Présentation de mon stage de licence
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Mise au point et évaluation de performances d’une méthode de dosage de dix anions par
chromatographie ionique
Laboratoire d’Étude et de Recherche en Environnement et Santé
Intégré à l’ENSP Analyse de divers paramètres de qualité des :
EauxEffluentsBoues et sédiments
Accrédité COFRAC depuis septembre 2000 en ISO 17025
LA CHROMATOGRAPHIE IONIQUE
Technique de séparation des composés d’un mélange
Appartient à la famille des Chromatographies liquides d’adsorption
Principe : Séparation par rapport
aux différences d’affinité des ions et de la phase mobile pour la phase stationnaire
Phase stationnaire : résine porteuse de groupements chargés
Les composés de charge opposé aux groupements s’y fixent par des interactions électrostatiques
Respect de l’électroneutralité de l’éluant :
Les ions éliminés sont remplacés par autant d’ions de même charge provenant de la phase stationnaire
Élution en mode isocratique (préparation manuelle) :
Inconvénients :
Éléments fortement et faiblement retenus dans une même analyse est difficile à éluer
Risque de pollutions lors de la préparation
Gradient d’élution (génération automatique):
Remède à ces problèmes par l’installation d’un générateur automatique d’éluant :
Augmentation répétabilité, reproductibilité, linéarité, sensibilité…
Facilité d’utilisation
Le générateur automatique d’éluant (EGC II KOH)
•Rôle : Préparation d’éluant très pur en ligne
•Principe : Réduction de l’eau à la cathode2H2O + 2 e- = 2OH- + H2 Migration de K+ dans le connecteur échangeur d’ionK+ + OH- = KOH
CR-ATC Colonne de piégeage régénérée en continue
Rôle : Éliminer les impuretés
anioniques de l’eau déionisée
Principe : Anions retenus par résine et
traversent la membrane OH- régénèrent en continu la
résine
H3O+ se combinent avec les anions
Le suppresseur (électrolytique)
Rôle : Diminuer la
conductivité de l’éluant
Augmenter la conductivité de l’analyte
Augmenter le rapport signal sur bruit
Circulation à contre-courant de l’éluant / régénérant
Les flux sont séparés par une membrane échangeuse de cation
Électrolyse de l’eau aux électrodes
•Principe :
Le CRD (Carbonate Removal Device)
Rôle : Diminuer le pic des
carbonates présents dans l’échantillon
Principe : Naturellement l’équilibre
suivant existe : H2CO3 = H2O + CO2
CO2 traverse la membrane perméable
Déplacement de l’équilibre vers la droite
Présentation de l’analyse
Méthode actuelles des 10 anions :
Mode isocratique Différentes colonnes et phases mobiles selon le
groupe d’anions à analyser NO2-, NO3- et PO43- dosés au flux
Méthode à mettre en place : Les 10 anions dans la même analyse avec un
gradient d’élution Critères à respecter pour optimiser la méthode:
résolution >1.3 Durée acquisition courte LQ similaires à celles déjà appliquées Domaine linéarité le plus grand possible
Paramètres à modifier
Concentrations initiale et finale Temps de départ Durée rampe Capacité de la boucle d’injection
Préparation des essais Les solutions utilisées :
Étalon de plus faible concentration de la gamme
Étalon de plus forte concentration de la gamme
Ordre d’élution :
F- <ClO2-<BrO3
-<Cl-<NO2-<ClO3
-<Br-<NO3-<SO4
2-
<PO43-
Réglage des paramètres
Boucle d’injection : Différents essais : 25, 100, 200, 300 µL 25 et 100µL : mauvaise quantification des faibles
concentrations 300µL : saturation et mauvaise résolution pour les
fortes concentrations 200µL : OK!
Gradient :
Point de départ : exemple de DIONEX
10 – 25 minutes avec 10 – 45 mM KOH
Plusieurs possibilités : Différents gradients en fonction des groupes
d’anions à analyser Un seul gradient pour tous les anions
gradient résolution Tempsd’acquisition
(min)To (min) Tf (min) Co (mM) Cf (mM) ClO2-/BrO3
- Br-/NO3-
0 20 2 35 1.60 1.44 25.63
0 20 2 45 1.28 0.74 21.15
0 15 10 45 1.34 1.41 16.39
0 15 5 45 1.22 0.69 16.98
5 25 2 35 Non résolus Non résolus >25
5 25 2 45 1.31 0.73 25.88
6 21 10 45 1.60 1.48 23.98
8 23 10 45 1.61 1.52 24.77
8 23 5 45 1.34 0.72 24.90
8 28 2 45 1.34 0.71 28.82
10 25 10 45 1.57 1.54 26.51
10 30 2 45 1.34 0.70 30.63
15 30 20 45 1.48 1.73 26.76
Conditions chromatographiques Débit : 1.00 mL/min Boucle d’injection : 200µL Précolonne :
Ionpac AG19 4*50 mm Colonne analytique : Ionpac AS19
4*250 mm
Groupe fonctionnel : alkanol ammonium quaternaire
Détecteur : conductimétrique Gradient d’élution : 6-21 minutes
10-45mM de KOH
Norme XP T 90-210
« Protocole d’évaluation d’une méthode alternative d’analyse physico-chimique quantitative par rapport à une méthode de référence »
4 plans d’expériences : Type A : linéarité + limite de quantification Type B : spécificité Type C : répétabilité + justesse Type D : reproductibilité interne (en option)
10 gammes d’étalonnage préparées indépendamment Normalité :
vérifier la concordance des résultats
test de Shapiro W>0,781 Linéarité :
5 gammes analysées
variance due erreur modèle <variance due erreur expérimentale
Vérification par test Fisher
Limite de quantification
Il existe 3 méthodes : Issue de l’étude de la linéarité Issue de l’étude du blanc de matrice Par vérification d’une limite choisie :
Une concentration choisie
10 prises d’essais identiques
Dans des conditions de répétabilité
Vérification de la normalité, justesse et fidélité par calculs statistiques
Répétabilité
10 gammes analysées
Coefficient de variance CV < 20%