Nei metodi EPA SW-846, la gestione dei controlli MS – Matrix Spike e MSD – Matrix Spike Duplicate è uno degli strumenti più utili per capire se la matrice reale del campione sta influenzando il risultato analitico.
MS e MSD non sono semplicemente “due campioni fortificati”: permettono di valutare il recupero nella matrice reale e la precisione ottenibile sulla stessa matrice. È quindi fondamentale distinguerli da LCS, LCSD, duplicati del campione e controlli di taratura.
MS e MSD: cosa stiamo realmente controllando?
Il concetto chiave è semplice: l’LCS controlla il processo analitico in una matrice controllata; l’MS/MSD valuta il comportamento del metodo nella matrice reale del campione.
Un Laboratory Control Sample (LCS) consente di verificare che preparazione e analisi funzionino correttamente in condizioni controllate. Il Matrix Spike, invece, deriva da un campione reale: se l’LCS è conforme ma il recupero dell’MS è anomalo, deve essere valutata la possibilità di un effetto matrice.
Come deve essere preparata una coppia MS/MSD?
Si parte dallo stesso campione originale. In pratica si dispongono normalmente:
- un’aliquota del campione tal quale;
- una seconda aliquota fortificata: MS;
- una terza aliquota fortificata allo stesso livello: MSD.
MS e MSD devono attraversare, quando previsto dal metodo, le stesse fasi di preparazione del campione: digestione o estrazione, eventuale cleanup, diluizione e determinazione strumentale. Aggiungere lo spike soltanto alla soluzione già pronta per l’analisi non consente di valutare l’intero processo quando il metodo richiede che il controllo comprenda anche le fasi di preparazione.
Quanto deve essere alto lo spike?
La scelta del livello di fortificazione è essenziale. Uno spike troppo basso può essere mascherato dalla concentrazione già presente nel campione; uno spike eccessivamente alto può invece fornire recuperi apparentemente ottimali senza rappresentare bene le condizioni analitiche di interesse.
La EPA Method 8000D fornisce indicazioni per selezionare livelli coerenti con gli obiettivi del progetto, con eventuali limiti decisionali e con la concentrazione naturale dell’analita. Quando il contenuto nativo è elevato rispetto alla quantità aggiunta, la recovery dell’MS/MSD può diventare poco significativa.
Il livello di spike deve quindi essere definito e giustificato, non scelto automaticamente.
Calcolo della recovery
La percentuale di recupero del Matrix Spike può essere espressa come:
Recovery (%) = [(Cs − Cu) / Cn] × 100
dove:
- Cs = concentrazione misurata nell’aliquota fortificata;
- Cu = concentrazione misurata nel campione non fortificato;
- Cn = incremento teorico di concentrazione dovuto allo spike.
Un errore frequente consiste nel valutare il risultato dell’MS senza sottrarre correttamente il contributo già presente nel campione.
MSD e precisione: il ruolo dell’RPD
La coppia MS/MSD consente anche di valutare la precisione mediante il Relative Percent Difference (RPD):
RPD (%) = |C₁ − C₂| / [(C₁ + C₂)/2] × 100
La EPA Method 8000D indica di calcolare l’RPD utilizzando le concentrazioni misurate nelle due aliquote fortificate, non confrontando semplicemente le due percentuali di recovery.
È inoltre importante che MS e MSD siano preparati a partire da aliquote il più possibile confrontabili. Masse o volumi molto differenti possono introdurre variabilità aggiuntiva e rendere meno rappresentativo il confronto.
MS/MSD oppure Matrix Spike + duplicato?
Non sempre la configurazione deve essere necessariamente campione + MS + MSD. In funzione dello specifico metodo, della matrice e degli obiettivi del progetto, può essere previsto o appropriato utilizzare:
- campione + MS + MSD, oppure
- campione + Matrix Spike + duplicato non fortificato.
Quando gli analiti target non sono normalmente presenti a concentrazioni misurabili, la coppia MS/MSD permette di disporre di due risultati positivi sui quali valutare la precisione. Quando invece gli analiti sono già presenti a concentrazioni significative, può risultare utile il confronto con un duplicato del campione non fortificato.
Quanti MS/MSD bisogna eseguire?
È importante evitare una regola unica applicata indiscriminatamente a tutti i metodi EPA.
La Method 8000D fornisce criteri generali di controllo qualità, ma la frequenza deve sempre essere verificata nello specifico metodo applicato, nel piano di campionamento/analisi e negli eventuali requisiti del progetto. In molti contesti SW-846 viene utilizzata una coppia MS/MSD, o una combinazione Matrix Spike + duplicato, per batch di preparazione fino a 20 campioni della stessa matrice, salvo indicazioni differenti.
Scrivere semplicemente in procedura “un MS/MSD ogni 20 campioni” senza verificare il metodo specifico può quindi essere insufficiente.
Cosa fare quando MS o MSD non rientrano nei limiti?
Un risultato fuori limite non dovrebbe portare automaticamente all’invalidazione dell’intero batch. È necessario interpretare il dato nel contesto dell’intero sistema di controllo qualità.
- verificare la concentrazione naturale dell’analita nel campione;
- valutare il rapporto tra concentrazione nativa e quantità aggiunta con lo spike;
- controllare la recovery dell’LCS;
- verificare eventuali surrogate recovery e gli altri QC della sequenza;
- controllare preparazione, estrazione, cleanup e diluizioni;
- valutare separatamente recovery di MS e MSD e relativo RPD;
- stabilire se l’anomalia è riconducibile al processo analitico o appare specifica della matrice;
- documentare la valutazione e l’eventuale qualificazione del risultato.
Se l’LCS è conforme e l’MS non è conforme, l’indagine deve considerare con particolare attenzione l’effetto della matrice. Se anche l’LCS presenta problemi, l’attenzione deve invece estendersi all’intero processo analitico.
Attenzione ai limiti di accettabilità
Non esiste un unico intervallo universale di accettabilità applicabile indistintamente a tutti gli MS/MSD dei metodi EPA.
I criteri possono derivare dallo specifico metodo, dal progetto, dai dati prestazionali o dai dati storici del laboratorio. La Method 8000D incoraggia l’utilizzo di dati interni di precisione e bias specifici per matrice e il loro monitoraggio nel tempo.
Una gestione evoluta dell’MS/MSD non dovrebbe quindi fermarsi alla logica “OK/KO”, ma utilizzare i risultati per costruire una conoscenza statistica del comportamento del metodo sulle diverse matrici.
Un MS/MSD non è soltanto “OK” o “KO”
Una corretta gestione dei Matrix Spike e Matrix Spike Duplicate dovrebbe permettere al laboratorio di rispondere ad almeno tre domande:
Il processo analitico funziona correttamente?
Lo verifichiamo soprattutto tramite LCS e gli altri controlli di processo.
La specifica matrice influenza la misura?
Lo valutiamo tramite Matrix Spike.
Il risultato è sufficientemente preciso sulla stessa matrice?
Lo valutiamo tramite MSD o duplicato e relativo RPD.
È questa lettura combinata che trasforma MS/MSD da semplice adempimento procedurale a un vero strumento di controllo qualità del dato analitico.
Riferimenti tecnici
Nota: i requisiti specifici del singolo metodo EPA e del progetto devono sempre essere verificati nella versione applicabile del metodo e nella documentazione contrattuale o regolatoria pertinente.
DN Consulenze
DN Consulenze supporta i laboratori nell’implementazione e nella revisione dei controlli qualità dei metodi EPA, nella definizione dei criteri di accettabilità, nella costruzione delle carte di controllo e nella corretta gestione di MS, MSD, LCS, LCSD, blank, surrogate e controlli di taratura, in coerenza con il sistema UNI CEI EN ISO/IEC 17025.