MATERIELS ET METHODES
N-Alkyle FOSAA
II.6. c. Effet matrice
L’effet matrice (exprimé en pourcentage) a été déterminé en comparant les réponses relatives (aire analyte / aire étalon interne) dans le solvant (S) à celles dans la matrice (M), les valeurs positives indiquant un effet d’exaltation de signal (M > S) et les valeurs négatives un effet de suppression de signal (M < S) : Effet Matrice (%) = 100 x (1 – S/M)
Dans le cas des chapitres III.1 et III.3, l’effet matrice a été déterminé sur deux niveaux de dopages. Dans le cas des chapitres III.2, et VI.1, l’effet matrice indiqué correspond à la comparaison des pentes des courbes d’étalonnage dans le solvant (S) à celle dans la matrice (M).
Lorsque les courbes d’étalonnage sont non-extraites, il faut faire attention à ce que l’effet de dilution lié à l’ajout des composés natifs et des étalons internes reste limité. Dans l’idéal, il faudrait aussi faire en sorte que cet effet de dilution soit similaire entre les différents points de gamme.
130 Nous avons donc adopté la procédure suivante : 8 dilutions en cascade sont réalisées à partir d’un mélange de solution de composés natifs S9 (S9 S1). Un volume fixé de chaque solution Si (ex. 15 μL) (quantité exacte déterminée par gravimétrie) est ajouté à chaque point de gamme Li (L1 à L9). Un volume fixé de la solution d’étalons internes IS (15 μL) (quantité exacte déterminée par gravimétrie) est ajouté à chaque point de gamme Li (L1 à L9). Toujours par gravimétrie, pour chaque point de gamme Li (L1 à L9), on réalise la dilution par 270 μL de solvant (Li solvant) ou par 270 μL d’extrait de matrice (Li ajouts dosés). Un point de gamme supplémentaire L0 (non-dopé avec les natifs) est préparé en ajoutant 285 μL de solvant à 15 μL de solution IS (L0 solvant) ou en ajoutant 270 μL d’extrait de matrice à 15 μL de solution IS et 15 μL de solvant (L0 ajouts dosés). En procédant de la sorte, l’effet de dilution de la matrice du fait de l’ajout des composés reste modéré (10 %) et est de surcroît identique pour l’ensemble des points de gamme.
En général, les effets matriciels restent compris entre -20 et +20 % (Cf. Tableau 2.5 en page suivante). L’observation d’effets matriciels modérés justifie le choix de courbes d’étalonnage dans le solvant (non-extraites) pour la quantification des analytes dans les échantillons réels. En présence de matrice de plasma de poulet (méthode SPE en ligne couplée à la LC/ESI-MS/MS), 3/26 composés présentaient des effets matriciels relativement importants : le PFDS (+118 %), le 8:2 diPAP (-158 %), et le diSAmPAP (-60 %). Ces composés n’ayant cependant jamais été détectés dans les échantillons réels, il a été jugé préférable de conserver la courbe d’étalonnage dans le solvant plutôt que de procéder par ajouts dosés (méthode lourde à mettre en œuvre dans le cadre d’analyses de routine). En raison d’effets matriciels importants lors de l’application de la méthode LDTD/APCI-Orbitrap-MS aux échantillons d’effluent d’eau usée, nous avons utilisé deux types de courbes d’étalonnage (extraites) pour quantifier les échantillons : une courbe dans l’eau HPLC pour les blancs, les échantillons d’eau du robinet ainsi que l’eau de surface, et une courbe dans un mélange d’effluent de STEP pour les échantillons d’eau de STEP.
II.6.c. Rendements
Le rendement individuel par étapes n’a en général pas été caractérisé, sauf certaines étapes en amont du démarrage de la procédure de préparation, telles que les étapes de filtration sur GF/F (Cf. chapitre III.3) ou de stockage de l’échantillon (Cf. § II.3). Les rendements des méthodes analytiques désignent donc un rendement « global » de préparation, à partir du démarrage de l’extraction (extraction + purification + concentration).
Pour des matrices ne contenant pas de niveaux initiaux de PFAS détectables et pour lesquelles un effet matriciel négligeable était attendu (ex : eau Vittel, sable de Fontainebleau), le rendement a été déterminé par la Méthode 1 qui consiste à ajouter une quantité connue de natifs avant le démarrage de l’extraction (en général, 1 ng L-1 pour l’eau et 1 ng g-1 en poids sec pour les matrices solides), les étalons internes étant ajoutés aux extraits en fin de protocole. Le rendement est alors déterminé en comparant la masse de natifs quantifiée et celle théoriquement attendue.
Tableau 2.5. Effet matrice (%) des PFAS évalué pour quatre types de matrices et cinq méthodes d’analyse. L’effet matrice a été déterminé soit sur un niveau de dopage, soit sur l’ensemble du domaine de linéarité (comparaison des pentes dans le solvant et dans la matrice). Seuls les analytes communs aux différentes méthodes sont reportés dans ce tableau (résultats complets pour chaque méthode détaillés dans les chapitres indiqués).
Muscle de poisson
(truite, îles Kerguelen) Plasma de poulet (Sigma-Aldrich) (ville de Repentigny, Québec) Eau de STEP (fleuve SSédiment t Laurent, Québec) (truite, NIST SRM 1947) Muscle de poisson Extraction micro-ondes (EtOH) Précipitation des protéines (ACN) Strata X-AW Extraction ultrasons (MeOH/NaOH) Extraction ultrasons (MeOH/NH4OH)
Strata X-AW / ENVI-Carb Centrifugation et filtration Charbon de noix de coco Purification ENVI-Carb Strata X-AW / ENVI-Carb
LC/ESI-MS/MS SPE en ligne LC/ESI-MS/MS LDTD/APCI-Orbitrap-MS LC/ESI-Orbitrap-MS LC/ESI-Orbitrap-MS
Calcul Rapport des aires comparaison des pentes* Rapport des aires comparaison des pentes comparaison des pentes
Chapitre III.1 III.2 III.3 VI.1 VI.2
PFHpA 4 -14 -32 0 4 PFOA 8 -2 -22 -22 5 PFNA 16 7 -22 0 3 PFDA -7 -17 -24 -2 -1 PFUnDA 0 -20 -10 -3 3 PFDoDA 8 -2 -15 -2 -1 PFBS -13 2 -48 -3 -5 PFHxS 3 0 -16 -1 2 L-PFOS 0 3 -2 -1 2 PFDS 12 118 -31 6 0 FOSA 19 -7 -40 7 -9
Dans le cas de la matrice « truite commune (S. trutta) des îles Kerguelen », le rendement a été calculé après détermination préalable des teneurs initiales. Les résultats des tests de dopage de l’eau Vittel, du sable de Fontainebleau et de la truite des îles Kerguelen sont globalement satisfaisants (rendements entre 70–110 % pour la majorité des analytes) (Figure 2.23). Des rendements inférieurs à 50 % sont fréquemment observés pour les dérivés N-alkyle du perfluorooctane sulfonamide (MeFOSA et EtFOSA) dans l’eau de Vittel, probablement dû à des pertes par adsorption lors de l’étape de chargement sur Strata X-AW, ou lors de l’étape d’évaporation.
Figure 2.23. Rendements obtenus par la Méthode 1 pour l’eau Vittel, le sable de Fontainebleau et la truite des îles Kerguelen dopés à 1 ng L-1, 1 ng g-1 de poids sec, et 3 ng g-1 de poids frais, respectivement, et analysés par LC-ESI-MS/MS (Agilent 6490 QqQ). Seuls les analytes communs aux 3 matrices apparaissent sur le graphe. Les barres d’erreur correspondent à l’écart-type (n = 3– 4).
Lorsque les matrices dopées contiennent des niveaux détectables de PFAS initiaux et afin de s’affranchir de potentiels effets matriciels, le rendement a été déterminé par la Méthode 2 selon l’expression suivante :
R = 100 x (AV – ND) / (AP – ND)
où AV, ND et AP désignent les réponses relatives (aire de l’analyte divisée par celle de l’étalon interne correspondant, corrigée par le rapport des masses de l’analyte sur l’étalon interne) de matrices :
- dopées avec les composés natifs avant le démarrage de l’extraction (AV)
- dopées avec les composés natifs en fin de préparation (après extraction, purification et concentration) (AP)
- non dopées (ND)
La Figure 2.24 offre une bonne illustration des différences de rendements pouvant être observées entre la Méthode 1 et la Méthode 2 dans le cas où les effets matriciels ne sont pas négligeables (échantillons de plasma de poulet dopés) :
Figure 2.24. Rendements obtenus par la Méthode 1 et la Méthode 2 (§ II.6.c) pour des échantillons de plasma de poulet dopé à 5 ng g-1 de plasma. Les barres d’erreur correspondent à l’écart-type (n = 3).
Pour les composés dont l’étalon interne est analogue au composé natif (PFHxA, PFDA, PFTeDA, L-PFOS, FOSA, 6:2 FTSA, 6:2 diPAP), les rendements obtenus par chacun des deux modes de calculs sont en bon accord (Figure 2.24). A noter les rendements aberrants pour la première méthode de calcul (Méthode 1) entre perfluoroalkyle sulfonates (37 ± 2 % et 137 ± 21 % pour le PFBS et le PFDS, respectivement) ou entre fluorotélomères phosphates disubstitués (72 ± 3 % et 19 ± 10 % pour le 6:2 diPAP et le 8:2 diPAP, respectivement), probablement dû à un effet matriciel non compensé par les étalons internes.