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Dissertations / Theses on the topic 'Spectrométrie de masse à haute résolution'
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Quinton, Loïc. "Caractérisation de toxines peptidiques par spectrométrie de masse à haute résolution." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2006. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00002201.
Full textAbstract:
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.
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Salque-Moreton, Guillaume. "Etude d'aérosol atmosphérique par spectrométrie de masse à très haute résolution." Thesis, Grenoble, 2014. http://www.theses.fr/2014GRENU013/document.
Full textAbstract:
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: MOCOPOAtmospheric 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
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Maubert, Marie-Anne. "Analyse de peptides cellulaires par spectrométrie de masse à très haute résolution : application à l'inflammation intestinale." Paris 6, 2011. http://www.theses.fr/2011PA066634.
Full text
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Garcia, Leny. "Développement d’une méthodologie couplant la photodissociation laser et la spectrométrie de masse haute résolution pour l’identification de nouveaux biomarqueurs." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSE1287/document.
Full textAbstract:
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 complexeMass 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
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Roux, Aurélie. "Analyse du métabolome urinaire humain par chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse à haute résolution." Paris 6, 2011. http://www.theses.fr/2011PA066575.
Full textAbstract:
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
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Boutegrabet, Lemia. "Approche métabolomique dans l'analyse de l'évolution oxydative des vins en spectrométrie de masse à très haute résolution." Thesis, Dijon, 2012. http://www.theses.fr/2012DIJOS025.
Full textAbstract:
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 proposésDuring 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
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Robine, Ophélie. "Développement de nouvelles méthodologies par spectrométrie de masse à très haute résolution pour l’analyse structurale de complexes protéiques." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/index.php?halsid=utgisp3o23e1vmcr3q46abm537&view_this_doc=pastel-00750754&version=1.
Full textAbstract:
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 aIF2The 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
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Laboureur, Laurent. "Profilage et élucidation structurale de produits naturels par chromatographie en phase supercritique et spectrométrie de masse tandem haute résolution." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS429/document.
Full textAbstract:
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 naturelsThis 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
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Robine, Ophélie. "DÉVELOPPEMENT DE NOUVELLES MÉTHODOLOGIES PAR SPECTROMÉTRIE DE MASSE A TRÈS HAUTE RÉSOLUTION POUR L'ANALYSE STRUCTURALE DE COMPLEXES PROTÉIQUES." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2012. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00750754.
Full textAbstract:
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.
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Huynh, Tinh Nghi Nina. "Caractérisation des eaux résiduaires urbaines par spectrométrie de masse haute résolution : influence de la stratégie analytique, limitations et perspectives." Electronic Thesis or Diss., Paris 12, 2022. http://www.theses.fr/2022PA120026.
Full textAbstract:
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 réglementésMany 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
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Tonleu, Temgoua Ranil Clément. "Simulation des dégradations environnementales de quelques pesticides électroactifs par couplage électrochimie : spectrométrie de masse haute résolution - calculs théoriques DFT." Electronic Thesis or Diss., Nantes, 2020. http://www.theses.fr/2020NANT4079.
Full textAbstract:
La simulation/prédiction des dégradations environnementales de xénobiotiques est un axe de recherche important qui permet de mieux comprendre les risques potentiels que représentent les contaminants organiques dans les systèmes environnementaux. L’objectif principal de ce travail de thèse est la mise en oeuvre des couplages hybrides associant un dispositif électrochimique (EC) avec les outils analytiques que sont la chromatographie liquide (CL) et la spectrométrie de masse (SM) [(couplages EC-CL-SM et EC-SM)] pour la simulation des dégradations dans l’environnement de quelques pesticides électroactifs. Le mécanisme de dégradation oxydative de ces pesticides a été étudié à l'aide d'une cellule électrochimique en flux directement couplée à un spectromètre de masse pour une identification rapide de leurs produits de dégradation. Dans un premier temps, l’élucidation du comportement électrochimique du diuron (herbicide phénylurées) a été possible au travers de l’identification de ses produits d’oxydation par l’utilisation des couplages EC-LC-SM et EC-SM. Dans un second temps, le mimétisme par électrochimie de la dégradation environnementale de sept autres herbicides (fénuron, monuron, isoproturon, chlortoluron, métoxuron, monolinuron, linuron) de la même famille que le diuron a été mise en oeuvre. La troisième partie a portée sur l'étude du comportement/dégradation électrochimique d'un fongicide de la famille des carbamates (carbendazime). En plus des produits de transformation connus pour ces pesticides étudiés, deux nouveaux produits de dégradation très instables ont été identifiés dans ce travail pour la première fois, principalement les quinones imine et les ions nitrenium. Tous les résultats obtenus au cours de cette étude ont été étayés par des calculs de mécanique quantique (DFT)The simulation/prediction of the environmental degradations of xenobiotics is an important field of research which allows to better understand the potential risks that represent organic contaminants in environmental systems. The main objective of this work is the implementation of hybrid couplings, associating an electrochemical device (EC) with analytical tools that are liquid chromatography (LC) and mass spectrometry MS [(EC-LC-MS and EC-MS couplings)] for simulation of the environmental degradation of selected electroactive pesticides. The oxidative degradation of this fungicide was studied using an electrochemical flow-through cell directly coupled to a mass spectrometer for rapid identification of their degradation products. Firstly, the elucidation of the electrochemical behavior of diuron (phenylurea herbicide) was possible through the identification of its oxidation products using EC-LCMS and EC-MS couplings. Secondly, the mimicry by electrochemistry of the environmental degradation of seven other herbicides (fenuron, monuron, isoproturon, chlortoluron, metoxuron, monolinuron, linuron) was implemented. The third part focused on the study of the electrochemical behavior/degradation of a fungicide of the carbamate family (carbendazim). In addition to the known transformation products for these studied pesticides, two new very unstable degradation products have been identified in this work for the first time, mainly quinones imine and nitrenium ions. All the results obtained during this study were supported by quantum mechanics calculations (DFT)
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Hautbergue, Thaïs. "Caractérisation chimique des métabolomes secondaires de Penicillium et Fusarium par marquage isotopique couplé à la spectrométrie de masse haute résolution." Thesis, Toulouse, INPT, 2017. http://www.theses.fr/2017INPT0110/document.
Full textAbstract:
Une méthode permettant de caractériser l’ensemble du métabolome secondaire de moisissures a été appliquée à la caractérisation des métabolomes de Penicillium nordicum, Penicillium verrucosum et Fusarium graminearum. Le substrat représentant l’unique source de carbone et d’azote des moisissures, chacun des champignons ont été mis en culture sur trois types de grains de blé: (i) grains naturels, (ii) grains marqués à 97% de 13C, et (iii) grains marqués à 53% 13C et 97% de 15N. Les extraits ont été analysés par HRMS. Les métabolites secondaires ont été spécifiquement détectés et leurs formules brutes ont été caractérisées. La caractérisation de nouveaux métabolites secondaires a ensuite été assistées par la génération de réseaux moléculaires de similarités MS/MS. L’étude de P. verrucosum et P. nordicum a permis de détecter 98 et 92 métabolites secondaires respectivement. Parmi eux, 80% étaient inconnus. La génération de réseaux moléculaires a permis de mettre en évidence un groupe de 25 composés se fragmentant de manière similaire. Seize de ces composés ont été identifiés comme étant des dérivés de fungisporines, des métabolites suspectés d’intervenir dans la croissance aérienne des champignons. Des analyses structurales ont permis de caractériser de nouveaux composés potentiellement impliqués dans l’infestation des denrées alimentaires. Le marquage du métabolome de F. graminearum par des isotopes stables a permis de mettre en évidence la production de 37 métabolites secondaires dont 29 inconnus lorsque le champignon se développe in vitro. Des analyses par MSn ont permis d’élucider les structures des fusaristatines C et DCharacterization of fungal secondary metabolomes became a great challenge in the last decades due to both the emergence of fungal threats, and the industrial interest of many natural products; In view of this, we recently developed an analytical strategy for fungal secondary metabolome characterization (Cano P. et al. Anal. Chem. (2013) 85:8412) based on untargeted MS metabolomics applied to labeled samples. This strategy has been here validated by application to the analysis of the complex secondary metabolomes of Penicillium verrucosum and Penicillium nordicum. HRMS acquisitions performed on specific isotopically labelled samples, MS/MS experiments and in-silico emerging tools such as molecular networks, allowed to characterize 181 metabolites, including 80% of new compounds, and the structural determination of seven potential new mycotoxins. Penicillium verrucosum (NRRL 5571) and Penicillium nordicum (NRRL 6062) were grown on wheat grains (Triticum aestivum) presenting different isotopic enrichments: (i) naturally enriched grains, (ii) 97% 13C, and (iii) 53% 13C / 97% 15N. Extracts of each culture were analyzed by HPLC coupled to a LTQ-Orbitrap mass spectrometer equipped with electrospray ionization, operating in the positive or the negative mode. Metabolites were then specifically detected according to the specific isotopic pattern of their respective isotopic enrichments. Known secondary metabolites were annotated using the Antibase database, then identified by comparison with standard compounds when available. Unknown secondary metabolites were annotated using molecular networks of MS/MS similarities (Watrous J. et al.; PNAS (2012) 109 E1743). Wheat grains representing the only source of carbon and nitrogen for fungal growth, the produced fungal secondary metabolites were either unlabeled (naturally enriched cultures), singly labeled (13C cultures) or doubly labeled (13C/15N cultures). This feature allowed discrimination of fungal metabolites against non-fungal compounds which remained unlabeled in the three substrates. Fungal origin was further confirmed by analysis of a control 12C wheat extract (without fungus). Furthermore, the comparison of m/z ratios of a same metabolite detected in the three different cultures, led to the unambiguous determination of the number of carbon and nitrogen atoms and therefore to the unambiguous characterization of its chemical formula. This approach previously developed and validated on a well characterized fungus, has been here successfully applied to the characterization of the complex and unknown secondary metabolomes of P. verrucosum and P. nordicum. Analyses of the two studied fungal strains allowed the detection of 181 secondary metabolites. Interestingly, only 20% of them are suspected to match known metabolites according to databases, meaning that 80% of this metabolome is unknown. To enhance unknown identification efficiency, a molecular network of MS/MS similarities has been generated from our data. A group of 24 metabolites with highly similar MS/MS spectra was highlighted on P. nordicum and P. verrucosum. Fifteen of them were identified as cyclic tetrapeptides from the fungisporin family. Tandem mass spectrometry experiments were performed to characterize the structure of these secondary metabolites. To the best of our knowledge, this is the first time these molecules are pointed out on these Penicillium species. More interestingly, seven of the other metabolites display some similarities with fungisporins, but have never been detected on fungal metabolomes. Furthermore, although the two studied strains are genetically close, these new metabolites seem to be strain specific
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Kiss, Agneta Kristina. "Mise en place d'outils analytiques et chimiométriques pour les études métabonomiques de matrices biologiques complexes par Spectrométrie de Masse Haute-Résolution." Thesis, Lyon 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LYO10125.
Full textAbstract:
Mes travaux de thèse mettent en avant le développement de la stratégie métabonomique dans le cadre de deux thématiques d'actualité : le domaine du dopage sportif (Partie A) et celui de l'Exposome (Partie B). La première partie regroupe deux études et a pour objectif d'évaluer la contribution de la métabonomique au développement de nouveaux outils de criblage du dopage. Au cours de ces études, je me suis intéressée à l'analyse non-ciblée d'échantillons d'urine d'athlètes dopés et non- dopés, fournis par l'Agence Française de Lutte contre le Dopage et par des volontaires. L'originalité de cette démarche réside dans son caractère non-ciblé et plus particulièrement, dans sa capacité à mettre en évidence des perturbations au niveau métabolique grâce à (i) la spectrométrie de masse haute résolution (ToF) et très-haute résolution (FT-ICR) et (ii) l'analyse de données multivariées. Des potentiels biomarqueurs du dopage au tétrahydrocannabinol, salbutamol et budésonide ont ainsi pu être mis en évidence. La deuxième partie de ma thèse a pour objectif d'évaluer l'impact de la vinclozoline sur le système hormonal de rats et répond ainsi aux besoins de la nouvelle réglementation. Pour cette étude, je me suis donc intéressée aux échantillons de testicules de rats ayant subi un traitement à la vinclozoline. De par son caractère compréhensif, l'approche métabonomique m'a permis d'apporter des informations complémentaires aux études ciblées réalisées auparavant. Ces travaux me permettent alors de mettre en évidence les apports et les limites de la stratégie métabonomique par rapport : (1) au choix et à la préparation des échantillons d'origine biologique, (2) aux avantages et aux inconvénients des différentes techniques analytiques, (3) aux possibilités en termes de traitement des données, (4) aux exigences statistiques et (5) à la valeur biologique des résultats obtenusMy research work highlights the development of a metabonomic strategy through two topical issues: the doping in sport (Part A) and the Exposome (Part B). The first part includes two studies and aims to assess the contribution of metabonomics to the development of new screening tools. During these studies, I focused on the non-targeted analysis of clean and doped urine samples provided by the French Anti-Doping Agency and by volunteers. The originality of this approach lies in its non-targeted nature and, particularly, in its ability to highlight metabolic disruptions by (i) high-resolution (ToF) and very high-resolution (FT ICR) mass spectrometry and (ii) the analysis of multivariate data. The implemented strategy revealed several potential biomarkers for the use of tetrahydrocannabinol, budesonide and salbutamol. The second part of this thesis aims to evaluate the impact of vinclozolin on the hormonal system of rats and thus meets the requirements of the new regulations. For this study, I focused on testes extracts coming from rats treated with vinclozolin. Due to its comprehensive nature, the metabonomic study provided additional information to the previous targeted approach. All these results highlight the contributions and the limitations of metabonomics with regard to: (1) the choice and the preparation of biological samples, (2) the advantages and disadvantages of different analytical techniques, (3) the opportunities in terms of data processing, (4) the statistical requirements and (5) the biological value of the results
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Liuu, Sophie. "Analyse protéomique ciblée à haute résolution : un outil puissant pour le diagnostic clinique à partir de prélèvements de tissus amyloïdes bruts." Thesis, Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066373/document.
Full textAbstract:
L'amylose une maladie rare, caractérisée par des agrégats insolubles de protéines extracellulaires. Trente types d'amyloses sont répertoriés et différenciés par la protéine amyloïdogène associée. Leur identification repose sur l'analyse immunohistochimique du tissu malade. Cependant, l'interprétation peut être ambigüe. La micro-dissection laser (LCM) et la spectrométrie de masse sont une alternative prometteuse. Nous avons développé une approche protéomique ciblée à partir de tissus traités par ultrasons. Nous avons montré que les biopsies prélevées chez des patients atteints de différents types d'amyloses peuvent être protéolysées sous ultrasons, ce qui augmente l'efficacité et réduit le temps de la digestion (90s au lieu de 15h), tout en minimisant la quantité de matériel nécessaire. Après une première étape de protéomique sans a priori pour le diagnostic clinique des patients présentant une amylose dans différents organes/tissus (reins, poumons, glandes salivaires, testicule, humeur vitrée et rate), nous avons optimisé une méthode de criblage dédiée à un transfert technologique vers les départements cliniques français. Pour cela, deux méthodes montrent des résultats très encourageants : la SRM (selected reaction monitoring) sur un spectromètre de masse à basse résolution, disponible dans certains laboratoires cliniques et la PRM (parallel reaction monitoring) accessible sur les instruments de dernière génération à très haute résolution, qui fournit rapidement des résultats. En conclusion, nous proposons ici un protocole spécifique pour le diagnostic robuste et la classification rapide des amyloïdosesAmyloidosis is rare disease that appears as an insoluble deposition of specific extracellular proteins. Thirty classes of amyloidosis have been reported and their diagnosis relies on the identification of the associated proteins by immunohistochemistry analysis of the affected tissues. However, its interpretation is highly dependent on the pathologist and can be ambiguous. Laser capture micro-dissection (LCM) and mass spectrometry are a promising alternative. We have developed a targeted proteomics approach from raw tissues treated with ultrasound. We showed that the biopsies taken from patients presenting different classes of amyloidosis can be proteolysed by ultrasonic treatment. This technique increases the efficiency and reduces the time of digestion (90s instead of 15h), while minimizing the amount of material needed. After a first unbiased proteomics study for clinical diagnosis of patients with amyloidosis in various organs/tissues (kidney, lung, salivary glands, testicle, vitreous humor and spleen), we have optimized a dedicated screening method for a technological transfer to the French clinical departments. For this, two methods show very promising results: SRM (selected reaction monitoring) on a low-resolution mass spectrometer, available in some clinical laboratories, and PRM (parallel reaction monitoring) available on the latest generation of high-resolution instruments which provide fast results. In conclusion, we propose here a specific protocol for a robust diagnosis and rapid classification of amyloidoses
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Zendong, Suzie Zita. "Développement de méthodes de spectrométrie de masse haute résolution (SMHR) pour le criblage des phycotoxines dans les échantillons biologiques et environnementaux." Nantes, 2015. https://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show/show?id=33e1584e-4889-4271-9a27-9274ed1707d8.
Full textAbstract:
Les phycotoxines, métabolites de microalgues peuvent s’accumuler dans les mollusques bivalves qui consommés, peuvent être à l’origine d’intoxications humaines. L’objectif de ce travail était de développer des méthodes de spectrométrie de masse haute résolution pour l’analyse de phycotoxines dans différents échantillons environnementaux. Dans un premier temps, l’échantillonnage passif a été mis en place et permis de détecter les toxines de microalgues pélagiques (vivant dans la colonne d’eau) et benthiques (vivant accrochées à un substrat) en France. Des méthodes d’analyse par spectrométrie de masse basse (SMBR) et haute résolution (SMHR) ont par la suite été développées. L’analyse comparative ciblée d’échantillons de moules et d’échantillonneurs passifs, a permis de mettre en évidence la présence d’effets matrice, indépendamment de l’instrument utilisé. Ces effets matrices se sont néanmoins avérés significativement moins importants avec les échantillonneurs passifs comparé aux moules. Cette constatation a présenté un intérêt dans le cadre de l’analyse non-ciblée L’analyse non-ciblée est l’un des avantages de la SMHR sur la SMBR. En effet, alors que l’analyse ciblée ne permet de détecter que les toxines connues et/ou réglementées spécifiquement recherchées, en analyse non-ciblée tous les composés ionisables présents dans un échantillon peuvent être détectés. Cette dernière approche a été mise en place à partir d’extrait d’échantillonneurs passifs déployés sur les côtes françaises et nigérianes, et permis, grâce à des outils statistiques une différentiation spatiale et temporelle de ces environnements marins selon leur profils chimiquesPhycotoxins are algal metabolites that can accumulate in seafood and, following consumption, cause human intoxication. The purpose of this work was to develop high resolution mass spectrometry methods for the analysis of phycotoxins in several environmental samples. Firstly, passive sampling was developed and enabled the detection of toxins from pelagic (living in the water column) and benthic (living on substrate) microalgae in France. Low resolution (LRMS) and high resolution (HRMS) mass spectrometry methods were then developed. The comparative targeted analysis of mussels and passive samplers allowed for highlighting the presence of matrix effects, irrespective of the instrument used. These matrix effects were however less pronounced with passive samplers than with mussels. Hence, passive sampling in combination with HRMS appears to be a useful tool in untargeted analysis of the marine environment. The advantage of HRMS over LRMS is the possibility of doing both targeted and untargeted analyses. Indeed, while one can only detect known/regulated toxins that were looked for in targeted analysis, in the untargeted approach all ionisable compounds present in a sample can be detected. This latter approach was implemented using extracts from passive samplers that had been deployed in French and Nigerian coastal areas. Thanks to the use of statistical tools, spatial and temporal differentiation of chemical profiles was achieved in these marine environments
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Crepier, Julien. "La chromatographie en phase supercritique couplée avec une détection UV et spectrométrie de masse haute résolution pour l’analyse d’échantillons complexes : application aux bio-huiles." Thesis, Lyon, 2018. http://www.theses.fr/2018LYSE1050/document.
Full textAbstract:
Ces travaux de thèse ont porté sur l'analyse de bio-huiles par chromatographie en phase supercritique (SFC) en couplage avec un détecteur UV et un spectromètre de de masse haute résolution (HRMS). Encore méconnue, cette technique est à ce jour peu répandue en comparaison avec la chromatographie gazeuse. En premier lieu, une optimisation basée sur la maximisation de la capacité de pics lors de l'analyse de la bio-huile a été mise en place. Pression, température, phases stationnaires et phases mobiles ont ainsi été sélectionnés pour parvenir à séparer un maximum de pics (soit plus d'une centaine de pics) sur la plus large fenêtre de rétention possible. Une fois la séparation maitrisée, un travail expérimental de couplage avec la spectrométrie de masse a été conduit tout d'abord sur un détecteur à simple quadripôle puis sur un détecteur à temps de vol avec un piège linéaire (IT-ToF/MS). Des expérimentations en fragmentation MS/MS ont ensuite été réalisées pour proposer une identification des espèces détectées. Le retraitement du grand nombre de données générées a aussi nécessité de développer un outil de retraitement adapté pour réaliser l'identification de formules brutes et proposer des structures développées à l'aide de la fragmentation et d'outils de comparaison ouverts, en libre accès sur Internet. La dernière partie de ces travaux a été consacrée à la comparaison des résultats obtenus sur une bio-huile par SFC-UV/HMRS, GCxGC-FI/MS et FT-ICR/MS. L'ensemble de ces travaux à vocation méthodologique a permis d'améliorer notre connaissance de ce type de couplage SFC-UV/HRM au travers d'exemples d'application liés à la caractérisation de matrices complexes ex-biomasseThis thesis focused on the analysis of bio-oils by supercritical fluid chromatography (SFC) in coupling with a UV detector and a high resolution mass spectrometer (HRMS). Still unknown, this technique is currently not widespread in comparison with gas chromatography. First, an optimization based on the maximization of peak capacity during the analysis of the bio-oil has been put in place. Pressure, temperature, stationary phases and mobile phases were selected to separate a maximum of peaks (more than a hundred peaks) on the widest possible retention window. Once separation optimized, an experimental work of coupling with the mass spectrometry was carried out first on a single quadrupole detector then on a time detector of flight with a linear trap (IT-ToF/MS). MS/MS fragmentation experiments were then carried out to propose an identification of the detected species. The reprocessing of the large number of data generated also necessitated the development of a reprocessing tool adapted to carry out the identification of molecular formulae and to propose developed structures using fragmentation and open-source comparison tools. The last part of this work was devoted to the comparison of the results obtained on a bio-oil by SFC-UV/HMRS, GCxGC-FI/MS and FT-ICR/MS. All of this methodological work has improved our knowledge of this type of SFC-UV / HRM coupling through application examples related to the characterization of ex-biomass complex matrices
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Svilar, Ljubica. "Elucidation de la structure des métabolites secondaires d'Hypoxylon fragiforme par spectrométrie de masse haute résolution et réactions ions-molécules en phase gazeuse." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00836214.
Full textAbstract:
Les champignons produisent une grande variété de composés/métabolites biologiquement actifs qui peuvent être utilisés à des fins médicinales et pharmaceutiques. Les mitorubrines, membres de la famille des azaphilones, constituent un ensemble particulièrement intéressant de métabolites secondaires, présentant une grande étendue d'activités biologiques (e.g. antimicrobienne, antibactérienne, antipaludique). Ce travail présente le développement de plusieurs approches de spectrométrie de masse permettant de résoudre la diversité structurelle naturelle et la complexité des azaphilones extraits des champignons Hypoxylon fragiforme. La première partie de ce manuscrit est dédiée au développement et à la validation d'une méthodologie analytique impliquant la chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse haute résolution pour la détection efficace et précise de traces d'azaphilones dans des extraits fongiques complexes. En outre, des expériences de spectrométrie de masse en mode tandem (par dissociation induite par collision, CID) et d'échange hydrogène/deutérium ont été effectuées pour élucider et caractériser les azaphilones et leurs analogues azotés chez Hypoxylon fragiforme. La deuxième partie est consacrée à l'application de ces différentes stratégies analytiques pour la caractérisation approfondie d'une nouvelle famille de métabolites secondaires dérivés des azaphilones, les mitorubramines. Enfin, ces différents métabolites secondaires ont été purifiés pour confirmer leur structure chimique par spectroscopie RMN
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Legrand, Anaïs. "Analyses métabolomiques d'urines de souris marquées au carbone-13 par chromatographie en phase liquide couplée à la spectrométrie de masse à haute résolution : vers l'identification de nouveaux biomarqueurs." Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2024. http://www.theses.fr/2024UPASF050.
Full textAbstract:
Les métabolites sont souvent décrits comme étant le groupe de molécules le plus proche du phénotype d'un individu. Ce sont alors des cibles de choix pour étudier les dysfonctionnements d'un organisme engendrés, par exemple, par une maladie. Leur identification reste pourtant un enjeu majeur de la métabolomique puisqu'il est estimé que plus de 80 % du métabolome humain reste inconnu. Une stratégie possible pour répondre à ce problème est de combiner la chromatographie en phase liquide couplée à la spectrométrie de masse à haute résolution (LC-HRMS), une technique d'analyse versatile et sensible, au marquage aux isotopes stables. Le marquage in vivo du métabolome entier d'un mammifère a ainsi été réalisé de façon inédite. Au cours de ce projet de thèse, le métabolome urinaire murin marqué in vivo au carbone-13 a pu être étudié par LC-HRMS. Les possibilités offertes par ce matériel biologique unique ont tout d'abord été évaluées en identifiant des composés connus puis en étudiant leur enrichissement en carbone-13. De nouveaux outils d'annotation fondés sur l’utilisation des propriétés isotopiques en LC-HRMS/MS ont alors pu être mis en place. Dans un second temps, une librairie spectrale duale ¹²C/¹³C permettant, notamment, de caractériser des signaux endogènes inconnus a été constituée. Enfin, l'élucidation structurale d'un nouveau métabolite endogène en matrice humaine, le dipeptide Stach-Pro, a pu être réalisée grâce à ces nouveaux outilsMetabolites are usually described as the group of molecules closest to an individual's phenotype. Therefore, they are often targeted to study dysfunctions (e.g., caused by a disease). However, their identification remains a major challenge in metabolomics. It is estimated that over 80% of the human metabolome remains unknown. One strategy to tackle this issue is to combine liquid chromatography coupled to high-resolution mass spectrometry (LC-HRMS), a versatile and sensitive analytical technique, with stable isotope labeling. In this context, the in vivo ¹³C-labeling of an entire mammalian metabolome was conducted for the first time. During this PhD project, the in vivo ¹³C-labeled murine urinary metabolome was studied by LC-HRMS. First, the potential of this unique biological material was assessed by identifying known compounds and studying their ¹³C-enrichment. New annotation tools based on the LC-HRMS/MS isotopic properties were developed. Secondly, a dual ¹²C/¹³C -spectral library was created, enabling the characterization of unknown endogenous signals. Finally, the structural elucidation of a new endogenous metabolite in human matrices - the dipeptide Stach-Pro - was achieved using these new developments
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Bardin, Noémie. "Composition isotopique des éléments légers dans les micrométéorites ultracarbonées par spectrométrie de masse à émission ionique secondaire à haute résolution en masse, contribution à la connaissance des surfaces cométaires." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015SACLS189/document.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur l’analyse isotopique de poussières interplanétaires riches en carbone (des micrométéorites ultracarbonées), pour mieux comprendre les processus de fractionnement isotopique des éléments légers (hydrogène et azote) observés dans les phases organiques de la matière extraterrestre primitive. Il est possible, au sein d’une collection de micrométéorites provenant des régions centrales du continent Antarctique, d’identifier des micrométéorites ultracarbonées (UCAMMs – pour UltraCarbonaceous Antarctic MicroMeteorites) qui contiennent environ dix fois plus de carbone que les météorites primitives. Ces particules rares (environ 1% des particules collectées) ouvrent la possibilité d’étudier en laboratoire des particules cométaires de grandes tailles (100-200 microns). Des analyses minéralogiques, chimiques et structurales sur deux fragments de micrométéorites ultracarbonées ont été réalisées dans le cadre de collaborations à l’aide de techniques de microscopie électronique à balayage, microsonde électronique, microspectroscopie infrarouge (synchrotron SOLEIL). Le travail principal de cette thèse concerne l’analyse isotopique de deux UCAMMs par spectrométrie de masse à émission ionique secondaire (SIMS) à l’aide de la microsonde ionique NanoSIMS. Les développements instrumentaux effectués en collaboration entre les équipes du CSNSM et de l’Institut Curie permettent de résoudre les interférences moléculaires avec un pouvoir de séparation en masse supérieur à 20 000 en conservant une sensibilité compatible avec les mesures envisagées. Ainsi, il a été possible de mesurer pour la première fois la composition isotopique de l’hydrogène avec les ions poly-atomiques 12C2D- et 12C2H- et de comparer sa distribution spatiale avec celle de l’azote (12C15N-/12C14N-) obtenue sur la même surface avec le même champ magnétique. Un protocole de fabrication d’une série d’échantillons standards a été développé à partir de polymères isotopiquement marqués en deutérium afin de déterminer le fractionnement instrumental du NanoSIMS démontrant la possibilité d’effectuer des mesures précises de la composition isotopique de l’hydrogène dans la matière organique avec des ions polyatomiques (rapports CD-/CH- et C2D-/C2H-). Les cartographies isotopiques à haute résolution spatiale (200 nm) en C2D-/C2H- et C15N-/C14N- montrent une distribution très hétérogène du deutérium avec des valeurs extrêmes allant jusqu’à 20 fois la valeur des océans terrestres, alors que les rapports 15N/14N restent globalement proches (à 20% près) de la valeur de l’atmosphère terrestre. Les mesures des rapports N/C en imagerie ionique effectuées au NanoSIMS confirment les valeurs mesurées par microsonde électronique et montrent que la matière organique des UCAMMs est riche en azote. Les comparaisons des images isotopiques entre elles et avec les images obtenues par les autres techniques montrent la matière organique des micrométéorites ultracarbonées est constituée de différents composants. Le composant principal ne montre pas de corrélation entre les excès en D et ceux en 15N. Une fraction mineure de la surface analysée montre des excès corrélés en D et en 15N, sans que la composition élémentaire ni la structure de cette composante ne diffèrent significativement du reste de la particule. Enfin, une seconde composante mineure présentant des enrichissements modérés en D et des rapports 15N/14N inférieurs à la valeur de l’atmosphère terrestre. L’ensemble des données peut être expliqué en supposant que les micrométéorites ultracarbonées proviennent de la surface d’objets glacés transneptuniens. Les caractéristiques élémentaires et isotopiques observées dans la matière organique des UCAMMs pourraient résulter du mélange de différentes strates du corps parent ayant subi une irradiation par le rayonnement cosmique galactique à grandes distances héliocentriquesThis thesis covers the isotopic analysis of carbon-rich interplanetary dust (ultracarbonaceous micrometeorites), in order to better understand the isotopic fractionation process of light elements (hydrogen and nitrogen) observed in the organic phases of primitive extraterrestrial matter. It is possible, within a collection of micrometeorites coming from the central regions of the Antarctic continent, to identify ultra-carbonaceous micrometeorites (UCAMMs – for Ultra-Carbonaceous Antarctic MicroMeteorites) which contain about ten times more carbon than the primitive meteorites. These particles are extremely rare and open the possibility to study in laboratory cometary particles of large sizes (100-200 microns). This thesis focuses on the isotopic analyses of UCAMMs, in order to understand the isotopic fractionation processes of light elements (hydrogen and nitrogen) observed in the organic matter of the primitive solar system. Mineralogical, chemical and structural analyses on two fragments of ultra-carbonaceous micrometeorites were performed in the framework of collaborations using techniques of scanning electron microscopy, electron microprobe, infrared microspectroscopy (SOLEIL synchrotron). The main work of this thesis concerns the isotopic analysis of two UCAMMs by Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS) using the NanoSIMS ion microprobe. The instrumental developments performed in collaboration between the CSNSM and the Curie Institute teams allow to resolve molecular interferences with a mass resolving power higher than 20 000 retaining a sensibility compatible with the measurements considered here. So, it has been possible to measure for the first time the hydrogen isotopic composition with the polyatomic ions 12C2D- and 12C2H- and to compare its spatial distribution with that of the nitrogen (12C15N-/12C14N-) obtained on the same surface with the same magnetic field. A protocol for producing a series of standard samples was developed from polymers isotopically enriched in deuterium in order to determine the instrumental fractionation of the NanoSIMS showing the possibility to perform precise measurements of the hydrogen isotopic composition in the organic matter with polyatomic ions (CD-/CH- and C2D-/C2H- ratios). The isotopic maps at high spatial resolution (200 nm) in C2D/C2H and C15N/C14N show a very heterogeneous distribution in deuterium with extreme values going up to 20 times the terrestrial ocean value, whereas the 15N/14N ratios remain globally close (within 20%) to the terrestrial atmosphere value. Measurements of N/C ratios in ion imaging performed at the NanoSIMS confirm the values measured by electron microprobe and show that the organic matter of UCAMMs is rich in nitrogen. Comparisons between isotopic images with each other and with the images obtained by the other techniques show that the organic matter of ultracarbonaceous micrometeorites is constituted of different components. The main component doesn’t exhibit a correlation between the D and 15N excesses. A minor component of the analyzed surface exhibits correlated excesses in D and in 15N, without neither the elemental or structural composition of this component significantly differs from the rest of the grain. Finally, a minor component showing moderate enrichments in D and 15N/14N ratios lower than the terrestrial atmosphere value could have been identified.All the data can be explained assuming that the ultracarbonaceous micrometeorites come from the surface of transneptunian icy objects. The elemental and isotopic characteristics observed in the organic matter of UCAMMs might result from the mixing of different strata of the parent body having undergone irradiation by the galactic cosmic radiation at large heliocentric distances
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Rousseau, Kathleen. "Développement de nouveaux outils pour l’analyse métabolomique par spectrométrie de masse haute résolution : de l’acquisition de spectres MS/MS pour l’identification large-spectre de métabolites au marquage isotopique pour la quantification." Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASF006.
Full textAbstract:
La métabolomique est une science relativement récente qui étudie les molécules de masses moléculaires inférieures à 1.5 kDa, présentes dans une matrice biologique donnée. Elle est le dernier maillon des sciences « omiques » et représente l’ultime réponse d’un organisme aux facteurs perturbant son fonctionnement. Aujourd’hui, de nombreux développements en spectrométrie de masse à haute résolution couplée à la chromatographie liquide (LC-HRMS), visent à améliorer la détection, l’identification et la quantification des métabolites mais également à augmenter la robustesse des analyses. C’est dans ce contexte que mon projet de thèse s’est intégré. L’un des objectifs de cette thèse a donc été de développer des méthodes permettant l’acquisition simultanée de spectres MS et MS/MS via des analyses en mode d’acquisitions dits « données dépendantes » et « données indépendantes ». Ces méthodes ont permis d’avoir la même sensibilité que les analyses classiquement réalisées en spectrométrie de masse à haute résolution, tout en acquérant des informations importantes pour l’identification des métabolites grâce aux spectres MS/MS. Ces développements ont pu être appliqués à une étude inter-laboratoires dans le cadre d’un projet européen. L’autre objectif majeur de ce doctorat a été la mise en place de stratégies pour la quantification de métabolites en matrice biologique. Pour ce faire, la production et la caractérisation de standards internes marqués aux isotopes stables ont été envisagées. Ainsi, des méthodes de synthèses chimiques par échanges H/D ont été évaluées et ont permis d’obtenir de nombreux composés marqués. L’exploitation des profils isotopiques obtenus pour ces composés a permis la mise en place d’une approche quantitative innovante par étalonnage interne multipoints. Cette méthode a pu être comparée aux approches classiques de dilution isotopique. Par ailleurs, l’étude de profils isotopiques a également pu être appliquée à des analyses préliminaires d’urines de souris métaboliquement marquées (in vivo) au carbone-13, à la fois pour du suivi cinétique d’incorporation du C-13 au sein de quelques métabolites ciblés mais aussi, à plus long terme, pour l’annotation et l’identification de nouveaux métabolites. In fine, l’ensemble des développements réalisés au cours de cette thèse ont permis d’atteindre un meilleur niveau d’identification des métabolites et d’améliorer leur quantificationMetabolomics is a relatively new science that studies molecules with a molecular weight below 1.5 kDa, present in a given biological matrix. It is the last link in the "omics" sciences and represents the ultimate response of an organism to factors that disrupt its functioning. Today, many developments in high-resolution mass spectrometry coupled to liquid chromatography (LC/HRMS) aim at improving the detection, identification and quantification of metabolites but also at increasing the robustness of the analyses. This PhD thesis took place in that context. One of its main objectives was to develop methods allowing the simultaneous acquisition of MS and MS/MS spectra via analyses in "Data Dependent Acquisition" and "Data Independent Acquisition" modes. These methods allowed the production of data with the same sensitivity as the traditional "Full Scan" analysis while providing more precise and relevant information for further metabolite identification. These methodological developments were applied to an inter-laboratory study as part of a European project. The other major objective of this PhD was to set-up strategies for the large-scale quantification of metabolites in biological samples. To do so, the production and characterization of isotopically labeled internal standards were investigated. Thus, chemical synthesis methods relying on H/D exchange was evaluated and enabled the production of a large panel of labeled compounds. Their isotopic pattern exploitation allowed the development of an innovative quantitative approach by multi-point internal calibration. This method was compared to the conventional isotope dilution approach. At last, isotope profiling was applied to the preliminary analysis of mouse urine samples obtained from mice that were in vivo labeled with carbone-13. The aims were to study the C-13 incorporation kinetics in targeted metabolites, but also to annotate and identify new metabolites. Overall, the set of developments carried out during this thesis have allowed to reach a better level of identification of metabolites and to improve their quantification
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Gaiffe, Gabriel. "Caractérisation globale d'explosifs et de substances connexes (polymères, liants et plastifiants) à l'état de traces sur des prélèvements solides reposant sur la spectrométrie de masse à haute-résolution." Thesis, Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS493.
Full textAbstract:
La fabrication et le trafic illicite d’explosifs ont pour conséquence l’usage croissant d’engins explosifs lors d’attentats. L'identification d'explosifs est un enjeu majeur pour la lutte contre le terrorisme. La grande variété de formulations énergétiques rend cependant complexe leur caractérisation par une seule technique. Cette thèse s’est focalisé sur la spectrométrie de masse en cherchant à améliorer la détection de molécules explosives incluses dans des formulations énergétiques et en investiguant les processus mis en œuvre dans la technique de l’attachement d’anion permettant l’amélioration de la sensibilité de détection. Il apparaît que l’attachement de chlorure et de nitrate est la technique la plus appropriée à produire un signal intense. Une hypothèse a été avancée en se basant sur des expériences de CID et d’IRMPD. Le travail a aussi porté sur la caractérisation de la matrice environnant les explosifs pour créer une base de données. Ces analyses sont réalisées à l’aide des sources ASAP et DART, pour limiter les pertes de matière, avec en perspectives le travail sur des échantillons à l’état de traces. Ces méthodes ont montré leur capacité à produire des spectres de masse pour des polymères fluorés difficilement analysables. Afin d’obtenir une empreinte spectrale des polymères et de pouvoir comparer les spectres de ces polymères, une méthode d’analyse des défauts de masse de Kendrick a été développée et a permis d’identifier les polymères dans un mélange. Une analyse a été faite sur des échantillons réels d’explosifs pour comparer les espèces chimiques présentes pré et post explosionThe manufacture and the illicit traffic of explosives result in the increasing use of explosive devices during attacks. The identification of explosives is a major issue for the fight against terrorism. However, the wide variety of energetic formulations make their characterization complex by a single technique. This thesis focused on mass spectrometry by seeking to improve the detection of explosive molecules embedded in energetic formulations and by investigating the processes involved in the technique of anion attachment used to improve the sensitivity of detection. It appears that chloride and nitrate attachment is the most appropriate technique to produce an intense signal. A hypothesis has been advanced based on CID and IRMPD experiments. The work also focused on characterizing the matrix surrounding the explosives to create a database. These analyzes are performed using ASAP and DART sources, to limit material losses, with the prospect of working on samples in trace amounts. These methods have shown their ability to produce mass spectra for fluorinated polymers that are difficult to analyze. In order to obtain a spectral fingerprint for the polymers and to be able to compare the spectra of these polymers, a Kendrick mass defect analysis method was developed and allowed to identify the polymers in a mixture. An analysis was made on real samples of explosives to compare the chemical species present pre and post explosion
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Wang, Shuanglong. "Développement de méthodes analytiques basées sur la spectrométrie de masse de haute résolution pour l’étude de molécules contenant des métaux chez les organismes vivants." Thesis, Pau, 2017. http://www.theses.fr/2017PAUU3007/document.
Full textAbstract:
Les ions métalliques (Fe, Zn, Cu, Mn, Ni, Co, Mo…) jouent un rôle vital dans un grand nombre de processus biologiques. Leur carence et leur excès entraînent des défauts de croissance voire la mort. Pour survivre et croître, certaines bactéries ont développé des stratégies pour acquérir les métaux dans leur environnement basées sur la synthèse de ligands complexant les métaux. Les plantes, elles, stockent les métaux et les transportent entre les tissus sous des formes chimiques particulières et un rôle grandissant pour les petits complexes métalliques semble se révéler. La spéciation des métaux gouvernerait donc leur biodisponibilité pour les consommateurs en ce qui concerne les plantes comestibles. Cette thèse a pour but le développement de méthodes analytiques pour l’identification et la quantification des formes chimiques des métaux chez les bactéries et les plantes.Les techniques de séparation chromatographique, comme la chromatographie d’exclusion stérique (SEC) et la chromatographie d’interaction hydrophile (HILIC), furent couplées à la spectrométrie de masse (MS) avec une ionisation préalable par plasma induit (ICP MS) ou par électrospray pour une détection élémentaire et moléculaire respectivement. La méthodologie analytique développée ici, qui est basée sur l’utilisation de l’HILIC avec détection double par ICP MS et électrospray MS, s’est avérée cruciale pour la découverte et la caractérisation de deux nouveaux métallophores, la staphylopine chez Staphylococcus aureus et la pseudopaline chez Pseudomonas aeruginosa. Ces métallophores sont synthétisés et exportés par les bactéries et servent pour l’acquisition des métaux de transition divalents dans les milieux très pauvres en métaux grâce à leur pouvoir complexant.Des techniques dédiées de préparation d’échantillons, incluant le fractionnement des extraits solubles à l’eau, furent mises en place pour l’analyse du fer dans le maïs. Les approches instrumentales développées, notamment après le fractionnement du fer l’échantillon, permirent l’identification par spectrométrie de masse de complexes du fer avec le citrate, le muginéate et le phytate dans les grains de maïs. Il existe aussi une différence significative dans les concentrations de certaines polyamines entre certaines variétés de graines contenant du fer faiblement biodisponible et celles contenant du fer fortement biodisponible. La plus grande abondance de complexe fer-muginéate dans les extraits gastro-intestinaux des variétés à fer fortement biodisponible semblerait indiqué un rôle important pour ce complexe dans la biodisponibilité du fer. Finalement, des ratios molaires plus faibles entre le phytate extrait et le fer qui lui est associé sembleraient aussi être un des facteurs lié à une plus grande biodisponibilité du ferMetal (Fe, Zn, Cu, Mn, Ni, Co, Mo…) ions play a vital role in a large number of biological processes. Both their deficiency and excess will lead to severe growth impairment or death. In order to survive and to grow, bacteria developed strategies to acquire metals from the environment based on the synthesis of metal complexing ligands. Plants store metals and transport them between tissues in particular chemical forms and a rising role for small metal complexes seems to be revealed. Therefore their speciation governs the bioavailability of the metals to consumers in the case of edible plants. This thesis aims at the development of analytical methods for the identification and quantification of metal chemical forms in bacteria and in plants.Chromatographic separation techniques, such as size exclusion chromatography (SEC) and hydrophilic interaction chromatography (HILIC) were coupled to mass spectrometry (MS) using ionization in an inductively coupled plasma (ICP MS) or electrospray for elemental and molecular detection, respectively. The developed analytical methodology based on HILIC with dual ICP MS and electrospray MS detection turned out to be crucial for the discovery and characterization of two novels metallophores, staphylopine in Staphylococcus aureus and pseudopaline in Pseudomonas aeruginosa. These metallophores are synthesized and exported by the bacteria and serve for the uptake of divalent transition metal in metal scarce conditions by means of chelation. Dedicated samples preparation techniques, including fractionation of water soluble extracts, were developed for iron analyses in maize. The developed instrumental approaches following the iron fractionation methods allowed the identification by mass spectrometry of citrate, mugineate and phytate complexes with iron in maize kernels. There was also a significant difference in some polyamine concentrations observed between some kernels with low and high bioavailable iron. The higher abundance of the iron-mugineate complex in the gastrointestinal extract in high bioavailable maize variety possibly indicates that iron-mugineate would have an important role in iron biodisponibility. Finally, lower molar ratios between extracted phytate and iron associated to it would seem to be also a key aspect for higher iron bioavailability
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Bray, Fabrice. "La spectrométrie de masse haute résolution : application à la FT-ICR bidimensionnelle et à la protéomique dans les domaines de l’archéologie et la paléontologie." Thesis, Lille 1, 2017. http://www.theses.fr/2017LIL10189.
Full textAbstract:
La spectrométrie de masse est une méthode d’analyse qui permet de travailler sur une large gamme d’échantillons. Elle est utilisée dans de nombreux domaines de recherche comme la chimie analytique, la protéomique, la lipidomique et la métabolomique…Dans un premier temps, mon travail s’est focalisé sur le développement d’une méthode indépendante d’analyse de données par spectrométrie de masse à transformée de Fourier bidimensionnelle. Pour augmenter la résolution en première dimension, une analyse FT-ICR 2D avec un échantillonnage non uniforme (NUS) a été développée. L’augmentation de la résolution dans la première dimension a permis l’obtention d’une haute résolution pour les ions précurseurs. La FT-ICR 2D a été utilisée avec succès pour l’analyse de triacylglycérols contenus dans du plasma mais aussi pour l’analyse d’échantillons archéologiques.Dans un second temps, une stratégie protéomique conjointe bottom-up et top-down a été appliquée à l’analyse d’échantillons archéologiques et paléontologiques à partir d’ossements ou de céramiques. Le développement d’une méthodologie bottom-up, a permis à partir d’ossements archéologiques d’espèces inconnues l’identification des protéines et leurs modifications chimiques. Cet ossement a pu être attribué comme appartenant à l’espèce Homo sapiens. Une analyse top-down a été utilisée pour l’analyse d’échantillons archéologiques. Pour la première fois, une protéine (la caséine de lait) a été identifiée dans un échantillon archéologique d’amphore de l’époque de l’empereur Claude (1er siècle de notre ère) grâce la détection de grands fragments de caséineMass spectrometry is a method of analysis which works on a wide range of sample types. It is used in many research fields such as analytical chemistry, proteomics, lipidomics and metabolomics...Firstly, my work was dedicated to the development of an independent data analysis methodology based on two-dimensional Fourier transform mass spectrometry. For increasing the resolution on the first dimension a 2D FT-ICR analysis with non-uniform sampling was developed. The resolution increase in the first dimension leading to high resolution for the precursor ions. The 2D FT-ICR has been successfully applied for the analysis of triacylglycerol contained on plasma and also for archaeological samples. This methodology led to 2D maps allowing a rapid classification of plants or animals samples.Secondly, a joint bottom-up and top-down proteomics strategy was applied for the analysis of archaeological and paleontological samples from bones or ceramics. The development of a bottom-up methodology, allowed the identification of proteins and their chemical modifications from archeological bones. These bones have been attributed to Homo sapiens. The development of a top-down methodology was applied to the analysis of archaeological ceramic. For the first time, a protein (milk casein) was identified in an archaeological sample of an amphora from Claudius emperor era (1st century A.D) via the detection of large fragments of casein. This first application of the top down proteomics showed that new information can be provided such as the in situ molecular degradation
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Bray, Fabrice. "La spectrométrie de masse haute résolution : application à la FT-ICR bidimensionnelle et à la protéomique dans les domaines de l’archéologie et la paléontologie." Electronic Thesis or Diss., Lille 1, 2017. http://www.theses.fr/2017LIL10189.
Full textAbstract:
La spectrométrie de masse est une méthode d’analyse qui permet de travailler sur une large gamme d’échantillons. Elle est utilisée dans de nombreux domaines de recherche comme la chimie analytique, la protéomique, la lipidomique et la métabolomique…Dans un premier temps, mon travail s’est focalisé sur le développement d’une méthode indépendante d’analyse de données par spectrométrie de masse à transformée de Fourier bidimensionnelle. Pour augmenter la résolution en première dimension, une analyse FT-ICR 2D avec un échantillonnage non uniforme (NUS) a été développée. L’augmentation de la résolution dans la première dimension a permis l’obtention d’une haute résolution pour les ions précurseurs. La FT-ICR 2D a été utilisée avec succès pour l’analyse de triacylglycérols contenus dans du plasma mais aussi pour l’analyse d’échantillons archéologiques.Dans un second temps, une stratégie protéomique conjointe bottom-up et top-down a été appliquée à l’analyse d’échantillons archéologiques et paléontologiques à partir d’ossements ou de céramiques. Le développement d’une méthodologie bottom-up, a permis à partir d’ossements archéologiques d’espèces inconnues l’identification des protéines et leurs modifications chimiques. Cet ossement a pu être attribué comme appartenant à l’espèce Homo sapiens. Une analyse top-down a été utilisée pour l’analyse d’échantillons archéologiques. Pour la première fois, une protéine (la caséine de lait) a été identifiée dans un échantillon archéologique d’amphore de l’époque de l’empereur Claude (1er siècle de notre ère) grâce la détection de grands fragments de caséineMass spectrometry is a method of analysis which works on a wide range of sample types. It is used in many research fields such as analytical chemistry, proteomics, lipidomics and metabolomics...Firstly, my work was dedicated to the development of an independent data analysis methodology based on two-dimensional Fourier transform mass spectrometry. For increasing the resolution on the first dimension a 2D FT-ICR analysis with non-uniform sampling was developed. The resolution increase in the first dimension leading to high resolution for the precursor ions. The 2D FT-ICR has been successfully applied for the analysis of triacylglycerol contained on plasma and also for archaeological samples. This methodology led to 2D maps allowing a rapid classification of plants or animals samples.Secondly, a joint bottom-up and top-down proteomics strategy was applied for the analysis of archaeological and paleontological samples from bones or ceramics. The development of a bottom-up methodology, allowed the identification of proteins and their chemical modifications from archeological bones. These bones have been attributed to Homo sapiens. The development of a top-down methodology was applied to the analysis of archaeological ceramic. For the first time, a protein (milk casein) was identified in an archaeological sample of an amphora from Claudius emperor era (1st century A.D) via the detection of large fragments of casein. This first application of the top down proteomics showed that new information can be provided such as the in situ molecular degradation
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Dufour, Alizée. "Caractérisation des tensioactifs polydisperses industriels par spectrométrie de masse et chromatographie en phase liquide." Thesis, Université Paris sciences et lettres, 2020. http://www.theses.fr/2020UPSLS019.
Full textAbstract:
Dans le cadre de la production pétrolière, la formulation de tensioactifs employés devient de plus en pluscomplexe, notamment pour la récupération assistée du pétrole. De ce fait des enjeux analytiquesapparaissent lors du suivi de ces tensioactifs. Suite à une caractérisation fine réalisée à l’aide de laspectrométrie de masse haute résolution (HRMS), une étude préliminaire a permis d’étudier lescomportements chromatographiques des tensioactifs sur différentes phases stationnaires. Un criblage deneuf colonnes a démontré que la séparation monodimensionnelle ne permettait pas d’obtenir uneséparation complète à cause de la gamme de polarités et à la polydispersité des composés. Ledéveloppement d’une approche multidimensionnelle a montré de réels atouts, à savoir la levée descoélutions observées en chromatographie monodimensionnelle. Suite à cette preuve de concept,l’évaluation des facteurs de réponses avec une détection par aérosol chargés a mis en avant l’absence deréponse uniforme au sein d’une même distribution ce qui a un réel impact lors de la réalisation des bilansmatières. Puis l’impact de la présence d’huile brute dans les échantillons a été démontré lors d’une étuderéalisée avec un mélange de tensioactifs dans une matrice pétrolière. La séparation était conservée, maisla présence de solvant organique et d’huile brute a un effet crucial sur signalIIn the petroleum industry, surfactant formulation is becoming more and more complex, especially in thecase of Enhanced Oil Recovery. Analytical challenges therefore appear when monitoring these surfactants.After a detailed characterisation using high resolution mass spectrometry (HRMS), a preliminary studyallowed a better understanding of the chomatographic behaviours of surfactants on different stationnaryphases. A screening of nine different columns showed that LC-1D separation did not result in a completeseparation due to the range of polarities and the polydispersity of the compounds. However, thedevelopment of a multi-dimensional approach solved the co-eluting observed in LC-1D. Following this proofof concept, the determination of the response factor, using charged aerosol detection, underlined the lackof a uniform response within a distribution. This has a strong impact on the mass balance. Finally, theinfluence of the presence of oil was demonstrated by studying a mixture of anionic and nonionic surfactantsin oil matrix. The separation was maintained but the presence of organic solvent and crude oil has a crucialimpact on the signal
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Nguyen, Thi Kieu Oanh. "Analyse métabolomique de Isatis tinctoria L. Et de Datura innoxia Mill. : utilisation des réseaux de corrélation pour l'étude de la biosynthèse de molécules à usage pharmaceutique." Amiens, 2013. http://www.theses.fr/2013AMIE0107.
Full textAbstract:
Datura innoxia Mill. Et Isatis tinctoria L. Sont deux plantes médicinales d'intérêt pharmaceutique. Chez D. Innoxia Mill. , notre étude métabolomique a porté sur les racines de plantes entières ayant subi ou non une co-culture préalable avec Agrobacterium rhizogenes. Nos analyses GC-MS et UPLC-MS ont permis l'identification de 50 alcaloïdes connus et 2 nouveaux. L'analyse des réseaux de corrélation entre métabolites a révélé des étapes contrôlant la vitesse dans la biosynthèse de l'hyoscyamine et de la scopolamine et des alcaloïdes dérivés. Des spécificités induites par la transformation génétique par A. Rhizogenes ont pu être mises en évidence. Chez I. Tinctoria L. , le métabolome foliaire polaire a été caractérisé par LC-MS haute résolution. En parallèle, des composés d'intérêt pharmaceutique - qui sont des artefacts apparaissant dans les feuilles au séchage - ont été quantifiés. En vue de clarifier quels sont les précurseurs biologiques de ces composés d'intérêt pharmaceutique, les composés polaires ont été identifiés par une nouvelle méthode d'analyse baptisée CSPP (candidate substrate product pairs). Elle s'appuie sur la recherche de paires de pics de temps de rétention différents dont la différence en masses correspond à une conversion biochimique attendue et dont l'abondance est corrélée. L'approche CSPP a ainsi permis: i) l'identification de molécules connues par ailleurs; ii) l'identification de molécules jamais décrites jusque là; iii) l'établissement de liens intermoléculaires en termes de biosynthèse. L'approche métabolomique utilisant l'analyse des corrélations a permis l'identification "haut débit" de composés naturels et prouve ici son intérêt pour le traitement de questions tant fondamentales qu'appliquéesDatura innoxia Mill. And Isatis tinctoria L. Are two medicinal plants of current interest. Our metabolomic study of D. Innoxia Mill. , focused on the untransformed and Agrobacterium rhizogenes transformed roots of whole plants. 50 known and two new alkaloids were quantified and structurally identified using a combination of GC-MS and UPLC-MS. Correlation networks of the metabolites strongly suggested certain architectural aspects of the hyoscyamine-scopolamine biosynthesis pathways and identified rate limiting steps. Biosynthetic steps that were specifically up-regulated in the A. Rhizogenes transformed individuals were clearly revealed. The polar leaf metabolome of I. Tinctoria L. , was profiled using high resolution LC-MS. In parallel, pharmaceutically interesting compounds that appear as artefacts during drying of the leaves were quantified. To clarify what are the biological precursors of these pharmaceutically interesting compounds, we attempted to identify a high number of polar fresh leaf compounds using a new method called CSPP (candidate substrate product pair network). This approach is based on the detection of peak pairs having i) different retention times, ii) certain differences in exact mass corresponding to an expected biochemical conversion and iii) correlation of the abundances. The CSPP approach has enabled: i) identification of previously known molecules, ii) identification of molecules never described previously and, iii) the establishment of intermolecular links in terms biosynthesis. The metabolomics approach using correlation analysis allowed the "high-throughput" identification of natural compounds and demonstrated its interest in the treatment of both fundamental and applied questions
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Preud'homme, Hugues. "Analyse par spectrométrie de masse haute résolution et dilution isotopique des polyhalogéno-dibenzo-p-dioxines et -furannes : Approche théorique par calculs ab inition et semi-empiriques." Pau, 2003. http://www.theses.fr/2003PAUU3012.
Full textAbstract:
Le travail présenté dans ce mémoire est centré sur l'étude d'une famille de 210 molécules connue sous le nom usuel de "Dioxines" (PCDD/Fs). Ces polluants organiques persistants (POPs) ont une activité en tant que perturbateurs endocriniens et substances cancérigènes pour l'Homme et la faune. La bioaccumulation dans notre environnement de ces polluants rend nécessaire leur surveillance. L'analyse par spectrométrie de masse haute résolution par dilution isotopique, la compréhension des mécanismes de formation et de toxicité de ces contaminants ont été réalisé au cours de cette étude. L'existence de 4725 nouveaux composés mixtes (PBCDD/Fs) présentant une structure similaire et obéissant aux même règles que les PCDD/Fs en terme de comportement physico-chimiques a pu être mis en évidence. Rien ne peut à l'heure actuelle expliquer la discrimination actuelle faite en fonction de la nature de l'atome d'halogène. Un premier test interlaboratoire à l'échelle internationale est programmé en 2004The work presented in this memory is centered on the study of a family of 210 molecules most known as "Dioxins" name (PCDD/Fs). These persistent organic pollutants (POPs) have an activity as endocrine disturbers and carcinogenic substances for Human being and Wild life. Bioaccumulating in our environment of these pollutants makes necessary their monitoring. The analysis by mass spectrometry high resolution by isotopic dilution, the comprehension of the mechanisms of formation and toxicity of these contaminants were carried out during this study. The existence of 4725 new mixed compounds (PBCDD/Fs) having a structure similar and obeying very the rules as PCDD/Fs in physicochemical term of behavior could be highlighted. Nothing can at the present time explain the current discrimination made according to the nature of the atom of halogen. A first interlaboratory test on an international scale is scheduled in 2004
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Boudah, Samia. "Développement et application de méthodes de chromatographie liquide couplées à la spectrométrie de masse à haute résolution pour les analyses métabolomiques et lipidomiques de larges cohortes." Thesis, Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066281/document.
Full textAbstract:
Le profilage métabolomique global de matrices biologiques dans de larges séries d'échantillon est un enjeu majeur. Dans ce contexte, notre travail vise à développer des approches LC-HRMS et outils bioinformatiques pour les analyses métabolomique et lipidomique de larges cohortes. Dans un premier temps, nous avons développé puis évalué la pertinence de 4 méthodes LC-HRMS dans l'annotation du métabolome/lipidome sérique humain. Ainsi, une base de données spectrales a été implémentée à l'aide de spectres MS, MS/MS et les temps de rétention de composés de référence afin d'assurer l'annotation de jeux de données. La combinaison de méthodes RP, HILIC et PFPP-HRMS a permis l'identification de 266 métabolites et 706 espèces lipidiques sériques répartis sur 20 et 24 classes chimiques respectivement dont 27% d'espèces isomères. Ces outils ont été appliqués, dans un second temps, à la stratification de 78 patients diabétiques. Outre le syndrome métabolique marqué (perturbation du métabolisme énergétique), nos analyses ont montré l'impact délétère de facteurs physiologiques confondants -âge et IMC-. Nous en avons évalué l'influence sur une cohorte de 227 salariés du CEA. Les empreintes lipidomiques sont robustes, néanmoins l'impact de l'IMC est marqué pour les lipides neutres. L'effet du genre démontre un catabolisme masculin important. L'effet de l'âge se manifeste par des activités enzymatiques altérées. Ces études combinent une analyse globale métabolomique et lipidomique des mêmes échantillons humains. Elles visent à construire une base de données relationnelle incluant données spectrales et biologiques servant à la caractérisation de biomarqueurs dans le cas d'études cliniquesGlobal metabolomic profiling of biological media in large sample sets is a major challenge. In this context, our work aims to develop LC-HRMS approaches and data mining tools for metabolomics and lipidomics analysis of large cohorts. We have first developed and evaluated the reliability of four LC-HRMS methods in the annotation of human serum metabolome and lipidome. Thus, spectral database was implemented using MS spectra, MS/MS and retention times of reference compounds to further ensure datasets annotation. The combination of RP, PFPP and HILIC-HRMS methods allowed identification of 266 metabolites and 706 lipid species in human serum over 20 to 24 chemical classes respectively including 27% of isomeric species. These analytical tools were then applied for the stratification of 78 diabetic patients. Unsurprisingly, we highlighted a metabolic syndrome (energy metabolism disruption), moreover our analyses have shown the deleterious impact of confounding physiological factors on diabetes biomarker discovery –age and BMI-. We finally evaluated their influence on a cohort of 227 CEA employees. Lipidomic fingerprints are robust, however BMI impact is marked for neutral lipids. Gender effect shows significant male catabolism and age altered enzyme activities. These studies combine an overall metabolomics and lipidomics analyses of the same human samples. They aim to build up a relational database including spectral and biological data for biomarker characterization in clinical studies
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Baumgarten, Sigrid. "Applications de la très haute résolution en spectrométrie de masse à l'attribution de l'origine d'explosifs et à l'identification et la détection d'agents chimiques dans des mélanges complexes." Paris 6, 2009. http://www.theses.fr/2009PA066130.
Full textAbstract:
Un incident terroriste peut prendre une grande variété de formes. Les instruments de laboratoire, grâce à leur sensibilité et leur fiabilité sont essentiels pour des applications médico-légales et de sécurité. La variation d'abondance des isotopes naturels d’une molécule est liée aux précurseurs utilisés lors de sa synthèse. Ainsi, les variations d’abondances isotopiques sont utilisées afin de déterminer l’origine d’un explosif. Une méthode alternative à la spectrométrie de masse de ratios isotopiques a été développée (IRMS). Il s'agit d'une analyse directe sans utiliser de traitements chimiques et de séparations. Des échantillons de pentrite provenant de diverses origines ont été analysés à l'aide d'un spectromètre de masse à ultra-haute résolution (LTQ-Orbitrap). Après un attentat, des résidus sont présents à l'état de trace sur la scène de l'attaque. Ces particules sont des dépôts d'explosifs et/ou d'agents chimiques sur différents supports. La combinaison de méthodes de spectrométrie de masse et de procédés de désorption-ionisation (couplage Orbitrap et source DESI) permet l'analyse directe des échantillons, sans aucune préparation.
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Cotton, Jérôme. "Application de l'analyse métabolomique à la détection ciblée et globale de contaminants organiques dans des matrices agroalimentaires et environnementales par spectrométrie de masse à ultra-haute résolution." Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066094/document.
Full textAbstract:
La pollution des produits agroalimentaires et des eaux environnementales par les substances phytosanitaires et les médicaments est une réelle préoccupation de santé publique. Il existe aujourd’hui de nombreuses méthodes d’analyses quantitatives développées sur des appareils de type triple quadripôle pour leur détection mais elles ne se préoccupent peu ou pas des résidus médicamenteux et des produits de dégradation abiotique ou biologique des polluants et sont limitées à un nombre restreint et figé de molécules.Dans ce contexte, nous avons développé une méthode d’analyse basée sur la métabolomique par chromatographie liquide haute performance couplée à la spectrométrie de masse à ultra-haute résolution (LC-HRMS). Deux matrices (miel et eau souterraine) ont ainsi été étudiées comme preuve de concept. Nous avons montré que la LC-HRMS associée à des outils de fouille de données permet (i) une recherche ciblée de polluants prioritaires, (ii) la détection sans a priori de contaminants inattendus ou inconnus et (iii) la recherche de métabolites nécessaire à la classification des échantillons en fonction de leur métadonnée (adultération, origine géographique, etc.). Ensuite, une approche semi-quantitative ciblée large spectre a été développée et validée pour la détection de pesticides, médicaments et métabolites dans l’eau par couplage de la SPE en ligne avec l’UHPLC-ESI-HRMS. Cette méthode permet la détection de 539 contaminants organiques en 36 minutes dans 5 millilitres d’eau au seuil minimum réglementaire de 0,1 µg/L. L’étude de 26 eaux du robinet de la région parisienne a permis de mettre en évidence la présence à l’état de trace de 37 polluants dont 6 médicamentsPollution of agrifood and environmental water by pesticides and drugs is a real public health concern. There are many quantitative methods developed on triple quadrupole mass spectrometer for their detection, but drug residues and abiotic or biological degradation of pollutants are generally not considered and are limited to a predetermined and restricted list of molecules.In this context, we have developed an analytical method based on metabolomic analyses by high performance liquid chromatography coupled with ultra-high resolution mass spectrometry (LC-HRMS). Two matrices (honey and groundwater) were investigated as proof of concept studies. We showed that LC-HRMS associated to data mining tools enables (i) targeted analyses of pollutants, (ii) detection of untargeted and unknown xenobiotics, and (iii) detection of metabolites useful for the characterization of matrices. Then, a large targeted and semi-quantitative approach has been developed and validated for the detection of pesticides, drugs and metabolites in water samples by using on line SPE and UHPLC-ESI-HRMS. This method allowed the detection of 539 organic contaminants at the MLR of 0.1 µg/L in 36 minutes with only 5 milliliter of water. A study of 26 tap water samples from the Paris region showed the presence of 37 pollutants including 6 drugs
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Cotton, Jérôme. "Application de l'analyse métabolomique à la détection ciblée et globale de contaminants organiques dans des matrices agroalimentaires et environnementales par spectrométrie de masse à ultra-haute résolution." Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066094.
Full textAbstract:
La pollution des produits agroalimentaires et des eaux environnementales par les substances phytosanitaires et les médicaments est une réelle préoccupation de santé publique. Il existe aujourd’hui de nombreuses méthodes d’analyses quantitatives développées sur des appareils de type triple quadripôle pour leur détection mais elles ne se préoccupent peu ou pas des résidus médicamenteux et des produits de dégradation abiotique ou biologique des polluants et sont limitées à un nombre restreint et figé de molécules.Dans ce contexte, nous avons développé une méthode d’analyse basée sur la métabolomique par chromatographie liquide haute performance couplée à la spectrométrie de masse à ultra-haute résolution (LC-HRMS). Deux matrices (miel et eau souterraine) ont ainsi été étudiées comme preuve de concept. Nous avons montré que la LC-HRMS associée à des outils de fouille de données permet (i) une recherche ciblée de polluants prioritaires, (ii) la détection sans a priori de contaminants inattendus ou inconnus et (iii) la recherche de métabolites nécessaire à la classification des échantillons en fonction de leur métadonnée (adultération, origine géographique, etc.). Ensuite, une approche semi-quantitative ciblée large spectre a été développée et validée pour la détection de pesticides, médicaments et métabolites dans l’eau par couplage de la SPE en ligne avec l’UHPLC-ESI-HRMS. Cette méthode permet la détection de 539 contaminants organiques en 36 minutes dans 5 millilitres d’eau au seuil minimum réglementaire de 0,1 µg/L. L’étude de 26 eaux du robinet de la région parisienne a permis de mettre en évidence la présence à l’état de trace de 37 polluants dont 6 médicamentsPollution of agrifood and environmental water by pesticides and drugs is a real public health concern. There are many quantitative methods developed on triple quadrupole mass spectrometer for their detection, but drug residues and abiotic or biological degradation of pollutants are generally not considered and are limited to a predetermined and restricted list of molecules.In this context, we have developed an analytical method based on metabolomic analyses by high performance liquid chromatography coupled with ultra-high resolution mass spectrometry (LC-HRMS). Two matrices (honey and groundwater) were investigated as proof of concept studies. We showed that LC-HRMS associated to data mining tools enables (i) targeted analyses of pollutants, (ii) detection of untargeted and unknown xenobiotics, and (iii) detection of metabolites useful for the characterization of matrices. Then, a large targeted and semi-quantitative approach has been developed and validated for the detection of pesticides, drugs and metabolites in water samples by using on line SPE and UHPLC-ESI-HRMS. This method allowed the detection of 539 organic contaminants at the MLR of 0.1 µg/L in 36 minutes with only 5 milliliter of water. A study of 26 tap water samples from the Paris region showed the presence of 37 pollutants including 6 drugs
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Yazidjian, Chabouh. "Conception d'un système de détection pour ISOLTRAP et test de l'équation de masse aux multiplets isobariques." Caen, 2006. http://www.theses.fr/2006CAEN2082.
Full textAbstract:
Situé auprès du séparateur isotopique en ligne ISOLDE du CERN, le spectromètre de masse ISOLTRAP, composé de pièges de Penning, est spécialement conçu pour une spectrométrie de masse de haute précision tout particulièrement pour les isotopes radioactifs de courte durée de vie. Reposant sur la mesure de la fréquence cyclotron d'un ion piégé dans une cavité supraconductrice où règne un fort champ magnétique, la précision relative sur la masse atteinte par cette installation est de 10-8 avec un pouvoir de résolution pour les ions contaminants de R=107. Ces mesures réalisées pour des noyaux instables particuliers sont primordiales puisqu'elles servent de test draconien des modèles nucléaires. Le point principal de ce mémoire est la conception, l'installation et la caractérisation d'un nouveau détecteur Channeltron afin d'augmenter l'efficacité de détection d'\ISOLTRAP d'un facteur proche de 3. Une efficacité de detection proche de 100 pourcent étant atteinte, il est désormais possible de manipuler un seul et unique ion mais aussi d'atteindre des noyaux exotiques encore plus éloignés de la vallée de stabilité et qui ont une durée de vie d'autant plus brève. Concernant la spectrométrie de noyaux à courte durée de vie, la masse des isotopes du potassium 35K (178ms) au 46K (105s) a été déterminée avec une incertitude realtive inférieure à 1. 6 10-8. Cette jutesse sur la masse du 35K a contribué au test de l'équation de masse du multiplet isobarique pour le quartet de masse A=35 et d'isospin T=3/2Installed at the on-line isotope separator ISOLDE at CERN, the tandem Penning-trap spectrometer ISOLTRAP is designed to perform high-accuracy mass measurements on short-lived radionuclides. Based on the determination of the ion cyclotron frequency in a strong magnetic field, the typical relative mass uncertainty is 10-8 with a resolving power of up to R=107. Accurate and precise mass values for specific unstable nuclides are important since they serve e. G. As a stringent test of nuclear models. The main part of this work is the design, installation and characterization of a new Channeltron-detector setup in order to increase the detection efficiency of ISOLTRAP by about a factor of 3. Since a detection efficiency close to 100 percent is reached, true single-ion experiments can be performed for the first time and exotic nuclides further away from the valley of stability and with very short half-lives are now accessible. Concerning mass measurements on short-lived nuclides, the masses of potassium isotopes from 35K (178ms) up to 6K (105s) have been measured with a relative precision of better than 1. 6 10-8. The accurate value of the 35K mass contributes to a stringent test of the isobaric multiplet mass equation for the A=35, T=3/2 isospin quartet
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Marie, Vincent. "Développement de nouveaux protocoles d'analyse métabolomique par spectrométrie de masse pour des profils métaboliques plus robustes et informatifs : application au phénotypage de cohortes médicales." Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2024. http://www.theses.fr/2024UPASF023.
Full textAbstract:
L'annotation fiable des variables constitue un enjeu majeur pour toute étude métabolomique ou lipidomique non-ciblée. Ces deux approches permettent d'étudier le phénotype, et donc, de mettre en évidence des perturbations de l'homéostasie à un temps donné et ainsi d'identifier de potentiels biomarqueurs de maladies ou de mieux appréhender les mécanismes biochimiques régissant leur développement. Dans ce contexte, l'objectif principal de ma thèse a été de développer de nouvelles méthodes d'acquisition pour les analyses métabolomiques et lipidomiques non ciblées par chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse haute résolution (LC-HRMS/MS) en utilisant un Orbitrap Fusion. Ces développements ont été conduits sur des échantillons de plasma humain afin d'obtenir des spectres MS/MS plus informatifs pour les lipidome/métabolome plasmatique, de façon automatisée et sans a priori permettant d'annoter de façon fiable à un grand nombre de variables métaboliques. Pour cela, deux approches ont été utilisées, les analyses de type « Data Dependent Acquisition » (DDA) et celles de type « Data Independent Acquisition » (DIA). Dans un premier cas, les ions détectés en mode MS sont notamment sélectionnés selon un seuil d'intensité prédéfini tandis que le mode DIA permet de fragmenter tous les ions détectés, par partition de la gamme de masses. L'évaluation de ces deux méthodes d'acquisition, au travers de cette thèse, a permis de mettre en lumière les avantages et limites de chacune d'elle pour les analyses lipidomiques et métabolomiques non ciblées. De nombreuses optimisations des paramètres méthodologiques et conditions de production des données ainsi que des paramètres bioinformatiques du logiciel MS-DIAL utilisé pour leur traitement ont été réalisées. Certaines des méthodes implémentées sont d'ores et déjà utilisées pour les projets conduits au sein du laboratoireConfident annotation of metabolic features still represents a major challenge for both non-targeted metabolomic or lipidomic approaches. These two approaches make it possible to study the phenotype of an individual, to highlight homeostasis disturbances at a given time and thus to identify potential biomarkers of diseases or get deeper insight into the biochemical mechanisms governing their development. In this context, the main objectives of my PhD thesis were to develop new acquisition methods for non-targeted metabolomic and lipidomic analyses by liquid chromatography coupled to high-resolution mass spectrometry (LC-HRMS/MS) as implemented on an Orbitrap Fusion mass spectrometer. These developments were conduced on human plasma samples in order to obtain more informative MS/MS spectra for plasma lipidome/metabolome. And this in a fully automated and without any a priori but robust manner enabling confident annotation of as many as possible metabolic features. Two approaches were used: Data Dependent Acquisition (DDA) and Data Independent Acquisition (DIA) analyses. In the first case, the ions detected in MS mode are selected according to a predefined intensity threshold, while in DIA mode all the ions are fragmented by partitioning the whole mass range. The comparative evaluation of these two acquisition methods highlighted the advantages and limitations of both approaches for non-targeted lipidomic and metabolomic analyses. Method parameters and data production conditions as well as bioinformatics parameters of the MS-DIAL software have been thoroughly optimized. Some of the developed methods are already being used in projects conducted within the laboratory
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Habchi, Baninia. "Mise en évidence des perturbations métaboliques liées à l’exposition aux toxiques présents dans l’environnement ou l’aliment par spectrométrie de masse à ultra haute résolution FTMS combinée avec des outils chimiométriques." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLA032.
Full textAbstract:
The implementation of genomic selection makes possible the inclusion of new traits in breeding goals, by taking advantage of the opportunities coming from the increased genetic trend on traits currently under selection. Breeders, breeding companies and society all have changing expectations regarding genetic selection. Two groups of new traits were analyzed in the context of genetic improvement of dairy cattle: carcass traits of young bulls in dual-purpose breeds and claw health traits in Holstein, in order to prepare the implementation of genetic and genomic selection on these traits. For both sets of traits, suitable genetic evaluation models were developed and genetic parameters were estimated. Genetic parameters reveal that genetic selection of carcass traits of young bulls appears to be fairly easy and that selection of claw health traits is going to be more difficult, but possible, given the existing genetic variation. They also highlight that there is no strong negative genetic correlation between carcass traits of young bulls and dairy production traits. Finally, they reveal that there are two genetically distinct groups of claw health traits. Several strategies to account for non-exhaustive recording of cows for trimming were tested. Several evaluation approaches were compared. For both sets of traits, Single-Step Genomic BLUP was the most promising approach, although other (two-step) genomic approaches allowed for relatively similar accuracies and control of bias. These studies led to the implementation of routine genetic and genomic evaluations for both sets of traits, for which a usual two-step genomic approach was preferred over Single-Step Genomic BLUP for consistency with the current evaluation of other traits. However these two examples illustrate the benefit of implementing routine Single-Step Genomic BLUP evaluations. The main questions and principal steps identified in these studies were gathered into tentative guidelines for the development of genetic evaluations for new traits. d‘un grand nombre d‘échantillons biologiques pour mettre en évidence les perturbations métabolomiques induites par l‘exposition à des substances toxiques. Dans une première partie de ce travail, nous nous sommes intéressés à l‘étude d‘un petit groupe d‘agriculteurs ayant été exposés dans le cadre professionnel à deux pesticides. Une mise au point de l‘approche DIMS sur un instrument de type Orbitrap a été réalisée. Une procédure de traitement des données a aussi été développée. Elle est basée sur un nouvel outil dite IC-DA (independent component - discriminant analysis). Cette méthodologie a ensuite été appliquée sur un nombre d'échantillons plus élevé issus de cinq types d‘exposition. Dans cette étude, deux approches analytiques DIMS et LC/MS ont été examinées afin de valider l‘approche DIMS mais aussi l‘outil de traitement chimiométrique développé. Une deuxième partie est dédiée aux travaux visant à étendre l‘approche à haut débit sur un instrument de performances plus élevées, le FT-ICR (Fourier transform - ion cyclotron resonance) équipé d'une nouvelle cellule de piégeage dite ̎dynamically harmonized cell ̎. Une première étude a concerné l‘exposition des rats à différents concentration de pesticides. Dans une deuxième étape, une étude sur un nombre important d‘échantillon d‘urines humaines (d‘environ 500 individus) a été réalisée pour tester la robustesse de notre approche. Mes travaux ont permis de démontrer la faisabilité et l'efficacité de notre approche métabolomique à haut débit combinant l‘introduction directe DIMS, la détection à très haute résolution et les outils chimiométriques. Cette approche pourrait être très prometteuse pour réaliser le phénotypage métabolique à grande échelle, comme dans les études épidémiologiquesPublic health monitoring involves evaluation of population exposure to environmental toxicants which can have an impact on their health. To do this, robust and high-throughput approaches are required to perform large scale analyses. Global approaches such as metabolomics which aim to reveal metabolic changes due to environmental stress or diseases seem to be the most appropriate approach. This multidisciplinary approach requires powerful analytical techniques such as mass spectrometry (MS) associated with statistical and chemometric data processing. It allows to detect general metabolic disruptions induced by a given physiological or pathological conditions. The studied samples can be injected either directly by the DIMS technique (direct introduction mass spectrometry) or following a chromatographic separation using GC/MS or LC/MS (gas or liquid chromatography / mass spectrometry). The DIMS approach leads to a significant reduction in analysis time, down to only a few minutes (usually less than 3 min). Additionally, in combination with Fourier transform mass spectrometers (DIFTMS), it provides very high mass resolving power and accurate mass measurements, as well as a wide dynamic range resulting in improved efficiency. Nevertheless, the DI-FTMS approach generates complex data containing several thousands of peaks. Processing such large data sets requires the development of dedicated chemometric and statistical tools to detect exposure biomarkers. Therefore, the objective of my work was to develop a rapid, highthroughput workflow, including the development of chemometric tools, in order to highlight metabolomic perturbations induced by exposure to toxicants. The first part of this work concerns the study of farmers professionally exposed to two pesticides. The DIMS approach was performed on an Orbitrap instrument and a new chemometric tool called Independent Component - Discriminant Analysis (IC-DA) was developed for supervised analysis of the DIMS data. The developed methodology was then applied to a larger number of samples corresponding to five types of exposure. In this later study, two analytical approaches DIMS and LC/MS were examined in order to validate the DIMS approach as well as the developed chemometric data analysis tool. In a second part of this work, the DIMS approach was applied to an instrument of higher performances, the FT-ICR (Fourier transform-ion cyclotron resonance) equipped with a dynamically harmonized cell in order to improve the quality of the DIMS data. A first study explored the effects of exposure of rats to different concentrations of pesticides. In a second step, the procedure was applied to a large number of samples (of approximately 500 individuals) to test the robustness of the approach. All this work demonstrated the feasibility and effectiveness of our high-throughput metabolomic approach combining the direct introduction (DIMS), the very high resolution detection and the chemometric tools. This approach could be very promising to perform large scale metabolic phenotyping such as in epidemiological studies
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Aros, Sandrine. "Analyse métabolomique de S. aureus par chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse à haute résolution : Développements analytiques et applications à l’étude de la résistance à la méticilline." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015SACLS013.
Full textAbstract:
Le taux de mortalité associé aux infections par le S. aureus résistant à la méticilline (SARM) est le plus élevé parmi les infections staphylococciques. Le SARM est aussi la plus fréquente des bactéries multirésistantes, plaçant souvent le médecin en situation d'impasse thérapeutique. Une meilleure compréhension des phénomènes de résistance aux antibiotiques permettrait de mieux détecter ces bactéries et concevoir de nouveaux antibiotiques. Dans ce contexte, ces travaux de thèse visaient à étudier le phénotype de résistance à la méticilline de S. aureus par une approche métabolomique.La première partie de ce travail a été dédiée au développement des outils nécessaires aux analyses métabolomiques globales de S. aureus. Ces développements ont impliqué la mise place d'un protocole de préparation d'échantillon spécifique et multi-étapes, de méthodes de chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse à haute résolution (LC/HRMS) et l'implémentation d'une base de données spectrales dédiée.Dans ces conditions, nous avons pu extraire et identifier jusqu'à 210 métabolites intracellulaires, ce qui représente la plus large couverture métabolique de S. aureus obtenue à ce jour. Dans un second temps, nous avons appliqué l'approche développée à l'étude de souches SARM et de souches sensibles à la méticilline (SASM). Après optimisation rigoureuse des conditions de culture, l'étude approfondie de 24 souches cliniques nous a permis de dégager une signature métabolique du phénotype de la résistance à la méticilline, signant notamment l'implication des voies de biosynthèse de la paroi et de la capsule bactérienne.Le séquençage complet du génome de ces 24 souches combiné à l'étude complémentaire de 16 souches de SARM de fonds génétiques différents nous a ensuite permis de souligner la pertinence de cette signature métabolique vis-à-vis du phénotype étudié. Enfin, l'étude de souches isogéniques en présence d'antibiotique a également confirmé l'implication de la synthèse de la paroi dans la distinction SARM/SASMThe mortality rate associated with Methicillin resistant S. aureus (MRSA) is the highest among the staphylococcal infections. A better understanding of antibiotic resistance phenomena would lead to better detect these bacteria and design new antibiotics. In this context, this PhD work aimed to study the MRSA phenotype by using a metabolomics approach. The first part of this work has been dedicated to developing a global metabolomic analysis of S. aureus: i.e., the setting up of a reliable sample preparation protocol, the development of liquid chromatography-high resolution mass spectrometry methods, and the implementation of a dedicated spectral database. Under these conditions, 210 metabolites have been extracted and identified in bacterial cell extracts, which is the widest metabolic coverage of S. aureus obtained to date.Secondly, we have performed a metabolomic study of MRSA and methicillin susceptible S. Aureus (MSSA) strains. The analysis of 24 clinical strains has allowed us to highlight a metabolic signature of MRSA phenotype of which metabolites involved in bacterial wall and capsule biosynthesis pathways were part. The complete genome sequencing of these 24 strains combined with the complementary study of 16 MRSA strains of different genetic backgrounds have reinforced the relevance of this metabolic signature. Finally, the study of isogenic strains in the presence of an antibiotic has confirmed the involvement of metabolites of the wall and capsule biosynthesis pathways in the distinction of MRSA/MSSA phenotypes
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Hubert, Cecile. "Étude de la détection et de l'identification d'explosifs par spectrométrie de masse haute résolution " Orbitrap ", après prélèvement d'échantillons sur substrats solides : développement et évaluation comparative de méthodologies analytiques dédiées à l'expertise judiciaire dans le domaine nucléaire." Thesis, Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066025.
Full textAbstract:
Que ce soit lors de la prévention d'actes malveillants ou l'expertise post-attentat, les techniques de prélèvement par frottis et d'analyse d'explosifs se doivent d'être à la fois fiables et sensibles. La méthode par chromatographie en phase liquide (HPLC) couplée à la spectrométrie de masse (MS) présente les caractéristiques requises mais nécessite une étape importante de préparation de l'échantillon et un temps d'analyse conséquent. L'évaluation des performances du couplage HPLC-MS pour l'analyse de frottis réalisés sur des matrices textiles et le développement d'une méthode d'analyse directe et quasi-instantanée de la surface de l'échantillon constituent l'objet de ce mémoire. Pour ce second objectif, les sources d'ionisation ambiante DESI et DART, couplées à la spectrométrie de masse haute résolution (HRMS) ont été utilisées. Une part importante de ce travail a été consacrée à l'étude des mécanismes CID des explosifs, lors de laquelle la HRMS a montré tout son intérêt. Si l'utilisation de la source DESI est plus délicate pour l'étude des surfaces textiles hydrophiles et absorbantes, le potentiel qualitatif de la source DART a été démontré avec succès sur des échantillons simulés et réels. Des résultats prometteurs illustrent la validité de cette approche analytique à la fois sensible, rapide et facile à mettre en ¿uvre, et encouragent à poursuivre les travaux vers une analyse quantitativeSwabbing and analysis protocols for trace explosives detection have to be both reliable and sensitive, either for prevention measures against bomb attacks or for post-blast scene investigations. The coupling of mass spectrometry (MS) with liquid chromatography (HPLC) offers the required features but important sample preparation steps are often needed and chromatographic separations can require long run times. The evaluation of an LC-MS coupling for the analysis of fabric swabs and the development of a direct and nearly instantaneous method for sample surface analysis are the subjects of this dissertation. DESI and DART ion sources coupled with high resolution mass spectrometry (HRMS) were used for this second method. Part of this work was devoted to the study of CID mechanisms of explosives, in which HRMS appears to present a great interest. Even though the use of DESI source for hydrophilic and absorbent fabric samples analysis is tricky, DART source was successfully applied to qualitative analysis of simulated as well as real samples. Very promising results strengthen the relevance of this direct approach both sensitive, rapid and easily implementable, and encourage pursuing the studies toward quantitative analysis. Keywords: Forensic, explosives, fabrics, extraction, high resolution mass spectrometry, ESI, ambient ionization/desorption (DESI, DART), CID mechanisms, negative ions
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Méjean, Marie. "Développement d’un couplage de chromatographie en phase supercritique et spectrométrie de masse pour l’analyse de substances naturelles." Thesis, Paris 11, 2014. http://www.theses.fr/2014PA114829/document.
Full textAbstract:
L’objectif de ce projet doctoral a été de coupler la chromatographie en phase supercritique (SFC) avec un spectromètre de masse haute résolution pour l’analyse de substances naturelles apolaires. La SFC est une technique dite « verte » contrairement à la chromatographie liquide en phase normale (NPLC), très consommatrice de solvants organiques toxiques pour l’environnement, puisque la phase mobile est principalement constituée de CO2. Le CO2 ayant une faible viscosité, cela implique une diffusivité, des débits élevés et des temps d’analyse courts. Notre attention a été focalisée sur des molécules apolaires : les lipides. Le but était de mettre au point des dosages dans des matrices alimentaires et biologiques et de débuter une approche lipidomique d’étude de la maladie de Parkinson. La première partie a été dédiée au développement du système SFC avec une détection UV, prêté par le constructeur Agilent Technologies. La première étude s’est portée sur 6 composés de la famille des vitamines A. Une phase d’optimisation a été réalisée afin d’obtenir une séparation satisfaisante des composés, en testant différents paramètres chromatographiques comme le type de phase stationnaire ou encore la composition de la phase mobile, afin d’obtenir une résolution optimale. Ensuite, des études de linéarité et de répétabilité ont été réalisées et des limites de détection et de quantification ont été déterminées afin d’obtenir une méthode fiable et robuste. Une deuxième partie a concerné la mise en place du couplage entre la SFC et un spectromètre de masse de type quadripôle-temps de vol (Q-TOF), afin d’améliorer la spécificité et la sensibilité des analyses. Différentes sources d’ionisation ont été utilisées : ESI, APCI et APPI. Chacune des sources présente des modes d’ionisation différents, qui permettent de pouvoir balayer une large gamme de polarité des analytes. Nous avons choisi 8 dérivés de la vitamine E, composés apolaires pour lesquels la SFC paraît être la technique d’analyse idéale. La séparation de ces composés a été optimisée de façon à obtenir une bonne résolution chromatographique et un temps d’analyse minimal. L’ionisation des composés est réalisée avec les 3 sources disponibles en faisant varier les paramètres de sources ou encore le solvant « make-up », de façon à obtenir une sensibilité optimale. La source APPI a été finalement choisie après une étude sur les performances de la méthode. Cette source présente une bonne répétabilité, linéarité et des limites de détection de l’ordre de celles retrouvées dans la littérature par HPLC-MS. Nous avons ensuite réalisé la quantification des ces composés dans 2 types de matrices alimentaire et biologique : l’huile de soja et le plasma de rat. Une troisième partie a été débutée sur le profilage de lipides à polarités variées par SFC-MS. Cette technique se révèle idéale de par la faible polarité de ces composés et leur absence d’absorbance dans le domaine UV. En effet, l’intégrité des lipides peut être altérée suite aux dommages causés par les radicaux libres, qui sont potentiellement impliqués dans de nombreuses maladies neurodégénératives. Il parait primordial de développer des outils analytiques présentant une haute sensibilité et résolution et la possibilité d’accéder aux informations structurales. La source d’ionisation ESI nous a permis de détecter 12 lipides sur les 20 sous-classes analysées en mode positif et 8 lipides en mode négatif. Une application a été réalisée sur un échantillon de plasma humain. Il serait intéressant à l’avenir d’effectuer cette étude en utilisant la source APPI, source propice à l’analyse structurale de lipides et présentant une bonne sensibilité et répétabilité. Ce couplage SFC-MS, présentant une bonne sensibilité et répétabilité, sera par la suite étendu à l’analyse de lipides dans diverses matrices biologiques et pourra à l’avenir être appliqué à l’étude de nouveaux biomarqueurs et au screening rapide d’un grand nombre d’échantillonsThe aim of this PhD project was to couple supercritical fluid chromatography (SFC) with a high resolution mass spectrometer for apolar natural compounds analysis. Because mobile phase is principally constituted of CO2, SFC is called “green technic” contrary to normal phase liquid chromatography (NPLC), which uses lot of organic solvents toxic for environment. The CO2 presents a low viscosity, in this way high diffusivity and flow rate, and lower analysis times are obtained. Our work was focused on apolar molecules: the lipids. The aim was to quantify molecules in alimentary and biological matrices and to a lipidomic approach to study Parkinson disease. The first part was to develop the system SFC with a UV detection on a system on loan by Agilent Technologies. This first study was carried out on 6 vitamin A compounds. An optimization of chromatographic parameters has been realized in order to obtain a good separation of the compounds. Then, linearity, repeatability, detection and quantification limits have been determined in order to have a reliable and robust method. A second part concerned the coupling of SFC and a quadrupole time-of-flight mass spectrometer (Q-TOF), in order to improve specificity and sensitivity of analysis. Different ionization sources have been tested: ESI, APCI and APPI. Each ion source presents different ionization mode, which permits to analyze a wide range of polarities of compounds. We have chosen 8 vitamin E derivatives, which are apolar compounds for which SFC seems to be well suited. Separation compounds have been optimized in order to have a good chromatographic resolution and a short analysis time. This compounds ionization is realized with the 3 sources, varying ionization parameters and make-up solvent, to have an optimal sensitivity. The APPI source has been chosen after a performance evaluation method. This source presents a good repeatability, linearity and detection limit in the same order of magnitude than those found in the literature by HPLC-MS. Then we have quantified these compounds in alimentary and biological matrices: a soya oil and plasma rat. A third study has been started on lipid profiling with various polarities by SFC-MS. This technic is well suited because of the low polarity of this molecules and their lack of absorbance in the UV range. The integrity of lipids can be altered with damages caused by free radicals, and are potentially involved in neurodegenerative diseases. It is essential to develop analytical systems with a high sensitivity and resolution and the possibility to access to structural information. The ESI source permits to detect 12 lipids on the 20 sub-classes analyzed in positive ion mode and 8 lipids in negative mode. An application has been realized on human plasma. In the future, it will be interesting to analyze these lipids with the APPI source, which is good choice for structural analysis of lipids, with good sensitivity and repeatability. Studies with this SFC-MS system, presenting good sensitivity and repeatability, will be extended to lipid analysis in biological matrices and could be applied to new biomarkers study and for fast screening of a large number of samples
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Essaid, Donia. "Photosensibilisateurs pour la thérapie photodynamique (PDT) des cancers : impact des modifications structurales sur leur interaction avec des membranes." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLS042/document.
Full textAbstract:
La photothérapie dynamique (PDT) consiste à injecter un photosensibilisateur (PSr) au patient, puis à illuminer sa tumeur. En présence d’oxygène, le PSr activé entraîne la formation d’oxygène singulet cytotoxique. Nos collaborateurs à l’Institut Curie ont synthétisé des dérivés porphyriniques glycoconjugués(TPP) pour traiter le rétinoblastome par PDT.Des études de caractérisation de ces TPP in vitro ont montré une internalisation dans la cellule par voie passive. C’est dans ce contexte que nous avons analysé l’interaction de certaines TPP avec les lipides membranaires.Dans un premier temps, cette interaction a été étudiée par une approche chromatographique sur des colonnes C18/C8, PolarTec, HILIC et IAM. Nous avons démontré une variation de l’interaction selon la structure des TPP. Par la suite, nous avons mis en évidence par DSC, les changements d’organisation de bicouches phospholipidiques produits par deux TPP d’intérêt, et déterminé par FTIR-ATR, la localisation de la perturbation au niveau des têtespolaires ou des chaines aliphatiques des lipides.Cette approche a été poursuivie par l’évaluation de la localisation des TPP à l’échelle cellulaire,par microspectroscopie IR couplée au rayonnement synchrotron. Une discrimination des TPP a été mise en évidence par des outils chimiométriques pour les cellules Y79, mais pas pour les lignées WERI-Rb1 ni ARPE-19. Afin de développer un modèle membranaire artificielde rétinoblastome, nous avons réalisé par spectrométrie de masse (Orbitrap) une analyse lipidomique approfondie des phospholipides des membranes plasmiques et mitochondriales des lignées Y79 et ARPE-19,. Nous avons analysé les propriétés visco-élastiques des extraits membranaires et proposé un modèle artificiel complexe mimant au moins partiellement ces propriétés. Ce modèle pourrait permettre le criblage in vitro des TPPPhotodynamic therapy (PDT) is atreatment modality in which a photosensitizer(PSr) is injected to a patient. Then the tumor isilluminated with a laser. The excited PSrinduces the production of cytoxic singletoxygen. Our collaborators at the Institut Curiehave synthesized glycoconjugated tetraphenylporphyrins(TPP) for the treatment ofretinoblastoma by PDT. These compoundswere characterized in vitro and studies showedthat the most promising porphyrin crossed thecell membrane by passive transport. It is in thiscontext that this research was developed: theobjective was to study the interaction of aseries of porphyrins with membrane lipids.Firstly, porphyrin interaction with lipids wasstudied by a chromatographic approach onC18/C8, PolarTec, HILIC and IAM columns.Results showed a variation in the interactionaccording to porphyrin structures.Then, we demonstrated the effect of two TPPson phospholipid bilayers organization by DSC,and determined the localization of thisinteraction (polar heads or lipid aliphaticchains) by FTIR-ATR. The effect of TPPs onlipids and proteins was studied at the cellularlevel by IR microspectroscopy coupled withsynchrotron radiation. A discrimination ofporphyrins could be made by chemometrictools for Y79 cells but not for WERI-Rb1 norARPE-19 ones. In order to develop an artificialmembrane model, we performed lipidomicanalysis by mass spectrometry (Orbitrap) ofplasma and mitochondrial lipid membranes ofY79 and ARPE-19 cells. We determined theviscoelastic properties of lipid extracts andproposed an artificial lipid model partiallymimicking these viscoelastic properties. Thismodel could allow TPP screening in vitro
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Gosset-Erard, Clarisse. "Développement méthodologique en CE-FTICR-MS pour l'étude de biomolécules à visée thérapeutique." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2022. http://www.theses.fr/2022LORR0219.
Full textAbstract:
La spectrométrie de masse (MS) s'est imposée depuis quelques années comme une méthode essentielle pour la caractérisation des biomolécules. Le développement de nouveaux analyseurs à ultra-haute résolution et grande précision de mesure de masse, tels que la résonance cyclotronique des ions à transformées de Fourier (FTICR), ont amélioré la sélectivité de la méthode. Afin de faciliter la caractérisation d'échantillons complexes dans de nombreux domaines, la MS peut être couplée à des méthodes séparatives telles que l'électrophorèse capillaire (CE). La CE est la méthode électrophorétique la plus performante en termes de résolution, d'efficacité et de capacité de pics tout en étant très rapide. Le couplage CE-MS a été développé pour un grand nombre d'analytes et permet d'obtenir une sensibilité optimale de la MS grâce au recours d'une interface sheathless permettant l'utilisation de nano-débit. Cependant, pour pouvoir combiner les performances de séparation de la CE, la haute sélectivité et sensibilité de l'interface sheathless avec l'ultra-haute résolution du FTICR-MS, il est nécessaire de relever les défis techniques liées aux propriétés intrinsèques de la CE et du FTICR telles que la rapidité de la séparation, la haute efficacité des pics et le temps d'acquisition de la MS. Les travaux présentés dans ce manuscrit présentent donc la mise en place du couplage CE FTICR-MS, nouveau au laboratoire, et son application dans l'étude de biomolécules, et notamment la caractérisation des modifications post-transcriptionnelles des acides ribonucléiques (ARN). Une étude du couplage a tout d'abord été réalisée à l'aide de standards, puis un premier transfert de méthode a été effectué sur des échantillons biologiques déjà décrits dans la littérature. Divers développements de méthodes sont ensuite présentés tels que l'optimisation de la préparation d'échantillon, et le développement de nouveaux outils bio-informatiques permettant d'aller plus loin dans la caractérisation de ces modifications et dans la complexité des échantillons. Enfin, le couplage CE-FTICR-MS ainsi que des derniers développements de méthode ont été mis en application sur des échantillons plus complexes et dont les modifications post-transcriptionnelles ne sont pas décrites dans la littérature. L'utilisation du couplage CE-FTICR-MS pour la caractérisation des ARN a notamment permis d'identifier une modification post-transcriptionnelle inconnue dans un de ces échantillons complexes et peu étudiés dans la littératureMass spectrometry (MS) has emerged in recent years as benchmark method for the characterization of biomolecules. The development of new analyzers with ultra-high resolution and high mass accuracy, such as Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance (FTICR), has improved the selectivity of the method. To ease the characterization of complex samples, MS can be coupled with separative methods such as capillary electrophoresis (CE). CE is the most powerful electrophoretic method in terms of resolution, efficiency and peak capacity, and is very fast. The CE-MS coupling has been developed for a large number of analytes and allows to obtain an optimal sensitivity of MS thanks to the use of a sheathless interface allowing the use of nanoflow rates. However, in order to combine the separation performances of CE, the high selectivity and sensitivity of the sheathless interface with the ultra-high resolution and the high mass accuracy of FTICR-MS, it is necessary to address the technical challenges related to the intrinsic properties of CE and FTICR such as the speed of separation, high peak efficiency and MS acquisition time. The work presented in this manuscript presents the implementation of the CE-FTICR-MS hyphenation and its application for the study of biomolecules, and in particular the characterization of post-transcriptional modifications of ribonucleic acids (RNA). A study of the CE-FTICR-MS hyphenation was first performed using standards, then a first method transfer was performed on biological samples already described in the literature. Various method developments are then presented such as the optimization of the sample preparation, and the development of new bioinformatics tools allowing to go further in the characterization of these modifications and in the complexity of the samples. Finally, the CE-FTICR-MS hyphenation as well as the latest method developments were applied on more complex samples, and whose post-transcriptional modifications are not described in the literature. The use of the CE-FTICR-MS hyphenation for the characterization of RNA enabled the identification of an unknown post-transcriptional modification in one of these complex samples that has not been previously studied in the literature
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Chaker, Jade. "Développements analytiques pour la caractérisation non-ciblée et par profilage de suspects de l’exposome chimique dans le plasma et le sérum humain par LC-ESI-HRMS : optimisation et implémentation d’un workflow haut débit pour l’identification de nouveaux biomarqueurs d’exposition dans le plasma et le sérum sanguins." Electronic Thesis or Diss., Rennes, École des hautes études en santé publique, 2022. http://www.theses.fr/2022HESP0002.
Full textAbstract:
L’exposition chronique à des mélanges complexes de contaminants chimiques (xénobiotiques) est suspectée de contribuer à la survenue de certaines maladies chroniques. Encouragées par le développement de la spectrométrie de masse à haute résolution (SMHR) et l’émergence du concept d’exposome, des méthodes analytiques non-ciblées commencent à voir le jour pour caractériser l’exposition humaine aux xénobiotiques sans a priori. Ces méthodes innovantes pourraient ainsi permettre un changement d’échelle pour identifier de nouveaux facteurs de risque chimiques dans des études épidémiologiques. Ces approches présentent néanmoins plusieurs verrous, en lien, entre autres, avec la présence des contaminants à l’état de trace dans des matrices biologiques. Une optimisation de chaque étape analytique (préparation d’échantillon) et bio-informatique (prétraitement des données, annotation) est donc indispensable pour surmonter ces limites. L’objectif principal de ce travail est d’implémenter un workflow non-ciblé applicable aux études épidémiologiques pour apporter une solution opérationnelle à la caractérisation de l’exposome chimique interne à large échelle. Les développements effectués ont permis de proposer un workflow de préparation d’échantillon simple à mettre en œuvre et s’appuyant sur deux méthodes complémentaires pour élargir significativement l’espace chimique visible (jusqu’à 80% de marqueurs spécifiques à une méthode). L’optimisation de logiciels de prétraitement des données, réalisée pour la première fois dans un contexte exposomique, a permis de démontrer la nécessité d’ajuster certains paramètres pour assurer la détection des xénobiotiques à l’état de trace. Le développement d’un logiciel pour automatiser les approches de profilage de suspects avec des prédicteurs MS1, ainsi que le développement d’indices de confiance a permis de prioriser les marqueurs pertinents pour la curation manuelle. Une application à large échelle sur 125 échantillons de sérum de la cohorte Pélagie a permis de démontrer la robustesse et la sensibilité de ce nouveau workflow, ainsi que d’enrichir l’exposome chimique documenté avec la mise en évidence de nouveaux biomarqueurs d’expositionChronic exposure to complex mixtures of chemical contaminants (xenobiotics) is suspected to contribute to the onset of chronic diseases. The technological advances high-resolution mass spectrometry (HRMS), as well as the concept of exposome, have set the stage for the development of new non-targeted methods to characterize human exposure to xenobiotics without a priori. These innovative approaches may therefore allow changing scale to identify chemical risk factors in epidemiological studies. However, non-targeted approaches are still subject to a number of barriers, partly linked to the presence of these xenobiotics at trace levels in biological matrices. An optimization of every analytical (i.e. sample preparation) and bioinformatical (i.e. data processing, annotation) step of the workflow is thus required. The main objective of this work is to implement an HRMS-based non-targeted workflow applicable to epidemiological studies, to provide an operational solution to characterize the internal chemical exposome at a large scale. The undertaken developments allowed proposing a simple sample preparation workflow based on two complementary methods to expand the visible chemical space (up to 80% of features specific to one method). The optimization of various data processing tools, performed for the first time in an exposomics context, allowed demonstrating the necessity to adjust key parameters to accurately detect xenobiotics. Moreover, the development of a software to automatize suspect screening approaches using MS1 predictors, and of algorithms to compute confidence indices, allowed efficiently prioritizing features for manual curation. A large-scale application of this optimized workflow on 125 serum samples from the Pélagie cohort allowed demonstrating the robustness and sensitivity of this new workflow, and enriching the documented chemical exposome with the uncovering of new biomarkers of exposure
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Ghislain, Thierry. "Nature, origine et réactivité de la matière organique fossile dans les sols et sédiments : développements et applications de la photoionisation - spectrométrie de masse haute résolution (APPI-QTOF) et couplage avec la chromatograhie d'exclusion stérique (SEC)." Thesis, Nancy 1, 2011. http://www.theses.fr/2011NAN10070/document.
Full textAbstract:
Le développement des outils analytiques pour l'analyse de la matière organique complexe en géochimie organique a connu de nombreuses avancées ces dernières années. Ce développement a permis de répondre à un grand nombre de questions quant à la composition de la matière organique. Cependant, beaucoup des points restent encore à élucider comme notamment la caractérisation des fractions de hauts poids moléculaires ainsi que le suivi de la réactivité de la matière organique. Ce travail de thèse a eu pour objectif (i) d'adapter les techniques de spectrométrie de masse déjà existantes pour l'analyse de la matière organique fossile (notamment par la sélection de la source d'ionisation atmosphérique la plus adaptée) mais également (ii) de développer un nouveau type de couplage entre la chromatographie d'exclusion stérique (SEC) et la spectrométrie de masse APPI-QTOF pour l'analyse des fractions peu polaires de hauts poids moléculaires. L'adaptation du l'APPI-QTOF a tout d'abord permis de mieux comprendre la réactivité de contaminants organiques polyaromatiques en présence de phases minérales. Le couplage SEC-APPI-QTOF a, quant à lui, permis d'améliorer les connaissances sur la structure des asphaltènes. Cependant, malgré la « simplification » rendue possible par la SEC, la très grande quantité d'informations reste difficile à interpréter et prend beaucoup de temps. Un modèle mathématique a donc été développé basé sur des analyses numériques et statistiques des spectres de masse, permettant de les comparer entre eux afin de distinguer l'origine des échantillons et de suivre l'impact de processus physico-chimiques (altérations naturelles - traitements de remédiation)The development of analytical tools for organic geochemistry analysis has increased these past years. This development has allowed answering many questions about organic matter composition. However, many issues remain to be clarified including the characterization of high molecular weight fractions and monitoring the reactivity of organic matter. This thesis has focused on both (i) existing method improvements for fossil organic geochemistry analysis but also on (ii) developing a new type of coupling between the size exclusion chromatography (SEC) and the APPI-QTOF mass spectrometry for high molecular weight weakly polar fractions. Adjustments on APPI-QTOF mass spectrometry have allowed a better understanding of polyaromatic organic contaminant reactivity in presence of mineral matrices. The success of this coupling has allowed a better understanding of the structure of asphaltenes. However despite the "simplification" obtained by the SEC, the large amount of information remains difficult to interpret and time-consuming. A mathematical model has been developed based on numerical and statistical analysis of mass spectra, allowing direct comparison of mass spectra and being able to identify several types of information such as origins of samples, monitoring of physico-chemical processes and also the efficiency of soil recovery treatments as well as the identification of analytical protocols
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Lacroix, Marlène. "Optimisation d'une méthode de dosage de neurotransmetteurs par le couplage LC/Fluo/MS : études théoriques du marquage au NDA par spectrométrie de masse haute résolution, modélisation moléculaire et étude quantitative de relations structure-temps de rétention (3D-QSRR)." Toulouse 3, 2007. http://thesesups.ups-tlse.fr/47/.
Full textAbstract:
Certains acides aminés et peptides sont des neurotransmetteurs impliqués dans les maladies neurologiques. Présents en très faible quantité dans les échantillons biologiques, une HPLC couplée à un détecteur de fluorescence et un spectromètre de masse est utilisée pour identifier et doser ces molécules. Les acides aminés sont marqués avec un agent fluorogène : le naphtalène-2, 3-dicarboxaldéhyde (NDA) et un nucléophile (CN-). Pour l'analyse des peptides enképhalines, le marquage est modifié afin de faciliter l'analyse en spectrométrie de masse : le nucléophile CN- est remplacé par un aminothiol facilement ionisable en mode positif, le N,N-diméthylaminoéthanethiol (MeAT). Des études théoriques en modélisation moléculaire, spectrométrie de masse haute résolution et sur l'échange H/D ont été réalisées pour interpréter les résultats obtenus avec chaque marquageSome amino acids and peptides are neurotransmitters involved in neurological diseases. As they are very low concentration in biological samples, HPLC coupled with a fluorescence detector and a mass spectrometer is performed for the identification and the quantification of these molecules. As amino acids are not fluorescent natively, they are labelled with a fluorogenic dye: the naphthalene-2,3-dicarboxaldehyde (NDA) and a nucleophile (CN-). The labelling for the peptides (enkephalins) is slightly modified in order to facilitate the ionisation in positive mode in mass spectrometry: the nucleophile CN- is substituted by an aminothiol easily ionisable, the N,N-dimethylaminoethanethiol (MeAT). Some theoretical studies are investigated in molecular modelling, high resolution mass spectrometry and H/D exchange studies in order to explain the results obtained on each labelling
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Selliez-Vandernotte, Laura. "Optimisation de l'analyse de la matière organique à l'aide d'un nouveau spectromètre de masse basé sur le CosmOrbitrap dans un contexte de future mission spatiale." Thesis, Orléans, 2018. http://www.theses.fr/2018ORLE2018/document.
Full textAbstract:
La spectrométrie de masse joue un rôle clef dans l’exploration spatiale, notamment dans la caractérisation de la matière organique présente sur de nombreux objets du Système Solaire. Dans ce manuscrit, l’accent est particulièrement mis sur Titan, présentant une chimie organique complexe initiée dans son ionosphère et se répercutant jusqu’à sa surface. Les spectromètres de masse embarqués à bord de la mission Cassini-Huygens ont permis de nombreuses détections de composés organiques. Cependant, les limites instrumentales d’un point de vue analytique poussent la communauté scientifique à se pencher sur de nouvelles techniques de spectrométrie de masse dites à haute résolution (HRMS).Mon travail de thèse s’est inscrit dans le développement d’un nouveau type d’analyseur en masse basé sur la technologie Orbitrap, instrumentation HRMS de laboratoire, pour une application spatiale. Ce projet se nomme CosmOrbitrap. L’objectif s’est ainsi concentré sur les possibilités d’analyse de la matière organique avec une configuration instrumentale simple et compacte couplant directement l’analyseur CosmOrbitrap à une ionisation par ablation laser (LAb-CosmOrbitrap), dans un contexte de future mission spatiale. L’identification univoque de composés organiques purs ou formant des mélanges complexes, la démonstration des performances en termes de résolution, de précision en masse et d’étude des rapports isotopiques mais également l’influence de la pression sur la résolution en masse obtenue sur des composés organiques sont détaillées dans ce manuscrit. L’analyse de la matière brute d’analogues d’aérosols de Titan synthétisés en laboratoire (tholins) montre un cas d’étude concret sur les capacités du LAb-CosmOrbitrap à permettre une analyse chimique profonde des échantillons représentatifs d’un environnement d’intérêt exobiologiqueMass spectrometry is a key tool in space exploration, for the analysis of organic matter of many Solar System bodies. In this dissertation, we mainly focus on Titan. This amazing object in the Solar System shows a very rich organic chemistry from the ionosphere to the surface. Mass spectrometers aboard the Cassini-Huygens spacecraft have allowed the detection of many organic compounds. However, instrumental limits in terms of analytical performances lead scientists to develop new high resolution mass spectrometry techniques (HRMS).My PhD is rooted to the development of a new high resolution mass analyzer based on the Orbitrap technology, for a space application. This project is named CosmOrbitrap. The efficiency of a simple and compact instrumental version of CosmOrbitrap coupled with a laser ablation ionization process (LAb-CosmOrbitrap) is demonstrated on organic matter analyses in the framework of a future space mission. Univocal identification of pure organics compounds and complex organic mixtures, analytical performances such as mass resolving power, mass accuracy and isotopic abundances determination as well as the impact of the pressure on the mass resolution of organics are part of this dissertation. The study of laboratory analogs of Titan aerosols (named tholins) shows capabilities of the LAb-CosmOrbitrap to provide a deep chemical analysis of exobiological environment
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Almoric, Jean. "Développement d'un nouvel instrument couplant FIB/SEM UHV et OTOF-SIMS à haute résolution spatiale pour la microélectronique et ses applications." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2021. http://www.theses.fr/2021AIXM0368.
Full textAbstract:
La spectrométrie de masse d’ion secondaire (SIMS) est probablement la technique d'analyse chimique la plus largement utilisée en science des semi-conducteurs et en métallurgie en raison de sa sensibilité ultime à tous les éléments notamment au plus légers. Avec la réduction de la taille des systèmes, l'imagerie chimique 3D haute résolution devient une condition préalable au développement de nouveaux matériaux. Dans cette thèse, nous rapportons le développement et l’optimisation d'un SIMS innovant implémenté dans un microscope électronique à balayage. L'équipement permet d’obtenir une cartographie chimique élémentaire à très haute résolution (~25nm). La capacité de la technique est démontrée avec la caractérisation à l'échelle nanométrique d’une part de superalliages métalliques nécessaire à la fabrication de pièces moteurs pour l’aviation et d’autre part d’alliages chalcogénures utilisés dans les mémoires à changement de phase de dernière génération développées en microélectroniqueSecondary Ion Mass Spectrometry (SIMS) is probably the most widely used chemical analysis technique in semiconductor science and metallurgy because of its ultimate sensitivity to all elements, especially the lighter ones. With systems downsizing, high-resolution 3D chemical imaging is becoming a prerequisite for the development of new materials. In this thesis, we report the development and optimization of an innovative SIMS implemented in a scanning electron microscope. The equipment makes it possible to obtain elementary chemical mapping at very high resolution (~25nm). The capacity of the technique is demonstrated with the characterization at the nanometric scale on the one hand of metallic superalloys necessary for the manufacture of aircraft engine parts and on the other hand of chalcogenide alloys used in the latest generation phase change memories developed in microelectronics
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Javelle, Thomas. "Caractérisation de molécules organiques au sein d’analogues d’objets du système solaire." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2022. http://www.theses.fr/2022AIXM0490.
Full textAbstract:
La matière organique est une matière dont les molécules contiennent au moins une liaison chimique carbone-hydrogène. Sur Terre, elle est intrinsèquement liée à la biosphère. Cependant, cette matière n’est pas exclusivement liée aux systèmes vivants. Elle peut être liée à des processus biologiques (photosynthèse), géologiques (pétroles) et abiotiques (aérosols secondaires). Elle présente une diversité dans tout le système solaire : les observations suggèrent la présence d’une chimie organique complexe abiotique dans les nuages de Titan, les océans d’Europe et d'Encelade, les roches des météorites ou encore les glaces cométaires. Les comètes sont les objets qui ont été le moins altérés depuis 4,5 milliards d’années. L’étude de leur composition permet de mieux comprendre les processus à origine de la matière organique sur Terre.- Durant cette thèse, la composition possible d’une comète telle qu’elle pourrait être identifiée lors d’une mission spatiale est étudiée. On suppose que la matière organique d’une comète se répartit en deux phases principales : solide ou gazeuse. L’objectif de cette thèse est d’identifier les corrélations existantes entre la composition en matière organique de ces phases. Dans le premier chapitre on détaille les connaissances actuelles concernant la matière organique et les comètes ainsi que les résultats déjà existants dans ce domaine. Dans le deuxième, on décrit les protocoles mis au point durant la thèse pour l’analyse de la phase solide. Dans le troisième, le protocole expérimental permettant l’analyse de la phase gazeuse est présenté. Enfin, dans le dernier, les premiers résultats et premières corrélations mises en évidence sont exposésOrganic matter is at least composed of one carbon-hydrogen bond. It is highly linked to biological activity on earth. However, we know from two centuries old studies that this matter is not exclusively produced from living systems. Three main production and alteration processes can be identified: biological (photosynthesis…), geological (petroleum…) and abiotic (secondary aerosols…). Titan's clouds, Europa's and Enceladus' oceans, meteoritic rocks or even cometary ices… All over the solar system a surprisingly complex abiotic organic chemistry has been found. Among all of these wonderful places, comets are the ones that remained unchanged for almost 4.5 billion years. Studying their composition provides a better understanding of both the solar system formation and the origin of organic matter on Earth. During this PhD thesis, the expected comet composition as space missions would study them is studied. Thus, an original experimental protocol allowing the recovery and identification of organic matter from synthetic comets is developed. The keystone of this study is that organic matter of a comet is divided into two main phases: solid or gaseous. The main objective is to identify the existing correlations between both of them. This manuscript is organized into four chapters. First, the current knowledge linking organic matter and comets as well as the first results in this field is detailed. Second, the developed protocols for cometary analogs solid phase analysis as well as developed tools is described. Third, the gas phase recovery experimental protocol is presented. Lastly, the first results and the first highlighted correlations are shown
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Boireau-Adamezyk, Elise. "Spectroscopies vibrationnelles (MCR et ATR-FTIR) et Chromatographie Liquide couplée à la Spectrométrie de Masse Haute Résolution (LC-HR-MS) : Outils d’investigation in vivo de l’impact du vieillissement cutané sur le Stratum Corneum aux niveaux tissulaire, supra-moléculaire et moléculaire." Thesis, Paris 11, 2015. http://www.theses.fr/2015PA112070/document.
Full textAbstract:
La peau est l’organe le plus étendu du corps humain. Doté d’une membrane biologique fine appelée la couche cornée, celle-ci le protège du desséchement et des agressions extérieures chimiques ou mécaniques auxquelles le corps humain doit faire face. Ce travail de thèse a consisté, dans un premier temps, à décrire via la littérature existante les effets de l’âge,dûs au vieillissement intrinsèque et extrinsèque,sur la physiologie cutanée du Stratum Corneum (SC).La partie expérimentale basée sur la microscopie vibrationnelle traitera des variations de la fonction barrière et de l’hydratation du SC lors du vieillissement chronologique et photo-vieillissement. D’autres méthodes ont également été utilisées comme la chromatographie liquide en phase normale couplée à la spectrométrie de masse haute résolution dotée d’une source APCI et d’un détecteur Orbitrap pour l’étude de la composition détaillée des lipides du SC ainsi que des méthodes plus globales comme la PIE ou la cornéométrie. Le caractère non invasif de toutes ces méthodes a permis de réaliser ces études in vivo. L’évolution de la fonction barrière a été étudiée aux niveaux tissulaire, moléculaire et supramoléculaire par micro-spectroscopie confocale Raman et spectroscopie Infrarouge. Puis le lien moléculaire a été fait entre le vieillissement intrinsèque et les céramides de la matrice lipidique intercornéocytaires par chromatographie en phase liquide couplée à la spectrométrie de masse. Les molécules discriminantes entre population jeune et âgée ont été déterminées par analyse chimiométrique. L’évolution de l’hydratation cutanée aux niveaux tissulaire, moléculaire et supramoléculaire a également été l’objet d’une investigation approfondie. Les variations de la composition des NMF et la teneur en eau dans le SC lors du vieillissement cutané ont été mises en lumière en utilisant des descripteurs spectraux Raman. Les variations structurelles des molécules d’eau impactant l’organisation supramoléculaire des édifices lipidiques ont également été évaluées. Au cours du vieillissement, la fonction barrière cutanée et hydratation sont conservéesSkin is the external surface defining the human body in space. Its outer-most layer is a thin biological membrane, called Stratum Corneum(SC), that protects the internal organs from desiccation as well as chemical or mechanical external aggressions. The present thesis aimsin a first step, to summarize the current knowledge regarding the effects of intrinsic and extrinsic aging on SCphysiology,based on available literature. The experimental part addresses the gaps in our understanding of the effects of chronological aging and photoaging on the SC barrier function and hydration, using traditional methods (such as trans epidermal water loss and skin conductance) as well as more advanced ones (vibrational spectroscopies, liquid chromatography in normal phase tandem mass spectrometry high resolution with an APCI source and an Orbitrap detector. As these methods are non-invasive, all studies have been carried out in vivo. The evolution of the barrier function has been studied at the tissular, molecular and supramolecular levels using confocal Raman micro-spectroscopy and infrared spectroscopy. Then the link between the intrinsic aging and the ceramides of the intercorneocytary lipid matrix has been studied by liquid chromatography tandem mass spectrometry. The discriminant molecules between young and old population have been identified by a chemometric analysis. The evolution of cutaneous hydration at the tissular, molecular and supramolecular level has also been investigated. The variations in the NMF composition and the SC water content have been studied by Raman spectral descriptors. Moreover, the structural variations of water molecules impacting the supramolecular organization of the lipid structures have been evaluated. Chronological aging and chronic exposure to environmental factors mildly affect SC barrier function and hydration levels. However, the processes controlling these properties are affected by aging in a site-dependent fashion
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Gardia-Parège, Caroline. "Développement et applications de l'analyse dirigée par l'effet pour la recherche et l'identification de contaminants à risque pour les écosystèmes aquatiques." Thesis, Bordeaux, 2015. http://www.theses.fr/2015BORD0063/document.
Full textAbstract:
Les méthodes actuellement disponibles pour la surveillance de la qualité du milieu se réfèrent au suivi de composés définis par les réglementations et ne permettent pas d’appréhender l’(éco)toxicité réelle de tous les composés présents dans l’environnement (e.g. composés inconnus, produits de transformation, effets de mélange…). Dans ce contexte, une méthode d’analyse pluridisciplinaire intégrative, l’analyse dirigée par l’effet (EDA), a été développée. Cette approche bio-analytique vise à établir un lien de causalité entre une exposition aux contaminants et l’effet biologique observé. La démarche est basée sur la simplification séquentielle d’un échantillon guidée par les bio-essais afin d’individualiser puis identifier, par des techniques analytiques chimiques performantes, les composés biologiquement actifs. Les objectifs de cette thèse ont porté sur (1) le développement et la validation d’une méthodologie, allant du pré-traitement jusqu’au fractionnement, adaptée à différentes matrices environnementales ; (2) la mise en place d’une stratégie d’identification moléculaire par spectrométrie de masse haute résolution ; (3) l’application de la démarche EDA à plusieurs échantillons afin d’illustrer l’adaptabilité et l’apport d’une telle méthode à des problématiques environnementales. Ces travaux de thèse permettent de disposer aujourd’hui d’une démarche bio-analytique complète de la préparation d’échantillon à l’identification de molécules, et adaptée à tous types d’échantillons. Les différentes études environnementales réalisées au cours de ces travaux ont permis, entre autre, d’établir une liste de composés diverses non recherchés pouvant représenter un risque pour l’environnementTo date, environmental risk assessment is based on targeted chemical analyses. These analyses allow the detection of known active compounds and this preselected set does not often explain the observed toxic effects in complex environmental samples (e.g. unknown compounds, transformation product, cocktail effect...). For an integrative contamination assessment, a multidisciplinary approach, Effect-Directed Analysis (EDA) was developed. This approach combining biological tools and chemical analyses allows determining active compounds and identitying them in such environmental complex mixtures. EDA aims at the establishment of cause-effect relationships by sequential reduction of the complexity of environmental mixtures, eventually to individual toxicants. The aims of this thesis were (1) to develop and to validate the EDA-based strategy on various environmental complex samples; (2) to set up an identification strategy for identifying non targeted or unknown molecules using high resolution mass spectrometry; (3) to prove the usefulness of EDA approach for the identification of active compounds in environnemental complex samples. This thesis work provides to a complet bio-analytical approach from the preparation step of samples to the identification of molecules. The potential of this tool was fully confirmed on various environmental studies. These investigations allowed establishing a list of non-target compounds which can represent a risk for the environment
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Maillard, Julien. "Composition chimique du brouillard de Titan par mobilité ionique couplée à la spectrométrie de masse haute résolution Comparison of soluble and insoluble organic matter in analogues of Titan's aerosols Optimization of ion trajectories in a dynamically harmonized Fourier-Transform Ion Cyclotron Resonance cell using a Design of Experiments strategy Structural Study of Analogues of Titan's Haze by Trapped Ion Mobility Coupled with a Fourier Transform Ion Cyclotron Mass Spectrometer. High resolution mass spectrometry for future space missions: comparative analysis of complex organic matter with LAb-CosmOrbitrap and LDI-FTICR. Structural elucidation of soluble organic matter: Application to Titan's haze. Dark-ageing of analogues of aerosols in the atmosphere of the early Earth." Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASV023.
Full textAbstract:
Bien que l’enjeu prébiotique soit important, l’étude des aérosols présents dans l’atmosphère de Titan, la plus grosse lune de Saturne, reste un challenge pour la communauté scientifique. En effet, les données récoltées par les sondes Voyager et Cassini-Huygens ont permis de récupérer les premières informations mais pas de percer les secrets de ce brouillard de particules. Le but de cette thèse est d’étudier la composition chimique de ces aérosols grâce à leur reproduction sur Terre. La première approche présentée est la caractérisation moléculaire par le biais de la spectrométrie de masse à ultra haute résolution (FTICR). Dans cette partie sera présenté la comparaison entre les fraction soluble et insoluble de ces échantillons et leur vieillissement en présence d’oxygène.Ensuite, l’investigation de la croissance de ces aérosols est présentée par l’utilisation de spectrométrie de masse en tandem.La dernière partie de cette thèse présente l’étude de la structure tridimensionnelle. Pour cela, la mobilité ionique couplée à la spectrométrie de masse a été utilisée et sera reporté en deux partie, l’une en TWIMS-Synapt et l’autre en TIMS-FTICR. Enfin une étude en Atomic Force Microscopie sera présentée et permettra de montrer de vraies structures de molécules présentes dans les aérosols grâce au grossissement fournit par ce type de microscopeAlthough the prebiotic challenge is important, the study of aerosols in the atmosphere of Titan, Saturn's largest moon, remains a challenge for the scientific community. Indeed, the data collected by the Voyager and Cassini-Huygens probes made it possible to retrieve the first information but not to unlock the secrets of this particle fog. The purpose of this thesis is to study the chemical composition of these aerosols through their reproduction on Earth. The first approach presented is molecular characterization using high resolution mass spectrometry. In this section, the comparison between the soluble and insoluble fraction of these samples and their ageing will be presented. Then, the investigation of the growth of these aerosols is presented through the use of tandem mass spectrometry. The last part of this thesis presents the study of the three-dimensional structure. For this purpose, ion mobility coupled with mass spectrometry has been used and will be reported in two parts, one in TWIMS-Synapt and the other in TIMS-FTICR. Finally, a study in Atomic Force Microscopy will be presented and will make it possible to show real structures of molecules present in aerosols thanks to the magnification provided by this type of microscope
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Pourchet, Mariane. "Development of non-targeted approaches to evidence emerging chemical hazard : Identification of new biomarkers of internal human exposure, in order to support human biomonitoring and the study of the link between chemical exposure and human health." Thesis, Nantes, Ecole nationale vétérinaire, 2020. http://www.theses.fr/2020ONIR141F.
Full textAbstract:
L’exposition de l’Homme aux contaminants chimiques présente un risque pour sa santé. Des programmes de biosurveillance sont menés dans de nombreux pays pour évaluer à la fois cette exposition, son impact en terme de santé, ainsi que l’efficacité des mesures de gestion et des dispositions réglementaires mises en place. L’Union Européenne a lancé en 2017 le projet Human Biomonitoring for Europe (HBM4EU) afin de consolider un réseau pan-Européen dans ce domaine, et de mieux documenter la réalité de l’exposition chimique des citoyens européens et son impact sur la santé humaine. Les approches historiquement mises en œuvre pour caractériser l’exposition, de type ciblées, sont très performantes pour rechercher et quantifier les contaminants déjà connus. En revanche, elles ne permettent pas de rendre compte de la complexité des expositions, en particulier vis-à-vis des contaminants émergents. Pour pallier ce manque d’exhaustivité, de nouvelles approches dites non-ciblées sont aujourd’hui développées. Le présent travail de thèse, inscrit dans le projet HBM4EU, a eu pour objectif le développement de stratégies analytiques non-ciblées depuis la préparation d’échantillons, leur profilage par couplage LC- et GC-HRMS, jusqu’au retraitement des données. Plusieurs matrices humaines ont été considérées avec un focus autour de l’exposition périnatale. Ce travail a abouti à une première preuve de concept démontrant la capacité de ces approches pour l’identification de composés émergent sans a priori. Ces recherches ont également permis de mettre en évidence les principaux défis associées à ces approches pour tous laboratoiresHuman exposure to chemical contaminants may impact his health. Biomonitoring programs are conducted in many countries to assess both this exposure, its consequence on human health, and the efficiency of regulatory and risk management provisions. The European Union launched the Human Biomonitoring for Europe (HBM4EU) project in 2017 to consolidate a pan-European network in this field, and better document the reality of chemical exposure of European citizens and establish the possible link with human health. The historical approaches used to characterise the exposure, known as targeted methods, are efficient to monitor and quantify already known substances. However, they do not allow to reflect the complexity of human exposure and in particular do notcapture new contaminants of emerging concern. To overcome this lack of completeness, new approaches such as suspect and non-targeted screening are today developed. The present thesis work, part of the HBM4EU project, aimed to develop such non-targeted analytical strategies from sample preparation, LC- and GC-HRMS profiling, to data processing. Several human matrices were considered with special emphasis on perinatal exposure. This work led to a first proof-of-concept demonstrating the interest of these approaches for identifying emerging chemicals without a priori. These researches have also highlighted main challenges to be faced in the development of these approaches for all laboratories wishing to join this dynamic
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Messedi, Mounir. "Automatisation d'un spectromètre de masse : application à l'analyse des gaz résiduels d'une capsule contenant une puce AsGa." Rouen, 1986. http://www.theses.fr/1986ROUES049.
Full textAbstract:
La spectrométrie de masse appliquée à la détection des gaz légers (1 à 100 u. M. A) est particulièrement bien adaptée à la recherche de la composition des gaz contenus à l'intérieur d'un boîtier de faible volume. Une étude systématique a été entreprise pour évaluer la qualité de l'étanchéité et les produits éventuels de dégazage des résines de scellement. L'automatisation de l'analyseur a permis de réduire de façon sensible la durée d'acquisition d'un spectre et de minimiser les phénomènes d'adsorption des parois de la chambre d'analyse. Un ensemble d'analyse performant bien adapté à la configuration des boîtiers a été réalisé et procure ainsi, lors du perçage, une meilleure sensibilité relative pour chaque gaz. La résolution en concentration obtenue est de 20 p. P. M. Ce système contribue à l'analyse des défaillances et au suivi des procédés de fabrication