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AGO CNECJ à la Maison des Polytechniciens, Paris le 17/06/2014
CHIMIE ANALYTIQUE AVANCÉE…LES SCIENCES ANALYTIQUES, PROGRÈS ETVALEUR AJOUTÉE POUR L’EXPERTISE JUDICIAIRE
« Toute expérience scientifique est une procédure d’interrogation de la matière »
M. Yvon GervaiseExpert près la Cour d’Appel de Rouen
Directeur SGS Multilab Rouen
2© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
CHIMIE ANALYTIQUE AVANCÉE VALEUR AJOUTÉE POUR L’EXPERTISE… CONTEXTE
Laboratoire / chimie analytique avancée
Valeur ajoutée pour l’expertise… et l’expert
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3© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
CHIMIE ANALYTIQUE AVANCÉE - DÉFINITION
� Des configurations instrumentales nouvelles associées aux nouveaux logiciels
� Des techniques avancées (GC, HPLC, ICP…)
� Développement de nouvelles méthodes• Plus rapides• Multi-éléments / multi-résidus• Préparations d’échantillons (minéralisation,
extraction SPE, Quechers,…)
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4© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
CHIMIE ANALYTIQUE AVANCÉE RÉSULTATS D’UNE ÉVOLUTION
� Quels sont les déterminants de cette évolution ?• Normes accréditations• Pratiques analytiques, nouvelles approches
instrumentales• Traitement des échantillons• Systèmes de détection HPLC/MS/MS, ICP/MS• Spectroscopie isotope stable et instable• des techniques très avancées associées à de
nouveaux logiciels d’acquisition de traitement du signal
• Système informatique de traitement des résultats
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5© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
CHIMIE ANALYTIQUE AVANCÉE ET NORMALISATION
� Développement et validation ISO 17025 en portée flexible
� Référentiel BPL
� Accréditation portée flexible
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CHIMIE ANALYTIQUE AVANCÉE ET PERFORMANCE
� Quantification par HPLC/MS/MS et GC/MS• Exigences réglementaires EC 396/2005• Exigences de performance
– 2002/657/CE établit la performance des méthodes d’analyses et l’interprétation des résultats
– SANCO/10684/2009 traite la validation des méthodes et procédures qualité pour l’analyse de pesticides dans l’alimentation
• LMR (Limite Maximale de Résidus) • LPMR (Limite de Performance Minimale
Requise) correspondant à la limite que le laboratoire doit pouvoir atteindre
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QuEChERS HPLC/MS/MS
CHIMIE ANALYTIQUE AVANCÉE- Exigences réglementaires
- Exigences qualité
- Développement HPLC/MS/MS
- Performance
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8© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
� Exigences réglementaires (Regulation (EC) 396/2005)
� Exigences qualités• 2002/657/CE : établit les performances des méthodes
d’analyses et l’interprétation des résultats• SANCO/10684/2009 : traite de la validation des méthodes et
des procédures qualités pour les résidus de pesticides dans l’alimentation
QUANTIFICATION PAR HPLC ET GC-MS/MS3
9© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
EXIGENCES RÉGLEMENTAIRES REGULATION (EC) 396/2005
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10© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
� LMR (limite maximale de résidu autorisée) :
• correspond à la teneur en mg/kg maximale autorisée dans la matrice
� LPMR (limite de performance minimale requise) :
• correspond à la limite maximale de quantification que le laboratoire doit pouvoir atteindre sur le résidu. Les LPMR concernent les résidus dont aucune LMR n’a été fixée.
EXIGENCES RÉGLEMENTAIRES REGULATION (EC) 396/2005
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11© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
QUANTIFICATION PAR HPLC ET GC-MS/MS
� Quantification (SANCO)• Gamme de calibration pour chaque pesticide• Passage échantillon• Repassage de calibrant
� Les 3 types de calibration• Gamme dans le solvant• Gamme matriciel (ajout dosé après extraction),
interférent dans la matrice • Gamme dans la matrice (ajout dosé avant
extraction), prend le recouvrement et les interférents dus à la matrice
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12© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
QUANTIFICATION
� Courbe de calibration permises :
• Linéaire • Quadratique
Avec ou sans pondération en 1/x et forcées ou non par l’origine. Parce que le point bas de la gamme doit correspondre à la LQ.
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13© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
APPLICATION QuEChERS NF EN 15662
� QuEChERS (Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged & Safe) : cette méthode est utilisée pour le dosage des pesticides dans l’agroalimentaire
• Gamme dans solvant possible
– Si positif, soit : gamme matriciel imposée; ou : s’assurer du résultat par dopage (ce qui peut entrainer un problème de délai d’analyse)
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14© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
DÉTERMINANT ET ÉVALUATION DES RÉSIDUS DE PESTICIDES DANS LA CHAINE ALIMENTAIRE
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15© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
LES PESTICIDES : LA SOLUTION MULTILAB
� Analyse par HPLC-MS/MS
• Exemple de chromatogramme d’un mélange de 50 pesticides :
• Si présence quantifiée, confirmation obligatoire :Par le ratio de la transition de confirmation
sur celle de la quantificationPar la comparaison du spectre de fragmentation
attendu et expérimental de la molécule
Blé contaminé en pirimiphos-méthyl Blé contaminé en pirimiphos-méthyl
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16© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
LES PESTICIDES : LA SOLUTION MULTILAB “Quechers”
� Principes de la méthode NF EN 15662
Extraction solide-liquide
Echantillon + solvant organique + sels tampons
Agitation
Centrifugation et récupération du surnageant
Purification SPE dispersive
Mise en contact du surnageant avec les sels de
purification
Agitation Centrifugation etrécupération du
surnageant purifié
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17© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
PERTURBATEURS ENDOCRINIENSCONTAMINANTS COSMÉTIQUES : PESTICIDES
Analyse par GC-MS/MS (Triple Quadripôle)
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18© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
GC-M/MS RETRAITEMENT, IDENTIFICATION ET QUANTIFICATION
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19© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
CONTAMINANTS COSMÉTIQUES :RECHERCHE DE PESTICIDES, MULTISIDES
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20© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
EXIGENCE RELATIVE AUX PERFORMANCES DES MÉTHODES
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21© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
EXIGENCE RELATIVE AUX PERFORMANCES DES MÉTHODES
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22© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
EXEMPLE DE CONFIRMATION PAR SPECTRE D’IONS FRAGMENTS
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QuEChERS GC/MS/MSFAST GC
CHIMIE ANALYTIQUE AVANCÉE ET PERFORMANCE ANALYTIQUE
-> EXEMPLE DÉVELOPPEMENT D’ANALYSE DE PESTICIDES EN GC/MS ET FAST GC
Préparation : NF EN 15622 (Quechers)
Préparation commune avant injection en
• LC-MS/MS• GC-MS/MS
Liste de 75 molécules en routine pour la partie GC-MS/MS
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24© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
INJECTION EN fast-GC
� Deltaméthrine : tR = 10 min• Colonne GC : 20 m ; 0,15 mm ; 0,15 µm
� Temps de rétention sur une colonne classique : env. 40 min• Colonne GC : 30 m ; 0,25 mm ; 0,25 µm
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25© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
MOLÉCULES ANALYSÉES EN ROUTINE (GC-MS/MS)
Acrinathrine Deltamethrine HexachlorobenzeneAldrine Dichlobenil IprodioneBifenthrine Dicloran IsodrineBromophos Ethyl Dicofol MethoxychlorBromophos Methyl Dieldrine NitrofenBromopropylate Endosulfan (Alpha-) NonachlorChinomethionate Endosulfan (Beta-) Parathion EthylChlordane (cis) Endosulfan Sulfate Parathion MethylChlordane (Trans) Endrine PendimethalinChlorfenapyr Etridiazole PentachlorobenzeneChlorfenson Fenchlorphos PermethrineChlormefos Fenitrothion PhenothrineChlorobenzilate Fenpropathrin ProcymidoneChloroneb Fenson ProfluralineChlozolinate Fenvalerate QuintozeneCyfluthrine Fipronil ResmethrineCyhalothrine (Lambda-) Flucythrinate Tau-FluvalinateCypermethrine HCH (Alpha-) TecnazeneDDD (2,4') HCH (Beta-) TetradifonDDD (4,4') HCH (Delta-) TetramethrineDDE (2,4') HCH (Gamma-) Tolclofos MethylDDE (4,4') Heptachlor Trifluraline DDT (2,4') Heptachlor Endo Epoxide VinchlozolineDDT (4,4') Heptachlor Exo Epoxyde
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26© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
CHIMIE ANALYTIQUE AVANCÉE APPLICATIONS
� Contexte nouvelle circulaire réglementaire
� Contexte authentification des produits / détection de fraudes• Mélamine
• Huile minérale
� Nouvelle préoccupation et analyses des perturbateurs endocriniens• Cas du Bisphénol
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CONTEXTE DE LA CIRCULAIRE RSDE DOSAGE DES ALKYL PHÉNOLS
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28© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
INTRODUCTION
� Les nonylphénols et leurs éthoxylates sous toutes leur formes :
OO
OO
Hn
R9
OO
OO
Hn
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29© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
CONTEXTE DE LA CIRCULAIRE RSDE
� Annexe 5.2 : Prescriptions techniques applicables aux opérations de prélèvements et d’analyses (14 juin 2010)
� Annexe 5 paragraphe 4 : Cas des alkylphénols• Dans le cas des alkylphénols, il est demandé de rechercher simultanément les
nonylphénols, les octylphénols ainsi que les deux premiers homologues d’éthoxylates de nonylphénols (NP10E, NP20E) et les deux premiers homologues d’éthoxylates d’octylphénols (OP10E, OP20E). La recherche des éthoxylates peut être effectuée sans surcoût conjointement à celle des nonylphénols et des octylphénols par l’utilisation du projet de norme ISO/DIS 18857-23.
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30© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
� Analyse des alkylphénols accrédité COFRAC
• Section Laboratoires – Accréditation n°1-0281
Analyses physico-chimiques des eaux (100-1) :
EAUX RESIDUAIRES ET EAUX DOUCES (NATURELLES, DESTINEES A LA CONSOMMATION HUMAINE,
DE PISCINES ET DE BAIGNADES)
OBJET CARACTERISTIQUE MESUREE OU RECHERCHEE
PRINCIPE DE LA METHODE
REFERENCE DE LA METHODE
Eaux résiduaires
Alkyls phénols :
Octylphénol, octylphénol monoéthoxylate, octylphénol diétholxyltae, nonyphénol, nonylphénol monoéthoxylate, nonylphénol diéthoxylate
Dérivation, extraction SPE et dosage par GC/MS ISO 18857-2
MÉTHODE DÉVELOPPÉE AU LABORATOIRE5
31© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
� Choix de la méthode ISO 18 857-2 septembre 2009• Indiqué dans les annexes de la circulaire.• Méthode dosant tous les alkylphénols, les alkylphénols mono
et di-éthoxylates.• Donnée pour des échantillons non filtrés, limite donnée pour
les MES dans la norme de 500 mg/l (limité à 50 mg/l selon les critères de la circulaire).
• Domaine de validité de la norme donnée à 0,005 µg/l à 0,2 µg/l pour le 4-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)phenol (OP), et les composés mono- (OP1EO) et diethoxylate (OP2EO) et 0,03 µg/l à 0,2 µg/l pour les 4-nonylphenol (mélange d’isomères) (NP), et les composés mono-(NP1EO) and diethoxylate(NP2EO).
• Domaine de validité du laboratoire : de 0,1 µg/l à 1µg/l pour les OP/OP1EO/OP2EO et de 0,1 µg/l à 5µg/l pour les NP/ NP1EO/NP2EO.
MÉTHODE DÉVELOPPÉE AU LABORATOIRE5
32© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
� Choix de la méthode ISO 18 857-2 septembre 2009
• Méthode rapide par rapport aux extractions liquide-liquide
• Méthode utilisant peu de solvants
• Méthode automatisable
MÉTHODE DÉVELOPPÉE AU LABORATOIRE5
33© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
� Choix de la méthode ISO 18 857-2 septembre 2009• Ajout d’étalon interne marqué au 13C ajouté à
l’échantillon :– 4 tert Octylphenol (ring13C6).– 4 tert Octylphenol monoethoxylate (ring13C6).– 4 tert Octylphenol diethoxylate (ring13C6).– 4(3,6-dimethyl-3-heptyl)phenol (ring13C6).– 4(3,6-dimethyl-3-heptyl)phenol
monoethoxylate (ring13C6).– 4(3,6-dimethyl-3-heptyl)phenol diethoxylate
(ring13C6).
• Silylation au MSTFA et injection en Chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse.
MÉTHODE DÉVELOPPÉE AU LABORATOIRE5
34© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
� Choix de la méthode ISO 18 857-2 septembre 2009
• Quantification sur les ions spécifiques :– Pour les analytes :
– Pour les étalons internes :
Composés OP-TMS NP-TMS OP1OE-TMS NP1OE-TMS OP2OE-TMS NP2OE-TMS
Acquisition en SIM sur les ions
207 208 278
207 221 193
251 252 322
251 265 307
295 366 296
295 309 351
Composés OP-13C6-TMS
NP-13C6-TMS
OP1OE-13C6-TMS
NP1OE-13C6-TMS
OP2OE-13C-6-TMS
NP2OE-13C6-TMS
Acquisition en SIM sur les ions
213 214 284
227 269 298
257 328 213
271 313 342
301 213 372
315 357 386
MÉTHODE DÉVELOPPÉE AU LABORATOIRE5
35© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
� Choix de la méthode ISO 18 857-2 septembre 2009• Exemple de chromatogrammes :
Chromatogramme d’un étalon à 100 ng/ml solution étalon pour les octaphénols et 500mg/ml pour les nonylphénols en TIC.
Chromatogramme d’un étalon 5 ng/ml de 4-nonylphénol sur les ions spécifiques.
MÉTHODE DÉVELOPPÉE AU LABORATOIRE5
36© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
� Choix de la méthode ISO 18 857-2 septembre 2009• Modification apportée à la norme :
ISO 18857-2 MO-0357 Intérêt
Etalon interne Gamme étalon
Stock solution et working solution pour préparer la gamme
Working solution commerciale prête à
l’emploi
Pas de pesée et dilution intermédiaire : impact sur
l’incertitude et erreurs potentielles
Rinçage SPE H2O acidifiée H20 milliQ Modification de la norme car élution de l’acide avec l’acétone et destruction des colonnes GC
Séchage cartouche
Séchage N2 500 mL /min pdt 1 H
Séchage N2 1,5 bar + pompe pdt 45 minutes
Séchage renforcé (Etape critique de la manipulation car l’eau épuise le
réactif (MFTFA)) Elution 1 mL d’acétone :
équilibrage 10 min puis élution1x5 mL
d’acétone
6 mL d’acétone pour équilibrage, robinet fermé
jusqu’à imprégnation totale de la colonne et ouverture
pour élution
Meilleur équilibrage et adaptation aux 500 mg de phase (les 1mL
d’équilibrage de la norme sont pour des cartouches de 200mg)
MÉTHODE DÉVELOPPÉE AU LABORATOIRE5
37© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
� Etapes critiques de la méthode : Blanc de manipulation• Blanc de manipulation
– De façon générale, il y a possibilité de pollution aux alkylphénols dès qu’il y a des plastiques. Plus ils sont souples et plus la probabilité de pollution est grande surtout aux teneurs que nous recherchons.
– De nombreuses publications ont déjà annoncés des teneurs trouvées dans divers matériaux et produits chimiques.
– Nous citerons pour exemple quelques résultats d’une publication de M. A Fernandes, C Charlton and M Rose, « REPORT FD 04/17: Method development for the analysis of nonylphenol in different types of food packaging », Central Science Laboratory (DEFRA), Sand Hurton, YORK, North Yorkshire
MÉTHODE DÉVELOPPÉE AU LABORATOIRE5
38© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
� Etapes critiques de la méthode
MÉTHODE DÉVELOPPÉE AU LABORATOIRE5
39© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
� Etapes critiques de la méthode : Blanc de manipulation
• Nécessité de suivre tous les réactifs, la verrerie et les systèmes d’analyses.
– Un blanc de manipulation qui reprend toute la manipulation pour chaque série d’analyses (1 tous les 11 analyses).
– Un blanc de réactif reprenant la manipulation à partir de la silylation.
– Un blanc de solvant entre chaque injection d’échantillon afin de contrôler la chaine de mesure.
– Les blancs doivent être inférieurs à la limite de quantification.
– Les blancs de manipulation sont corrigés du résultat.
MÉTHODE DÉVELOPPÉE AU LABORATOIRE5
40© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
Date OP-TMS NP-TMS OP1OE-TMS NP1OE-TMSOP2OE-TMS
NP2OE-TMS
18/10/2010 0.042 0.097 0.001 0.000 0.000 0.000
04/11/2010 0.001 0.043 0.000 0.000 0.000 0.020
12/11/2010 0.000 0.023 0.000 0.012 0.000 0.000
15/11/2010 0.000 0.015 0.009 0.011 0.029 0.000
15/11/2010 0.000 0.046 0.000 0.000 0.000 0.000
15/11/2010 0.020 0.108 0.000 0.000 0.000 0.000
16/11/2010 0.000 0.005 0.000 0.000 0.000 0.000
16/11/2010 0.000 0.051 0.002 0.000 0.000 0.000
16/11/2010 0.000 0.051 0.002 0.000 0.000 0.000
17/11/2010 0.000 0.015 0.009 0.011 0.029 0.000
17/11/2010 0.000 0.013 0.000 0.000 0.000 0.000
17/11/2010 0.000 0.013 0.000 0.000 0.000 0.000
17/11/2010 0.000 0.013 0.000 0.000 0.000 0.000
17/11/2010 0.000 0.015 0.009 0.011 0.029 0.000
18/11/2010 0.042 0.097 0.001 0.000 0.000 0.000
19/11/2010 0.000 0.039 0.003 0.000 0.000 0.000
19/11/2010 0.000 0.039 0.003 0.000 0.000 0.000
MÉTHODE DÉVELOPPÉE AU LABORATOIRE5
41© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
� Etapes critiques de la méthode : Silylation
• Silylation des alkylphénols au MSTFA (N-Methyl-N-(trimethylsilyl)trifluoroacetamide)
• Réagit avec l’eau ou tout interférent ayant des fonctions OH…
• Compétition entre réactions
MÉTHODE DÉVELOPPÉE AU LABORATOIRE5
42© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
� Etapes critiques de la méthode : Interférents
• Méthode adaptée pour des eaux propres.
• Remarque dans la méthode exprimant le fait qu’il faille diminuer les prises d’essai sur des échantillons de rejets.
• Problèmes d’intégration sur les basses teneurs surtout sur les coupes type nonylphénols lorsque la ligne de base est bruiteuse.
• Diversité des familles d’interférents en fonction des industries.
MÉTHODE DÉVELOPPÉE AU LABORATOIRE5
43© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
� Etapes critiques de la méthode : Interférents
• Etude de cas : Rejet industriel
– MES : 37 mg/L.
– DCO : 4250mg/L.
MÉTHODE DÉVELOPPÉE AU LABORATOIRE5
44© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
� Etapes critiques de la méthode : Interférents
Chromatogramme en TIC
Chromatogramme en SIM
MÉTHODE DÉVELOPPÉE AU LABORATOIRE5
45© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
� Etapes critiques de la méthode : Interférents • Identification des interférents
Premier pic Deuxième pic
MÉTHODE DÉVELOPPÉE AU LABORATOIRE5
46© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
� Etapes critiques de la méthode : Interférents• Chromatogramme inexploitable sans purification et dilution
• De plus, nous n’avons pas d’information sur le taux de conversion de la silylation
Zoom sur le chromatogramme en SIM pour le 4-nonylphenol
MÉTHODE DÉVELOPPÉE AU LABORATOIRE5
47© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
CAS DES DÉPASSEMENTS DE LIMITES DE QUANTIFICATION
� Proportions des dépassements de limites de quantification : • Depuis 2010 à fin décembre, le laboratoire a traité
1845 analyses d’alkylphénols. • 20 dépassements de limites• Soit 1,1% de dépassement
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48© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
AXES D’AMÉLIORATION
� Amélioration des purifications après l’extraction
• Utilisation de toutes sortes de phases
– Essais sur silice– Essais sur alumine– Essais sur colonne NH2 …
• Essais à prévoir en GC/MSMS– Diminution du bruit– Meilleure spécificité
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49© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
� Essai en LC / MSMS• Analyse directe sans silylation
• Bonne sensibilité
• Ne résout pas les problèmes d’interférents
• Résout les problèmes d’intégration de
coupes de 4-nonylphénol
AXES D’AMÉLIORATION5
50© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
INTER-CALIBRATION DANS LES EAUX
� Résultats de l’inter-calibration : PT-WFD proficiency test in the framework programme 2010 : EU WFD - Alkylphenols and Bisphenol-A relevant to the WFD in Surface Waters.
• Eau de surface de rivière ( de la rivière Ruhr, prélevée à Muelheim)
• Résultat du laboratoire SGS Multilab Rouen à l’intercalibration :
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51© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
� Résultats de l’inter-calibration : PT-WFD proficiency test in the framework programme 2010 : EU WFD - Alkylphenols and Bisphenol-A relevant to the WFD in Surface Waters
• Tendance des résultats pour l’échantillon à la teneur assignée de 0.1579 µg/L de 4 nonylphenol :
INTER-CALIBRATION DANS LES EAUX 5
CHIMIE ANALYTIQUE AVANCÉE CONTEXTE AUTHENTIFICATION DÉTECTION DE FRAUDES
VALIDATION DE LA MÉTHODE DE DOSAGE DE LA MÉLAMINE DANS LES LAITS DE BÉBÉS
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DÉTERMINATION DE LA MÉLAMINE PAR HPLC/MS/MS
� Qu’est-ce que la mélamine ?
• Formule
La mélamine fait partie de la grande famille des résines aminées dérivées de l’urée, de la thio-urée et cyanamides.
Monomère des résines thermodurcissables
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54© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
� Hydrolyse de la mélamine en acide cyanurique puis formation du complexe mélamine - acide cyanurique stabilisé par liaison hydrogène • Formule :
DÉTERMINATION DE LA MÉLAMINE PAR HPLC/MS/MS
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55© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
MÉLAMINE DANS LES PRODUITS EN PROVENANCE DE CHINE
� 2007 : crise aux Etats-Unis
� 2008 : 4 bébés Chinois décèdent, des dizaines de milliers tombent malades
• Taux de protéine du lait entier en poudre : 26%• Mesure du taux de protéine : N x 6,38• La mélamine hétérocycle azoté donne une
contribution en protéine d’où une fraude car le taux de protéine est augmenté artificiellement
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56© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
MÉLAMINE : CONTEXTE REGLEMENTAIRE
� Codex Alimentarius – Juillet 2010• Teneur maximale en Mélamine : 1 mg/kg• Produits concernés : Préparations en poudre pour
nourrissons
• Teneur maximale en Mélamine : 2,5 mg/kg• Produits concernés : Autres aliments destinés à
l’homme ou à l’animale
� Règlement 574/2011 du 16/06/2011• Teneur maximale en Mélamine : 2,5 mg/kg• Produits concernés : Aliments des animaux
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57© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
MÉLAMINE : CONTEXTE NORMATIF
� XP ISO/TS 15495 : Lignes directrices pour la détermination quantitative de la mélamine et de l’acide cyanurique par HPLC/MS-MS• LOQ au moins 10 fois inférieure à la limite
maximale autorisée• Taux de recouvrement compris entre 80 et 110%• Répétabilité : Coefficient de variation inférieur à
15%• Reproductibilité interlaboratoire : Même critère
� Participation du laboratoire au groupe miroir GM13 « Contaminants des procédés » de la commission AFNOR/V03B
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58© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
� Préparation de l’échantillon :• Incuber de la mélamine 13C et de l’acide
cyanurique 13C à 1 g d’échantillon pendant 1 heure• Ajouter 5 mL d’eau puis agiter 30 secondes• Ajouter 5 mL d’acétonitrile puis agiter 30 secondes• Ajouter 30 mL d’acétonitrile et 10 mL d’eau puis
agiter pendant 5 minutes• Centrifuger
� Conditions chromatographiques :• HPLC : Colonne HILIC 250 x 2,0 mm (5 µm)• UPLC : Colonne HILIC 150 x 2,1 mm (1,7 µm)
DÉTERMINATION DE LA MÉLAMINE PAR HPLC/MS/MS
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59© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
� Conditions chromatographiques :• HPLC : acétate d’ammonium et acétonitrile en
gradient (20 minutes)• UPLC : acide formique 3% et acétonitrile à 20 mM
d’acétate d’ammonium en gradient (6,5 minutes)
� Conditions de spectrométrie de masse :• Mélamine : Electrospray positif
2 transitions : 127>85 et 127>68• Acide cyanurique : Electrospray négatif
2 transitions : 128>85 et 128>42
DÉTERMINATION DE LA MÉLAMINE PAR HPLC/MS/MS
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60© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
Exemple de chromatogramme obtenu pour un échantillon de lait en poudre pour nourrisson supplémenté à 0,05 mg/kg en mélamine et 0,1 mg/kg en acide cyanurique
DÉTERMINATION DE LA MÉLAMINE PAR HPLC/MS/MS
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CHIMIE ANALYTIQUE AVANCÉE CONTEXTE FRAUDE
DÉTERMINATION DE L’HUILE MINÉRALE DANS L’HUILE VÉGÉTALE
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62© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
DOSAGES DES HUILES MINÉRALES DANS LES HUILES VÉGÉTALES
� Contamination d’huile de tournesol en provenance d’Ukraine par des huilesminérales en 2008
� Validation par le laboratoire d’un nouveau protocole analytique suivantl’exigence ISO 17025
� Obtention de l’accréditation COFRAC en 2010 dosage par GC/MS et en 2012 en GC/FID
� Le réglement européen CE n°1151/2009 soumet toute importation d’huile
minérale à des conditions particulières :
• Certification et notification préalable
• Rapport d’analyse délivré par un laboratoire accrédité ISO 17025 pour l’analysedes huiles minérales dans l’huile végétale
• Décision n°768/2008/CE du 9/07/08 relative à un cadre commun pour la commercialisation des produits
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63© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
PROJET DE NORME CEN/TC 275/WG 13
� Objet et domaine d’application:• Dosage de l’huile minérale (MOSH : Mineral oil saturated aliphatic
hydrocarbons) dans des huiles végétales et dans des aliments contenants de l’huile végétale.
• Détermination des hydrocarbures aliphatiques saturés de C10 àC56
• Concentrations en huile minérale de 25 à 1000 mg/kg
� Principe :• Purification sur colonne avec gel de silice imprégné au nitrate
d’argent• Utilisation d’un étalon interne l’octadecane• Elution à l’hexane• Injection en GC/FID
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64© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
� Conditions chromatographiques:• Colonne DB5HT 15m x 0,25 mm x 0,10 µm• Injecteur : 340°C• Four : 60°C pendant 3min, puis montée à 12°C/min jusqu’à
350°C, 350°C pendant 10min• Gaz vecteur : Hydrogen• Détecteur : 370°C• Volume injection : 2µL
PROJET DE NORME CEN/TC 275/WG 137
65© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
� Calcul :• La teneur en huile minérale est obtenue par soustraction de
la teneur des hydrocarbures d’origine naturelle (Natural hydrocarbons WHC2 ) à la teneur en hydrocarbure totale(total hydrocarbons WHC1 – WHC2)
• Calcul en équivalent octadécane
• WHC = ΣAi × mis × 1000
Ais × m
Avec ΣAi :aire des pics autres que l’étalon interne :aire de la coupe totale pour WHC1aire des pics obtenus par l’intégration valley to valley pour WHC2
Ais: aire de l’étalon internemis: masse en mg de l’etalon interne dans 1mL de solutionm : masse en g de la prise d’essai
PROJET DE NORME CEN/TC 275/WG 137
66© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
Chromatogramme type d’huile de soja brutedopée à 450 mg/kgIntégration de la coupe totale (calcul WHC1)
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67© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
Chromatogramme type d’huile de soja brutedopée à 450 mg/kgIntégration valley to valley (calcul WHC2)
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68© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
� Participation au test interlaboratoire organisé par l’ITERG en février –mars 2013• 37 laboratoires participants dans 12 pays• Réalisé sur 8 échantillons d’huile à différentes teneurs :
Huile de tournesol, huile d’olive, huile de soja, huile de pépins de raisins, huile de palme
• et sur 2 échantillons alimentaires : margarine et mayonnaise
PROJET DE NORME CEN/TC 275/WG 137
69© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
RÉSULTATS DU TEST INTERLABORATOIRE7
70© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
RÉSULTATS DU TEST INTERLABORATOIRE7
71© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
Chromatogramme type d’un échantillon de mayonnaise préparée avec de l’huile de tournesol raffinée dopée à 140mg/kgIntégration de la coupe totale
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72© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
Chromatogramme type d’un échantillon de mayonnaise préparée avec de l’huile de tournesol raffinée dopée à 140mg/kgIntégration valley to valley
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73© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
PERFORMANCE DE LA MÉTHODE DE QUANTIFICATION EN GC/MS
� Le laboratoire a été accrédité COFRAC ISO 17025
� Le laboratoire a participé aux inter calibrations internationales : Directory General Health and Consumer (DG SANCO) et IRMM (Institute for Reference Materials and Measurement)
• Huile de tournesol brute contaminée :
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CHIMIE ANALYTIQUE AVANCÉENOUVELLES APPLICATIONS DE LC/MS/TQ DANS L’ANALYSE DES PERTURBATEURS ENDOCRINIENS DANS DES MATRICES VARIÉES
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75© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
CHIMIE ANALYTIQUE AVANCÉE NOUVELLE PRÉOCCUPATION LES PERTURBATEURS ENDOCRINIENS
Exemples de familles de molécules à effet perturbateur endocrinien et leurs sources potentielles
Famille chimique Sources potentielles Exemples
Phtalates Plastiques, cosmétiques Dibutyl phtalate
Alkylphénols Détergents, plastiques, pesticides Nonylphenol
Hydrocarbures aromatiques polycycliques
Sources de combustion: fumée de cigarette, émission des moteurs diesels, incendies
Benzo(a)pyrène
Polychlorobiphényls Transformateurs électriquesPCB, Arochlor
Anciens pesticidesRésiduels de stockage, pollution rémanente
DDT, Dieldrine, Chlordane
Autres pesticidesAgriculture, nettoyages urbains, jardins particuliers
Atrazine, Ethylène thiourée, Heptachlor, Lindane, Malathion
Retardateurs de flammeMousses pour les mobiliers, tapis, équipements électroniques
Polybromodiphényles (PBDE)
Dérivés phénoliquesDésinfectants, plastiques, cosmétiques
Bisphénols A, Parabens, Halogéno-phénols
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76© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
� Annexe REACh XVII• Substances CMR interdites dans les articles : plus de 1000
substances réparties en 59 catégories– Cadmium– Colorants azoïques– Benzène– Dimethylfumarate < 0,1 mg/kg 24 mai 2012 (109/2012)
� SVHC (liste candidate annexe XIV)– CMR catégorie 1 ou 2– PBT VPVB– 84 substances: notification obligatoire au consommateur est > 0,1 %Annexe XIV nécessite une autorisation en tant que telle
Arsenic, Acrylamide, phtalate, PFOA
PERTURBATEUR ENDOCRINIEN ET REAChSÉCURITÉ ALIMENTAIRE ET RÈGLEMENT REACh?RÉGLEMENT PORTANT SUR LES PRODUITS CHIMIQUES –INCIDENCE SUR LE PLAN DE CONTRÔLE
REACh : règlement 1907/2006
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77© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
CONTAMINANTS ÉMERGENTS : CAS DES PHTALATES DANS LES PRODUITS ALIMENTAIRES
• Molécules présentes dans les emballages plastiques, Permettent
d’augmenter la flexibilité des matières plastiques
• Perturbateurs endocriniens (risque de stérilité chez l’homme).
• Les plus courants: dibutyl phtalate, diisobutyl phtalate, bis(2-
ethylhexyl) phtalate…
• Exemple de matrices testées: huiles végétales, pâte à tartiner, lait en
poudre…
DÉTERMINANT
ÉVALUATION
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78© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
MONOMERE DE POLYCONDENSATION
(industrie des polymères)
LES DÉRIVÉS DU BISPHÉNOL A
BADGE : Bisphénol A diglycil éther BAFGE : Bisphénol F diglycil éther
CHIMIE ANALYTIQUE AVANCÉE LE CAS DU BISPHÉNOL A
POLYCARBONATE RÉSINES EPOXY
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79© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
POURQUOI L’EXIGENCE DE QUANTIFICATION DU BISPHÉNOL EN HPLC/MS/MS ?
� Quelques rappels :• Bisphénol• Migration selon la norme NF EN 14350 -2 :
analyse en HPLC/Fluo – Analyse d’un simulant aqueux : H2O ou H2O à 3%
CH3COOH
� Pourquoi la technique HPLC/MS/MS ?• Exigence de spécificité pour les matrices plus
complexes• Application pour les matrices alimentaires et les
matières plastiques
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80© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
L’EFSA (AUTORITÉ EUROPÉENNE DE SÉCURITÉ ALIMENTAIRE)
� Comment retrouve-t-on le Bisphénol A dans notre alimentation?
• Migration de petites quantités dans les boissons et aliments stockés dans des contenants en polycarbonate ou recouverts de résines époxy
� Quel risque est associé au Bisphénol A?• Perturbateur endocrinien = interagit avec le système hormonal du corps
humain
� Cas particulier des nourrissons• Rapports publiés par « Santé Canada » et « Environnement Canada »
soulèvent des inquiétudes sur les effets nocifs pour les nourrissons et les enfants qui ne sont pas capables d'éliminer le Bisphénol A de leur organisme
� Quelle quantité sans danger?• DJA (Dose Journalière Admissible) = quantité d’une substance qui peut
être ingérée sans danger• DJA = 0,05mg/kg de poids corporel
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81© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
ACRYLAMIDE DANS LES PRODUITS ALIMENTAIRES – ÉVALUATION VALIDATION DE MÉTHODES HPLC/MS/MS
� Protocole de purification Waters OASIS: acrylamide in potato chips (2003).
� Protocole WATERS: acrylamide analysis using LC/MS/MS application overview (2002).
� Heatox project n°506820: Food quality and safety, Lund University (2007).• Protocole validé et accrédité COFRAC en
portée flexible• Nouveau rapport de l’EFSA 2011• Étude EAT2
Méthode validée et accréditée COFRAC
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82© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
ÉVALUATION : PRISE EN COMPTE DU RECOURS À UNE MÉTHODE PLUS SPÉCIFIQUE
� Pourquoi la technique HPLC/MS/MS :• Exigence de spécificité pour les matrices plus complexes• Application pour les matrices alimentaires et les matières
plastiques
BISPHÉNOL S BISPHÉNOL A
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83© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
CHIMIE ANALYTIQUE AVANCÉE ET VALEUR AJOUTÉE POUR L’EXPERTISE DANS UN CONTEXTE EN PLEINE ÉVOLUTION
� Évolution des préoccupations et des exigences• Contexte incertain – besoin de confiance – crédibilité – compétence
� Intégration des tendances• Rapprochement des univers en interaction:
– Chimique / environnemental / alimentaire / agricole / santé / exposition
� Des obligations• Obligation d’autocontrôle
• Obligation de traçabilité
� Une mission• Valorisation et sécurisation de vos produits
• Sécurisation / mutation / innovation
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84© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
CHIMIE ANALYTIQUE AVANCÉE DE LA PURETÉ AUX IMPURETÉS CONTEXTE DE L’EXPERTISE
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85© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
INNOVATION ANALYTIQUEDE LA PURETÉ AUX IMPURETÉS CONTEXTE DE L’EXPERTISE
Matière première Produits finis
Recherche Développement Enregistrement
Etude BPL
Nouvelle technique analytique
Sélection matières premièresFabricationCommercialisation
Caractérisation pureté Quantification impureté
Mise sur le marchéConformité technique et
règlementaire
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86© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
PURETÉ CHIMIQUE…
� « TOUT EST MÉLANGE »
Le corps pur s’apparente à une conjecture et n’admet dedéfinition qu’opératoire.
N’est-il qu’un inaccessible idéal éloigné de toute réalité?
Le cristal vient infirmer ce pessimisme radical
- cristaux de sucrose dans un pot de confiture (sont depureté acceptable)
Résultat d’une collision moléculaire en microseconde
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87© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
� Pureté d’un cristal
� Na CH3 CO2 NA
pureté = 96 %
� Chaux hydratée de grande pureté
utilisée dans l’industrie chimique et pour le traitement des eaux
� Pureté électronique du silicium
nombre d’atomes 5.1022 atomes/cm3
dopant 1014 atomes/cm3
pureté meilleure que 10-9 0,001 ppmMetallurgic grade -> pureté électronique
PURETÉ CHIMIQUE…9
88© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
� La détermination du degré de pureté consiste à quantifierles impuretés dans une substance
� 2 grandeurs complémentaires
- teneur des composants principaux (pureté)
+ - teneur des impuretés
� Traçabilité de la détermination de la teneur et de la pureté
� En fonction de la teneur en impuretés, les producteurs etdistributeurs distinguent le degré de pureté
- brut
- technique
- pour synthèse
- pur
- ultra pur
- pour analyse
= 100%
INNOVATION ANALYTIQUEDE LA PURETÉ AUX IMPURETÉS CONTEXTE DE L’EXPERTISE
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89© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
� Analyse chimique
- réaction en solution- analyse tétramétrique- analyse gravimétrique- analyses électrochimiques, chimiométrie- spectroscopie à émission atomique,- spectroscopie électronique moléculaire U.V.- spectroscopie de vibration IRFT- spectroscopie XRF- spectrométrie de masse- techniques séparatives
- GC- HPLC
� Évolution de la chimie analytique avancée
INNOVATION ANALYTIQUEDE LA PURETÉ AUX IMPURETÉS CONTEXTE DE L’EXPERTISE
9
90© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
COMMENT NOUS CONNAISSONS LES MATIÈRESPREMIÈRES ET ÉVALUONS LES PRODUITS FINIS : L’EXPERTISE ANALYTIQUE?
Techniques du vivant:Biochimie
Biologie moléculaire
Processus de l’analyse de la
matière
Traitement de l’échantillon
Techniques spectrométriques
- Radioactivité- Spectrométrie de masse
Techniques séparatives
Chromatographie
Techniques du vivant :Écotoxicologie
Evolution del’expertiseanalytique
1
2
3
5
4
9
91© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
INNOVATION INSTRUMENTALE ET NOUVELLES TECHNIQUES ANALYTIQUESVALEUR AJOUTÉE POUR L’EXPERTISE
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92© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
QUELLES NOUVELLES TECHNIQUES EN SPECTROMÉTRIE ATOMIQUE POUR QUELLES PERFORMANCES ET QUELLE VALEUR AJOUTÉE
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93© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
LA FLUORESCENCE X
10INNOVATION INSTRUMENTALE ET NOUVELLES TECHNIQUES ANALYTIQUESVALEUR AJOUTÉE POUR L’EXPERTISE
94© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
UNE TECHNIQUE NON DESTRUCTIVE: LA FLUORESCENCE X Dernières innovations en analyses qualitatives et quantitatives multiéléments
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95© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
INNOVATION ANALYTIQUE ET SPECTROMÉTRIE MOLÉCULAIRE: UV, VISIBLE, IRFT
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96© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
INNOVATION ANALYTIQUE ET SPECTROMÉTRIE MOLÉCULAIRE: UV, VISIBLE, IRFT
10
97© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
INNOVATION ANALYTIQUE EN MATIÈRE DE TECHNIQUE SÉPARATIVE : CHROMATOGRAPHIE EN PHASE GAZEUSE COUPLÉE À LA SPECTROMÉTRIE DE MASSE
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98© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
DE LA CARACTÉRISATION DE LA PURETÉ AUX IMPURETÉS…INNOVATION ANALYTIQUE : détermination du % au ppt
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99© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
LES NOUVELLES TECHNIQUES DE COUPLAGE MASSE ET LEURS APPLICATIONS10
100© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
LES NOUVELLES TECHNIQUES SÉPARATIVES EN BIOCHIMIE ET LEURS APPLICATIONS EN CHIMIE VERTE ET COSMÉTIQUE
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101© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
CALCUL PAR LA MESURE DU CARBONE C14 DÉTERMINATION DES PRODUITS BIOSOURCÉS
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102© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
Bioessais terrestres Tests de biodégradabilité
0
10
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30
40
50
60
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80
90
100
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
Bio
dég
rad
atio
n (%
)
Temps (jours)
Taux de biodégradation en fonction du tempsOCDE 301
Témoin Référence Echantillon 60% biodégradabilité facile 10% latence
Bioessais aquatiques / sédimentaires
ECOTOXICOLOGIE
10INNOVATION INSTRUMENTALE ET NOUVELLES TECHNIQUES ANALYTIQUESVALEUR AJOUTÉE POUR L’EXPERTISE
103© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
L’écotoxicologie est l’étude :- des effets toxiques des substances sur les organismes et les écosystèmes ;- des voies de transfert de ces substances, ainsi que de leurs interactions avecl’environnement.
Des bioessais (selon normes ISO / AFNOR / OCDE / EPA…) sont réalisés en laboratoire afinde quantifier ces effets (aigus ou chroniques) et des tests de biodégradabilité permettentd’évaluer la rémanence potentielle.
Applications :Règlements REACH et CLP, GHS, produits biocides, phytosanitaires,offshore, détergents, Ecolabels, classification H14 (déchets etsédiments), transport (ADR, ADN et autres), évaluation des risquesenvironnementaux (TGD), allégations commerciales, etc…
Identification des PBT (Persistant Bioaccumulative and Toxic substances) et vPvB (very Persistant and very Bioaccumulative substances)
ECOTOXICOLOGIE
10INNOVATION INSTRUMENTALE ET NOUVELLES TECHNIQUES ANALYTIQUESVALEUR AJOUTÉE POUR L’EXPERTISE
104© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
95,8%
97,1% 96,8%
94,2%
96,9%
94,3%
95,7%
94,1%
94,8%
90%
91%
92%
93%
94%
95%
96%
97%
98%
99%
100%
Po
urc
enta
ge
de
succ
és
Mois
RESULTATS INTERLABORATOIRES (paramètres obligatoires) SGS Multilab Rouen Année 2012
400 paramètres intercalibrés
Organismes d’intercalibration :
AGLAEGAFTAFOSFA
CANE SUGAR TEST CECALAIT
CIRCUIT INRS (Substances chimiques dans l'air)
IRSN (Radioactivité)
IISLQSI
FAPASINERIS
BIPEA/PTWFD (référentiels NQE et RSDE)
CLIENTSEtc …
Pourcentage + de 95% de succès 400 examens par mois !
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106© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
PERFORMANCE ET INNOVATION CONTINUE
� Une nouvelle stratégie analytique en LC / MSMS
• Résolution pour les matrices cosmétiques (interférent/extinction de signal) changement de protocole de traitement des échantillons dans la purification
combinaison extraction QuEChERS + purification sur MIP
• On obtient un RDT de 99% ! Via EI bisphénol A D16• Limite de quantification à l’échelle du ppb
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107© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
CONJUGAISON DE QUECHERS ET MIPInnovation et performance au rendez-vous …
Extraction solide-liquide SPE dispersive
Echantillon + solvant organique + sels tampons
Agitation
Centrifugation et récupération du surnageant
percolation lavages élution
échantillon
traité
Purification MIP
1
2
MIP
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108© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
RÉSULTAT : PERFORMANCE OBTENUE
la performance de la combinaison technique / (QuEChERS + MIP + HPLC/MS/MS) :• Spécificité pour les matrices plus complexes• Sensibilité requises pour les nouvelles réglementations pour les
matrices cosmétiques, alimentaires …• On obtient un RDT de 99% ! • Limite de quantification à l’échelle du ppb
BISPHÉNOL SBISPHÉNOL A
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PERFORMANCE ET OPTIMISATION
49 fenêtres49 fenêtres49 fenêtres49 fenêtres
14 fenêtres14 fenêtres14 fenêtres14 fenêtres50 Molécules50 Molécules50 Molécules50 Molécules
124 Molécules124 Molécules124 Molécules124 Molécules
Optimisation du système GC/MS/MS
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PERFORMANCE ET RETRAITEMENT DES DONNÉES
Transitions MRM de confirmations
Transition MRM de Quantification
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� Polychlorobiphényles (PCB) dans les boues, sols et sédiments• Etalons Internes C13 de préparations• Rendements corrigés = 100% toutes matrices confondues • Correction des Effets Matrices• Limite de quantification 0.5ppb• Plus besoin de dopage => Augmentation de la productivité
PERFORMANCE ET EFFETS MATRICIELS11
112© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
SURVEILLANCE ET PERFORMANCE ANALYTIQUE DU LABORATOIRE
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113© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
LE PRODUIT, LA MATIÈRE PREMIÈRE, L’EXPERT CHIMISTE… ET LE LABORATOIRE
Information et exigence du consommateur
Conformité :. Réglementaire. REACh
Prise en compte globale ACV, GES, GHS
Relation Produit/santé/environnementExemple perturbateur endocrinien
Surveillance matière première, impact réglementaire REACh
Tendance chimie verteActifs végétaux
Tendance environnementale
écolabel
Valeur d’usage
Additifs
InnovationRecherche
Exigence particulière
nouveau règlement cosmétique/ pesticides
Sécurité des ingrédients
Valorisation du produit et sous-produit - filière
Le produit
La matière première
Cahier des charges client
Produit
Procédé
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� Scientifique :• Identification produit, substance• Mise au point procédé
� Technique à l’échelle de production du produit• Qualification matière première
� Industriel• Maîtriser l’industrialisation : installation classée, gestion des déchets
� Développement• Prouver l’usage / stabilité matière active
� Économiques• Opportunité / risque, sécurisation des matières premières / enjeux
réglementaires
� Commercial • Segments cibles et exigences particulières de l’import/export
LE PRODUIT LA MATIÈRE PREMIÈRE, L’EXPERT CHIMISTE… ET LE LABORATOIRE DANS DES RÉFÉRENTIELS MULTIPLES
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ANALYSE ET EXPERTISE, VALEUR AJOUTÉE DANS UN CONTEXTE EN FORTE ÉVOLUTION
Règlementation• REACh : règlement 1907/2006 et ses déclinaisons ex 19/12/2011 73
SVHC• Pesticides : mise en oeuvre règlement 1107/2009/CE à la place de
91/414• Biocides 98/8 – nouvelle directive en 2013• Cosmétique : nouveau règlement 1223/2009 applicable au 11/07/2013• Règlement CLP (CE) 1272/2008 du 16/12/2008• Règlement écolabel CE n°66/2010 du 25/11/2010• Directive eau 2000/60/CE RSDE• Décret 9/05/2012 fixant des VLEP indicatives agents chimiques
Innovation / tendance• Écolabel• Absence / substitution de substance indésirable• Nouvelle formulation• Matériaux biosourcés• Perturbateurs endocriniens• Substitution de produit encouragé
– Subsport info : substitution support portal (www.subsport.eu)
A
B
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116© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
CATALYSEURS
DURCISSEURS(amines aromatiques)
ADJUVANTS
SOLVANTS
CHARGES ET AGENTS DE RENFORT
COLORANTS, PIGMENTS
RETARDATEURS DE FLAME (PBB, PBDE), DE NOIRCISSEMENT
STABILISANTS
- Antioxydants (BHA, BHI)- Anti UV- Antiozonants
PLASTIFIANTS
- Phtalates
DIVERS
- Lubrifiants - Porogènes et - Antistatiques agents gonflants- Fongicides- Ignifugeants
L’EXPERTISE : FAIRE PARLER LA MATIÈRE DANS SA COMPLEXITÉ
Les matériaux
Les produits
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117© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
ANALYSES ET EXPERTISES : QUEL TYPE D’INFORMATIONS OBTENUES POUR L’EXPERT EN LABORATOIRE ?
� Grandeurs mesurées• Caractéristiques du produit• Propriétés du produit
� Interactions environnement / santé• Substances indésirables• Comportement
� Qualitatives / quantitatives :• Substances actives, fonctionnelles
� Comportement dans l’écosystème au cours du cycle de vie• Écotoxicité• Dispersion dans l’air/eau/sol
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118© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
MOYEN TECHNIQUE ANALYTIQUE / INFORMATION L’EXPERT ET LE LABORATOIRE
TECHNIQUE ANALYTIQUE INFORMATIONS
ICP/MSMétaux lourds /isotopes emballage
94/62 Hg, Cd, Pb
spectro β scintillation liquide Carbone C14, émetteur β
Spectroscopie IRNature polymère /
fonction chimique
GC/MS/MS SVHC liste SIN 2-0 REACh…
HPLC/MS/MS Acrylamide, bisphénol…
GC/MS ROH(s) retardateur de flamme…
Essais écotoxicologiques Classification environnementale
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ANALYSE PHYSICO-CHIMIQUE. Densité, granulométrie, PCI. Solubilité, coefficient de partition
ANALYSE DE MATIÈRE ACTIVE. Biocides, pesticides…ANALYSE DE L’AUTHENTICITÉ
. Traceur d’origine
. Biosourcé C14
ANALYSE ÉCOTOXICOLOGIQUE. Biodégradabilité. Toxicité aiguë : poissons, algues. Toxicité chronique, inhibition
ANALYSES RECHERCHESSUBSTANCES INDÉSIRABLES
RECHERCHE INGRÉDIENT
L’EXPERT ET LE LABORATOIRE : LA PRISE EN COMPTE LES PROBLÉMATIQUES CHIMIQUES ET ENVIRONNEMENTALES …?
Le produitLa matière premièreL’usine
L’écosystème
IDENTIFICATION NOUVELLE SUBSTANCE . Étude BPL, UVCB. Solubilité, coefficient de partition
ANALYSE ÉTIQUETAGE. Valeur déclarée = ingrédient. Substances réglementées. Substances limitées. Absence substances interdites
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120© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
EXPERTISES, PRESTATION, AGRÉMENTSRÉFÉRENTIELS D’ACCRÉDITATION BPL
� Analyses• Accréditation COFRAC : programme portée fixe / flexible
� Études• Reconnaissance BPL : étude OCDE, GIPC
� Recherche• Agréments Ministère de la recherche : CIR
� Contrôles• Agréments Ministère de la santé, de l’environnement, USAID,
DREAL, KFDA, etc…
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121© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
RECONNAISSANCES DU LABORATOIREL’ÉVALUATION DE CONFORMITÉ A AUSSI DES EXIGENCES…
� Compétence du laboratoire • moyens efficaces : réduire le risque d’importations de produits
défectueux
• Conformité aux normes, règlements suivant des tests
� Accréditation et instrument de reconnaissance de la compétence du laboratoire• Exactitude, fiabilité, confiance des résultats
� Reconnaissance BPL (Bonnes Pratiques de Laboratoire)
� Accréditation doit être reconnue au niveau international• COFRAC, organisme qui accrédite suivant ISO 17025.
• reconnaissance à travers des évaluations très rigoureuses de l’organisme ILAC (International Laboratory ACcreditation)
• MRA (Mutual Recognition Agreement): laboratoire reconnu globalement pour faciliter l’acceptation les résultats de test qui accompagnent
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CONNAISSANCES ET RECONNAISSANCES DU LABORATOIRE
- Accréditation ISO 17025 COFRAC, EA, ILAC
- Agréments ministériels ,santé, environnementaux, ASN
FOSFA(Federation of Oils, Seedsand Fats Association)
KFDA(Autorités coréeenes)
COFRAC(Comité Français d’ACcréditation)
BPL(Bonnes Pratiques de laboratoire)
GAFTA(Grain and FeedTrade Association)
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123© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
CONFORMITÉ DES PRODUITS ET LES INSTANCES DE LA RÉGULARISATION INTERNATIONALE
GHS, REACH, etc …
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EXPERTISE - CHIMIE ANALYTIQUE AVANCÉE ET PERFORMANCE À L’ÈRE DU NUMÉRIQUE
� Évolution technique
� Normes
� Réglement
• http://www.scoop.it/t/expertscience• http://expertscience.over-blog.com/• http://fr.slideshare.net/expertscience/presentations• https://plus.google.com/+YvonGervaise#+YvonGervaise/posts
• http://twitter.com/expertscience
– Information en temps réel (1600 comptesofficiels)– Laboratoire partenaire capable d’assurerune veille scientifique, technique, réglementaire– Monde connecté, interaction l’espacenumérique @expertscience
� Veille scientifique, analytique, et produit - procédé
� Veille normative
� Veille réglementaire
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125© Yvon Gervaise : Conférence à l’AGO Compagnie Nationale des Experts Chimistes Judiciaires du 17/06/14 à Paris, Maison des Polytechniciens
Yvon [email protected]
@expertscience : http://twitter.com/expertscience
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« Toute expérience scientifique est une procédure d’interrogation de la matière »
Merci de votre attention
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