Academic literature on the topic 'Spectrométrie de masse à haute résolution'

Les avancées techniques en spectrométrie de masse à haute résolution (SMHR), concomitantes au développement d’outils bio-informatiques, permettent aujourd’hui la détection simultanée de plusieurs dizaines de milliers de signaux chimiques dans des matrices biologiques, correspondant à des molécules d’origine exogène (dont les xénobiotiques) et à des molécules endogènes. Ces nouvelles approches reposant sur la SMHR, dites « non ciblées » car sans a priori, représentent une opportunité unique pour caractériser à grande échelle l’exposition de populations humaines aux composés chimiques (ce que l’on appelle exposome chimique interne), et ainsi mieux appréhender leur rôle dans la survenue de maladies chroniques.

L’analyse non ciblée connaît une forte période de croissance dans le domaine de l’analyse environnementale, car elle ouvre le champ des investigations de la qualité des milieux à un très grand nombre de composés. Cet article consiste en un retour d’expérience de 12 laboratoires français sur les pratiques et les précautions à considérer lors de la réalisation d’analyses non ciblées, en particulier pour la recherche de composés suspects dans les échantillons issus des milieux aquatiques. En effet, si cette technique apporte des informations nouvelles et très prometteuses, elle n’en reste pas moins une technique complexe qu’il convient d’utiliser avec de nombreuses précautions pour assurer des résultats de qualité. La réflexion commune entreprise dans le groupe de laboratoires, a permis de synthétiser des informations techniques afin de présenter les enjeux de cette méthodologie d’intérêt majeur en analyse environnementale de façon simple et accessible aux laboratoires, demandeurs d’analyse ou toute personne intéressée par ce type d’approche. Les verrous liés à la spécificité des analyses non ciblées, au développement de méthodes et au rendu de résultats ont été développés pour fournir des clés de compréhension pour les laboratoires et les utilisateurs de résultats. Ce travail s’attache ainsi à être un guide de découverte de la technique pour les personnes désireuses de voir ce que peut apporter l’analyse non ciblée, mais également un guide de bonnes pratiques pour celles et ceux qui acquièrent ou qui analysent des données issues de ces techniques.

PARMI LES DIFFERENTES SOURCES NATURELLES DE COMPOSES BIOLOGIQUEMENT ACTIFS, LES VENINS REPRESENTENT, DE PAR LA GRANDE VARIETE DE LEURS CONSTITUANTS, UNE CIBLE DE CHOIX POUR LA RECHERCHE MEDICALE. LES TOXINES QU'ILS CONTIENNENT SONT VARIEES ET COMPRENDRE LEUR MODE D'ACTION DANS LE BUT DE SYNTHETISER DES ANALOGUES D'INTERET PHARMACOLOGIQUE PASSE PAR UNE DETERMINATION PRECISE DE LEUR STRUCTURE CHIMIQUE AVEC LA CONTRAINTE QUE LA FAIBLE QUANTITE DE MATERIEL GENERALEMENT DISPONIBLE REND L'ENSEMBLE DES PROCESSUS DE SEPARATION ET DE CARACTERISATION TRES DELICAT. C'EST DANS CE CONTEXTE QUE SE SITUE CETTE THESE DONT L'OBJECTIF A ETE DE METTRE AU POINT DE NOUVELLES STRATEGIES D'ANALYSE PAR SPECTROMETRIE DE MASSE A HAUTE RESOLUTION DE NOUVELLES TOXINES PEPTIDIQUES. CETTE THESE A PARTICULIEREMENT CIBLE L'ETUDE DE TOXINES PEPTIDIQUES DE CONES (MOLLUSQUES UTILISANT UN HARPON VENIMEUX POUR ATTEINDRE ET PARALYSE! R LEUR PROIE) ET DE SERPENTS. AU FINAL, LA SPECTROMETRIE DE MASSE A HAUTE RESOLUTION S'EST REVELEE COMME UN OUTIL TRES PUISSANT POUR LA CARACTERISATION DE PETITES TOXINES MODIFIEES PAR SES GRANDES CAPACITES EN TERMES DE PRECISION SUR LA MESURE DE MASSE MAIS AUSSI DANS L'ETUDE DE PLUS GROSSES TOXINES POUR LESQUELLES LA RECENTE TECHNIQUE DE DISSOCIATION PAR CAPTURE D'ELECTRON S'EST MONTREE DES PLUS PERFORMANTES.

L'aérosol atmosphérique a des effets sur le changement climatique global et un impact sanitaire non-négligeables. Dans l'aérosol atmosphérique terrestre, les composés organiques représentent une fraction importante. Du fait de l'extrême complexité de cette fraction organique et des processus dynamiques qui l'animent, une fraction non négligeable de celle-ci n'est pas clairement identifiée à ce jour malgré des techniques d'analyses toujours plus nombreuses. Dans cette thèse, nous avons voulu explorer la richesse d'information fournie par une technique innovante : la spectrométrie de masse à haute résolution (HRMS). La haute résolution du LTQ-Orbitrap fournit une extrême précision sur la masse des molécules analysées et permet d'en identifier les formules brutes. Tout d'abord, nous avons utilisé cette nouvelle méthode de caractérisation afin d'élucider en laboratoire des mécanismes de production de l'aérosol se déroulant en phase aqueuse. Associée à une caractérisation par RMN, la HRMS nous permet d'identifier des voies de fabrication de composés de faible poids moléculaires (acides carboxyliques, aldéhydes, cétone) ainsi que des composés à haut poids moléculaire : les oligomères formés se transforment en HULIS au cours de leur vieillissement. Le fait que la méthacroléine (MACR) et la méthyl-vinyl-cétone (MVK), les deux principaux produits d'oxydation de l'isoprène, forment des AOS en phase aqueuse avait été précédemment montré. Ce travail montre que les précurseurs des AOS sont différents selon l'isomère et que les séries d'oligomères formées atteignent 1400 Da.. L'étude HRMS des produits permet de proposer un mécanisme radicalaire d'oligomérisation de la MVK. L'analyse HRMS des produits de la MACR montre qu'en plus du mécanisme valable pour la MVK, la réactivité de la MACR engendre co-polymérisation et production d'Hulis. Une signature HRMS des Hulis a été mise en évidence. Ensuite, nous avons utilisé les méthodes de traitement de données HRMS pour tenter de les appliquer à l'identification d'aérosol ambiant. Les composés organiques représentent la fraction majeure des particules de l'aérosol atmosphérique ; une grande partie reste mal identifiée. Une compréhension détaillée des sources et des procédés de transformations est nécessaire. L'investigation de la composition chimique des particules de matière fine et ultrafine peut être apporter par HRMS. L'ESI-Orbitrap apporte une description moléculaire qui détermine les propriétés chimiques et physiques de l'aérosol organique. Les particules ont été échantillonnées selon leur taille respective. Les prélèvements ont été fait à Grenoble en été et en hiver. Une comparaison saisonnière permet d'identifier des signatures chimiques différentes. Enfin, une intercomparaison est établie avec des échantillons d'une troisième campagne prélevées en proximité routière: MOCOPO
Atmospheric aerosol has an important impact on the radiative balance of Earth. Organics compounds represent the major fraction of atmospheric aerosol particles; a large part is still not well characterized. A detailed understanding of the sources, transformations processes and fates of organics aerosols is needed. This work investigates the ability of the ESI-Orbitrap to characterize organics molecules of aerosol. Firstly, experimental and analytical methods were developed to unveil mechanistic ambiguities that were previously shown. Methacrolein (MACR) and methyl vinyl ketone (MVK) (the two main gas phase atmospheric oxidation products of isoprene) were known to form oligomers and secondary organic aerosol (SOA) upon aqueous phase OHoxidation and subsequent water evaporation. For the two precursors, ESI-MS analysis of the reacting solutions brought clear evidence for the formation of oligomer systems having a mass range of up to 1400 Da.. Taking advantage of the regularities observed in the oligomer systems, the ESI-HRMS data were used to propose stoichiometries for more than 75% of the observed signal. Moreover, we show here that MACR oligomers aging give rise to HULIS production. In addition, global estimates of secondary organic aerosol (SOA) formation flux show that current descriptions miss a large fraction of the sources. This gaping underestimation has been linked to a poor understanding of aerosol functionalization in the atmosphere and lead to the formation of a new conceptual framework for the description of the aerosol, based on volatility versus polarity plots. This new framework is almost exclusively based on High Resolution Time of Flight Aerosol Mass Spectrometer(HR-Tof-AMS) data, as this instrument gives access to average H:C, N:C and O:C ratios for the bulk aerosol. The AMS estimates for O:C and H:C ratios are thus based on heavy fragmentation of organics followed by stoichiometry attribution on those fragments. Given the resolution of the HR-ToF-AMS, such an attribution is not feasible above a certain mass, making fragmentation a necessary aspect of the measurement. Conversely, Orbitrap-HRMS provide a resolution of 100,000 at m/z 400, with a mass range 50 – 2000 amu, enabling stoichiometry retrieval up to higher masses than the AMS. Coupled to a “soft” electrospray ionization method, Orbitrap-HRMS gives O:C and H:C ratios on entire molecules in the analysed mixture. We used samples from three contrasted field campaigns: the two first at an urban kerbside site in summer and in winter, the third one in the roadway vicinity (Grenoble, France). Accelerated Solvent Extraction provides a clear overview of the chemical composition of organic extracts from aerosol particles collected at different season at an urban site. The elemental composition was obtained within 2-5 ppm, on the range 150-300 m/z. However, this study shows that both ionization polarity were needed to get a complete picture of the chemical composition of the samples. We showed that Esi-Orbitrap-HRMS allows to compute a statistical distribution of the elementary ratios that is different from a simple average value. Keywords: HRMS, SOA

La spectrométrie de masse est un outil performant pour identifier des biomarqueurs protéines dans des fluides biologiques. Plusieurs modes sont accessibles dont le mode « Data Independent Acquisition » (DIA), qui permet une sélection et une fragmentation exhaustive de tous les peptides détectables par l'appareillage. Cependant, ce mode génère des spectres de (co)-fragmentation très complexes rendant l'étape d'identification délicate. Pour surmonter cette limitation, nous nous sommes tournés vers une méthode d'activation des ions spécifique. La photodissociation laser (LID) à 473 nm, longueur d'onde à laquelle les peptides n'absorbent pas naturellement, a été implémentée dans un appareil Qexactive. La spécificité de fragmentation est induite après dérivation spécifique des peptides à cystéine (acide aminé rare présent globalement à 2 % mais présent dans 89 % des protéines) à l'aide d'un chromophore absorbant à 473 nm. Dans un premier temps, une bibliothèque de 354 spectres LID de peptides à cystéine dérivés a été créée pour le développement de la méthode DIA-LID. Cette méthodologie DIA-LID a ensuite été utilisée pour identifier et quantifier des biomarqueurs protéines kinases humaines putatifs endogènes au sein d'un extrait cellulaire mammaire cancéreux humain. Les comportements de fragmentation de 401 peptides à cystéine dérivés en LID à 473 nm ont également été étudiés permettant l'optimisation des méthodes d'identification et de quantification. Pour finir, une nouvelle méthodologie, intitulée C-trap-LID, a été appliquée pour repérer et extraire rapidement tous les m/z des ions précurseurs détectables par l'appareillage ayant photo-fragmentés dans une matrice complexe
Mass spectrometry is a powerful tool to detect putative proteins biomarkers in biological samples. Several methods are accessible, including Data Independent Acquisition (DIA) which allows the fragmentation of all detectable peptides in high resolution mass spectrometer. However, DIA methods are not able to exhaustively identify compounds due to the excessive complexity of fragmentation spectra of multiple precursor ions. Thus, we developed an alternative technique that adds specificity during fragmentation step to detect only a subset of peptides. We replaced the classical gas-collision fragmentation by a highly specific laser-induced photodissociation (LID) at 473 nm, for which peptides do not naturally absorb, in a Q-exactive. The specific absorption and photofragmentation is induced by grafting an adequate quenching chromophore to the thiol group of cysteine-containing peptides (a rare amino acid with a frequency of 2 % but present in 89 % of all human proteins) through a chemically controlled route. First, to develop the DIA-LID method, a spectral library including LID spectra of 354 cysteine-containing peptides was built. Then, this methodology was used to identify and quantify putative human protein kinases biomarkers in human cancerous mammalian cells. Simultaneously the fragmentation behavior of 401 derivatized cysteine-containing peptides was studied to rationalize the choice of peptides to provide the maximum of information to identify them in LID for discovery approaches. In closing, a new methodology named C-trap-LID, was introduced and applied to spot and extract quickly m/z related to all detectable derivatized cysteine-containing compounds in complex medium

L’objectif de ce travail de thèse est de développer une base de données spectrale pour faciliter l’annotation et l’interprétation biologique des jeux de données d’analyse métabolomique obtenus en utilisant la chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse. Deux approches ont été utilisées : l’identification par comparaison aux spectres de masse de composés de références et l’identification directement à partir des données biologiques. Pour la première approche une chiomiothèque de métabolite a été constituée et analysée. L’identification à partir de données biologiques a été réalisée sur une cohorte de volontaires de 227 individus travaillant au CEA. 244 métabolites ont ainsi été identifiés dans les urines humaines, donc 78 jamais été décrits comme faisant parti du métabolome urinaire. 139 métabolites ont également était caractérisés sur la base de leur masse précise mais sans identification formelle. Ces 383 métabolites représentent environ 1000 ions dans chacun des modes d’ionisation. Les variations physiologiques au sein de la cohorte, en fonction de l’âge, du poids et du genre, de ces différents métabolites ont été étudiées afin de construire une base de données relationnelle. Enfin, le métabolome urinaire pouvant être affecté par les conditions de prélèvement des échantillons d’urines, nous avons réalisé des études de stabilité dans les conditions de prélèvement des métabolites précédemment caractérisés. Ces études nous ont permis de proposer des recommandations en termes de conditions de prélèvement et de stockage à court terme des urines et de mesurer l’impact de la contamination bactérienne sur les concentrations de différents métabolites urinaires

Tout au long du procédé d’élaboration d’un vin, des réactions d’oxydation peuvent se produire y compris au cours du vieillissement en bouteilles. Depuis quelques années, la profession viti-vinicole est confrontée au problème de l’oxydation prématurée des vins blancs.. A ce jour, peu d’études ont pu apporter des explications d’ordre chimique à ce phénomène, et les mécanismes réactionnels intervenant restent peu connus.L’objectif de ce travail de thèse est d’apporter, au travers d’une analyse moléculaire non ciblée en spectrométrie de masse à transformée de Fourier et à résonance cyclotronique des ions (FT-ICR-MS) couplée à une étude chimiométrique, des réponses originales aux questions posées par la problématique actuelle d’oxydation prématurée des vins blancs. Nous avons montré suite à l’étude d’une série de vins oxydés prématurément non seulement la grande diversité chimique des vins, mais aussi la présence d’un ensemble de masses typiques associées à ce phénomène. Pour une meilleure compréhension de l’origine de cette problématique, nous avons considéré deux autres types d’oxydation : une oxydation relative exclusivement à un apport contrôlé en oxygène et une autre relative à l'évolution naturelle de vins en bouteilles. Cette dernière consiste en le suivi de l'évolution des espaces chimiques de séries verticales de vins blancs et rouges en fonction du temps. Sur la série verticale des vins blancs allant de 1979 à 2006, une charnière à l’année 1990 a été observée avec des groupes de masses typiques de chacun des vins jeunes (1979-1990) et des vieux vins (1991-2006).La comparaison entre les espaces chimiques discriminants chacun de ces trois types d’oxydation ne révèle la présence que de trois masses en commun, ce qui appuie l'hypothèse de causes multiparamétriques à l’oxydation prématurée des vins blancs, qui ne serait donc pas un phénomène du exclusivement à une exposition non contrôlée à l'oxygène.Des essais d’élucidation structurale en FT-ICR-MS/MS des masses discriminantes des vins oxydés et de la série verticale ont été effectués et des schémas de fragmentation pour certaines masses sont proposés
During winemaking processes, many oxidation reactions may occur especially during the aging period. Recently, white wines are characterized by a problem of premature oxidation for which few studies have provided chemical explanation. To date, the involved mechanisms in this phenomenon remain poorly understood.The aim of this thesis project is to provide, through an untargeted molecular analysis using Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry (FT-ICR-MS) coupled to chemometric analysis, original clue to understand the premature oxidation of white wines. Based on the study of a series of premature oxidized white wines, we were able to elucidate the high complexity and the chemical diversity of wine, and got out typical masses characterizing the oxidation state. In order to better understand the origin of this phenomenon, we considered two alternative possibilities of oxidation: the first one induced by oxygen, and the second through a natural evolution of wines in bottles. The latter included the monitoring of the chemical evolution of white and red wines as a function of time. A very interesting result was obtained on the vertical series of white wines from 1979 to 2006, where two groups were separated at the 1990 vintage to provide a group of old wines (1979-1990) and a group of new wines (1991-2006). Typical discriminant masses were found for each group.A comparison between the chemical spaces discriminating each of the three types of oxidation (premature oxidation, oxidation with oxygen and natural evolution of wine in bottle) revealed very few common masses that may indicate that the phenomenon of premature oxidation is indeed influenced by multiple factors.Finally, a structural elucidation of the typical masses of the groups of oxidized and aged wines were established using FT-ICR-MS/MS. Possible fragmentations schemes of some of these masses were proposed

L'association échanges hydrogène/deutérium et spectrométrie de masse (HDX/MS) est devenue un outil analytique de choix pour l'étude de la structure et dynamique des protéines. L'approche classique "bottom-up" repose sur la digestion à la pepsine de la protéine deutérée et analyse des peptides protéolytiques par MS. Malheureusement, cette approche souffre de deux limitations majeures : (1) la résolution limitée par la taille des peptides après digestion et (2) l'échange inverse en solution avant l'analyse par MS. La MS en tandem classique ne peut pas être utilisée pour améliorer la résolution depuis que des expériences CID (Collision Induced Dissociation) sur des peptides deutérés ont montré une migration intramoléculaire des deutériums avant dissociation ("scrambling"). Par conséquent, il y a un grand intérêt à développer des approches HDX/MS alternatives pour améliorer les problèmes d'échange inverse, scrambling et résolution. Ce travail a donc consisté à mettre au point une méthode top-down HDX/MS robuste. Un nouveau système d'introduction des protéines deutérées dans le spectromètre de masse, appelé "cryosource", a été développé et les techniques d'activation basées sur la capture/transfert d'électron ont été utilisées. Il a récemment été montré que les méthodes ECD/ETD réduisaient le scrambling dans des conditions contrôlées avec une résolution à l'acide aminé près. L'utilisation de la cryosource a permis de diminuer l'échange inverse pendant des temps longs et avec des débits faibles. L'optimisation de tous les paramètres a été réalisée sur des peptides/protéine modèles. Notre objectif final était que notre approche soit applicable à l'analyse structurale du complexe aIF2
The association of hydrogen/deuterium exchange and mass spectrometry (HDX/MS) has been emerged as a powerful analytical tool for probing structural and dynamic features of proteins. In classical bottom-up approach, the deuterated protein is digested by pepsin and the proteolytic digest is analyzed by mass spectrometry. Unfortunately, this approach suffers from two main drawbacks: (1) the resolution, which is limited by the size of the peptides after digestion and (2) the back-exchange that can take place in solution before the analysis by mass spectrometry. Classical tandem mass spectrometry cannot be used to improve resolution since Collision Induced Dissociation (CID) experiments on deuterated peptides have been shown for intramolecular deuterium migration before backbone cleavage ("scrambling"). Therefore, there is a great interest in the development of alternative HDX/MS approaches in order to improve back-exchange, scrambling and resolution problems. In this work, a complete optimized workflow for robust top-down HDX/MS has been set up. New system has been developed for introduction of the deuterated samples in the mass spectrometer, named "cryosource" and electron-based activation techniques, Electron Capture/Transfer Dissociation, were used. ECD and ETD have been shown recently to fragment, in proper experimental conditions, entire deuterated proteins with minimized scrambling and single residue resolution. The cryosource leads to negligible back-exchange during long periods of time and allows low flow rates. Optimization of all parameters was done using model peptides and protein. Our final goal was to use this methodology for the structural analysis of the complex aIF2

Cette thèse vise à démontrer la pertinence de la chromatographie en phase supercritique (SFC) et de son couplage à la spectrométrie de masse tandem haute résolution (HRMS/MS) quant à l’étude de produits naturels en mélange complexe. Pour y parvenir trois projets ont été menés en parallèle.Une méthode d’analyse structurale ciblée sur les acétogénines d’Annonaceae a été développée. Le recours à une cationisation post-colonne par des sels de lithium a permis d’obtenir les informations structurales recherchées. Des études ont également été menées quant à l’influence de la nature du cation sur la conformation de l’adduit formé et les voies de fragmentation observées.Une séparation de composés polaires et ionisables a également été mise au point à travers l’étude des nucléosides modifiés de l’ARN. La SFC-HRMS permet la séparation et l’étude d’un grand nombre de modifications et constitue donc un nouvel outil d’analyse pour le biologiste.Pour finir, une étude en lipidomique globale a également été entreprise. Bien que préliminaires, les premiers résultats semblent très prometteurs avec pour but de développer des méthodes d’analyses non ciblées associés à des outils d’annotation automatique.Pour chaque projet, la pertinence de nos approches a été vérifiée par l’étude d’échantillons réels et complexes permettant de tirer des conclusions réalistes quant aux possibilités de la SFC-HRMS/MS pour l’étude de composés naturels
This PhD work aims to demonstrate the relevance of supercritical fluid chromatography (SFC) and its hyphenation to high resolution tandem mass spectrometry (HRMS/MS) in the field of natural product analysis. Three different research projects were carried out.A new strategy for structural analysis of Annonaceous acetogenins was developed by SFC and targeted HRMS/MS including post-column lithium cationisation to give access to the relevant structural information. Investigations were conducted to observe the influence of cations onto the gas-phase conformation and fragmentation pathways.A separation of polar and ionisable compounds was also developed using modified nucleosides from RNA as models. The SFC-HRMS method led to the separation and analysis of several tens of modifications and demonstrated to be a new performant analytical tool for biologists.Finally, a global lipidomic approach was optimized. Preliminary results look compatible with the development of untargeted approaches using automatic annotation tools.For each project, the relevance of our work was evaluated analyzing complex samples to obtain a realistic point of view of the capabilities for SFC-HRMS/MS systems for natural product studies

L'association échanges hydrogène/deutérium et spectrométrie de masse (HDX/MS) est devenue un outil analytique de choix pour l'étude de la structure et dynamique des protéines. L'approche classique "bottom-up" repose sur la digestion à la pepsine de la protéine deutérée et analyse des peptides protéolytiques par MS. Malheureusement, cette approche souffre de deux limitations majeures : (1) la résolution limitée par la taille des peptides après digestion et (2) l'échange inverse en solution avant l'analyse par MS. La MS en tandem classique ne peut pas être utilisée pour améliorer la résolution depuis que des expériences CID (Collision Induced Dissociation) sur des peptides deutérés ont montré une migration intramoléculaire des deutériums avant dissociation ("scrambling"). Par conséquent, il y a un grand intérêt à développer des approches HDX/MS alternatives pour améliorer les problèmes d'échange inverse, scrambling et résolution. Ce travail a donc consisté à mettre au point une méthode top-down HDX/MS robuste. Un nouveau système d'introduction des protéines deutérées dans le spectromètre de masse, appelé "cryosource", a été développé et les techniques d'activation basées sur la capture/transfert d'électron ont été utilisées. Il a récemment été montré que les méthodes ECD/ETD réduisaient le scrambling dans des conditions contrôlées avec une résolution à l'acide aminé près. L'utilisation de la cryosource a permis de diminuer l'échange inverse pendant des temps longs et avec des débits faibles. L'optimisation de tous les paramètres a été réalisée sur des peptides/protéine modèles. Notre objectif final était que notre approche soit applicable à l'analyse structurale du complexe aIF2.

De nombreux micropolluants sont présents dans les eaux urbaines mais leur comportement et leurs produits de transformations dans les stations de traitement des eaux usées et dans l'environnement sont encore peu connus. Les méthodes d'analyse ciblées conventionnelles utilisées pour l'analyse de ces substances permettent de les détecter et de les quantifier à l'état de traces dans différentes matrices environnementales. Cependant, ces techniques s'appuient sur l'utilisation d'étalons de référence qui ne sont pas disponibles pour tous les composés, encore moins pour les produits de transformation qui sont souvent mal caractérisés ou tout simplement inconnus. Avec l'émergence de la spectrométrie de masse haute résolution (HRMS), de nouvelles stratégies d'analyses dites en mode suspect ou non-ciblées se sont développées. Elles permettent la détection d'un grand nombre de signaux et contribuent ainsi à l'analyse de composés connus ou pas. Cependant, ces nouvelles méthodes d'analyse sont longues et complexes et beaucoup d'études se concentrent sur un nombre limité des signaux priorisés. Ce travail a eu pour objectif de caractériser les méthodes analytiques disponibles pour ce type d'analyse, de la préparation d'échantillon à l'analyse des données en passant par la séparation chromatographique, avec des approches globales, afin de “traquer” les polluants organiques dans les eaux urbaines.La première partie de notre travail s'est concentrée sur la comparaison de méthodes de traitement de données en analyse non-ciblée. Différents logiciels ont été utilisés et comparés afin de tirer le maximum d'informations des données acquises par HRMS. Leur capacité à identifier précisément des composés a été évaluée. Cette stratégie d'exploitation des données étant longue, des méthodes de caractérisation plus globales ont ensuite été mises en place afin d'obtenir des résultats plus rapides à partir de données acquises par HRMS, sans diminuer la précision des informations obtenues. Ce travail a ainsi permis la mise en place d'un workflow permettant de traiter les données contenant des informations de mobilité ionique qui ne sont pas encore prise en charge par la majorité des algorithmes existant actuellement.La seconde partie a consisté à évaluer l'influence des méthodes, à la fois de préparation d'échantillon et d'analyse, de micropolluants organiques dans les eaux urbaines. Différents protocoles ont été appliqués à un même échantillon afin de comparer le type de composés retenus et détectés par les méthodes employées. Celles-ci ont été comparées en termes de richesse d'information et de gammes de propriétés physico-chimiques couvertes. De nombreuses différences ont été mises en évidence en fonction de la stratégie appliquée, montrant qu'il est impossible de pouvoir caractériser un échantillon dans son ensemble en utilisant un protocole unique. Notre souhait était de caractériser au mieux les méthodes employées afin d'apporter des informations sur le type de composés qui sont potentiellement analysables par chacune d'elles et donc que les utilisateurs le fassent en connaissance de cause.Ces approches ont été testées à travers l'évaluation des performances de procédés de traitement avancés pour l'élimination de micropolluants organiques dans les filières de traitement des eaux usées. Différents procédés d'oxydation (ozonation, photolyse UV, chloration, utilisation de peracides) ont été étudiés afin d'évaluer leur influence sur les mécanismes d'élimination des micropolluants organiques, notamment en termes de produits de transformation générés. La valeur ajoutée des stratégies d'analyse en suspect et en non-ciblé a été mise en évidence. En particulier, le suivi de l'évolution globale des échantillons (en lien avec le nombre de signaux observés) au cours du processus de traitement a montré que l'on pouvait aboutir à des conclusions parfois contradictoires par rapport à celles obtenues lors de l'analyse ciblée de composés connus ou réglementés
Many emerging micropollutants (such as personal care products, antibiotics, endocrine disruptors, etc.) are present in urban waters, but little is known about their behaviour and transformation products in wastewater treatment plants and in the environment. Conventional targeted analytical methods used for the analysis of these substances allow them to be detected and quantified at trace levels in different environmental matrices. However, these techniques rely on the use of reference standards that are not available for all compounds, let alone for transformation products that are often poorly characterized or simply unknown. With the emergence of high-resolution mass spectrometry (HRMS), new analysis strategies (called suspect or non-targeted approaches) have been developed in recent years. They allow the detection of a large number of signals and thus contribute to the analysis of known or unknown compounds. However, these new analytical methods are time consuming and complex and many studies focus on a limited number of prioritized signals. The objective of this work was to characterize the analytical methods available for this type of analysis, from sample preparation to data analysis through chromatographic separation, with global approaches, in order to "track" organic pollutants in urban waters by HRMS..Therefore, the first part of our work focused on the comparison of data processing methods in non-targeted analysis. Different softwares have been used and compared in order to get the maximum information from the data acquired by HRMS. Firstly, their capacity to precisely identify compounds was evaluated. As this data exploitation strategy is time consuming, more global characterization methods were then implemented in order to obtain faster results from data acquired by HRMS, without reducing the accuracy of the information obtained. This work has allowed the implementation of a workflow to process data containing ion mobility information that are not yet supported by the majority of existing algorithms.The second part of this work consisted in evaluating the influence of methods, both of sample preparation and analysis, of organic micropollutants in urban waters. Different protocols were applied to the same sample in order to compare the type of compounds retained and detected by the methods used. These methods were compared in terms of richness of information and range of physico-chemical properties covered. Numerous differences were highlighted depending on the strategy applied, showing that it is impossible to characterize a sample as a whole using a single protocol. Our wish was to characterize as well as possible the methods used in order to bring information on the type of compounds which are potentially analyzable by each one of them and thus that the users do it in knowledge of the facts.These approaches were then tested through the evaluation of the performance of advanced treatment processes for the removal of organic micropollutants in wastewater treatment plants. Different oxidation processes (ozonation, UV photolysis, chlorination, use of peracids) were studied in order to evaluate their influence on the removal mechanisms of organic micropollutants, especially in terms of transformation products generated. The added value of suspect and non-targeted analysis strategies was highlighted. In particular, the monitoring of the overall evolution of the samples (in relation to the number of signals observed) during the treatment process showed that different conclusions could be reached than those obtained during the targeted analysis of known or regulated compounds

Les trous noirs super-massifs se forment en symbiose avec leurs galaxies, avec une masse proportionnelle à celle du bulbe. Les observations à haute résolution permettent aujourd’hui de pénétrer dans la sphère d’influence du trou noir, d’apercevoir les tores moléculaires, et de comprendre les processus d’alimentation des trous noirs. Ceux-ci s’accompagnent souvent de processus de rétro-action ou feedback, qui modèrent la formation des galaxies.

Le présent rapport présente de nouvelles données géochimiques et les résultats de l’assurance de la qualité et du contrôle de la qualité (AQ/CQ) de la réanalyse d’échantillons de sédiments lacustres prélevés dans le nord du Manitoba (SNRC 64-G), prélevés sur une superficie approximative de 13 300 km2 avec une densité moyenne d’un échantillon par 15 km2. Les premiers programmes d’échantillonnage ont été réalisés en 1984 et les résultats sont présentés dans le dossier public 1105 de la Commission géologique du Canada. Des échantillons de sédiments lacustres provenant de 881 sites ont été réanalysés entre 2020 et 2022. Les échantillons ont été mesurés pour 65 éléments par aquarège modifiée – spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif, et pour 35 éléments par analyse d’activation neutronique instrumentale. Pour garantir des données géochimiques de haute qualité, les données ont été évaluées pour en vérifier l’exactitude, la précision et l’adéquation à l’usage. Les résultats de l’AQ/CQ ont permis d’identifier plusieurs éléments à surveiller attentivement en vue d’analyses futures.

Trois levés sismiques à haute résolution ont été réalisés sur le cours supérieur du lac Témiscamingue en 2019, 2021 et 2022 à l'aide d'une technologie de pénétration développée à la Commission géologique du Canada. Le but de ces levés était d'étudier l'origine des sédiments glaciolacustres faillés précédemment signalés. De telles structures de déformation peuvent être liées à un effondrement dû à la fonte lente de la glace enfouie, à des mouvements de masse gravitationnelle ou à un mouvement de failles profondes du substrat rocheux. De nouvelles observations révèlent une vallée profonde, allongée et érodée (tunnel) de 1,3 à 2,5 km de large et 28 km de long et située le long du bord escarpé ouest du lac. Le thalweg de cette vallée s'étend jusqu'à -150 m d'altitude et est rempli de jusqu'à ~240 m de sédiments. Plus de sédiments sont présents dans la partie supérieure du lac par rapport à la partie inférieure ; le point de division étant défini par une moraine qui forme un rétrécissement peu profond. Les marges du lac présentent quatre niveaux de terrasse qui sont cartographiés dans la zone de la baie Paulson du lac. Une grille étroite de levés de lignes sismiques révèle des réseaux de glissements de terrain enfouis et inactifs qui sont le produit de mouvements gravitationnels rampants de sédiments glaciolacustres en association avec des failles d'extension. Les levés révèlent également des trous de kettle (fonte des glaces), des cavités rocheuses et du diamicton à la base d'une séquence sédimentaire glaciolacustre. D'éventuelles structures d'affouillement et de remplissage d'icebergs sont également identifiées dans les dépôts glaciolacustres. Toutes les failles et mouvements de masse liés à la gravité observés lors des levés peuvent être expliqués par des processus glacio-tectoniques ou de mouvements de masse. Certains glissements de terrain pourraient avoir été déclenchés par des séismes induits par le rebond isostatique de la croûte terrestre lié à la fonte de l'inlandsis laurentien. Il n’existe aucun exemple de failles rocheuses profondes atteignant la surface proche et se prolongeant dans les sédiments glaciolacustres ou lacustres récents dans l’ensemble de données sismiques.