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La précision est-elle le prix à payer pour des résultats plus rapides ?

Vitesse ou précision ? Faut-il choisir ? En appliquant les bonnes technologies et en respectant les règles de base de l'échantillonnage, il est possible de réduire le délai global d'obtention des résultats sans sacrifier la précision.

Lorsque l'on visite un silo à grains, il est courant de voir un certain nombre de camions faire la queue devant le point de réception des grains. Pendant la saison des récoltes, jusqu'à 100 camions peuvent faire la queue chaque jour. Le point de réception doit décider rapidement si les camions transportent des céréales dont le taux de contamination par les mycotoxines est inférieur aux limites définies et qui peuvent donc être admises dans les opérations de l'installation. Lors des années de récolte où les niveaux de contamination sont élevés, la charge utile de chaque camion sera sondée et analysée pour détecter la présence de mycotoxines avant d'être admise dans l'installation. Cette opération doit être effectuée rapidement, car le fait de disposer des résultats le plus tôt possible réduit considérablement le temps d'attente en fin de file. La rapidité d'exécution des analyses est essentielle, mais dans quelle mesure compromet-elle la précision ? Ce sont là deux points importants que nous allons aborder. Pour y répondre, nous allons d'abord définir la bonne méthode pour une telle application.

Chaque camion est sondé et analysé consécutivement, d'où la nécessité d'une méthode de test rapide, facile à utiliser et portant sur un seul échantillon. Les tests LFD (Lateral flow device), également connus sous le nom de tests de bande ou de bandelettes, sont l'une des méthodes de test les plus rapides disponibles et conviennent parfaitement à ce scénario. En raison de leur simplicité, ces tests peuvent être réalisés par presque n'importe qui, avec une formation de base, et produisent généralement des résultats analytiques en un peu moins de dix minutes. Cela permet de décider rapidement si la charge utile d'un camion peut être acceptée dans l'installation du silo à grains.

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Mycotoxine

Cet article a été publié dans Spot On #4

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Fonctionnement des dispositifs à flux latéral

Pour obtenir rapidement un résultat de test LFD, un échantillon de grain est broyé et extrait à l'aide de nouvelles solutions d'extraction à base d'eau, après quoi le temps de développement n'est que de trois minutes pour former des lignes d'essai et de contrôle visibles. En combinaison avec un lecteur, les lignes sont ensuite utilisées pour la quantification. Pendant les trois minutes de développement du LFD, l'extrait de l'échantillon s'écoule sur la bande et les anticorps spécifiques aux mycotoxines se lient aux mycotoxines présentes dans l'échantillon. Ces sites d'anticorps bloqués ne peuvent alors pas être utilisés pour se lier aux anticorps couplés aux colloïdes d'or visibles sur la ligne de test LFD, ce qui se traduit par une baisse de l'intensité de la ligne de test. Par conséquent, plus la concentration de mycotoxines est élevée dans un échantillon, plus l'intensité de la ligne de test est faible. La ligne de contrôle fixera tout excès de conjugués d'or d'anticorps, produisant une ligne visible prouvant que le développement du LFD a réussi. Aucune autre méthode de test commerciale ne permet d'obtenir un résultat aussi rapide et abordable. La technologie LFD démontre donc sa force unique dans l'analyse des points de réception.

Qu'existe-t-il d'autre ?

D'autres méthodes d'analyse rapide des mycotoxines, telles que les tests immuno-enzymatiques (ELISA), sont également disponibles sur le marché. Les tests ELISA nécessitent toutefois une courbe d'étalonnage pour chaque analyse, ce qui peut prendre environ 20 minutes pour produire un résultat final. Par conséquent, ces méthodes ne sont réalisables que lorsque plusieurs échantillons sont analysés en parallèle à l'aide de la même courbe d'étalonnage. Un autre groupe de méthodes d'analyse des mycotoxines est constitué par les méthodes d'analyse de référence, notamment la chromatographie liquide à haute performance (CLHP) et la chromatographie liquide avec détection par spectrométrie de masse en tandem (LC-MS/MS). Il s'agit de méthodes de laboratoire typiques associées à une précision et une reproductibilité élevées. L'inconvénient de ces méthodes est qu'elles nécessitent un personnel hautement qualifié et qu'il faut jusqu'à une journée pour obtenir un résultat d'analyse. Elles ne conviennent donc pas à une application dans un point de réception d'un silo à grains.

La grande question de la précision

Plus une méthode d'analyse est rapide, plus elle suscite des inquiétudes quant à sa précision. Quelle est donc la précision des tests LFD ? La technologie LFD et les tests ELISA utilisent tous deux le principe de détection de la réaction anticorps-antigène, selon lequel un anticorps spécifique détecte un antigène unique, en l'occurrence une mycotoxine, avec une sensibilité donnée. Les deux systèmes de test sont étalonnés par rapport à des matériaux de référence certifiés et les résultats sont comparés à des méthodes de référence accréditées dans le cadre d'études de validation approfondies. Néanmoins, certaines méthodes de test peuvent ne pas répondre aux attentes de l'opérateur.

Qu'est-ce qui peut aller de travers ?

Un échantillonnage correct (voir l'encadré) est la clé de la production de résultats d'analyse précis. De grands lots de céréales (par exemple des camions ou des barges pleins) doivent être analysés pour détecter les mycotoxines avant d'être acceptés dans une installation. Il est essentiel que des échantillons représentatifs soient prélevés pour l'analyse. L'un des facteurs les plus importants pouvant influencer un résultat d'analyse est la matrice du produit. Idéalement, les méthodes de test sont développées pour analyser tout type d'échantillon de denrées alimentaires ou d'aliments pour animaux afin de détecter une éventuelle contamination par les mycotoxines. Toutefois, un facteur limitant est que différents échantillons de denrées alimentaires ou d'aliments pour animaux peuvent contenir différents composants susceptibles d'interférer avec le résultat de l'analyse, en fonction de leur structure et de leurs propriétés chimiques. Les tests rapides à base d'anticorps sont souvent influencés par certains composants de la matrice qui peuvent avoir un impact majeur sur la réaction de liaison anticorps-analyte, ce qui peut donner des résultats douteux. Les fabricants de kits de test doivent relever le défi de réduire ou d'éliminer ces interférences, par exemple en développant des anticorps spécifiques et en validant les matrices. D'autres sources d'erreur peuvent être des facteurs environnementaux tels que la température ambiante pendant les tests. La réaction de liaison anticorps-antigène - le principe de détection de tous les tests immunochimiques - dépend de la température. Pour obtenir des résultats précis, les fabricants ont mis au point des incubateurs de tests qui maintiennent la température constante, éliminant ainsi les interférences causées par les fluctuations de température. Les opérateurs de tests analytiques doivent être correctement formés afin d'administrer les tests avec précision. Les tests LFD sont les tests de mycotoxines les plus faciles à réaliser. Une formation de base suffit pour réduire au minimum les erreurs des opérateurs pour ces méthodes.

Erreur d'échantillonnage

L'erreur totale d'un résultat analytique de mycotoxines est la somme des erreurs d'échantillonnage, de préparation de l'échantillon et d'analyse. L'erreur d'échantillonnage représente la plus grande part de l'erreur dans le résultat final. Cela est dû au fait que les mycotoxines sont inégalement réparties dans les échantillons de grains en vrac, ce qui rend essentiel le prélèvement d'un échantillon représentatif avant de poursuivre la préparation de l'échantillon et la mesure proprement dite. Pour obtenir un échantillon représentatif à partir d'un lot d'échantillons en vrac, il est nécessaire de prélever plusieurs échantillons progressifs à différents endroits. Ces échantillons élémentaires sont ensuite combinés pour former un échantillon global et, après homogénéisation et division par un diviseur mécanique, un échantillon analytique est prélevé pour la préparation ultérieure de l'échantillon. Ces procédures sont décrites dans les plans d'échantillonnage officiels des autorités, telles que la Commission européenne (EC 401/2006 & EC 519/2014). En raison de l'influence importante sur le résultat final de l'analyse, il est essentiel que l'erreur d'échantillonnage soit réduite au minimum. Le moyen le plus simple d'y parvenir est d'augmenter le nombre de sites d'échantillonnage ainsi que la taille des échantillons élémentaires dans le cadre d'un plan d'échantillonnage.

Quelle est la responsabilité du fabricant du kit de test ?

Que peut faire un fabricant de kits d'essai pour s'assurer que les résultats produits par ses kits d'essai sont précis et fiables ? Tout d'abord, le fabricant de kits de test doit sensibiliser les utilisateurs à l'importance d'un échantillonnage correct, car cela est crucial pour la précision des résultats. Ensuite, il doit prouver l'exactitude de son kit de test en menant une étude de validation conforme aux lignes directrices de l'USDA GIPSA ou de l'AOAC. Le kit de test peut être soumis à ces organismes officiels pour une évaluation externe par une tierce partie confirmant les performances annoncées de la méthode d'analyse. Pour ces validations par une tierce partie, le fabricant du kit de test doit inclure les données de validation pour les matrices d'échantillons revendiquées afin de garantir que le kit de test fonctionne avec précision sur ces différentes matrices d'échantillons. Dans les études de validation, plusieurs sources d'échantillons, par exemple des échantillons de maïs provenant de différents continents, sont généralement utilisées pour démontrer la fiabilité de la méthode analytique. Pour améliorer encore la robustesse d'un système d'essai, les facteurs environnementaux, tels que la température, doivent également être éliminés ou pris en compte. Pour ce faire, on peut utiliser un incubateur afin que le développement du LFD se fasse toujours à une température constante et contrôlée.

La précision est-elle le prix à payer par les silos pour obtenir des résultats rapides ?

Après avoir observé les opérations aux points de réception des grains, il est clair que les tests rapides sur un seul échantillon sont les méthodes de choix. Les dispositifs à flux latéral remplissent clairement tous les critères et réduisent en outre de nombreuses sources d'erreurs de manipulation grâce à leur simplicité. En suivant des règles claires et fondamentales, la rapidité ne doit pas se faire au détriment de la précision. Des résultats fiables et précis peuvent être obtenus en un peu moins de dix minutes, ce qui est la clé d'une analyse et d'une évaluation efficaces des céréales d'un camion à l'autre à un point de réception.