Garantir la précision et la fiabilité des analyses de biologie médicale
Aux côtés de la radiologie, la biologie médicale joue un rôle déterminant dans le progrès médical. L’essor des actes de biologie en témoigne, avec 930 millions d’actes réalisés en 2018 uniquement en laboratoire de ville. Des gaz spéciaux sont utilisés pour réaliser certaines de ces analyses. Leur conformité aux normes de qualité influence la fiabilité et la précision des résultats, ce qui peut avoir un impact sur le diagnostic et le suivi des patients.1
L'exigence de qualité et de traçabilité : un enjeu critique en biologie médicale
Qu’est-ce que le contrôle national de qualité ?
L’activité des laboratoires d’analyse médicale est strictement encadrée par la réglementation. La loi n°2013-442 du 30 mai 2013 sur la réforme de la biologie médicale a instauré une accréditation obligatoire des laboratoires selon la norme ISO EN NF 15189*. Parallèlement, l’Agence Nationale de Sécurité du Médicament et des Produits de Santé (ANSM) assure un contrôle national de la qualité des résultats d’analyses. Ce contrôle est encadré par un décret publié au Journal officiel.2
Le contrôle national de la qualité consiste à comparer les résultats de l’ensemble des laboratoires d’analyse sur un même échantillon par une même technique. Les résultats d’un laboratoire sont comparés à ceux obtenus par tous les autres laboratoires nationaux, ce qui permet d’évaluer la qualité des données obtenues.2
Quels paramètres influencent la qualité des résultats ?
La qualité des analyses repose sur la précision des résultats, qui dépend de plusieurs facteurs :
- la qualité et le bon fonctionnement de l’appareil de mesure ;
- le respect du mode opératoire de l’analyse à effectuer (les différentes étapes à suivre pour la préparation et l’analyse de l’échantillon) ;
- le respect des normes de qualité applicables aux produits utilisés (réactifs chimiques, gaz spéciaux, …).
La pureté et la qualité des gaz spéciaux utilisés dans les laboratoires contribuent ainsi à la précision et la qualité des résultats.
Des gaz spéciaux dans les laboratoires d’analyses
Différents gaz spéciaux sont nécessaires pour l'étalonnage et le fonctionnement d'appareils utilisés dans les laboratoires d'analyses médicales. Ces gaz sont utilisés soit purs, soit en mélange. La composition des gaz, y compris leur niveau d’impuretés et les proportions dans les mélanges, constitue un facteur influençant la fiabilité des résultats d’analyse.3
L’un des principaux risques est la présence d’impuretés. L’existence de contaminants, même à l’état de traces, peut perturber un étalonnage, contaminer une culture microbiologique, fausser un résultat d’analyse ou induire une variabilité entre les mesures. De telles erreurs peuvent avoir un impact important sur le diagnostic ou le suivi des patients.
Les impuretés à surveiller
Trois principales impuretés sont particulièrement surveillées :
- L’humidité (c’est-à-dire la présence résiduelle d’eau (H2O) dans le gaz) ;
- L’oxygène (O2) ;
- Des hydrocarbures (CnHm) (normalement éliminés au cours des procédés de production des gaz)3.
Pour que le gaz puisse être utilisé, les impuretés ne doivent pas dépasser un seuil maximal défini par la réglementation. Des techniques spécifiques permettent de contrôler la pureté des gaz pendant et après leur fabrication.3
Les applications clés des gaz en laboratoire d'analyses médicales
L'étalonnage et le contrôle qualité des appareils de mesure
L’étalonnage d’un appareil de mesure consiste à vérifier et à ajuster l’équipement avec une substance étalon. Cette étape est capitale pour garantir la justesse, la précision et donc la fiabilité des analyses effectuées.
Les laboratoires d’analyses médicales utilisent de nombreux appareils : des analyseurs des gaz du sang*, des appareils de chromatographie, des automates ou analyseurs d’hématologie, des appareils de spectrométrie, etc. Un certain nombre de ces appareils nécessitent l’emploi de gaz spéciaux pour leur étalonnage. Par exemple, l’étalonnage des analyseurs de gaz du sang nécessite un mélange de gaz contenant des proportions précises d’oxygène (O2), de dioxyde de carbone (CO2) et d’azote (N2).
A quel moment faut-il étalonner les appareils ?
Les appareils sont étalonnés quotidiennement en début de journée, parfois même plusieurs fois par jour avant chaque série de mesures. Le fabricant de l’appareil précise dans quelles conditions, à quelle fréquence et avec quel gaz l’appareil doit être étalonné. Cette étape est essentielle pour assurer la qualité des résultats d’analyse.
Un environnement stable et contrôlé pour les cultures cellulaires
Les cultures cellulaires occupent une place croissante dans les activités de recherche des laboratoires de biologie médicale. La biologie cellulaire et tissulaire est en plein essor et nécessite d’optimiser les procédures de culture de différentes cellules, issues d’une variété importante de tissus. Tester de nouveaux médicaments, permettre le développement d’un ou plusieurs embryons à partir d’ovocytes prélevés lors d’une Fécondation In Vitro (FIV), faire croître des échantillons de peau en vue d’une greffe cutanée, sont quelques exemples d’applications des cultures cellulaires.
Un environnement de culture strictement contrôlé
Pour réussir une culture cellulaire, il est impératif de maîtriser l’ensemble des conditions de culture : la température, le pH, l’humidité, la composition de l’air ambiant, etc. Un changement de pH peut par exemple entraîner la mort des cellules en seulement quelques heures. Le contrôle des milieux de culture cellulaire peut nécessiter l’emploi de certains gaz spéciaux :
- le dioxyde de carbone (CO2) pour la régulation du pH ;
- l’azote (N2) pour induire une hypoxie (diminution du taux d’oxygène), voire une anaérobiose (culture en l’absence d’oxygène) ;
- l’oxygène (O2)pour cultiver des cellules en milieu aérobie ;
- des mélanges de deux ou trois gaz pour répondre à des exigences particulières.
Des sondes placées dans les incubateurs, les bioréacteurs ou les microscopes permettent en temps réel de mesurer les proportions des différents gaz et d’ajuster si besoin la composition du milieu de culture.
La culture cellulaire est une technique de pointe, qui repose sur la maîtrise des conditions de culture, notamment par l’utilisation de réactifs et de gaz répondant à des critères de qualité adaptés.
La chromatographie en phase gazeuse (CPG) pour des analyses médicales spécifiques
La chromatographie en phase gazeuse (CPG) est une technique qui permet de séparer, d’identifier et de quantifier des substances en phase gazeuse, par exemple des médicaments ou des stupéfiants. Les appareils utilisés nécessitent l’emploi d’un gaz vecteur, qui assure le cheminement de l’échantillon dans l’appareil tout au long de l’analyse.
Quels gaz pour la CPG ?
Les gaz vecteurs choisis, par exemple l’hélium (He), l’azote (N2) ou l’hydrogène (H), sont des gaz inertes vis-à-vis des substances à détecter, c’est-à-dire qu’ils n’interfèrent pas avec l’échantillon. Néanmoins, si ces gaz renferment des impuretés, ces dernières peuvent interagir avec les substances à doser et perturber leur séparation et/ou leur détection. La qualité et la pureté des gaz vecteurs sont des paramètres importants pour obtenir des résultats d’analyse fiables et reproductibles.
La fiabilité et la reproductibilité des analyses en CPG sont d’autant plus essentielles que cette technique est notamment utilisée dans les analyses toxicologiques requises en médecine légale, par exemple pour comprendre l’origine d’un décès, suspecté d’être d’origine criminelle.
FAQ
Qu’est-ce que la norme NF EN ISO 15189 ?
Cette norme de qualité s’adresse spécifiquement aux laboratoires d’analyses médicales. Elle définit des exigences en matière d’organisation et de management de la qualité au sein de ces structures. Parmi les exigences de cette norme, figurent certains indicateurs qui concernent les gaz spéciaux, notamment la gestion des risques, la performance des fournisseurs, les exigences techniques, l’identification et le contrôle des non-conformités.
Qu’est-ce que l’analyse des gaz du sang ?
L’analyse des gaz du sang artériel s’effectue par une ponction de sang artériel généralement au niveau du poignet. Cette ponction est différente d’une prise de sang veineux. L’analyse des gaz du sang permet de connaître les taux d’oxygène (O2) et de dioxyde de carbone (CO2) dans le sang artériel, et donc d’évaluer la fonction pulmonaire. Elle permet aussi de déterminer le pH du sang et donc de mettre en évidence un trouble acido-basique (baisse ou hausse anormale du pH).
Qu’est-ce que le liquide cérébrospinal ?
Le liquide cérébrospinal, anciennement appelé le liquide céphalorachidien, est le liquide dans lequel baigne le cerveau et la moelle épinière. Il est contenu dans les méninges. Son analyse peut être déterminante pour le diagnostic de certaines pathologies neurologiques, notamment la sclérose en plaques (SEP).
Qu’est-ce qu’une biobanque ?
Une biobanque désigne une entité chargée de collecter et de gérer des échantillons biologiques (cellules, tissus, virus, bactéries, liquides biologiques, …) ainsi que les données qui y sont rattachées (par exemple les résultats d’une analyse sanguine). Les biobanques jouent un rôle clé dans la recherche médicale : la fourniture et le stockage d’échantillons biologiques, des bases de données médicales, un historique des analyses, etc.
Références
2 ANSM. Qu’est-ce que le contrôle national de qualité ? 27 octobre 2023. https://ansm.sante.fr/documents/reference/controle-national-de-qualite-des-analyses-de-biologie-medicale/quest-ce-que-le-controle-national-de-qualite
3 Sistec. Mesure de traces - pureté. Consulté le 6 août 2025. https://www.sistec-instrumentation.com/applications/purete-des-gaz/
4 HAS. Cryopréservation de tissus, cellules et liquides biologiques issus du soin. Recommandations. Septembre 2009. https://www.has-sante.fr/upload/docs/application/pdf/2010-02/cryopreservation_-_recommandations.pdf