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Dec 12, 2023

Cómo evitar interferencias analíticas en el análisis de elementos traza

Autora: Jessica Colon-Franco, PhD, DABCC, FAACC

Autor:Jessica Colón-Franco, PhD, DABCC, FAACC //Fecha:1 DE DICIEMBRE DE 2022 //Fuente:Noticias de Laboratorio Clínico

Los elementos traza, también conocidos como metales pesados, se encuentran en el cuerpo humano en concentraciones muy pequeñas, que van desde partes por millón hasta partes por billón. Algunos elementos traza (p. ej., cromo, cobalto, cobre, hierro, manganeso, molibdeno, selenio, zinc) son esenciales para los procesos biológicos en los seres humanos. Las deficiencias en estos elementos pueden tener manifestaciones clínicas adversas que se revierten con la suplementación. En cantidades excesivas, algunos de estos metales pueden ser dañinos.

Otros metales, como el aluminio (Al), el arsénico (As), el berilio (Be), el plomo (Pb) y el mercurio (Hg) no tienen funciones biológicas conocidas y son tóxicos. El envenenamiento por metales pesados ​​puede ocurrir por exposiciones ocupacionales y ambientales, alimentos y medicamentos, o pinturas a base de plomo.

Para todos estos metales, los laboratorios clínicos realizan pruebas de oligoelementos en muestras biológicas, ya sea para evaluar el estado nutricional de los pacientes o detectar toxicidad.

La validez de los resultados de los elementos traza depende en gran medida de tomar las medidas necesarias para recolectar la muestra de manera adecuada. Para evitar la contaminación, los laboratorios enumeran los dispositivos y procedimientos de recolección aceptables. La mejor práctica para la extracción de sangre es utilizar tubos sin trazas de metales certificados (es decir, tapa azul real, disponibles con y sin anticoagulante) o tubos sin plomo (es decir, tapa canela).

Algunos laboratorios pueden aceptar muestras en tubos sin trazas de metal si los tubos preferidos no están disponibles, como en caso de escasez. Un ejemplo reciente es el uso de tubos con tapón de lavanda con EDTA para las pruebas de plomo y la adición de un descargo de responsabilidad en el resultado para alertar de que el contenedor no estaba libre de metales. La contaminación de los tubos y los resultados erróneos debido a esta práctica se han informado en numerosas ocasiones. Los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) (www.cdc.gov/nceh/lead/lab) ofrecen herramientas educativas para la recolección adecuada de muestras venosas y capilares.

Para la recolección de muestras de niños, se sospecha que el nivel elevado de plomo de una recolección capilar está contaminado y se realiza un segundo análisis de una muestra venosa. No se debe recolectar una muestra en pacientes que reciben material de contraste que contiene gadolinio (Gd), yodo (I) o bario (Ba) dentro de las 96 horas. Los agentes de contraste a base de metales interfieren con el análisis de trazas de metales.

El método de elección para el análisis de elementos traza es la espectrometría de masas de plasma acoplado inductivamente (ICP-MS), debido a su sensibilidad y cuantificación de elementos múltiples. Este método utiliza plasma calentado a temperaturas de hasta 10.000 K para ionizar la muestra e isótopos específicos que se detectan mediante espectrometría de masas.

Algunos laboratorios clínicos también realizan análisis elementales por espectrofotometría de absorción atómica (AAS). En el horno de grafito AAS, cuando una muestra se calienta con una llama, los elementos absorben luz a una cierta longitud de onda que es detectada por un espectrofotómetro. A modo de contexto, los participantes de una encuesta reciente de prueba de competencia realizada por el Colegio de Patólogos Estadounidenses analizaron principalmente el plomo por ICP-MS (54 %), seguido de AAS (39 %). Otros metales pesados ​​se informaron universalmente utilizando ICP-MS.

A pesar de las ventajas de ICP-MS, este método tiene algunas deficiencias. ICP-MS es más costoso, requiere mayor experiencia técnica para el desarrollo de métodos y se ve afectado por interferencias espectrales (p. ej., isóbaras, especies poliatómicas o doblemente cargadas con la misma relación m/z que el elemento de interés). Con los instrumentos modernos, podemos superar la mayoría de las interferencias espectrales, ya que los instrumentos ICP-MS están equipados con una celda de colisión o reacción (CRC). Según el instrumento, las interferencias pueden eliminarse promoviendo una reacción entre un gas reactivo (p. ej., O2 o H2) y el interferente o el analito, o combinando un gas no reactivo, como el helio, con discriminación de energía cinética, que discriminará contra grandes especies poliatómicas, entre otros enfoques.

Han continuado los avances tecnológicos para eliminar las interferencias isobáricas en ICP-MS. Más recientemente, los espectrómetros de masas en tándem ICP (ICP-MS/MS o ICP-QQQ) están disponibles comercialmente. El primer cuadrupolo (Q1) prefiltra los iones con una cierta relación m/z para ingresar a la celda, y el otro cuadrupolo (Q2) detecta la relación m/z objetivo después de la reacción CRC. Balcaen y colegas han revisado esta técnica en detalle (Anal Chim Acta 2015; doi: 10.1016/j.aca.2015.08.053).

Una aplicación actual de ICP-MS/MS en laboratorios clínicos es la determinación precisa de selenio, que no se ve afectada por contrastes de imagen basados ​​en gadolinio. El gadolinio está doblemente cargado (156Gd2+) en condiciones de ICP e interfiere con los ensayos de selenio que utilizan el isótopo 78Se. Para cuantificar con precisión el Se en presencia de Gd, Q1 filtra la relación m/z de 78, el O2 reacciona con el Se en el CRC y el Q2 detecta la relación m/z de 94 para 78Se16O+.

La tecnología ICP-MS/MS todavía es relativamente nueva y no se usa mucho en los laboratorios clínicos. No obstante, su robustez para eliminar interferencias en matrices biológicas y otras matrices complejas, al tiempo que mantiene la sensibilidad para detectar elementos traza, es prometedora para aplicaciones clínicas.

Jessica Colon-Franco, PhD, DABCC, FAACC, es jefa de sección de bioquímica clínica y directora médica de química especial en Cleveland Clinic Laboratories en Cleveland, Ohio.+Correo electrónico: [email protected]