Annexe 6.5 - Opérations à effectuer sur certains types de matériel courant de laboratoire

1. Entretien et réparation

1.1 Chromatographie en phase gazeuse

Comme pour tout autre instrument, la fiabilité d'un chromatographe en phase gazeuse nécessite que l'on soit attentif à diverses composantes d'appareillage, à son état et à son utilisation, faute de quoi les résultats de l'analyse peuvent être faussés. Pour parvenir à une performance fiable de l'instrument, il est essentiel d'éviter la contamination des principaux éléments. Cela dépend à son tour des substances analysées et, pour certaines applications, cela peut être le principal facteur de la qualité de l'analyse. C'est en particulier le cas de l'analyse d'éléments traces. De surcroît, rien ne peut remplacer l'expérience de ce type d'instrument en tant que système global. La surveillance continue de la part de spécialistes expérimentés, concernant en particulier les chromatogrammes et les paramètres instrumentaux, est une partie importante de la procédure d'inspection.

Il faut donc reconnaître que l'entretien incombe à la fois aux agents d'entretien du fabricant pour l'ensemble du système de l'instrument et aux utilisateurs des parties exposées aux substances à analyser, susceptibles de se détériorer à l'usage et nécessitant un examen attentif et fréquent entre les visites du technicien d'entretien. L'entretien et la réparation du matériel de base sont bien assurés si les agents du service d'entretien disposent des informations sur le produit et du matériel nécessaires. Cependant, les utilisateurs sont souvent amenés à réparer des défaillances lorsqu'il est impossible d'obtenir les services d'un agent d'entretien ou lorsque les défaillances sont régulières et que les utilisateurs s'habituent à y porter remède. Les utilisateurs doivent élaborer leur propre programme d'entretien des éléments du système qui sont en contact avec les substances à analyser ou qui sont sujets à détérioration. Les éléments qui doivent être examinés régulièrement sont notamment les systèmes d'injection, les colonnes, les détecteurs, les systèmes d'alimentation en gaz et les éléments pneumatiques.

1.1.1 Injecteurs

Le remplacement régulier des septums et le nettoyage des surfaces internes, en particulier des chemises d'injection est toujours nécessaire. Chaque jour, il faudrait s'assurer de l'étanchéité des septums en utilisant un liquide moussant de type "SNOOP". Généralement, il faut changer les septums toutes les 25 à 30 injections. Les septums non étanches doivent être automatiquement remplacés par de nouveaux septums qui ont été correctement nettoyés, soit par extraction au solvant, soit par traitement dans une étuve à vide avant l'utilisation.

Si un chromatographe en phase gazeuse est régulièrement utilisé, la chemise d'injection doit être enlevée du dispositif d'injection (la plupart des chemises d'injection sont maintenant en verre) et soit remplacée par une nouvelle chemise, soit soigneusement lavée dans un mélange d'acide nitrique à 50 pour cent contenant 7,5 pour cent de dichromate de potassium.

La chemise d'injection doit ensuite être soigneusement rincée à l'eau et à l'éthanol, séchée et réintroduite dans le dispositif d'injection. Les septums doivent automatiquement être remplacés à ce stade.

1.1.2 Colonnes

Chaque jour, les raccordements de la colonne avec le chromatographe en phase gazeuse doivent être testés au point de vue de leur étanchéité à l'aide d'un liquide mousseux de type "détergent ou savon" et resserrés si nécessaire. La colonne doit faire l'objet d'un examen visuel régulier permettant de s'assurer qu'il n'y a pas de discontinuité dans le garnissage ou, s'il s'agit d'une colonne capillaire, qu'elle est exempte de rupture. On peut généralement vérifier s'il n'y a pas de rupture en mesurant le débit à l'extrémité de la colonne où se trouve le détecteur. Habituellement, les colonnes garnies ont un débit d'environ 10 à 25 ml par minute et les colonnes capillaires de l'ordre de 1 à 2,5 ml.

Tous les jours et toutes les semaines, il faut vérifier la résolution des colonnes en utilisant un étalon (voir section 2.2). Chaque semaine, les colonnes garnies doivent être tapotées doucement à l'aide d'un crayon ou d'un morceau de bois de manière que l'on assure que le garnissage de la colonne n'a pas été abîmé. Si on s'aperçoit que la résolution des pics est compromise, la colonne doit être enlevée et il faut inspecter l'extrémité de la colonne où se trouve l'injecteur qui peut avoir été contaminée par des extraits d'échantillon. Des solutions d'étalons appropriés, qui doivent être analysées pour donner une base de quantification, peuvent fournir des informations supplémentaires essentielles pour le diagnostic. Un chromatogramme doit être examiné au point de vue de la constance des temps de rétention, de la hauteur relative des pics et de la symétrie des formes des pics, de l'absence de pics étrangers, de la régularité de la ligne de base et du rapport signal-bruit. Les changements inopinés indiquent habituellement une dégradation ou une contamination, soit dans la colonne elle-même, soit dans l'injecteur ou dans le détecteur. De nombreuses colonnes garnies et capillaires sont fournies avec des mélanges d'essais de diverses polarités, et un chromatogramme d'essai correspondant qui peut aussi être utilisé pour tester les performances de la colonne. Ce mélange d'essai peut confirmer si une colonne a subi une détérioration importante (voir section 2.2.1 de la présente annexe).

1.1.3 Etuves

L'utilisateur doit vérifier le fonctionnement correct du ventilateur et du système d'évacuation de l'air de refroidissement et s'appuyer sur des indications de température données par le fabricant. Il est possible d'insérer un thermocouple étalonné ou un thermomètre à résistance électrique pour vérifier le contrôle des températures isothermes de l'étuve. L'utilisation de ces dispositifs pour suivre la programmation de la température peut révéler des variations sinusoïdales inquiétantes vers la rampe et des dépassements de température lorsqu'un isotherme fixé est atteint. Le contrôle précis et reproductible de la température est indispensable pour les travaux sur colonne capillaire. Cependant, certains fabricants hésitent à révéler exactement les spécifications et les tolérances qu'ils utilisent pour le contrôle programmé. Cependant, c'est la nature exacte du contrôle de la température de l'étuve qui est importante. Si la température peut être maintenue et est constante, peu importe que l'étuve soit à 1 ou 2 degrés au-dessus ou au-dessous de la température indiquée.

1.1.4 Alimentation en gaz et parties pneumatiques

Les pressions de gaz et les débits de fonctionnement doivent être vérifiés périodiquement de manière à correspondre aux spécifications et à être appropriées pour le système et l'application. Des écarts inopinés peuvent indiquer la présence de fuites qui doivent être éliminées sans délai. Les raccords contenant des parties de caoutchouc peuvent se détériorer et doivent être remplacés par des raccords entièrement métalliques. La pureté des gaz est importante. Les gaz vecteurs doivent être purifiés à l'aide d'unités de filtrage qui retiennent l'oxygène et l'humidité; l'hélium est normalement utilisé pour les colonnes capillaires. Les gaz utilisés dans les détecteurs doivent être débarrassés de leurs impuretés d'hydrocarbures à l'aide de filtres au graphite. Si un gaz vecteur azoté est utilisé pour l'analyse des résidus de pesticides à l'aide de détecteurs à capture d'électrons, il faudrait, dans toute la mesure possible, obtenir une pureté supérieure à 99,999 pour cent. Il devrait être libéré de l'oxygène à l'aide d'un piège à oxygène.

1.1.5 Détecteurs

De par leur nature et leur diversité, il est difficile de mesurer et de suivre la sensibilité des détecteurs pour la chromatographie en phase gazeuse, qu'il s'agisse d'unités isolées, ou indépendantes d'autres éléments qui composent le système de chromatographie en phase gazeuse. En pratique, ils continuent à être utilisés jusqu'à ce qu'une baisse sensible de sensibilité qui leur est imputable soit observée. Les prestations redeviennent souvent normales après le nettoyage périodique ou le remplacement des parties fragiles. Il faut suivre scrupuleusement les instructions du fabricant concernant le nettoyage.

Habituellement, 0,1 mg de stéarate de méthyle devrait donner la déviation intégrale d'un détecteur à ionisation de flamme. La sensibilité d'un détecteur à électrons peut aisément être vérifiée à l'aide d'une solution de lindane dans du n-héxane. Habituellement, 20 à 40 pg de lindane injectés dans un chromatographe à gaz devraient permettre d'obtenir une déviation intégrale. Il est à noter ici cependant que ce ne sont là que des indications pour la sensibilité et que la réaction des détecteurs peut être variable selon le modèle de chromatographe en phase gazeuse.

1.1.6 Evaluation des données

La hauteur ou la superficie des pics sont habituellement évaluées par des systèmes de données chromatographiques. Celles-ci dépendent de la précision de la conversion analogique-numérique qui peut devoir être confirmée sur plusieurs ordres de grandeur. La mesure des pics isolés, ayant une bonne résolution, et situés sur des lignes de base de niveau, ne présente pas de gros problèmes. Cependant, si on doit mesurer des pics non séparés se trouvant sur des lignes de base qui ne sont pas de niveau, il faut comprendre le fonctionnement du système d'intégration, en particulier en ce qui concerne sa détection des lignes de base et sa résolution des pics qui se chevauchent. La forme du pic peut également indiquer l'efficacité et l'efficience de la colonne de chromatographie en phase gazeuse. Les pics obliques ou les pics à forme non gaussienne indiquent souvent une détérioration de la colonne, un encrassement des systèmes d'injection, des incompatibilités de débit ou une mauvaise compatibilité entre la substance à analyser et la polarité de la colonne, ou indiquent qu'une surcharge empêche le fractionnement approprié entre les phases gazeuses et les phases liquides stationnaires.

1.1.7 Courbes d'étalonnage

Une série de solutions étalons doit être préparée de manière que l'éventail de concentrations soit plus large que celui de la solution inconnue à analyser. Cela permet de déterminer les limites de la réponse linéaire du détecteur à la substance à analyser.

1.2 Chromatographie en phase liquide à haute performance

II s'agit d'une technique qui demande une attention constante si l'on veut maintenir une sensibilité et une séparation optimales. Les pompes peuvent s'endommager, les colonnes peuvent être bloquées et se détériorer, les détecteurs peuvent être contaminés. Il peut en découler un ralentissement des débits, une élévation des pressions de retour, une absorption de fond et des parasites. Il faut s'assurer lors des procédures de fin de fonctionnement que toute matière étrangère est éliminée du système.

Les éléments d'un système de chromatographie en phase liquide à haute performance qui nécessitent une attention régulière sont la pompe, le dispositif d'injection, la colonne, les détecteurs et les solvants.

1.2.1 Pompe

La première fonction de la pompe est de fournir un débit régulier de la phase mobile, à une pression constante, à la colonne de séparation. Les principales pièces soumises à usure de la pompe à piston alternatif sont les pistons, les joints d'étanchéité des pistons et les soupapes de retenue, le moteur et les cames poussoirs de soupape.

La constance du débit de la pompe doit être vérifiée chaque jour avant utilisation. Si celui-ci est puisé ou intermittent, alors le système doit être purgé à l'aide d'un solvant dégazé pour éliminer l'air prisonnier, les soupapes de retenue doivent être soigneusement nettoyées et, s'il y a un amortisseur d'impulsion son bon fonctionnement doit être vérifié. Lorsque les joints d'étanchéité et les soupapes de retenue sont changés, il faut éviter soigneusement de les endommager en serrant trop les raccords. La valeur pompée doit être précise. Cependant, elle ne doit être exacte que lorsque l'analyste commence à mettre en place et à valider un système analytique. Une fois le système validé, seule la précision du débit est importante. A intervalles réguliers, il faut vérifier la colonne pompée en réglant la pompe à un volume donné et en faisant passer le solvant pompé dans une éprouvette cylindrique graduée ou autre récipient de mesurage.

1.2.2 Colonnes de chromatographie en phase liquide à haute performance

Comme tout autre dispositif chromatographique de séparation, la colonne de chromatographie en phase liquide à haute performance doit fonctionner au moins avec l'efficacité nécessaire pour assurer la séparation des substances analysées. Par conséquent, la colonne doit être régulièrement étalonnée et la résolution doit être surveillée à l'aide d'étalons (voir section 2.3).

Les colonnes peuvent se détériorer pour diverses raisons: contamination, changement de polarité dû à la perte d'activité, altération de la géométrie de la colonne. La contamination de la colonne peut survenir dans le corps de celle-ci, par une liaison irréversible entre un élément et la phase stationnaire, ou plus souvent par rétention de matières étrangères en haut de la colonne. Les colonnes ne doivent être attentivement examinées que si la détérioration de la résolution est analytiquement significative. Si nécessaire, l'extrémité supérieure de la colonne peut être ôtée, le dispositif fritte peut ensuite être enlevé et le garnissage de la colonne inspecté; l'élimination de quelques millimètres de garnissage et le remplacement par un nouveau garnissage et un nouveau dispositif fritte peuvent résoudre le problème, mais cela peut entraîner d'autres difficultés lorsqu'on emploie certains garnissages très performants.

La perte de sensibilité d'une colonne est le problème le plus grave et les causes en sont très variables, selon le type de colonne (à échange d'ions, à silice, à phase inversée, à phase liée). On devrait essayer de nettoyer la colonne en faisant couler dans celle-ci le solvant habituel utilisé pour l'analyse et si on n'obtient pas d'amélioration, on utilise alors un solvant à polarité différente, compte tenu de la nécessité de choisir un solvant miscible et de la nature du garnissage de la colonne. Le rinçage en sens inverse ne permet généralement pas d'obtenir des résultats car il perturbe le garnissage et entraîne un écoulement du solvant. Si on dispose du matériel et des compétences nécessaires, il peut être plus avantageux de garnir une nouvelle colonne.

1.2.3 Détecteurs de chromatographie en phase liquide à haute performance

Divers détecteurs sont utilisés pour l'analyse des aliments, les plus courants étant fondés sur l'UV-visible, la fluorescence, l'indice de réfraction et les propriétés électrochimiques des substances analysées. La réponse de ces détecteurs doit être vérifiée chaque jour à l'aide de l'étalon approprié recommandé par le fabricant, de manière que l'on puisse détecter une "dérive" de performance, souvent signe avant-coureur d'une défaillance du détecteur.

Les détecteurs, en particulier ceux qui sont utilisés pour mesurer les éléments dérivatisés en sortie de la colonne, doivent être rincés avec soin à la fin de chaque journée ou à la fin d'une analyse. Il faut prendre des précautions particulières avec les détecteurs lorsqu'ils sont utilisés avec des séquences mobiles modifiées d'aminé ou de sulfonate tamponnées. Après utilisation, le détecteur doit être débranché et rempli d'une solution d'acide nitrique dans l'eau (1:10). Au bout de 10 minutes, rincer soigneusement à l'eau. Cette procédure permet d'éliminer les éléments qui peuvent produire des dépôts insolubles et bloquer l'instrument.

1.2.4 Phases mobiles de chromatographie en phase liquide à haute performance

L'idéal serait que les phases mobiles soient préparées selon les besoins à partir d'un stock connu de solvants de qualité CLHP et filtrées à travers un filtre à mailles de 0,45 micron pour éliminer toute la substance non dissoute. La phase mobile doit ensuite être dégazée à l'aide d'hélium ou d'ultrasons et les impuretés doivent être évaluées par l'introduction dans le système CLHP du nouveau solvant et par la mesure de tout parasite de fond aux longueurs d'ondes de détection. Cela peut poser un problème particulier lorsqu'on utilise de l'acrylonitrile avec détection d'UV.

Tous les solvants doivent être conservés de telle manière que l'on évite la contamination par des particules aériennes et la contamination atmosphérique par des polluants tels que dioxyde de carbone, chlorure d'hydrogène, chlore et composés volatils du soufre. Il faut également prendre soin d'éviter la formation de produits instables de réaction (par exemple le peroxyde de tétrahydrofuranne après élimination des stabilisants pendant la nouvelle distillation).

1.3 Spectrophotomètres

Les Spectrophotomètres dans l'UV/visible sont couramment utilisés dans le laboratoire d'analyse des aliments. Leur entretien demande de grandes compétences et nécessite généralement les services d'un technicien spécialement formé à cet instrument.

L'analyste ne doit jamais manipuler sans autorisation le banc d'optique, les miroirs, prismes, filtres ou le photomultiplicateur, car la manipulation par des mains non expertes peut provoquer un défaut d'alignement qui, même minime, peut rendre le spectrophotomètre inutilisable.

L'entretien général des spectrophotomètres, notamment le nettoyage des cuves et cellules, doit être effectué avant et après l'analyse. Renversées, les solutions acides ou alcalines peuvent provoquer des dégâts irréparables, en quelques instants seulement.

L'entretien et le changement de la source de lumière peuvent être effectués par l'analyste à condition qu'il dispose de la notice du fabricant et que l'entretien soit effectué en présence d'un analyste expérimenté. Immédiatement après, l'opération doit être consignée par écrit dans un registre qui doit être conservé. L'instrument doit ensuite être réétalonné (voir section 2.1).

Les vérifications essentielles de la longueur d'onde et de l'absorbance doivent être effectuées à l'aide de filtres étalonnés et de solutions étalons (voir section 2.1) recommandés et fournis par les fabricants. Il n'est que rarement nécessaire de procéder à une vérification en utilisant un étalon primaire.

1.4 Balances

Les balances doivent être entretenues dans un bon état de propreté, protégées de la poussière et de la corrosion. Qu'elles aient une précision au gramme ou au milligramme, elles sont sensibles aux vibrations, aux courants d'air, aux écarts de température et à l'horizontalité de la surface sur laquelle elles reposent.

Il faut vérifier régulièrement toutes les balances pour s'assurer qu'elles n'ont pas été déplacées et qu'elles reposent encore sur une surface horizontale. Des pesées fondamentales de vérification à l'aide de poids étalonnés doivent être effectuées chaque jour. Un registre permanent doit être tenu de ces vérifications, qui doit être examiné simultanément avec le carnet de l'analyste.

1.5 Polarimètres

Les polarimètres servent surtout à identifier la concentration et le type d'une solution de sucre. Il en existe deux types couramment utilisés, ceux, mécaniques, qui sont fondés sur la rotation de la lumière monochromatique émise par une source incandescente de sodium et ceux, électroniques, qui utilisent la lumière polychromatique. Dans les deux cas, il faut procéder au nettoyage régulier des fenêtres d'entrée de la lumière et des lentilles.

Grâce aux progrès de l'électronique, les polarimètres sont aujourd'hui dotés de systèmes qui détectent les dysfonctionnements, par exemple une perte de puissance de la lampe. Ils ont également un système d'auto-étalonnage. Cependant, qu'ils soient mécaniques ou électroniques, il faut procéder à des vérifications régulières à l'aide de coins étalons de quartz, de solutions étalons de sucrose ou d'un tube étalon de saccharimètre (voir section 2.4).

1.6 Spectromètres d'absorption atomique

Les Spectromètres d'absorption atomique sont utilisés dans le laboratoire d'analyse des aliments pour analyser les nutriments et les éléments toxiques inorganiques. Etant donné que la plupart de ces substances sont présentes à l'état de traces, il est nécessaire de faire des efforts considérables de prévention de la contamination croisée, d'adsorption sur les surfaces des diverses parties du spectromètre (telles que le nébulisateur, le brûleur, le tube contenant l'échantillon, etc.) et l'alignement de la flamme ou du foyer, la géométrie de la longueur d'onde et de la source lumineuse provenant des lampes à cathode creuse.

La nécessité d'entretenir les spectromètres d'absorption atomique peut être indiquée par des résultats anormalement élevés ou faibles, des limites de détection non atteintes, des concentrations caractéristiques qu'il n'est pas possible d'atteindre, des données brouillées par le bruit, des blancs élevés, des lignes de base brouillées par le bruit, l'impossibilité d'allumer la flamme, un profil irrégulier de la flamme ou un retour de flamme du brûleur. Autre indicateur caractéristique: la performance de l'analyse avec ou sans flamme ne correspond pas aux spécifications du fabricant.

Si on n'obtient pas des résultats correspondant aux spécifications du fabricant, on peut procéder à diverses vérifications d'entretien. Cependant, la plupart d'entre elles ne peuvent être réalisées que par un technicien d'entretien agréé du fabricant ou par un technicien très compétent. Certaines des vérifications d'entretien les plus simples vont être effectuées sur les instruments optiques, le brûleur et le nébulisateur.

1.6.1 Instruments optiques

Eviter de toucher des doigts les fentes du compartiment qui contient l'échantillon ou la face de la lampe, et les surfaces réfléchissantes des miroirs ou des réseaux. Si de la poussière s'accumule sur les surfaces optiques, l'éliminer avec soin en utilisant une poire propre et sèche. Ne pas frotter les surfaces avec un chiffon. Les surfaces de la fente doivent être nettoyées à l'aide d'un tampon de coton imbibé d'une solution diluée de détergent liquide, puis rincées plusieurs fois à l'eau déminéralisée. Si les surfaces du miroir sont sales (par exemple après avoir été exposées aux vapeurs du laboratoire), elles doivent être nettoyées par un technicien qualifié d'entretien. A défaut, un technicien compétent peut nettoyer les surfaces en utilisant avec précaution du coton propre imbibé d'un solvant propre tel que l'alcool. Il est important que les surfaces sèchent rapidement. Ne pas frotter les surfaces optiques. Il faut prendre soin d'éviter de les rayer, les rayures nécessitant le renivellement des miroirs. Les surfaces des réseaux ne doivent jamais être nettoyées ni touchées.

1.6.2 Brûleur

La périodicité du nettoyage du brûleur dépend de la nature des échantillons aspirés. D'ordinaire, le brûleur n'a pas besoin d'être nettoyé souvent. Remettre la chambre du brûleur en état lorsqu'elle a fonctionné avec des solvants organiques ou lorsque des échantillons à forte teneur en matières solides sont aspirés.

Le brûleur doit donner une flamme régulière sur toute la longueur de la fente. Une flamme irrégulière peut indiquer qu'il est nécessaire de nettoyer la fente. Une fois la flamme éteinte et avec l'aspiration d'air en fonctionnement, nettoyer soigneusement la fente à l'aide d'une fine bande de métal. Ne pas entailler les bords de la fente. Pour nettoyer les dépôts encrassés de la fente de la tête du brûleur, il peut être nécessaire d'enlever la tête du brûleur de la chambre. La tête du brûleur peut ensuite être mise à tremper pendant une nuit dans une solution de détergent, puis rincée à l'eau déminéralisée et séchée à l'air propre.

Si des échantillons aqueux sont aspirés, ou après l'aspiration d'échantillons organiques tels qu'huile ou extraits de méthylisobutycétone, le signal d'absorption produit peut être brouillé par le bruit et irrégulier. Après aspiration d'échantillons organiques, il faut aspirer pendant cinq minutes un solvant organique propre dont on sait qu'il est miscible avec les échantillons qui viennent d'être aspirés. De l'acétone doit ensuite être aspirée pendant 5 minutes et il faudrait ensuite aspirer pendant 5 minutes de l'acide nitrique à 1 pour cent. Si des dépôts se sont formés dans la chambre du brûleur, démonter et nettoyer le brûleur, le mettre à tremper dans une solution de détergent et utiliser un écouvillon. Ne pas laisser tremper la chambre de carburation dans l'acide, ne pas utiliser de nettoyants de type cuisine et éviter d'endommager par abrasion le revêtement plastique de la chambre de carburation.

Rincer soigneusement à l'eau le tuyau d'évacuation des déchets. Vider le récipient collecteur, le remplir d'eau et éliminer convenablement les solutions dangereuses ou corrosives en se conformant aux dispositions locales concernant les effets des déchets sur 1 ' environnement.

Toujours nettoyer le brûleur après l'aspiration de concentrations élevées d'échantillons d'argent, de cuivre ou de mercure dans une flamme d'acétylène car des acétylures instables, susceptibles d'exploser si on les laisse sécher, peuvent se constituer. Rincer soigneusement à l'eau la chambre de carburation du brûleur et le tuyau d'évacuation des déchets immédiatement après ce type d'analyse et inspecter visuellement la chambre de carburation du brûleur pour s'assurer que toute trace résiduelle a été éliminée.

1.6.3 Dispositif d'évacuation du brûleur

Le dispositif d'évacuation du brûleur doit être rincé soigneusement à l'eau pour éliminer les résidus caustiques, corrosifs ou organiques qui pourraient endommager les tuyaux et la chambre d'évacuation. Il est recommandé de procéder à cette opération à la fin de chaque journée de travail.

1.7 Appareils de transformation

L'entretien des mélangeurs, broyeurs et broyeurs à broches est normalement limité au nettoyage, au diagnostic des défaillances électriques et à l'entretien préventif de la dégradation des joints. N.B. Seuls des mélanges anti-étincelles peuvent être utilisés avec les solvants inflammables.

Le nettoyage est l'aspect essentiel de l'entretien de ce type de matériel. Il empêche la contamination croisée des échantillons, en particulier ceux qui contiennent des matières grasses, tels que les viandes, confiseries et graines oléagineuses.

Le nettoyage régulier à l'eau et au détergent doit être suivi si nécessaire d'un nettoyage à l'aide d'un solvant approprié, puis d'un détergent. Le plus souvent, la viande et le poisson hachés doivent être éliminés des mélangeurs avec de l'eau chaude et un détergent et en frottant vigoureusement. Si les surfaces restent grasses, il peut être indiqué de nettoyer ensuite à l'aide d'un solvant, par exemple de l'hexane.

L'entretien des étuves, fours à moufle, réfrigérateurs et congélateurs doit être limité à des vérifications régulières de la température.

Bien que des températures absolument précises dans les étuves, réfrigérateurs et congélateurs ne soient généralement pas indispensables pour l'analyse des aliments, ces appareils doivent répondre à une norme minimale, qui varie cependant selon la température extérieure et les spécifications du fabricant. Généralement, un réfrigérateur doit être entre 2 et 5°C, un congélateur entre -18 et -22°C.

Les réfrigérateurs et congélateurs doivent être vérifiés à des intervalles spécifiés, généralement mensuels, à l'aide d'un thermomètre certifié à immersion totale; un thermocouple enregistrant en continu peut être utilisé si le contrôle de la température est vital. Les fours doivent être vérifiés à l'aide d'un pyromètre ou d'un mécanisme de thermocouple. Si les températures sont sensiblement différentes de celles indiquées dans les spécifications de l'instrument, l'unité de contrôle de la température doit probablement être examinée par un technicien qualifié.

Les séchoirs et les étuves à vide sont un peu différents, car certaines méthodes types (AOAC, BS, etc.) spécifient le séchage jusqu'à obtention d'un poids constant, à une température spécifique, c'est-à-dire 100°C + 1°C. Il est conseillé de procéder quotidiennement à des vérifications régulières du contrôle de la température à l'aide d'un thermomètre certifié.

Le maintien du vide dans les étuves à vide peut être vérifié à l'aide d'un manomètre étalonné approprié. Dans une étuve, le vide doit être inférieur à 100 mm de mercure en règle générale. Il peut aussi être nécessaire de vérifier l'état des pompes et de la tuyauterie.

1.8 Verrerie

Tout laboratoire d'analyse des aliments effectue encore certaines opérations de chimie par voie humide, et certains ne font rien d'autre, de sorte que l'entretien de la verrerie et des réactifs est très important. Il est également judicieux de séparer la verrerie utilisée pour l'analyse des éléments traces de celle servant aux macrodosages. Des procédures devraient être établies pour le nettoyage de la verrerie (et aussi du téflon, du polyéthylène, du polypropylène, etc., s'ils sont utilisés). Il faut se rappeler qu'elles dépendent de la compétence et du degré de formation du personnel qui effectue le nettoyage. Pour des usages ordinaires, il suffît de nettoyer la plus grande partie de la verrerie à l'eau tiède et au détergent sans utiliser des substances corrosives telles que l'acide chromique. Cependant, pour certaines applications, il peut être nécessaire d'avoir recours à des procédures spéciales de nettoyage et de manipulation de la verrerie. Par exemple, lorsqu'on mesure des éléments traces dans de l'eau, on évite l'adsorption ou les fuites de la verrerie, ou on élimine totalement le verre. Pour l'analyse des éléments traces, il faut généralement éviter la verrerie très rayée ou corrodée.

2. Performance et étalonnage des instruments

On trouvera ci-après un aperçu des techniques d'évaluation des performances et d'étalonnage de certains instruments d'analyse couramment utilisés:

2.1 spectrophotomètres dans l'ultraviolet et le visible

Les spectrophotomètres doivent être étalonnés à la fois au point de vue de la précision de longueur d'onde et de celle de la densité optique (absorption). La meilleure manière de vérifier la précision de la longueur d'onde est d'utiliser des filtres étalons de verre, soit au didyme, soit au holmium. La précision de l'absorbance peut être vérifiée par balayage d'une solution de dichromate de potassium pur à 50 ou à 100 mg par litre dans 0,005 M d'acide sulfurique entre 200 et 400 nm.

Les absorbances caractéristiques sont les suivantes:

Longueur d'onde (nm)	50 mg/l	100 mg/l
235	0,626 ± 0,009	1,251 ± 0,019
257	0,727 ± 0,007	1,454 ± 0,015
313	0,244 ± 0,004	0,488 ± 0,007
350	0,536 ± 0,005	1,071 ± 0,011

2.2 Chromatographes en phase gazeuse

Les aspects les plus importants de la performance des chromatographes en phase gazeuse relèvent des domaines de la sensibilité et de la séparation. La sensibilité est fonction de divers facteurs, notamment le bon fonctionnement du détecteur, la proportion de sites actifs dans la phase stationnaire de la colonne, l'imperméabilité aux gaz des raccordements et les effets de la décomposition du produit à analyser imputable à la présence de points chauds et de surfaces métalliques.

2.2.1 Colonnes des chromatographes en phase gazeuse

La meilleure façon de les étalonner est d'utiliser des solutions étalons de la substance à analyser, mais on peut avoir des renseignements sur l'état d'une colonne à l'aide de mélanges étalons d'essai. En voici quelques exemples:

Mélange 1 - Pour les systèmes dotés d'un détecteur à ionisation de flamme, voici un mélange utile - 2-octanone, 1-octanol, 2,6-diméthylaniline, 2,6-diméthylphénol, décane, undécane, dodécane et tridécane dans du méthane dichlorique. Cette formulation permet de confirmer l'efficacité de la colonne, la présence de fuites, le volume entre les points d'injection et de détection effectifs, moins le volume de la colonne, les sites métalliques absorbants, les caractéristiques acide/base, les liaisons de l'hydrogène ou des groupes du silanol et les acides de Lewis. Ce mélange est utilisé lors d'une analyse de la sensibilité, en isotherme ou à la température programmée, pour éprouver l'affinité de la colonne pour un grand nombre de substances (Grob, et collaborateurs, J. Chromatography, 156, 1, 1978).

Mélange 2 - On peut, en utilisant également un détecteur à ionisation de flamme, effectuer une vérification simple de l'efficacité de la colonne pour l'analyse en chromatographie en phase gazeuse des esters méthyliques d'acides gras en dissolvant de l'huile de coco (ou de colza) dans l'iso-octane, en agitant pendant 2 minutes avec de l'hydroxyde de potassium méthanolique à 10 pour cent et, après avoir laissé les phases se séparer, en injectant un volume suffisamment faible de la couche supérieure de l'iso-octane directement dans le chromatographe en phase gazeuse. La résolution des pics du stéarate de méthyle et de l'oléate de méthyle est un bon indicateur d'une performance satisfaisante de la colonne.

Mélange 3 - Pour les systèmes dotés d'un détecteur à capture d'électrons, un mélange utile pour mettre à l'épreuve et évaluer les colonnes de chromatographie en phase gazeuse pour l'analyse des pesticides peut être acheté à des sociétés telles que Supelco aux Etats-Unis. A défaut, une solution d'iso-octane contenant 0,1 m g/ml de d -HCH, ß-HCH, g -HCH (lindane), p,p'- DDT, o,p'- DDT, p,p'- TDE, p,p'- DDE, aldrine, dieldrine, endrine, heptachlore et époxyde d'heptachlore. Certains utilisateurs ajoutent aussi de l'o,p'- TDE et de l'o,p'- DDE, mais il ne s'agit que de produits de la dégradation de l'o,p'- DDT (lui-même n'étant habituellement qu'une impureté du p,p'- DDT) et ils sont rarement présents comme résidus dans les aliments. L'utilisation prudente des mélanges (y compris le "dopage" d'extraits provenant de substances à analyser) et l'interprétation judicieuse du résultat sont nécessaires si l'on veut éviter l'erreur trop fréquente d'identification des pics. N.B. la LMR (Limite maximale de résidu) pour le DDT total est égale à la somme du p,p' DDT, de l'o,p'- DDT, du p.p'. TDE et du p,p'- DDE.

Mélange 4 - II y a souvent des interférences, dans l'analyse des pesticides, dues à la contamination par les diphényles polychlorés (PCB). Un mélange utile d'épreuve pour étalonner et évaluer une colonne de chromatographie en phase gazeuse pour les interférences dues au PCB contient 10 mg par ml, soit d'Aroclor 1242, soit d'Aroclor 1254 dans du dichlorométhane.

2.3 Chromatographes en phase liquide à haute performance

Les principaux aspects à prendre en considération lorsqu'on met à l'épreuve la performance et que l'on étalonne le chromatographe en phase liquide à haute performance sont le système d'aspiration/refoulement, les colonnes (efficacité et symétrie des pics) et le détecteur.

2.3.1 Système de refoulement

Le système de refoulement est normalement constitué d'une pompe à piston alternatif ou d'une seule pompe à deux pistons décalés. Quel que soit le système utilisé, l'étalonnage correct du débit du refoulement est extrêmement important, car, comme pour la chromatographie en phase gazeuse, le débit détermine la vitesse d'élution. La vitesse d'élution définit l'aptitude de la colonne de séparation à parvenir à un équilibre entre les phases mobile et stationnaire et donc l'efficacité de l'ensemble du dispositif. Si le débit n'est pas étalonné avec précision, la répétabilité et la reproductibilité ne peuvent être assurées. L'étalonnage du système de refoulement est simple et on le réalise en laissant passer l'éluant de l'ensemble du système dans une éprouvette graduée de qualité A pendant un temps précis. Il faut prendre soin de procéder avec un volume suffisant pour permettre un mesurage précis (c'est-à-dire 25 ml à 1 ml par minute dans une éprouvette graduée de 25 ml). On peut parvenir à une précision plus grande par la pesée. Il est toujours préférable de mesurer le débit de l'ensemble du dispositif, car la pression de retour de la colonne et de son détecteur peuvent varier, modifiant ainsi la chute de pression dans l'ensemble du dispositif et donc le débit.

2.3.2 Colonnes

Le rendement et l'étalonnage des colonnes varient selon les éléments que l'on sépare et que l'on mesure. Cependant, en règle générale, on peut procéder à l'étalonnage en utilisant des éléments purs et en mesurant les divers paramètres tels que le temps d'élution, la dissymétrie de résolution et le nombre de plateaux théoriques.

On calcule le temps d'élution comme la durée qui s'écoule entre le point médian du pic élue et le front du solvant. Si aucun front du solvant n'est observé, le temps d'élution peut être calculé comme le temps qui s'écoule entre le point médian du pic élue et le point d'injection. Les colonnes doivent être maintenues à température constante si on veut éviter une variation des temps d'élution.

La dissymétrie des pics élues donne des informations sur l'état de la colonne et l'état du disque de verre fritte de la tête de colonne. Un pic dissymétrique peut être dû à des sites excessivement actifs, à la désactivation de la colonne, à la formation de galeries dans la colonne, à un débit trop rapide ou à un solvant non approprié. On calcule la dissymétrie du pic élue en mesurant la distance entre le point médian du pic et la position de la trace de chaque côté du point médian à mi-hauteur du pic. Les distances doivent être identiques pour un pic de forme gaussienne.

Le nombre de plateaux théoriques d'une colonne permet de mesurer l'efficacité de celle-ci. Plus il est élevé, plus la colonne est efficace et plus la séparation entre deux substances sera grande. On calcule le nombre de plateaux théoriques (N) en divisant la longueur de la colonne par l'équivalent en hauteur du plateau théorique (EHPT):

On calcule comme suit la valeur de EHPT:

où "D" est la distance entre le point médian du pic élue et le point d'injection, et "W1/2" est la largeur du pic à mi-hauteur.

2.3.3 Détecteurs de chromatographie en phase liquide à haute performance

Sur les détecteurs dans l'UV/le visible, les longueurs d'onde sont généralement préréglées par le fabricant à 254 et 360 nm, mais l'absorption à ces longueurs d'onde peut être utilisée pour vérifier la détérioration de la lampe à UV. Avec des détecteurs à longueur d'onde variable, il faut s'assurer du passage sans problème des lampes au deutérium aux lampes au tungstène (en général à 320 nm environ).

On peut vérifier les détecteurs de l'indice de réfraction à l'aide d'une solution d'une substance appropriée, par exemple du glucose à 0,1 pour cent pour l'analyse du sucre.

2.4 Saccharimètres et polarimètres

Les méthodes les plus courantes d'étalonnage de l'appareillage utilisé pour le dosage du sucre (par la méthode EWERS, etc.) consistent à utiliser une solution étalon de sucre. Cependant, en règle générale, les différences de climat, de température et de durée nécessaire pour que la solution s'équilibre entraînent une variation des résultats d'un laboratoire à l'autre. Une méthode robuste consiste à utiliser un tube optique qui a été étalonné par une autorité compétente agréée et conçu pour avoir une rotation spécifique de X° pour le sucre, utilisant une longueur d'onde particulière de lumière qui est généralement une lumière au sodium (4900A). Si le saccharose est le seul sucre présent, alors, une solution à 26 pour cent dans un tube de 200 mm d'un saccharimètre à 20°C donnera une lecture de 100 pour cent.

Les polarimètres peuvent être vérifiés à l'aide des concentrations suivantes de sucre dans l'eau:

Sucre	10%	20%
Saccharose	+66,5	+66,5
Glucose	+52,7	+53,1
Fructose	-90,7	-93,3
Lactose	+52,5	+52,5
Maltose	+138,3	+138,1

Les rotations spécifiques qui précèdent sont observées à 20°C, si l'on utilise une épaisseur d'1 décimètre et la raie spectrale D de la lumière au sodium. Toutes les solutions doivent être additionnées de quelques gouttes d'ammoniaque à 0,880, pour éliminer les effets de la mutarotation et équilibrer l'activité optique.

2.5 Spectromètres d'absorption atomique

On peut vérifier l'efficacité d'un spectromètre d'absorption atomique dans la flamme en procédant comme suit:

Régler le spectromètre pour l'analyse d'une solution aqueuse de cuivre dans les conditions suivantes:

Longueur d'onde	324,8 nm
Fente	0,7 nm
Lampe	15 mA (voir spécification du fabricant)
Flamme	oxydation par l'air/l'acétylène (bleu clair)
Configuration du brûleur	Installation du déflecteur de débit

Dans ces conditions, optimiser la position de la lampe, celle du brûleur et du nébulisateur. Aspirer ensuite de l'eau distillée et mettre l'instrument à zéro. Aspirer une solution aqueuse de cuivre à la concentration de 4 mg/l. Régler la position du brûleur et la flamme pour obtenir une absorbance maximale. Avec la plupart des instruments, l'absorbance obtenue doit être d'environ 0,2 unité d'absorbance ou plus.

La meilleure manière d'étalonner les spectromètres d'absorption atomique est d'utiliser des lampes standard à cathode creuse et des solutions étalons. On trouvera au tableau ci-après les longueurs d'onde d'absorbance validées et reconnues pour un certain nombre d'éléments.

Elément	Longueur d'onde (nm)	Gaz	Sensibilité1	Notes
Al	309,3	N-Ac	50,0	2
As	193,7	A-Ac	45,0	3
Ba	553,6	N-Ac	20,0	2
Bi	223,1	A-Ac	20,0	3
Ca	422,7	A-Ac	4,0
Cd	228,8	A-Ac	1.5	3
Co	240,7	A-Ac	7.0	3
Cr	357,9	A-Ac	4,0	3
Fe	248,3	A-Ac	5,0	3
Ge	265,1	N-Ac	100,0
Hg	253,7	A-Ac	200,0	3
K	766,5	A-Ac	2,0	2,3
Li	670,8	A-Ac	2,0	3
Mg	285,2	A-Ac	0,3	3
Mo	313,3	N-Ac	30,0
Na	589,0	A-Ac	0,5	2,3
Ni	232,0	A-Ac	7,0	3
Pb	283,3	A-Ac	20,0	3
Sb	217,6	A-Ac	25,0	3
Se	196,0	A-Ac	30,0	3
Sn	286,3	N-Ac	150,0
Sr	460,7	N-Ac	5,0	2
U	351,5	N-Ac	5500,0	2
V	318,4	N-Ac	90,0	2
W	255,1	N-Ac	450,0
Zn	213,9	A-Ac	1,0	3

Notes:

1. La concentration d'un élément (mg/l) dans une solution aqueuse donnant environ 0,2 unité d'absorbance

2. L'adjonction d'un sel alcalin (K, Na ou Cs sous forme de chlorure) est recommandée pour contrôler l'ionisation

3. L'emploi de la perle d'impact améliorera la sensibilité d'environ 2 x

Pour la plupart des usages, l'emploi de solutions de "spectrosol" fournies par les principaux fabricants de produits chimiques permet, à relativement peu de frais, de procéder à un étalonnage suffisamment précis pour la plupart des analyses d'aliments; la solution étalon doit être accompagnée d'un certificat d'analyse du fabricant, d'un numéro de lot et une date de péremption. On trouvera dans Barnett (1,2) un guide utile pour l'étalonnage et les concepts relatifs aux spectromètres d'absorption atomique.

3. Références

1. Barnett, W, (1984), Spectrochimica Acta 39B(6), 829-836.
2. Barnett, W, (1985), Spectrochimica Acta 40B(10-12), 1689-1703.