7 choses que vous devez absolument savoir sur les matériaux de référence pour les mycotoxines

Les matériaux de référence qualifiés sont une condition préalable à la réussite de la qualification et de la quantification en chimie analytique. Mais comment sont-ils fabriqués ? Comment pouvez-vous être sûr qu'ils répondent aux normes de qualité dont votre laboratoire a besoin ? Que sont les matériaux de référence certifiés ? Comment interpréter le certificat ? Helmut Rost, de Romer Labs, répond à ces questions courantes et à bien d'autres encore.

1. Pourquoi avons-nous besoin de matériaux de référence ?

En bref, les organismes de réglementation et de certification exigent ou recommandent que les laboratoires les utilisent. Les États-Unis et l'Union européenne1, par exemple, réglementent tous deux plusieurs mycotoxines en fixant des niveaux maximaux pour ces contaminants dans les aliments pour animaux et les denrées alimentaires. En outre, les laboratoires accrédités selon la norme ISO 17025 doivent utiliser des matériaux de référence qualifiés et compétents pour conserver leur accréditation.

La réponse, un peu plus longue, est que les laboratoires utilisent des matériaux de référence pour accroître la fiabilité de leurs résultats. Au cours des dernières décennies, l'analyse de contaminants tels que les mycotoxines est devenue de plus en plus importante pour la caractérisation et l'évaluation des échantillons de denrées alimentaires et d'aliments pour animaux. Les matériaux de référence sont des substances aux caractéristiques définies, telles que l'aflatoxine B1 dissoute dans l'acétonitrile à une concentration de 2 µg/mL. Les caractéristiques spécifiques d'un matériau de référence - et, surtout, sa pureté relative - constituent un point de référence permettant aux techniciens de laboratoire de confirmer l'exactitude de leurs propres résultats.

2. Comment définit-on un matériau de référence ?

Un matériau de référence est suffisamment homogène et stable en ce qui concerne ses propriétés spécifiques ; par exemple, il présente un certain pourcentage de pureté d'une mycotoxine ou de mycotoxines sous forme solide ou une certaine concentration sous forme d'étalon liquide. Ces qualités garantissent leur aptitude à être utilisés dans le processus de mesure. Les producteurs de matériaux de référence qui satisfont aux exigences de la norme ISO 17034:2016 ("Exigences générales concernant la compétence des producteurs de matériaux de référence") sont considérés comme compétents. Le texte de la norme ISO énumère les exigences correspondantes sur plusieurs dizaines de pages, ainsi que d'autres documents.

En résumé, le matériau candidat doit être bien caractérisé en termes d'identité et de pureté avant de pouvoir être utilisé comme matériau de départ d'un matériau de référence. Un plan de production garantit une documentation correcte pour tous les lots produits. Des tests de stabilité à long terme et à court terme à différentes températures doivent prouver que le matériau est stable jusqu'à la date de péremption spécifiée. Un test d'homogénéité pour chaque lot confirme que le matériau est réparti uniformément dans les récipients d'expédition. Toutes les analyses doivent satisfaire aux exigences de la norme ISO 17025 ; une accréditation ISO 17034 signifie que le laboratoire est accrédité conformément à la norme ISO 17025 pour ses méthodes d'analyse.

3. Comment sont produits les matériaux de référence pour l'analyse des mycotoxines ?

La majorité des mycotoxines sont produites par trois genres de champignons : Aspergillus, Penicillium et Fusarium. Un matériau de support est inoculé avec une suspension fongique et incubé pendant plusieurs semaines. Des échantillons sont prélevés au cours du processus de fermentation pour confirmer la création de la mycotoxine cible. Les rendements typiques du processus de production sont de plusieurs grammes de mycotoxine brute par kilogramme de matériau de support et peuvent varier considérablement en fonction de la mycotoxine et du processus de fermentation en question.

Une fois l'incubation terminée, le vrai travail commence : l'ingénieur de laboratoire purifie l'extrait brut très grossier. Il commence par des processus de filtrage et des extractions liquide-liquide afin de réduire le poids et le volume de l'extrait et d'éliminer les principales impuretés. Le processus clé du nettoyage consiste en des étapes de purification chromatographique (semi-)préparative, au cours desquelles les impuretés et les sous-produits sont séparés du produit principal en raison de leur comportement d'adsorption différent dans la colonne chromatographique. Ce travail exige un haut degré de compétence et d'expérience, car chaque mycotoxine a ses propres propriétés et son propre comportement de rétention. Le nettoyage se termine par le séchage du produit, son pesage et un nouveau contrôle de sa qualité.

Une utilisation spécifique des matériaux de référence est celle des matériaux de référence matriciels (ou matériaux de contrôle de la qualité), qui consistent principalement en une matrice de denrées alimentaires ou d'aliments pour animaux contaminée par des mycotoxines d'origine naturelle. Le maïs contenant du déoxynivalénol en est un exemple. Ces matériaux peuvent être utilisés comme contrôle de qualité pour soutenir l'analyse d'échantillons spécifiques de denrées alimentaires et d'aliments pour animaux.

4. Pourquoi est-il judicieux d'utiliser des matériaux de référence marqués par des isotopes pour les mycotoxines ?

Les analystes qui utilisent la spectrométrie de masse accordent une grande importance aux matériaux de référence marqués par des isotopes - à juste titre. Considérez-les comme des "super matériaux de référence" pour la spectrométrie de masse. Ils peuvent faire ce que les matériaux non marqués par un isotope peuvent faire et bien plus encore. Par exemple, ils compensent les effets indésirables tels que la diminution de l'efficacité de l'extraction, la faible récupération ou le comportement de la matrice dans l'analyse des analytes ; par conséquent, ils sont essentiels dans la mise en place de toute procédure analytique. Les matériaux de référence marqués par un isotope sont produits comme décrit ci-dessus, avec une différence importante : les atomes de 12C sont remplacés par des atomes de 13C. Par conséquent, les produits marqués par des isotopes ont le même comportement physique et chimique que les analytes non marqués. Ils sont ajoutés avant l'analyse et subissent la même procédure, mais ils compensent toute surestimation ou sous-estimation des mycotoxines non marquées.

5. Comment vérifiez-vous la qualité des matériaux de référence ?

La pureté, c'est-à-dire la qualité du produit, est d'une importance capitale et doit être aussi élevée que possible, ou supérieure à 95 %. Si les produits récurrents peuvent être comparés au lot précurseur pour en vérifier la qualité, un nouveau produit doit faire l'objet d'une caractérisation beaucoup plus complète. Cette caractérisation des matériaux solides peut faire appel à plusieurs méthodes très sélectives et sensibles : la détermination de la structure par spectrométrie de masse, la spectroscopie infrarouge ou la spectroscopie de résonance magnétique nucléaire peuvent nous renseigner sur d'éventuelles impuretés inhérentes.

Dans tous les cas, la pureté doit être déterminée avec le plus d'exactitude et de précision possible. La disponibilité d'un matériau de référence certifié peut être un énorme avantage car il permet de tracer directement son propre matériau de référence (voir point 6 ci-dessous). Aujourd'hui, la méthode standard pour déterminer la quantité de matériaux de référence liquides de mycotoxines (matériaux solides dissous dans un solvant) est la chromatographie liquide à haute performance (CLHP) reliée à un détecteur approprié tel que l'UV (ultraviolet) ou le FLD (détection de fluorescence). Cette méthode est presque universellement applicable, car la plupart des mycotoxines sont sensibles aux UV/FLD.

Pour les substances marquées par des isotopes, la proportion de 13C par rapport à 12C (également connue sous le nom de profil isotopique) peut être déterminée par un balayage à résolution améliorée avec un spectromètre de masse ; la pureté isotopique du 13C doit être supérieure à 98 %.

Les laboratoires qui déterminent les propriétés d'un matériau de référence doivent être accrédités conformément à la norme ISO 17025 ("Exigences générales concernant la compétence des laboratoires d'étalonnages et d'essais"). Étant donné que les laboratoires certifiés ISO 17025 satisfont à l'exigence de traçabilité métrologique, leurs résultats peuvent être utilisés pour spécifier un matériau de référence certifié.

6. Qu'est-ce qu'un matériau de référence certifié ?

Nous arrivons ici au niveau de normalisation le plus élevé. Un matériau de référence certifié est caractérisé par une procédure métrologiquement valide pour sa propriété (comme le % de pureté ou de concentration) et est accompagné d'un certificat qui fournit la valeur certifiée ainsi que l'incertitude calculée de cette valeur. Cela signifie qu'il existe des différences entre les matériaux de référence et les matériaux de référence certifiés en termes de traçabilité et d'incertitude. Dans le travail quotidien d'un laboratoire, les matériaux de référence sont généralement utilisés. Si un matériau de référence doit être retracé, le matériau de référence certifié avec sa traçabilité métrologique peut être utilisé comme référence. Toutefois, il n'existe actuellement des matériaux de référence certifiés que pour quelques mycotoxines.

7. Comment lire le certificat ?

Un certificat qualifié fournit les informations nécessaires sur le matériau de référence. Il comprend généralement la description du produit avec le numéro de lot et la date d'expiration, l'adresse du fournisseur, la mention de danger, l'utilisation prévue, les instructions pour une utilisation correcte, les conditions de stockage et, surtout, la valeur de référence.

La date de péremption s'applique au produit non ouvert dans les conditions de stockage définies. Pour les matériaux de référence certifiés, le certificat documente quelques caractéristiques supplémentaires : la valeur certifiée, le budget d'incertitude et la discussion sur la traçabilité métrologique. L'incertitude est calculée sur la base de facteurs tels que la pureté et la préparation du produit et - si elles ne sont pas négligeables - sa stabilité et son homogénéité (voir l'article "Certaines incertitudes" pour en savoir plus sur le calcul et l'utilisation des valeurs d'incertitude). La valeur certifiée est confirmée par une analyse dans laquelle l'étalonnage est effectué par rapport à un lot de référence de l'analyte cible préparé de manière indépendante.

1 CE n° 1881/2006.