori garantisce risultati corretti (Figura 1).

Per la titolazione, la precisione e la ripetibilità sono generalmente determinate insieme. Si raccomandano almeno da due a tre determinazioni a tre diversi livelli di concentrazione (in totale da sei a nove determinazioni). Per i saggi, la raccomandazione è di utilizzare un intervallo di concentrazione dall'80% al 120% del peso campione previsto.

Figure 2. Curva di regressione lineare per il dosaggio del bicarbonato di potassio.

Linearità

La linearità esprime se un particolare metodo fornisce i risultati corretti nell'intervallo di concentrazione di interesse. Poiché la titolazione è un metodo assoluto, la linearità può solitamente essere determinata direttamente variando la dimensione del campione e quindi la concentrazione dell'analita.

Per determinare la linearità di un metodo di titolazione nell'intervallo di interesse, titolare almeno cinque diverse dimensioni del campione e tracciare una regressione lineare del volume del campione rispetto al volume di titolazione consumato (figura 2). Il coefficiente di determinazione (R²) viene utilizzato per valutare la linearità. La raccomandazione è di utilizzare un intervallo di concentrazione dall'80% al 120% del peso campione previsto.

Specificità

Impurità, eccipienti o prodotti di degradazione sono tra i molti componenti che possono essere presenti in un campione. La specificità è la capacità di valutare l'analita senza l'interferenza di questi altri componenti. Pertanto, è necessario dimostrare che la procedura analitica non è influenzata da tali composti. Questo è il caso quando o il punto di equivalenza (EP) trovato non viene spostato dalle impurità o dagli eccipienti aggiunti, oppure nel caso in cui venga spostato si può osservare un secondo EP corrispondente a questi componenti aggiunti quando si utilizza un sensore potenziometrico per l'indicazione .

La specificità può essere ottenuta utilizzando solventi adatti (p. es., titolazione non acquosa invece di titolazione acquosa per titolazione acido-base) o titolazione a un valore di pH adeguato (p. es., titolazione complessometrica del calcio a pH 12, dove il magnesio precipita come idrossido di magnesio) .

Come può essere implementato in pratica? La determinazione titrimetrica del bicarbonato di potassio con acido cloridrico servirà qui come esempio.

Maggiori dettagli nel nostro White Paper gratuito:

Raccomandazioni per la convalida dei metodi di titolazione

In questo caso, è previsto come impurità con valori di pk_b di 8,3 e 3,89. Ciò consente di separare le due specie durante la titolazione acido-base.La Figura 3 mostra il confronto di una sovrapposizione di curve delle curve di titolazione del bicarbonato di potassio con e senza carbonato di potassio aggiunto.

Figure 3. Sovrapposizione della curva del test di specificità utilizzando 1 g di KHCO3 con e senza 0,5 g di K2CO3 (verde e arancione = nessun K2CO3 aggiunto; blu e giallo = K2CO3 aggiunto). Clicca per ingrandire.

La curva di titolazione inferiore corrisponde alla soluzione contenente sia bicarbonato di potassio che carbonato di potassio. Qui si trovano due EP: il primo EP può essere assegnato al carbonato di potassio aggiunto, mentre il secondo corrisponde alla somma di bicarbonato di potassio e carbonato di potassio. La curva in alto nella figura mostra chiaramente un solo EP per la soluzione di bicarbonato di potassio senza impurità.

Scopri di più sul corretto riconoscimento degli endpoint nel nostro precedente post sul blog.

Riconoscimento degli endpoint (EP)

Conclusione

Se segui i consigli sopra, sarai pronto per la convalida del metodo di titolazione e ora è il momento di iniziare!

L'uso dell'autotitolazione potenziometrica invece della titolazione manuale aumenta la precisione e l'affidabilità dei risultati. Inoltre, l'uso di un autotitolatore garantisce il rispetto dei requisiti critici di conformità alle normative, come l'integrità dei dati. Maggiori informazioni nella nostra Application Note gratuita.

Application Note: Dosaggio di carbonato di potassio e bicarbonato di potassio – Determinazione affidabile e selettiva di entrambe le specie

Fin dall'inizio, i prodotti Metrohm offrono tranquillità e fiducia nella qualità dei dati prodotti con un QI/OQ adeguato.

Se desideri saperne di più sulla qualificazione degli strumenti analitici Metrohm, dai un'occhiata ai nostri due post sul blog dedicati a questo importante argomento.

Introduzione alla qualificazione degli strumenti analitici – Parte 1

Introduzione alla qualificazione degli strumenti analitici – Parte 2

Ulteriore sicurezza è fornita anche, ad esempio, da Metrohm Buret Calibration che garantisce che l'accuratezza e la precisione del dispositivo di dosaggio rientrino nelle tolleranze richieste. È quindi scontato un monitoraggio tracciabile delle prestazioni e del funzionamento dello strumento attraverso periodiche riqualificazioni e prove.

Flyer: Calibrazione della buretta Metrohm