Module 6: Méthodes d'échantillonnage des bioaérosols Flashcards
Vrai ou faux: La concentration de bactéries dans l’air est très faible si l’on compare avec la concentration dans l’eau et le sol (par exemple).
Vrai. Même s’il avait 10(6) bactéries dans un mètre cube, c’est équivalent à une bactérie par ml d’air.
Pourquoi échantillonnons-nous les bioaérosols?
- Les détecter et/ou les quantifier
- Tenter de déterminer leur origine
- Évaluer l’exposition subie par un ou des êtres humains
- Vérifier l’efficacité des stratégies visant à les contrôler
Vrai ou faux: les méthodes d’échantillonnage des bioaérosols est d’une origine différente que celle des aérosols.
Faux. Plusieurs méthodes d’échantillonnage des bioaérosols sont dérivés de l’aérologie.
L’étude des bioaérosols remonte jusqu’à qu’elle période?
La fin du 19e siècle.
Les premières études visaient la compréhension de la formation de quel évènement météorologique?
La formation des nuages (qui se forment par condensation de l’eau sur des particules fines dans l’air)
Qui a mené la première expérience en aérobiologie? Quelle était la conséquence?
- Louis Pasteur
- Il a réfuté la théorie de la génération spontanée.
Qu’est-ce qu’a motivé la recherche dans es bioaérosols?
- Les problèmes de santé qui affectent les humains.
Avant 1960, quel environnement a contribué au développement d’échantillonneurs? Pourquoi?
- Les mines de silice.
- Les poussières de silice sont associées au développement de maladies pulmonaires à l’indice de mortalité élevée.
Comment fonctionnaient les premiers échantillonneurs (avant 1960)?
Ils sont composés de filtres de membranes de coton et de laine. D’autres fonctionnent par le passage de l’air à travers un cube de sucre.
Comment les particules d’aérosols étaient-ils récupérés des échantillonneurs avant 1960?
En extrayant les filtres ou en solubilisant le sucre dans l’eau.
Qu’est-ce que le filtre Soxhlet (1923)?
Un “dé à coudre” de papier Whatman bourré de coton pelucheux.
Comment évaluait-on la concentration des poussières échantillonnées dans le filtre Soxhlet? Quel est le désavantage de cette technique?
- Évaluée par pesée différentielle (unité de mass par volume d’air) (Analyse gravimétrique).
- L’analyse gravimétrique sous-estime les concentrations des particules fines (car elles ont un poids négligeable).
Comment fonctionne le filtre Soxhlet?
- Succion de l’air à la base du système.
- Ceci permet l’entrée d’air à la surface du filtre.
- L’air passe à travers du filtre composé de papier Whatman et de coton pelucheux.
- Les particules aérosolisées sont retenues par le filtre.
- Le filtre est pesé par gravimétrie avant et après l’échantillonnage.
- On déduit le volume d’air par la quantité d’air entré par la succion.
- g/m cube d’air (litres)
Pourquoi les particules de 0,5 à 5 microns étaient-ils visés lors du développent de nouveaux échantillonneurs (avant 1960)?
Ce sont les grosseurs des particules retrouvées dans les poumons des personnes décédées.
Les échantillonneurs développés avant 1960 concentraient les particules sur une lame de verre. Pourquoi?
Car on énumérait les particules à l’aide d’un microscope optique.
Les échantillonneurs développés avant 1960 concentraient les particules sur une lame de verre. Pourquoi le stress d’impaction était-il important?
Car les particules étaient observées sur la même lame.
Pourquoi les précipitateurs thermiques étaient-ils développés?
Parce que les échantillons concentrés sur une lame de verre par le stress d’impaction étaient souvent endommagés. La précipitation thermique permet d’échantillonner avec beaucoup moins de dommage.
Comment fonctionne-t-elle la précipitation thermique?
L’échantillonneur contient une lame froide et une lame chaude. Les particules se déposent sur la surface froide par des forces thermophorétiques.
Depuis 1960, quels types d’échantillonneurs étaient développés?
- Échantillonneurs par impaction inertielle (impacteur à trous, impacteurs à fente, barboteurs, impacteurs par centrifugation).
- Échantillonneurs par filtration
- Échantillonneurs de grains de pollen et de spores de moisissures.
Pourquoi il y a-t-il eu beaucoup de développements dans l’échantillonnage des bioaérosols après 1960?
- Il avait plus de recherche en microbiologie, de maladies infectieuses, dans le domaine des aérosols, et dans le pouvoir des aérosols de pénétrer dans l’arbre respiratoire humain.
- On voulait aussi répondre aux questions concernant la concentration de bioaérosols dans l’air, conservé la survie des agents microbiens dans l’air après l’échantillonnage, et surtout séparer les particules aérosolisés dans l’air par leur diamètre aérodynamique et leur pouvoir de pénétrer dans l’arbre respiratoire humain.
Qu’est-ce que permettent les échantillonneurs d’aujourd’hui?
- Récolter et séparer les bioaérosols en fractions inhalables, thoraciques et respirables.
- Échantillonner sur des longues périodes de temps.
- Effectuer un échantillonnage statique ou personnel
- Évaluer quantitativement et qualitativement les bioaérosols grâce à l’emploi de pompes calibrées à débit constant.
Quelles sont les critères d’un échantillonnage efficace?
- Les bioaérosols récoltés sont représentatifs de ceux présents dans l’environnement.
- Le bioaérosols recherchés dévient du flux d’air et se déposent dans l’échantillonneur ou y sont retenus par d’autre mécanismes.
- L’intégrité physique et biologique des bioaérosols est conservée.
Qu’est-ce que le d50 d’un échantillonneur?
Ce chiffre représente le diamètre aérodynamique minimum des particules échantillonnés efficacement, soit plus de 50%.
Quelle est la relation entre le d50 et le débit d’air de fonctionnement d’un même échantillonneur?
Inversement proportionnel.
Qu’est-ce que la définition de l’impaction inertielle?
L’impact ou le dépôt d’une particule ayant dévié du flot d’écoulement de l’air, en raison de sa force d’inertie, sur une surface appelée la zone d’impaction.
Quelle est la relation entre la force d’inertie et le diamètre aérodynamique des bioaérosols?
Directement proportionnelle.
L’impaction inertielle est aussi influencée par quels autres facteurs?
Les dimensions et la forme de l’orifice (circulaire, rectangulaire) de l’échantillonneur ET du design de l’échantillonneur.
Comment fonctionne un échantillonneur par impaction inertielle?
- Un flot d’air entre dans un orifice (circulaire ou rectangulaire). Il est perpendiculaire à l’orifice.
- Plus le trou est petit, plus l’air est accéléré
- Les particules possédant une inertie assez grande s’impacteront sur la surface de collection. Les particules plus petites continueront à suivre le flot d’air. Ces petites particules vont soit s’impacter sur un prochain niveau ou s’échapperont.
Qu’est-ce que l’échantillonneur Andersen?
- Impacteur à trous multiples de 6 étages (impacteur à cascade)
- Chaque étage est perforé de 400 trous.
- Un impacteur à orifice circulaire dans lequel les bioaérosols se déposent sur des milieux gélosés.
- Le modèle le plus étudier.
- Le plus d’informations sont disponibles.
Pourquoi l’impacteur Andersen a-t-il été développé (dans les années 50)?
- Objectif de séparer les particules selon leur capacité d’être respirées ou non respirées.
Comment l’impaction inertielle prend-t-elle place dans les impacteurs à orifice rectangulaire?
Elle est soit stationnaire ou tourne à vitesse constante pour vérifier les changements de concentration en fonction du temps.
L’impaction se fait sur un milieu de culture gélosé, du ruban adhésif ou une lame de microscope.
Le d50 des échantillonneurs à orifice rectangulaire dépend sur quoi?
- Le taille de la fente
- La vélocité de l’air (aussi dépendent de la taille de la fente).
Pourquoi les barboteurs ont-ils étés conçus?
Pour l’analyse du contenu chimique de l’air. Ils étaient ensuite été développés et appliqués à l’analyse des bioaérosols.
Quels sont les barboteurs les plus utilisés?
AGI-4 et AGI-30.
Le terme AGI-30 indique qu’il a une distance de 30 mm entre la sortie de l’échantillon et le bas du réceptacle. AGI-30 est le plus utilisé maintenant.
Quelle est la nature de la solution de collection des barboteurs?
- Doit d’être compatible avec les méthodes d’analyse et les microorganismes recherchés.
- Actuellement, l’eau saline physiologique (0,9% de chlorure de sodium) est le liquide le plus couramment utilisé.
- Il a évaporation de la solution de collection durant l’échantillonnage.
Quel est le temps maximal d’échantillonnage avec des barboteurs? Pourquoi?
16 à 20 minutes. Pour conserver la viabilité des micro-organismes. Le niveau de récupération est beaucoup plus faible après ce temps.
Quel est l’avantage de l’utilisation de solutions de collections avec les barboteurs?
- Elles peuvent être diluées ou concentrées par centrifugation.
- Elles permettent les analyses en biologie moléculaire, microscopiques et par cytométrie.
Comment fonctionnent les “impacteurs par centrifugation”?
Les particules dévient d’un flot d’air “en tire-bouchon” et s’impactent contre les parois sèches ou humides de l’impacteur.
Quels sont les modèles disponibles d’impacteurs par centrifugation?
- Cyclones sec
- Cyclones humides
- SKC BioSamplers
- Coriolis air samplers
Quelle est la relation entre le d50 des échantillonneurs d’impaction par centrifugation et l’air rentrant dans l’échantillonneur?
Inversement proportionnel. Donc, plus l’air rentre rapidement, plus les fines particules sont impactées.
Pourquoi est-il utile d’utiliser des cyclones humides?
- Certains sont remplis de 15 ml de liquide de collection.
- Avec un débit d’air élevé, un cyclone de liquide est formé.
- Les particules son impactées à l’aide du mécanisme de vortex et de la centrifugation.
Comment fonctionnent les échantillonneurs par filtration?
- L’air passe à travers une membrane poreuse ou un filtre.
- Les particules vont s’impacter avec tous les mécanismes que nous avons vu dans le Module 1: le tamisage, l’impaction inertielle, par interception, la diffusion et les forces électrostatiques.
Sur quoi dépend l’échantillonnage par filtration?
- Le diamètre aérodynamique
- La vitesse du flot d’air
- La grosseur des pores du filtre
- La structure du filtre
Nommez les deux types de filtres utilisés dans l’échantillonnage par filtration.
- Filtre poreux
- Filtre fibreux
Quelles sont les caractéristiques du filtre poreux (l’échantillonnage par filtration)?
- Pores d’une dimension uniforme
- Retient efficacement les particules plus grosses que les dimensions des pores.
- Surface lisse et plate
- Utilisés directement en microscopie optique ou électronique.
- L’extraction des bioaérosols est facilitée chez ceux-ci.
Quelles sont les caractéristiques du filtre fibreux (l’échantillonnage par filtration)?
- Microstructures complexes
- Retiennent efficacement les particules plus petites que les dimensions des pores.
- La mesure d’endotoxines est meilleure à partir des filtres en fibre de verre.
Sur quoi dépend la sélection du type de filtre (échantillonnage par filtration)?
- La nature des bioaérosols
- Les méthodes d’analyse utilisées sur les bioaérosols récoltés.
L’échantillonnage par filtration peut se faire avec des cassettes. Quelles sont les cassettes les plus utilisées? Quelle est l’orientation nécessaire pour chaque type? Quelles sont les bioaérosols récoltés dans chaque?
- IOM 25 mm: Récolter la fraction inhalable des bioaérosols (< 100 microns), orientation horizontale. Souvent utilisées dans le suivi d’hygiène et de santé au travail.
- 37 mm: Échantillonner la fraction thoracique des bioaérosols (10 microns), orientation vers le bas.
Comment pouvons-nous faire une pesée gravimétrique des échantillons obtenus avec des cassettes IOM 25 mm et 37 mm?
- Le filtre de la cassette sera pesé avant et après l’échantillonnage.
- Détermination de la concentration de bioaérosols en poids par volume d’air échantillonné.
Comment pouvons-nous faire une détermination du contenu microbien des échantillons obtenus avec des cassettes IOM 25 mm et 37 mm?
- Fortement recommandé d’enlever le bouchon suite à l’échantillonnage
- Verser un liquide de récupération à l’intérieur de la cassette.
- Agiter pendant plusieurs minutes.
- Récupérer le liquide. Les bioaérosols et les microbiens collés sur le filtre ou sur les côtés de les cassettes pourront être récupérés et analysés.
Il existe un modèle ouvert des cassettes 37 mm. Comment fonctionne-t-il?
- Entièrement ouvert, donc pas de partie supérieure.
- Filtre est complètement exposé.
- utilisées lorsque la distribution des bioaérosols sur toute la surface du filtre est importante.
Nommez quelques exemples d’échantillonneurs développés pour l’échantillonnage de grains de pollen et de spores de moisissures.
- La méthode Hirst
- La cassette Air-O-Cell
- La méthode Cour
Pourquoi mesurons-nous les grains de pollen et les spores de moisissures?
Parce qu’ils ont un potentiel allergène.
Les grains de pollen et de spores de moisissures ont une taille suffisante pour être observés directement au microscope. Comment cela affect-il l’analyse de ses échantillons?
Les méthodes d’analyse sont basées sur l’impaction et l’observation directe au microscope.
Quelle est la méthode Hirst?
- Basée sur l’impactions sur une surface collante.
- Air aspiré par une fente rectangulaire faisant face à une surface collante (lame ou tambour)
- Les particules collent sur la surface de collection
- La surface de collection est ensuite analysée au microscope.
- L’appareil est orienté face au vents dominants grâce à un aileron (car échantillonnage à l’extérieur)
Les particules collées pourront être décomptées et identifiées partiellement par observation directement au microscope.
Quelle est la différence entre la collection sur un lame ou un tambour (la méthode Hirst)?
Tambour permet d’avoir une distribution temporelle des spores ou des pollens.
Une lame des compets à un temps bien précis de la journée.
Comment fonctionnent les cassettes Air-O-Cell?
- L’air est aspiré à travers une fente rectangulaire.
- L’impaction se fait sur une lame de microscope recouverte d’une substance adhésive.
- La lame peut être directement observée au microscope
Quel est le d50 des cassettes Air-O-Cell?
2,8 microns
Quelle est la méthode Cour?
- Seule méthode de collecte de grains de pollen et de spore n’utilisant pas de pompe.
- Elle n’est pas une méthode dynamique d’échantillonnage.
- Elle met à profit la vitesse du vent pour impacter les spores et les pollens sur des filtres de gaze hydrophile enduits de silicone qui sont placés sur une girouette les plaçant face aux vents dominants
Comment se fait l’extraction des particules lors d’un échantillonnage avec la méthode Cour? Comment sont-elles observées?
- À l’aide de différents traitements chimiques et par centrifugation
- Observés par microscope suite à l’extraction.
Est-ce que la méthode Cour est quantitative?
Non. Elle permet plutôt de déterminer les concentrations relatives des différentes espèces de spores et de pollen.
Est-ce que les bioaérosols échantillonnés doivent être représentatifs qualitativement ET quantitativement?
Oui.
Pourquoi est-il important de réaliser un contrôle comparatif dans un environnement voisin?
Pour être en mesure de détecter un problème.
Pourquoi est-il important d’échantillonner des bioaérosols près d’une source suspectée?
Pour augmenter nos chances de détecter les agents qui nous intéressent.
Le temps d’échantillonnage doit être…
- Suffisamment longs pour détecter les bioaérosols
- Assez court pour éviter de surcharger les surfaces de collection
Que pouvons-nous évaluer avec des échantillonneurs personnels?
La concentration de bioaérosols auquel une personne a été exposée pendant un temps d’échantillonnage.
Que pouvons-nous évaluer avec des échantillonneurs statiques?
Permettent d’évaluer la concentration de bioaérosols dans les environnements sans égard à l’exposition personnelle.
Pourquoi est-il nécessaire pour certains échantillonneurs d’utiliser des pompes?
Pour garantir un débit d’air régulier.
Avec quels appareils pouvons-nous calibrés les pompes?
- Rotamètres
- Débitmètres
Pourquoi est-il important de vérifier le débit d’air avant et après l’échantillonnage?
Afin de vérifier que le débit d’air a été constant tout au long de l’échantillonnage.
Pourquoi la pompe est-elle la partie la plus importante des échantillonneurs?
Elle garantit la qualité de l’échantillonnage quantitatif.
Comment choisissons-nous la bonne pompe pour un échantillonnage?
- Selon le débit d’air requis
- Selon l’environnement où nous allons échantillonner.
Ex: pompe moins bruyante si à l’intérieur et s’il y a des travailleurs.
Quel appareil calibrant est le plus utilisé?
Rotamètre.
Comment fonctionnent les rotamètres?
Un cylindre de verre gradué dans lequel une masse se déplace
- Masse se déplace jusqu’à un point d’équilibre
- Poids de la masse est équilibré par la poussée de l’air
Vendus avec une garantie de calibration.
Les rotamètres doivent être calibrés avec quel instrument?
Un débitmètre primaire.
Quels sont les systèmes de mesures disponibles pour les débitmètres primaires?
- À fil chaud
- À film de savon
- À orifice
- À piston
Les débitmètres sont très précis et fragiles. Qu’elle est la conséquence de ceci?
Ils sont étalonnés dans des conditions très précises de T° et de pression. Ils doivent être utilisés dans des conditions équivalentes.
Lorsqu’une source de bioaérosols est connue ou suspectée, il est possible d’échantillonner directement cette source afin de comparer le contenu en micro-organismes et d’agent biologiques au contenu de l’air sans utiliser d’échantillonneur. Comment?
- Par analyse de surface (ex. Aspiration, écouvillonnage)
- Échantillonnage en vrac (ex. Morceau d’un panneau de gypse, filtre de ventilation)
Permet de détecter des micro-organismes dans un environnement où les bioaérosols sont faiblement concentrés et d’identifier les sources.
Vrai ou faux: L’échantillonnage des bioaérosols a beaucoup évolué depuis les modèles originaux.
Faux.
