Choix d’une phase adsorbante pour les prélèvements : travail exploratoire

Différents supports comme les compresses stériles ou encore les tubes Tenax TA® (Supelco) ont été testés pour la collecte d’odeur. Cette partie présente quelques uns des résultats de cette étude préliminaire visant à choisir un support de prélèvement adapté pour la suite. Des essais ont également été réalisés en désorption liquide sur des tubes Tenax et des cartouches BondElut ENV (Agilent). Toutefois, au vu des résultats décevants, ces techniques n’ont pas été poursuivies et les résultats obtenus ne seront pas présentés ici.

3.1.1.1. Compresses

Comme nous l’avons exposé dans la revue, les compresses sont très souvent utilisées pour les prélèvements d’odeurs. Toutefois, vu le nombre de pics détectés, leur propreté analytique n’est pas suffisante pour réaliser des analyses convenables comme le montrent les chromatogrammes présentés dans la figure 3-1, obtenus à l’IRCGN lors d’études préliminaires par SPME-GC-MS (chromatographe Agilent 7890). Les échantillons sont disposés dans des flacons de 20 mL puis incubés 15 minutes à 90°C. L’extraction est réalisée pendant 30 minutes à 90°C à l’aide d’une fibre SPME DVB/CAR/PDMS. L’injection est ensuite réalisée à 270°C en mode splitless dans une colonne Rtx_5MS (50 m x 0.18 mm, 0.7 µm). Le débit est fixé à 0.8 mL/min et la température du four est programmée de 35°C à 280°C (rampe 5°C/min) pour une durée d’analyse totale de 45 min. La détection est effectuée en mode Scan (35-399 m/z). Les compresses hydrophiles stériles nécessitent donc un traitement préalable avant leur utilisation. Les protocoles de conditionnement reposent soit sur l’utilisation de l’extraction par fluide supercritique, soit sur un traitement thermique qui consiste à chauffer la compresse pendant 45 min à 105 °C. Pour des raisons pratiques, le même traitement a été envisagé avec de l’éthanol à la place du méthanol (cf. 1.2.2.2, page 27). Toutefois cette procédure de conditionnement est fastidieuse et ne sera pas viable sur le terrain.

Comme on peut le voir sur la figure 3-1, ce conditionnement des compresses stériles est très efficace et donne de très bons résultats. En revanche, les blancs réalisés sur des compresses hongroises vierges sont très chargés. Une tentative de traitement par chauffage et avec de l’éthanol n’ont pas permis d’obtenir des blancs plus propres. A notre connaissance, aucune méthode de traitement particulière pour ces compresses n’a été publiée. Pour toutes ces raisons, nous n’avons pas mené d’autres essais avec ce support.

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Figure 3-1 : Comparaison des chromatogrammes de compresses hongroises et de compresses stériles, obtenus par SPME-GC-MS, sans traitement et avec traitement à l'éthanol et au méthanol pour les

compresses stériles.

3.1.1.2. Patch PDMS

L’utilisation d’un patch en PDMS que l’on pourrait poser sur la main du sujet à prélever serait idéale. Pour tester cette méthode, des patchs de 2 cm x 3 cm ont été découpés dans des feuilles de 356 et de 584 µm d’épaisseur. La première étape a consisté à les conditionner en les plaçant dans un flacon de 20 mL, ouvert, dans un four GC à 300°C pendant 90 minutes. Toutefois, cette méthode est inadaptée car les patchs sont devenus cassants et donc impossible à insérer dans les tubes de l’unité de thermodésorption. De plus, la rigidité résultant de ce conditionnement rend également difficile la pose du patch sur la main. Nous avons donc essayé de les conditionner roulés directement dans un tube de thermodésorption. Cette fois, contrairement aux tests précédents, le patch conserve sa forme et son élasticité. Le conditionnement à haute température du PDMS doit donc être réalisé sous atmosphère inerte pour éviter la perte des propriétés mécaniques du support.

Outre les blancs, des prélèvements réels ont été effectués : deux patchs ont été déposés pendant 15 minutes sur le dos d’une main, puis ont été recouvert de parafilm pour éviter qu’ils

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ne tombent. L’un des patchs a été désorbé à l’aide de 200 µL de MeOH, puis 200 µL d’ACN puis 200 µL d’heptane (5 minutes chaque). Malgré le gonflement important du patch et la perte de solvant, les éluats ont ensuite été injectés en GC×GC-MS, mais sans résultat. Le second a été thermodesorbé en GC-MS, mais aucune différence majeure par rapport aux blancs n’a été observée.

3.1.1.3. Sorbstar

Etant donnés les inconvénients du patch, nous avons choisi de tester une autre phase polymère (Sorbstar®, Action Europe, Sausheim, France) vendue sous la forme d’un cylindre de 2 cm de long et de 2 mm de diamètre.

Figure 3-2 : Sorbstar®

Ce polymère présente l’avantage d’être préconditionné et conservé sous atmosphère inerte. D’un point de vue analytique, ce polymère est beaucoup plus propre que les compresses hongroises comme on peut le voir sur la figure 3-3. Notons que pour des raisons techniques, ces résultats ont été obtenus en thermodésorption avec la méthode décrite dans le chapitre 2 et non pas en SPME comme pour les compresses hongroises. Il n’est donc pas anormal de retrouver un nombre plus important de pics. De plus, une analyse plus poussée montre que la grande majorité des polluants sont des dérivés de silice et non pas des composés d’intérêt comme on pouvait en retrouver sur les compresses. La taille réduite du Sorbstar® permet de réaliser des prélèvements dynamiques (i.e. en frottant) et facilite son utilisation en thermodésorption. Le volume de phase d’un Sorbstar est de l’ordre de 60 µL et sa surface d’échange de l’ordre de 120 mm². En guise de comparaison, les fibres SPME offrent une surface de l’ordre du mm² avec un volume de phase de l’ordre de la centaine de nL.

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Figure 3-3 : Chromatogramme d'un Sorbstar "blanc", analysé par TD-GC-MS directement en sortie de son flacon