Nell’uso più generale, una curva di calibrazione è una curva o una tabella per uno strumento di misura che misura qualche parametro indirettamente, dando valori per la quantità desiderata in funzione dei valori di uscita del sensore. Per esempio, una curva di calibrazione può essere fatta per un particolare trasduttore di pressione per determinare la pressione applicata dall’uscita del trasduttore (una tensione). Una tale curva è tipicamente usata quando uno strumento usa un sensore la cui calibrazione varia da un campione all’altro, o cambia con il tempo o l’uso; se l’uscita del sensore è coerente, lo strumento sarebbe segnato direttamente in termini di unità misurata.
I dati – le concentrazioni dell’analita e la risposta dello strumento per ogni standard – possono essere adattati a una linea retta, usando l’analisi di regressione lineare. Questo produce un modello descritto dall’equazione y = mx + y0, dove y è la risposta dello strumento, m rappresenta la sensibilità e y0 è una costante che descrive il fondo. La concentrazione dell’analita (x) di campioni sconosciuti può essere calcolata da questa equazione.
Molte variabili diverse possono essere usate come segnale analitico. Per esempio, il cromo (III) potrebbe essere misurato usando un metodo di chemiluminescenza, in uno strumento che contiene un tubo fotomoltiplicatore (PMT) come rivelatore. Il rivelatore converte la luce prodotta dal campione in una tensione, che aumenta con l’intensità della luce. La quantità di luce misurata è il segnale analitico.
La maggior parte delle tecniche analitiche utilizza una curva di calibrazione. Ci sono una serie di vantaggi in questo approccio. In primo luogo, la curva di calibrazione fornisce un modo affidabile per calcolare l’incertezza della concentrazione calcolata dalla curva di calibrazione (usando la statistica dell’adattamento della linea dei minimi quadrati ai dati).
Secondo, la curva di calibrazione fornisce dati su una relazione empirica. Il meccanismo di risposta dello strumento all’analita può essere previsto o compreso secondo qualche modello teorico, ma la maggior parte di tali modelli ha un valore limitato per i campioni reali. (La risposta strumentale è di solito altamente dipendente dalle condizioni dell’analita, dai solventi usati e dalle impurità che può contenere; potrebbe anche essere influenzata da fattori esterni come la pressione e la temperatura.)
Molte relazioni teoriche, come la fluorescenza, richiedono comunque la determinazione di una costante strumentale, attraverso l’analisi di uno o più standard di riferimento; una curva di calibrazione è una comoda estensione di questo approccio. La curva di calibrazione per un particolare analita in un particolare (tipo di) campione fornisce la relazione empirica necessaria per quelle particolari misure.
I principali svantaggi sono (1) che gli standard richiedono una fornitura del materiale analita, preferibilmente di alta purezza e in concentrazione nota, e (2) che gli standard e l’incognita sono nella stessa matrice. Alcuni analiti – ad esempio, particolari proteine – sono estremamente difficili da ottenere puri in quantità sufficiente. Altri analiti sono spesso in matrici complesse, ad esempio i metalli pesanti nell’acqua dello stagno. In questo caso, la matrice può interferire con il segnale dell’analita o attenuarlo. Pertanto, un confronto tra gli standard (che non contengono composti interferenti) e l’ignoto non è possibile. Il metodo dell’aggiunta di standard è un modo per gestire tale situazione.