Les exigences de propreté ou de pureté des environnements de laboratoire ont énormément augmenté, entre autres dans les laboratoires d'analyse et de recherche. On oublie souvent que l'environnement du laboratoire peut contaminer l'échantillon et donc influencer le résultat de l'analyse. Ce n'est que si les flux de travail des laboratoires sont optimisés (pureté appropriée des produits chimiques, outils et récipients purifiés), que les performances des méthodes modernes multi-élémentaires peuvent être pleinement exploitées. Car, non seulement la sensibilité de l'instrument mais aussi l'écart-type de la valeur à blanc sont directement inclus dans le calcul de la limite de détection de l'instrument d'analyse. Cependant, un résultat d'analyse incorrect peut être plus coûteux pour une entreprise que le financement d'une mesure préventive pour purifier l'air ambiant du laboratoire. C'est pourquoi les grandes salles blanches sont souvent mises en place pour un coût élevé et sous un énorme effort technique, même si la pureté requise pour l'application n'est nécessaire que dans une zone partielle. Pourtant une salle blanche complète n'est pas toujours absolument nécessaire. Au contraire, pour de nombreuses applications les petits équipements de salle blanche ou les hottes à flux laminaire servent le même objectif, à savoir protéger l'échantillon d'analyse des particules et de la poussière.
Principe fonctionnel d'une hotte à flux laminaire
La photo de la figure 1 montre, à titre d'exemple, une hotte à flux laminaire dit Spetec CleanBoy Mini. Elle a été testée, certifiée et classée par l'Institut Fraunhofer pour l'ingénierie et l'automatisation de la fabrication comme classe ISO 5. La fonction est assez simple : L'air ambiant est aspiré par un ventilateur et forcé à travers un filtre à particules dont la disposition crée un flux d'air laminaire dans la zone de travail. Cela signifie que l'air coule de haut en bas en lignes parallèles et que l'échantillon est protégé contre la pénétration de particules. Celles qui sont néanmoins entrées sont capturées par le débit et évacuées par l'ouverture frontale.
Analyses ICP-MS
Quelle influence peut avoir l'environnement du laboratoire sur la limite de détection lors d’une analyse par des instruments ICP-MS à haute performance ? Pour trouver la réponse, des échantillons d'analyse [10 ml, 1% v/v HNO3] ont été stockés dans des tubes en PFA ouverts pendant 12 heures et dans une salle blanche et dans le laboratoire "standard", ainsi que dans le même labo, au sein d’une hotte à flux laminaire. Un dispositif ICP-MS moderne (Plasma Quant MS Elite S ; Analytik Jena, Jena, Allemagne) a été utilisé pour l'analyse de ces échantillons en appliquant la technologie Boost et Nitrox.
La limite de détection mesurée est indiquée en ng L-1 sur la figure 2 a,b pour un total de 18 éléments qui couvrent toute la gamme de masse de l'instrument ICP-MS. Pour tous les éléments, les limites de détection peuvent être considérablement réduites par rapport à un laboratoire "standard" si les échantillons sont stockés dans une salle blanche ou une hotte. Cette amélioration est particulièrement significative pour les éléments indiqués dans la figure 2a, pour lesquels des contaminants provenant des particules ambiantes peuvent entraîner un nombre élevé des valeurs à blanc. Seule l'utilisation de l'air filtré dans la hotte à flux laminaire permet d'obtenir des améliorations considérables, de sorte que les performances de l'instrument ICP- MS peuvent également être pleinement exploitées pour les éléments alcalins, alcalino-terreux et de transition. Dans le meilleur des cas, l'amélioration est même d'un ordre de grandeur. Ce n'est que si l'environnement du laboratoire est suffisamment propre que les limites de détection qu’on réussit à atteindre par la technologie moderne des instruments ICP-MS, peuvent aussi être réellement exploitées, remplissant ainsi l'exigence de pureté pour l'analyse des ultra-traces.
Perspectives
La pureté d'une solution témoin contribue de manière significative à la limite de détection réalisable lors d’une analyse d'éléments omniprésents par un instrument ICP-MS. Outre la pureté des produits chimiques et des récipients, l'environnement du laboratoire a une influence significative sur les résultats. Le filtrage de l'air du laboratoire, tel qu'il peut être réalisé dans les salles blanches, a conduit dans notre expérience à une pureté nettement supérieure de la solution témoin et à une amélioration significative des limites de détection. Presque les mêmes améliorations peuvent être obtenues en utilisant une petite hotte à flux laminaire relativement peu coûteuse, qui permet d'obtenir les conditions de pureté essentielles avec peu d'efforts dans n'importe quel environnement de laboratoire.
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