Как валидировать методы титрования

Производство продукции высочайшего качества является обязательным, особенно в фармацевтической и пищевой промышленности. Нужны точные, воспроизводимые и простые методы анализа, максимально исключающие человеческие ошибки. Автоматизированное титрование — одно из таких решений, позволяющее лабораториям сэкономить время и деньги.

Как вы можете гарантировать, что автоматизация выбранного метода титрования также дает надежный результат? И как узнать, подходит ли метод для анализа вашего аналита(ов)? Для этого требуется валидация метода титрования, которая включает стандартизацию титранта, определение точности и прецизионности, линейности и специфичности.

Общая глава USP <1225> Validation of Compendial Procedures and ICH Guidance Q2(R1) Validation of Analytical Procedures: Text and Methodology определяет элементы валидации — наиболее важные из них описаны в следующей статье.

К ним относятся (нажмите, чтобы перейти непосредственно к каждому разделу):

Стандартизация

Ошибки разбавления и взвешивания, а также постоянное снижения качества титрантов приводят к изменению их концентрации. Для получения максимально надежных результатов необходима наиболее точная концентрация титранта. Стандартизация титранта является неотъемлемой частью валидации метода титрования. Процедуры стандартизации для различных титрантов описаны в разделе «Волюметрический раствор» USP – NF, а также в бесплатной методике AB-206 ниже, где мы рассказываем про определение титра потенциометрическим методом.

AB-206 – Определение титра в потенциометрии

Титрант для валидации, должен быть сначала стандартизирован по первичному или предварительно стандартизованному титранту. Важно, чтобы этап стандартизации и титрование образца проводились при одной и той же температуре.

Первичные эталоны характеризуются следующими свойствами:

высокая чистота и стабильность
низкая гигроскопичность (для минимизации изменений веса)
высокая молекулярная масса (чтобы свести к минимуму ошибки взвешивания)

Использование стандартного вещества (первичного стандарта) позволяет оценить точность.

Для получения дополнительной информации о стандартизации титранта ознакомьтесь с другими статьями в нашем блоге:

Что следует учитывать при стандартизации титранта

Определение титра титрованием по Карлу Фишеру

Точность и прецизионность

Прецизионность определяется как близость результата к истинному значению. Она предоставляет информацию о систематической ошибке проверяемого метода. Её следует определять во всем диапазоне концентраций.

Точность обычно выражается как стандартное отклонение (СО) или относительное стандартное отклонение (ОСО). Она показывает, насколько хорошо согласуются отдельные результаты при анализе однородной пробы. Здесь важно, чтобы не только сам анализ, но и все этапы пробоподготовки выполнялись независимо для каждого анализа.

Рисунок 1. Правильные результаты могут быть получены только тогда, когда точность и корректность высоки, поскольку высокая точность не всегда означает повторяемость, и наоборот.

Точность оценивается по трем уровням:

Повторяемость: точность, достигаемая одним лаборантом для одного и того же образца за короткий период времени с использованием одного и того же оборудования для всех определений.
Промежуточная точность: анализ одного образца в разные дни, разными лаборантами и с использованием разного оборудования, по возможности, в одной лаборатории.
Воспроизводимость: точность, полученная при анализе одного и того же образца в разных лабораториях.

Необходимо определение как точности, так и прецизионности, поскольку только сочетание обоих факторов обеспечивает правильные результаты (Рисунок 1).

Для титрования точность и прецизионность обычно определяются вместе. Рекомендуется не менее двух-трех определений при трех различных уровнях концентрации (всего от шести до девяти определений). Для анализов рекомендуется использовать диапазон концентраций от 80% до 120% от предполагаемой массы образца.

Рисунок 2. Кривая линейной регрессии для анализа бикарбоната калия.

Линейность

Линейность показывает, дает ли конкретный метод правильные результаты в интересующем диапазоне концентраций. Поскольку титрование является абсолютным методом, линейность можно определить напрямую, изменяя размер образца и, таким образом, концентрацию анализируемого вещества.

Чтобы определить линейность метода титрования в интересующем диапазоне, выполните титрование не менее пяти различных объемов и постройте линейную регрессию объема образца в зависимости от израсходованного объема титрования (Рис. 2). Коэффициент детерминации (R²) используется для оценки линейности. Рекомендуется использовать диапазон концентраций от 80% до 120% от предполагаемой массы образца.

Специфичность

Примеси, вспомогательные вещества или продукты разложения входят в число многих компонентов, которые могут присутствовать в образце. Специфичность — это способность оценивать аналит без вмешательства других компонентов. Следовательно, необходимо продемонстрировать, что такие соединения не влияют на аналитическую процедуру. Это тот случай, когда либо найденная точка эквивалентности (ТЭ) не смещена добавленными примесями или вспомогательными веществами, либо в случае ее сдвига можно наблюдать вторую ЭТ, соответствующую этим добавленным компонентам, при использовании для индикации потенциометрического электрода.

Специфичность может быть достигнута за счет использования подходящих растворителей (например, неводного титрования вместо водного титрования для кислотно-щелочного титрования) или титрования при подходящем значении pH (например, комплексометрическое титрование кальция при pH 12, при котором магний осаждается в виде гидроксида магния). .

Как это можно реализовать на практике? Примером здесь может служить титрование бикарбоната калия с соляной кислотой.

Более подробную информацию можно найти в нашем бесплатном документе:

В этом случае в качестве примеси ожидается карбонат калия со значениями pk_b 8,3 и 3,89. Это позволяет разделить два вещества во время кислотно-щелочного титрования. На Рис. 3 показано сравнение наложения кривых титрования бикарбоната калия с добавлением и без добавления карбоната калия.

Рисунок 3. Наложение кривой теста на специфичность с использованием 1 г бикарбоната калия с 0,5 г карбоната калия и без него (зеленый и оранжевый = карбонат калия не добавлен; синий и желтый = добавлен карбонат калия).

Нижняя кривая титрования соответствует раствору, содержащему как бикарбонат калия, так и карбонат калия. Здесь обнаружены две ТЭ: первая может быть отнесена к добавленному карбонату калия, а вторая соответствует сумме бикарбоната калия и карбоната калия. Кривая в верхней части рисунка четко показывает только одну ТЭ для раствора бикарбоната калия без примесей.

В статье ниже мы рассказываем о правильном распознавании конечных точек.

Распознавание конечных точек (КТ)

Заключение

Если вы будете следовать приведенным выше рекомендациям, вы будете готовы к валидации метода титрования, а теперь пора начинать!

Использование потенциометрического автоматического титрования вместо ручного повышает точность и надежность результатов. Использование автоматического титратора обеспечивает соблюдение важнейших нормативных требований, например, целостности данных. Подробнее читайте в наших бесплатных методиках по применению.

Application Note: Примечание по применению: анализ карбоната калия и бикарбоната калия — надежное и селективное определение

С самого начала работы приборы Metrohm дарят вам спокойствие и уверенность в качестве данных, которые вы получаете с надлежащим IQ/OQ.

Если вы хотите узнать больше о квалификации аналитических приборов Metrohm, ознакомьтесь с двумя статьями в нашем блоге. Мы рассказываем об этой важной теме.

Введение в квалификацию аналитических приборов – Часть 1

Введение в квалификацию аналитических приборов – Часть 2

Дополнительную безопасность также обеспечивает Metrohm Buret Calibration, которая гарантирует, что точность вашего дозирующего устройства (бюретки) находится в допустимых пределах. Поэтому мониторинг производительности и функционирования прибора с регулярными повторными квалификациями и испытаниями – это аксиома.

Флаер: Калибровка бюретки Metrohm