La peur du lac ?

Les cyanotoxines peuvent gâcher votre journée dans l'eau - mais, avec le système HRMS, pas votre journée au laboratoire.

Avec la chaleur de l'été, nous sommes nombreux à nous rendre sur les lacs et les rivières pour nager et pratiquer diverses activités aquatiques. Mais avant de vous jeter à l'eau, regardez la couleur de l'eau. Si vous voyez une couleur bleu-verdâtre, il pourrait y avoir une prolifération d'algues nuisibles.

Les algues bleu-vert, ou cyanobactéries, sont des organismes primitifs, dont certains peuvent produire des toxines. Ce type d'algues est présent naturellement dans les lacs et les rivières, mais la croissance excessive des algues bleues est un problème reconnu dans les plans d'eau du monde entier. Les cyanotoxines les plus répandues sont les toxines peptidiques de la classe des microcystines. Il existe au moins 80 microcystines connues, dont la microcystine-LR, qui est généralement considérée comme l'une des plus toxiques.

La consommation de grandes quantités de ces toxines par les animaux ou les humains peut entraîner des crampes musculaires, des contractions, une paralysie et une insuffisance cardiaque ou respiratoire. Des données récentes montrent que les efflorescences d'algues nuisibles ont été impliquées dans des maladies et des décès d'humains et d'animaux dans au moins 43 États des États-Unis.

Plus d'une douzaine de pays ont élaboré des règlements ou des directives concernant les microcystines dans l'eau potable et les eaux récréatives. La plupart des recommandations pour l'eau potable sont basées sur la valeur provisoire de l'Organisation mondiale de la santé (OMS)pour les eaux potables, soit 1,0 μg/L de microcystine-LR.

Et il ne suffit pas de regarder pour savoir si l'eau est saine : Pour déterminer si les cyanobactéries présentes dans un plan d'eau produisent des toxines, il faut effectuer des tests en laboratoire. Cependant, la détection des microcystines est un problème difficile pour les laboratoires d'analyse de l'eau. De nombreux laboratoires se sont tournés vers la chromatographie liquide-spectrométrie de masse tridimensionnelle (LC-MS/MS) pour la détection et la quantification simultanées d'une série de mycotoxines et de biotoxines marines.

Le SMHR QTof non ciblé trouve ce que le SM QqQ a manqué

Waters a travaillé en étroite collaboration avec le ministère de l'Environnement et du Changement climatique (MOECC) à Toronto, au Canada, afin de développer des méthodes ciblées et non ciblées pour identifier et analyser les microcystines produites par les proliférations d'algues. Le ministère a récemment publié un excellent article utilisant le spectromètre de masse à haute résolution (HRMS) Xevo G2-XS QTof comme alternative à l'approche courante du tandem quad MS. En combinant l'extraction en phase solide en ligne avec le LC-QTof MS, le laboratoire du MOECC a obtenu des résultats quantitatifs pour 12 variantes connues de microcystines - et a caractérisé deux inconnues - en trois heures par rapport aux méthodes traditionnelles qui nécessitent plusieurs jours de préparation des échantillons en raison de la complexité de la matrice et des faibles limites de détection requises.

Une note d'application collaborative connexe produite par des scientifiques de Waters et du MOECC détaille une méthodologie complète allant de l'analyse LC-MS à l'interprétation des données à l'aide de flux de travail UNIFI Software conçus pour l'analyse environnementale. La détection et la quantification à l'aide de QTof HRMS ont démontré une excellente sensibilité malgré un petit volume d'injection. Nous avons confirmé la présence de trois microcystines au-dessus des limites législatives dans les échantillons d'eau du lac testés et, en construisant une bibliothèque de données historiques dans le logiciel UNIFI, nous avons pu identifier un autre résultat positif qui n'aurait pas été trouvé en utilisant un instrument MS quadripolaire en tandem.

Nous espérons que nous passerons tous un été agréable sur l'eau. Mais n'oubliez pas - si l'eau du lac a une étrange teinte bleuâtre-verdâtre, vérifiez auprès de votre service des eaux local. Si l'eau semble et sent mauvais, ne prenez pas de risque.

Comme le disent les responsables de l'eau, "Dans le doute, restez dehors".

Lecture supplémentaire :

• USGS : La science des efflorescences algales nuisibles
• Rapport de l'USGS : Cyanobacterial HABs (CyanoHABs) and USGS Science Capabilities (en anglais)
• Toxines cyanobactériennes de l'OMS : Microcystine-LR dans l'eau de boisson Document de référence pour l'élaboration des directives de l'OMS sur la qualité de l'eau de boisson. Genève, Organisation mondiale de la santé (WHO/SDE/WSH/03.04/57).
• Fiche d'information de l'EPA : Cyanobactéries et cyanotoxines : Informations pour les systèmes d'eau potable
• Centre d'excellence de la NOAA pour les Grands Lacs et la santé humaine (2009). Les efflorescences algales nuisibles dans les Grands Lacs : Ce qu'elles sont et comment elles peuvent affecter votre santé.
• Crayton, M. A. 2004 "Toxic Cyanobacteria Blooms". A Field/Laboratory Guide. Office of Environmental Health Assessments Washington, Department of Health, Olympia, Washington.

Ressources analytiques :

• Une méthode ciblée et non ciblée à haut débit pour l'analyse des microcystines et de l'anatoxine-A utilisant l'extraction en phase solide en ligne couplée à la spectrométrie de masse à haute résolution par chromatographie liquide à temps de vol quadripolaire. Ortiz X, Korenkova E, Jobst KJ, MacPherson KA, Reiner EJ. Anal Bioanal Chem. 2017 Jun 20.doi : 10.1007/s00216-017-0437-0. PubMed PMID : 28634756.
• Présentation de la session Food & Environmental de la réunion des utilisateurs de l'ASMS 2017 de Waters sur l'utilisation des modes d'acquisition avancés de QTof MS pour l'analyse non ciblée des microcystines par Xavier Ortiz Almirall, ministère de l'Environnement et du Changement climatique de l'Ontalio, Canada. Juin 2017 .
• Analyse des cyanotoxines, y compris les microcystines, dans les eaux potables et de surface par chromatographie liquide-spectrométrie de masse en tandem. Degryse J, Van Hulle M, Hird S. Note d'application 720005939fr de Waters. Avril 2017.
• Analyse des microcystines RR, LY et YR dans l'eau en bouteille, l'eau du robinet et l'eau de surface à l'aide de systèmes UPLC ACQUITY avec technologie 2D-LC. Mallet C. Note d'application Waters 720005249fr. Décembre 2014.