Analyses et imagerie

La course à la performance

Avec l’imagerie, intimement liée aux développements de nouvelles techniques analytiques, les analyses constituent un domaine en plein essor, particulièrement dans le secteur de la santé. Tous les laboratoires, qu’ils soient publics ou privés, académiques ou industriels, sont maintenant équipés d’appareils analytiques de base. De plus, les performances des techniques d’analyse sont constamment améliorées en termes de spécificité, de sensibilité et de rapidité : la chimie analytique s’est engagée dans une véritable course à la performance.

Pour autant, des difficultés spécifiques se présentent pour le traitement des analyses complexes et sont de deux ordres : relatives à la matrice (présence de plusieurs centaines de molécules dans un mélange, rendant le tri, et par conséquent l’identification, difficiles) et relatives aux concentrations (présence de la molécule à l’état de traces ou d’ultra-traces, nécessitant des précautions particulières dans l’interprétation des données).

Des avancées considérables ont été réalisées ces vingt dernières années dans les techniques de détection, pouvant être couplées aux techniques de tri et/ou de séparation (ex. couplage de la chromatographie avec la spectrométrie de masse), et permettant le cas échéant d’obtenir les structures des composés analysés (ex. spectrométrie de résonance magnétique nucléaire). La détection de traces de l’ordre du milliardième de gramme par millilitre est ainsi réalisable : pour donner un ordre d’idées, cette concentration correspondrait à celle obtenue par la dissolution d’un morceau de sucre dans une piscine olympique !

Les enjeux sociaux économiques

Du point de vue règlementaire, les enjeux sociaux économiques deviennent prépondérants et entraînent la mise en place de normes et de directives basées sur les résultats analytiques. Plusieurs secteurs sont ainsi impactés : agroalimentaire, biochimie, environnement, chimie des procédés et matériaux…

Dans le domaine agroalimentaire, la double contrainte générée par le respect des règlements et l’attention portée aux risques pour la santé du consommateur est à l’origine de nouveaux besoins, aussi bien dans les contrôles qualité des produits, que dans la caractérisation des nouvelles substances. De son côté, la biochimie demande des méthodes rapides et efficaces applicables sur des matrices biologiques (tissus, sang, urines, cheveux…) et permettant de caractériser les produits élaborés, natifs ou issus du métabolisme, à des sensibilités de détection très grandes, de l’ordre d’une partie par milliard (exprimée en ppb, part per billion).

Dans l’environnement, l’évolution du risque des substances chimiques, organiques ou inorganiques, vis-à-vis des écosystèmes (eaux, sols, air) a fait l’objet de directives européennes en référence aux contaminants prioritaires et aux substances émergentes. Le respect des règlements et du principe de non-toxicité impose désormais la détection de traces et d’ultra-traces dans des mélanges complexes.

Un champ immense s’ouvre ainsi à aux études de toxicité pour des milliers de molécules, seules ou en cocktail, couplées à l’appréciation de leur biodisponibilité et de l’effet des doses absorbées. L’objectif est ici d’identifier les résidus présents dans les végétaux, les animaux et l’environnement en général, et de modéliser leur devenir dans les différents milieux.

Analyse et chimie verte

À tous les niveaux des procédés de fabrication, la chimie analytique intervient aujourd’hui dans le développement d’une « chimie verte », qui intervient dans les différentes étapes d’élaboration et de mise en œuvre des procédés : en amont, dans leur conception et le contrôle des matières premières, pendant leur exécution, à travers différents contrôles et analyses, et en aval, afin d’éviter les rejets dans l’environnement.

Moins connues, mais en plein essor, les nouvelles techniques d’imageries sont largement utilisées dans le domaine de la santé et offrent de nombreuses applications innovantes dans la caractérisation des matériaux, ainsi que dans la compréhension de leur altération ou de leur vieillissement.