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¿Qué quiero y qué puedo?

El conseguir un determinado nivel de detección o de identificación es, en gran medida, dependiente de lo que se quiere y de lo que se puede. Por ejemplo, si se quiere detección confirmada se deben tener al menos dos detectores con tecnologías diferentes y la adecuada selectividad. No se puede conseguir una detección confirmada si tan sólo se dispone de un detector o si los dos detectores de los que se dispone tienen la misma tecnología; en estas condiciones sólo conseguiremos una detección provisional.

La OTAN tiene claramente establecidos tres niveles de identificación, provisional, confirmada e inequívoca, para agentes químicos de guerra, para agentes biológicos y para toxinas y bio-reguladores. La consecución de uno u otro nivel viene condicionada por la disponibilidad de los medios necesarios para satisfacer los criterios de identificación de cada nivel, y si se desea llegar a un determinado nivel se requieren los medios necesarios para ello.

Empecemos haciendo hincapié en que dos sistemas de detección con tecnologías diferentes podrían conseguir una detección confirmada, pero no una identificación. Casi seguro que las tecnologías empleadas para poner de manifiesto la presencia o ausencia de un agente químico no permitirían obtener información estructural sobre el mismo, que permitieran, ni siquiera, una identificación provisional.

 

Identificación provisional
Recordemos que para los agentes químicos la identificación provisional supone que se cumple al menos una de las siguientes condiciones:

  • En dos condiciones experimentales diferentes, el tiempo de retención cromatográfico del agente desconocido coincide con el tiempo de retención del agente en cuestión.
  • Trabajando con un sistema detección específica (FPD, TID, AED, etc.), el tiempo de retención cromatográfico del agente desconocido coincide con el tiempo de retención del agente en cuestión.

Un sistema de movilidad iónica difícilmente podría diferenciar el sarín de sus cuatro isómeros, que tienen la misma fórmula empírica (C4H10FPO2), el mismo peso molecular (140,09), tienen todos ellos una importante actividad inhibitoria de la acetilcolinesterasa, y tan sólo se diferencian en la distinta ubicación de los radicales que tuviesen, metilo, etilo, propilo e isopropilo:

  • Metilfosfonofluoridato de O-isopropilo (sarín) CAS 107-44-8
  • Metilfosfonofluoridato de O-n-propilo CAS 763-14-4
  • Etilfosfonofluoridato de O-etilo CAS 650-20-4
  •  Isopropilfosfonofluoridato de O-metilo CAS 648-59-9
  • n-propilfosfonofluoridato de O-metilo CAS 333416-14-1

metFPisopr   metFPnprop   etFPet   isoprFPmet   npropFPmet

Es decir NO podría identificar, SOLO podría detectar, quizás y no siempre, hasta el nivel de detección confirmada.

 

Identificación confirmada
Si se dispone de los medios necesarios, y se satisfacen los criterios, es posible una identificación confirmada, si tener que pasar previamente por una identificación provisional.

Por ejemplo, aún sin disponer de sistemas cromatográficos, se puede obtener el espectro de un agente desconocido mediante una técnica espectrométrica (infrarrojos, Raman, masas, resonancia magnética nuclear, etc.), y si el grado de coincidencia con el espectro almacenado en la base de datos es suficientemente alto, podríamos hablar de identificación confirmada.

Si se empleasen dos técnicas espectrométricas diferentes y los espectros coincidiesen suficientemente, también tendríamos una identificación confirmada, pero con un mayor grado de confianza.

La combinación de un sistema de detección con un sistema de identificación también puede conducir a una identificación confirmada (función del sistema de identificación), con un mayor o menor grado de confianza (función del sistema de detección).

La identificación confirmada supone que se cumple al menos una de las siguientes condiciones:

  • El espectro completo del agente desconocido, adquirido mediante una técnica espectrométrica coincide con el correspondiente al del agente en cuestión, almacenado en una base de datos.
  • El tiempo de retención cromatográfico del agente desconocido coincide con el tiempo de retención del agente en cuestión, cuando se trabaja con espectrometría de masas, en modo SIM, con un mínimo de tres iones.

Existen sistemas portátiles de espectrofotometría infrarroja, espectrometría Raman y espectrometría de masas, que podrían conseguir una identificación confirmada. La coincidencia de los espectros no es algo simple que se pueda evaluar sin unos mínimos conocimientos técnicos, y las librerías de espectros y los algoritmos de búsqueda también tienen su importancia y complejidad.

 

Evalúe los resultados de la búsqueda en librería y su propio espectro
Para empezar la coincidencia de espectros tiene que ser bastante elevada, por encima del 80%, y no basta con elegir el primer candidato que propone el algoritmo de búsqueda.

Una librería de espectros pequeña induce a elegir un candidato de la misma, incluso con valores de similitud no muy altos, con lo que aumenta la probabilidad de falsos positivos. Por el contrario las grandes librerías permiten obtener resultados de búsqueda con índices de similitud más altos y reducen la probabilidad de falsos negativos.

Las librerías son tanto más costosas y difíciles de manejar cuanto mayores son, pero procure que sean lo más amplias posibles, abiertas, y con los espectros adquiridos en similares condiciones a como los obtiene su sistema.

No bastan sólo los índices de similitud, hay que evaluar el proceso de identificación en su conjunto, empezando por nuestro propio espectro.

Para una buena identificación nuestro espectro debe tener la mejor calidad posible, por ejemplo si es un espectro infrarrojo, debería tener poco ruido, mínimo o nulo desplazamiento de la línea base, línea base plana, picos dentro de la y ausencia de artefactos espectrales. Procure evitar las mezclas y si es posible obtenga espectros de sustancias puras. Considere todo lo que sabe sobre la muestra, de dónde viene, cómo se tomó, si sufrió o no tratamiento, su estado físico, textura, color, propiedades físico-químicas, etc.. Tenga también presente cómo obtuvo el espectro, su resolución, método de muestreo utilizado, y si se aplicó algún tratamiento espectral (substracción, aplanado, corrección de línea base, etc.). Trate de identificar primero la presencia de artefactos espectrales, para tratar de reconocer después los picos de aquellos componentes que sepa están presentes en la muestra. Inspeccione el espectro de izquierda a derecha, tratando de asignar primero los picos más intensos, y luego los más pequeños, que no tienen que ser por ello los menos importantes. Asigne los picos secundarios correspondientes a los picos principales para comprobar que las asignaciones hechas son correctas.

Como puede ver la tarea no es fácil, y requiere de unos “ciertos conocimientos técnicos”. No basta con mirar la pantalla y cantar en voz alta el nombre del primer candidato propuesto por el software.

 

Identificación inequívoca
Con la identificación inequívoca no sucede como en la identificación confirmada donde no es necesaria una identificación provisional previa.

El laboratorio en el proceso de obtención de la identificación inequívoca va realizando una serie de operaciones que le conducen primeramente a una identificación provisional y luego a una identificación confirmada.

identinequivoca

 

Referencias

  1. “Detección e identificación no son sinónimos”, www.cbrn.es, 20 de febrero de 2015
  2. “To be or not to be: the need to be sure in chemical detection”, Juan Domingo y René Pita, NBC International, Spring 2006, pp. 61-63
  3. “Detección de agentes químicos de guerra”, René Pita y Juan Domingo, Revista Ejército, Año 2007, número 790, páginas 59-63.
  4. “What you looking at…!?”, Juan Domingo y René Pita, CBRNe WORLD Summer 2009, Vol. 4, Issue 2, pp. 36-38.
  5. “Sample Preparation and Identification of Biological, Chemical and Mid-Spectrum Agents”, J.R. Hancock and D.C. Dragon, http://cradpdf.drdc-rddc.gc.ca/PDFS/unc57/p524339.pdf, o http://www.google.es/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=0CCEQFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.dtic.mil%2Fcgi-bin%2FGetTRDoc%3FAD%3DADA443173&ei=yk3nVMTZLYOsUb-4gIAF&usg=AFQjCNFELbSn8av2rVfksg_TJZmSw5Z6Dg
  6. “Analyse this!”, Juan Domingo y René Pita, CBRNe WORLD , Winter 2008, pp. 38-39.
  7. “A Process for Successful Infrared Spectral Interpretation”, Brian C. Smith, Spectroscopy 31(1), páginas 14-21, January 2016