Bureau d’innocuité des produits chimiques Direction des aliments Santé Canada

Bureau d’innocuité des produits chimiques Direction des aliments Santé Canada
Bureau d’innocuité des produits
chimiques
Direction des aliments
Santé Canada
Centre de Collaboration de l'OMS pour la surveillance de la
contamination alimentaire
Détermination de la présence de benzène dans les
boissons gazeuses et d’autres boissons par
chromatographie en phase gazeuse par la technique de
l'espace de tête couplée à la spectrométrie de masse
Santé Canada est le ministère fédéral qui aide les Canadiennes et les Canadiens à maintenir et à améliorer
leur état de santé. Nous évaluons l'innocuité des médicaments et de nombreux produits de consommation, aidons
à améliorer la salubrité des aliments et offrons de l'information aux Canadiennes et aux Canadiens afin de les
aider à prendre de saines décisions. Nous offrons des services de santé aux peuples des Premières nations et aux
communautés inuites. Nous travaillons de pair avec les provinces pour nous assurer que notre système de santé
répond aux besoins de la population canadienne.
Publication autorisée par le ministre de la Santé.
Détermination de la présence de benzène dans les boissons gazeuses et d’autres boissons par chromatographie en
phase gazeuse par la technique de l'espace de tête couplée à la spectrométrie de masse
est disponible sur Internet à l'adresse suivante :
http://www.santecanada.gc.ca/fn-an/res-rech/analy-meth/chem/index_f.html ou chemin de domaine standard /URL
Also available in English under the title:
Determination of Benzene in Soft Drinks and Other Beverages by Isotope Dilution Headspace Gas
Chromatography/Mass Spectrometry is available on the Internet at the following address:
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Santé Canada
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© Sa Majesté la Reine du chef du Canada, représentée par le ministre de Santé Canada, 200X
Veuillez ajouter l'avis explicatif ici. Voir ci-après.
Cat. : H164-61/2007F-PDF
ISBN : 978-0-662-07678-0
Détermination de la présence de benzène dans les boissons gazeuses et
d’autres boissons par chromatographie en phase gazeuse par la technique
de l'espace de tête couplée à la spectrométrie de masse
1.0
Portée et possibilités d’application
Cette méthode vise la détermination de la présence de benzène dans les boissons
gazeuses et non gazéifiées, de même que dans d’autres boissons.
2.0
Définitions
3.0
Appareillage et fournitures
3.1
Appareillage
3.2
3.3
4.0
3.1.1
Chromatographe en phase gazeuse doté de la fonction de refroidissement
cryogénique du four Agilent 6890.
3.1.2
Discriminateur de masse Agilent 5973N couplé au chromatographe en phase
gazeuse Agilent 6890.
3.1.3
Auto-échantillonneur multifonctionnel Gerstel MPS 2, ou l’équivalent, connecté
au chromatographe en phase gazeuse Agilent 6890.
3.1.4
Système de purification d’eau EASYpure RODi (Barnstead, Iowa), ou
l’équivalent.
3.1.5
Four VWR ou l’équivalent.
3.1.6
Balances.
Substances chimiques
3.2.1
Méthanol (de catégorie HPLC) d’EM Science (Gibbstown, NJ).
3.2.2
Benzène (99,8 %) de Sigma-Aldrich (St. Louis, MO).
3.2.3
D 6-benzène de pureté isotopique de 99,5 % (atomes de D) de Sigma Aldrich
(St. Louis, MO).
3.2.4
Sulfate de sodium (réactif ACS, >99,0 %, granulaire) de Sigma-Aldrich (St. Louis,
MO).
Matériel
3.3.1
Seringue de 100 μL pour l’auto-échantillonneur d’Agilent Technologies.
3.3.2
Seringues de 5, 25, 50, 100 et 200 μL de Supelco.
3.3.3
Flacons ambrés de 2 mL pour auto-échantillonneur de Canadian Life Science.
3.3.4
Flacons ambrés de 40 mL de VWR.
3.3.5
Colonne capillaire (30 m x 0,25 mm x 1,4 µm) DB-624 d’Agilent Technologies.
3.3.6
Pipette Eppendorf de 1 mL.
3.3.7
Pointes de pipette pour la pipette Eppendorf de 1 mL.
3.3.8
Hélium UHP de BOC.
3.3.9
CO2 liquide de BOC.
Santé et sécurité
4.1
Le benzène est un cancérogène connu chez les humains. Pour prévenir toute exposition,
manipuler les solutions de benzène sous la hotte en prenant des précautions
appropriées.
5.0
Responsabilités
6.0
Procédures
6.1
Préparation de solutions étalons
6.1.1
Solution de benzène no 1.
6.1.1.1 Ajouter 20 mL de méthanol en utilisant une pipette volumétrique de 20
mL à un flacon ambré de 20 mL, boucher le flacon et le peser.
6.1.1.2 Ajouter 100 μL de benzène au méthanol à travers le septum et peser le
flacon pour déterminer la quantité exacte de benzène ajouté.
6.1.1.3 Refroidir le flacon au réfrigérateur, puis remplacer le septum.
6.1.1.4 La concentration de benzène est de 4 437,8 μg/mL. Le calcul doit inclure
le volume de benzène ajouté.
6.1.2
Solution de d 6-benzène no 1.
6.1.2.1 Ajouter 20 mL de méthanol en utilisant une pipette volumétrique de 20
mL à un flacon ambré de 20 mL, boucher le flacon et le peser.
6.1.2.2 Ajouter 100 μL de d 6-benzène au méthanol à travers le septum et peser
le flacon pour déterminer la quantité exacte de d 6-benzène ajouté.
6.1.2.3 Refroidir le flacon au réfrigérateur, puis remplacer le septum.
6.1.2.4 La concentration de d 6-benzène est de 4 925,4 μg/mL. Le calcul doit
inclure le volume de d 6-benzène ajouté.
6.1.3
Solution de benzène no 2.
6.1.3.1 Ajouter 20 mL de méthanol en utilisant une pipette volumétrique de 20
mL à un flacon ambré de 20 mL, boucher le flacon.
6.1.3.2 Ajouter 200 μL de solution de benzène no 1 (6.1.1) au méthanol, à
travers le septum.
6.1.3.3 Refroidir le flacon au réfrigérateur, puis remplacer le septum.
6.1.3.4 La concentration de benzène est de 43,9 μg/mL. Le calcul doit inclure le
volume de la solution de benzène no 1 ajoutée.
6.1.4
Solution de d 6-benzène no 2.
6.1.4.1 Ajouter 20 mL de méthanol en utilisant une pipette volumétrique de 20
mL à un flacon ambré de 20 mL, boucher le flacon.
6.1.4.2 Ajouter 200 μL de solution de d 6-benzène no 1 (6.1.2) au méthanol, à
travers le septum.
6.1.4.3 Refroidir le flacon au réfrigérateur, puis remplacer le septum.
6.1.4.4 La concentration de d 6-benzène est de 48,8 μg/mL. Le calcul doit
inclure le volume de solution de d 6-benzène no 1 ajoutée.
6.1.5
Solution de benzène no 3.
6.1.5.1 Ajouter 20 mL de méthanol en utilisant une pipette volumétrique de 20
mL à un flacon ambré de 20 mL, boucher le flacon.
6.1.5.2 Ajouter 100 μL de solution de benzène no 2 (6.1.3) au méthanol, à
travers le septum.
6.1.5.3 Refroidir le flacon au réfrigérateur, puis remplacer le septum.
6.1.5.4 La concentration de benzène est de 0,219 μg/mL. Le calcul doit inclure
le volume de la solution de benzène no 2 ajoutée.
6.1.6
Solution de d 6-benzène no 3.
6.1.6.1 Ajouter 20 mL de méthanol en utilisant une pipette volumétrique de 20
mL à un flacon ambré de 20 mL, boucher le flacon.
6.1.6.2 Ajouter 410 μL de solution de d 6-benzène no 2 (6.1.4) au méthanol, à
travers le septum.
6.1.6.3 Refroidir le flacon au réfrigérateur, puis remplacer le septum.
6.1.6.4 La concentration de d 6-benzène est de 0,98 μg/mL. Le calcul doit
inclure le volume de solution de d 6-benzène no 2 ajoutée.
6.1.7
Solutions de travail standard de benzène dans le méthanol.
6.1.7.1 Ajouter 20 mL de méthanol en utilisant une pipette volumétrique de 20
mL à un flacon ambré de 20 mL, boucher le flacon.
6.1.7.2 Ajouter 20 μL de solution de d 6-benzène no 1 (6.1.2) au méthanol, à
travers le septum.
6.1.7.3 Ajouter 50 et 200 μL de solution de benzène no 2 pour l’étalon 1 et
l'étalon 2 ou ajouter 10, 25, 50, 100, et 200 μL de solution de benzène no
1 pour les étalons 3, 4, 5, 6 et 7, à travers le septum dans le méthanol.
6.1.7.4 Refroidir le flacon au réfrigérateur, puis remplacer le septum.
6.1.7.5 La concentration de d 6-benzène est de 4,9 μg/mL, et les concentrations
de benzène sont de 0,11, 0,43, 2,22, 5,53, 11,06, 22,06 et de 43,9
μg/mL pour les étalons de 1 à 7 respectivement. Le calcul doit inclure les
volumes de solution de benzène nos 1 ou 2 et de solution de d 6-benzène
no 2 ajoutées.
6.1.8
Solutions de travail étalons de benzène dans l’eau.
6.1.8.1 Peser un flacon ambré de 40 mL avec le bouchon.
6.1.8.2 Ajouter de l’eau désionisée à un flacon de 40 mL jusqu’à 2 mm du
rebord et boucher le flacon.
6.1.8.3 Peser le flacon pour déterminer la quantité exacte d’eau ajoutée en
faisant appel à la densité de l’eau.
6.1.8.4 Ajouter 40 μL des solutions de travail étalons de benzène 1 à 7 dans le
méthanol à l’eau à travers le septum pour produire les solutions de
travail étalons de benzène 1 à 7 dans l’eau avec le d 6-benzène à 4,8
μg/L et avec le benzène à 0,107, 0,429, 2,197, 5,454, 11,007, 21,716, et
43,481 μg/L pour les étalons de 1 à 7 respectivement.
6.1.8.5 Refroidir le flacon au réfrigérateur, puis remplacer le septum.
6.2
Préparation de l’échantillon
6.2.1
Chauffer le sulfate de sodium dans un bécher au four à 200 °C pendant au moins
24 heures.
6.2.2
Refroidir les échantillons devant être analysés au réfrigérateur (0 à 4 ˚C) pour la
nuit.
6.2.3
Peser 0,4 g de sulfate de sodium (préchauffé à 200 °C pendant au moins 24
heures) dans un flacon d’auto-échantillonneur de 2 mL.
6.2.4
Chauffer les flacons contenant 0,4 g de Na2SO4 à 200 °C pendant 2 heures pour
éliminer toute adsorption de benzène de l’air du laboratoire au cours du
processus de pesée.
6.2.5
Retirer les flacons du four et les boucher aussitôt qu’ils peuvent être manipulés
confortablement.
6.2.6
Étiqueter les flacons et les laisser refroidir au réfrigérateur (0 to 4 °C).
6.2.7
Placer les flacons sur un plateau métallique et les échantillons dans de la glace
concassée.
6.2.8
Ajouter 1 mL de l’échantillon par la pipette dans le flacon de 2 mL refroidi (0 to
4 °C) de l’auto-échantillonneur contenant 0,4 g de Na2SO4.
6.2.9
Doper avec 5 µL de solution méthanolique de d 6-benzène directement dans
l’échantillon et boucher le flacon avec un septum de silicone avec enduit de
téflon.
6.2.10 Ces étapes d’échantillonnage et de dopage décrites en 6.2.8 et en 6.2.9
devraient être accomplies en 10 à 15 secondes.
6.2.11 Mélanger le flacon contenant l'échantillon pendant 1 à 2 minutes au vortex pour
accélérer la dissolution du Na2SO4 dans l’échantillon jusqu’à saturation.
6.2.12 Peser le flacon pour déterminer la quantité exacte de l’échantillon dans le flacon.
Consigner.
6.2.13 Les échantillons doivent être équilibrés à la température ambiante pendant trois
heures avant l’analyse.
6.3
Réglage des instruments
6.3.1
Débit de l’hélium à titre de gaz vecteur : 1,5 mL/min.
6.3.2
Température de l’injecteur : 150 °C.
6.3.3
Volume d’injection de l’échantillon : 100 μL, à travers 1,5 mm i.d. liner sans
diviseur de flux.
6.3.4
Colonne de chromatographie gazeuse : Colonne capillaire DB-624 (30 m x 0,25
mm x 1,4 µm).
6.3.5
Profil de température du four : - 5 °C pendant 1 min, élevée à 110 °C à
10 °C/min, puis élevée à 250 °C à 40 °C/min, et maintenue pendant 5 min.
6.3.6
Les vapeurs contenues dans l’espace de tête ont été prélevées à la température
ambiante (22 - 24 ˚C).
6.3.7
L’air ambiant a été aspiré, puis expiré de la seringue à répétition avant et après
une injection.
6.3.8
Le discriminateur de masse a été utilisé en mode de détection d'ions
sélectionnés (mode SIM).
6.3.9
Trois ions sélectionnés pour le benzène : 78 (ion de quantification), 77 et 51.
6.3.10 Trois ions ont été sélectionnés pour le d 6-benzène : 84 (ion de quantification),
82 et 52.
6.3.11 Le temps d'arrêt était de 50 ms pour chaque ion.
6.3.12 Température de l’interface du chromatographe en phase gazeuse/discriminateur
de masse : 280 °C.
6.3.13 Température de la source du discriminateur de masse : 230 °C.
6.4
Calculs
6.4.1
La concentration de benzène dans les échantillons a été calculée en utilisant la
méthode de dilution de l’isotope avec le d 6-benzène comme étalon interne.
7.0
Consignation
8.0
Assurance et contrôle de la qualité
8.1
Pour chaque séquence d’analyse, sept solutions étalons dans l’eau devraient être
analysées au départ. Un échantillon d’air est analysé après le dernier étalon pour
détecter tout effet résiduel. Un échantillon de contrôle (de l’eau désionisée avec 0,4 g de
sulfate de sodium) et une solution étalon dans l’eau (l’une des 7 solutions étalons dans
l’eau) sont analysées après chaque groupe de 15 échantillons.
8.2
Linéarité : Les valeurs de R2 de la courbe d’étalonnage avec aires des pics de benzène
normalisées au d 6-benzène en fonction de la concentration de benzène (0,1 à 40 μg/L)
devraient être meilleures que 0,999.
8.3
Répétabilité : Tous les échantillons devraient analysés en trois exemplaires et devraient
être réanalysés si les écarts-types des résultats sont supérieurs à 10 %.
8.4
Limite de la méthode de détection : La limite de détection de la méthode a été évaluée en
faisant appel à la démarche de l’EPA (Environmental Protection Agency) des Etats-Unis.
LDM = t(n-1, 1-α=0.99) x ET
Où (n-1, 1-α=0.99) est le coefficient de Student pour un intervalle de confiance de 99 %, et il
est établi à 2,998 lorsque 8 mesures sont utilisées. ET constitue l’écart type de n
mesures.
Huit échantillons à blanc d’eau désionisée contenant 0,4 g de sulfate de sodium ont été
analysés pour repérer la présence de benzène et le taux moyen de benzène a été établi
à 0,1 0.016 μg/L./L avec un l’écart-type de 0,0054. Par conséquent, la LDM est estimée à
0.016 μg/L.
8.5
Récupération : Les pertes possibles de benzène pendant la préparation des échantillons
a été évaluée en analysant les échantillons d’eau désionisée dopés avec du benzène à
trois degrés, soit à 1, 5 et 10 μg/L et les récupérations ont été de 97,7±2,8 %, de
103,1±2,7 % et de 100,4±2,9 %, respectivement.
9.0
Documents connexes
9.1
Références
X.-L. Cao; V. Casey; S. Seaman; B. Tague; A. Becalski (2007) Determination of benzene
in soft drinks and other beverages by isotope dilution headspace gas
chromatography/mass spectrometry. Journal of AOAC International, Vol. 90, No. 2, 479484.
X.-L. Cao; V. Casey (2007) An improved method for determination of benzene in soft
drinks at sub-ppb levels. Food Additives and Contaminants, sous presse.
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