Séparation des aromates par LC-LC-GC-FID
Les hydrocarbures aromatiques (fraction MOAH) font partie des contaminations par hydrocarbures les plus préoccupantes en raison de leur toxicité potentielle pour l'homme. Comme l'a confirmé l'EFSA dans son étude actualisée en 2023 [1], les classes de substances comportant trois cycles aromatiques ou plus (MOAH à 3 - 7 cycles) sont particulièrement pertinentes, car elles peuvent potentiellement avoir des effets nocifs sur l'ADN et être cancérigènes. La chromatographie en phase gazeuse bidimensionnelle (GCxGC) s'est établie comme méthode de référence pour la caractérisation des MOAH en termes de nombre de cycles aromatiques. En revanche, l'analyse de routine classique HPLC-GC-FID ne permet pas de différencier les MOAH en fonction du nombre de noyaux.
En nous basant sur des travaux préliminaires de la littérature [2], nous avons développé une méthode d'analyse alternative pour la caractérisation étendue des hydrocarbures aromatiques en ce qui concerne leur nombre de noyaux et nous avons publié la méthode dans une revue spécialisée [3]. Pour ce faire, la HPLC-GC-FID classique en ligne est complétée par une autre colonne de séparation spécifique aux aromatiques, ce qui permet de réaliser un sous-fractionnement des MOAH en fraction mono- et di-aromatique (MDAF) et en fraction tri- et poly-aromatique (TPAF). Sur la base de la LC-LC-GC-FID couplée en ligne, il est donc également possible de différencier les résultats positifs de MOAH, ce qui est important du point de vue toxicologique.
En particulier dans le cadre de la caractérisation des produits pétrochimiques et des encres d'imprimerie, l'approche MDAF/TPAF peut fournir des informations supplémentaires précieuses, car la possibilité de résultats faussement positifs pour le MOAH à 3-7 cycles dans les produits spécialement raffinés est considérablement réduite par rapport à l'analyse GCxGC établie [3].
Sous-fractionnement des MOAH par LC-LC-GC-FID
Nous avons développé une méthode d'extension automatisée de l'analyse classique des MOSH/MOAH par HPLC-GC-FID [3]. Après la séparation établie sur gel de silice des hydrocarbures en fraction MOSH et MOAH, cette dernière est amenée sur une deuxième colonne de séparation spécifique aux aromatiques et est ainsi séparée en fraction mono- et di-aromatique (MDAF) et en fraction tri- et poly-aromatique (TPAF). Le principe de séparation spécifique du sous-fractionnement est basé sur le concept de la chromatographie complexe donneur-accepteur (DACC).
Caractérisation des produits pétrochimiques, des encres d'imprimerie & des aliments contaminés
L'analyse LC-LC-GC-FID avancée permet de différencier de manière fiable les hydrocarbures aromatiques en fonction de leur potentiel toxicologique selon les directives de l'EFSA en 1-2 MDAF (Ring-MOAH) ainsi qu'en 3-7 TPAF (Ring-MOAH) [1]. Nos exemples montrent une huile de batching, telle qu'elle est utilisée pour l'assouplissement des sacs en jute, avec un rapport MDAF-TPAF d'environ 4:1, ainsi qu'un échantillon de riz contaminé avec un rapport MDAF-TPAF d'environ 7:1.
Dans le cadre de l'évaluation de la conformité des encres d'impression et des FCM imprimés, l'analyse TPAF permet de s'assurer que les produits sont conformes aux exigences de l'arrêté français du 13 avril 2022 relatif à la limitation de l'utilisation des huiles minérales dans les encres d'impression [4]. Selon cet arrêté, les encres d'imprimerie et les produits imprimés destinés au public ne doivent pas contenir de MOAH à cycle 3-7 supérieur à 1 mg/kg.
Vérification par GCxGC-MS/FID
Bien entendu, nous avons comparé la méthode étendue LC-LC-GC-FID avec l'analytique GCxGC-MS/FID établie dans le cadre de la validation de la méthode. Pour la plupart des échantillons, des résultats très concordants ont été obtenus en ce qui concerne la détermination des MOAH à 1-2 cycles et à 3-7 cycles. Les avantages de la méthode LC-LC-GC-FID ont en outre été démontrés pour les échantillons contenant des hydrocarbures aromatiques partiellement hydrogénés, qui peuvent éventuellement présenter des teneurs en aromatiques supérieurs surestimées par la détermination GCxGC [3]. L'analyse LC-LC-GC-FID peut donc également être utilisée comme complément précieux pour confirmer les résultats positifs de la GCxGC.
Littérature
[1] EFSA Panel on Contaminants in the Food Chain (CONTAM) (2023)
Update of the risk assessment of mineral oil hydrocarbons in food. EFSA Journal 2023;21(9):8215.
[3] M. Lommatzsch, M. Eckardt, J. Holzapfel, S. Säger, T. Simat (2024)
Advanced separation of mineral oil aromatic hydrocarbons by number of aromatic rings using donor-acceptor-complex chromatography to extend on-line coupled liquid chromatography-gas chromatography. Journal of Chromatography A. 1715: 464600.
[2] M. Koch, E. Becker, M. Päch, S. Kühn, E. Kirchhoff (2020)
Separation of the mineral oil aromatic hydrocarbons of three and
more aromatic rings from those of one or two aromatic rings. Journal of Separation Science. 43(6):1089-1099.
DOI: 10.1002/jssc.201900833
[4] Erlass des Französischen Umweltministeriums zur Beschränkung von MOH in Druckfarben (2022)
Arrêté du 13 avril 2022 précisant les substances contenues dans les huiles minérales dont l’utilisation est interdite sur les emballages et pour les impressions à destination du public. JOURNAL OFFICIEL DE LA RÉPUBLIQUE FRANÇAISE.