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ABSTRACT: La préparation en ligne des échantillons biologiques (PEL) apparaît clairement ces dernières années comme une technique en plein essor par sa rapidité : sa conception est simple et doit le rester. L’utilisateur doit effectuer des choix (nature du support des colonnes de purification, matériel industriel ou montage personnel…). Dans cet article sont résumées les trois méthodes développées au laboratoire : elles ont en commun la même colonne de purification, la même colonne analytique et les mêmes phases mobiles. Seule change l’évolution du gradient en fonction des besoins. La qualité des résultats de la PEL est fonction de la dilution (au 1/100 et plus si possible) de l’échantillon (sang, plasma, sérum, urines, cheveux). Biological samples on-line extraction, a no time consuming pre-treatment method, is in full expansion. The conception is very simple and should remain so. Some choices have to be done: pre-column type (several phases), industrial system or “home”system… Here we describe three methods developed in our laboratory. These on-line methods use the some pre-column, analytical column and mobile phases. Only the analytical gradient changes depending on analytical needs. On-line extraction efficiency depends on sample (blood, plasma, serum, urine, hair) dilution (1/100, more if possible).
Annales de Toxicologie Analytique. 01/2010;
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ABSTRACT: Objectifs : Le dosage de la plombémie présente un intérêt majeur pour surveiller et mettre en évidence une exposition professionnelle ou environnementale à cet élément. Nous rapportons trois cas de saturnisme environnemental liés à l’usage d’une poterie artisanale, documentés par l’analyse du plomb dans les milieux biologiques, ainsi que dans un plat à tajine. La confirmation de la source de plomb est réalisée par la mesure de ses isotopes. Méthodes : Après consultation médicale, trois sujets de nationalité marocaine utilisant quotidiennement un plat à tajine ramené du Maroc en 2003 ont fait l’objet de divers prélèvements biologiques (sang, urines, phanères). Le dosage du plomb est réalisé dans le sang, les urines et les phanères par spectrométrie à plasma induit couplée à la spectrométrie de masse (ICP-MS.) Une optimisation des acquisitions est mise en œuvre pour la mesure des isotopes du plomb (206Pb, 207Pb, 208Pb). Le plomb est également quantifié dans une solution d’acide acétique à 4 %, après 24 heures de contact dans le plat à tajine à une température de 22 ◦C selon la directive européenne relative aux ustensiles de cuisson en céramique de catégorie 3 en contact avec les aliments. Résultats : Pour les trois sujets (le père, la mère, le fils), les plombémies sont comprises entre 168 et 296 μg/L (témoins < 63 μg/L) et les plomburies entre 20,0 et 22,7 μg/g de créatinine (témoins < 2,1 μg/g). Les dosages dans les ongles de pied révèlent des concentrations s’échelonnant entre 3,8 et 34,0 ng/mg (témoins < 1,8 ng/mg); alors que les teneurs capillaires varient de 1,2 à 27,5 ng/mg (témoins < 4,6 ng/mg). La concentration en plomb de la solution acétique à 4 % est de 13 680 mg/L (norme < 1,5 mg/L). L’analyse graphique des rapports isotopiques du plomb montre une forte convergence entre les ratios isotopiques de la solution acétique et ceux obtenus chez les trois sujets. Conclusions : Le dosage du plomb dans les milieux biologiques par ICP-MS constitue la méthode de choix pour mettre en évidence une intoxication par cet élément. De plus, l’analyse isotopique permet de préciser l’origine du métal. Outre l’exposition professionnelle, les sources environnementales de plomb pouvant être multiples, il convient de mener une enquête, sans oublier les causes plus rares constituées par les poteries artisanales à glaçure plombifère destinées à stocker des boissons ou utilisées pour la cuisine. Objectives: determination of lead in blood is of major interest to control workplace or environmental exposure to this element. We report three environmental cases of lead poisoning due to the use of traditional earthenware for cooking. Lead was assessed in biological matrices and in the traditional earthenware. Lead isotope measurement was consistent with contamination by traditional earthenware. Methods: Three Moroccans daily using traditional earthenware brought from Morocco in 2003 were taken samples of blood, urine, hair and nails. Lead was determined in biological matrices by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). An analytical protocol for accurate and precise determination of the isotopic lead composition (206Pb, 207Pb, 208Pb) was developed. Owing to European instruction for cooking utensils in contact with food, lead was measured after 24 h incubation with a 4% acetic solution. Results: Blood lead ranged from 168 to 296 μg/L (volunteers < 63 μg/L), lead in urine from 20.0 to 22.7 μg/g creatinine (volunteers < 2.1 μg/g) for the three subjects (father, mother, son). Toenails lead concentrations ranged from 3.8 to 34.0 ng/mg (volunteers < 1.8 ng/mg) and hair lead concentrations from 1.2 to 27.5 ng/mg (volunteers < 1.5 ng/mg). Lead isotopic ratios in the biological matrices of the three subjects were similar to those obtained with the traditional earthenware acetic solution. Conclusions: ICP-MS lead determination is the method of choice to look for intoxication with this element. Moreover, isotopic measurement allows confirming the source of the metal. Apart professional exposure, environmental sources can be multiple, so it is recommended to search all sources of exposure and among them the use of traditional earthenware for storage or cooking.
Annales de Toxicologie Analytique. 01/2010;
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ABSTRACT: A thirty-two metal and metalloid quantification method for fingernail using inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS), is presented. The ICP-MS measurements were performed using a Thermo Elemental X7CCT series and Plasma Lab$^{\circledR }$ software without the dynamic reaction cell. Fingernails from one hundred and thirty healthy volunteers, of both sexes, were collected. Twenty mg fingernails were acid mineralized after a decontamination procedure, and thirty-two metals and metalloids were simultaneously quantified after acid dilution following water calibration. Li, Be, B, Al, V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Se, Rb, Sr, Mo, Pd, Ag, Cd, Sn, Sb, Te, Ba, W, Pt, Hg, Tl, Pb, Bi, U fingernail determinations could be validated. Linearity was excellent and the correlation coefficients were above 0.999. Detection limits ranged from 0.04 pg/mg or ng/g (U) to 0.1 ng/mg or $\mu $g/g (B). Results are presented and compared to published multielement data. ICP-MS analysis has made significant advances in the field of clinical biology, particularly in toxi-cology. This is due to the use of extremely effective equipment that contributes to improved clinical, forensic, toxicological diagnosis which in turn permits greater control of industrial or environmental exposure, and for epidemiologic studies. Nous décrivons une technique de dosage simultané de trente deux éléments minéraux dans les ongles, par plasma à couplage inductif relié à un détecteur de masse (ICP-MS). L'appareil utilisé est un spectromètre X7CCT Thermo Elemental, sans la cellule dynamique de réaction. Cent trente volontaires des deux sexes, indemnes de toute affection et sans traitement médical constituent les témoins. Des fragments d'ongles sont recueillis lors de la coupe de ceux-ci. Après décontamination de 20 mg d'ongles, puis minéralisation acide, trente deux métaux et métalloïdes sont quantifiés simultanément par dilution de la solution acide obtenue. L'étalonnage est réalisé en milieu aqueux. Les dosages sont validés pour les trente deux éléments suivants : Li, Be, B, Al, V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Se, Rb, Sr, Mo, Pd, Ag, Cd, Sn, Sb, Te, Ba, W, Pt, Hg, Tl, Pb, Bi, U. Les coefficients de régression sont supérieurs à 0,999 dans la gamme de linéarité considérée. Les limites de détection s'échelonnent de 0,04 pg/mg ou ng/g (U) à 0,1 ng/mg ou $\mu $g/g (B). Les résultats obtenus sont présentés et discutés à la lumière des concentrations publiées antérieurement. Les progrès récents de l'ICP-MS constituent un apport déterminant en biologie clinique et plus particulièrement dans le domaine de l'analyse toxicologique en raison de la puissance de l'outil. Son application à l'analyse multiélémentaire des métaux dans les ongles offre des perspectives complémentaires à l'analyse des ongles pour la recherche d'expositions au long cours ou d'intoxications chroniques. De plus, en raison de la structure particulière de l'ongle, ce phanère pourrait être proposé pour la surveillance professionnelle, environnementale ou domestique aux éléments métalliques, ainsi que pour la réalisation d'études épidémiologiques.
http://dx.doi.org/10.1051/ata:2007017.
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ABSTRACT: Toxicology is considered a major topic in the field of forensic sciences. Toxicological analysis has made significant advances using chromatographic techniques, i.e. gas and liquid chromatography coupled to mass spectrometry, or liquid chromatography with diode array detector. These methods are excellent for many organic xenobiotics (drugs, pesticides, other organic substances), but are not suitable for minerals like cyanide or lithium. The standard atomic absorption spectrophotometry techniques are tedious to use, particularly when a vast number of elements are concerned. In recent years, the ICP-MS method has been extensively developed due to new high performance equipment. A thirty two multi-elementary ICP-MS method is proposed for forensic blood and urine samples to detect pathologic exposure to these elements. The ICP-MS measurements were performed using a thermo Elemental X7CCT series and PlasmaLab$^\circledR $ software. In this procedure thirty-one elements are simultaneously quantified in fluoride whole blood and urine : Li, Be, B, A1, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Se, Br, Rb, Sr, Mo, Pd, Ag, Cd, Sn, Sb, Te, Ba, W, Pt, Hg, Tl, Pb, Bi, U. Semi-quantitative bromide analysis is also assessed and vanadium determination is added to urine. Whole blood and urine analysis were performed using a standard addition procedure after acid dilution with butanol and triton. Frequent values were established in fifty four deceased biological fluids. As regards the urine samples, the results were corrected after enzymatic creatinine determination. Various types of blood collections were tested. Global performance was evaluated by a specific quality control program. Our laboratory is a registered participant of the National Institute of Public Health of Quebec (Institut National de Santé Publique du Quebec) Sainte-Foy, Canada, inter-laboratory comparison program for whole blood, urine and hair. The limits of detection and the limits of quantitation were considered excellent and the quality control scores good. Usual values for the 54 deceased are presented. Multi-elementary analysis in a single run is most useful for exposure evaluation to poisons (As, Tl), heavy metals (Pb, Cd, Hg), various metals (Al, Co, Ni, Mo, W), drugs (Li, Pt, Bi, Al), pesticides (As, Pb, Br, Al, Ba, Hg, Se, Cu), fumigant bombs (Zn, Al) or halogens (Br, I), lanthanides (Ce, La, Gd) or uranides (Th, U). The interest of strontium and bromide determinations for death by drowning is mentioned. This multi-elementary procedure is applicable to other matrix like hair or nails. ICP-MS multi-elementary biological matrices should be routinely performed for all unexplained death. Chez un quart des sujets pour lesquels une autopsie médicolégale est demandée, une cause toxique de décès est identifiée. La recherche des causes toxiques de la mort fait appel à des techniques chromatographiques couplées : barrette de diodes, spectrométrie de masse. Il s'agit de méthodes très performantes pour de nombreux xénobiotiques organiques (médicaments, pesticides, substances variées), mais elles ne permettent pas de mettre en évidence des poisons minéraux. Pour ces derniers, un certain nombre d'analyses spécifiques, longues et fastidieuses sont nécessaires avec au minimum les dosages des cyanures et du lithium dans le cadre de l'expertise toxicologique de référence. Parmi les investigations complémentaires, la mesure des métaux et des métalloïdes est le plus souvent effectuée par spectrométrie d'absorption atomique en mode monoélémentaire. Aussi nous proposons le dosage simultané d'une trentaine de métaux et métalloïdes dans les prélèvements autopsiques sanguins et urinaires par plasma à couplage inductif relié à un spectromètre de masse (ICP-MS) pour rechercher une exposition à l'un de ces éléments. Les mesures sont réalisées sur spectromètre X7CCT Thermo Elemental (ThermoOptek, Courtabœuf, France), équipé d'un passeur d'échantillon et du logiciel PlasmaLab selon une technique déjà décrite. Trente et un éléments sont quantifiés simultanément dans du sang prélevé sur fluorure et dans les urines : Li, Be, B, A1, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Se, Br, Rb, Sr, Mo, Pd, Ag, Cd, Sn, Sb, Te, Ba, W, Pt, Hg, Tl, Pb, Bi, U. Le vanadium est le trente deuxième élément mesuré dans les urines. La détermination du brome est effectuée de manière semi-quantitative. Les dosages sont réalisés dans le sang total et les urines selon la méthode des ajouts dosés par dilution des échantillons en milieu acide en présence de butanol et de triton. Des valeurs fréquentes dans nos conditions de recueil sont établies chez des sujets dont le décès n'est pas imputable à l'un de ces minéraux. L'impact des contenants sur les résultats obtenus a également été évalué. La validité des résultats est garantie par la participation de notre laboratoire au contrôle de la qualité par ICP-MS dans le sang total, les urines et les cheveux, organisé par l'institut National de Santé Publique du Québec (Sainte-Foy, Canada). Les limites de détection et de quantification calculées sont excellentes et les scores obtenus au contrôle de qualité sont bons. Les valeurs fréquentes dans le sang total et les urines de 54 sujets décédés sont établies pour l'ensemble des éléments. Les applications sont nombreuses : le dosage multiélémentaire permet au cours d'une même analyse de rechercher une exposition à des poisons métalloïdiques ou métalliques (As, Tl), à des métaux lourds (Pb, Cd, Hg), à des métaux variés (Al, Co, Ni, Mo, W), à des médicaments (Li, Pt, Bi, Al), à des pesticides (As, Pb, Br, Al, Ba, Hg, Se, Cu), à des bombes fumigènes (Zn, Al), à des halogénures (Br, I), à des lanthanides (Ce, La, Gd), ou à des uranides (Th, U). L'intérêt de la détermination du strontium et du brome dans le diagnostic de noyade en milieu contaminé par ces éléments est rappelé. La technique est également applicable à d'autres matrices biologiques : cheveux et ongles en particulier. L'ICP-MS offre ainsi des perspectives réellement nouvelles en toxicologie médico-légale. Le dosage multiélémentaire des métaux et métalloïdes devrait donc être réalisé dans tous les cas de décès inexpliqués par l'autopsie et pour lesquels l'expertise toxicologique de référence s'avère négative.
http://dx.doi.org/10.1051/ata:2007007.
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http://dx.doi.org/10.1051/ata/2010015.
