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La intersección no identifica

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El que más y el que menos recuerda, de sus matemáticas de la infancia, lo que era la intersección de dos conjuntos: «La intersección de dos conjuntos A y B es el conjunto A ∩ B que contiene todos los elementos comunes de A y B». Pues bien utilizando cinco sistemas de detección diferentes vamos a estudiar la intersección de los mismos, y veremos que la intersección no identifica.

 

El caso

Un especialista en Defensa NBQ, bien pertrechado que diría yo, dispone para su trabajo de cinco sistemas de detección, comprobados antes de su empleo y en perfecto estado de funcionamiento:

  • Tubos de detección de ésteres fosfóricos, para agentes neurotóxicos de guerra, por ejemplo de Dräger, NSN 6665-01-518-0509
  • Papel detector M8, por ejemplo de Luxfer Magtech Inc., NSN 6665-00-050-8529
  • Detector de fotoionización, por ejemplo, ppbRAE 3000, NSN 6665-01-610-5755
  • Detector fotométrico de llama, por ejemplo, AP2C de Proengin, NSN 6665-14-487-5893
  • Detector de espectroscopía de movilidad iónica, por ejemplo, LCD-3.3 de Smiths Detection, NSN 6665-01-529-7408

Nota: NSN es el acrónimo de Nato Serial Number

El marrón que tiene que resolver es determinar si el contenido de un frasco es o no un agente químico de guerra, pudiendo emplear para ello la información proporcionada por uno, varios, o todos los sistemas de detección de que dispone:

frascoX

 

Tubos de detección de ésteres fosfóricos

Existen en el mercado tubos detectores capaces de medir en el aire más de 200 gases y vapores orgánicos e inorgánicos. Los tubos detectores son tubos de vidrio rellenos de una serie de sustancias apropiadas que reaccionan con un determinado gas o vapor para producir un cambio o aparición de color. Para su funcionamiento emplean una bomba manual (de fuelle o de pistón) para introducir en el tubo indicador un determinado volumen de aire, establecido por el fabricante, de modo que con el cambio de color producido se puede estimar de manera semi-cuantitativa la concentración de la sustancia detectada.

Lo primero y más importante es seleccionar el tubo detector capaz de detectar la sustancia de nuestro interés, en este caso disponemos para la detección de agentes neurotóxicos de guerra, de tubos de detección de ésteres fosfóricos, dado que los primeros son también ésteres fosfóricos.

Comprobado el sistema de aspiración (sistema de bombeo), se toma un tubo y se abre por sus extremos con ayuda de la cuchilla cerámica que se suministra. Se coloca el tubo en la dirección indicada por la flecha y se sigue el procedimiento indicado por el fabricante. Por ejemplo, para los tubos de ésteres fosfóricos de la empresa Dräger (Referencia 6728461, NSN 6665-01-518-0509) sería el siguiente:

Realizar 10 emboladas de 100 mL → romper la ampolla interior del tubo → mojar con el líquido liberado la zona que contiene la enzima → esperar 1 minuto → aspirar el líquido sólo hasta marca anular → esperar 1 minuto → realizar 1 embolada adicional → la aparición de un color rojo, persistente durante al menos 1 minuto, indica presencia de agentes neurotóxicos (el tiempo necesario para realizar el ensayo es del orden de 5 minutos).

Las reacciones que pueden ocurrir dentro del tubo son las siguientes:

  • En ausencia de ésteres fosfóricos la enzima está activa, actúa sobre el yoduro de butirilcolina (CAS 2494-56-6) y produce ácido butírico (CAS 107-92-6) y ioduro de colina (CAS 17773-10-3). El ácido butírico provoca el cambio de color del indicador acido-base rojo de fenol, y aparece coloración amarilla en el tubo indicador (pH<6,8).
  • En presencia de ésteres fosfóricos la enzima está inhibida, no puede actuar sobre el yoduro de butirilcolina, y el indicador ácido-base rojo de fenol provoca la aparición en el tubo indicador de una coloración roja (pH>8,4).

Tubos esteresP

Butcolinreaction

 

Papel detector M8

Los papeles indicadores consisten en un papel sin coloración especial (sin blanquear) impregnado con uno o más colorantes (pigmentos) o colorantes indicadores (indicadores). Cuando una gota de una sustancia química (agente químico de guerra) moja el papel (es absorbida por el papel) se disuelve(n) los pigmentos mostrando su color, provocando en algunos casos un cambio en la coloración del indicador (si el papel contiene indicador). El color que se muestra indica la presencia de la sustancia química. En algún caso la aparición de diferentes colores permite clasificar la sustancia como perteneciente a un determinado grupo, pero nunca identifican la sustancia.

El papel detector M8 (NSN 6665-00-050-8529) fue desarrollado para detectar agentes líquidos, específicamente agentes neurotóxicos, de tipo G y de tipo V, y agentes vesicantes, de tipo H.

El cambio de color del papel depende del tipo de agente presente, por ejemplo los agentes vesicantes, como la iperita, HD, disuelven el colorante rojo y aparece coloración rojiza; los agentes neurotóxicos de tipo G disuelven el colorante amarillo y aparece coloración amarillenta, y los agentes neurotóxicos de tipo V disuelven en colorante amarillo pero al mismo tiempo provoca que el colorante indicador verde cambie a color azul, y aparece una coloración verdosa.

Sobre un tira de papel indicador M8 se añaden unas pequeñas gotas del líquido desconocido, que moja el papel indicador M8, disuelve el indicador amarillo, y aparece una coloración amarilla que indica presencia de agente neurotóxico de tipo G.

El metilfosfonato de dimetilo (DMMP) y el hidróxido sódico (NaOH) cuando mojan el papel indicador M8 también producen coloración amarilla (y por supuesto muchas otras sustancias químicas).

M8 con agente G

 

Detector de fotoionización

Los detectores de fotoionización (PID, PhotoIonization Detector) se utilizan para la detección no específica de una amplia variedad de sustancias químicos, en particular hidrocarburos. Los PIDs son útiles para localizar la fuente de contaminación, o para ver gradientes de concentración en una zona, porque su lectura es proporcional a la concentración de contaminantes presentes. Los PIDs, sin embargo, no pueden identificar la sustancia química contaminante presente y tampoco puede distinguir si hay uno o más contaminantes

Los PIDs utiliza la energía ultravioleta (UV) de una lámpara para ionizar las sustancias químicas presentes en el aire. Las moléculas cargadas se recogen en un electrodo colector, que genera una corriente eléctrica que sería directamente proporcional a la concentración de la sustancia presente en el aire muestreado.

El potencial de ionización (PI) de una sustancia química es la cantidad de energía necesaria para inducir la ionización de la misma. Si la energía de la lámpara UV es mayor o igual a la IP de la sustancia química que está siendo muestreada, la sustancia química podrá ser ionizada y podrá detectarse. Los PIDs pueden ser configurados con lámparas de diferentes energías. Las energías típicas de las lámparas comerciales son 9,5 eV, 10,6 eV y 11,7 eV.

Cuanto mayor sea la energía de la lámpara, mayor es el número de sustancias químicas que pueden ser detectadas. La mayor parte de los agentes químicos de guerra pueden detectarse con la lámpara de 10,6 eV (sarín, somán, tabún, ciclohexilsarin, VX, iperita, HN1, Lewisita 1, etc), así como otras sustancias químicas de interés (arsina, DMMP, fosfato de trietilo, salicilato de metilo, etc.). Se requiere una lámpara de 11,7 eV para el fosgeno y su oxima, pero el HCN y ClCN no pueden detectarse, ni tampoco ni tampoco algunas sustancias químicas industriales tóxicas, tales como HCl, HF, CO, CO2, SO2, etc.

El detector ppbRAE 3000 equipado con una lámpara de 10,6 eV, cuando se expone a los vapores de nuestra sustancia desconocida, rápidamente produce una señal intensa. Aunque nos indica una elevada concentración de isobutano, no es porque haya detectado isobutano, ni porque haya identificado isobutano, es porque ha detectado algo que se ioniza con la lámpara de 10,6 eV, y tenemos seleccionado en el equipo el factor de respuesta del isobutano.

ppbRAE3000horiz

 

Detector fotométrico de llama

Un detector fotométrico de llama mide la radiación emitida por los átomos de una muestra, previamente excitados por el calor de una llama aire-hidrógeno (se alcanzan temperaturas del orden de 2000-2050 °C). La muestra de aire a analizar se aspira mediante un sistema de bombeo (80 L/h) y se lleva a un mechero donde con ayuda de un suministro de hidrógeno (1,9 L/h) se quema en una llama. En la llama se produce la disociación de las moléculas y la creación de un vapor atómico, a continuación los átomos absorben energía de la llama para pasar a un estado excitado y luego al enfriarse emiten radiación característica en forma de líneas de emisión, finas y bien definidas.

La técnica permite un análisis  cualitativo y cuantitativo. La variable cualitativa es la longitud de onda de las líneas emitidas, que permite la identificación de elementos, mientras que la variable cuantitativa es la intensidad de las líneas espectrales.

El diseño básico denominado AP2C (Appareil Portatif de Contrôle de Contamination) permite la detección y la estimación de la concentración de fósforo o/y azufre. Utiliza un filtro para la línea de emisión del fósforo (P-OH) a 526 nm y un filtro para la línea de emisión del azufre (S2) a 394 nm. En su pantalla se muestran las dos líneas de medida, a la izquierda la del fósforo (G,V) y a la derecha la del azufre (HD,V), en dos series de 5 indicadores que indican el nivel de concentración. Si se enciende sólo la del fósforo podemos pensar que éste fósforo se debe a la presencia de agentes neurotóxicos, bien de la familia G o bien de la familia V, dado que todos ellos tienen fósforo en su molécula. Si se enciende la línea del azufre podemos pensar que este azufre se debe a la presencia de mostazas de azufre o a la presencia de agentes neurotóxicos de la familia V, pues todos  ellos tienen azufre en su molécula. Finalmente si se encienden simultáneamente tanto la línea del fósforo como la del azufre podemos pensar que esto se debe a la presencia de agentes neurotóxicos de la familia V, pues todos ellos tiene átomos de fósforo y de azufre en su molécula.

El límite de detección es de 10 µg/m3 para el sarín, y de 400 µg/m3 para la iperita.

Pero recuerde:

  • El AP2C sólo detecta átomos, fósforo o/y azufre. No puede distinguir los agentes químicos de guerra de otras sustancias químicas.
  • El AP2C puede distinguir entre agentes neurotóxicos de la familia G y las mostazas de azufre, y también entre agentes neurotóxicos de las familia G y de la familia V.
  • El AP2C no puede distinguir entre sustancias químicas individuales y mezclas, ni si se trata de precursores, agentes químicos o productos de degradación.

AP2C-GCREATOR: gd-jpeg v1.0 (using IJG JPEG v62), quality = 90

En el caso que nos atañe el detector dan una señal intensa en la línea G (del fósforo), indicando la presencia de átomos de fósforo en la muestra.

 

Detector de espectroscopía de movilidad iónica

La espectrometría de movilidad iónica (IMS, Ion Mobility Spectrometry), también conocida como electroforesis en fase gaseosa o cromatografía de plasma, es una técnica analítica de separación de iones en fase gaseosa, donde las moléculas de interés (en este caso agentes químicos de guerra) son convertidas en agregados iónicos, de mayor masa y mayor estabilidad, que son separados, en base a su menor movilidad y difusividad, por la acción de un campo eléctrico. Los diferentes iones tardan tiempos diferentes en recorrer bajo la acción del campo eléctrico y el flujo de un gas el tubo de separación (tubo de deriva); estos tiempos dependen de la carga, masa, tamaño y forma de los diferentes iones.

La espectrometría de movilidad iónica caracteriza las sustancias químicas en función de la movilidad de sus iones gaseosos pudiéndose emplear para el análisis cualitativo y cuantitativo de sustancias químicas tóxicas, explosivos y drogas, tanto en el campo como en el laboratorio. En cierto modo es similar a la espectrometría de masas – tiempo de vuelo (TOF-MS, Time Of Flight–Mass Spectrometry), con la diferencia que la separación se produce a presión atmosférica, lo que simplifica notablemente la instrumentación y permite conseguir buena sensibilidad, rapidez de respuesta, bajo coste, robustez y portabilidad con una aceptable resolución.

La ionización se realiza mediante intercambio de carga por colisión, o por reacción ión-molécula, de modo que los iones resultantes (moléculas cargadas) tienen baja energía y son estables. Los agentes neurotóxicos (tabún, sarín, somán, VX, etc.), son ésteres fosfóricos, tienen una gran afinidad protónica y forman iones positivos; en cambio los agentes sofocantes, cianogénicos y vesicantes, son por lo general muy electrofílicos y forman iones negativos; los explosivos también suelen formar iones negativos:

  • Agregados iónicos positivos

M + [(H2O)nH]+ → [(M)(H2O)mH]+ + (n-m)H2O

M + [(M)(H2O)mH]+ → [(M)2H]+ + mH2O

  • Agregados iónicos negativos

M + [(H2O)nO2]– → [M]– + nH2O + O2

M + [(H2O)nO2]– → [(M)O2]– + nH2O

M + [(H2O)nO2]– → [(M)(H2O)m]– + (n-m)H2O + O2

Si tenemos interés en analizar tanto iones positivos, como iones negativos, hay que recurrir a cambiar las polaridades del tubo analizador, o a emplear dos tubos, uno con polaridad positiva y otro con polaridad negativa.

El sistema de ionización suele emplear una fuente radiactiva, pero también se puede emplear una descarga en corona o una lámpara de foto-descarga ultravioleta. Las fuentes radiactivas tienen como ventajas que emiten continuamente, no necesitan suministro de potencia, no tienen componentes electrónicos, y  no requieren mantenimiento. Como desventaja tienen su radiactividad (el 63Ni es un emisor de partículas β (e– ) con un período de semi-desintegración 92 años y el 241Am es un emisor de partículas ∝ (2He2+) con un período de semi-desintegración 458 años) que dificulta su gestión y las convierte en residuos peligrosos.

imsesquemaLa muestra se aspira de manera continua y se introduce en la zona de ionización donde tiene lugar la formación de los iones. A continuación la rejilla de obturación introduce los iones en la zona de desplazamiento o de deriva, donde por la acción de un campo eléctrico y con la circulación de un gas de deriva que circula en contracorriente, los iones se separan y alcanzan el detector, normalmente un plato de Faraday, y se obtiene un «espectro de movilidad iónica» con la intensidad en las ordenadas y el tiempo en las abscisas. El fabricante ha establecido unas «ventanas de detección»  (tiempos de desplazamiento o deriva de los iones) o «librerías» para los compuestos de su interés, y cuando alguna sustancia química genera iones que caen dentro de estas ventanas salta la alarma indicando que se ha producido una detección.

El tamaño de las «librerías» está relacionado con la resolución del sistema, de modo que  cuanto mejor sea la resolución mayor podrá ser el tamaño de la «librería».

Cuanto más pequeñas sean las «librerías», menos probabilidad de falsos positivos y más probabilidad de falsos negativos (¡El sistema parece funcionar mejor pero podría no detectarse la presencia de un agente químico de guerra! )

Cuanto más grandes sean las «librerías», menos probabilidad de falsos negativos y más probabilidad de falsos positivos (¡El usuario está más protegido pero el sistema tiene más falsas alarmas! )

IMS-GB

La alarma indicando «G» tan sólo indica que un ión ha alcanzado la ventana de tiempo (tiempo de deriva) establecida para el sarín, GB, pero hay muchas sustancias químicas que pueden generar iones que alcancen esta misma ventana. De ninguna manera se ha identificado sarín.

 

 El conjunto intersección de conjuntos

Interseccion

La figura trata de representar el conjunto intersección de conjuntos, donde cada círculo vendría a representar de manera imaginaria las sustancias que puede detectar, y la sustancia X pertenecería al conjunto intersección de conjuntos, indicándose con ello que todos ellos son capaces de detectar esa sustancia.

 

Resultado

  • El líquido contenido en el frasco es un éster organofosforado (los agentes neurotóxicos de guerra lo son), pues da positivo al tubo colorimétrico de ésteres fosfóricos (agentes neurotóxicos de guerra). NO IDENTIFICA.
  • El papel indicador M8 indica que se trata de un agente neurotóxico de guerra de tipo G, pues el papel cambia de color de manera nítida y toma color amarillo dorado. CLASIFICA pero NO IDENTIFICA.
  • El ppbRAE 3000 con una lámpara de 10,6V da una respuesta rápida y clara. Los agentes neurotóxicos de guerra pueden ser ionizados por esta lámpara y por tanto pueden detectarse con este equipo. NO IDENTIFICA.
  • El AP2C da una respuesta rápida y clara en la línea del fósforo, indicando que el líquido contenido en el frasco contiene ÁTOMOS de FÓSFORO.
  • El LCD-3.3 da una alarma clara y rápida de GB, indicando que un agregado iónico de carga positiva con una movilidad iónica similar a la del GB (sarín) ha sido «DETECTADO» al estar incluida en la librería de agentes químicos de guerra. Los detectores basados en espectroscopía de movilidad de iones NO IDENTIFICAN.

Todos los detectores son congruentes en su respuesta de modo que el líquido contenido en el frasco pertenece al conjunto intersección de los cinco conjuntos, pero por mucho más que el especialista en Defensa NBQ quiera empujar, no se llega nada más que a una DETECCIÓN CONFIRMADA de un agente neurotóxico de tipo G.

frasco confirmada¡La intersección no identifica!

Referencias

«Dräger-Tubes & CMS Handbook», 16th ed., http://www.draeger.com/sites/assets/PublishingImages/Master/Oil_and_Gas/Upstream/9092086-Tubes-e-low.pdf

«El papel lo aguanta todo», J.Domingo, https://cbrn.es/?p=515

«Testing of Commercially Available Detectors Against Chemical Warfare Agents: Summary Report», Terri L. Longworth, Juan C. Cajigas, Jacob L. Barnhouse, Kwok Y. Ong, & Suzanne A. Procell, http://www.chem-bio.com/resource/1999/dp_detectors_summary.pdf

«Chemical-Warfare-Agent-Measurements-By-PID», Technical Note TN-159, RAE Systems, http://www.raesystems.com/sites/default/files/content/resources/Technical-Note-159_Chemical-Warfare-Agent-Measurements-By-PID_03-06.pdf

«Using-PIDs-In-Terrorist-Chemical-Attacks», Application Note 216, RAE Systems, http://www.raesystems.com/sites/default/files/content/resources/Application-Note-216_Using-PIDs-In-Terrorist-Chemical-Attacks_04-01.pdf

«LCD 3.2E Lightweight Chemical Detector», Smiths Detection, http://www.vianas.pt/fotos/produtos/LCD3.2E_Brochura.pdf

«A Review of Chemical Warfare Agent (CWA) Detector Technologies and Commercial-Off-The-Shelf Items», Rodi Sferopoulos, https://www.google.es/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=0ahUKEwiRzfCM6aTNAhUJ2BoKHWvqCm4QFggcMAA&url=http%3A%2F%2Fwww.dtic.mil%2Fcgi-bin%2FGetTRDoc%3FAD%3DADA502856&usg=AFQjCNFzu6LE81VHF6xJNSFTyltbXshk-g&bvm=bv.124272578,d.d2s&cad=rja

«Detection technologies for chemical warfare agents and toxic vapors», Yin Sun & Kwok Y. Ong, CRC Press

«Guide for the Selection of Chemical Detection Equipment for Emergency First Responders», Preparedness Directorate Office of Grants and Training, 2007, http://www.nist.gov/oles/upload/DHS_100-06ChemDetFinReport_3-20-07.pdf

«Detection technologies for chemical warfare agents and toxic vapors», Yin Sun & Kwok Y. Ong, CRC Press

«A Review of CWA Detector Technologies and Commercial-Off-The-Shelf Items», https://www.google.es/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=0ahUKEwjP2uGJkdrMAhXD1xQKHbMVAEUQFggpMAA&url=http%3A%2F%2Fwww.dtic.mil%2Fcgi-bin%2FGetTRDoc%3FAD%3DADA502856&usg=AFQjCNFzu6LE81VHF6xJNSFTyltbXshk-g&bvm=bv.122129774,d.d24&cad=rja

¿Qué quiero y qué puedo?

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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

Detección e identificación biológica

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Como ya sabemos detección e identificación no son sinónimos1.

Hablando de detección de agentes biológicos, detección sería «la acción y efecto de poner de manifiesto por métodos físicos o químicos la presencia de agentes biológicos». Necesitamos recurrir a métodos físicos o químicos porque los agentes biológicos son prácticamente invisibles, incoloros, inodoros e insípidos, y no podemos saber si los inhalamos, ingerimos o entramos en contacto con ellos. Además, la mayoría de ellos presenta un importante periodo de latencia, es decir, desde que entramos en contacto con ellos hasta que manifestamos sus efectos pueden transcurrir largos periodos de tiempo.

En una situación real los detectores biológicos y los síntomas reconocidos (éstos, transcurridos un cierto tiempo más o menos largo) pueden dar una primera indicación del posible uso y de la naturaleza del agente biológico.

Al igual que en el caso de los agentes químicos, para los agentes biológicos también podemos distinguir, en el proceso de detección, diferentes niveles de conocimiento o información, función de la información suministrada por el detector o detectores.

¿Cuántos niveles de detección hay?. Pues como el caso de los agentes químicos no hay unanimidad al respecto, algunas fuentes hablan de cuatro niveles (indicativo, presunto, definitivo y probatorio) que a veces se reducen a tres (indicativo, presunto y definitivo). Sin embargo en este documento se propone, igual que se ha venido haciendo desde hace muchos años para los agentes químicos2,3,4, el establecimiento de tan solo dos niveles. Estos dos niveles de detección serían:

  • detección provisional
  • detección confirmada

La detección provisional es la obtenida mediante la respuesta de un detector en combinación o no con la información sobre sus efectos.

La detección confirmada es la conseguida mediante el empleo de dos detectores con tecnologías diferentes para de este modo minimizar los posibles falsos positivos.

Si se desea saber más acerca del agente biológico hay que recurrir a la identificación biológica, para la cual, al igual que en la identificación de los agentes químicos y de las toxinas, se distinguen tres niveles en función de la información obtenida6:

  • identificación provisional
  • identificación confirmada
  • identificación inequívoca

 

Detección biológica
El objetivo de un sistema de detección biológica es simplemente poner de manifiesto (detectar) la presencia de material biológico en una muestra5. Por lo general, las tecnologías empleadas por los detectores biológicos buscan la presencia de proteínas, ácido desoxirribonucleico (ADN), ácido ribonucleico (ARN) o trifosfato de adenosina (ATP).

Las proteínas y el ADN se encuentran en todas las células, incluyendo células epiteliales, esporas y células bacterianas, mientras que el ATP es un metabolito presente sólo en las células vivas. Las toxinas biológicas (por ejemplo, ricina y toxina botulínica) están basadas en proteínas, pero las muestras de toxinas también pueden contener ADN si el material se prepara en crudo a partir de las células que producen la toxina. Por ejemplo, la presencia de toxinas botulínicas o de la ricina está indicada por la presencia del ADN de Clostridium botulinum y del Ricinus communis, respectivamente.

ATP

Molécula de trifosfato de adenosina (ATP)

Además de los ensayos indicadores de la presencia de proteínas, ADN/ARN y ATP, también se puede utilizar la espectroscopia FTIR para establecer la posible presencia o ausencia de materiales biológicos en una muestra. La espectroscopia FTIR es una técnica relativamente simple, utilizada por los primeros intervinientes en un incidente químico, que proporciona información sobre la naturaleza de la muestra comparando el espectro de la muestra en una librería que contiene los espectros de miles de compuestos.

Normalmente, si el espectro de la muestra no está en la librería, el algoritmo del software del equipo intentará clasificarlo en función de sus características espectrales (presencia o ausencia de distintas bandas o picos). Algunos espectrómetros FTIR disponen de algoritmos de análisis espectral para indicar si una muestra puede contener o no material biológico en base a la presencia de proteínas, ácidos grasos, fosfolípidos o/y carbohidratos.

A pesar de que los ensayos indicadores de material biológico son relativamente rápidos y baratos, se deben utilizar con precaución, y si es posible conjuntamente con otros sistemas más específicos. Los ensayos indicadores de material biológico tienen en general baja especificidad (es decir, pueden provocar falsos positivos) y baja sensibilidad (es decir, puede provocar falsos negativos). Los ensayos indicadores de material biológico detectan una amplia gama de materiales orgánicos y biológicos, pero no aseguran la presencia de agentes biológicos específicos.

Tenemos diferentes tipos de ensayos más o menos rápidos y específicos:

  • Ensayo de proteína
  • Ensayo de ADN
  • Ensayo de ATP
  • Espectroscopía FTIR

 

Ensayo de proteína
Los ensayos de proteína5 detectan cualquier tipo de proteína (incluidas las proteínas de la leche en la crema de café y en la leche en polvo) y pueden incluso acompañarse de un ensayo de pH (el material biológico presenta por lo general un pH neutro) o/y de un ensayo de almidón (indicativo de un ingrediente alimentario).

Son fáciles de utilizar (añadir o tomar la muestra con un hisopo, mezclar y leer; o simplemente tomar la muestra con un hisopo y leer), y el usuario visualiza manualmente el cambio de color debido al pH, las proteínas o el almidón.

El tiempo de análisis del orden de 5 minutos o menos, con un límite de detección (LOD) que se encuentra entre 10-100 millones de esporas de Bacillus anthracis (equivalentes a unas 1000-10000 dosis infecciosas, que corresponde a una cantidad apenas visible de polvo, <1 mg).

Son ejemplos de estos sistemas el BioCheck® (20/20 Gene Systems), el INDIPRO (Macherey-Nagel) y el TASKit BioScreener™ (Field Forensics), entre otros.

 

Ensayo de ADN
Los ensayos de ADN5 detectan cualquier tipo de ADN (ya sea humano, animal o vegetal) y algunos tipos de ARN.

Son fáciles de utilizar (añadir la muestra, mezclar y leer), pero requieren un lector de fluorescencia.

El tiempo de análisis es del orden de 5 minutos, con un límite de detección (LOD) que se encuentra entre 1-10 billones de esporas de Bacillus anthracis (equivalentes a alrededor de 1-10 millones de dosis infecciosas, y una cantidad fácilmente visible de polvo, aproximadamente entre 1-10 mg).

El fluorómetro o fluorímetro es un equipo que requiere ciertas atenciones y es relativamente costoso (del orden de unos 10000 euros), y además el coste de los ensayos de ADN es mayor que el de los ensayos de proteína.

Un ejemplo de este tipo de sistemas es el Prime Alert® (GenPrime®)

 

Ensayo de ATP
Los ensayos de ATP5 comprueban si está presente y vivo algún tipo de material celular.

Son moderadamente fáciles de utilizar (el procedimiento conlleva varios etapas que incluyen entre otras pipetear y filtrar). Además, para las esporas debe realizarse antes de la detección un paso previo adicional (de aproximadamente unos 15 minutos) para estimular que las esporas pasen al estado vegetativo (celular vivo), y así permitir la detección. También se requiere de un lector óptico cuyo coste es del orden de 3000-5000 euros.

El tiempo de análisis es del orden de unos 20 minutos, con un límite de detección (LOD) que se encuentra alrededor de las 10000 esporas de Bacillus anthracis (aproximadamente una dosis infecciosa; cantidad no visible por el ojo).

Son ejemplos de estos sistemas el PROFILE® 1 (New Horizons Diagnostics) y el Clean-Trace™ (3M), entre otros.

 

Espectroscopia FTIR
La espectroscopia FTIR5 (Fourier Transform InfraRed spectroscopy) se utiliza principalmente para identificar fácil y rápidamente la composición química de una muestra desconocida, orgánica o inorgánica, y en estado sólido, líquido e incluso gaseoso.

Las proteínas (contenidas en muchos materiales biológicos) dan un espectro infrarrojo característico y podrían detectarse en una muestra si el contenido de proteínas en la misma es al menos de un 10%. No obstante hay que indicar que no se han realizado muchos estudios para comprobar la presencia (detección) de material biológico (por ejemplo, esporas de Bacillus anthracis) en polvos sospechosos.

La detección de material biológico se basa en la presencia en el espectro infrarrojo de la muestra sospechosa, de bandas de absorción correspondientes a proteínas, ácidos grasos, fosfolípidos o/y carbohidratos. Para la identificación de los componentes de una muestra el equipo utiliza algoritmos de comparación de espectros empleando para ello una librería de espectros de componentes conocidos. La identificación de los componentes de una mezcla NO siempre es posible.

Los sistemas de campo son pequeños, compactos, de poco peso, totalmente estancos y de uso muy simple. La estanqueidad facilita enormemente la descontaminación, si ésta fuese necesaria. Se operan con bastante facilidad mediante un teclado táctil o mediante unos simples botones.

El tiempo de análisis es del orden de unos 5 minutos, con un límite de detección (LOD) del orden del un 10 % en peso de proteína en la muestra (no se han realizados estudios detallados para determinar la sensibilidad en términos de número de esporas de Bacillus anthracis).

El coste del equipo y de las librerías es algo elevado, por encima de los 50000 euros, pero no se requieren consumibles especiales, y por tanto el coste por ensayo es prácticamente nulo.

Son ejemplos de estos sistemas, entre otros, el HazMatID Ranger™, el HazMatID™ 360, y el HazMatID™ Elite (todos ellos de Smiths Detection) y el TruDefender™ FT/FTi, el TruDefender™ FTX/FTXi y el Analizador Gemini™ (todos ellos de Thermo Scientific).

 

Identificación biológica
Los criterios para la identificación de los agentes biológicos de guerra recogidos por OTAN vienen descritos en el documento canadiense sobre «Preparación de muestras e identificación de agentes biológicos, químicos y de espectro medio»(Sample Preparation and Identification of Biological, Chemical and Mid-Spectrum Agents)6. Cada uno de los tres niveles de identificación (provisional, confirmada e inequívoca) está perfectamente definido, tanto para los agentes químicos  y agentes de espectro medio, como para los agentes biológicos.

 

Identificación provisional
Se considera que un agente biológico ha sido identificado de manera provisional cuando se cumple uno de los siguientes criterios:

  1. La presencia de un antígeno único para el agente biológico en cuestión se pone de manifiesto por una reacción positiva con un anticuerpo específico en una prueba de inmunoensayo; o
  2. La presencia de una secuencia única de ácido nucleico para el agente biológico en cuestión se pone de manifiesto por una reacción positiva con una sonda específica de ácido nucleico (sonda genética) en un ensayo de PCR (Polymerase Chain Reaction, Reacción en Cadena de la Polimerasa); o
  3. Se obtiene una respuesta positiva por cultivo in vitro o por múltiples ensayos metabólicos

 

Identificación confirmada
Se considera que se ha conseguido la identificación confirmada de un agente biológico cuando se cumplen cualesquiera dos de los criterios descritos para la identificación provisional en presencia de patrones auténticos de referencia (controles positivos y negativos) en condiciones experimentales idénticas.

En el caso de los agentes biológicos, con los equipos portátiles sólo podría obtenerse una identificación provisional pues la identificación confirmada requeriría la utilización del agente biológico a identificar. La identificación confirmada podría llevarse a cabo en un laboratorio analítico desplegable NBQ, pero la identificación inequívoca probablemente pasaría por una adecuada toma de muestras, con una estricta cadena de custodia y un análisis completo en un Laboratorio de Referencia7.

 

Identificación inequívoca
La identificación inequívoca de un agente biológico proporciona el más alto nivel de certeza requerido para el desarrollo de posiciones estratégicas y políticas. La identificación confirmada se convierte en identificación inequívoca si se satisfacen todos los siguientes criterios para el agente biológico en cuestión en presencia de patrones auténticos de referencia (controles positivos y negativos) en condiciones experimentales idénticas:

  1. Se obtienen una respuesta positiva por un método de identificación genética; y
  2. Se obtiene una respuesta positiva por un método inmunológico; y
  3. Se obtiene una respuesta positiva por cultivo in vitro o por múltiples ensayos metabólico; y
  4. Las características de la enfermedad del agente microbiano se confirman en un modelo animal aceptado, si ese modelo existe.

Estos criterios se aplicarán a todos los microbios clásicos, con la excepción de la identificación inequívoca para:

  1. los agentes biológicos para los cuales no hay métodos de cultivo apropiados, por ejemplo, el virus de la hepatitis B no se puede cultivar en medios de cultivo celulares artificiales;
  2. los agentes biológicos que han sido manipulados genéticamente para cambiar sus características; y
  3. los nuevos agentes, por ejemplo, organismos microencapsulados, priones, ácidos nucleicos infecciosos, etc..

La evaluación de viabilidad del agente biológico es otro aspecto muy importante a tener en cuenta, puesto que para causar enfermedad en el anfitrión vivo los agentes biológicos deben ser metabólicamente activos y capaces de replicarse.6

Mientras no se consiga una identificación positiva mediante cultivo in vitro, ensayos metabólicos múltiples o ensayo en modelo animal, resulta imposible determinar si el agente biológico es metabólicamente activo. Mientras no se determine la existencia de actividad metabólica, existe la posibilidad de que el incidente investigado sea una falsa alarma en la cual se ha utilizado agentes biológicos muertos sólo para generar una situación de pánico.

Esta posibilidad debería ser tenida en cuenta al evaluar el tratamiento a las personas expuestas y las posibles connotaciones criminales, estratégicas y políticas de los resultados de la identificación. Esto pone de relieve la importancia de una adecuada recogida, transporte y almacenamiento de las muestras antes de su análisis, para que cualquier posible agente biológico presente en las mismas mantenga su viabilidad hasta la realización de los ensayos de identificación.

 

Bibliografía

  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. Biodetection Technologies for First Responders-2014 Edition, https://www.pnnl.gov/nationalsecurity/technical/chemical_biological/Biodetection_Technologies_for_First_Responders.pdf
  6. 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
  7. «Analyse this! «, Juan Domingo y René Pita, CBRNe WORLD , Winter 2008, pp. 38-39.

 

Polvos blancos, polvos negros

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El día 6 de octubre saltaba una noticia que, según qué medios, era titulada de manera más o menos acertada, pero que podemos resumir con uno de los títulos: «Alerta bacteriológica en la ciudad del Santander al recibir un sobre con polvos blancos». El tan temido polvo blanco, «White powder«, nada tienen que ver con el polvo negro, «Black powder«. El primero se refiere a las famosas esporas de Bacillus anthracis, mientras que el segundo se refiere a la pólvora negra.

 

Bacillus anthracis, carbunco y «anthrax«
El carbunco, conocido en inglés como anthrax y también conocido en español como ántrax maligno, es una enfermedad causada por la bacteria Bacillus anthracis (ántrax en castellano se refiere a la furunculosis producidad por Staphylococcus aureus).
El Bacillus anthracis pertenece a la familia Bacillaceae. Son bacilos Gram positivos, con un tamaño entre 1-3×3-10 micras, aerobios o anaerobios facultativos, inmóviles, encapsulados y formadores de esporas.

El Bacillus anthracis constituye junto con el Bacillus cereus y el Bacillus thuringiensis, el grupo Bacillus cereus. Son microbios de gran importancia económica, médica y militar y por ello sus genomas han sido objeto de secuenciación y estudio, atribuyéndose al número y tamaño de algunos plásmidos la diferente especificidad en la enfermedad y en los anfitriones. Sus cromosomas presentan una gran similitud en lo que respecta a sintenia y proteínas, con escasas diferencias en contenido genético, lo que dificulta la especiación de los miembros del grupo.

Cuando las formas vegetativas de la bacteria se encuentran en condiciones desfavorables, se forman endosporas centrales (esporas) que pueden sobrevivir durante 2 años en el agua, 10 años en la leche y durante décadas en el suelo y en productos animales como lana, hebras de seda o cuero seco o procesado.

Las esporas son muy resistentes al calor, a la desecación, a la radiación solar, y a muchos desinfectantes y descontaminantes.

Debido al elevado potencial infectivo, las esporas de B.anthracis pueden utilizarse en forma de aerosol como arma biológica, y están incluidas en la lista de agentes potenciales de bioterrorismo (categoría A, agentes de alta prioridad).

La transmisión se produce principalmente por cortes, pinchazos, o por contacto directo de la piel lesionada con suelo contaminado con las esporas, o con tejidos, pelo, lana, pieles y productos procedentes de animales infectados (principalmente herbívoros), tales como cuero o harina de hueso. También puede producirse por la picadura de insectos que se alimentan de la sangre de animales infectados o de sus cadáveres.

Otros mecanismos de transmisión son la inhalación de esporas procedentes de productos de animales infectados y la ingesta de carne cruda o poco cocinada contaminada con las esporas. La creación de un aerosol con esporas de B. anthracis infeccioso no es fácil, porque las partículas necesitan tener entre 1 y 5 μm de tamaño, y es necesaria suficiente energía para dispersarlas. La dosis infectiva 50 (DI50) por inhalación se ha estimado en 10000 esporas (ésta sería la dosis requerida para causar la enfermedad en el 50% de los expuestos por inhalación), aunque en algunos estudios con modelos animales se ha visto que la inhalación de dosis muy pequeñas es capaz de causar la infección.

No se han descrito casos de transmisión de persona a persona.

 

Año 2001, odisea del carbunco
Mencionar primero que antes del 2001 ya hubo un incidente con esporas de B. anthracis quizás menos conocido pero mucho más grave por lo menos en lo que respecta al número de víctimas. En el año 1979 se produjo una liberación accidental de esporas de B. anthracis en un laboratorio del complejo militar en la ciudad de Sverdlovsk, en la antigua Unión Soviética, que originó 64 muertes. El cultivo del agente patógeno producido en la instalación se secaba para producir un polvo fino que pudiera ser utilizado como aerosol. El lunes 2 de abril de 1979, durante su turno de trabajo, un técnico retiró un filtro atascado apagando previamente las máquinas y comunicó el incidente. Por error, el siguiente turno encendió las maquinas si dicho filtro, hasta que percatados de ello colocaron de nuevo un filtro. Durante un par de horas las máquinas de secado liberaron las esporas secas en forma de un fino aerosol que fue dispersado por el viento, afortunadamente. El mando militar fue informado del incidente, pero las autoridades locales y de la ciudad no fueron avisadas de inmediato. Durante los días siguientes enfermaron y murieron del orden de un centenar de personas, aunque el número exacto nunca se llegó a determinar. Las autoridades soviéticas declararon que el día 7 de abril de 1979 se había producido un brote epidémico por B. anthracis, en la ciudad de Sverdlovsk, posiblemente originado por el consumo de carne contaminada.

El 11 de septiembre de 2001 tenían lugar en Estados Unidos una serie de atentados terroristas suicidas (conocidos como 9/11 o como 11-S), mediante el secuestro de aviones comerciales que fueron estrellados contra varios objetivos, causando alrededor de 3000 muertos, más de 6000 heridos, y grandes daños materiales, incluida la destrucción del las Torres Gemelas (World Trade Center) de Nueva York.

En este ambiente de terror, y aproximadamente una semana después, comenzaron los ataques con esporas de B. anthracis. En el curso de varias semanas se enviaron cartas conteniendo esporas de B. anthracis, mataselladas en Trenton (Nueva Jersey) con fecha 18 de septiembre, a varios medios de comunicación: ABC News, CBS News, NBC News y el New York Post, en Nueva York; y al National Enquirer de American Media, en Boca Ratón (Florida), y también mataselladas en Trenton, pero con fecha 9 de octubre, a dos senadores demócratas: Tom Daschle, de Dakota del Sur, y Patrick Leahy, de Vermont.

El resultado fue un total de 22 personas infectadas, cinco de las cuales fallecieron. Además decenas de edificios contaminados con esporas tuvieron que ser descontaminados, proceso que supuso el cierre durante más de dos años de las instalaciones y un coste estimado de los daños totales de alrededor de 1000 millones de dólares. La investigación oficial concluyó con la culpabilidad de Bruce Edwards Ivins, un microbiólogo que trabajó en Fort Detrick, que luego se suicidó por medio de una sobredosis de paracetamol en julio de 2008.

La alarma se extendió por todo el mundo. En muchos países se instauraron diferentes medidas defensivas y de vigilancia (por ejemplo, adquisición de reservas de quimioterápicos y de vacunas) procurando en lo posible no alarmar a la población, y la Unión Europea recomendó a los países que elaboraran sus propios planes de respuesta ante un posible acto terrorista de liberación intencionada de esporas de B. anthracis.

En España el Gobierno constituyó en mayo de 2001 una comisión formada por miembros de la Secretaría General de la Presidencia del Gobierno y de los Ministerios de Interior, Defensa y Sanidad. Se llegaron a registrar más de 200 envíos de cartas que contenían polvo blanco sospechoso de esporas de B. anthracis, pero todos los casos resultaron ser falsas alarmas, tal y como declaró el 2 de noviembre de 2001 el por entonces ministro de Interior y Vicepresidente primero del Gobierno español, Mariano Rajoy.

 

Protocolo de actuación establecido
La Dirección General de Salud Pública, Calidad e Innovación, de la Secretaria General de Sanidad y Consumo editó en su momento el «Protocolo de actuación ante una liberación intencionada de esporas de Bacillus anthracis», que está actualizado a fecha 5 de mayo de 2015. Este documento ha sido elaborado por la Ponencia de Alertas de Salud Pública y Planes de Preparación y Respuesta, aprobado por la Comisión de Salud Pública, y revisado por la Sociedad Española de Enfermedades Infecciosas y Microbiología Clínica y por las unidades NRBQ del Cuerpo Nacional de Policía y de la Guardia Civil.

El documento indica que las posibles formas de exposición a esporas de carbunco liberadas intencionadamente incluyen:

  • una exposición localizada a un «polvo blanco» (como una carta o paquete contaminados enviados a través del correo postal)
  • la contaminación de un suministro de aire cerrado (como el sistema de ventilación de un edificio), en la contaminación amplia del aire exterior (como la liberación de esporas por medio de una avioneta o aparato similar) y en la contaminación de una fuente comercial de bebida o alimentación (causando enfermedad gastrointestinal u orofaríngea)

Ante la sospecha de una liberación intencionada de esporas de carbunco recomienda las siguientes acciones:

  • Aislamiento y acceso a la zona de riesgo
  • Evaluación inicial del riesgo
  • Notificación
  • Análisis de la sustancia sospechosa
  • Manejo de las personas expuestas
  • Desinfección de superficies

Se indica que las Unidades de Seguridad Ciudadana que intervengan en primera instancia adoptarán las medidas necesarias para aislar el lugar donde se encuentra el paquete sospechoso o el potencial foco de contaminación.

Asimismo, las Fuerzas y Cuerpos de Seguridad del Estado intervinientes, zonificarán la zona en base a lo establecido en sus correspondientes Instrucciones o Circulares de trabajo al efecto (Circular 50 en caso de CNP; Instrucción 5 en caso de Guardia Civil). Esta zonificación, salvo casos extraordinarios, se corresponderá con tres áreas; una de máximo riesgo o caliente; otra intermedia o templada; y una tercera denominada como zona fría.

Los encargados de realizar la evaluación inicial del riesgo (en realidad saber si hay o no peligro), para determinar si la amenaza es o no creíble, serán los cuerpos especializados de las Fuerzas y Cuerpos de Seguridad del Estado.

El documento indica que en la mayoría de los casos, la evaluación inicial determinará que se trata de una falsa alarma «amenaza no creíble», y no se activará la alerta ni se realizarán más acciones (véase algoritmo). Si la evaluación del riesgo inicial determina que hay suficientes indicios como para que se requiera completar la investigación, «amenaza creíble», será necesario llevar a cabo todas las acciones indicadas anteriormente (Notificación, Análisis de la sustancia sospechosa, Manejo de las personas expuestas y Desinfección de superficies).

esquema bacillus

Algoritmo de toma de decisiones (parcial)

Si se ha producido una amenaza no creíble pero ha habido actuación de los servicios de emergencia, las Fuerzas y Cuerpos de Seguridad del Estado informarán al Centro de Coordinación de Alertas y Emergencias (CCAES) del Ministerio de Sanidad, Servicios Sociales e Igualdad (MSSSI) de la situación y de la no activación de la alerta.

Para el análisis de la sustancia sospechosa se establece que los miembros del cuerpo especializado de las Fuerzas y Cuerpos de Seguridad del Estado serán los encargados de recoger el sobre o paquete sospechoso, tanto si está abierto como cerrado, o de la recogida de muestras de material contaminado en caso de otro tipo de objeto o indicio y que deberán comunicar con carácter urgente con la Unidad de Gestión de la Red de Laboratorios de Alerta Biológica (UG RE-LAB) para que ésta asigne el laboratorio de la red al que deberán enviarse las muestras, en este caso el Centro Nacional de Microbiología (CNM). Éstas se enviarán al CNM para su análisis en un triple embalaje de transporte apto para el envío de sustancias infecciosas de la categoría A, acompañadas de la correspondiente documentación, siguiendo las indicaciones recogidas en el documento de «Recomendaciones para la toma de muestras con sospecha de agentes biológicos y su envío al laboratorio de la RE-LAB». Se debe avisar previamente a la UG RE-LAB para que el Laboratorio pueda tener preparada la recepción de muestras.

El análisis del «polvo blanco», para descartar la presencia de B. anthracis, deberá realizarse con carácter urgente y la UG RE-LAB comunicará el resultado del análisis, también con carácter urgente, al Servicio Permanente de Alertas (SEPAL) del Departamento de Seguridad Nacional, a las Fuerzas y Cuerpos de Seguridad del Estado y al CCAES. El CCAES lo comunicará a la unidad de Alertas de la Comunidad Autónoma.

 

Los puntos grises

  • El «Protocolo de actuación ante una liberación intencionada de esporas de Bacillus anthracis» a pesar de estar disponible al público en general sin restricción alguna, no contiene recomendaciones para los posibles afectados por la recepción de un paquete o carta conteniendo unos «polvos blancos», ni tampoco para los posibles afectados por la liberación y posterior exposición a estos «polvos blancos». Podría incluir unas recomendaciones similares a las que aparecían en el «protocolo de actuación ante una emisión deliberada de esporas de Bacillus anthracis» de la Red Nacional de Vigilancia Epidemiológica, de 15 de abril de 2002. Algo parecido a lo siguiente:
    • Ante la recepción de un sobre o paquete sospechoso (por ejemplo, inesperado o de remitente desconocido, sin remitente, de peso inusual para su tamaño, marcado con Personal o Confidencial, con olores extraños o manchas raras, etc.), no lo abra.
    • Colóquelo en una zona aislada, y a ser posible introdúzcalo en una bolsa de plástico o en un recipiente hermético.
    • Sin alarmarse, y sin alarmar al resto del personal, avise a las Fuerzas y Cuerpos de Seguridad del Estado.
    • Tenga en cuenta que la probabilidad de que los «polvos blancos» sean esporas de B. anthracis es mínima, que incluso la probabilidad de contagiarse es mínima, si ha seguido las recomendaciones anteriores, y que incluso si se contagiase, un rápido y apropiado tratamiento antibiótico resulta muy eficaz.
  • Existe una tendencia, voluntaria o no, a emplear indistintamente, y a veces de manera errónea, los términos riesgo y peligro. Puesto que se presupone que se han liberado o se pueden liberar esporas de B. anthracis debería hablarse de áreas o zonas de peligro.
  • Si se han liberado «polvos blancos», el protocolo debería explicitar más qué medios de detección o de identificación pueden emplear los miembros del cuerpo especializado de las Fuerzas y Cuerpos de Seguridad del Estado para establecer lo más rápidamente posible si se trata o no de una amenaza biológica, sin necesidad de recurrir a una toma de muestras para su posterior envío al laboratorio de referencia. El primer objetivo debe ser restablecer la vida normal de los involucrados en el suceso, sin obviar por ello la toma de muestras para otros fines. Un párrafo donde sólo se dice que «Los encargados de realizar la evaluación inicial del riesgo para determinar si la amenaza es o no creíble serán los cuerpos especializados de las Fuerzas y Cuerpos de Seguridad del Estado» deja muchas dudas en el aire.
  • Los medios de detección o de identificación deben proporcionar resultados de manera rápida y sencilla, y ser susceptibles luego de descontaminación para poder sacarlos de la zona caliente.
  • Para clasificar el incidente como «Amenaza creible» debería requerirse al menos una detección confirmada, más sencilla y rápida de conseguir que una identificación provisional.

A pesar de que el protocolo ha sido revisado con fecha 5 de mayo de 2015, los hechos recientemente acaecidos han creado un clima de «terror» tal, que no estaría de más una nueva revisión que pudiera considerar los puntos aquí mencionados.

 

Referencias

  • Alerta bacteriológica en la ciudad del Santander al recibir un sobre con polvos blancos, http://www.larazon.es/local/madrid/alerta-bacteriologica-en-la-ciudad-del-santander-al-recibir-un-sobre-con-polvos-blancos-BI10902762#.Ttt1uTSRb8KcYwn
  • Desalojan la sede de Santander por amenaza bacteriológica, http://www.elmundo.es/economia/2015/10/06/561401b546163f144b8b45ce.html?intcmp=ULNOH002
  • Falsa alarma-los siete sobres sospechosos enviados a directivos del Santander no contienen ántrax, http://vozpopuli.com/actualidad/69427-falsa-alarma-los-siete-sobres-sospechosos-enviados-a-directivos-del-santander-no-contienen-antrax
  • Investigan un sobre sospechoso recibido por un ejecutivo del Santander, http://www.abc.es/madrid/20151006/abci-sobre-sospechoso-santander-201510061816.html
  • Siete sobres activan la alarma por amenaza bacteriológica en el Santander, http://www.elmundo.es/economia/2015/10/06/561401b546163f144b8b45ce.html
  • Varios sobres sospechosos activan la alerta química en la Ciudad del Santander , http://www.elconfidencial.com/empresas/2015-10-06/varios-sobres-sospechosos-activan-la-alerta-quimica-en-la-ciudad-del-santander_1049561/
  • Instituto Nacional de Higiene y Seguridad en el Trabajo, Fichas de agentes biológicos, Bacillus Anthracis, http://www.insht.es/RiesgosBiologicos/Contenidos/Fichas%20de%20agentes%20biologicos/Fichas/Bacterias/Bacillus%20anthracis.pdf
  • Genomics of the Bacillus cereus group of organisms, D.A. Rasko, M.R. Altherr, C.S. Han & J. Ravel, FEMS Microbiol Rev. 2005 Apr; 29(2):303-29, http://femsre.oxfordjournals.org/content/femsre/29/2/303.full.pdf
  • El agente etiológico del ántrax maligno como arma biológica y su posible uso en atentados terroristas-a propósito de la crisis del Amerithrax de 2001, René Pita y Rohan Gunaratna, Athena Intelligence Journal, Vol. 3, No 3, (2008), pp. 21-55, http://www.ciaonet.org/attachments/6326/uploads
  • El bacillus anthracis como agresivo, M. Domínguez Carmona y M. Domínguez de la calle, Monografía XVI, Monografías de la Real Academia Nacional de Farmacia, Agresivos químicos y microbiológicos en la guerra y el terrorismo, http://www.analesranf.com/index.php/mono/article/viewFile/554/572
  • Protocolo de actuación ante una liberación intencionada de esporas de Bacillus Anthracis, Red Nacional de Vigilancia Epidemiológica, http://www.isciii.es/ISCIII/es/contenidos/fd-servicios-cientifico-tecnicos/fd-vigilancias-alertas/protocolo-actuacion.pdf
  • Protocolo de actuación ante una liberación intencionada de esporas de Bacillus Anthracis, Dirección General de Salud Pública, Calidad e Innovación, de la Secretaria General de Sanidad y Consumo, http://www.msssi.gob.es/profesionales/saludPublica/ccayes/activPreparacionRespuesta/doc/Protocolo_Antrax_16.06.2015.pdf

Detección e identificación no son sinónimos

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Detección e identificación son dos cosas totalmente distintas, que muchos utilizan de manera indistinta y algunos emplean de manera errónea.

 

Detección
¿Qué es detectar?. El diccionario de la Real Academia Española de la lengua define detección como «acción y efecto de detectar», y detectar como «poner de manifiesto, por métodos físicos o químicos, lo que no puede ser observado directamente, descubrir».
Así pues, hablando de detección de agentes químicos, detección sería «la acción y efecto de poner de manifiesto por métodos físicos o químicos la presencia de agentes químicos». Necesitamos recurrir a métodos físicos o químicos porque nuestros sentidos no están lo suficientemente desarrollados y porque el olfato no se recomienda como método de detección de sustancias químicas tóxicas.

Los detectores se pueden clasificar en dos grandes categorías:

  • detectores puntuales y
  • detectores a distancia (standoff).

En el caso de los detectores puntuales la muestra en forma de gas o aerosol (en forma líquida o sólida, con la ayuda de accesorios) se introduce en el detector para comprobar, en ese punto, la presencia o no de agentes químicos. Dentro de esta categoría podemos además diferencias dos grandes grupos en función básicamente de la forma de empleo:

  • detectores puntuales temporales o portátiles, utilizados de manera discontinua para comprobar la presencia de contaminación en distintos puntos y/o zonas, y que se utilizan en muchos casos para buscar la presencia de agentes químicos (puntos calientes), y
  • detectores puntuales continuos o remotos, que operan de manera remota vía cable o vía radio, y que son utilizados en sistemas de control o de vigilancia perimetral, como sistemas de alerta temprana.

Los detectores a distancia (standoff) emplean técnicas que permiten detectar la presencia de agentes químicos a grandes distancias, permitiendo con ello una alerta todavía más temprana que la proporcionada por los detectores remotos, con la ventaja añadida de que las sustancias químicas detectadas no entran en contacto con el detector ni tampoco con el usuario. Estos detectores emplean técnicas espectrales tales como la espectrofotometría infrarroja de transformada de Fourier (FTIR), o sistemas de láser tales como FLIR (Forward Looking InfraRed) y LIDAR (LIght Detection And Ranging).

En una situación real los detectores químicos y los síntomas reconocidos pueden dar una primera indicación del posible uso y de la naturaleza del agente químico detectado.
En este proceso de detección podemos distinguir diferentes niveles de conocimiento o información crecientes, dependientes de la información suministrada por el detector o detectores. ¿Cuántos niveles de detección hay?. No hay unanimidad al respecto. Algunas fuentes hablan de cuatro niveles (indicativo, presunto, definitivo y probatorio) que a veces se reducen a tres (indicativo, presunto y definitivo), pero en este documento se propone igual que se ha venido haciendo desde hace muchos años 1, 2, 3 el establecimiento de tan solo dos niveles. Estos dos niveles de detección serían:

  • detección provisional
  • detección confirmada

La detección provisional es la obtenida mediante la respuesta de un detector en combinación o no con la información sobre sus efectos.

La detección confirmada es la conseguida mediante el empleo de dos detectores con tecnologías diferentes para de este modo minimizar los posibles falsos positivos. Dos tecnologías diferentes sin la adecuada selectividad (o dos detectores de diferentes fabricantes con la misma tecnología) no minimizan los errores (falsos positivos) tan sólo confirman que se ha detectado algo. De modo que «confirmar la detección» (detectores sin selectividad o con la misma tecnología) no es lo mismo que «detección confirmada» (dos detectores con la adecuada selectividad); en el primer caso se confirma que se ha detectado «algo», y en el segundo, que se ha detectado muy probablemente lo que los detectores indican.

En cualquier caso, con cualquiera de los niveles de detección, la señal de alarma del detector debe implicar el inmediato empleo de los medios de protección (especialmente la rápida colocación de la máscara NBQ).

 

Identificación
Por otra parte, el diccionario de la Real Academia Española de la lengua, define identificación como «acción y efecto de identificar» e identificar como «reconocer si una persona o cosa es la misma que se supone o busca». Para la identificación química se requieren técnicas analíticas que proporcionen información estructural de la sustancia química en cuestión.

La identificación de agentes químicos de guerra es un proceso laborioso y difícil que requiere el cumplimiento de ciertos requisitos. A nivel militar, la Organización del Tratado del Atlántico Norte (OTAN), y a nivel civil, la Convención para la Prohibición de Armas Químicas (CAQ), han establecido criterios rigurosos para la identificación de agentes químicos de guerra.

Dado que estamos tratando fundamentalmente el tema de detección e identificación de agentes químicos de guerra, mencionaremos aquí los criterios de identificación establecidos por el subgrupo SIBCRA (Sampling and Identification of Biological and Chemical Agent) perteneciente al Joint CBRN Defence Capability Development Group (JCBRNDCDG) de la OTAN.4

Para los agentes químicos de guerra, y también para toxinas y para agentes biológicos de guerra, se han establecido tres niveles de identificación, claramente definidos, en función de la información obtenida4:

  • Identificación provisional
  • Identificación confirmada
  • Identificación inequívoca

Para la identificación ya hemos indicado que se requieren técnicas que proporcionen información estructural. Las más utilizadas son las técnicas cromatográficas, tanto cromatografía de gases (GC), como cromatografía de líquidos (LC ó HPLC), con detectores especiales, como por ejemplo, de emisión atómica (AED), fotometría de llama para azufre, fósforo, arsénico y nitrógeno (FPD), espectrometría de masas del tipo que sea (sector magnético o/y eléctrico, cuadrupolar, trampa iónica, tiempo de vuelo, etc.), con ionización dura (impacto electrónico) o con ionización blanda (ionización química),así como la espectrofotometría infrarroja (normalmente, con transformada de Fourier) y la espectroscopia Raman (RS). A estas habría que añadir la resonancia magnética nuclear, tanto protónica como de carbono y de fósforo, así como los índices de retención cromatográficos.

Con equipos portátiles que permiten obtener el espectro de masas, o el espectro infrarrojo o/y el espectro Raman se puede conseguir el nivel de identificación confirmada para los agentes químicos.

Para conseguir la identificación confirmada de agentes químicos no se necesita un Vehículo de Reconocimiento de Áreas Contaminadas (VRAC), ni un laboratorio analítico desplegable NBQ. El nivel de identificación inequívoca no puede alcanzarse en un laboratorio analítico desplegable NBQ, tal y como se reconoce en el propio STANAG 4632 «Deployable NBC analytical laboratory«, «el objetivo de un laboratorio analítico desplegable NBQ es proporcionar al Mando la capacidad de toma de muestras, análisis e identificación confirmada de agentes radiológicos, biológicos y químicos, a fin de poder realizar una rápida evaluación del peligro y confirmar la presencia, tipo y consecuencias de la contaminación de una zona supuesta o realmente contaminada».5

La identificación inequívoca (en OTAN y en la CAQ) pasa por una adecuada toma de muestras, con una estricta cadena de custodia y un análisis químico documentado e irrefutable. Aún así, sólo quedaría probada la presencia inequívoca de una sustancia química en la muestra, pero no (al menos no siempre), el origen de la misma o quién la ha utilizado. Este proceso es aplicable tanto a las muestras medioambientales como a las muestras biomédicas.

 

Bibliografía

  1. «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.
  2. «Detección de agentes químicos de guerra», René Pita y Juan Domingo, Revista Ejército, Año 2007, número 790, páginas 59-63.
  3. «What you looking at…!?«, Juan Domingo y René Pita, CBRNe WORLD Summer 2009, Vol. 4, Issue 2, pp. 36-38.
  4. STANAG 4359 «NATO handbook for sampling and identification of biological and chemical agents (SIBCA) AEP-10«, en «Preparation and identification of biological,chemical and mid-spectrum agentes-A general survey for the revised NATO AC/225 (LG/7) AEP-10«, J.R. Hancock and D.C. Dragon, 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.
  5. «Analyse this! «, Juan Domingo y René Pita, CBRNe WORLD , Winter 2008, pp. 38-39.

Los tubos de detección colorimétricos no identifican

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Los tubos de detección colorimétricos no identifican, pues como su propio nombre indica sólo detectan. Esto debería ser suficiente para convencer a la mayoría de los lectores pero por si esto no fuese suficiente vamos a estudiar la cuestión más a fondo.

Recordemos que detección e identificación son dos conceptos diferentes, que a menudo se utilizan indistintamente, y en la mayor parte de los casos de forma equivocada.

La detección es la acción de detectar, esto es, mostrar por medios físicos o químicos la presencia de algo, mientras que la identificación es la acción y efecto de identificar, esto es, reconocer si una persona o cosa es la misma que se supone o busca1.
Los detectores se pueden clasificar en dos grandes categorías:

  • detectores de tipo puntual y
  • detectores a distancia (stand-off).

En el caso de los detectores puntuales la muestra en forma de gas o aerosol se introduce en el detector para comprobar en ese punto, la presencia o no de una sustancia química.

Dentro de esta categoría podemos además diferencias dos grandes grupos:

  • detectores puntuales temporales o de punto, utilizados de manera discontinua para comprobar la presencia de contaminación en distintos puntos y/o zonas, y que se utilizan en muchos casos para buscar la presencia de sustancias químicas (puntos calientes), y
  • detectores puntuales continuos o remotos, que operan de manera remota vía cable o vía radio, y que son utilizados en sistemas de control o de vigilancia perimetral, como sistemas de alerta temprana.

Los detectores a distancia emplean técnicas que permiten detectar la presencia de sustancias químicas a distancias de varios kilómetros (el detector no entra en contacto con la sustancia química) con el fin de obtener una alerta todavía más temprana que la proporcionada por los detectores remotos.

En el proceso de detección, en función de la información obtenida, podemos distinguir dos niveles de detección:

  • detección provisional, la obtenida mediante la respuesta de un detector en combinación con la información médica.
  • detección confirmada, la conseguida mediante el empleo de dos detectores con tecnologías diferentes para asegurar la presencia o ausencia, y minimizar tanto las falsas alarmas como los silencios. Es importante aclarar que dos tecnologías distintas no es lo mismo que una misma tecnología en dos equipos distintos.

 

Tubos de detección colorimétricos2
Un tubo colorimétrico es un tubo de vidrio que contiene un reactivo o reactivos químicos que reaccionan con la sustancia que se desea detectar o medir cambiando de color. La mayoría de los tubos colorimétricos están graduados, de tal manera que la longitud de la parte coloreada indica de manera aproximada la concentración de la sustancia medida, siempre y cuando se siga el procedimiento indicado por el fabricante.

La lectura del tubo debe hacerse inmediatamente después de terminar el muestreo, ya que la coloración y extensión de la coloración pueden variar con el tiempo. Por supuesto los tubos son en la mayoría de los casos, de un solo uso, salvo algunos casos que en ausencia de una sustancia puede ensayarse la presencia de otras empleando el mismo tubo (por ejemplo, arsina y arsénico orgánico).

La mayoría de las reacciones utilizadas en los tubos colorimétricos son bastante sensibles pero no son selectivas, y no distinguen entre compuestos similares. El número de reacciones químicas que se emplean no es muy grande, del orden de 15, muchas de ellas de tipo pH y de tipo redox, que se emplean de forma individual o combinada y en algunos casos con capas de sustancias químicas como etapa previa para mejorar la selectividad. El fabricante suele indicar en las instrucciones de empleo las posibles sustancias químicas que interfieren dando falsos positivos.

La industria desarrolló los tubos colorimétricos de detección para el control en sus instalaciones pero en estas situaciones la selectividad no es crítica pues la industria sabe lo que se puede derramar o fugar, y elige el tubo apropiado a su problema.

 

Ejemplos
Veamos algunos ejemplos concretos para mayor aclaración3:

  • El tubo colorimétrico empleado para la detección de agentes neurotóxicos de guerra (nºOTAN 66-12-193-2531) es el mismo tubo colorimétrico empleado para la detección de ésteres fosfóricos (Dräger Ref.6728461). Su funcionamiento está basado en la inhibición o no de una enzima de tipo colinesterasa por la presencia o no de un grupo ester fosfórico.
    Si la enzima ha sido inhibida por la presencia de un éster fosfórico, entonces no puede actuar sobre el ioduro de butirilcolina, y la reacción con el rojo fenol (indicador de pH) produce coloración roja.
    Si la enzima no ha sido inhibida por la presencia de un éster fosfórico, entonces puede actuar sobre el ioduro de butirilcolina, para desdoblarlo y producir ácido butírico, y la reacción con el rojo fenol (indicador de pH) produce coloración amarilla.
    Observe que lo que se pone de manifiesto es la presencia o no del grupo éster fosfórico, presente tanto en los agentes neurotóxicos de guerra como en la mayoría de los pesticidas organofosforados. No identifica, ni siquiera clasifica (por ejemplo, alquilfosfocianidatos, alquilfosfonofluoridatos o alquilfosfonotiolatos), ni diferencia agentes químicos de guerra de pesticidas comerciales. SOLO DETECTA ÉSTERES FOSFÓRICOS, NO IDENTIFICA AGENTES QUÍMICOS DE GUERRA.
  • El tubo colorimétrico empleado para la detección de la iperita y de las mostazas de azufre (nºOTAN 6665-12-331-1457) es el mismo tubo empleado para la detección de tioéteres (Dräger Ref.CH25803). Su funcionamiento está basado en que el cloruro aúrico en presencia de un grupo tioéter produce un aducto que reacciona con cloramida produciendo un color anaranjado.
    Observe que lo que se pone de manifiesto es la presencia o no del grupo tioéter, presente tanto en los agentes vesicantes de guerra de la familia de la iperita como en muchos tioéteres de uso industrial. No identifica, ni diferencia agentes vesicantes de guerra de tioéteres de uso industrial. SOLO DETECTA TIOÉTERES, NO IDENTIFICA AGENTES QUÍMICOS DE GUERRA.
  • El tubo colorimétrico empleado para la detección de lewisitas, difenilcloroarsina, dietilcloroarsina, y difenilcianoarsina, entre otros agentes químicos de guerra con arsénico (nºOTAN 6665-12-331-1456) es el mismo tubo colorimétrico empleado para la detección de arsina y arsénico orgánico (Dräger Ref.CH26303). Su funcionamiento está basado en la detección de arsina (AsH3) por su reacción redox con un complejo de oro-mercurio para producir una coloración gris negruzca. Si no hay arsina presente, entonces se puede comprobar la presencia o ausencia de otros compuestos con arsénico orgánico, aprovechando la circunstancia de que éstos son reducidos a arsina, por acción del cinc en medio ácido, de modo que ahora la presencia de arsina indica presencia de compuesto con arsénico orgánico.
    Observe que lo que se pone de manifiesto es la presencia de arsina, bien porque ésta estuviese presente (y ya no se puede saber si hay o no arsénico orgánico), o bien la presencia de arsina procedente de la reducción del arsénico orgánico. Incluso algunos reductores fuertes podrían dar una reacción similar a la arsina. En consecuencia, no identifica, ni diferencia agentes arsenicales de guerra de otros compuestos con arsénico orgánico. SOLO DETECTA ARSINA, NO IDENTIFICA AGENTES QUÍMICOS DE GUERRA.
  • Y para terminar, un último ejemplo, de las prácticas de química orgánica que realizan todos los alumnos de química, la detección de aldehídos y cetonas por reacción con la 2,4-dinitrofenilhidrazina y la obtención de una 2,4-dinitrofenilhidrazona de color variable entre amarillo-naranja-rojo.
    El tubo colorimétrico empleado para la detección de acetona (Dräger Ref.CH22901) basa su funcionamiento en la reacción de la acetona con la 2,4-dinitrofenilhidrazina para dar la correspondiente 2,4-dinitrofenilhidrazona con aparición de una coloración amarilla. Muchos aldehídos y cetonas dan la misma reacción con diferente sensibilidad, pero el tubo de detección de acetona no identifica ACETONA, solo DETECTA la presencia o ausencia de aldehídos o/y cetonas.

 

Las empresas venden tubos detectores
Dräger
Tubos detectores a corto plazo (Short-term detector tubes) http://www.draeger.com/sites/enus_us/Pages/Chemical-Industry/Draeger-Short-term-Tubes.aspx
Sensidyne
Tubos colorimétricos de detección (Colorimetric Detector Tubes) http://www.sensidyne.com/colorimetric-gas-detector-tubes/detector-tubes/
Gastec
Tubos de detector de medición rápida a corto plazo (Short-term quick-measuring detector tubes) http://www.gastec.co.jp/english/products/frame.php?place=seihin/c1.htm
RAE Systems
Bomba y tubos colorimétricos de detección de gases (Colorimetric Gas Detection Tubes and Pump) http://www.raesystems.com/products/colorimetric-gas-detection-tubes-and-pump
Matheson-Kitagawa
Kit de detección de gases tóxicos (Toxic Gas Detection Kit) http://www.mathesongas.com/pdfs/products/Model-8014-Kitagawa-Precision-Detector-Tubes.pdf
Komyo Rikagaku-Kitagawa
Kit de detección de gases tóxicos (Toxic Gas Detection Kit) http://www.komyokk.co.jp/kweb/kentop.do?je=1

 

Referencias

  1. Diccionario de la Lengua Española, Real Academia Española,1992, 21 edición
  2. http://www.insht.es/portal/site/Insht/menuitem.1f1a3bc79ab34c578c2e8884060961ca/?vgnextoid=fe79f83ac9388110VgnVCM1000000705350aRCRD&vgnextchannel=4e88908b51593110VgnVCM100000dc0ca8c0RCRD
  3. Dräger-Tube Handbook 1996- 10th edition