Défis extrêmes pour la pureté et la propreté d'un laboratoire d'ultra-trace analytique

(Droits d'auteur : Université de Leoben)

La spectrométrie de masse avec un plasma à couplage inductif (ICP-MS : spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif) est désormais si sensible que la détection des ultra-traces peut atteindre un niveau inférieur à un ppt (parties par trillion ; parts par billion ; ng/kg ou pg/g). Cependant, pour exploiter pleinement le potentiel de cette méthode, le laboratoire d'analyses doit être conçu en conséquence, car un seul particule provenant de l'air ambiant pourrait déjà contaminer l'échantillon d'analyse au point de rendre le résultat inutilisable. La facilité avec laquelle les particules peuvent être évitées sera illustrée par un exemple du département de « Chimie générale et analytique » (AAC) de l'Université des Montagnes à Leoben (MUL), en Autriche. (1) La MUL se concentre sur des systèmes circulaires et la recherche de matériaux dans le cadre de « Circular Engineering » et est connue comme l'« université des matières premières » en Autriche.

Après la nomination du Prof. Prohaska à la chaire d'AAC à Leoben, une rénovation complète du bâtiment de chimie de la MUL a été nécessaire, notamment pour créer des conditions de salle blanche afin de pouvoir faire fonctionner plusieurs appareils ICP-MS. Les conditions de salle blanche souhaitées ont été réalisées notamment avec 8 boîtes à flux laminaire de la société Spetec GmbH, permettant d'atteindre localement une classe de salle blanche (ISO 5). L'appareil le plus précis est un ICP-MS à haute résolution doté d'un détecteur multicollecteur, permettant de déterminer avec une extrême précision la concentration d'un élément dans la gamme du ppt et sa composition isotopique. Au département AAC, des artefacts archéologiques vieux de 7000 ans, issus d'une fouille d'une settlement dans le Niederösterreich (Asparn), sont actuellement analysés par la mesure des isotopes de strontium (87Sr/86Sr) dans des dents et des os, puis comparés à leur environnement. Étant donné que ces découvertes osseuses indiquent des conflits armés, la question est de savoir d'où venaient les intrus et quelles relations commerciales existaient déjà à l'époque. Pour cela, il faut mesurer des différences dans le rapport isotopique dans des échantillons très petits (plus petites que des trous de forage dans des dents), dans la gamme du ppm. Toute contamination doit donc être évitée pour ne pas effacer des traces datant de plusieurs millénaires.

La société Spetec GmbH possède une expérience de plusieurs décennies dans la spectroscopie atomique ainsi que dans le développement et l'application d'installations de salles blanches et de purification de l'air pour la chimie analytique, ce qui lui a permis d'obtenir rapidement et à moindre coût la pureté requise dans les laboratoires.

(1) https://aach.unileoben.ac.at