Principali tecniche analitiche su aerodisperso e biologico

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1 Principali tecniche analitiche su aerodisperso e biologico 22 marzo 2014

2 Oltre che a livello di singolo individuo, i dati analitici servono per la dimostrazione e valutazione dell esposizione di gruppi di soggetti esposti in ambito di lavoro e di vita. I risultati analitici possono indurre modifiche tecnologiche, procedurali, organizzative effetti sulla posizione lavorativa del soggetto interessato..

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4 Attività di livello tecnico elevato - molto elevato,difficilmente o affatto automatizzabile Necessità di attento controllo di tutte le fasi: - Pre-analitiche - Analitiche - Interpretazione del dato Evoluzione limiti quantizzazione

5 Accanto a tecniche standardizzate si richiede spesso l uso di metodiche messe a punto ad hoc presso le singole strutture Impiego di strumentazione che richiede aggiornamenti rapidi, adeguamenti, integrazioni.

6 SEGNALI INFORMAZIONI QUALITATIVE INFORMAZIONI QUANTITATIVE

7 Principali tecniche analitiche in Igiene Industriale Cromatografia gascromatografia cromatografia liquida Spettrofotometria UV-VIS Spettroscopia di assorbimento atomico fornetto di grafite fiamma Plasma ad accoppiamento induttivo - MS

8 MATRICI AMBIENTALI Eluizione con solvente idoneo ANALISI

9 SPE MATRICI BIOLOGICHE Come pulire il campione? Estrazione in fase solida Estrazione liquido-liquido

10 Ora che il campione è già pulito posso pensare a come analizzarlo

11 Scelta della metodica analitica Norme Tecniche Metodiche ufficiali - NIOSH - OSHA - EPA Metodiche interne Procedure analitiche messe a punto dal laboratorio (validate o parzialmente validate)

12 Vediamo ora in dettaglio alcune delle tecniche analitiche che si hanno a disposizione in un laboratorio di Igiene Industriale

13 CROMATOGRAFIA Tecnica separativa GASCROMATOGRAFIA CROMATOGRAFIA LIQUIDA AD ALTA PRESSIONE (HPLC) Basata sulla diversa ripartizione di varie sostanze tra una fase stazionaria ed una mobile, in funzione dell affinità di ogni sostanza con la fase mobile. Gas Mix di solventi

14 Schema di un gascromatografo INIETTORE Istantanea vaporizzazione del campione La fase mobile è un gas. Colonne: - impaccate - Capillari (più usate)

15 Che tipo di segnale ottengo? un cromatogramma Tempo di ritenzione

16 Che tipo di informazioni ottengo guardando il cromatogramma? QUALITATIVO Osservando il tempo di ritenzione (Tr). Valuto la presenza o assenza dell analita ricercato. Devo sapere cosa sto cercando!!..confronto Tr campione vs Tr della soluzione standard dell analita. QUANTITATIVO Costruendo una curva di calibrazione a partire da soluzioni dell analita a concentrazioni note crescenti.

17 RIVELATORI per GC RISPONDE SOLO A : composti che possono bruciare - composti organici (aromatici, anestetici) - idrocarburi IONIZZAZIONE DI FIAMMA (FID) Flame Ionization Detector Distruttivo Si basa sulle capacità di ionizzazione delle sostanze uscenti dalla colonna da parte di una microfiamma alimentata da idrogeno e aria purissima (bombola) come comburente Sensibilità: molto elevata.. (nanogrammi)

18 RIVELATORI per GC RISPONDE SOLO A : composti che possiedono elettroni delocalizzati CATTURA DI ELETTRONI (ECD) Electron Capture Detector NON Distruttivo - composti alogenati (anestetici, solventi clorurati pesticidi..) Sensibilità: elevatissima.. (picogrammi)

19 GC - Spettrometro di Massa MS = IDENTIFICAZIONE GC = SEPARAZIONE GC

20 Spettro di massa 2-butanone IDENTIFICAZIONE DEI COMPOSTI IN CAMPIONI INCOGNITI SENSIBILITA ALTISSIME (ppb) (SIM) ELIMINAZIONE DELLE INTERFERENZE!!! POSSIBILITA DI INIETTARE GRANDI VOLUMI DI CAMPIONE E PRE- CONCENTRANDO (CRIOFOC.) ULTERIORE INCREMENTO DI SENSIBILITA

21 Applicazioni GC-MS in matrici ambientali determinazione di idrocarburi policiclici aromatici (IPA) nell aria determinazione delle PCB (policlorobifenili) nelle emissioni industriali o da inceneritori determinazione di idrocarburi aromatici (benzene) nell aria determinazione di composti organici volatili (VOC) nell aria (tecnica della preconcentrazione con criofocalizzatore) determinazione di pesticidi nel suolo e nei rifiuti solidi urbani e agricoli determinazione di sostanze tossiche nei rifiuti speciali determinazione di solventi organici in tracce presenti nelle acque di falda (tecnica dello spazio di testa)

22 il campione viene messo in un contenitore sigillato, semipieno, chiuso con un setto di gomma perforabile. Si termostata il contenitore ad una certa temperatura e con una siringa, perforando il setto, si preleva il vapore che si trova in equilibrio con il liquido nello spazio di testa del contenitore. Anestetici Solventi Clorurati Si inietta così, non la matrice ma i componenti volatili arricchiti presenti nell atmosfera in equilibrio con la matrice stessa

23 CROMATOGRAFIA LIQUIDA AL ALTE PRESSIONI - HPLC Fase mobile Colonne: -Lughezza cm diam. int. 4-10mm -Materiale di riempimento: Inorganico: silice, allumina Organico polimerico fotometrici fluorescenza elettrochimici massa

24 RIVELATORI per HPLC 1 FOTOMETRICI o ad ASSORBANZA ASSORBIMENTO NEL UV-VIS Misurano la perdita di intensità di luce visibile o ultravioletta dovuta al passaggio di analiti presenti nella fase mobile. Maggiore sensibilità di 2 vs 1 ( di solito superiore a un ordine di grandezza). Minore campo di applicabilità di 2 vs 1 dato che il numero delle specie assorbenti è notevolmente superiore rispetto a quelle fluorescenti. 2 selettivo FLUORESCENZA Misurano l intensità della radiazione di fluorescenza quando un analita viene eccitato con una radiazione di opportuna lungh. d onda

25 analiti volatili o volatilizzabili, termicamente stabili, non ionici gas anestetici solventi idrocarburi aromatici composti clorurati (come tali e/o metaboliti) GC analiti non volatili o poco volatili, ionici, ionizzabili o non ionici, termicamente instabili aldeidi : formaldeide ammine specifiche: (IPPD, 6-PPD) farmaci isocianati chemioterapici metaboliti di IPA metaboliti di solv.aromatici HPLC

26 Il mondo dei METALLI Spettroscopia di Assorbimento Atomico (AAS) Plasma ad accoppiamento Induttivo (ICP MS) - biologiche -ambientali (come acque e terreni) - alimenti - leghe metalliche. Quali matrici posso analizzare?

27 Spettroscopia di assorbimento PRO - Elevata selettività ed specificità - Semplicità di utilizzo SORGENTE di radiazione Lampada a catodo cavo Ogni elemento richiede una lampada diversa atomico (AAS) ATOMIZZATORE - Fiamma -Fornetto di grafite - Analisi quantitative Range : ppb CONTRO - Posso analizzare Monocromatore SOLO UN ELEMENTO ALLA VOLTA -LdR più bassi (1000 volte più bassi) -Possibili interferenze - Bastano pochi microgrammi di campione.

28 Plasma ad accoppiamento induttivo MS (ICP-MS) -Possibilità di analisi multielementare - alta sensibilità (ppt) - Riduzione tempi di analisi - possibilità di screening - Possibili interferenze - manutenzione complessa - necessario pre-trattamento del campione - costo elevato ioni aerosol C Sorgente al plasma Gas elettricamente neutro ionizzato da scarica elettrica ed accellerato da campo magnetico Campioni acquosi

29 e finalmente il nostro Medico Competente, dopo tanta attesa, riceve il rapporto di prova

30 Qualità del dato analitico Il risultato fornito da un laboratorio riguarda determinazioni analitiche..? non esiste! esiste un Tale intervallo rappresenta l INCERTEZZA DI MISURA e può essere più o meno ampia in dipendenza della metodica analitica. Certificazione-Garantisce la qualità del processo produttivo ma NON il prodotto Accreditamento della prova Assicura la qualità del dato analitico Procedure di qualità e incertezza..

31 Laboratorio accreditato o no DEVE garantire che: i dosaggi siano effettuati seguendo un percorso di qualità interno (CQI) ed esterno (CQE) elemento importante per la corretta interpretazione ed utilizzo dei dati.

32 Cosa significa: CONTROLLO DI QUALITA INTERNO? Utilizzo materiali certificati Serie di procedure che assicurano la BONTA del dato analitico prodotto. Validazione dei metodi Selettività/Specificità Sensibilità Limite di rilevabilità (LdR) Limite di quantificazione (LdQ) Accuratezza Precisione

33 MC Controllo Qualità Interno Utilizzo materiali certificati e/o materiali di controllo campione liofilizzato di urina, sangue o siero contente uno o più analiti In concentrazioni note e certificate da un Ente preposto. Durante l analisi, il MC viene trattato nello stesso identico modo dei campioni. La concentrazione ottenuta va confrontata con il documento riportante la concentrazione (o range di concentrazione) attesa del MC Va usato SEMPRE.MA. PROBLEMA 1.non sono disponibili in commercio materiali certificati per tutti gli analiti dosati in Igiene Industriale PROBLEMA 2 Sono molto costosi

34 Controllo Qualità Interno Validazione dei metodi Selettività/Specificità Sensibilità Limite di rilevabilità (LdR) Limite di quantificazione (LdQ) Accuratezza (confronto con MC) Precisione (ripetibilità e riproducibilità)

35 Controllo Qualità Interno Validazione dei metodi LIMITE DI RILEVABILITA : Minima quantità di analita rilevabile con un determinato metodo analitico. LIMITE DI QUANTIFICAZIONE: Concentrazione più bassa di analita che può essere quantificata con un determinato metodo.

36 Controllo qualità esterno- Circuiti interlaboratoriali Lo stesso campione viene analizzato da tutti i laboratori Nazionali Tutti i laboratori partecipanti forniscono un risultato che viene poi inserito nella trattazione statistica dei dati. Valutazione performance del laboratorio Partecipazione deve essere programmata più volte all anno.non solo una volta ogni tanto

37 I costi e problematiche nel mantenere il processo di Qualità

38 Maggiore attendibilità del dato 1 Limite di rilevabilità della tecnica analitica utilizzata deve essere inferiore al valore limite col quale state confrontando il dato analitico Utilizzo di: Es. BEI : LdR: 5 ug/l 10 ug/l 2 3 Tecniche analitiche specifiche e sensibili Procedure di mantenimento del processo di qualità

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