¿POR QUE VALIDAR MÉTODOS ANALÍTICOS? Por QFB Martha Elena Hirata Polanco
Hoy en día los laboratorios deben demostrar que sus métodos analíticos proporcionan resultados fiables y adecuados para su finalidad y propósito perseguido ya que muchas de las decisiones que se toman están basados en la información que estos datos proporcionan. La validación de las metodologías, junto a otras actividades englobadas en el control del aseguramiento de la calidad, permite demostrar a los laboratorios que sus métodos analíticos proporcionan res res ultados fiables.
V alidar alidar un mé todo consiste consiste en verificar y documentar su validez, esto es, s u adecuación adecuación a uno unos s determinados requisitos, previamente establecidos por el usuario para poder resolver un problema analítico particular. Estos requisitos son los que definen los parámetros o criterios de calidad que debe poseer un método a utilizar para resolver el problema analítico. La figura 1 muestra que estos criterios de calidad pueden ser de tipo estadístico o bien de tipo operativo / económico. Tipo estadístico
Tipo operativo/económico operativo/económico
Exactitud, Rastreabilidad
Inversión
Precisión, Incertidumbre
Mantenimiento Mantenimiento
Reproducibilidad
Rapidez
Especificidad
Facilidad de uso
Selectividad
Simplicidad
Límite Límite de d etección etección Límite de cuantificación Robustez Figura 1.1. Parámetros de calidad de un mé todo analítico. analítico. Según la norma ISO/IEC 17025,’ los laboratorios deben validar todos los métodos que se utilicen en el laboratorio, tanto los desarrollados por ellos mismos como aquellos procedentes de fuentes bibliográficas o desarrollados por otros laboratorios. Además, también es necesario que el laboratorio valide los métodos de referencia aunque, en este caso, no es necesario que el laboratorio realice una validación completa. Asimismo, el laboratorio debe validar todo el procedimiento* analítico teniendo en cuenta el intervalo de concentraciones y de matrices de las muestras de rutina. rutina. Los criterios c riterios de calidad que al menos menos deben verificarse son la exactitud, exactitud, la precisi prec isión ón y la la incertidumbre de los resultados obtenidos con el métod métod o ya que, de esta forma, se obtienen resultad res ultados os rastreables y compara co mparables. bles.
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El procedimiento analítico es el resultado de la adaptación de un método analítico, disponible en la bibliografía para determinar un analito, al análisis de muestras caracterizadas por la naturalez naturaleza a d e la matriz. matriz. Para la industria farmacéutica una de las características más importantes de toda empresa es la calidad de sus productos, ya que de ésta dependerán tanto el prestigio como el desarrollo económico y el crecimiento de la misma. Atendiendo a esta necesidad se han venido formulando diferentes programas y parámetros por varias instituciones para lograr el aseguramiento de la calidad de los distintos productos. productos.
E ntre ntre las agencias reguladoras reguladoras más importantes importantes se tiene a nivel internacional la Food and Drug Administration (FDA) y la International Conference on Harmonization (ICH), a través de las Good Manufacturing Manufacturing Practices (GMP´s) y Good Laborat Labo ratory ory Practices (GLP´s). Así pues, una de las herramientas con las que se cuenta para asegurar la calidad de los productos y procedimientos procedimientos es la validación validación de los mismos, mismos, por lo c ual, la adopc adopc ión de un nuevo método analítico debe estar soportado por suficientes datos de laboratorio y una validación bien documentada, que cumpla con los requisitos establecidos en México por la Secretaria de Salud y las instituciones internacionales como la FDA, el ICH.
Por este motivo es necesario el uso de la estadística, puesto que la necesidad de soportar el proceso de validación exige el tratamiento estadístico para el manejo y análisis de los datos permitiendo juicios con criterio que llevan a una correcta evaluación. evaluación. El uso de estadística (descriptiva e inferencial) asociada a un estudio de variabilidad de métodos analíticos, fue reportado en la literatura desde 1946. Posteriormente Youden publicó en 1975 un Manual Estadístico en la Asociación de Químico Analistas Oficiales (A.O.A.C.) en el cual se reportaron las bases de la validación de métodos. En 1978 la Asociación Química de la Sociedad A mericana mericana para el Control de Calidad una descripción de diseños y p rocedimientos rocedimientos evaluativos, así como de talles talles para p ara las las pruebas p ruebas de tolerancia de métodos analíticos. Para hablar de validación, es necesario conocer su significado. La validación de un método
analítico es el proceso mediante el cual se establece por medio de estudios de laboratorio que las características representativas del método analítico cumplen con las especificaciones especificaciones para su a plicación plicación. La validación debe ser tan exhaustiva como sea necesario para responder a las necesidades de la aplicación en cuestión. La validación puede incluir procedimientos para el muestreo, manejo y transporte transporte de muestras. El laboratori labo ratorio o deberá d eberá validar:
métodos no estandarizados
métodos diseña dise ñados dos o desarrollados desarrollados internamente internamente
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métodos estandarizados usados fuera del de l alcance p ropuesto ropuesto
ampliaciones o modificaciones de métodos es tandarizados tandarizados
(cuando se realizan algunos cambios en los métodos no estandarizados ya validados, se debe documentar la influencia de tales cambios y, si es necesario, se debe efectuar una nueva validación)
La validación incluye:
la especificación de los requisitos
la determinación determinació n de las características de los métodos métodos
una verificación de que se p ueden cumplir los requisitos al usar el mé todo
una declaración de su validez
La técnica para determinar el funcionamiento de un método puede ser una de las siguientes o su combinación:
calibración con el uso de no rmas rmas o materia mate riales les de d e referencia
comparación de resultados obtenidos obtenidos por po r otro otro (s) método(s)
comparaciones entre labo rato rato rios
evaluación sistemática de los factores q ue influyen en e n los resultados
evaluación de la incertidumbre de los resultados basados en el conocimiento científico de los principios teóricos del mé todo y la experiencia práctica.
E l laboratorio laboratorio deberá debe rá registrar reg istrar::
los resultados resultados ob tenidos tenidos
el procedimiento usado para la validación, y
una declaración acerca de que el mé todo se ajusta ajus ta al uso propuesto
Para las necesidades de los clientes deben ser relevantes el intervalo y la exactitud de los valores que se pued p ueden en obtener de los métodos validados, validados, como co mo son:
la incertidumbre de los res ultados ultados
límite de detección
selectividad del método
linealidad
límite de repetibilid repetibilid ad y reproducibilidad
robustez contra influencias e xte xte rnas rnas
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sensibilidad cruzada contra inte interferencias rferencias de la matriz de la mues tra
Conforme avance el desarrollo del método, se deben llevar a cabo revisiones regulares para verificar que se siguen cumpliendo las necesidades del cliente. Cualquier cambio en los requisitos que necesiten modificaciones en el plan de desarrollo debe ser aprobado y autorizado.
Validación de métodos normalizados Si bien la norma ISO/IEC 17025 no requiere la validación de los métodos normalizados aplicados en un laboratorio específico, sí establece que se deberán obtener datos sobre el rendimiento de su propio uso, es decir que siempre resulta apropiado contar con algún grado de validación, validació n, inc inc luso cuando cuando se utilicen métodos normalizados. normalizados. Con frecuencia se asume que los métodos normalizados se pueden aplicar directamente y que se alcanzará alcanzarán n los niveles niveles de rendimiento publica public ados por qui q uienquiera enquiera que utilice el método, método, pero este est e no es un sup ues ues to seguro. Se debe al menos practic practicar ar con el método a través de un proceso de capacitació capacitació n para alcanzar alcanzar una c ompetencia aceptable. Para métodos normalizados debe verificarse si la información existente sobre su validación es adecuada para el propósito requerido y si el laboratorio es capaz de alcanzar el nivel de rendimiento que se reporta como posible. Ante los cambios de analista es mas relevante controlar el rendimiento del analista respecto a lo que se requiere y no según la información publicada en el mé todo, aunque aunque siempre s iempre es posible pos ible al menos verificar dicha información. De acuerdo con lo anterior, un método debe validarse validarse c uan uando: do:
sea necesario verificar que los parámetros de rendimiento son adecuados para usarlos en un problema analítico específico
se incorporen mejoras en e n el método
se amplíe el alcance del de l método para nuevas matrice matrice s
el control de calidad indique que el método está cambiando con el tiempo
el método se use e n un laboratorio laboratorio diferen te o con diferentes analistas o instrumentos
Parámetros Parámetros de validación validación de un método A continuación se hace una breve descripción de los parámetros que permiten evaluar el rendimiento de un método y se hace una indicación de qué se puede analizar para evaluar cada parámetro.
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Co nfirmación de identificación, selectividad y especificidad La identidad se establece cuando la señal producida en la etapa de medición puede ser atribuida únicame únicamente nte al analito y no no a la presencia de algo algo similar o la coin co incidencia. cidencia.
La
selectividad y la especificidad evalúan la confiabilidad de las mediciones ante la presencia de interferencias; la segunda se considera por lo general general como un 100% de selectividad. Las interferencias pueden disminuir disminuir o aumentar aume ntar la señal atribuida al analito. Estos parámetros no requieren mayor validación cuando se utilizan procedimientos normalizados para una matriz específica, puesto que el trabajo ya lo han adelantado quienes desarrollaron y validaron el método. En estos casos se deben tener muy en cuenta las especificaciones sobre posibles interferencias y la manera de suprimirlas, si existen. Sin embargo, el laboratorio debe considerar el estudio de las interferencias en la validación si las matrices de las muestras que analiza son muy variadas y si en alguna de ellas los interferentes se encuentran en niveles muy altos que pueden no ser suprimidos por los procesos recomendados. Este sería un caso de ampliación del alcance del método para nuevas matrices. La selectividad de un método se estudia adicionando de manera deliberada a una muestra las interferencias que se crea cre a tengan tengan mayor probabilidad de estar presentes en las m uestras. Si no se conoce a ciencia cierta la existencia o no de interferencias, se puede valorar la selectividad del método por comparación con la aplicación de otro método. La selectividad también puede estar afectada por la existencia del analito en una muestra en más de una forma, como libre o enlazado, o en diferentes d iferentes es es tados tados de oxidación. Límite de detección Se debe saber cuál es la mínima concentración del analito que se puede detectar confiablemente cuando se aplica un método para el análisis de una muestra, aunque no existe un acuerdo universal sobre la terminología y existen varios criterios para su cuantificación. En algunos casos es suficiente brindar una indicación del nivel en el que la detección se torna menos confiable (promedio de lectura de blancos del método más tres veces su desviación estándar), pero resulta conveniente aplicar una metodología más exacta; en cualquier caso se recomienda informar el mecanismo me canismo seleccionado Límite de cuantificación El LC es la mínima concentración de analito que se puede determinar con un nivel aceptable de precisión (repetibilidad) y exactitud. exactitud. Varias convenciones lo definen def inen como como la concentración concentración de analito correspondiente al valor del blanco más 5, 6 ó 10 desviaciones estándar de la media de blancos. Ninguno de los dos límites representan niveles en los que la cuantificación es imposible; es simplemente una región en que la magnitud de las incertidumbres asociadas es de valor semejante al resultado real. El límite de cuantificación no se debe determinar por extrapolación por debajo del menor estándar e stándar analizado. analizado.
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Intervalo de trabajo e intervalo intervalo lineal line al
Se debe determinar el intervalo de concentraciones de analito dentro del cual se puede aplicar el método; esto se refiere a las concentraciones efectivamente medidas y no a las muestras originales. En el extremo inferior del intervalo de concentraciones el factor limitante es el valor del límite de detección; en el extremo superior el alcance depende de la respuesta del instrumento o de condiciones condiciones analíticas es tablecidas tablecidas como óptimas. Dentro del intervalo de trabajo puede existir un rango de respuesta lineal (intervalo lineal); los cálculos de regresión por si solos pueden ser insuficientes para establecer la linealidad; se debe complementar con una inspección visual de la línea y los residuos. En general los controles de linealidad requieren efectuarse con al menos 10 concentraciones o valores diferentes. La evaluación del intervalo de trabajo y del intervalo lineal permiten definir qué grado de calibración se requerirá al usar el método; en el intervalo lineal puede ser suficiente un punto de calibración para establecer establecer la pendiente de la línea de calibración. En el resto del intervalo intervalo de trabajo será necesaria la calibración en múltiples puntos, preferiblemente más de seis. La respuesta del instrumento a la concentración no tiene que ser perfectamente lineal para que el método sea eficaz, pero la curva debe ser repetible cotidianamente. El intervalo de trabajo y el intervalo lineal pueden ser diferentes para matrices diferentes según el efecto de las interferencias que aporte la matriz. Exactitud (y sesgo) La exactitud, que es la cercanía de un resultado al valor verdadero, se evalúa en la validación por comparación con los valores de referencia de un material caracterizado (material de referencia, MR), o con valores tomados de otro método caracterizado. Los valores de referencia deberían ser trazables a las normas internacionales; los materiales de referencia certificados (MRC) generalmente se ac ac eptan como trazables. trazables. Es ideal que el MR sea de matriz natural lo más similar posible a las las muestras de inte inte rés. En caso contrario contrario los MR pueden ser:
preparados por adiciones de MRC puro u otros de pureza y estabilidad adecuadas a muestras típicas, o
muestras típicas bien caracterizadas, controladas para verificar su estabilidad y pasadas por un proceso interno de co ntro ntro l de calidad.
Usualmente la aplicación de un método involucra un sesgo combinado: el sesgo del método que surge de errores sistemáticos inherentes a él (sin importar el laboratorio que aplica el método), y el sesgo del laboratorio que surge de errores sistemáticos característicos del laboratorio. El sesgo obtenido en una validación debe compararse con el sesgo reportado para el método y el obtenido por varios laboratorios que utilicen el mismo mé todo
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Precisión Las dos medidas más comunes de la precisión, que generalmente se define en términos de la desviación estándar o el coeficiente de variación (desviación estándar relativa) son la repetibilidad y la reproducibilidad. reproducibilidad. La repetibilidad, que que es la precisión más pequeña pequeña esperada, da una idea de la variabilidad variabilidad que se espera cuan c uando do un método es aplicado por un solo ana analista lista en un equipo durante un periodo corto (análisis por duplicado). En el otro extremo, la reproducibilidad, que representa la variabilidad que se obtiene cuando una muestra es analizada por varios laboratorios tiene un valor más amplio. La precisión intermedia y más útil en casos específicos se obtiene cuando se evalúa la reproducibilidad entre analistas en un mismo laboratorio. La repetibilidad y la reproducibilidad generalmente dependen de la concentración del analito y por lo tanto se deben determinar para diferentes concentraciones, estableciendo, cuando sea relevante, la relación entr e ntre e la co ncentración ncentración y el coeficiente de variación. A partir de las desviaciones estándar de repetibilidad (sr) y reproducibilidad (sR) se pueden calcular los límites de repetibilidad, r, y de reproducibilidad, R, que permiten al analista saber si la diferencia entr e ntre e análisis anális is duplicados es significativa, en las respectivas condiciones. Incertidumbre de medición La incertidumbre incertidumbre de medició medició n es un parámetro simple que expresa el rango de valores valores posible posib les s sobre la base del resultado de la medición; su estimación por procedimientos adecuados toma en cuenta todos los efectos reconocidos que afectan el resultado. La estimación de la incertidumbre de un método debe tomar en cuenta la precisión general de largo plazo, el sesgo, la incertidumbre del MR, la incertidumbre de calibración, y cualquier otro efecto sig nificativo, nificativo, como pueden ser la temperatura o tiemp o de análisis, si aplican. aplica n. Sensibilidad La sensibilidad es el gradiente de la curva de respuesta, o lo que es lo mismo, el cambio en la señal correspondiente a un cambio de concentración de analito. Para el intervalo lineal de un método, la sensibilidad corresponde a la pendiente de la recta de calibración, y es un parámetro objeto obje to de seguimiento cuando se efectúan calibraciones rutinarias. Robustez Es una medida de qué tan bien responde un método analítico ante una implementación no tan perfecta, ya que si ciertas etapas del método no se implementan con el suficiente cuidado, tendrán un efecto severo sobre la efectividad del método. Generalmente este parámetro aplica para métodos desarrollados por el labo ratorio, ratorio, e n los cuales se realizan realizan variaciones deliberadas en el método y se cuantifica el efecto en el rendimiento, antes de entrar en estudios de colaboración.
Por lo tanto tanto es una variable variable que q ue no necesariamente necesariamente debe ser objeto de la
validación cuan c uando do se utilizan métodos normal no rmalizados. izados.
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Tolerancia Se deben establecer aquellos factores ajenos al método como diferentes equipos, lotes de reactivos, columnas, etc., que se puedan presentar al reproducir el método en otras condiciones de uso. Estabilidad analítica de la mues tra Propiedad de una muestra, preparada para su cuantificación, de conservar su integridad fisoquímica y la concentración del analito, después de almacenarse durante un tiempo determinado bajo condiciones específicas. Así pues, la evaluación o no de los parámetros arriba mencionados dependerá del tipo de información que se requiera obtener de dicha validación, es decir del objetivo perseguido, con base a esto los procedimientos de ensayo se han clasificado en general como lo marca la Farmacopea de los Estados Unidos (USP) en las s iguientes categorías :
Categoría I . Métodos analíticos para la cuantificación de los principales componentes de fármacos o de principios activos en productos farmacéuticos terminados. Categoría II . Métodos analíticos para la determinación de impurezas en fármacos o productos de degradación degradación en el producto producto farmacéutico farmacéutico terminado incluyendo ensayos ensayos cuantitativos y pruebas límite. Categoría III . Métodos analíticos para la determinación de las características de comportamiento comportamiento del producto o desempeño. d esempeño. Categoría IV: Métodos analíticos para la determinación de las características de identificación.
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CFR 21 Parte 58, 210 y 211
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