Développer une plateforme de caractérisation de la pureté d’étalons primaires qui seront utilisés pour étalonner les méthodes de référence pour différents biomarqueurs. Ces méthodes de références sont utilisées pour produire des matériaux de référence certifiés permettant d’évaluer et d’améliorer la comparabilité des dosages réalisés par les laboratoires de biologie médicale.

La réforme de la biologie médicale de 2013 implique l’utilisation de procédures validées et dont les résultats doivent être raccordés à un étalon national ou international par le biais d’une chaîne ininterrompue de traçabilité métrologique. Contrairement aux autres domaines de la mesure, les résultats des examens de biologie médicale ne sont pas toujours traçables à des références reconnues internationalement (e.g. matériaux de référence certifiés ou méthodes de référence).

Les méthodes de référence permettent de déterminer les valeurs cibles associées aux échantillons de contrôle de qualité envoyés chaque année à l’intégralité des laboratoires de biologie médicale de routine pour évaluer leur performance. En l’absence de valeurs de référence, la valeur cible est une valeur consensuelle correspondant à la moyenne des résultats obtenus par l’ensemble des participants. Ceci conduit donc potentiellement à des erreurs d’interprétation, en particulier dans le cas où la majorité des laboratoires fournirait un résultat éloigné de la valeur vraie. Pour cette raison, le décret du 26 janvier 2016 stipule que les valeurs cibles associées aux échantillons de contrôle utilisés lors des Evaluations Externes de la Qualité (EEQ) doivent être ponctuellement déterminées avec une méthode de référence, lorsqu’elle existe. En lien avec les autorités de santé publique (DGS, ANSM, HAS), les leaders d’opinion et les cliniciens experts des domaines concernés, le LNE a initié depuis 2006 des travaux visant à évaluer et améliorer la fiabilité et la comparabilité des résultats d’analyses de biologie médicale.

Compte tenu du nombre considérable de paramètres mesurés en routine en biologie clinique, il est indispensable de prioriser les biomarqueurs pour lesquels une méthode de référence doit être développée. Les chiffres fournis par la sécurité sociale permettent d’identifier les analyses les plus fréquentes, les plus coûteuses et celles qui sont de plus en plus fréquentes. Afin d’optimiser la pertinence des projets initiés, un accent sera mis sur les biomarqueurs associés aux principales pathologies humaines. La valeur ajoutée d’un apport métrologique (par exemple dans le cas d’un biomarqueur où il existe une importante dispersion inter techniques), les collaborations avec des équipes hospitalo-universitaires et le lien avec les sociétés savantes permettent également de sélectionner et prioriser les biomarqueurs les plus pertinents pour maximiser la diffusion et l’impact des travaux.

La dissémination de la traçabilité apportée par les méthodes de référence d’ordre supérieur est principalement réalisée à travers les Matériaux de Référence Certifiés (MRC). Ce raccordement métrologique, bien que nécessaire, est insuffisant. En effet, pour ne pas rompre la chaine de traçabilité métrologique, il faut impérativement que les matériaux d’étalonnage soient commutables à des échantillons natifs (c'est-à-dire se comportent comme des échantillons de patients) afin de s’assurer qu’ils ne génèrent pas d’effets de matrice à l’origine de biais. De manière similaire, les échantillons de contrôle qualité ayant pour vocation d’évaluer la justesse des méthodes de routine doivent également présenter un niveau de commutabilité suffisant. En effet, la différence observée entre les résultats d’une méthode de référence et d’une méthode de routine pour un échantillon donné correspond à la somme du biais dû à la méthode et du biais engendré par les effets de matrice dus à l’échantillon. Pour évaluer rigoureusement la justesse des méthodes de routine, il faut donc s’assurer que les échantillons de contrôle soient commutables. Pour cette raison, la commutabilité des MRC produits dans ce projet est systématiquement évaluée.

Le projet permet la poursuite du développement d'une plateforme de caractérisation de la pureté d’étalons primaires pour différents biomarqueurs, et pour certains d’entre eux, des méthodes de référence pour leur quantification et pour caractériser des MRC avec les méthodes ainsi développées. Des intercomparaisons nationales ou internationales sont régulièrement organisées pour valider les méthodes de référence développées.

Le développement de méthodes de référence et la production de MRC ne prennent de sens que si celles-ci sont implémentées directement en pratique clinique courante et/ou réellement utilisées pour étalonner les méthodes de routine et/ou évaluer leurs performances, ce qui est également l’objectif de ce projet.

• Fournir aux patients des outils diagnostics plus performants et notamment des nouveaux marqueurs plus pertinents qui permettront d’identifier la pathologie concernée et le traitement le mieux adapté.
• Améliorer la comparabilité des résultats de routine par un raccordement à des références reconnues internationalement.
• Disposer d’outils plus performants pour effectuer le contrôle de qualité des méthodes.
• Identifier la/les méthode(s) de routine ne présentant pas la justesse nécessaire pour permettre un diagnostic et/ou un suivi thérapeutique adéquat.

Abbott, Siemens, Beckman, ADx Neurosciences, AJ Roboscreen, Biomerieux, CDC, CEA Saclay, Children's Hospital Oakland Research Institute, CHU Montpellier, Diasys, Diazyme, ESPCI, EuroImmun, Fujirebio, Groupe de travail IFCC ApoMS, Groupe de travail IFCC CSF Proteins, Groupe de travail IFCC PCT, Hopital de la Pitié Salpetrière, HSA Singapour, IBL, Institut Curie, Leiden University and Medical Center, LipoScience / LabCorp, MSD, NIH, Promise, Quanterix, Quest Diagnostics, Roche, Sun Diagnostics, Thermo Fisher Scientific, Univ Washington, Univ. Uppsala, Univ. Götborg, Univ. of British Columbia, Univ. Pennsylvania, VAP Diagnostics Lab

Développer des méthodes de mesure de substances d’intérêt émergent, harmonisées permettant de fournir des données fiables et traçables répondant aux exigences de la DCE.

L'eau est une ressource cruciale, et pour répondre à la demande en matière de qualité de l'eau, un ensemble ambitieux de directives européennes a été mis en place sous l'égide de la directive-cadre sur l'eau (2000/60/CE) et ses directives filles.

La décision (UE) 2015/495 spécifie une «liste de surveillance» des substances qui doivent être surveillées dans toute l'Europe. Trois hormones,ont été sélectionnées pour être incluses dans cette première liste : le 17-β-oestradiol (E2), le 17-α-éthinyloestradiol (EE2) et l’œstrone (E1). Le but est de disposer de mesures de qualité pour réaliser une analyse des risques liés à leur présence dans les systèmes aquatiques et in fine d’évaluer leur pertinence à devenir des substances prioritaires.

La surveillance des molécules figurant sur la liste devrait générer des données de haute qualité sur l’occurrence de ces substances. Cependant, la Commission Européenne a constaté l'absence de méthodes harmonisées de surveillance répondant aux exigences notamment en terme de limite de quantification. Les limites de détection maximales spécifiées dans la DCE sont de 0,035 ng/L pour EE2 et de 0,4 ng/L pour E1 et E2 ; ce qui est un très grand challenge. De plus, il n’existait aucune méthode permettant de garantir l’intégrité des échantillons entre l’échantillonnage et l’analyse, ni aucun outil pertinent de contrôle de la qualité permettant d’en garantir la fiabilité.

L’objectif général de ce projet était de développer des méthodes de mesure traçables pour les substances chimiques perturbant le système endocrinien, en mettant l’accent sur trois œstrogènes de la première liste de vigilance de la directive 2013/39 / CE : le 17-beta-estradiol (17βE2), le 17 alpha éthinylestradiol (17EE2) et l’estrone (E1) et ainsi  améliorer la comparabilité et la compatibilité des résultats de mesure en Europe. Deux autres œstrogènes 17-alpha-estradiol (17aE2) et estriol (E3) ont été inclus pour démontrer la fiabilité des méthodes développées. Les méthodes développées doivent répondre aux exigences de la directive 2009/90/CE et de la décision de mise en œuvre de la Commission (UE) 2018/840.

Des méthodes de référence basées sur la spectrométrie de masse ont été entièrement validées pour la détection des œstrogènes. La capacité des méthodes développées à traiter les différentes fractions de la matrice (eau totale et concentrations dissoutes d'œstrogènes) a été validée.

Les résultats de ce projet, en particulier les méthodes de référence validées basées sur la spectrométrie de masse (MS), ont été diffusés au CEN/TC 230 et à l'ISO/TC 147 pour être intégrés dans les normes documentaires qu'ils élaborent. Les laboratoires d'analyse accrédités seront ainsi en mesure de mettre en œuvre la norme et de fournir des données précises et fiables.

Le projet doit ainsi permettre aux autorités publiques de fournir des données avec un niveau de confiance élevé, de garantir une mise en œuvre efficace et comparable de la DCE entre les États membres et d'informer les citoyens européens qui ont clairement démontré leur inquiétude face aux perturbateurs endocriniens.

UME (Turquie), MIKES-SYKE (Finlande), BAM (Allemagne), Kemijski Institut (Slovénie), Centre National de la Recherche Scientifique (France), Institut Jožef Stefan (Slovénie), Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (Italie), Université de Bordeaux (France)

http://projects.lne.eu/jrp-edc-wfd/

Développer de nouvelles méthodes de référence et des matériaux de référence certifiés pour l’énumération des différentes sous-classes de lipoprotéines

Les maladies cardio-vasculaires (MCV) représentent la principale cause de mortalité en France comme dans les pays industrialisés. Elles sont essentiellement dues à l’athérosclérose, une pathologie évolutive qui conduit à la formation de plaques qui obstruent les artères. L’athérosclérose est multifactorielle, mais il est bien établi qu’elle est principalement induite par un excès de cholestérol, en particulier le LDL- cholestérol (aussi appelé « mauvais cholestérol).

La quasi-totalité des méthodes et matériaux de référence permettant d’assurer la traçabilité métrologique et la fiabilité des examens relatifs aux anomalies lipidiques portent sur la mesure du cholestérol total et très peu concernent le LDL-cholestérol (une sous-classe de lipoprotéines). Ces méthodes sont pour la plupart basées sur un couplage chromatographie en phase gazeuse/spectrométrie de masse (GC/MS) avec mise en œuvre de la Dilution Isotopique pour assurer la traçabilité métrologique à la mole. Pourtant, les recommandations de bonnes pratiques relatives à la « Prise en charge thérapeutique du patient dyslipidémique » publiées en mars 2005 par l’AFSSAPS indiquent que « le LDL-C est un meilleur indicateur du risque coronaire que le cholestérol total ». Il n’existe néanmoins à l’heure actuelle qu’une méthode de référence pour le dosage du LDL-C, la Beta-Quantification, validée il y a plus de 10 ans par le « Center for Disease Control » (CDC, Atlanta, USA). Cette méthode peut être considérée comme obsolète en raison de son manque de spécificité et de son caractère indirect, la concentration en LDL-C étant obtenue à partir de celle du cholestérol total et de celle d’une autre sous-classe de lipoprotéines, les HDL (High Density Lipoprotein).

Il s’avère donc nécessaire de développer de nouvelles méthodes primaires de référence pour quantifier les LDL (Low Density Lipoprotein), qui constituent les principaux transporteurs du cholestérol dans le sang. Les LDL sont des assemblages supramoléculaires de forme sphérique dont la taille varie entre 7 nm et 50 nm, qui peuvent être considérés comme des nanoparticules biologiques. Plusieurs études cliniques ont montré que la dangerosité de ces particules dépend de leur taille, les plus petites étant associées à un risque plus élevé de développer des maladies cardiovasculaires.

Image

L’objectif de ce projet a été de développer de nouvelles méthodes de référence et des matériaux de référence certifiés (MRC) pour l’énumération des différentes sous-classes de lipoprotéines. Ces travaux s’inscrivent dans le cadre du projet Européen SIB54 financé dans le cadre de l’EMRP et centré sur l’énumération d’entités biologiques de taille et de natures différentes :

• comptage d’acides nucléiques par PCR (polymerase chain reaction) digitale ;
• énumération de cellules par cytométrie en flux ;
• énumération de particules athérogènes (travaux coordonnés par le LNE).

La principale activité du LNE a consisté à développer une méthode de comptage des lipoprotéines par SMPS (Scanning Mobility Particle Sizer), une méthode habituellement utilisée pour l’analyse de nanoparticules dans le domaine de la surveillance de la qualité de l’air. Une des étapes clés pour le développement d’une telle méthode réside dans la purification des échantillons biologiques.

Le projet a permis de démontrer que le nombre de particules LDL (LDL-P) et le nombre de particules non HDL (non-HDL-P) sont de meilleurs prédicateurs du risque de développer une maladie cardiovasculaire que le LDL-C et une cible complémentaire précieuse pour la thérapie.

En outre, il a été démontré que, pour les lipoprotéines plus petites, le risque de MCV est plus élevé : en plus de la concentration en lipoprotéines, il est donc utile de mesurer la taille des lipoprotéines pour obtenir les données les plus complètes sur le risque de MCV.

Pour répondre au besoin de chaînes de traçabilité dans le domaine des tests avancés de lipoprotéines, des normes appropriées et des méthodes de référence capables de décrire avec précision le profil des lipoprotéines et de fournir de nouvelles informations sur l'évaluation des risques de MCV sont nécessaires. À cette fin, le LNE a mis au point avec succès une plateforme d'analyse de lipoprotéines par ES-DMA (Electrospray-differential mobility analysis) dans le but d'évaluer le potentiel de cette technique à être reconnue comme méthode de référence principale pour le dénombrement absolu des lipoprotéines.

L’organisation d’une inter-comparaison sur les différentes techniques de dénombrement des lipoprotéines a permis de bâtir un réseau de laboratoires experts en analyse de lipoprotéines qui ont émis le souhait que le LNE continue à coordonner les activités relatives à la standardisation des mesures de lipoprotéines à l’échelle mondiale.

Par ailleurs, la méthode de dénombrement de lipoprotéines par SMPS développée au LNE a été validée mi-2016. Néanmoins, la caractérisation de cette méthode développée a montré que celle-ci souffre d’un certain nombre de limitations compromettant sa reconnaissance comme méthode de référence primaire. Malgré cela, cette méthode apporte des informations supplémentaires par rapport aux autres méthodes existantes et pourrait être utilisée avec succès dans un contexte clinique (analyse de cohortes) plutôt que métrologique (établissement de chaines de traçabilité).

Le projet a ensuite consisté à évaluer la comparabilité des dosages par ES-DMA et par d’autres techniques d’analyses avancées de lipoprotéines permettant de déterminer la concentration en nombre de lipoprotéines (RMN, LC/MS/MS, immuno-néphélométrie, etc…). Certaines méthodes ont été appliquées avec succès à l’analyse de cohortes de patients dans le cadre d’essais cliniques (notamment la RMN et l’ES-DMA) mais les résultats obtenus sont parfois discordants. Cette situation est non seulement due au fait que ces différentes méthodes reposent sur des principes physiques différents et ciblent des mesurandes différents.

Aussi, il est apparu nécessaire de comparer les résultats de ces différentes méthodes. Avec le soutien des leaders d’opinion du domaine, les partenaires industriels (Quest Diagnostics, Quantimetrix, Atherotech, LabCorp, LipoScience, Pacific Biometrics) et certains laboratoires académiques (NIH, CDC, Univ Washington, Univ Leiden, CHORI), l’organisation d’une intercomparaison internationale a permis de bâtir un réseau de laboratoires experts en analyse de lipoprotéines. Les résultats ont confirmé que la comparabilité des différentes méthodes de dosage du non-HDL-P était perfectible (CV inter-techniques d’environ 12%).

Ces travaux ont donné lieu à la création d’un nouveau groupe de travail de l’IFCC sur la standardisation des apolipoproteines. Enfin, une collaboration avec l’hôpital de la Pitié Salpetrière et l’Institut Hospitalo-Universitaire cardiométabolique ICAN a eu lieu, pour déterminer si les techniques d’analyse avancée de lipoprotéines permettent de personnaliser le traitement en fonction du profil lipoprotéique des patients et ce d’une manière plus fine que les biomarqueurs conventionnels. Les résultats ont montré que l’analyse avancée de lipoprotéines permet de mieux stratifier les patients.

- Proposition d’une nouvelle méthode primaire permettant d’évaluer plus finement le risque de développer des maladies cardio-vasculaires

- Fiabilisation du diagnostic

Comparability of lipoprotein particle number concentrations across ES-DMA, NMR, LC-MS/MS, immunonephelometry and VAP: In search of a candidate reference measurement procedure for apoB and non-HDL-P standardization. Delatour V, Clouet-Foraison N, Gaie-Levrel F, Marcovina S, Hoofnagle AN, Kuklenyik Z, Caulfield MJ, Otvos JD, Krauss RM, Kulkarni KR, Muniz N, Contois JH, Remaley AT, Vesper HW, Cobbaert CM and Gillery P Clin Chem, 2018;64(10):1485-1495. doi: 10.1373/clinchem.2018.288746

Apolipoprotein B measurement: Need for standardization Contois JH, Delatour V J Clin Lipidol 2018;12(2):264-265 doi.org/10.1016/j.jacl.2018.02.017

Establishing SI-Traceability of Nanoparticle Enumeration Techniques: A Case Study on Electrospray Differential Mobility Analysis Clouet-Foraison N, Gaie-Levrel F, Gillery P, Delatour V.J Anal Bioanal Tech 2017, 8:4 doi: 10.4172/2155-9872.1000370

Advanced lipoprotein testing for cardiovascular diseases risk assessment: a review of the novel approaches in lipoprotein profiling. Clouet-Foraison N, Gaie-Levrel F, Gillery P, Delatour V. Clin Chem Lab Med. 2017;55(10):1453-1464. doi: 10.1515/cclm-2017-0091.

Absolute Quantification of Bionanoparticles by Electrospray Differential Mobility Analysis: An Application to Lipoprotein Particle Concentration Measurements. Clouet-Foraison N, Gaie-Levrel F, Coquelin L, Ebrard G, Gillery P, Delatour V. Anal Chem. 2017;89(4):2242-2249. doi: 10.1021/acs.analchem.6b02909

Mai 2019 : Congrès IFCC, Barcelone (Espagne): Standardization of advanced lipoprotein testing: the BioSITrace project

Juillet 2018 : Congrès AACC, Chicago (USA) : BioSITrace crossplatform comparison of lipoprotein enumeration methods : towards standardization in advanced lipoprotein testing?

Mai 2019 : Congrès IFCC, Barcelone (Espagne): Standardization of advanced lipoprotein testing: the BioSITrace project

Avril 2017 : Spring Symposium of the Korean Society for Clinical Laboratory; Daejeon, Corée du Sud Laboratory test standardization in clinical chemistry

Aout 2016 Congrès AACC, International Lipoprotein Standardization Forum, Philadelphie (USA). BioSITrace crossplatform comparison of lipoprotein enumeration methods : towards standardization in advanced lipoprotein testing?

Décembre 2015  JCTLM stakeholders meeting, Sevres: Traceable lipoprotein counting for CVD risk assessment

Annual meeting of American Association for Clinical Chemistry, “Development of new reference methods and standards for advanced lipoprotein testing : is measurement traceability achievable?”, V. Delatour, Houston, Etats-Unis, Juillet 2013

LGC (GB), PTB (DE), INRIM (IT), NIB (SL), TÜBITAK (Turq.) LipoScience, Quest Diagnostics, TSI, Maine Standards

Développer des méthodes de référence pour certains des principaux biomarqueurs analysés en biologie clinique.

Assigner des valeurs de référence aux échantillons utilisés dans le cadre d’évaluations externes de qualité afin d’évaluer la justesse des méthodes de routine.

Caractériser des matériaux de référence certifiés et évaluer leur commutabilité (capacité à se comporter comme des échantillons de patients).

La fiabilité des analyses médicales représente un enjeu majeur de santé publique pour disposer d’un diagnostic fiable et adapter les traitements entrepris. Les LBM avaient l’obligation d’entrer dans la démarche accréditation d’ici le 31 octobre 2013 et devront avoir 50% de leurs activités accréditées d’ici 2016 et 100% en 2020. Ce référentiel implique l’utilisation de procédures validées et dont les résultats doivent être raccordés à un étalon national ou international par le biais d’une chaîne ininterrompue de traçabilité métrologique.

Les résultats des analyses de biologie médicale ne sont pas toujours traçables à des références reconnues internationalement (comme par exemple des matériaux de référence certifiés ou des méthodes de référence) et les incertitudes de mesure ne sont pas systématiquement évaluées. Cette situation est en contradiction avec la norme ISO EN 15189 mais aussi avec d’autres référentiels internationaux qui exigent que les valeurs associées aux matériaux d’étalonnage et de contrôle de la qualité soient traçables aux méthodes de référence et aux matériaux de référence certifiés disponibles comme le demande la directive 98/79/CE de l’UE relative aux dispositifs médicaux de diagnostic in vitro.

Il est donc nécessaire de disposer de méthodes de référence pour le dosage des principaux biomarqueurs utilisés en biologie médicale. Partant du constat qu’il n’existe qu’un nombre très limité de méthodes de référence à l’échelle nationale, la Direction Générale de la Santé (DGS) a encouragé le RNMF à combler ce manque important. Cette dernière a estimé « prioritaire la mise au point d’analyses de référence, couvrant pour l’instant le champ des analyses courantes pratiquées dans les laboratoires de biologie médicale, proposant pour un paramètre donné la technique de référence, permettant ensuite de définir, en accord avec les experts médicaux de la discipline, les valeurs normales ».

La dissémination de la traçabilité apportée par les méthodes de référence d’ordre supérieure est principalement réalisée à travers les Matériaux de Référence Certifiés. Ce raccordement métrologique, bien que nécessaire, est insuffisant : pour ne pas rompre la chaine de traçabilité métrologique, il faut impérativement que les matériaux d’étalonnage soient commutables à des échantillons natifs afin de s’assurer qu’ils ne génèrent pas d’effets de matrice à l’origine de biais. De manière similaire, les échantillons de contrôle qualité ayant pour vocation d’évaluer la justesse des méthodes de routine doivent également présenter un niveau de commutabilité suffisant.

Les méthodes de référence envisagées pour les différents biomarqueurs considérés sont des combinaisons de différentes techniques : la chromatographie en phase gaz (GC), la chromatographie en phase liquide (LC), la dilution isotopique (DI), la spectrométrie de masse (MS) et la Spectrométrie à plasma à couplage inductif (ICP). Les couplages considérés sont : DI-GC/MS, DI-LC/MS, LC/MS, DI-LC-ICP/MS.

Des MRC ont été produits pour certains de ces paramètres (HbA1c) mais aussi d’autres biomarqueurs d’intérêt (glucose, créatinine, cholestérol total, triglycérides, cholestérol-HDL, cholestérol-LDL, hepcidine). Les approches statistiques pour l'évaluation de la commutabilité développée en lien direct avec le groupe de travail de l’IFCC ont été appliquées à la caractérisation de ces MRC mais aussi à d’autres échantillons de contrôle ayant été utilisés pour évaluer la justesse des méthodes de dosage utilisées dans les laboratoires de biologie médicale (Cystatine C).

Certains des MRC développés ont été utilisés dans le cadre du contrôle national de qualité obligatoire de 2016 auquel ont été tenus de participer l’ensemble des laboratoires de biologie médicale. Pour la première fois, le contrôle national de qualité des examens de biochimie générale a reposé sur des matériaux de référence certifiés commutables dont les valeurs cibles ont été déterminées au LNE avec des méthodes de références internationalement validées. Cette opération de contrôle a permis d’établir pour la première fois en France un état des lieux représentatif de la fiabilité de certains des examens de biologie médicale les plus prescrits en France. Les résultats publiés fin 2018 montrent que pour certains paramètres, certaines méthodes présentent des biais excédant les limites acceptables. Cette étude suggère également que les outils de contrôle de qualité actuels ne sont pas suffisants pour détecter ces défauts de performance et que l’utilisation de MRC commutables apporte une réelle valeur ajoutée dans le contrôle post-marquage CE des kits de dosage commercialisés par les industriels du diagnostic in vitro.

Les MRC commutables constituent un outil très puissant pour permettre aux industriels du diagnostic d’améliorer la qualité de leurs méthodes.

Ils permettent également aux fabricants d’échantillons de contrôle de qualité de choisir et d’optimiser les procédés de fabrication conduisant à l’obtention d’échantillons de meilleure qualité.

High polarity analytes in biological matrix: determination of urea and uric acid in human serum (CCQM-K109). Liu Q, Liu H, Chen Y, Yong S, Teo HL, WongL, Teo TL, Vamathevan V, do Rego E, Wollinger W, Fernandes J, Monteiro T, Garrido B, Violante F, Shi LH, He HH, Quan C, Xu B, Li HM, Dai XH, He YJ, Lo MF, Yip YC, Cabillic J, Delatour V, Ohlendorf R, Henrion A, Kawaguchi M, Kang D, Lee H, Arce Osuna M, Serrano V, Marcela Salazar Arzate C, Krylov A, Lopushanskaya E, Nammoonnoy J, Ceyhan Gören A, Gündüz S, Yilmaz H, Mussell C, Warren J, Pritchett J, Lippa K, Nelson M, Toman B, T Sniegoski L and Duewer D. Metrologia 2019; 56:08006 doi.org/10.1088/0026-1394/56/1A/08006

Letter to the Editor regarding "Achieving comparability with IFCC reference method for the measurement of hemoglobin A1c by use of an improved isotope-dilution mass spectrometry method" Clouet-Foraison N, Gillery P, Delatour V. Anal Bioanal Chem. 2017;409(24):5789- 5790. doi: 10.1007/s00216-017-0513-5

Trueness assessment of glycated hemoglobin HbA1c routine assays: are lyophilized EQA materials up to the job? V Delatour, N Clouet-Foraison, S Jaisson, P Kaiser and P Gillery. Soumis à Clin Chem Lab Med

IFCC Working Group Recommendations for Assessing Commutability Part 1: General Experimental Design. Miller WG, Schimmel H, Rej R, Greenberg N, Ceriotti F, Burns C, Budd JR, Weykamp C, Delatour V, Nilsson G, MacKenzie F, Panteghini M, Keller T, Camara JE, Zegers I, Vesper HW. Clin Chem. 2018;64(3):447-454. doi: 10.1373/clinchem.2017.277525

IFCC Working Group Recommendations for Assessing Commutability Part 2: Using the Difference in Bias between a Reference Material and Clinical Samples. Nilsson G, Budd JR, Greenberg N, Delatour V, Rej R, Panteghini M, Ceriotti F, Schimmel H, Weykamp C, Keller T, Camara JE, Burns C, Vesper HW, MacKenzie F, Miller WG. Clin Chem. 2018;64(3):455-464. doi: 10.1373/clinchem.2017.277541

IFCC Working Group Recommendations for Assessing Commutability Part 3: Using the Calibration Effectiveness of a Material. Budd JR, Weykamp C, Rej R, MacKenzie F, Ceriotti F, Greenberg N, Camara JE, Schimmel H, Vesper HW, Keller T, Delatour V, Panteghini M, Burns C, Miller WG. Clin Chem. 2018;64(3):465-474. doi: 10.1373/clinchem.2017.277558

Commutability Assessment of External Quality Assessment Materials with the Difference in Bias Approach: Are Acceptance Criteria Based on Medical Requirements too Strict? Delatour V, Liu Q, Vesper HW. Clin Chem. 2016;62(12):1670-1671 doi: 10.1373/clinchem.2016.261008

Reference methods and commutable reference materials for clinical measurements. Delatour V, Martos G, Peignaux M, Lalere B, Vaslin-Reimann S. Proceedings of the International School of Physics Enrico Fermi 2017;196:1-8 doi 10.3254/978-1-61499-818-1-1

Reference measurement systems for biomarkers: towards biometrology. Delatour V, Martos G, Cabillic J, Peignaux M, C Perrot, C Fallot, Lalere B, Vaslin-Reimann S. Proceedings of the International School of Physics "Enrico Fermi" 2017;196:9-27 doi 10.3254/978-1-61499-818-1-9

Apport de la métrologie avancée à l’évaluation et à l’amélioration de la fiabilité des examens de biologie médicale. Delatour V. Annales des Mines - Réalités industrielles, 2017;2(1):19-23

Développement d’une méthode primaire pour la détermination du fer total dans du sérum. Palos M, del Castillo ME, Hattchouel JM, Pannier F, Fisicaro P, Vaslin-Reimann S. Revue Française de Métrologie 2015; 40(4):41-50); doi : 10.1051/rfm/2015015

Comparison of potential higher order reference methods for total haemoglobin quantification-an interlaboratory study. Frank C, Brauckmann C, Palos M, Arsene CG, Neukammer J, Del Castillo Busto ME, Zakel S, Swart C, Güttler B, Stosch R. Anal Bioanal Chem. 2017;409(9):2341-2351. doi: 10.1007/s00216-016-0176-7

Détermination de l’hémoglobine totale par dilution isotopique ICPMS afin d’assurer la traçabilité métrologique en biochimie clinique. Palos M, del Castillo ME, Pannier F, Swart C, Brauckman C, Fisicaro P. 17th International Congress of Metrology doi: 10.1051/metrology/201509005

Final report for CCQM-K107: total elements and selenomethionine in human serum. Goenaga Infante H et al. 2016 Metrologia 53 08008. doi : https://doi.org/10.1088/0026-1394/53/1A/08008

Provisional standardization of hepcidin assays: creating a traceability chain with a primary reference material, candidate reference method and a commutable secondary reference material. Diepeveen LE, Laarakkers CMM, Martos G, Pawlak ME, Uğuz FF, Verberne KESA, van Swelm RPL, Klaver S, de Haan AFJ, Pitts KR, Bansal SS, Abbas IM, Fillet M, Lefebvre T, Geurts-Moespot AJ, Girelli D, Castagna A, Herkert M, Itkonen O, Olbina G, Tomosugi N, Westerman ME, Delatour V, Weykamp CW, Swinkels DW. Clin Chem Lab Med, 2018 doi: 10.1515/cclm-2018-0783.

Impurity determination for hepcidin by liquid chromatography-high resolution and ion mobility mass spectrometry for the value assignment of candidate primary calibrators. Bros P, Josephs RD, Stoppacher N, Cazals G, Lehmann S, Hirtz C, Wielgosz RI, Delatour V. Anal Bioanal Chem. 2017;409(10):2559-2567. doi: 10.1007/s00216-017-0202-4

Quantification of hepcidin-25 in human cerebrospinal fluid using LC-MS/MS. Delaby C, Bros P, Vialaret J, Moulinier A, Delatour V, Gabelle A, Lehmann S, Hirtz C. Bioanalysis. 2017;9(4):337- 347. doi: 10.4155/bio-2016-0240

Multicenter Evaluation of Cystatin C Measurement after Assay Standardization. Bargnoux AS, Piéroni L, Cristol JP, Kuster N, Delanaye P, Carlier MC, Fellahi S, Boutten A, Lombard C, González-Antuña A, Cavalier E; Delatour V. Clin Chem. 2017;63(4):833-841. doi: 10.1373/clinchem.2016.264325

Reference Method and Reference Material Are Necessary Tools to Reveal the Variability of Cystatin C Assay. Bargnoux AS, Kuster N, Delatour V, Delanaye P, González-Antuña A, Cristol JP, Piéroni L, Cavalier E. Arch Pathol Lab Med. 2016;140(2):117-8. doi: 10.5858/arpa.2015- 0198-LE

Mai 2019 : Congrès IFCC, Barcelone (Espagne): Standardization of advanced lipoprotein testing: the BioSITrace project

Février 2019 : LabQuality Days, Helsinki (Finlande) - Quality Control Reinvented? Commutable Certified Reference Materials for Next Generation Accuracy-based EQA Schemes

Avril 2018 : Congrès de la société Suédoise de Biologie Clinique, Uppsala, Suède Importance of commutability in EQA schemes

Juin 2017 : Congrès IFCC, Athènes, Grèce : The importance of reference methods and commutability

Avril 2017 : Spring Symposium of the Korean Society for Clinical Laboratory; Daejeon, Corée du Sud Laboratory test standardization in clinical chemistry

Mars 2017 : Séminaire LABAC, Paris : EQAS relying on commutable CRMs

Juillet 2016 : Séminaire CEA, Saclay (France) : Valeur ajoutée de la métrologie pour le contrôle de qualité des analyses de biologie médicale

Juin 2016 : International School of Physics "Enrico Fermi", Varenna (Italie) Reference methods and commutable reference materials for clinical measurements Reference measurement systems for biomarkers : towards biometrology

Février 2016 : Colloque LABAC, Paris: Importance de la commutabilité et des valeurs cibles associées aux échantillons de contrôle de qualité en biologie médicale

Octobre 2015 : International Symposium on Biological and Environmental Reference Materials, Washington (USA) A commutability study coupled with a multicentric analysis of accuracy of glucose, creatinine, total cholesterol, total glycerides, LDL-C and HDL-C assays.

Septembre 2015 : Congrès international de métrologie. Détermination de l’hémoglobine totale par dilution isotopique ICP-MS afin d’assurer la traçabilité métrologique en biochimie clinique Marie Palos

Industriels commercialisant des kits de dosage : Beckman Coulter, Roche, Siemens, Abbott, BioRad, Menarini, Tosoh, Alere, Trinity Biotech, Sebia.

CHU de Reims, Université de Radboud (Pays-Bas).

Développer une procédure générale pour déterminer la pureté des composés organiques étalons.

Comme toute substance chimique, ces étalons de haute pureté s’accompagnent immanquablement de la présence d’impuretés provenant soit du procédé de production (catalyseur, produit secondaire), soit de phénomènes de dégradation ou de contaminations diverses. Ces impuretés et leurs teneurs vont avoir un impact direct sur la quantification et donc sur la justesse des résultats de mesure qui en seront déduits. Il s’avère donc primordial que les LNM soient capables de déterminer la pureté des étalons qu’ils utilisent. C’est pourquoi le LNE s’est attaché à se munir d’une procédure générale pour déterminer la pureté de substances chimiques.

Deux approches peuvent être mises en œuvre : une approche indirecte, appelée « mass balance », consistant à déterminer la pureté d’un composé en quantifiant les différentes impuretés présentes, et une approche directe, basée sur une analyse par comparaison à un étalon de pureté certifiée (calorimétrie différentielle, DSC, ou résonnance magnétique nucléaire, RMN).

Dans le premier cas, il est nécessaire d‘être capable de détecter et de quantifier l’ensemble des impuretés qui accompagnent le composé d’intérêt : l’eau, d’autres molécules organiques (COV, molécules issues de la synthèse par exemple…) et enfin des substances inorganiques (métaux, …). La pureté du composé est alors obtenue par la soustraction de la fraction massique de l’ensemble de ces impuretés à la fraction massique du composé considéré idéalement comme absolument pur. Pour mesurer ces impuretés, le LNE a travaillé sur la mise au point d’une large gamme de protocoles, adaptés aux types de matrice considérés (liquide ou solide), ainsi qu’aux différents outils analytiques qu’il est nécessaire de mettre en œuvre de façon complémentaire. Les impuretés étudiées sont :

• la teneur en eau ;
• les impuretés organiques non volatiles ;
• les COV ;
• les impuretés inorganiques.

Pour assurer la traçabilité de ses mesures, le LNE a développé une procédure générale pour déterminer la pureté des étalons commerciaux qu’il utilise et pour lesquels la traçabilité au SI n’est pas établie lorsque ceux-ci ne sont pas des matériaux de référence certifié par d’autres LNM.

Les différentes approches peuvent être résumées comme selon la figure 1 :

Image

Pour déterminer la pureté de ces étalons, l’approche suivie au LNE est l’approche indirecte dite « mass balance » pour laquelle :

• les impuretés organiques sont déterminées par chromatographie et notamment par GC-FID, GC-MS, ou l’HPLC-UV/Vis, UPLC-MS/MS par méthode d’étalonnage externe,
• l’eau est déterminée par titration de Karl Fischer,
• les solvants résiduels ou COV sont déterminés par HS-GC-FID ou GC-FID par injection directe,
• et les impuretés inorganiques sont déterminées par ICP-MS.

Dans le cas du Karl-Fischer et des composés liquides par exemple, deux facteurs contribuent à l’incertitude de mesure : la détermination de la quantité d’eau elle-même (m_Vmes), ainsi que celle de la masse d’échantillon prélevée (m_H2O). Leur contribution à l’incertitude de mesure totale u_C va dépendre directement de la teneur en eau présente dans le matériau analysé, comme illustré par les graphes ci-dessous.

Image

Il a par ailleurs été constaté que l’incertitude des mesures diminue lorsque la prise d’essai augmente, et ce quelle que soit la teneur en eau dans le matériau de référence considéré. Il est ainsi possible de définir une zone de travail pour laquelle l’incertitude des mesures peut être minimisée.

Bien que la mise en œuvre de tous ces outils (GC-FID, GCMS, l’HPLC-UV/Vis, UPLC-MS/MS, Karl Fischer, HS-GC-FID, GC-FID, ICP-MS) soit très consommatrice de temps et souvent d’échantillons, cette approche est encore, à ce jour, celle recommandée par le CCQM.

En parallèle, le LNE dispose également d’un protocole pour déterminer la pureté de ses étalons par RMN-q, développé en collaboration avec l’université d’Orsay.

Afin de valider les méthodes développées, le LNE participe régulièrement aux essais d’inter-comparaison de détermination de pureté de composés organiques, proposés depuis 2007 par le Bureau International des Poids et Mesures (BIPM). Le LNE, par exemple, a ainsi déterminé la pureté de « molécules modèles », comme l’aldrine, insecticide de faible polarité et poids moléculaire moyen, la valine, un acide aminé de forte polarité et de faible poids moléculaire ou encore l’hormone 17-β-estradiol (polarité et poids moléculaire faibles). En participant à ces campagnes, le laboratoire peut démontrer qu’il est capable de déterminer le plus précisément possible, et avec une faible incertitude associée, la pureté d’un composé cible donné, ce qui lui permet par la suite de faire reconnaître ses compétences à d’autres molécules présentant des propriétés voisines.

- Dépôt de CMC (meilleures possibilités d’étalonnages et de mesurages) auprès du BIPM

- Production de nouveaux Matériaux de Référence Certifiés (MRC)

"Final report on key comparison CCQM-K55.b (aldrin): An international comparison of mass fraction purity assignment of aldrin", S. Westwood et al., Metrologia, 49, 1A, 2012, 128–143, DOI: 10.1088/0026-1394/49/1A/08014.

I.C.M.M.O. (UMR 8182, Université Paris-Sud)

Il existe actuellement un manque d'étalons traçables et de procédures d'étalonnage harmonisées pour mesurer les particules en suspension dans l'air. En outre, les méthodes de mesure des PM10 et des PM2,5 (concentration en masse de particules) dans le cadre de la directive européenne sur la qualité de l'air 2008/50/CE doivent être améliorées, afin d'assurer la comparabilité des données locales mesurées par des instruments reposant sur des principes de fonctionnement différents.

Par conséquent, des méthodes de référence pour mesurer les PM10 et PM2,5 et des méthodes d'étalonnage pour les instruments utilisés pour ces mesures sont nécessaires.

La chimie des aérosols (analyse de la composition élémentaire) fait également partie de la réglementation existante et il est nécessaire de comprendre leurs origines, leur comportement, leur devenir et leurs impacts dans l'environnement (c'est-à-dire les effets sur la santé et le climat). Des méthodes validées pour la détermination des principaux composants des PM sont nécessaires ainsi que des procédures fiables pour les instruments standard tels que les spectromètres de taille de particules à mobilité (MPSS) et les compteurs de particules de condensation (CPC). Les techniques modernes d'analyse par rayons X ont le potentiel de permettre l'analyse chimique quantitative des particules en suspension dans l'air directement à leurs sources d'émission. Par conséquent, les nouvelles techniques de rayons X traçables SI sont un desideratum de développement.

Les procédures développées dans le cadre du projet européen AEROMET décrivent un ensemble de tests qui pourraient être utilisés pour démontrer l'équivalence des instruments PM automatiques avec la méthode de référence, ou pour les étalonner de façon routinière. Les éléments essentiels de la procédure ont été démontrés expérimentalement. De plus, l'incertitude élargie dans la détermination de la concentration massique de PM de référence reste bien inférieure à 15 %.

Par ailleurs, des techniques mobiles de spectroscopie à réflexion totale de rayons X combinées à des techniques d'échantillonnage de particules à fractionnement de taille ont été utilisées avec succès pour quantifier les compositions de particules élémentaires sur le terrain pour une analyse en temps réel. Des analyses ICP-MS et TXRF basées sur la SR physiquement traçables ont été utilisées pour l'analyse complémentaire des échantillons de terrain à des fins de validation.

• Contribution dans des comités de normalisation européens et internationaux
• Lancement d’activités de développement d’instrumentations pour plusieurs parties prenantes
• Les résultats du projet fourniront des améliorations méthodologiques et des innovations pertinentes dans la surveillance des aérosols ambiants afin de surmonter les lacunes existantes dans l'analyse des PM

• PTB (Leader)
• BAM,
• CMI,
• DFM,
• INRIM,
• LNE,
• NILU,
• NPL,
• CIEMAT,
• DTI,
• FORCE,
• IJS,
• IRSN,
• LUND,
• MTA-EK,
• NTUA,
• PMO,
• TROPOS,
• UNICAS,
• BRUKER NANO
• METAS,

http://www.aerometproject.com/

Les aérosols qualifiés de carbone suie intéressent la communauté scientifique et les décideurs politiques depuis le début du XXe siècle en raison de leur rôle dans le changement climatique et de leurs effets sur la santé. Le carbone suie a été identifié comme le deuxième agent de forçage climatique le plus important après le CO₂. De plus, les études sur les effets à court terme sur la santé suggèrent que le carbone suie est un meilleur indicateur de substances particulaires nocives provenant de sources de combustion que la concentration massique de PM. Les sources dominantes ont cependant changé au fil des décennies, allant de la combustion domestique et industrielle du charbon vers les émissions de combustion liées aux véhicules, avec des contributions plus récentes de la combustion du bois.

Ces aérosols ont été largement caractérisés par diverses méthodes optiques depuis le début du XXe siècle étant donné la simplicité de fonctionnement des instruments basés sur ces méthodes. Néanmoins, la traçabilité de ces mesures est entravée par le fait que les instruments déterminent l'absorption des particules collectées sur un filtre fibreux. Bien que la mesure d'absorption optique elle-même puisse être effectuée avec précision, la présence du filtre a un effet important en raison de la diffusion interne à l'intérieur du filtre qui peut augmenter l'absorption d'un facteur 5 et donc biaiser les mesures. Ces effets sont actuellement traités avec des facteurs de correction implémentés dans les instruments.

C'est la nécessité de remplacer ces facteurs de correction par des facteurs d'étalonnage correctement déterminés qui ont été au cœur du projet européen intitulé Black Carbon. Ces facteurs de correction sont souvent intégrés dans le coefficient d'absorption massique utilisé pour convertir le coefficient d'absorption de la lumière en une concentration massique particulaire. Mais, l'absence de cadre métrologique, voire de cadre normatif pour le carbone suie a été mise en évidence en 2013 par l'Agence européenne pour l'environnement (AEE) ainsi que par le BIPM-GAWG Particulate Workshop en avril 2015 sachant que différents types d'instrument de mesure donnent des résultats pouvant varier jusqu'à 30% et qu’aucune procédure n’existe pour fournir une traçabilité nécessaire à des résultats justes.

Durant le projet, les propriétés physiques des aérosols pertinentes pour les mesures du carbone suie ont été clairement définies, de manière à clarifier comment la traçabilité au SI peut être établie. Des matériaux de référence ainsi qu'une méthode pour leur introduction contrôlée en laboratoire ont été développés. Le projet a également permis de travailler sur une méthode primaire traçable pour déterminer les coefficients d'absorption des aérosols. Ce procédé de laboratoire, traçable au SI et bien caractérisé doit permettre de déterminer les coefficients d'absorption des aérosols à des longueurs d'onde spécifiques.

Le LNE a été impliqué sur les travaux liés au développement de matériaux de référence de par l’implication de trois générateurs d’aérosols candidats. Deux premiers générateurs étaient associés à la nébulisation d’aérosols à partir de suspensions de graphite colloïdal et de billes de polystyrène latex noires. Le troisième mettait en œuvre deux électrodes de graphite entre lesquelles une décharge électrique pulsée permet la désorption de particules de carbone avant leur transport dans un gaz vecteur. Puis une comparaison interlaboratoires a été organisée afin de comparer les différentes solutions techniques proposées par les partenaires du projet.

• Etablissement d'un comité des parties prenantes
• Avantage aux fabricants européens d'instruments liés au carbone suie, qui auront un accès rapide à des installations d'étalonnage traçables pour leurs instruments actuels, et qui utiliseront également ces installations pour développer des conceptions innovantes plus rapidement
• Amélioration de l’exactitude et de la comparabilité des mesures de carbone suie dans les réseaux de surveillance des aérosols à travers l'Europe, grâce au développement de matériaux de référence pour le carbone suie, des installations nationales primaires et des mécanismes d'étalonnage traçables
• Les résultats du projet devraient servir de base à de nouvelles normes documentaires pour la surveillance du carbone suie par des organisations européennes et internationales d'élaboration de normes comme le CEN et l'ISO
• Potentiellement, législation révisée sur la qualité de l'air, basée sur le carbone suie, pour laquelle des méthodes de mesure fiables sont disponibles
• Mesures améliorées utilisées directement dans les projets de mesures d'aérosols atmosphériques au sein de l'UE, affinant les modèles de changement climatique et les propositions d'atténuation, et permettant d’améliorer la qualité des conclusions des études de cohorte sur la santé qui examinent les effets sanitaires de la pollution atmosphérique

M. Gini, P. Fetfatzis, E. Diapouli, S. Vratolis, E. Asmi, J. Backman, T. Müller, M. Gysel-Beer, K. Vasilatou, M. Ess, F. Gaie-Levrel, K. Ciupek, J. Saturno, A. Nowak, A. Wiedensholer, P. Quincey, K. Eleftheriadis, Overview of the winter black carbon campaign in Athens, European Aerosol Conference (EAC2020), Online - Hosted by GAeF Gesellschaft für Aersosolforschung e.V., 31 août – 4 septembre 2020.

B. Romshoo, T. Müller, A. Nowak, J. Saturno, P. Quincey, K. Ciupek, K. Vasilatou, M. Ess, K. Eleftheriadis, M. Gini, F. Gaie-Levrel, A. Wiedensohler, Laboratory generated soot: Application for optical modelling at various stages of ageing, European Aerosol Conference (EAC2020), Online - Hosted by GAeF Gesellschaft für Aersosolforschung e.V., 31 août – 4 septembre 2020.

• NPL (Royaume-Uni)
• IL (Finlande)
• PTB (Allemagne)
• NCSR DEMOKRITOS (Grèce)
• TROPOS (Allemagne)
• FHNW (Suisse)
• METAS (Suisse)
• PSI (Suisse)

http://www.empirblackcarbon.com/