Projet de recherche MN/DD2/012 (Action de recherche MN)
Cadre du projet
Le récent bilan de santé de la Mer du Nord («QSR 2000 », OSPARCOM) n'inclut quasiment pas de données pour les composés « dioxin like » qui suscitent cependant un intérêt majeur. Ces composés font en effet l’objet, de la part des Autorités Européenne, d’une politique de réduction de l’exposition de la population. De plus, on met en évidence dans ce rapport un manque de procédures d'Assurance Qualité conduisant à une production de données non exploitables en ce qui concerne les contaminants organiques.
Le but du projet est de mettre à la disposition des autorités des outils de suivi environnemental efficaces pour les composés à toxicité semblable à celle des dioxines.
Le cadre du projet rassemblera une large gamme de ressources analytiques en une stratégie modulaire cohérente, adaptée à la plupart des situations rencontrées. La stratégie analytique comporte trois niveaux dans lesquels, en fonction de l’information souhaitée, les coûts sont optimisés. Ces trois niveaux consistent en un criblage du de l’activité toxique globale par bio essais, un criblage et une semi-quantification de la quantité toxique équivalente « dioxine » (TEQ) par spectrométrie de masse MS/MS basse résolution, précédée d’une chromatographie en phase gazeuse à injection large volume avec injection à large volume et enfin de la confirmation et de la mesure de référence par spectrométrie de masse haute résolution. De plus, les composés nouvellement introduits dans la liste ds priorités OSPAR seront inclus dans la méthode.
L’optimisation et la validation de méthodes analytiques, ainsi que l’extension de leur portée, passe par les étapes suivantes :
1. Optimisation de la purification des échantillons.
2. Optimisation de l’étape de détection (spectrométrie de masse ou bio essais).
3. Comparaison des valeurs TEQ obtenues par les diverses méthodes.
4. Analyse statistique des résultats et implications en termes de gestion de la qualité.
Ces outils trouveront leur place dans le soutien à l’effort visant à la réduction des sources et de l’exposition aux micropolluants organiques persistants, en permettant un monitoring abordable et efficace de ces composés dans l’environnement marin. Les résultats du projet permettront une gestion optimale des ressources analytiques de pointe dans un contexte de laboratoires accrédités.
Objectifs du projet
L’objectif des recherches est de mettre à la disposition des autorités des outils d'analyse chimique fiables, rapides et aussi peu coûteux que possible, pour l'identification et la quantification de micro-polluants organiques. Ces outils seront adaptés aux besoins prioritaires de la convention OSPAR. Le Laboratoire porte une attention prioritaire aux dioxines, furannes et PCBs apparentés avec, comme objectif, de développer une stratégie accréditée BELTEST. Les analyses portent en extension sur d’autres composés parmi lesquels les molécules polybromées. Les résultats obtenus aux trois niveaux de la stratégie de mesure seront comparés sur les mêmes échantillons qui seront prélevés lors de campagnes sur le terrain, permettant de mieux évaluer les mérites de chaque méthode en situation réelle. Cette optimisation permettra une meilleure approche du problème analytique posé par la détection des composés de type dioxine en environnement et en produits marins. L’utilisation des meilleures moyens analytiques permettra l’usage optimal des ressources allouées au suivi de ces composés et contribuera à une meilleure connaissance et une meilleure compréhension de leur comportement dans l’environnement marin.
Résultats attendus.
Le Laboratoire développe une stratégie analytique adaptée au degré de précision requis. Trois degrés peuvent être envisagés :
1. Le "screening" rapide donnera une image du niveau global de contamination pour les composés recherchés, sans discrimination entre les différentes molécules à effet similaire. La réponse apportée sera exprimée en équivalents toxiques totaux. Les techniques employées seront de type biologique (EIA, CALUX, BIACORE). Ce type de résultats est utile dans une phase de mesures exploratoires, pour suivre l’évolution temporelle ou spatiale d’une pollution, pour situer une contamination par rapport à une norme.
2. L’évaluation semi-quantitative de la distribution en congénères d'une famille de composés permet d'obtenir une image de sources de contamination et de suivre la bio-accumulation préférentielle de certains congénères. La méthode utilisée consiste en un couplage entre la chromatographie en phase gazeuse et une technique de spectrométrie de masse de type MS/MS
3. La confirmation des données est réalisée par la méthode de référence. Cette méthode permet de quantifier des variations de contamination, de comparer les résultats obtenus dans des conditions de prélèvement différentes (fluctuations saisonnières, compartiments d’un même prélèvement ...), d’atteindre des limites de quantification très basses. Elle recourt à la chromatographie en phase gazeuse à haute résolution couplée à spectrométrie de masse à haute résolution. La quantification est réalisée par dilution isotopique par composés marqués par 12 carbones 13 (13C12)
Cette stratégie est actuellement appliquée pour l'analyse de dioxines, furannes et PCB coplanaires. Son application à d'autres composés est également en développement au Laboratoire qui dispose non seulement des techniques de mesure mais également de moyens performants de préparation des échantillons (SFE, ASE, GPC, PowerPrepTM).
Parallèlement à ces travaux, une approche par protéomique est en préparation. Celle-ci vise à identifier et à estimer le niveau d'intoxication par le biais de biomarqueurs protéiques et fait appel à des techniques comme la désorption laser assistée par matrice (MALDI-MS) et l'électrospray (ESI-MS).
Partenaires et interactions.
Afin de mettre les méthodes développées en application, le laboratoire est en contact avec des partenaires disposant d'échantillons marins.
"Oiseaux et mammifères marins de la Mer du Nord : pathologie et écotoxicologie". Des échantillons de mammifères et d'oiseaux sont fournis par le laboratoire d'océanologie, U.Lg. (Professeur J.-M. Bouquegneau).
"ICAS : impact des métaux lourds et des biphényles polychlorés associés aux sédiments de Mer du Nord". Des échantillons d'Astéries et de sédiments sont fournis par le laboratoire de biologie marine, U.L.B. (Docteur P. Dubois).
"IDOD : Gestion intégrée et dynamique des données océanographiques" (S. Scory, UGMM). Ces contacts sont pris en vue de futures campagnes d'analyses.
Information :
Professor E. De Pauw
Mass Spectrometry Laboratory, B6c
Université de Liège
B-4000 Liège
Sart-Tilman, Bât. B6c
e.depauw@ulg.ac.be
Fast and low cost analysis of dioxin and dioxin-like compounds in marine matrices : final report
Debacker, V. - Windal, I. - Danis, B. ... et al Brussels : Federal Science Policy, 2004 (SP1350)
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