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PROGRAMME DES NATIONS UNIES POUR L'ENVIRONNEMENT
La plupart des objets qui m'entourent résistent à l'eau et aux salissures.
Nos vêtements antitaches, ustensiles antiadhésifs, mousses anti-incendies,
revêtements sur les emballages alimentaires et beaucoup d'autres articles,
doivent tous leur protection à des composés chimiques synthétiques.
On les appelle composés perfluorés ou PFC
et nous les utilisons dans toutes sortes de produits depuis plus de 50 ans.
GUIDE DE LABORATOIRE POUR L'ANALYSE DES PFC
Ils sont très efficaces, mais présentent un problème potentiel.
Ils migrent du produit.
Détectés dans le monde entier dans l'air, l'eau, le sol, le biote,
le sang et le lait maternel, les PFC doivent être surveillés.
Le PFC le plus connu et le plus persistant est le perfluorooctanesulfonate ou PFOS.
Il se lie aux protéines, s'accumulant dans le sang, le foie et la vésicule biliaire,
Si bien qu’une exposition répétée peut causer des problèmes de santé chez l'humain.
les produits toxiques et persistants.
C'est la Convention de Stockholm
sur les polluants organiques persistants, ou POP,
et un des composés figurant sur sa liste est le PFOS.
En conséquence, on travaille mondialement pour interdire son utilisation.
Un Plan mondial de surveillance est en place
pour suivre l'efficacité de la Convention.
Les pays sont encouragés à recueillir des échantillons humains et environnementaux
pour surveiller les concentrations des POP avec le temps.
Mais tous les pays ne sont pas équipés et prêts pour effectuer les analyses nécessaires.
Ce film de formation, produit pour Produits Chimiques
du Programme des Nations Unies pour l'environnement,
aidera les laboratoires à analyser PFOS.
Nous vous présenterons les étapes d'analyse de PFOS et PFOSA dans
l'air, le lait maternel, l'eau et le sérum
ainsi que quatre composés précurseurs, deux FOS et deux FOSA dans l'air.
PRÉPARATION
Avant de commencer, n'oublions pas que le Teflon contient des PFC,
aussi ne l'utilisez dans aucune des phases d'extraction.
Nous vous recommandons de remplacer tous les tubes et matériaux en Teflon
du circuit d'eau ultrapure.
Toutes nos solutions aqueuses requièrent de l'eau "qualité HPLC".
La contamination des blancs de solvants et matériaux d'analyse utilisés
doit également être testée pour s'assurer qu'ils ne contiennent pas
de PFOS ou tout autre PFC recherché.
Il faut les purifier si nécessaire et les stocker couverts de film aluminium.
N'oubliez pas que chaque étape peut légèrement varier dans votre labo,
aussi optimisez et validez toujours selon vos dispositions propres.
Commençons par l'analyse dans l'air.
ANALYSE AIR
Nous recueillons les composés PFOS de l'air sur mousses polyuréthane (PUF)
placées sur un échantillonneur passif pendant trois mois
au point d'échantillonnage externe.
Ces PUF conviennent à tous les composés cibles
y compris les FOSA et FOSE, mais pas les FTOH.
Commencez par retirer le PUF de l'échantillonneur.
Réalisez une extraction par Soxhlet avec du méthanol pendant 12 heures.
Il vous faut ajouter un étalon interne de PFC marqué avant l'extraction.
Pour concentrer l'extrait, nous pouvons soit utiliser
un évaporateur rotatif, soit, comme ici, un concentrateur Kuderna-Danish.
Lorsque le volume n'est plus qu'1 millilitre, filtrez l'extrait de méthanol
à travers un filtre en polypropylène hydrophile ou GHP de 0,2 micromètres.
Concentrez jusqu'à 200 microlitres sous un léger courant d'azote.
Ajoutez maintenant 100 microlitres d'un mélange de composés PFC marqués
comme étalon d'injection,
et 300 microlitres d'une solution d'acétate d'ammonium à 2 mmol/l.
Nous sommes maintenant prêts pour l'analyse finale avec LC-MS/MS
pour les identifier et les quantifier.
Mais d'abord, voyons comment extraire les PFC
de l'eau, du lait maternel et du sérum.
Les diverses étapes sont les mêmes mais les volumes sont différents.
ANALYSE EAU, LAIT MATERNEL, SÉRUM
Pour le lait, l'eau et le sérum, après avoir pesé nos échantillons,
nous ajoutons un mélange de PFC marqués comme étalon interne. Au lait et au sérum
nous ajoutons 2 millilitres d'acide formique à 50% dans l'eau
et mettons ces échantillons 15 minutes dans un bain à ultrasons.
Nous plaçons ensuite les extraits à centrifuger à 3000 tours/minute
pour 15 autres minutes.
Après quoi, nous faisons une purification par extraction en phase solide (ou SPE).
Les échantillons d'eau n'ont besoin ni de sonication ni de centrifugation
mais doivent être filtrés s'ils contiennent des particules.
Ils passent directement à l'étape SPE. Pour tous les échantillons,
nous utilisons un flacon en verre spécial relié à une pompe à vide.
Nous plaçons les cartouches WAX 150 mg au-dessus, sur leur robinet.
Pour conditionner la colonne SPE, nous ajoutons 4 millilitres
d'une solution d'hydroxyde d'ammonium à 0,1% dans le méthanol
aux cartouches.
Lorsque les solutions sont complètement éluées,
nous ajoutons 4 millilitres de méthanol.
Quand le méthanol est passé, nous ajoutons 4 millilitres d'eau ultrapure.
Pour le lait et le sérum les quantités
changent à 2 millilitres d'hydroxyde d'ammonium 2% dans le méthanol,
2 millilitres de méthanol et 2 millilitres d'eau.
Quand tout est complètement élué, nous ajoutons les extraits d'échantillons.
Le débit est très important.
Les cartouches doivent être chargées avec un débit
maximum d'une goutte par seconde maximum.
Après le passage de l'échantillon dans la colonne SPE,
nous lavons les cartouches avec une solution
de 4 millilitres d'acétate de sodium pH4 pour les échantillons d'eau,
2 millilitres d'une solution d'acétate de sodium pH4
suivie par 2 millilitres d'une solution de méthanol à 40% dans l'eau
pour les échantillons de lait,
et 2 millilitres d'une solution de méthanol à 40% dans l'eau pour les sérums.
Ensuite, nous séchons la cartouche en mettant en route la pompe à vide,
sans ajouter de solvants.
La phase suivante est l'extraction des composés PFC des cartouches.
Pour l'échantillon d'eau, nous utilisons deux fractions.
La première est extraite avec 4 millilitres de méthanol
et la deuxième avec 4 millilitres d'une solution à 0,1%
d'hydroxyde d'ammonium dans le méthanol.
Pour les échantillons de lait et de sérum,
nous utilisons 1 millilitre d'hydroxyde d'ammonium en solution à 2% dans MeOH.
Nous plaçons le tube sous un léger courant d'azote,
ce qui permet au méthanol de s'évaporer jusqu'à dessiccation.
Nous ajoutons alors un volume de solution d'acétate d'ammonium à l'extrait de lait
et un mélange de composés PFC marqués
aux trois extraits comme étalon d'injection.
Nous les mettons en centrifugeuse pour une centrifugation
à 3000 tours/minute pendant dix minutes.
Nous transférons ensuite le liquide surnageant dans un flacon pour LC
et nous sommes prêts pour les analyses finales de tous les échantillons,
y compris celle de l'air, sur un LC-MS/MS.
Mais avant de pouvoir réellement effectuer l'analyse,
il nous faut préparer l'instrument.
ANALYSE INSTRUMENTALE
Pour la partie détection, nous recommandons fortement
d'utiliser un spectromètre de masse triple quadripôle
avec ionisation électrospray en mode négatif.
Un spectromètre de masse à temps de vol constitue une autre option,
mais malheureusement un spectromètre piège à ions ne convient pas bien pour PFOS.
Les conditions du spectromètre doivent être optimisées pour ces composés.
Il nous faut empêcher les PFC qui proviendraient du système HPLC
d'interférer avec vos composés cibles, aussi nous intercalons
une colonne supplémentaire entre la pompe et l'injecteur.
Plusieurs types de colonnes analytiques conviennent
mais nous recommandons particulièrement les colonnes C8 et C8 fluorées.
Les solvants employés pour la séparation et le gradient utilisé
dépendent du type et de la taille de la colonne analytique.
Il faut les optimiser avant de commencer l'analyse.
Un des solvants de la phase mobile, la solution de formiate d'ammonium,
doit être filtré avant utilisation
pour empêcher la croissance de bactéries dans l'appareil.
L'autre phase mobile est du méthanol 100%.
IDENTIFICATION QUANTIFICATION
La dernière tache consiste à identifier les composés
et à quantifier la concentration dans les échantillons.
Pour ce faire, nous injectons
des solutions standard contenant différentes concentrations connues
pour créer une courbe de calibration.
Nous nous servons des aires des pics correspondant au bon temps de rétention
et des transitions "m sur z" pour établir la concentration des PFC.
ASSURANCE QUALITÉ
Pour garantir des résultats corrects nous devons appliquer
diverses méthodes de contrôle qualité comme l'utilisation
de liquides standard d'analyse et de matériaux de référence certifiés,
d'un matériau de référence interne, le traçage d'une courbe de CQ
et l'inclusion d'au moins un blanc dans chaque série d'échantillons.
Il est important d'obtenir des statistiques fiables
sur l'incidence des PFC partout dans notre environnement.
En suivant ces procédures dans leur séquence,
nous pouvons générer les données qui aideront à quantifier ces POP précisément.
C'est une étape initiale essentielle
pour gérer les risques associés à ces contaminants. C'est un travail important.
PROJET FINANCÉ PAR LE FONDS POUR L'ENVIRONNEMENT MONDIAL