Validation d'une méthode d'analyse

L'erreur sur une mesure est composée d'une erreur aléatoire et d'une erreur systématique.
Valeur vraie : c'est la valeur de la grandeur mesurée si elle pouvait être parfaitement mesurée (aucune erreur)
Erreur aléatoire : erreur se produisant de façon aléatoire et de façon imprévisible
Erreur systématique : erreur qui au cours de chaque mesure reste constante ou prévisible
Répétabilité : une mesure a une bonne répétabilité si les valeurs obtenues en suivant une même procédure sans en modifier les conditions expérimentales (même méthode de mesure, même instrument de mesure, même opérateur, même lieu, etc…) subissent de faibles variations
Reproductibilité : une mesure est reproductible si les valeurs obtenues en faisant varier les conditions de mesure (méthode, instrument, opérateur, etc…) subissent de faibles variations
Justesse : c'est l'écart entre le résultat d'une mesure et la valeur vraie de la grandeur mesurée
Robustesse : une méthode est robuste si des changements mineurs dans la procédure n'ont pas d'influence sur les résultats d'une mesure
Limite de détection : c'est la plus petite concentration de l'analyte pouvant être détectée mais non quantifiée
Limite de quantification : c'est la plus petite concentration de l'analyte pouvant avec une incertitude acceptable

Les méthodes d'analyse

Méthode calculable: le calcul permet de connaître à l'avance le résultat de l'analyse à partir des quantités initiales, des pesées, des volumes, etc…
Méthode relative : on compare l'échantillon à une série d'étalon de concentration connues. (courbe d'étalonnage externe - Voir la méthode des moindres carrés). Attention aux effets de matrice qui doivent être de la même nature en échantillon et étalon. L'échantillon doit donc être prétraité.
Méthode comparative : on compare l'échantillon à une série d'étalon de référence certifié de matrice ayant une composition similaire à l'échantillon. Ce dernier ne subit pas de prétraitement.

La justesse, la répétabilité, la reproductibilité et la sensibilité sont les facteurs les plus importants dans la qualité d'une méthode.
La sensibilité : si la méthode est sensible, une faible variation de concentration entraîne une forte variation du signal et vice-versa.
Dans la validation d'une méthode d'analyse Le but est de démontrer que les résultats obtenus par cette méthode sont reproductibles.

  • validation des appareils
  • validation de la méthode chaque étape de la procédure analytique (minéralisation, extraction,, purification, séparation) entraîne des erreurs. L'analyste doit donc identifier et minimiser les sources d'erreurs. Pour cela, il faut commencer par des système simple avant de passer aux échantillons réels (validation pas à pas)

On va chercher à déterminer la justesse, la spécificité, la linéarité, la répétabilité, la sensibilité, la limite de détection et la limite de quantification

Exemple en chromatographie gaz

Pour chaque étape , on revient à la précédente si les résultats ne sont pas concluants

  1. A partir de solution étalon: choix du solvant, des conditions de mesures, de l'étalon interne, détermination de la limite de détection, de la linéarité du détecteur; etc..
  2. Même opération mais en présence d'interférents
  3. Etude sur un échantillon neutre mais dopé avec la substance à analyse
  4. optimisation de la purification sur un échantillon réel
  5. Extraction sur un échantillon réel dopé

L'extraction : il est préférable de chercher à faire une extraction totale suivie d'une purification plutôt que de faire une extraction spécifique.
Il est quasiment impossible de savoir si une extraction est efficace à 100% mais 2 manières de procéder sont généralement utilisées. La plus courante consiste à réaliser des extractions successives avec des solvants renouvelés suivi d'une analyse de chaque extrait. L'autre méthode consiste à ajouter des quantités croissantes d'étalon et de vérifier que la quantité totale a été extraite. Dans ce cas, il faut laisser en contact les ajouts suffisamment longtemps avec l'échantillon.

Diagramme de contrôle
Un fois la méthode d'analyse validée, il est intéressant d'en suivre ses performances par un diagramme de contrôle.
L'analyste détermine la valeur moyenne et l'écart type (reproductibilité de la méthode) en effectuant plusieurs mesures.

Diagramme de Shewart:
La première étape consiste à déterminer la moyenne "m" et l'écart type "s" à partir d'au moins 10 mesures réalisées sur plusieurs jours.
On trace ensuite la concentration mesurée pour chaque mesure et on contrôle les valeurs de 2s (limite d'alarme) et 3s (limite d'action) correspondant respectivement à un risque de 1% et 5% que les résultats n'appartiennent pas à la population des autres résultats.

Diagramme de Shewart