Questions Flashcards
Definir la question de recherche
-clarrification du but de la recherche
-determination de la recherche apropriee (echantillonage, etape prep, analyse)
La question de la source (qu’est ce qui cree l’inter-variabilite?): definit par le mode de prod et la structure du marche (distribution) –> dispose t’on de ces informations?
L’echantillonage:
- tjr dependant de la question et oriente par celle-ci
-evaluation de l’inter-variabilite (doit etre representatif de l’intra de la pop)
Histoire et preparation de l’analyte:
etapes avant analyse qui peuvent l’infleuncer: nature et vecu de l’analyte (prelevement, stabilite, conservation et degradation) et preparation de l’analyte (chacune des etapes de prep est susceptibles d’induire un fractionnement isotopique)
Choix et utilisation des standards:
permet d’obtenir des resultats precis, exacts et comparales (dans le temps l’évolution d’un système ; s’assurer que les différences observées lors de l’analyse proviennent bien de l’échantillon et non de l’appareil ou de la matrice)
Choix des standards: certifies, stbale, similarite des matrices et des proprietes physico-chimiques, interves vs externes
Principe d’egalite de traitement et de matrice (IT) pour le specimen (on ne sait pas s’il est représentatif de l’ensemble : unique et non contrôlé) et la reference
Mise en oeuvre de la methode:
Mise en œuvre de la méthode :
- Phase de développement (choix instrumentation, méthodes, paramètres, standards, étapes préparatoires)
- Phase d’optimisation (approche univariée (OFAT ou OVAT) ou multivariée)
- Phase de validation : méthode robuste et appropriée au besoin, connaissance des limites (LOD et LOQ), sélectivité, spécificité… Incertitudes de la méthode (déviation standard ou incertitudes sur les mesures)
Traitement des données :
Contrôle qualité (suivi de la performance analytique de la méthode), stratégie d’acceptation/rejet des résultats (définir critères d’acceptations), normalisation des données brutes (ancrage à l’échelle de ref IN IRMS) : normalisation permet l’interprétation des résultats et de prendre en considération l’erreur analytique.
Interprétation des résultats :
But = étude de l’inter et de l’intra-variabilité des résultats (indispensable pour toute question d’inférence de source).
Outils de chimiométrie :
- Exploration des données pour assister l’extraction d’information (boxplots)
- Analyses multivariées pour comprendre/révéler la structure des données
- Analyses multivariées pour classifier des données dans une structure préexistante
Perspective d’utilisation forensique : production de moyen de preuve (evidence) vs obtention de renseignement (intelligence)
Parler des phases préparatoires pour les résidus d’incendies
Incendie :
-> Reconstruction de la séquence des évènements
-> Origine et cause de l’incendie
Prélèvement au niveau du foyer originel (résidu de liquide inflammable, source ?), extraction/concentration, séparation/détection, traitement des données/interprétation
Si liquide inflammable (volatil) : phase d’extraction pour chauffer la pièce et essayer de récupérer ce qui est dans la phase vapeur
Détection : liquide inflammable = liquide volatil et organique : GC-MS (BDD important pour l’interprétation et la comparaison contrairement à l’HPLC) ou FID (détection à ionisation de flammes)
- GC-FID > on retire le Tr et l’intensité mais pas d’informations sur l’identité ie pas d’informations structurales sur la molécule
- GC-MS > Tr, intensité + fragmentation des molécules info structurales
Prendre en compte la question de recherche : stratégie analytique répondant aux questions identifiées, réflexions sur les possibilité de générer de l’info utile à l’enquête production d’info utiles en tenant compte des considération analytiques.
Approche analytique appropriée à l’obtention d’informations pertinentes (ne pas se centrer sur la technologie mais sur la résolution du problème)
DONC ETAPE AVANT:
1. Définir la question de recherche
2. Prélèvement, nature et conditionnement du spécimen
3. Choix et utilisation des standards
4. Méthode : extraction/concentration
Raisonnement essentiellement qualitatif
Parler des phases préparatoires pour les EAUX USES
Pollution = toute altération nuisible des propriétés physiques (température, limpidité, ph, couleur), chimiques (matière organiques ou inorganiques) ou biologiques (bactéries, champignons, virus, algues).
Définition d’une source :
- Ponctuelle VS diffuse (aspect spatial)
- Continue VS intermittente (aspect temporel)
Polluants présents dans plusieurs matrices environnementales :
- Sédiments (accumulation des composés, concentration + élevée que dans l’eau)
- Biote (différence entre peau = pollution aigue et organes = pollution chronique)
- Eau (possibilités de concentre ou d’analyse directe, émissions actuelles)
Echantillonnage actif :
- Echantillonnage ponctuel : image de la situation à un moment donné (simple et pas cher mais peu représentatif, grand volume d’eau)
- Echantillonnage automatique : représentatif et suivi de l’évolution de la concentration (time, volume ou flow proportionnel) mais cher et nécessite un site sécurisé
Echantillonnage passif :
Enrichissement in situ, pas cher/peu d’énergie, pas de transport d’eau mais calibration nécessaire et influencé par les facteurs environnementaux
Le choix de la technique d’échantillonnage dépend de :
- L’aspect temporel : influence du débit, de la température, précipitations, pollution… (fréquence élevée = automatique) (intégratif = passif ne donne pas d’aspect temporel mais une moyenne)
- L’aspect spatial : influence du courant et des stratifications
- Le nombre et la taille des échantillons : tenir compte de la variabilité (réplicas) et atteindre une sensibilité suffisante + suffisamment de matériel pour une contre-expertise
- Stockage, transport et préparation : éviter les contaminations, pertes et décomposition + utilisation de blancs (subit les mêmes étapes que l’échantillon, permet de voir d’éventuelles contaminations), ajout d’un standard interne (permet de tenir compte d’éventuelles pertes)
Le choix de la méthode = équilibre entre l’efficacité (exploiter les traces avec le plus grand potentiel informatif) et l’efficience (engagement du moins de moyens possibles)
Etapes analytiques préparatoires :
Influencent le résultat de la mesure (dont font partie l’analyse)
- Séparation : décantation, filtration, tamisage
- Extraction : dissolution, SPE, LLE, ASE, SFE (extraction par fluide supercritique), headspace
- Modification : dérivatisation (ex pour l’analyse des sucres en GC)
Le choix du recours à une ou plusieurs étapes analytiques « préparatoires » dépend de : la problématique, la nature des composés ciblés, la nature de la matrice, la présence d’interférents ainsi que des ressources et compétences à disposition.
Exemple : pour la recherche de liquides inflammables > 3 étapes dans la phase d’analyse des prélèvements :
- Extraction des composés volatils :
o Distillation/entrainement à la vapeur (ajout d’eu dans l’échantillon chauffé)
Avantage : on récupère un liquide concentré, comparaison possible avec un liquide de réf mais peu sélectif/sensible
o Extraction chimique par solvant (LLE/ASE)
Solvant présentant une affinité chimique avec les composés volatils recherché, filtrage et concentration par évaporation sélective
Extraction efficace pour les composés peu volatils
o Headspace :
Ces techniques ne sont pas toujours mutuellement exclusives
- Séparation des composés extraits
- Détection des composés séparés
= phase vapeur en équilibre au-dessus d’un spécimen liquide ou solide équilibre définit par le coefficient de partition K = Ccondensée/Cvapeur
Headspace statique/direct :
Extrcation directe d’un volume donné de la phase gazeuse – seringue, à T ambiante ou après chauffage (diminution du K)
Avantages : quantification de la concentration dans la phase condensée possible + prélèvement représentatif de la phase vapeur
Inconvénients : pas de phase de concentration > sensibilité limitée
Headspace passif :
Extraction et concentration des vapeurs par diffusion et sorption sur une phase absorbante : SPME (on peut analyser phase vapeur ou liquide, sensibilité accrue par concentration mais effet de déplacement et concentration par diffusion naturelle – difficile à prédire/contrôler), ACS (pas très sélectif), SBSE (phase vapeur ou liquide)
Headspace dynamique :
Extraction et concentration des vapeurs par aspiration (vide) ou entraînement (gaz vecteur inerte) sur un support adsorbant : sensibilité extrême par concentration maximale (purge&trap) et très sensible mais risque de perte des composés très volatils par phénomène de percée + appauvrissement.
Statique = prélèvement
Passif = partage
Dynamique = extraction
Pour headspace passif et dynamique, désorption par solvant (CS2, pentane = élution) ou chaleur
Le choix de la stratégie d’absorption doit prendre en compte :
- Nature des composés recherché (polaires vs apolaires)
- Volatilité des composés recherchés
- Concentration des composés volatils présents (sensibilité vs risque de déplacement)
- Options « stratégiques » du laboratoire : facilité de mise en œuvre, cout, continuité de la preuve, capacité matérielle…)
Photo de Fingers : en quoi la stratégie d’échantillonnage dépend de la question de recherche ?
Analyse visuelle : savoir si on a la même chose ou plusieurs populations (1ère étape de classification)
Connaître les moyens à disposition : aspect monétaire, temps disponible, charge de travail du labo… essayer de les minimiser tout en conservant le maximum d’info selon la question initiale représentativité
Par exemple, si on veut juste savoir si ça contient une substance d’intérêt (aspect législatif), on peut en analyser un seul (microNIR), quelques-uns ou bien tout broyer (homogénéiser) mais dans ce cas, perte de l’info sur l’intra-variabilité (ie profilage) homogénéisation dans le cas du cas grave (Suisse) (18g : estimer la pureté pour la mise en danger du consommateur)
Ici, chaque finger contient de a poudre de cocaïne compacte : devrait être homogène. Pour les pains d’héroïne, il faut se faire une idée de l’homogénéité > 4 prélèvement random analysés successivement
Caractéristique physique externe similaire procédure d’échantillonnage représentative possible.
La procédure d’échantillonnage doit répondre aux 2 principes suivants :
- Les propriétés de l’échantillon sélectionné reflètent celles de la population ?
- Chaque unité de la population à une chance égale d’être sélectionnée
Deux types d’échantillonnage :
- Arbitraire : pas de base statistique et peu fournir beaucoup d’échantillons
Définir le nombre d’unités dans la population et créer une méthode qu’on va appliquer à chaque analyse
- Statistique : approche fréquentiste ou Bayesienne (on peut jouer sur les a priori)
Fréquentiste : on connait la taille de la population, on va regarder le nombre d’échantillon qu’on doit analyser si on veut affirmer, avec un niveau de confiance de 95% (5% d’erreur), que 50% des unités de la population contiennent la subsstance d’intérêt. Il faut que les pilules analysées soient toutes positives.
Baysienne : prend en considération la connaissance a priori de la population
Savoir si on fait un échantillonnage qualitatif ou quantitatif
Broyage pour homogénéiser tout un sachet sinon charge de travail en plus.
Connaître l’inter et l’intra-variabilité (sur des Fingers : faire plusieurs prélèvements sur le même finger = intra-spécimen)
Important de l’échantillonnage pour le profilage : seule une unité d’une saisie pour permettre de relier cette saisie à d’autres affaires.
L’échantillonnage nécessite un aspect statistique, contextuel et forensique : les 3 sont à considérer ensemble. On peut adapter l’échantillonnage si on a déjà une info en amont (intelligence-led sampling)
Exemple billet de banque : analyse quantitative car tous les billets de banque contiennent de la coke : on veut savoir si la quantité de coke retrouvée est supérieur au bruit de fond. Pour évaluer le bruit de fond, on prend des billets non reliés à l’affaire (d’un distributeur). Une fois qu’on a analysé : qu’est-ce qui nous dit que c’est relié au trafic et pas à autre chose : faire des expérimentations pour connaître la quantité de coke retrouvée.
Expliquer le processus de sélection d’une méthode analytique axée sur la résolution de problème et illustrer avec une analyse de résidus de tir (+ méthodes analytiques spécifiques aux résidus de tir et prévalence dans la population)
Aspects clés du développement d’une méthodologie forensique : objectifs, trace, détection, analyse, évaluation, validation, implémentation
Sur la base de quels critères choisit-on une méthode dans un contexte de pratique forensique ?
- Composé ciblé
- Non-destructif
- Sensible, spécifique
- Fiable
- Faible complexité
- Faible cout
- Rapide
- Disponible et portable
Résidus de tir = ensemble des espèces chimiques qui sont libérées ou transférées après ou lors de la décharge d’une arme à feu. Deux types : organiques (issus de la poudre propulsive – combustion incomplète donne des macro-particules, et pyrolyse/vaporisation de la poudre donnent des composés en phase condensée) et inorganiques (issus de l’amorce : vaporisation puis condensation µparticules – amorce de police : ajout d’éléments de marquage : gallium, samarium…)
Quels composés cibler pour l’analyse ?
Critères de sélection :
- Transférés en quantité suffisante : transfert primaire
- Persistance élevée
- Spécifiques (faible prévalence dans l’environnement)
- Détectables et mesurables de manière reproductible
Résidus de tir transférés sur la région index/pouce, le visage, les vêtements…
Persistance : diminution drastique des deux dans les première heures suivants le tir. Beaucoup de facteurs influencent le transfert et la persistance
Prévalence : présence de résidus de tir explicable par activités légtimes (arrestation par une personne qui a manipulé une arme à feu) ou par bruit de fond (transfert secondaire)
\IGSR : combinaison plomb-baryum-antimoine spécifique aux armes à feu (background faible)
OGSR : observation de 4 composés organiques
Détection : STUB (tamponnoir), SWAB, vaccum cleaner
Analyses :
- Méthodes optiques : luminescence IR, lumière blanche, absorption sélective
- Méthodes chromophoriques (estimation distance de tir) : test diphénylamine, test de Griess modifié, rhodizonate de sodium
- Technique d’analyse de surface (IGSR) : spectroscopie de fluorescence X (XRF), spectrométrie d’émission atomique de plasma induit par laser (LIBS)
- Technique de séparation (OGSR) : LC-MS, GC-MS
- SEM/EDS (IGSR) : microscopie électronique à balayage couplée à l’analyse dispersive en énergie (destructive pour OGSR) – très complexe et couteuse mais donne des infos sur la composition élémentaire et la morphologie de toutes les particules méthode utilisée depuis de nombreuses année : frein à l’analyse des OGSR
Développement d’un protocole d’analyse combinée ? permet de cibler les IGSR et les OGSR et donc d’augmenter la valeur probante, mais temps et cout d’analyse beaucoup plus élevés. Par exemple, extraction des composés organiques avec un solvant (sur STUB) et GC/LC-MS dessus et SEM/EDS sur les IGSR en parallèle.
Pour expliquer la présence de résidus de tir, il faut s’intéresser à :
- Nombre et types de composés
- Quantité de chaque composé
- Localisation des composés
Analyse des PCBs dans une rivière avec deux sources potentielles différentes : décharge et installation hydroélectrique : expliquer comment on fait échantillonnage et analyse pour les deux et quelles sont les difficultés
Pesticides = produits chimiques utilisés pour tuer, réduire ou repousser les organismes nuisibles.
Importance de définir la source : minimise les risques de recourir à des techniques inadaptées et de mal interpréter : utiliser le maximum de connaissances à disposition sur les sources potentielles
Extraction des polluants :
Nécessaire lorsque la concentration des contaminants est insuffisante pour l’analyse :
- LLE : analyte récupéré par un solvant non miscible pour lequel il a une grande affinité (attention concentration parfois nécessaire et grand volume de solvant)
- SPE (extraction sur phase solide) : analyte récupéré par une phase solide pour laquelle il a une grande affinité puis élué à l’aide d’un solvant
- SPME (micro-extraction en phase solide) : analyte récupéré par une phase solide greffée sur une fibre, pour laquelle il a une grande affinité puis désorbé thermiquement
Attention : concentration dépendant du temps d’extraction et facteur de concentration réduit
- SBSE (extraction par sorption sur barreau magnétique) : analyte récupéré sur une phase solide, greffé sur un barreau magnétique, pour laquelle il a une grande affinité (puis désorbé thermiquement ou par solvant)
Attention : facteur de concentration réduit
- ASE (extraction accélérée par solvant)
- Extraction par Soxhlet
Purification des extraits :
Elimination des composés interférents :
- Chromatographie d’absorption (gel de silice, oxyde d’alumine)
- Chromatographie par perméation de gel
- Ajouts de réactifs (HCl, KOH, H2SO4)
Analyse instrumentale :
- Séparation :
o GC ; composés volatiles et non thermolabiles (PCB, hydrocarbures)
o LC : solubles dans une phase mobile, non-volatils à Tamb (pesticides, pharmaceutiques)
- Détection
o Pas d’info de masse : FID, UV
o Info de masse : MS, MSMS
o Masse exacte : QTOF, Orbitrap
Analyses des stupéfiants dans les eaux usées : expliquer l’importance de l’échantillonnage pour ce type d’analyse + proposer une méthode d’échantillonnage si on veut voir la proportion de crack par rapport à la cocaïne injectée ou sniffée dans les eaux usées
But de l’analyse des eaux usées = monitorer la consommation de certains composés au sein d’une population par l’analyse des rejets dans les eaux usées.
Etude transversales (suivi spatial) et/ou longitudinal (suivi temporel)
Suivi des métabolites (ici de la métabolisation du composé d’intérêt par le corps après absorption) car la molécule parent n’est pas un indicateur de la consommation le métabolite donne réellement l’info sur ce qui est consommé (si stable et en quantité suffisante).
Echantillonnage : représentativité et réduction des erreurs d’échantillonnage : dépend essentiellement de la question de recherche et des infos à recueillir. Particulièrement sensible pour l’analyse des eaux usées car matrice complexe, dynamique et hétérogène. La stratégie d’échantillonnage peut avoir un impact conséquent sur la concentration finale des composés recherchés.
Echantillonnage passif : inconvénient de l’obtention d’une info moyenne : fonctionne moins bien dans les eaux usées car le capteur s’encrasse très vite
Echantillonnage actif : ponctuel (grab sample) ou automatique (très pratique mais complexe au niveau de la stabilité)
- Composite : privilégier le proportionnel au volume (car on peut suivre les charges dans l’eau en fonction du débit)
- Grabs ample : pas adéquat pour la quantification et pour des mesures longitudinales sur ou sous-estimation de la consommation des stupéfiants & ne représente pas la totalité de la variation d’une source pas adéquat pour l’analyse des matrices complexes et hétérogènes comme les eaux usées
Fréquence d’échantillonnage conditionnée par les buts associés à la question (et des ressources disponibles)
Stratégie d’échantillonnage dans les eaux usées : but = représentativité de la consommation d’une population : dépend de la question posée
- Réflexion sur le nombre d’échantillons à prélever pendant la période examinée
- Réflexion sur les répartitions des jours de la semaine au sein des échantillons choisis (par ex faire les 7 jours de la semaine mais répartir sur plusieurs semaines pour ne pas être influencé par les évènements ponctuels)
- Réflexion sur les périodes à échantillonner
La représentativité dépend fortement du composé ciblé
Extraction : objectif d’épurer/filtrer et de concentrer
Filtrage (+ acidification) et SPE
Analyse :
LC-MS/MS (chromatographie en phase liquide couplé à la spectrométrie de masse à triple quadripôle) :
- Echantillon liquide pompé à travers la phase stationnaire par une phase mobile = séparation affectée par la vitesse de migration à travers la colonne
- Les composés se dirigent vers le MS/MS : source de ionisation où l’effluent est ionisé particules chargées
- Migration des charges sous vide poussées à travers une série de 3 analyseurs de masse quadripolaires à ‘l’aide d’un champ électromagnétique
Quadripôle 1 = filtre de masse (ion parent)
Quadripôle 2 = cellule de collision : fragmente les ions à l’aide d’un gaz inerte (production ions filles)
Quadripôle 3 = cible des fragments d’ions spécifiques puis quantifiés avec un multiplicateur d’électrons
Comment mesurer une consommation ?
Prélèvement (échantillonnage) concentration du composé cible dans les eaux usées charge journalière du composé cible à la STEP quantité journalière du stupéfiant consommé quantité journalière normalisée du stupéfiant consommé nombre de doses journalière normalisé
Différents milieux :
- Milieu ouvert : prélèvements à l’entrée des stations d’épuration des eaux usées d’une ville consommation d’une ville (fréquence faible/moyenne)
- Milieu fermé : consommation d’une population spécifique dans un complexe donné : échantillonnage dans les canalisations, propre STEP
- Milieu semi-fermé : population pertinente contribue majoritairement aux eaux usées, impossibilité de supprimer les rejets provenant d’autres sources : échantillonnage dans les canalisations, propre STEP (fréquence élevée)
Discuter de la décentralisation, des enjeux, plus-value et donner des exemples
Exemple du profilage des stupéfiants : en CH, profilage systématique de la cocaïne et de l’héroïne par GC-MS. Résultats rendus sous la forme d’un rapport d’expertise dans des délais pouvant aller jusqu’à deux moi.
Problématiques :
- Délais entre le moment de la saisie et la transmission des résultats (trop tard et non utilisé malgré les analyses)
- Priorité de l’investigation (le profilage n’est pas la priorité)
- Maintien et partage des BDD
- Ressources pour analyse et interprétation plus en profondeur (manque de ressources financières et humaines)
Techniques portable ne remplace pas la GC mais permettent d’obtenir une réponse rapide pouvant faire avancer/diriger l’enquête
NIR : détecter les similitudes entre spécimens, réponse rapide pour diriger l’enquêteur, motive l’enquêteur à investiguer plus en détail en cas de similarité – tout n’est pas envoyé en GC
Attention, GC-MS = méthode séparative (profil chimique = sélection de variables) mais spectroscopie non (profil chimique = ensemble du spectre)
Influence des produits de coupage très importante dans le spectre
MiniRaman et NIR = techniques décentralisées qui permettent d’obtenir des informations complémentaires
Rapidement mettre en évidence des similarités entre des saisies de drogues et utiliser les résultats dans la première phase de l’enquête
Promouvoir l’utilisation du profilage de stupéfiants
Application au Drug Checking :
Service offert aux consommateurs de stupéfiants dans l’optique de réduction des risques liés à leur consommation (test de la substance – ce qu’elle contient – et explication des risques/recommandations)
Version mobile permet de réduire la durée d’attente des analyses de 1 semaine à 30 minutes.
VD : utilisation du NIR et de techniques complémentaires. Laboratoires en backup mais idée principale = emploi de méthodes rapides.
Test en festival, en permanence stationnaire et en espace de consommation sécurisé.
Permet de mettre en évidence des produits qu’on ne voit pas dans les saisies policières : par ex kétamine (pose des problèmes rénaux) et permet d’étudier le phénomène et son ampleur. Permet aussi de voir la résurgence du LSD par ex (automédication)
Constatation d’une augmentation extrême de la pureté de la cocaïne aussi suivi d’une substance dans différents contextes.
Fonctionne bien et permet de :
o Découvrir les marchés des stupéfiants vaudois d’une manière moins ciblée
o Comparer les produits consommés dans différents contextes
o Obtenir des infos sur une nouvelle population de consommateurs
o (Permet de savoir quels produits rechercher dans l’analyse des eaux usées : liste de suspect screening)
Explosifs :
Raman et FTIR : techniques présentes depuis longtemps mais très efficace et qui donne des infos complémentaires (Raman : fluorescence et FTIR : eau) : obtention de l’empreinte moléculaire des substances
Système hors-ligne (cloud permet la construction de modèles + avancés que la carte SIM)
Pour explosifs : nécessaire d’avoir aucun faux positif ni négatif (surtout) pour des questions de sécurité
Etude des précurseurs (peroxyde d’hydrogène souvent : stockés dans l’eau, présence de particules fluorescentes NIR pour obtenir des spectres et un modèle de quantification). Aspect quantitatif intéressant savoir si c’est légal ou non
Avoir le + d’infos sur le terrain : aide à la prise de décision (présence d’eau impact la sensibilité des explosifs et la procédure sur le terrain (neutralisation) : NIR) d’explosifs/précurseurs
NIR sensible aux liaisons hydrogènes mais pas au sels inorganiques Raman
Vue d’ensemble et monitoring
Développer une méthode pour la police douanière pour détecter les médicaments falsifiés et ensuite faire une méthode pour lier les productions
Falsification = qui présente de manière délibérée/frauduleuse une fausse image de leur identité, de leur composition ou de leur source
Peuvent être responsables de nombreux échecs thérapeutiques et de décès (car substituent des médicaments chers donc essentiels)
Techniques analytiques :
- Méthodes séparatives : TLC (CCM), GC, CE (électrophorèse capillaire), HPLC (chromatographie en phase liquide à haute performance)
- Méthodes spectroscopiques : IR, NIR, Raman, RMN
MicroNIR : portable, rapide, non destructif, peu couteux, BDD et modèle cloud mais faible quantité et concentration, influence de la matrice, spécimens non connus dans la BDD
Importance de connaître les produits secondaires et les packagings des vrais médicaments
- Mesures rapides et non-destructives
- Information pertinente et immédiate
HRMS : spectroscopie de masse à haute résolution
HRMS : spectroscopie de masse à haute résolution
Spectrométrie de masse analyse le ratio masse sur charge des ions. Spectre de masse = intensité en fonction du ratio m/z. Appliqué à des échantillons purs ou à des mélanges complexes.
Principaux composants d’un spectromètre de masse :
- Source d’ionisation :
o Ionisation électronique (EI) : GC, faisceau d’électrons
o Ionisation par electrospray ESI (LC)
o Ionisation chimique CI
o MALDI : laser sur des échantillons solides
o Ionisation à pression atmosphérique (API)
o Ionisation à pression atmosphérique (API)
- Analyseur de masse
Déterminer la masse des ions formés : quadrupôle mass analyzer (Q) peuvent être utilisés en séquence > permet d’avoir moins de bruit de fond (issu de la matrice) = spectres + propres = augmente la sensibilité et la sélectivité (ID basée sur la masse de l’ion parent ou des fragments) – Souvent utilisé pour quantifier
o Time-of-flight (TOF)
o Orbitrap
o Ion trap
o Spectromètre de masse à transformée de Fourier
- Détecteur
Hyphenation : séparation chromatographique de mélanges complexes (GC, LC, CE) : facilite la détection et l’identification
La résolution est un paramètre très important en MS permet de mieux séparer les molécules et donc de mieux voir les choses (RP = m/delta(m)) : donne une indication des chiffres significatifs qu’on est capable de donner
Avoir une masse plus exacte permet de réduire le nombre de formules chimiques possibles qui correspondent à cette masse
HRMS : deux types les plus communs :
- QToF-MS :
Utilise un time of flight tube : plus les molécules sont petites, plus elles sortent rapidement du tube > en mesurant leur temps de vol on obtient leur masse (m/z)
- Orbtirap-MS :
Utilise une trappe ionique comme analyseur de masse (dépendant du champ électrique appliqué) + quadripôle et cellule de collision
Feauture = accurate mass (m/z) + temps de rétention (Rt) + intensité (aire du pic) + spectre de masse (100 à 10 000 features/analyses HRMS produit énormément de données à gérer avec la chimiométrie et la chimie informatique pour prioriser les features les + pertinentes)
IMS (spectrométrie à mobilité ionique) permet de différencier des isomères de position (énantiomères)
Spectromètre à basse résolution nécessite des connaissances préalables sur ce que l’on cherche (on doit savoir ce que l’on cherche) (bon pour la recherche de trace de composés connus, et utilisé pour la quantification) – exception pour la GC > screening
HRMS n’a pas besoin de ces connaissances : utilisé pour identification (qualitatif), pour le screening (suspect and non-target) et pour la (semi-)quantification
3 types de screening :
- Target : analyse ciblée sur une molécule connue > besoin d’un standard
- Suspect : liste de potentiels suspects analysée utilisation d’une BDD
- Non-target : toutes les molécules analysables dans le « chemical space » > on cherche à savoir la molécule mais pas de bibliothèque pour s’aider
Les deux derniers nécessitent des connaissances contextuelles pour déterminer quels critères on choisit pour l’analyse
MS1 based identification : suspect screening, databases, retention time
MS2 based identification : spectral librairies, in silico fragmentation tools
Utilisation de niveaux de confiance :
- N1 : identification formelle : besoin d’un standard de référence
- N2 : comparaison dans les BBD idée approximative de la molécule (classe, isomère)
- N3 : MS2 : masse des fragments
- N4 : détermine la formule brute
- N5 : le système mesure une masse
Chimiométrie
Chimiométrie = discipline chimique qui utilise les mathématiques, les statistiques et la logique pour :
- Sélectionner ou créer des procédures expérimentales optimales
- Produire un maximum d’informations chimiques pertinentes par analyses des données chimiques
- Obtenir des connaissances sur les systèmes chimiques
Peut être divisée en 2 familles : méthodes descriptives et prédictives
