Ce document décrit le développement et l'évaluation d'une méthode de dosage de dix anions par chromatographie ionique, en mettant en avant l'importance de l'éluant généré automatiquement pour améliorer la répétabilité et la sensibilité des mesures. Les performances de cette méthode, qui suit des protocoles normés, ont été testées pour assurer validité et précision dans l'analyse des eaux et effluents. Les résultats montrent que les critères requis sont respectés et que la méthode est validée.

1. Mise au point et évaluation de
performances d’une méthode
de dosage de dix anions par
chromatographie ionique

2. Laboratoire d’Étude et de
Recherche en Environnement et
Santé
 Intégré à l’ENSP
 Analyse de divers paramètres de qualité des :
Eaux
Effluents
Boues et sédiments
 Accrédité COFRAC depuis septembre 2000 en ISO
17025

3. LA CHROMATOGRAPHIE
IONIQUE
 Technique de séparation des composés
d’un mélange
 Appartient à la famille des
Chromatographies liquides d’adsorption

4. 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

5.  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

6. 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

7. 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

9. Description de
l’appareillage

10. Le générateur automatique
d’éluant (EGC II KOH)
•Rôle :
Préparation d’éluant
très pur en ligne
•Principe :
Réduction de l’eau à la
cathode
2H2O + 2 e- = 2OH- + H2
Migration de K+ dans
le connecteur
échangeur d’ion
K+ + OH- = KOH

11.  Concentration :
 Proportionnelle
courant appliqué
 Inversement
proportionnelle
au débit d’eau

12. 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

13. Le suppresseur (électrolytique)
 Rôle :
 Diminuer la
conductivité de
l’éluant
 Augmenter la
conductivité de
l’analyte
 Augmenter le
rapport signal sur
bruit

14. •Principe :
Circulation à contrecourant de l’éluant /
régénérant
 Les flux sont séparés
par une membrane
échangeuse de cation
 Électrolyse de l’eau aux
électrodes


15. 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


16. Optimisation de la
méthode

17. 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

18.  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

19. Paramètres à modifier
 Concentrations initiale et finale
 Temps de départ
 Durée rampe
 Capacité de la boucle d’injection

20. 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-<SO42<PO43-

21. 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!

22.  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

23. gradient
résolution
To (min)
Tf (min)
Co (mM)
Cf (mM)
ClO2-/BrO3-
Br-/NO3-
Temps
d’acquisition
(min)
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

24. Chromatogramme

25. 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

26. Évaluation de
performances

27.  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)

28.  Méthode étudiée = méthode
normalisée
Selon le COFRAC plan type A
uniquement

29. APPLICATION

30.  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

31. 
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%

32. Résultats

34. CONCLUSION
Les critères sont bien respectés
La méthode est validée

35. Merci pour votre
attention!