Tesi: "Imagerie ionique par spectrométrie de masse"

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Mériaux, Céline. "Imagerie du système nerveux central par spectrométrie de masse MALDI". Thesis, Lille 1, 2011. http://www.theses.fr/2011LIL10059/document.

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Abstract (sommario):

Ces dernières années, l’imagerie par spectrométrie de masse MALDI s’est révélée être un outil puissant pour la recherche de biomarqueurs puisqu’elle permet d’effectuer l’analyse d’un large panel de composés endogènes et exogènes dans des coupes de tissu. Des développements restent néanmoins à faire pour l’amélioration de la détection des molécules. La préparation de l’échantillon, incluant les traitements chimiques et le dépôt de la matrice, est dépendante du tissu et des molécules d’intérêt et influence la qualité des spectres et des images. D’autre part, les outils bioinformatiques tels que les analyses multi variées apportent des informations sur les marqueurs en fonction des phénotypes. Ces étapes sont donc cruciales pour les applications de l’imagerie dans le domaine de la biologie. Tout d’abord, nous nous sommes donc axés sur le développement de nouvelles matrices adaptées à l’imagerie MALDI telles que les matrices ioniques. Ensuite, ces développements ont été appliqués au modèle invertébré sangsue médicinale, aux stades embryonnaires et adultes, afin de comparer les mécanismes biologiques intervenant lors de l’édification du système nerveux central et de la régénération nerveuse après lésion de ce système. Enfin, des études sur des atteintes neurologiques ont été entreprises afin de comprendre les facteurs clés impliqués dans la balance régénération/dégénérescence. Ainsi, les études des échantillons d’hippocampes humains ont révélés l’existence de protéines associées à une distribution particulière correspondant à des couches des neurones anormalement présents dans l’hippocampe des patients épileptiques
In recent years, MALDI mass spectrometric imaging has proved to be a powerful tool for biomarker research. This technology allows the analysis of a wide range of endogenous and exogenous compounds in tissue sections. Many developments need to be undertaken to improve the detection of molecules. The sample preparation, including chemical treatment and deposition of the matrix, is dependent on the tissue and molecules of interest and influences the quality of spectra and images. In addition, the bioinformatics tools such as multivariate analysis provide informations on the markers according to phenotypes. These steps are crucial for imaging applications in the field of biology. First of all, we focused on the development of new matrices suitable for MALDI imaging such as ionic matrices. Secondly, these developments have been applied to the invertebrate model, the medicinal leech, at embryonic and adult stages, to compare the biological mechanisms involved in the establishment of the central nervous system and nerve regeneration after injury of this system. Finally, studies of neurological damage have been undertaken to understand the key factors involved in the balance regeneration/degeneration. Thus, studies of human hippocampi samples have revealed the existence of proteins associated with a particular distribution corresponding to layers of neurons abnormally present in the hippocampus of epileptic patients

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Arribard, Yann. "Analyse de matière extraterrestre primitive par imagerie hyperspectrale infrarouge et spectrométrie de masse TOF-SIMS". Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2023. http://www.theses.fr/2023UPASP005.

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Abstract (sommario):

La matière extraterrestre dite primitive se caractérise par sa faible évolution chimique depuis sa formation. Elle se retrouve notamment comme un des constituants des fragments de petits corps du système Solaire, tels que les astéroïdes. L'étude d'échantillons en provenance de ces corps peut ainsi permettre de mieux comprendre son origine et son évolution.Dans cette thèse, mon travail s'est orienté autour de l'analyse de la matière primitive et plus particulièrement sur l'étude des chondrites carbonées ayant subi de l'altération aqueuse. La première partie de ma thèse s'oriente sur l'analyse des phases minérales et organiques au sein de chondrites CM de type pétrologique 2 grâce à des techniques de spectroscopie infrarouge et Raman ainsi que de la spectrométrie de masse à ionisation secondaire par temps de vol (TOF-SIMS). Ces techniques bénéficient d'une bonne complémentarité dans la caractérisation des différentes phases qui nous intéressent. Elles sont également couplées à l'imagerie, ce qui permet d'étudier le lien qu'il peut exister entre les différentes phases minérales et organiques. J'ai utilisé un nouveau processus non supervisé d'analyse des données hyperspectrales infrarouge, ce qui a permis de déterminer des paramètres spectraux caractérisant l'état d'avancement de l'altération aqueuse des échantillons, notamment de leur phase minérale, tout en les reliant à leur évolution chimique. La spectroscopie Raman a permis de mettre en évidence des différences de structure de la matière organique poly-aromatique au sein des différents échantillons. Enfin, le TOF-SIMS a également mis en évidence une différence de structure de la matière organique tout en confirmant et précisant les différences de co-localisation entre matière organique et phase minérale observées par l'imagerie hyperspectrale entre les échantillons.La seconde partie de ma thèse s'est orientée sur l'étude d'efficacité d'un nouvel accélérateur linéaire - Andromede (IJCLab) - comme source primaire pour le TOF-SIMS sur des analogues à la matière primitive des chondrites. J'ai produit ces analogues organiques en laboratoire afin de simuler la matière organique insoluble, la part majoritaire de la matière organique des chondrites. J'ai contrôlé les caractéristiques de ces analogues par des spectroscopies infrarouges, à rayon X et par TOF-SIMS. Ils demeurent différents de la matière organique des CM en termes de structure poly-aromatique, mais similaires en termes de composition élémentaire et caractère insoluble. J'ai produit des analogues minéraux à partir de roches terrestres similaires aux minéraux rencontrés dans les CM. Les mesures que j'ai réalisées sur ces analogues et sur des chondrites montrent à la fois le potentiel et les limites actuelles du TOF-SIMS couplé à Andromède, et suggèrent des pistes d'amélioration en vue d'en augmenter, notamment, la résolution en masse
So-called primitive extraterrestrial matter is characterized by its low chemical evolution since its formation. It is found in particular as one of the constituents of the fragments of small bodies of the Solar system, such as asteroids. The study of samples from these bodies can thus make it possible to better understand its origin and its evolution.In this thesis, my work focused on the analysis of primitive matter and more particularly on the study of carbonaceous chondrites having undergone aqueous alteration. The first part of my thesis focuses on the analysis of mineral and organic phases within petrological type 2 CM chondrites using infrared and Raman spectroscopy techniques as well as time-of-flight secondary ionization mass spectrometry. (TOF-SIMS). These techniques benefit from a good complementarity in the characterization of the different phases that interest us. They are also coupled with imagery, which makes it possible to study the link that may exist between the different mineral and organic phases. I used a new unsupervised process for analyzing infrared hyperspectral data, which made it possible to determine spectral parameters characterizing the state of progress of the aqueous alteration of the samples, in particular of their mineral phase, while relating to their chemical evolution. Raman spectroscopy made it possible to highlight differences in the structure of the polyaromatic organic matter within the different samples. Finally, the TOF-SIMS also highlighted a difference in the structure of the organic matter while confirming and clarifying the differences in co-localization between organic matter and mineral phase observed by hyperspectral imaging between the samples.The second part of my thesis focused on the study of the effectiveness of a new linear accelerator - Andromeda (IJCLab) - as a primary source for TOF-SIMS on analogues of primitive chondrite matter. I produced these organic analogues in the laboratory to simulate insoluble organic matter, the majority of organic matter in chondrites. I checked the characteristics of these analogues by infrared spectroscopy, X-ray spectroscopy and TOF-SIMS. They remain different from CM organic matter in terms of poly-aromatic structure, but similar in terms of elemental composition and insoluble character. I have produced mineral analogues from earth rocks similar to minerals found in CM chondrite. The measurements that I carried out on these analogues and on chondrites show both the potential and the current limits of TOF-SIMS coupled to Andromede, and suggest areas for improvement with a view to increasing, in particular, the masse resolution

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Pariot, Christine. "Implication des ions inorganiques dans la différenciation des fibres chez le lin : approche par microscopie ionique analytique". Rouen, 1994. http://www.theses.fr/1994ROUES021.

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Abstract (sommario):

Ce travail est une approche par imagerie ionique analytique de l'implication des ions inorganiques dans la différenciation des fibres chez le lin. Le modèle expérimental est l'hypocotyle de lin. La cartographie semi-quantitative des ions Na+, Ca2+, K+ et Mg2+ a été réalisée par microscopie ionique analytique (MIA). Cette technique a été combinée aux techniques de microscopie photonique et électronique. Ce travail comporte une mise au point méthodologique de la préparation des échantillons végétaux en vue de l'immobilisation des ions diffusibles. Il est réalisé une approche critique des possibilités et des limites des deux méthodes de préparation que nous avons utilisées: la méthode par précipitation au pyroantimoniate et la méthode par cryosubstitution. Ce travail comporte également une analyse critique des images, par microscopie ionique à balayage, des distributions ioniques dans l'hypocotyle de lin et propose quelques améliorations instrumentales. La mise en évidence d'une augmentation du rapport des concentrations Na/Ca, d'une structuration dans la distribution du sodium au sein de la paroi secondaire des fibres ainsi que les effets marqués sur le développement des fibres, d'une carence en sodium suggèrent que cet ion pourrait être impliqué dans la différenciation des fibres chez le lin. L'étude, par radiographie par capture neutronique, de la microlocalisation du bore dans les différents tissus de l'hypocotyle suggère aussi un rôle possible de cet élément dans la cohésion du tissu fibreux

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Noun, Manale. "Interaction agrégats-surface. Spectrométrie de masse par temps de vol et application analytique à des études sur des médicaments et sur la météorite Paris". Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00906791.

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Abstract (sommario):

Le Lebanese Atomic Energy Commission (LAEC) poursuit un programme de développement des techniques analytiques pour compléter l'analyse par faisceau d'ions (IBA). Il a décidé de s'équiper d'un spectromètre de masse couplée à l'imagerie 2D puis récemment 3D avec l'acquisition d'un spectromètre de masse IONTOF V™ équipé de deux colonnes ioniques délivrant des faisceaux d'agrégats de bismuth et d'argon. Dans ce cadre, mon sujet de thèse a porté sur l'optimisation de l'instrument nouvellement acquis pour l'analyse d'échantillons contenant des composés organiques. Les premiers sujets de recherche sont la mise au point du protocole d'analyse quantitative de médicaments en utilisant la technique " cluster-SIMS-imaging " et l'analyse de la météorite Paris pour localiser la matière organique et déterminer sa composition. Dans les deux cas une approche multi-technique a été utilisée : IBA au LAEC, µ-Raman et µ-IR autour des équipements de Soleil et µPIXE réalisée auprès de l'accélérateur AGLAE (Centre de recherche et de restauration des musées de France, C2RMF).L'analyse de médicaments a été initiée au Liban en collaboration avec un fabricant local de produits pharmaceutiques (Mediphar Laboratories) dans le but d'établir de nouveaux procédés de contrôle qualité de produits finis. Mon étude a montré la complexité du dosage de médicament due à la présence de plusieurs molécules actives (Principe Actif, PA) et de substances organiques et minérales inactives (excipients) mélangées dans des conditions secrètes. Les effets de matrice sont dominants et modifient l'émission ionique conduisant à des erreurs systématiques importantes. Cette complexité a été analysée avec l'étude du Fludinium™ possédant deux PAs. Les résultats de cette étude ont permis d'obtenir la première courbe d'étalonnage du rapport des deux PAs et de quantifier ceux-ci dans les conditions du médicament commercial. Le protocole pour effectuer cette courbe d'étalonnage et les contrôles " qualité " ont été déterminés. Ceux-ci incorporeront une analyse en profil pour contrôler l'homogénéité des échantillons et l'obtention d'étalons produits par le fabricant en suivant ses processus de fabrication. En effet, les expériences ont montré que la réalisation du médicament en laboratoire à partir de ses éléments (PAs et excipients) ne donnait pas la même réponse ionique que le médicament commercial. L'analyse de la météorite Paris a été initiée par une collaboration avec une équipe de l'Institut d'Astrophysique Spatial d'Orsay impliquée dans l'exobiologie et la recherche des premières molécules pré-biotiques dans des échantillons extraterrestres. Le but des recherches est de caractériser la matière organique représentant quelques pourcents en poids dans une matrice minérale complexe, sans utiliser des méthodes chimiques pouvant induire une modification de ces molécules. Cette étude a démontré l'intérêt de l'approche multi-technique centrée autour de la spectrométrie de masse couplée à l'imagerie ionique pour déterminer les éléments principaux de la matrice minérale et organique. L'analyse par µPIXE avec une cartographie micrométrique a permis d'attribuer les distributions d'ions moléculaires et agrégats des spectres de masse aux différents composés minéraux. Ces attributions se poursuivent avec la constitution d'une base de données de spectres de référence. La composante organique a été extraite et les premières hypothèses de composition ont été envisagées autour des HAPs (Hydrocarbure Aromatique Polycyclique), MOI (Matière Organique Insoluble) et analogues de carbone amorphe produits par irradiation UV de glaces dont les compositions en gaz représentent différentes hypothèses pour les nuages interstellaires. Les protocoles d'analyses multi-techniques établis (incorporant un suivi de l'échantillon par spectrométrie de masse et imagerie ionique) permettent le démarrage d'analyse d'autres échantillons extra-terrestres collectés sur terre ou dans l'espace.

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Vanbellingen, Quentin. "Imagerie de substances naturelles par spectrométrie de masse". Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015SACLS172/document.

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Abstract (sommario):

Cette thèse a été consacrée à l’amélioration de méthodes en imagerie par spectrométrie de masse, et à leur utilisation pour l’analyse in situ de substances naturelles. Une première partie a été consacrée à développer une nouvelle méthode permettant d’acquérir en imagerie TOF-SIMS des images avec une résolution de 400 nm tout en préservant la résolution en masse. Pour cela, une extraction retardée des ions secondaires a été caractérisée et optimisée. Une seconde partie a eu pour objectif d’étudier le phénomène de duraminisation d’un arbre tropical de l’espèce Dicorynia guianensis, qui est l’un des plus exploités en Guyane française et dont le duramen est réputé être imputrescible. Les images par spectrométrie de masse TOF-SIMS enregistrées avec la méthode développée ont montré à l’échelle sub-micrométrique les changements métaboliques s’opérant autour de la zone de transition, où s’opère la duraminisation. Les techniques TOF-SIMS et MALDI-TOF ont ensuite été utilisées pour l’analyse d’une surface sur laquelle ont crû deux souches microbiennes en compétition. Les deux souches ont été extraites d’un if japonais (Cephalotaxus harringtonia), l’une étant un champignon endophyte (Paraconiothyrium variabile) et l’autre une bactérie pathogène à ce conifère (Bacillus subtilis). Les résultats ont montré que le champignon était capable d’hydrolyser les surfactines produites par la bactérie. Enfin, les imageries par spectrométrie de masse MALDI-TOF et TOF-SIMS sont deux méthodes de choix pour l’étude de modèle in vitro de ce qui pourrait se produire in vivo
This thesis was devoted to the improvement of mass spectrometry imaging methods, and to their use for in situ analysis of natural substances. The first part of this thesis has been dedicated to the development of a new acquisition mode in TOF-SIMS imaging able to acquire images with a high spatial resolution of 400 nm while keeping a good mass resolution. For that, a delayed extraction of the secondary ions has been characterized and optimized. Then, a second part has been dedicated to the study of heartwood production in a tropical species named Dicorynia guianensis. This species is one of the most exploited in French Guiana for its heartwood which exhibits a good durability. Metabolic changes are shown by sub-micrometric resolution ion images recorded in and around the transition zone, where the heartwood formation occurs. Then, TOF-SIMS and MALDI-TOF have both been used to analyse the surface of a bacterial competition. Species have been isolated from a Japanese conifer (Cephalotaxus harringtonia), from which the stains are an endophitic fungi (Paraconiothyrium variabile) and a pathogenic bacteria of the conifer (Bacillus subtilis). The results have shown that the fungus is able to hydrolyze surfactines produced by the bacteria during the competition. Furthermore, both the MALDI-TOF and the TOF-SIMS mass spectrometry imaging are methods of choice to study in vitro models of what could happen in vivo

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Domalain, Virginie. "Différenciation de stéréoisomères par couplage, spectrométrie de masse et spectrométrie de mobilité ionique". Rouen, 2014. http://www.theses.fr/2014ROUES023.

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Abstract (sommario):

Ces travaux de thèse sont consacrés à l'analyse de stéréoisomères présentant dee très faibles différences de sections efficaces de collision (DeltaCCS ≤ Å2) par couplage entre la spectrométrie de masse et la spectrométrie de mobilité ionique (IM-MS). Une première approche, sur l'étude de diastéréoisomères M présentant des fonctions chimiques fréquemment rencontrées (alcool, amide, ester), a conduit au développement d'une stratégie basée dans un premier temps sur la cationisation, notamment aux métaux alcalins X et aux métaux de transition (X)II, puis dans un second temps sur la formation de multimères de type [3M+X]+ et [3M+(X)II-H]+. La cationisation et la formation de multimères ont alors permis la différenciation et la séparation de stéréoisomères par IM-MS. Cette méthodologie a ensuite été appliquée à d'autres stéréoisomères, notamment aux énantiomères d'acides aminés et à des diastéréoisomères d'intérêts biologiques. Il a alors été mis en évidence que la cationisation permet d'améliorer de manière très significative la différenciation des stéréoisomères en IM-MS. Nous avons également montré que la nature des substituants présents sur les centres asymétriques a un rôle très important sur la différenciation en spectrométrie de mobilité ionique
This PhD work deals with analysis of stereoisomers, which present very close collision cross section difference (DeltaCCS ≤ Å2), by the coupling of ion mobility spectrometry and mass spectrometry (IM-MS). A study of diastereoisomers M which are functionalized entities found in a lot of natural products, rise to an efficient strategy based on cationisation (with alkali cations X and transition metals (X)II) and formation of multimers [3M+X]+ and [3M+(X)II-H]+ allowing the differentiation and the separation of stereoisomers, particularly enantiomers of amino acids and diastereomers with a major biological interest. It has been highlighted that the cationisation allows a significant increase of the stereoisomers differenciation. Then, we have shown that the nature of asymmetric center substituents plays an important role on the ion mobility separation

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Jeanne, dit Fouque Kevin. "Différenciation de topoisomères peptidiques par spectrométrie de masse à mobilité ionique et spectrométrie de masse en tandem". Rouen, 2016. http://www.theses.fr/2016ROUES020.

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Abstract (sommario):

Les peptides lasso sont des peptides synthétisés par des bactéries selon la voie ribosomale et qui subissent des modifications post-traductionnelles, leur conférant une topologie mécaniquement verrouillée incluant une structure entrelacée, qui est indispensable à leur activité biologique. Ces travaux de thèse sont consacrés à la caractérisation structurale des peptides lasso et à la différenciation de leurs topoisomères cycliques branchés par couplage entre la spectrométrie de mobilité ionique et la spectrométrie de masse (IM-MS) ainsi que par spectrométrie de masse en tandem (MS/MS). Une première approche par IM-MS a conduit au développement d’une méthode basée sur l’utilisation d’un agent superchargeant, qui a permis de mettre en évidence un état de charge supplémentaire des espèces multiprotonées, pour lequel les topologies lasso et cycliques branchées sont clairement différenciées et séparées en mélange. Cette stratégie a également été appliquée à d’autres types de structures contraintes (macrocycles et ponts disulfure) et non-contraintes (linéaires) dans le but d’évaluer la méthode développée. Une seconde approche par spectroscopie d’action IRMPD a permis de caractériser les changements dans le réseau de liaison hydrogène, associés au dépliement de la conformation en phase gazeuse, en fonction de l’état de charge des espèces multiprotonées. Les données IRMPD ont ainsi pu être corrélées avec les données IM-MS. L’IM-MS a fourni un aperçu global de la conformation à travers une mesure de la section efficace de collision (CCS), tandis que la spectroscopie IRMPD a permis de sonder les interactions intramoléculaires, à travers les liaisons hydrogène. La caractérisation structurale des peptides lasso et de leurs topoisomères cycliques branchés a également été réalisée par MS/MS à partir des espèces triplement protonées. Ces expériences nous ont permis d’établir des règles de fragmentation mettant en évidence la topologie lasso par dissociation induite par collision (CID) et par dissociation par transfert d’électron (ETD)
Lasso peptides are ribosomally synthesized and post-translationnally modified peptides produced by bacteria, sharing a mechanically interlocked topology that is essential for their biological activity. This PhD work focused on the structural characterization of lasso peptides and differentiation between their branched-cyclic topoisomers using ion mobility – mass spectrometry (IM-MS) and tandem mass spectrometry (MS/MS). IM-MS studies led to the development of a method based on the use of a supercharging reagent, highlighting an additional charge state of multiply protonated species, for which the lasso and branched-cyclic topologies were clearly differentiated and separated in mixture. To assess the developed method, this strategy was also applied to other types of constrained (macrocyclic, disulfide bonds) and unconstrained (linear) structures. IRMPD spectroscopy studies allowed to characterize the changes in the hydrogen bond network, associated with the unfolding of the gas phase conformation, as a function of the charge state of multiply protonated species. The spectroscopic data could thus be correlated with the ion mobility data. IM-MS provides an overview of the conformation through a collision cross section measure (CCS), while IRMPD spectroscopy allows to probe intramolecular interactions through the hydrogen bonds. The structural characterization of lasso and branched-cyclic peptides was also carried out using MS/MS of triply protonated species. These experiments enabled us to establish general rules of fragmentation evidencing lasso topologies in collision induced dissociation (CID) and electron transfer dissociation (ETD)

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Maire, Florian. "Étude des dendrimères polyamidoamines par spectrométrie de masse et mobilité ionique". Rouen, 2010. http://www.theses.fr/2010ROUES018.

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Abstract (sommario):

Dans la première partie de ce travail, la formation d'ions inattendus a été observée lors de l'analyse par spectrométrie de masse de dendrimères polyamidoamines de génération 1 ionisés par électrospray en mode négatif. L'étude de ces ions, correspondant à une augmentation de 12 Da par rapport aux ions attendus, a permis de mettre en évidence qu'une décharge électrique au sein de la source était à l'origine de leur formation. Dans la deuxième partie, le couplage entre la mobilité ionique et la spectrométrie de masse a été évalué comme technique d'analyse pour déterminer la taille, en phase gazeuse, des dendrimères polyamidoamines de génération 0 à 3. Il a été montré une bonne corrélation entre les résultats expérimentaux, les dimensions obtenues à partir de modèles théoriques et les données issues de la littérature. Ce couplage a également permis de réaliser la séparation physique des ions isobares observés sur les spectres de masse des dendrimères polyamidoamines. Dans la troisième partie, l'étude de complexes non covalents formés entre un dendrimère polyamidoamine de génération 1 et des oligonucléotides simple brin a été réalisée. L'état de charge du complexe ainsi que la taille de l'oligonucléotide ont influencé la fragmentation MS/MS des complexes étudiés. Des informations sur la stabilité de l'édifice en phase gazeuse ont été obtenues pour les complexes de plus grandes tailles
In the first part of this work, we report the formation of unexpected ions during mass spectrometry analysis of a first-generation polyamidoamine dendrimer using an electrospray ionization source in negative ion mode. The study of these ions, corresponded to an increase of 12 Da, showed that an electrical discharge in the electrospray source was the origin of these artefacts. In the second part, we use ion mobility coupled with mass spectrometry as an analytical technique to determine the size of polyamidoamine dendrimers up to generation 3. Our results showed a good agreement with those obtained by molecular models and literature values. Furthermore, polyamidoamine dendrimer isobaric ions were dispersed by the combination of ion mobility and mass spectrometry. The third part deals with the study of non-covalent complexes involving first-generation polyamidoamine dendrimer and single stranded oligonucleotides. MS/MS fragmentation of these complexes was different according to the charge state of the complex and the oligonucleotide length. Relevant information, concerning complex stability in the gas phase, was obtained only for larger non-covalent complexes

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Seyer, Alexandre. "Imagerie par spectrométrie de masse : développements méthodologiques et applications biologiques". Thesis, Evry-Val d'Essonne, 2010. http://www.theses.fr/2010EVRY0028/document.

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Abstract (sommario):

Mon travail de thèse a consisté à poursuivre le développement de l’Imagerie par Spectrométrie de Masse (IMS), à la fois sur le plan méthodologique mais aussi à travers des applications biologiques.Dans une première partie est exposé le développement d’une méthode de préparation des échantillons de très petite taille pour l’imagerie chimique, et plus particulièrement pour l’imagerie TOF-SIMS. Cette méthode a pu être validée en étudiant des molécules de la famille des flavonoïdes dans différents types de graines d’Arabidopsis thaliana ne mesurant que 400 nm de diamètre. La seconde partie, dédiée aux applications biologiques, est divisée en deux sections. La première section regroupe deux sujets où il était question de détecter et de localiser, à l’aide de l’imagerie TOF-SIMS, la molécule active d’une crème anti-acné dans des coupes de peaux de cadavre humain, ainsi qu’un retardateur de flamme bromé, le décabromodiphényl éther, dans ses tissus cibles chez le rat. Dans la seconde section, nous avons étudié, en imagerie TOF-SIMS et MALDI-TOF, l’absorption des lipides durant la digestion et enfin, avec l’aide d’outils d’analyse statistiques, nous avons comparé les profils lipidiques d’échantillons sains et atteins de la mucoviscidose chez un animal modèle de la maladie.À travers ces différents projets, nous avons pu conclure que les imageries par spectrométrie de masse TOF-SIMS et MALDI-TOF sont deux techniques complémentaires et qui, combinées à l’analyse statistique, peuvent être de puissants outils
My PhD’s work consisted in continuing the development of Mass Spectrometry Imaging (MSI) methods, in terms of methodology improvements but also through biological applications.The first part concerned the development of a novel sample preparation method dedicated to very small objects for chemical imaging, particularly for TOF-SIMS imaging. This method has been validated by studying different types of flavonoids in from seeds of Arabidopsis thaliana, with a size of 400 nm only. The second part, dedicated to biological applications, is divided into two sections. The first section includes two projects where the goals was to detect and locate, using TOF-SIMS imaging, the active molecule of an anti-acne cream in human skin sections, and a brominated flame retardant, the decabromodiphenyl ether, in target tissues in rats. In the second section, we have studied by MALDI-TOF and TOF-SIMS imaging the lipid absorption during the digestion, and finally, with the help of statistical analysis tools, we compared lipid profiles of healthy samples versus those from cystic fibrosis samples in a model animal of the disease.Through these projects, we have concluded that MALDI-TOF and TOF-SIMS imaging are two complementary techniques, and, when they are combined with statistical analysis, they can be powerful tools

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Debois, Delphine. "Imagerie moléculaire d'échantillons biologiques par spectrométrie de masse ToF-SIMS". Thesis, Evry-Val d'Essonne, 2008. http://www.theses.fr/2008EVRY0014/document.

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Abstract (sommario):

Mon travail de thèse, débuté en septembre 2005, a été consacré au développement de l’émergente technique d’imagerie par spectrométrie de masse ToF-SIMS. Une première partie de ce travail a été orientée vers des aspects fondamentaux avec l’utilisation d’une source d’ions fullerènes comme faisceau d’ions primaires, mais aussi comme faisceau de pulvérisation. Le but était d’éprouver la possibilité de réaliser une imagerie 3D sur des échantillons biologiques par spectrométrie de masse ToF-SIMS. Une seconde partie de mon travail de thèse a été consacrée à l’utilisation de la technique proprement dite. Différents domaines d’application ont été étudiés, comme l’archéologie, avec l’analyse de la composition des patines recouvrant les statues rituelles de la tribu Dogon (Mali) ou l’étude de la dégradation de cheveux de momies chinoises. Un troisième projet a consisté à analyser in situ les surfactines, une famille de cyclodepsipeptides amphiphiles, sur des profils de colonisation de surface de Bacillus subtilis. Cette analyse qualitative par imagerie ToF-SIMS a été complétée par une analyse quantitative par spectrométrie de masse MALDI-TOF. Enfin, le dernier projet mis en œuvre durant ma thèse concerne la recherche de biomarqueurs lipidiques de la stéatose hépatique non alcoolique chez l’humain. Les résultats ont mis en évidence la complémentarité de l’imagerie par spectrométrie de masse avec d’autres techniques permettant la localisation de composés ciblés, comme la coloration histologique. Les résultats de cette thèse démontrent que l’imagerie par spectrométrie de masse ToF-SIMS peut être appliquée dans des domaines aussi divers que l’archéologie, la microbiologie ou la médecine
My PhD’s work has been devoted to the development of the emergent technique ToF-SIMS imaging. The first part of my work was dedicated to fondamental aspects with the use of a fullerene ion source as a primary ion beam or sputtering ion beam. We expected to realize 3D imaging. The second part of my work consisted to applications of the mass spectrometry imaging. Several application fields were studied, as archeology as with the analysis of patina of the Dogon statuary or chinese mummy hair. A third project was dedicated to the in situ biomarker research from human liver biopsies. The goal of this study was to identify a potential lipid biomarker of the non-alcoholic fatty liver disease. The last part of this manuscript is devoted to the in situ qualitative and quantitative analysis of surfactins (a family of heptacyclodepsipeptides) on a Bacillus subtilis swarming community. We combined ToF-SIMS imaging for qualitative analysis and localization of surfactins within the swarming pattern and MALDI-TOF mass spectrometry for the quantification of these species. The results ot this PhD’s work show that ToF-SIMS imaging could be applied to various fields of research as archeology, microbiology and medicine

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Touboul, David. "Imagerie biologique par spectrométrie de masse. Aspect fondamentaux, méthodologies et applications". Evry-Val d'Essonne, 2006. http://www.theses.fr/2006EVRY0010.

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Abstract (sommario):

Mon travail de thèse a été entièrement dévoué à l’étude des techniques d’imagerie par spectrométrie de masse (IMS) MALDI-TOF et TOF-SIMS. La première partie de ma thèse est consacrée aux développements expérimentaux. Les objectifs ont été d’optimiser les dépôts de matrice pour l’imagerie MALDI-TOF et de mettre au point des méthodes d’identification des biomarqueurs. Deux sources d’agrégats ont été comparées et une méthode d’analyse structurale a été mise en place pour l’imagerie TOF-SIMS. La complémentarité de ces deux techniques a été démontrée. La seconde partie de mon travail est consacrée aux applications biologiques (dystrophie musculaire de Duchenne, maladie de Fabry, action de la saponine sur des cellules de mélanomes humains) et aux études de surface (échantillons archéologiques et couplage OPLC-IMS). Ces résultats mettent en lumière la grande force de l’approche IMS pour l’étude de la distribution de métabolites et de la recherche de biomarqueurs dans des tissus biologiques
My PhD’s work has been completely devoted to develop new imaging mass spectrometry (IMS) techniques, called MALDI-TOF imaging and cluster-TOF-SIMS imaging. The first part of this manuscript was dedicated to instrumental developments. For MALDI-TOF imaging, the goals were to optimize the matrix deposition and to develop methods for identifying biomarkers. For TOF-SIMS imaging, the objectives were to test new cluster ion sources and to perfect structural analysis. Complementarities between these two innovative imaging techniques were also demonstrated. The second part was devoted to biological applications (Duchenne Muscular Dystrophy, Fabry Disease, saponine effects on human melanoma cells) or to surface analysis (archaeological samples and OPLC-IMS). The results of this PhD work enlightened the fact that MALDI-TOF and cluster-TOF-SIMS imaging methods are new powerful tools to study drug distribution and to find new biomarkers in biological tissues

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Courrier, Benoît. "Caractérisation par spectrométrie de masse des molécules neutres induites par ablation laser". Metz, 2000. http://www.theses.fr/2000METZ057S.

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Abstract (sommario):

L'identification des molécules neutres émises lors de l'interaction laser matières de matériaux est l'un des axes de recherches développé par le laboratoire de spectrométrie de masse et de chimie laser. Les premiers travaux de caractérisation des molécules neutres émises lors de l'ablation laser ont été réalisés lors de la mise au point d'un couplage d'une enceinte d'ablation laser et d'un spectrométre de masse quadripolaire via une chromatographie en phase gazeuse (GC/MS). Les résultats issues de la pyrolyse laser ont tout d'abords été comparé à ceux obtenus par pyrolyse thermique GC/MS. Ils ont mis en évidence l'importance de l'irradiance lors de l'ablation laser, la formation d'agrégats et des mécanismes de décarboxylation des acides organiques utilisés comme matrices MALDI. L'objet de notre étude a donc été de mettre au point et de réaliser un dispositif d'identification des molécules neutres émises lors de l'ablation laser en augmentant notamment la sensibilité de la détection. Pour cela, nous avons suppriméla chromatographie en phase gazeuse et nous avons utilisé un spectromètre de masse, plus sensible que le précédent, et utilisant plusieurs modes d'ionisation (par impact électronique EI et par ionisation chimique CI). La comparaison des résultats obtenus par les deux modes d'ionisation EI et CI permet d'identifier les molécules neutres émises. Ce travail se décompose en deux parties : la première partie confidentielle est relative à la présentation et au développement du dispositif mis au point ; la seconde partie est consacrée d'une part, à l'étude de l'ablation laser des polymères synthétiques et d'autre part, à l'ablation laser des composés organiques utilisés comme matrices lors du mécanismes MALDI afin d'étudier la nature des molécules neutres émises lors de l'interaction laser-matrices
Identification of neutral molecules emitted during laser materials interaction is one of the research axes developed by the Laboratoire de Spectrométrie de masse et chimie laser (LSMCL). Characterization of neutral molecules emitted during laser ablation was achived by developing a laser ablation/quadripolar mass spectrometer coupling system via gazeous chromatrography (GC/MS). The laser pyrolisis results were compared firstly those obtained by thermal pyrolisis GC/MS. They showed the strong dependance of power, the formation of aggregates and the mecanisms of decarboxylation for organic acids used as MALDI matrix. Due the introduction mode of neutral species into the chromatographic column, they was a weak sensitivity more especially for low density. The purpose of our studies was to develop and to carry out a device for identification of the neutral molecules emitted during laser ablation by increasing the detection sensitivity. Gazeous chromatography was removed and we replaced a mass spectrometer. This one is more sensitive than the GC/MS because several ionization modes can be used (electron impact EI and chemical ionization CI). When thesis is devided in two parts : the first one is confidential and will relate the presentation and the development of the device ; the second part is be devoted on the one hand, to the studied of the laser ablation of synthetic polymers and on the other hand, to the laser ablation of organic compounds used as MALDI matrix, in order to identify neutral molecules emitted

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Bouvier, Caroline. "Étude du vieillissement de peintures anciennes par imagerie par spectrométrie de masse 3D". Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2022. http://www.theses.fr/2022SORUS008.

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Abstract (sommario):

L'objectif de la thèse était d'évaluer le potentiel de l'imagerie TOF-SIMS, notamment 3D, pour étudier la composition chimique de façon fiable sur des coupes stratigraphiques de peintures anciennes. L’imagerie TOF-SIMS peut cartographier simultanément les matières organiques et inorganiques à l’échelle micrométrique, répondant à des questions sur les tableaux anciens, comme l’élucidation de la nature des liants et pigments des différentes couches, ou l’étude des transformations chimiques des ingrédients par l’action du temps et des interactions. La construction d'une base de donnée de spectres de masse TOF-SIMS pour les matériaux de références en parallèle de l'étude de plusieurs échantillons de peintures anciennes, a permis d'identifier quelles informations chimiques fiables peuvent être associées à l'usage il y a plusieurs siècles d'un ingrédient donné selon une certaine technique picturale. Les références et les paramètres d’analyses ont été adaptés en fonction des observations menées sur les coupes stratigraphiques. Une réflexion a été menée pour chercher à identifier les huiles siccatives et le jaune d’œuf. Différentes préparations de la surface et paramètres d’extraction des ions secondaires ont été comparés pour optimiser la détection des espèces ioniques formées en surface et obtenir une information chimique plus représentative. Les conditions dans lesquelles la pulvérisation d’agrégats d’argon peut être utilisées ont été définies. Une analyse préliminaire sur l’apport de l’imagerie TOF-SIMS dans la compréhension de la structure des huiles siccatives séchées a apporté des résultats qui sont voués à être continués dans le futurs
The objective of the PhD was to evaluate the potential of TOF-SIMS imaging, particularly 3D, to reliably study chemical composition in stratigraphic sections of ancient paintings. TOF-SIMS imaging can simultaneously map organic and inorganic materials at the micrometer scale, providing answers to questions about ancient paintings, such as elucidating the nature of the binders and pigments in the various layers, or studying the chemical transformations of ingredients through the action of time and interactions. The construction of a database of TOF-SIMS mass spectra for reference materials in parallel with the study of several samples of old paintings, has allowed to identify which reliable chemical information can be associated with the use several centuries ago of a given ingredient according to a certain painting technique. The references and the parameters of the analyses were adapted according to the observations made on the cross sections. The identification of drying oils and egg yolk was considered. Different surface preparations and secondary ion extraction parameters were compared to optimise the detection of surface-formed ionic species and obtain more representative chemical information. The conditions under which argon aggregate sputtering can be used were defined. A preliminary analysis of the contribution of TOF-SIMS imaging to the understanding of the structure of dried drying oils has provided results that will be continued in the future

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Wisztorski, Maxence. "Développements en imagerie par spectrométrie de masse et applications aux modèles invertébrés". Lille 1, 2006. https://ori-nuxeo.univ-lille1.fr/nuxeo/site/esupversions/b2cd98ef-2445-48bc-9462-f547716f3776.

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Abstract (sommario):

A l'heure de la protéomique, la spectrométrie de masse s'est révélée un outil puissant pour la recherche et l'identification des biomolécules à partir d'échantillons purifiés. Une nouvelle ère s'ouvre, avec l'imagerie MALDI, permettant en plus la localisation de biomolécules telles que les peptides, les protéines ou les lipides au sein des tissus. Des développements cruciaux restent encore à réaliser pour améliorer les performances de cette technologie. Dans ce contexte, nous nous sommes tout d'abord intéressés à la mise au point de nouveaux protocoles adaptés à l'analyse directe et l'imagerie par spectrométrie de masse de petits organismes en particulier la sangsue Hirudo medicinalis. Ce modèle est particulièrement intéressant du point de vue des phénomènes de régénération nerveuse et nous avons débuté des études sur les lipides pouvant y être impliqués. Le deuxième point abordé est l'étude des apports de la métallisation pour la spectrométrie de masse. Tout d'abord un dépôt métallique sur des lames histologiques permet à la fois une corrélation des informations morphologiques obtenues en microscopie optique avec les images moléculaires d'IMS. La métallisation de l'échantillon quand à elle, a permis de supprimer les décalages de pics vers les plus hauts rapports m/z, d'obtenir des spectres MALDI de meilleures qualités et grâce à une reproductibilité plus importante entre 2 spectres, de produire des images MALDI de plus grandes qualités. Enfin, une partie des développements a été dédiée à la possibilité d'améliorer la résolution de l'image grâce à l'utilisation d'un système permettant de diminuer la zone accessible au laser.

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Hupin, Sébastien. "Caractérisation d’auto-assemblages de polyoxométallates hybrides organiques-inorganiques par spectrométrie de mobilité ionique couplée à la spectrométrie de masse". Thesis, Normandie, 2018. http://www.theses.fr/2018NORMR062.

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Abstract (sommario):

Les polyoxométallates (POM) sont des composés anioniques constitués par l’assemblage de polyèdres d’oxydes métalliques {MOy}, (avec M, MoVI ou WVI) reliés entre eux par des atomes d'oxygène. Les POM forment ainsi une classe remarquable de clusters d’oxydes métalliques inorganiques nanométriques, avec une grande variété de charges et de structures. Il est possible de former des systèmes hybrides incluant la partie inorganique du POM et une partie organique greffée, permettant d’apporter de nouvelles fonctionnalités aux POM, tel que l’auto-assemblage. Nous avons consacré ces travaux de thèse à la caractérisation de systèmes classiques, hybrides et auto-assemblés de POM par spectrométrie de masse couplée à la spectrométrie à la mobilité ionique (IMS-MS). Une première approche expérimentale par spectrométrie de mobilité ionique en tube de dérive (DTIMS) nous a permis de déterminer les sections efficaces de collisions (CCS) de POM étalons dans l’hélium et dans l’azote. Les CCS des étalons POM nous ont ensuite permis d’étalonner une cellule IMS de type Travelling Wave (TWIMS). L’analyse par IMS-MS de POM hybrides organiques-inorganiques seuls ou en présence de PdCl2 a mis en évidence la présence de systèmes auto-assemblés triangulaires [POM3·cation3], carrés [POM4·cation4] ou pentagonaux [POM5·cation5] avec différents états de charges. Des valeurs de CCS de ces auto-assemblages ont également pu être estimées à partir de l’étalonnage de la cellule TWIMS. Par une approche théorique, nous avons modélisé plusieurs structures de POM standards avec et sans contre-ion tetrabutylammonium (TBA+) par la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT). Les structures optimisées ont été utilisées afin de déterminer des CCS théoriques grâce au logiciel MOBCAL, auquel nous avons incorporé les atomes de molybdène et de tungstène pour lesquels nous avons optimisé de nouveaux paramètres de potentiel de Lennard Jones. La correspondance des CCS expérimentales et théoriques des structures de POM standards offre de nouvelles possibilités pour une attribution structurale pour les POM hybrides auto-assemblés par coordination en présence de cations métalliques
Polyoxometalates (POM) are anionic compounds formed by the assembly of metal oxide polyhedra {MOy}, (with M, MoVI or WVI) linked together by oxygen atoms. POM thus form a remarkable class of nanometric inorganic metal oxide clusters, with a wide variety of charges and structures. It is possible to form hybrid systems including the inorganic part of the POM and a grafted organic part, allowing new functionalities to be added to the POM, such as selfassembly. We have dedicated this thesis work to the characterization of standards, hybrid and self-assembled POM systems by mass spectrometry coupled to ion mobility spectrometry (IMS-MS). A first experimental approach using drift tube ion mobility spectrometry (DTIMS) allowed us to determine the collision cross sections (CCS) of standard POM in helium and nitrogen. The CCS of the POM standards then allowed us to calibrate an IMS cell of a Travelling Wave ion mobility instrument (TWIMS). The analysis by IMS-MS of organic-inorganic hybrid POMs alone or in the presence of transition metal cations revealed the presence of self-assembled triangular [POM3·cation3], square [POM4·cation4] or pentagonal [POM5·cation5] systems with different charge states. CCS values of these self-assemblies was estimated from the calibration of the TWIMS cell. Using a theoretical approach, we modelled several standard POM structures with and without tetrabutylammonium counterion (TBA+) using density functional theory (DFT). The optimized structures were used to determine theoretical CCS using the trajectory method of the MOBCAL software, in which we incorporated molybdenum and tungsten atoms for which we optimized new Lennard Jones potential parameters. The correspondence of experimental and theoretical CCS of standard POM structures offers new possibilities for structural attribution of self-assembled hybrid POM by coordination in the presence of metal cations

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Fournier, I. "Développements en Imagerie par Spectrométrie de Masse MALDI et Applications aux Problématiques Biologiques". Habilitation à diriger des recherches, Université des Sciences et Technologie de Lille - Lille I, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00167305.

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Abstract (sommario):

L'imagerie par spectrométrie de masse MALDI est une technologie actuellement en plein essor. Elle permet d'obtenir rapidement en une seule étape d'acquisition la répartition moléculaire de différents composés (en particulier protéines) présents dans un tissu ; en s'affranchissant des étapes longues et coûteuses en échantillons que sont les extractions et séparations habituellement nécessaires par des techniques plus classiques.
Cependant, afin d'augmenter encore la potentialité de cette technologie, des développements restent encore à effectuer. Les recherches menées ont donc plus particulièrement portées sur ces développements.
En particulier, la recherche et l'étude de nouvelles matrices plus adaptées à l'analyse directe de tissu en MALDI sont particulièrement importantes. Dans ce contexte, certaines matrices ioniques se sont révélées particulièrement adaptées aux tissus en permettant d'obtenir une plus grande intensité du signal, un plus grand nombre de composés détectés, de bonnes performances en mode négatif, une grande homogénéité de cristallisation, une grande stabilité sous vide et une faible ablation de matériel consécutivement à l'irradiation laser. Dans un autre aspect, le traitement préalable des tissus permet également une amélioration de la qualité spectrale et des performances d'études structurales en mode MS/MS. Se sont révélés particulièrement intéressants les traitements des tissus aux solvants organiques et les digestions enzymatiques et en particulier pour les tissus conservés en blocs de paraffine après fixation.
D'autre part l'étude de la répartition des ARNm au sein des tissus est un développement crucial afin d'obtenir des images de colocalisation transcriptome/protéome. Est proposé dans ce travail un nouveau concept permettant de réaliser ces images, basé sur une analyse indirecte des ARNm, au travers de l'utilisation d'un groupement photoclivable relié à un peptide marqueur de séquence connue qui sera détecté.
Enfin, l'ensemble de ces développements trouve de nombreuses applications dans le domaine de la biologie et notamment dans le cadre de pathologies tel que le cancer de l'ovaire.

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Dadi, Hala. "Analyse par spectrométrie de masse des tubulines et de l'hormone de croissance". Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLS582.

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Abstract (sommario):

Les tubulines sont des protéines impliquées dans des processus biologiques essentiels à la vie cellulaire. Elles sont polymodifiées en leurs extrémités C-terminales. Différentes techniques ont été utilisées pour caractériser les polymodifications des tubulines. Mais certaines difficultés persistent concernant l’indentification fine de plusieurs structures. Le couplage de spectrométrie de masse à la mobilité ionique représente une avancée technique plus pertinente pour la séparation d’isomères de structures. En effet, la mobilité ionique peut séparer des ions de même rapport m/z en fonction de leur conformation. Dans la première partie de cette thèse, une analyse par mobilité ionique et spectrométrie de masse en tandem a permis la séparation de deux peptides de synthèse mimant des peptides C-terminaux de tubuline α diglycylés. L’hormone de croissance (GH) est une hormone anabolique et un agent dopant pour les sportifs. La disponibilité de la hGH recombinante (rhGH) dans le marché noir a augmenté la fréquence du dopage à la GH. Les tests antidopage approuvés par l’agence mondiale d’antidopage sont confrontés à certaines limites. Dans la deuxième partie de ma thèse, des analyses comparatives de la hGH naturelle et la rhGH ont été réalisées par spectrométrie de masse couplée à la chromatographie liquide en phase inverse pour trouver une différence chimique entre la hGH naturelle et la rhGH. La hGH naturelle extraite des glandes pituitaires de cadavres est glycosylée alors que la rhGH n’est pas modifiée. De manière intéressante, cette glycosylation se trouve sur un peptide protéospécifique de la hGH. Ce travail ouvre une piste pour le développement d’une nouvelle méthodologie pour les tests anti-dopage à la GH
The tubulins are proteins involved in cellular processes that are essential for cell life. The tubulins are polymodified at their C-terminal extremities. Different techniques have been used to characterize the polymodifications of tubulins. However, some challenges remain in the fine identification of some structures. In fact, mass spectrometry ion mobility can separate ions of the same m/z ratio depending on their conformations. In the first part of this thesis, an ion mobility mass spectrometry analysis allowed the separation of two synthetic peptides that mimic the structure of C-terminal peptides of biglycylated α-tubulins. In order to extrapolate this type of experiment to the C-terminal peptides purified from biological tubulins, we employed an analytical process to analyze these peptides from purified brain tubulins. Growth hormone (GH) is an anabolic hormone and a doping agent used by athletes. The availability of rhGH in the black-market has continuously increased because of doping in sports. The natural and the biosynthetic hGH have identical peptidic sequences. So far, the valid hGH anti-doping tests by the world antidoping agency are based on immunological recognition. However, Immunoassays have their own limitations. Therefore, the next generation analysis of GH has to be more specific and accurate. In the second part of this thesis, mass spectrometry coupled to reversed phase chromatography was used to find chemical differences between the pituitary hGH and the rhGH. The pituitary extracted hGH is glycosylated whereas the biotech product is sugar free. The present work represents an opening towards a novel methodology for a novel hGH anti-doping test

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Albrieux, Florian. "Etude conformationnelle de peptides et protéines par mesure de mobilité ionique couplée à la spectrométrie de masse". Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00594601.

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Abstract (sommario):

Ce travail de thèse porte sur l'analyse conformationelle de biomolécules en phase gazeuse. L'étude d'objets complexes en phase gazeuse permet de connaître les facteurs intrinsèques stabilisant leur structure. La première étape de mes travaux a été le couplage entre un appareil de mobilité ionique (IMS) et un appareil de spectrométrie de masse (MS). Nous avons simulé (SimIon) et développé différentes optiques ioniques fonctionnant à haute pression (entonnoirs à ions, piège ionique). Ces modifications expérimentales nous ont permis de commencer des études conformationnelles de biomolécules en phase gazeuse.Les premières expériences avaient pour objectif d'observer les facteurs stabilisants une structure secondaire sur des séries de peptides analogues. La première étude a été réalisée sur des séries de polyalalanines et de polyglycines de formules Arg(Ala)4XxxAla4Lys et Arg(Gly)4Xxx(Gly)4Lys, où Xxx est l'un des 20 acides aminés naturels. Nous nous sommes intéressés à l'influence de l'acide aminé central sur la conformation globale. Puis nous avons observés la stabilité de l'hélice de la partie transmembranaire de la protéine M2 du virus de la grippe A et de différents mutants. Ces études ont permit de montrer l'importance de la solvatation des charges en phase gazeuse.Enfin nous avons initié une étude sur le repliement des protéines en utilisant une protéine modèle, le lysozyme. Nous nous sommes plus particulièrement intéressés aux mécanismes de repliements en fonction du degré d'oxydation de cette dernière

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Poyer, Salomé. "Développement de méthodes d'analyse par spectrométrie de masse à mobilité ionique pour l'identification des analogues de saxitoxine". Rouen, 2015. http://www.theses.fr/2015ROUES053.

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Abstract (sommario):

Ces travaux de thèse portent sur la séparation et l’identification de la saxitoxine et de ses analogues, composés neurotoxiques naturels. Des méthodes séparatives modernes telles que la chromatographie liquide à interactions hydrophiles (HILIC) et la spectrométrie de mobilité ionique (IMS) ont été couplées à la spectrométrie de masse (MS) pour réaliser l’analyse de ces toxines. Les couplages HILIC-MS et IMS-MS ont été développés, montrant une complémentarité dans la séparation des différents analogues. Le couplage des trois méthodes, HILIC-IMS-MS, a ensuite été mis au point et a permis la séparation rapide et non-ambiguë de chacun des analogues de saxitoxine. Le couplage HILIC-IMS-MS s’est également révélé être très répétable pour l’analyse de matrices biologiques complexes, bien que moins sensible que le couplage de la chromatographie HILIC avec un triple quadripôle utilisé en mode ciblé (MRM). L’approche IMS-MS a par ailleurs permis de déterminer les valeurs de sections efficaces de collision pour chaque analogue. Ces valeurs expérimentales ont été confrontées à des valeurs calculées correspondant à des structures théoriques obtenues par modélisation moléculaire. De bonnes corrélations ont été obtenues et ont permis d’accéder à des informations concernant la structure tridimensionnelle de ces toxines. La caractérisation structurale des analogues de saxitoxine a également été réalisée par spectrométrie de masse en tandem à partir notamment des espèces [M+H]+, [M+Li]+, [M+Na]+, [M+K]+ et [M−H]−. Une systématique de fragmentation, caractéristique de ce type de composés, a été mise en évidence. De plus, la nature des différents ions produits a permis de déterminer la stabilité des groupements fonctionnels en fonction du mode d’ionisation étudié
This thesis work focused on the separation and identification of saxitoxin analogues, natural neurotoxic compounds. Modern separation techniques such as hydrophilic interaction liquid chromatography (HILIC) and ion mobility spectrometry (IMS) coupled to mass spectrometry (MS) were developed for the analysis of saxitoxins. HILIC-MS and IMS-MS coupling were developed, showing a complementary for separation of the various saxitoxin analogues. HILIC-IMS-MS coupling was then optimized and allowed the fast separation of the toxin analogues. The HILIC-IMS-MS coupling was also repeatable when complex mixtures were injected, although it was less sensitive than with the coupling of HILIC with a triple quadrupole instrument operated in targeted mode. IMS application to saxitoxins also permitted to determinate the collision cross section values of each analogue. The calculation of theoretical structures permitted the determination of theoretical collision cross sections that were correlated to experimental values and allowed the access of gaseous phase conformation. Saxitoxin analogues characterization was carried out by tandem mass spectrometry of [M+H]+, [M+Li]+, [M+Na]+, [M+K]+ and [M−H]− species. The different product ions gave information about stability of chemical functions depending on the different species studied

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Piednoël, Hélène. "Recherche de marqueurs biologiques de la dystrophie musculaire de Duchenne par spectrométrie de masse et imagerie MALDI-TOF". Evry-Val d'Essonne, 2005. http://www.theses.fr/2005EVRY0005.

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Abstract (sommario):

L’objectif principal de cette thèse a consisté en l’étude des marqueurs biologiques de la dystrophie musculaire de Duchenne (DMD) par spectrométrie de masse MALDI-TOF (MS et MS/MS). Après une description des méthodologies expérimentales et du sujet d’étude de ce travail, nous présentons les résultats obtenus, liés à la dégradation musculaire et associés à un défaut du métabolisme lipidique. Ainsi, que la présence élevée de deux protéines impliquées, soit dans les mécanismes de dégradation musculaire, soit dans l’homéostasie calcique. L’étude de la composition en acides gras des glycérophosphatidylcholines par spectrométrie de masse MALDI-TOF MS et MS/MS nous a ainsi permis de caractériser un changement dans la composition lipidique des cellules dystrophiques durant la période de différenciation. Cette modification a été utilisée en tant que marqueur pour identifier, par profilage et imagerie MALDI-TOF-MS, les zones de régénération de coupes tissulaires de muscles de pattes de souris mdx. Cette approche peut désormais être utilisée pour le suivi de la thérapie de la DMD
The aim of this work is the study of Duchenne muscular dystrophy (DMD) markers by MALDI-TOF mass spectrometry (MS and MS/MS). After a description of experimental and of the study issue of this work, results relative to this study, linked to a muscle weakness and associated to a defect of the lipid metabolism. In the same way as over-expression of two proteins implicated, either in muscular degradation mechanisms, or in calcic homeostasis. The study of the fatty acids composition of glycerophosphatidylcholines by MALDI-TOF Mass Spectrometry MS and MS/MS enabled us to characterize a change of the lipid composition of dystrophic cells at the time of the differentiation. This modification has been used as a marker to identify with profiling and imaging MALDI-TOF-MS regenerating areas in sections of a mdx mouse leg muscle. It is the first time that such a slight change in fatty acids composition is observed directly on tissue slices by Mass Spectrometry. This approach can be usefull in monitoring the treatment of the DMD

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Gut, Yoann. "Imagerie par spectrométrie de masse MALDI et outils chimiométriques pour la cartographie de formes pharmaceutiques solides". Thesis, Orléans, 2016. http://www.theses.fr/2016ORLE2012.

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Abstract (sommario):

L’agence européenne du médicament (EMA) stipule que les entreprises pharmaceutiques se doivent d’améliorer continuellement le contrôle de leur production afin de garantir la qualité des médicaments et préserver la santé des patients. Les outils analytiques classiques sont, par exemple, capables d’examiner l’intégralité d’un comprimé pharmaceutique pour contrôler la qualité et la quantité des substances actives utilisées et estimer leurs profils de libération dans l’organisme. Ils ne permettent cependant pas de cartographier la distribution des composés chimiques pourtant considérée comme un critère important pour la qualité du médicament. Des techniques d’imagerie chimique comme la MSI MALDI sont donc utilisées afin de déterminer par une analyse unique la répartition spatiale et la structure des composés constituant les médicaments. Toutefois, la MSI MALDI nécessite une préparation des échantillons relativement complexe et génère des données de grande taille difficilement exploitables. Ces caractéristiques, ainsi que l’absence de spectromètre de masse adapté à l’analyse de formes pharmaceutiques solides, complexifient la mise en place de la MSI MALDI au sein de laboratoires industriels. Les travaux réalisés durant cette thèse ont eu pour objectifs d’améliorer le protocole de préparation des échantillons, d’optimiser le système d’acquisition et de mettre en place les outils chimiométriques et informatiques nécessaires à l’analyse des images MALDI au sein de l’entreprise Technologie Servier. Les développements réalisés et les résultats obtenus ont finalement permis la résolution de problématiques inexplicables jusqu’alors par les techniques analytiques classiques
European Medicines Agency (EMA) recommendations stipulate that pharmaceutical companies have to continually improve manufacturing efficiency to ensure drug product quality. The commonly used analytical tools provide information about drug substance quality and dosage or the drug release profile by dissolving the whole tablet. However these analytical tools are not able to highlight the distribution of chemical compounds contained in the tablet. This is why chemical imaging such as MALDI MSI are used to extract the spatial and spectral information from pharmaceutical solid dosage forms. This hyperspectral imaging technique needs complex sample preparation and generates huge dataset. These two features, as well as the lack of optimized mass spectrometers to study tablets, make difficult the implementation of the MALDI MSI in industrial laboratories. During this thesis, the sample preparation protocol has been improved, the mass spectrometer has been optimized to analyze tablets and chemometrics tools has been developed in order to implement MALDI MSI within Technologie Servier company

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Kernalléguen, Angéline. "Caractérisation et localisation des xénobiotiques dans les cheveux par spectrométrie de masse Maldi". Thesis, Aix-Marseille, 2018. http://www.theses.fr/2018AIXM0754.

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Abstract (sommario):

L’analyse des cheveux est à présent reconnue comme un outil pertinent dans le domaine de la toxicologie car elle permet de fournir un historique des habitudes de consommation d’un individu, qu’il s’agisse d’une consommation ponctuelle ou répétée.L’analyse d’un seul cheveu par désorption/ionisation laser assistée par matrice (MALDI) offre de nombreux avantages par rapport aux techniques conventionnelles : la quantité de cheveux est réduite, la préparation des échantillons est simplifiée et les images sont acquises avec une résolution spatiale très élevée (~100 µm). L’imagerie MALDI (MALDI-MSn) nous a permis de caractériser et de cartographier l’évolution des quantités de xénobiotiques le long du cheveu avec une très haute résolution spatiale sans une préparation trop longue ou trop complexe des échantillons au préalable.La spectrométrie de masse MALDI couplée à des plaques micro-réseaux (Microarrays for Mass Spetrometry, MAMS) nous a permis de développer une méthode pour effectuer une semi-quantification de la cocaïne, de la benzoylecgonine, de l’ecgonine méthyl ester et du cocaéthylène à partir d’une quantité de 1 mg de cheveux et 2 heures d’extraction ; les résultats sont bien corrélés avec une méthode de quantification validée. Cette méthode est pertinente lorsque des résultats urgents sont requis. Au total, le développement de ces deux applications nous a permis de démontrer la pertinence de la spectrométrie de masse MALDI dans l’analyse toxicologique du cheveu. Les perspectives consistent à améliorer ces protocoles afin de les transposer en routine et de développer des méthodes de screening large par spectrométrie de masse MALDI
Hair analysis is now recognized as a relevant tool in the field of toxicology. It provides a precise history of an individual’s exposure to drugs, whether it is a punctual or repeated consumption.Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization (MALDI) has many advantages over conventional techniques: the amount of hair needed is reduced, the sample preparation is simplified and the images are acquired with high spatial resolution (~ 100 μm).MALDI (MALDI-MSn) imaging allowed us to characterize and map the evolution of drugs amounts along the hair with very spatial resolution avoiding long and complex pre-sample preparation.MALDI coupled to Microaarays for Mass Spectrometry (MAMS) allowed us to develop a method for semi-quantitation of cocaine, benzoylecgonine, ecgonine methyl ester and cocaethylene using 1 mg of hair and 2 hours of extraction; the results are well correlated with a validated quantification method. This method is relevant when urgent results are required.In total, the development of these two applications demonstrates the relevance of MALDI mass spectrometry in the toxicological analysis of hair. The prospects are to improve these protocols in order to transpose them routinely and to develop large screening methods by MALDI mass spectrometry

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Ballivian, Renaud. "Étude de complexes non-covalents et de polymères organiques par couplage entre la spectrométrie de masse et la mobilité ionique". Thesis, Lyon 1, 2010. http://www.theses.fr/2010LYO10219.

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Abstract (sommario):

L’étude de la structure de complexes non-covalents présente un intérêt fondamental dans la recherche en chimie des protéines. Le premier objectif est de caractériser les interactions physico-chimiques sur lesquelles repose l’adoption d’une structure tridimensionnelle fonctionnelle par un édifice multimoléculaire. Le second objectif est de mettre en évidence les changements structuraux induits par le phénomène de complexation, et leur influence sur la fonction du système. Le couplage entre la spectrométrie de masse et la mobilité ionique (IM/MS) est une technique d’étude structurale en phase gazeuse, dont le principe repose sur la séparation d’ions selon leur forme et leur rapport masse sur charge, et qui permet en outre de mesurer leurs sections efficaces de diffusion. Grâce à cette technique, nous avons réalisé l’étude structurale de trois complexes non-covalents : l’agrégation de molécules de tanin sur la protéine salivaire humaine IB5, la fixation du ligand Ac2KAA sur la vancomycine, et la complexation de cations métalliques sur des polymères poly-lactide. L’évolution des sections efficaces en fonction de la taille du système ou de l’état de complexation met en évidence la présence de transitions structurales. De plus, utilisé avec de la modélisation moléculaire ou de la spectroscopie laser, le couplage IM/MS s’avère pertinent pour caractériser les interactions responsables de la stabilisation de tels complexes. Ces travaux de thèse montrent que cette technique , au-delà du simple aspect analytique (séparation d’isomères), peut également être utilisée au sein d’études plus globales, mettant en jeu plusieurs techniques afin de résoudre la structure de systèmes complexes
Knowing the structure of non-covalent complexes is essential to understand many biological processes. The first step is the characterization of the interactions leading to the adoption of a functional tridimensional structure by a multimeric assembly. The second step consists of underlining the structural modifications induced by the complexation, and their influence on the system’s function. The Ion Mobility/Mass Spectrometry (IM/MS) is a gas-phase method that is used to separate ions according to their geometry and their masse-to-charge ratio. IM/MS also provides insights on their intrinsic properties, by measuring their collision cross sections. Using this method, we have studied the structure of three different non-covalent complexes: the aggregation of tannins on the human salivary protein IB-5, the fixation of a small ligand (Ac2KAA) on vancomycin, and the complexation between metallic cations and poly-lactid polymers. The evolution of the collision cross-sections as a function of the size of the system or the complexation state clearly shows structural transitions. Moreover, combined with molecular modeling or laser spectroscopy, the IM/MS technique reveals to be a powerful tool to characterize the relevant interactions in such systems. This work proves that IM/MS, besides a powerful analytical aspect, can also be used in global studies that involve several structural methods to resolve the structure of large multimeric assemblies

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Franck, Julien. "Développement des stratégies d’identification en mode bottom-up pour l’imagerie par spectrométrie de masse MALDI". Electronic Thesis or Diss., Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10079.

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Abstract (sommario):

Depuis son introduction en 1997 par le groupe de RM Caprioli, l'analyse directe sur tissus et l'imagerie par spectrométrie de masse sont devenues des méthodes complémentaires des techniques « classiques » de protéomique. L'analyse directe sur tissus permet la détection de plusieurs centaines de molécules, tout en maintenant l'intégrité des tissus. Par l’automatisation de cette approche, des images moléculaires peuvent être ainsi obtenues. Cependant, de nombreux développements restent à faire notamment sur l’amélioration de la détection des différentes classes de biomolécules incluant les lipides, les peptides et les protéines. De plus, si la localisation de molécules d’intérêt est possible, l’information structurale des protéines reste encore un challenge. Si l'identification des protéines peut être délicate par protéomique « classique » cela est encore plus vrai avec l’analyse directe sur tissus. L’approche bottom-up est à l’heure actuelle une méthode permettant la localisation de la répartition des peptides générés par digestion enzymatique in situ et leur structure par analyse en mode MS/MS. Dans la plupart des cas, la MS/MS est utilisée pour vérifier la séquence d'un peptide endogène ou obtenue après digestion mais les spectres générés par les instruments équipés d'une source MALDI sont souvent complexes à analyser en raison des différentes séries d’ions fragment obtenues au cours du processus de fragmentation. Les séries d’ions obtenues sont largement incomplètes et ne donnent accès qu’à de petites séquences. Dans le but d’améliorer l’identification des protéines en mode bottom-up pour l’imagerie par spectrométrie de masse, nous avons étudié des dérivations chimiques N-terminal de peptides. Les peptides dérivés présentent alors des fragmentations vers une série d’ions majoritaire permettant une meilleure interprétation des spectres MS/MS. Cette méthode permet d’améliorer l’identification des protéines et le séquençage de novo directement sur coupes de tissus qui sont des points importants pour l’identification de marqueurs biologiques
Since its introduction in 1997 by the group of R.M. Caprioli, direct tissue analysis and imaging by Mass Spectrometry have now become good complementary methods of classical proteomics techniques. Direct analysis of tissues gives access to the detection of hundreds of biomolecules while maintaining tissue integrity and by automation of this approach, molecular images of biomolecules distribution can be obtained in one step analysis. However, many developments need to be undertaken especially on the improvement of the detection of different classes of biomolecules including lipids, peptides and proteins. Moreover, if the localization of molecules of interest is possible but no structural information can obtained from proteins. If proteins identification can be delicate under classical proteomics conditions this is even truer by working directly on tissues. A bottom-up strategy will allow the identification and localization of proteins after MS/MS experiments of peptides generated after in situ enzymatic digestion. In most of cases, MS/MS is used to check the sequence of an expected endogenous peptide or obtained after digestion but MS/MS but spectra generated from instruments equipped with a MALDI ion source are often complex to analyze because of the different types of fragment series generated during the fragmentation process. This is especially true on MALDI-TOF systems that frequently for which weak fragmentations (especially in the higher m/z range of the MS/MS spectrum) and to very different series of fragment ions creating largely incomplete set of series only giving access to small sequence tags are often observed. Thus, we have studied on tissue N-terminal chemical derivatization of peptides for proteins identification in Bottom-up Imaging strategies. The derivatives promote efficient charge-site initiated cleavage of backbone amide bonds and they enable the selective detection of only a single series of fragment ions. Optimization of reactions were first performed at the whole tissue section scale and then modified and adapted to allow for the derivatization to be automatically performed using a micro-spotting piezoelectric automatic deposition device. Finally, we report a whole sequence of on tissue bottom up strategy followed by automatic derivatization and show that such strategies improve protein assignment and de novo sequencing directly from tissue sections, which is a key point for on tissue direct identification of markers

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Marie, Arul. "Études structurales des oligomères fluorés par spectrométrie de masse : mécanisme de désorption et orientation des processus de dissociation". Paris 6, 2002. http://www.theses.fr/2002PA066246.

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Franck, Julien. "Développement des stratégies d’identification en mode bottom-up pour l’imagerie par spectrométrie de masse MALDI". Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10079/document.

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Abstract (sommario):

Depuis son introduction en 1997 par le groupe de RM Caprioli, l'analyse directe sur tissus et l'imagerie par spectrométrie de masse sont devenues des méthodes complémentaires des techniques « classiques » de protéomique. L'analyse directe sur tissus permet la détection de plusieurs centaines de molécules, tout en maintenant l'intégrité des tissus. Par l’automatisation de cette approche, des images moléculaires peuvent être ainsi obtenues. Cependant, de nombreux développements restent à faire notamment sur l’amélioration de la détection des différentes classes de biomolécules incluant les lipides, les peptides et les protéines. De plus, si la localisation de molécules d’intérêt est possible, l’information structurale des protéines reste encore un challenge. Si l'identification des protéines peut être délicate par protéomique « classique » cela est encore plus vrai avec l’analyse directe sur tissus. L’approche bottom-up est à l’heure actuelle une méthode permettant la localisation de la répartition des peptides générés par digestion enzymatique in situ et leur structure par analyse en mode MS/MS. Dans la plupart des cas, la MS/MS est utilisée pour vérifier la séquence d'un peptide endogène ou obtenue après digestion mais les spectres générés par les instruments équipés d'une source MALDI sont souvent complexes à analyser en raison des différentes séries d’ions fragment obtenues au cours du processus de fragmentation. Les séries d’ions obtenues sont largement incomplètes et ne donnent accès qu’à de petites séquences. Dans le but d’améliorer l’identification des protéines en mode bottom-up pour l’imagerie par spectrométrie de masse, nous avons étudié des dérivations chimiques N-terminal de peptides. Les peptides dérivés présentent alors des fragmentations vers une série d’ions majoritaire permettant une meilleure interprétation des spectres MS/MS. Cette méthode permet d’améliorer l’identification des protéines et le séquençage de novo directement sur coupes de tissus qui sont des points importants pour l’identification de marqueurs biologiques
Since its introduction in 1997 by the group of R.M. Caprioli, direct tissue analysis and imaging by Mass Spectrometry have now become good complementary methods of classical proteomics techniques. Direct analysis of tissues gives access to the detection of hundreds of biomolecules while maintaining tissue integrity and by automation of this approach, molecular images of biomolecules distribution can be obtained in one step analysis. However, many developments need to be undertaken especially on the improvement of the detection of different classes of biomolecules including lipids, peptides and proteins. Moreover, if the localization of molecules of interest is possible but no structural information can obtained from proteins. If proteins identification can be delicate under classical proteomics conditions this is even truer by working directly on tissues. A bottom-up strategy will allow the identification and localization of proteins after MS/MS experiments of peptides generated after in situ enzymatic digestion. In most of cases, MS/MS is used to check the sequence of an expected endogenous peptide or obtained after digestion but MS/MS but spectra generated from instruments equipped with a MALDI ion source are often complex to analyze because of the different types of fragment series generated during the fragmentation process. This is especially true on MALDI-TOF systems that frequently for which weak fragmentations (especially in the higher m/z range of the MS/MS spectrum) and to very different series of fragment ions creating largely incomplete set of series only giving access to small sequence tags are often observed. Thus, we have studied on tissue N-terminal chemical derivatization of peptides for proteins identification in Bottom-up Imaging strategies. The derivatives promote efficient charge-site initiated cleavage of backbone amide bonds and they enable the selective detection of only a single series of fragment ions. Optimization of reactions were first performed at the whole tissue section scale and then modified and adapted to allow for the derivatization to be automatically performed using a micro-spotting piezoelectric automatic deposition device. Finally, we report a whole sequence of on tissue bottom up strategy followed by automatic derivatization and show that such strategies improve protein assignment and de novo sequencing directly from tissue sections, which is a key point for on tissue direct identification of markers

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Sejalon-Cipolla, Mylene. "Profilage de métalloprotéases par spectrométrie de masse MALDI via l’utilisation de nouvelles sondes moléculaires (ABP)". Electronic Thesis or Diss., Montpellier, Ecole nationale supérieure de chimie, 2022. http://www.theses.fr/2022ENCM0015.

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Abstract (sommario):

La technologie ABPP (Activity-based Probes Proteomic) consiste à analyser des protéomes à l'aide de molécules-sondes spécifiques, capables de reconnaître une ou plusieurs protéines d'intérêt. Grace à une interaction de forte affinité avec sa cible, la sonde peut réagir et établir une liaison covalente avec la protéine en transférant un marqueur pour faciliter sa détection ou sa capture par exemple. L'ABP permet donc d'isoler ou de localiser la protéine ciblée dans un mélange complexe. Les sondes permettant la détection d'enzymes ont été jusqu'à maintenant développés à partir d'inhibiteurs réversibles possédant un agent photo-réticulant. L'irradiation nécessaire à l'établissement d'une liaison covalente ne permet pas leur utilisation in vivo. Le projet PROMAP vise à concevoir, synthétiser et utiliser de nouvelles sondes ciblant des métalloprotéases de la matrice (MMP) sans faire usage de la stratégie de photoactivation. Les MMP constituent une famille d'enzymes très importante qui intervient dans de très nombreux phénomènes physiopathologiques (cancers, cicatrisation, inflammation…). Leur présence, leur état d'activation, leur concentration et l'équilibre entre les différents formes témoigne de processus tout à fait normaux ou, au contraire constituent des marqueurs de progression de maladies. Il est donc important de disposer d'outils permettant de documenter leur présence, leur activation spatiale et temporelle dans divers contextes biologiques. La spectrométrie de masse MALDI-MS est l'une des méthodes de choix pour réaliser cette cartographie. Le suivi par spectrométrie de masse de ces protéines présentes en faible abondance dans un environnement complexe constitue cependant un réel défi
Activity-based probes bind covalently to their target enzymes in a mechanism-based manner allowing unambiguous discrimination between the active enzyme and its inactive or inhibitor-bound counterparts. Since metalloproteases catalysis is non-covalent, activity-based probes that target them have been developed using reversible inhibitors decorated with photo-crosslinkers, which limit their scope to ex vivo use. By relying on a favorable structural context and by exploiting targeted chemistry, ProMAP project will focus on development of novel activity-based probes capable of covalently modifying matrix metalloproteases without making use of photo-activation. Within human protease family composed of more than 500 members with approximately one third of metalloproteinases, matrix metalloproteases (MMPs) constitutes a small enzyme family of 23 members involved in very many pathophysiological phenomena (cancers, wound healing, inflammation). The role of these zinc-dependent endopeptidases remains to be clarified in numerous biological processes. Some MMPs participate in disease progression while others play a protective function, stressing the need to better document their spatial and temporal activation in various biological contexts. MALDI-MS mass spectrometry is one of the methods of choice to achieve this mapping. Mass spectrometry protein tracking, present in low abundance in a complex environment, represents a real challenge. In this context, chemical derivatization is a very promising technique for improving detection of peptides by mass spectrometry. This approach consists in conjugating a MS-tag to peptides for modifying their ionization properties. MALDI MS-tags enable to discriminate signals induced by labelled peptides from those of unlabeled ones. This discriminating effect represents a method of choice for the detection and quantification of low-abundance peptides in complex proteomes

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Le, Faouder Julie. "Recherche de biomarqueurs tissulaires de la cancerogenèse hépatique par imagerie Maldi". Paris 7, 2012. http://www.theses.fr/2012PA077002.

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Abstract (sommario):

Le carcinome hépatocellulaire (CHC) représente le 6eme cancer le plus fréquent dans le monde et la 3eme cause de décès par cancer. Plus de 80% des CHC se développent à partir d'une cirrhose souvent d'étiologie virale. Le pronostic du CHC est mauvais en raison de sa détection à un état avancé, non résécable. Aussi de nouveaux biomarqueurs permettant un diagnostic précoce sont requis. L'imagerie par spectrométrie de masse MALDI (MALDI IMS) permet la visualisation de la distribution différentielle de marqueurs potentiels au sein des tissus. L'analyse MALDI IMS du protéome in situ de tissus CHC versus celui des tissus cirrhotiques péritumoraux, a permis la mise en évidence d'un ensemble de peptides/protéines pour lesquels l'expression permettait de différencier la cirrhose du CHC. De plus, nous avons établi un modèle de classification permettant de classifier correctement la plupart des spectres issus de régions tumorales et cirrhotiques. Le marqueur le plus différentiel m/z 8565 surexprimé dans le CHC a été identifié comme l'ubiquitine monomérique et validé par immunohistochimie. Le marqueur m/z 3195 surexprimé dans la cirrhose a été identifié comme un fragment de l'α -globine tandis que m/z 2753, surexprimé dans le CHC, correspondait à un fragment de l'albumine. Ce travail fournit des marqueurs diagnostiques qui pourraient être complémentaires des méthodes actuelles. Les biomarqueurs identifiés ouvrent des perspectives biologiquement intéressantes, en particulier dans l'étude du rôle du système protéasome au cours de la cancérogenèse hépatique. De plus, les méthodes d'imagerie MALDI et d'identification mises au point sont applicables à d'autres projets
Hepatocellular carcinoma (HCC) represents the sixth most common cancer in the world, and the third most frequent oncological cause of death. Over 80% of HCC develop from cirrhosis, mainly related to viral etiology. The prognosis of HCC is mostly poor, because of its late detection at an advanced stage. Thus, new effective biomarkers are needed. MALDI imaging mass spectrometry (MALDI IMS) allows differential distribution visualization of potential markers within tissue. The aim of the present project was to investigate, using MALDI IMS, the proteome of HCC and to compare it with peritumoral cirrhosis so as to characterize new biomarkers of HCC. We found a set of proteins/peptides with a differential intensity level that most accurately delineated cancer from adjacent cirrhotic tissue. We generated a classification model enabling correct classification of most spectra present in cirrhosis or tumor areas from the independent validation group. The most discriminating marker (m/z 8,565) increased in HCC was characterized as the monomeric ubiquitin and further validated by immunohistochemistry. Marker m/z 2,753 was a peptidic fragment of albumin and was overexpressed in HCC while m/z 3,195, identified as a fragment of the alpha chain of hemoglobin, was specifically more intense in cirrhosis. This work provides complementary tools that could be useful in the early diagnosis of HCC. Identified biomarkers will gain further insights in the role of proteasome in the liver cancerogenesis. MALDI IMS and identification developed methods will be useful for other projects

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Ruch, David. "Étude comparée des matériaux polymériques et/ou polysulfurés par ablation/ionisation laser et bombardement ionique couplés à la spectrométrie de masse : Application à la caractérisation d'élastomères vulcanisés". Metz, 2002. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/2002/Ruch.David.SMZ0223.pdf.

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Abstract (sommario):

La détermination de la composition chimique d'un élastomère utilisé en tant que pneumatique est une science délicate à double titre car elle dépend à la fois des spécifications exigées pour le matériau final et des processus physico-chimiques complexes impliqués dans sa synthèse et en particulier au cours de la vulcanisation. Pour répondre à cette attente, nous avons associé deux techniques de spectrométrie de masse : l'ablation laser (LAMS) et le bombardement ionique (SIMS). Cette association nous a permis de travailler sur l'aspect quantitatif de l'émission secondaire. D'une part, des courbes de calibration ont pu être élaborées pour déterminer le pourcentage de monomères constitutifs de copolymères et pour contrôler les enchaînements de monomères au sein des copolymères. D'autre part, il a été établi une corrélation entre les signaux SIMS et LAMS et les pourcentages de ponts polysulfidiques créés au cours de la vulcanisation.

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Lemaire, Rémi. "Nouveaux développements pour l'imagerie par spectrométrie de masse MALDI : applications aux problèmes biologiques et à la recherche de biomarqueurs dans le cancer de l'ovaire". Paris 6, 2006. http://www.theses.fr/2006PA066288.

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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.

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Abstract (sommario):

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 héliocentriques
This 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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El, Ayed Mohamed. "Applications de l’imagerie par spectrométrie de masse MALDI à la recherche de biomarqueurs du cancer de l’ovaire". Thesis, Lille 1, 2010. http://www.theses.fr/2010LIL10064/document.

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Abstract (sommario):

A l’heure de la protéomique, la spectrométrie de masse est devenue un outil puissant pour la recherche et l’identification des biomolécules. Depuis une dizaine d’année, une nouvelle application, l’imagerie MALDI, s’est greffée aux méthodes existantes, pour permettre la localisation de biomolécules telles que les peptides, les protéines ou les lipides au sein des tissus. Appliquée à la recherche de biomarqueurs dans le cadre du cancer de l’ovaire, cette technique nous a permis d’identifier plusieurs protéines exprimées dans le cancer en utilisant une analyse différentielle automatique basée sur des outils statistiques tels que l’analyse en composante principale (PCA). Parmi les biomarqueurs identifiés, on trouve un fragment de l’immunoprotéasome 11S. La localisation de ce fragment dans les tissus cancéreux a été validée par IHC. Il est présent dans les cellules épithéliales avec un changement de localisation entre bénin et cancer, du noyau vers le cytoplasme. Une liste des marqueurs spécifiques des tissus de cancer de l'ovaire a été obtenue, la plupart de celles-ci correspondent à des protéines associées à la prolifération cellulaire, impliquées dans la modulation de la réponse immunitaire, la signalisation au niveau du cytosquelette, la progression tumorale et la conversion des cellules épithéliales en cellules mésenchymateuses. Une validation croisée a été réalisée par une nouvelle approche spécifique TAG MASS, par Western Blot et par PCR (utilisant des cellules ovariennes cancéreuses SKOV3). Le deuxième point abordé est l’étude de la présence de la protéine Reg alpha dans les fluides biologiques. Par la suite, avec la mise en évidence d’un grand nombre de biomarqueurs identifiés par MS correspondant à des protéines clivées, une hypothèse d’une étiologie virale a été envisagée pour la suite des travaux. On a pu mettre en évidence des protéines oncovirales de la famille des herpes viridae tel que HHV6, HHV4 et EBV. Enfin, nous avons réussi à développer des nouvelles techniques de quantification par spectrométrie de masse basées sur l’ELISA et la PCR
At the proteomics’ time, mass spectrometry has become a powerful tool for research and identification of biomolecules. Over the past decade, a new application, MALDI imaging was grafted to the existing methods for the detection of biomolecules such as peptides, proteins and lipids in tissues. Applied to biomarkers research in ovarian cancer, this technique allowed us to identify several proteins expressed in cancer using differential analysis system based on statistical tools such as principal component analysis (PCA). Among the biomarkers identified, we found a fragment of the 11S immunoproteasome. The location of this fragment in cancer tissue has been validated by IHC; it is present in epithelial cells with a change of localization between cancer and Benin, from the nucleus to the cytoplasm. A list of specific tissue markers for ovarian cancer has been obtained, most of them corresponding to a protein associated with cell proliferation, involved in modulating immune response, signaling at the cytoskeleton, the tumor progression and conversion of epithelial cells with mesenchymal cells. A cross validation was performed by a specific new approach TAG MASS, by Western Blot and PCR (using SKOV3 ovarian cancer cells). The second point is the study of the presence of the protein Reg alpha in the fluids. Subsequently, with the discovery of a large number of biomarkers identified by MS corresponding to proteins cleaved, a hypothesis of a viral etiology has been proposed for further work. Were able to identify oncovirales proteins of herpes viridae family as HHV6, HHV4 and EBV. Finally, we managed to develop new quantification techniques using mass spectrometry technique based on the ELISA and PCR

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Allali, Hakim. "Aspects de l'émission ionique secondaire induite dans des couches isolantes inorganiques par des ions argon d'une dizaine de MeV". Lyon 1, 1993. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00746656.

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Abstract (sommario):

Ce travail experimental est consacre a l'etude de l'emission ionique secondaire resultant de la pulverisation electronique induite par des ions argon de quelques mev dans divers materiaux isolants inorganiques. Le choix de ces materiaux a essentiellement resulte de leur caractere exemplaire dans la description de certains aspects fondamentaux de l'emission (depot d'energie et production-transport des ions, profondeur d'echappement) ou dans la perspective d'une application analytique. En ce qui concerne la premiere categorie, notre dispositif de spectrometrie par temps de vol a permis de mettre en evidence des processus d'emission differents pour les ions negatifs des sels alcalins, halogenures et sels oxygenes. Ces differences s'observent dans l'emission electronique qui accompagne l'emission ionique et dans les distributions angulaires respectives. Elles sont interpretees a travers deux processus de production differents: creation de defauts pour les halogenures, radiolyse pour les sels oxygenes. Ces differences sont aussi observees sur la variation du rendement d'emission des ions caracteristiques en fonction de l'energie des ions primaires. Afin d'obtenir des valeurs fiables de la profondeur d'emission des ions secondaires, on a pu disposer de couches ultra-minces d'oxydes, en particulier sio#x et oxyde de chrome, bien caracterisees: on peut ainsi faire etat de valeurs inferieures a 1 nm. Dans le cas de depots d'agregats dont on connait bien la morphologie, comme ceux d'antimoine, on peut correler le rendement d'emission secondaire au taux de recouvrement et mettre en evidence la sensibilite de l'emission a l'inhomogeneite de la couche (effet de grain). L'application analytique de la determination du phosphore dans l'oxyde de silicium (prepare par cvd) rend necessaire la comprehension du role joue par les impuretes de surface dans la nature des especes polyatomiques emises et sur l'intensite de leur emission. Dans cette optique, des etudes comparatives ont ete menees utilisant le sims statique, l'ablation laser et la microanalyse nucleaire. L'etude du phenomene de pulverisation ionique induite par effet de champ, responsable d'une emission ionique plus connue sous le nom de desorption spontanee est presentee dans la partie experimentale puisqu'elle resulte essentiellement des caracteristiques du systeme d'extraction. Nous montrons que le phenomene est essentiellement du aux micropointes des bords de l'electrode d'extraction et que les adsorbats initialement presents ou resultant du vide residuel sont a l'origine des ions acceleres par le potentiel d'extraction. De par ses analogies avec le sims statique, cette technique simple a ete utilisee pour des informations complementaires dans les etudes precedentes

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Picot, d'Aligny d'Assignies Gaspard. "Nouvelles techniques non invasives d'étude de la stéatose hépatique par résonance magnétique : implications cliniques". Paris 7, 2014. http://www.theses.fr/2014PA077034.

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Abstract (sommario):

La stéatose hépatique touche près de 20 % de la population et connait une croissance mondiale exponentielle. Cet état pathologique situé à la croisée des chemins entre syndrome métabolique, risque cardiovasculaire et cancérogénèse a un impact majeur sur la santé publique. La nécessité de développer des méthodes de dépistage et la quantification est imperieuse. La biopsie hépatique est invasive et sujette à des biais d'échantillonnage qui compromettent son utilisation clinique. Dans ce contexte les techniques de résonnance magnétique (RM) ont montré leur supériorité sur les autres méthodes non-invasives que sont l'echographie et le scanner. Parmi elles la spectroscopie est devenu la technique de référence. Sa complexité de mise en oeuvre lui fait cependant préférer l'IRM en situation clinique, qui permet de surcroît une approche morphologique et géographique. Nous avons montré que la spectroscopie et I'IRM etaient capables de quantifier précisément la graisse dans le foie. En utilisant des techniques de segmentation d'image (morphométrie) appliquées aux lames d'histologie permettant de s'affranchir de la variabilité d'interprétation visuelle nous avons montré une excellente correlation entre l'histologie et les méthodes de RM. Les travaux suivant qui forment le corps de cette thèse utilisent les methodes de quantification par RM pour explorer plusieurs questions cliniques. Nous avons d'abord montré qu'il est possible de dépister précocement l'apparition de la stéatose dans un modèle animal de rat rendu diabetique par une diète gluco-lipotoxique. Les methodes de quantification RM permettent de séparer les rats témoins des rats traités alors que l'histologie échoue à montrer ces differences subtiles. Le taux de graisse hépatique est correlé aux marqueurs biologiques d'insulinorésistance. Nous avons ensuite développé un algorithme de segmentation semi-automatique qui permet d'explorer sur le même examen le volume hépatique et le taux de graisse totale contenu dans le foie. Enfin nous avons montré que la présence d'une stéatose hépatique supérieure au seuil de 5 %, dépistée par les sequences d'IRM de routine, était associée à une augmentation significative des complications post¬opératoires et du temps d'hospitalisation après hépatectomie majeurs. En conclusion I'IRM permet de quantifier de manière fiable la stéatose hépatique et constitue à ce titre un outil majeur dans l'exploration des causes et des conséquences de la maladie graisseuse du foie. Il ouvre également la voie aux interventions thérapeutiques en permettant le dépistage et le suivi
Fatty liver affects nearly 20% of the population and its frequency is growing exponentially. This condition located at the crossroads of metabolic syndrome, cardiovascular risk and carcinogenesis has a major impact on public health. The need to develop methods for detecting and quantifying fatty liver is imperious. Liver biopsy is invasive and prone to sampling bias that compromises its clinical use. In this context, Inagnetic resonance (MR) methods are superior to other non- invasive methods such as ultrasonography and CT. MR spectroscopy has become the reference method for liver fat quantification. Because of MR spectroscopy complexity, MR imaging is the preferred method in the clinics and allows for a morphological and regional approach. In a preliminary study we have shown that liver fat can be detected precisely with spectroscopy and MR imaging. Using an image segmentation method (morphometry) at histology to overcome the variability of visual interpretation we have shown an excellent correlation between histology and MR methods in quantifying liver fat. The following studies that form the body of this thesis use the methods of MR quantification to address several clinical questions. First, we have shown that the early onset of steatosis in a glucolipotoxic rat model can be detected. The control rats can be differentiated from treated rats with MR quantification methods, while histology fails to show these subtle differences. The rate of liver fat is correlated with biomarkers of insulin resistance. At MR imaging, we have developed an algorithm for semi- automatic segmentation that allows analyzing during the same examination the hepatic volume and the total liver fat content. We show that while there is a macroscopic heterogeneity of fat distribution, it does not have a systematic segmentai distribution. Finally, we have shown that the presence of hepatic steatosis > 5% , detected by routine MR imaging , is associated with a significant increase in postoperative complications and time of hospitalization alter major hepatectomy. Ln conclusion, MRI imaging can reliably quantify hepatic steatosis and is thus a major tool for assessing the causes and consequences of fatty liver disease. It also paves the way for therapeutic interventions by permitting objective screening and monitoring

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Thiery, Gwendoline. "Imagerie par désorption laser/spectrométrie de masse de multiples marqueurs spécifiques : développement de la technique TAMSIM "Targeted Multiplex Mass Spectrometry Imaging"". Paris 6, 2008. http://www.theses.fr/2008PA066253.

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Abstract (sommario):

La protéomique est devenue un domaine de recherche essentiel en biologie et en médecine. Afin, de répondre aux enjeux de cette discipline, il est nécessaire de pouvoir caractériser et localiser les protéines exprimées au niveau cellulaire. De nombreuses techniques d’analyses in situ des ces protéines considérées comme étant des marqueurs spécifiques d’une pathologie existent et sont utilisées en routine, notamment pour le suivi des cancers, dans de nombreux laboratoires d’anatomo pathologie. La plus répandue est l’immunohistochimie (IHC). Cette technique consiste à révéler spécifiquement in situ un complexe immun (antigène-anticorps). Dans l’optique d’accroître la capacité de détection multiple (multiplexage) d’une immunoréaction, nous avons développé une nouvelle technique d’imagerie in situ de multiples marqueurs spécifiques. Des traceurs chimiques photoclivables (Tag) sont fixés spécifiquement sur des anticorps. Les anticorps marqués sont complexés in situ aux protéines cibles présentent sur le tissu. Les Tag sont ensuite clivés de leurs anticorps respectifs par désorption laser. Apres une irradiation de la coupe par le laser à 355 nm une image est générée à partir des différents spectres de masse enregistrés pour chaque Tag utilisés. Contrairement au mode MALDI, l’utilisation de la matrice n’est pas nécessaire pour favoriser l’ionisation de ces composés chimiques. Ce qui simplifie grandement l’analyse par spectrométrie de masse. Cette technique appelée TAMSIM pour TArgeted multiplex Mass Spectrometry IMaging a pu être validée pour l’analyse de différents marqueurs spécifiques localisés au sein des tissus pancréatiques et sur des sections tissulaires de foie humain.

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Carette, Michel. "Etude expérimentale d'une source ionique par capture d'électrons d'atomes excités dans des états de Rydberg : application à la spectrométrie de masse de polluants atmosphériques". Aix-Marseille 1, 1999. http://www.theses.fr/1999AIX11065.

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Abstract (sommario):

Dans ce memoire de these, nous presentons un protocole original de metrologie de polluants atmospheriques par spectrometrie de masse. D'une part, certains aspects de l'analyse en masse sont abordes par des etudes de simulation numerique et d'autre part, la creation des ions par capture d'electron de rydberg est etudiee experimentalement. Apres une revue des principales sources ioniques existantes, et plus particulierement des techniques d'ionisation de molecules complexes a faible taux de fragmentation, nous decrivons les deux instruments de spectrometrie de masse utilises dans ce travail : l'un integrant un piege de paul, l'autre un quadripole lineaire. Les etudes de simulation concernent l'extension du mode operatoire de spectrometrie de masse par transformee de fourier, decouvert au laboratoire et utilise avec le premier de ces instruments. Elles ont montre de nouvelles possibilites instrumentales liees a la detection des frequences seculaires radiales d'ions confines. La part la plus importante de ce travail a porte sur le couplage d'une source ionique par capture d'electron de rydberg avec un analyseur en masse. D'abord, nous donnons des resultats d'attachement obtenus avec le dispositif du laboratoire deja existant. Puis nous detaillons la realisation et la validation d'un tel couplage avec un analyseur quadripolaire commercial. Dans les deux cas, cette technique a montre la non-fragmentation des anions moleculaires crees. Et elle a ete testee avec succes sur diverses familles de polluants : pcb, pah, dioxines. Ce travail contribue a l'avancee de la realisation du spectrometre de masse developpe au laboratoire pour la mesure de polluants atmospheriques.

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Jardin-Mathé, Olivia. "Développement d'un logiciel universel d'imagerie par spectrométrie de masse et application au modèle sangsue et aux maladies neurodégénératives". Thesis, Lille 1, 2008. http://www.theses.fr/2008LIL10033/document.

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Abstract (sommario):

L'analyse directe de tissus par spectrométrie de masse MALDI est une approche en développement particulièrement importante pour l'analyse de biopsies. Elle offre l'intérêt de s'affranchir de l'extraction, de la purification et de la préparation des échantillons. De plus, elle permet d'obtenir la localisation de composés au sein du tissu puisque l'analyse est réalisée in situ par le balayage automatisé avec le faisceau laser conduisant à la création d'une matrice (intensité du signal vs coordonnées X/Y) qui pourra ensuite être visualisée sous forme d'image à l'aide d'un outil bioinformatique. Dans ce but, et en vue d'accéder aux données indépendamment du constructeur et de connaître les paramètres de calcul, le logiciel MITICS a été développé au cours de cette thèse. Pour illustrer son fonctionnement, nous avons comparé des études sur le protéome au niveau de l'embryon de sangsue médicinale et de l'adulte afin de rechercher des peptides présents chez l'embryon et se re-exprimant chez l'adulte lors de la régénération nerveuse. Ces travaux ont ensuite été confrontés aux études réalisées chez des animaux traités au 6-OHDA mimant la maladie de Parkinson. La recherche de biomarqueurs et la réalisation de carte moléculaire en liaison avec la pathologie devait également permettre la corrélation entre la présence de biomarqueurs issus de la réexpression d'éléments embryonnaires. Puis il fallait donner un nom aux peptides identifiés. Pour cela j'ai participé à l'annotation des EST du système nerveux de la sangsue médicinale grâce auxquels se fera à l'avenir la corrélation de l'image au nom de la biomolécule identifiée pour mieux appréhender sa fonction
Direct analysis of tissues by MALDI mass spectrometry is a growing approach, and very important especially conceming biopsy analysis. It offers the interest to avoid extraction, purification and preparation of the sample. Moreover it allows to get additional information by preserving composite localization in the tissue thanks to the analysis realized in situ by a laser beam scan. The automation ofthis scan enables creation ofa matrix (signal intensity versus X y coordinates); thus data conversion by bioinformatics' software is the keystone of this technology. Access to direct data, independently from the manufacturer, accessibility to computing parameters allowing the creation of the picture and transparency have been our priorities during the creation of our new imaging software: MITrCS. ln order to illustrate the efficiency of this pro gram, the survey of the medicinal leech embryos proteome versus medicinal leech adult proteome was undertaken in order to search peptides presents in the embryo that are re-expressed in the adult during nervous regeneration. This work on this invertebrate has next been compared to studies realized on 6hydroxydopamin-treated animaIs in order to simulate Parkinson disease. Research of biomarkers and achievement of a molecular map linked with the Parkinson pathology should allow a correlation between biomarkers from nervous regeneration. But identified peptides still needs to be named, so 1 participated to the annotation of medicinal leech nervous system EST. Thanks to these EST, it williater be possible with MITrCS to correlate the picture to the name of the identified biomolecule in order to better apprehend its function

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Cazier, Hélène. "Développement d’une nouvelle approche combinant la radioimagerie et l’imagerie par spectrométrie de masse pour l’analyse de nanoparticules". Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLS399.

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Abstract (sommario):

La vectorisation de médicaments, qui permet de les acheminer sur les tissus cibles pour accroitre leur activité pharmacologique tout en limitant leur toxicité et effets indésirables, est un axe de recherche en forte expansion dans lequel les nanotechnologies sont un des facteurs clés. L’un des enjeux dans cette thèse a donc été de développer une méthode d’imagerie combinée entre la MSI et l’imagerie β pour l’étude de la biodistribution de nanoparticules de type graphène. Malgré l’étude de nanoparticules hétérogènes, les analyses ont permis de déterminer une signature carbonée répétable de l’oxyde de graphène en analyse LDI - MS et ainsi que des analyses reproductibles de MSI avec de CV inférieur à 30 %. De plus, la combinaison des deux techniques a permis d’obtenir la quantification absolue du GO en radioimagerie après exposition de souris à trois doses d’injection ainsi que la biodistribution à 25 µm de résolution spatiale de ces nanoparticules au sein des tissus grâce à l’apport de la MSI. Lors d’un second projet concernant l’étude de vecteurs micellaires polymériques encapsulant un médicament, une méthode MALDI - TOF a également été développée afin de détecter ces deux molécules simultanément. Cependant, les expérimentations réalisées ont montré le besoin de développer des protocoles de traitements tissulaire compatibles avec la MSI et permettant d’améliorer le seuil de sensibilité de cette technique analytique
The vectorization of drugs, which allows them to be transported to target tissues to increase their pharmacological activity while limiting their toxicity and adverse effects, is a rapidly expanding research area in which nanotechnologies are one of the key factors. One of the challenges in this thesis was therefore to develop a combined imaging method between MSI and imaging β for the study of the biodistribution of graphene-type nanoparticles. Despite the study of heterogeneous nanoparticles, the analyses determined a repeatable carbon signature of graphene oxide in LDI - MS analysis and reproducible MSI analyses with CVs below 30%. In addition, the combination of the two techniques made it possible to obtain the absolute quantification of GO in radioimaging after exposure of mice to three injection doses as well as the biodistribution at 25 µm of spatial resolution of these nanoparticles within tissues thanks to the contribution of MSI. In a second project to study polymeric micellar vectors encapsulating a drug, a MALDI - TOF method was also developed to detect these two molecules simultaneously. However, the experiments carried out have shown the need to develop tissue treatment protocols compatible with MSI and making it possible to improve the sensitivity threshold of this analytical technique

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Sévelin-Radiguet, Nicolas. "Dispersions temporelles et énergétiques en émission ionique : application à la Sonde Atomique Tomographique assistée par laser". Rouen, 2014. http://www.theses.fr/2014ROUES064.

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Abstract (sommario):

La sonde atomique tomographique est une technique de nano-analyse chimique capable de dresser une cartographie tridimensionnelle des éléments chimiques dans les volumes analysés avec une résolution atomique. Les atomes de surface de l’échantillon sont évaporés par effet de champ. L’identité élémentaire des ions ainsi émis est déterminée par spectrométrie de masse à temps de vol. L’utilisation d’impulsions laser ultra-brèves pour déclencher l’évaporation permet l’analyse de nombreux types de matériaux (métaux, semi-conducteurs et isolants). Cette thèse se penche sur deux aspects de l’emploi d’impulsions laser en sonde atomique tomographique. Le premier volet est une étude expérimentale et théorique des mécanismes d’évaporation par effet de champ assisté par laser du silicium. Sous éclairement laser et soumis à un champ électrique intense, nous mettons en évidence le confinement de porteurs de charge à la surface de l’échantillon semi-conducteur. Les propriétés optiques de surface en sont modifiées et ainsi apparaissent quasi-métalliques. Le deuxième volet traite des dispersions énergétiques en sonde atomique assistée par laser. Auparavant masquées par différentes limitations technologiques, les récents progrès en instrumentation ont permis de montrer une dispersion énergétique des ions évaporés. À travers l’utilisation d’une lentille électrostatique, nous mesurons la largeur de la distribution énergétique pour différentes espèces chimiques et tentons d’en comprendre les origines. La sonde atomique tomographique passe ainsi d’une technique d’analyse de matériaux à un instrument de spectroscopie d’énergie des ions
Atom Probe Tomography is a nano-analysis technique able to map chemical species with atomic resolution in 3D within the sampled volumes. Surface atoms are field-evaporated from the specimen surface. Time-of-flight mass spectrometry assigns their chemical nature. Ultra-short laser pulses used to trigger the evaporation process allow analysing a broad range of materials (from metals to insulators). This thesis deals with two aspects of the use of ultra-short laser pulses in atom probe. The first part is an experimental and theoretical work about laser-assisted field evaporation mechanisms of silicon. Laser illumination and intense electric field confine carriers near the semi-conductor surface. Optical properties change and appear quasi-metallic. The second part of this thesis focuses on the energy spreads of the emitted ions. Various technological limitations previously hid this dispersion of energy. A new electrostatic lens allows us to measure such quantities. We show results on various materials (metals, semi-conductors and oxides) and suggest some possible explanations. Atom probe is not only a powerful analytical microscope but becomes an energy spectroscope as well

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Oladipo, Adewale. "Désorption stimulée induite par des agrégats d'hydrogène (E ≤ 120 keV-u) et des ions lourds (E ≤ 400 keV-u) : applications analytiques". Lyon 1, 1988. http://www.theses.fr/1988LYO10032.

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Poncelet, Lauranne. "Utilisation de l'imagerie par spectrométrie de masse et son optimisation au cours du processus de développement de médicaments". Thesis, Lille, 2020. http://www.theses.fr/2020LILUS032.

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Abstract (sommario):

La recherche et développement (R&D) au sein de l’industrie pharmaceutique est une étape cruciale pour la découverte de nouveaux médicaments ou biomarqueurs. Le développement de nouveaux traitements innovants est un moteur essentiel du progrès dans la prise en charge de nombreuses maladies, comme la parodontite, ou encore en immuno-oncologie. Ce travail de thèse s’intéresse dans un premier temps à la place de l’imagerie par spectrométrie de masse utilisant une source désorption laser assistée par matrice (MALDI-MSI) lors du développement de nouveaux médicaments, suivie de ses évolutions passées en revue (matrices, instruments et logiciels), avant d’illustrer plusieurs développements réalisés avec cette technologie pour améliorer la sensibilité de détection de composés d’intérêt (médicaments/biomarqueurs), mais aussi la qualité des résultats (qualité des échantillons ou qualité de l’analyse) en vue d’une standardisation. Nos résultats montrent que la mise en place d’une stratégie de dérivation (pour une drogue ou des biomarqueurs), ainsi que l’optimisation des étapes de préparation des échantillons (stabilisation des métabolites, optimisation du dépôt automatisé de matrice) permettent d’améliorer la sensibilité de détection au sein des échantillons. Aussi, la mise en place de contrôles qualité et la validation de méthode de quantification permet d’améliorer la qualité des résultats. Ces développements permettent alors d’aider les industries pharmaceutiques dans les étapes de R&D, en leur permettant de combiner cette technologie à leur arsenal, dans le but de gagner du temps et de l’argent lors des étapes de développement de nouveaux candidats médicaments
Research and development (R&D) in the pharmaceutical industry is a crucial step for the discovery of new drugs or biomarkers. The development of new innovative treatments is a key driver of progress in the management of many diseases, such as periodontitis or immuno-oncology. This thesis work is initially interested in the place of mass spectrometry imaging using a matrix-assisted laser desorption ionization source (MALDI-MSI) during the development of new drugs, followed by its evolution reviewed (matrices, instruments and software) before illustrating several developments made with this technology to improve the detection of the compounds of interest (drugs / biomarkers), but also the quality of the results (quality of the samples or the quality of the analyze) with a view to standardization. Also, the implementation of quality controls and the validation of the quantification method improves the quality of the results. These developments then help pharmaceutical industries in the R&D stages, allowing them to combine this technology with their arsenal, in order to save time and money during the development stages of new drug candidates

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Raujol, Julie. "Complémentarité du TOF-SIMS et du MALDI-TOF pour l'étude de l'hypoxie dans un modèle in vitro et in vivo". Thesis, Aix-Marseille, 2016. http://www.theses.fr/2016AIXM5506.

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Abstract (sommario):

L’oxygénation d’un tissu ou d’une cellule résulte d’un équilibre entre la disponibilité en oxygène et sa consommation. Un arrêt de la circulation ou des variations de la pression partielle en oxygène sont responsables d’une réduction de l’apport en oxygène induisant une réponse adaptative.L’objectif de ce travail a été de caractériser l’hypoxie de l’échelle cellulaire à tissulaire par la complémentarité de deux techniques d’imagerie par spectrométrie de masse (ISM) : La spectrométrie de masse à ionisation secondaire (SIMS) et l’ionisation/désorption par laser assistée par matrice (MALDI). L’ISM fournit la détection, l’identification et la distribution d’une variété d’espèces moléculaires endogènes et exogènes directement sur tissu sans marquage. Afin de caractériser l’hypoxie, un modèle in vitro de culture cellulaire en trois dimensions (sphéroïde) et un modèle in vivo d’accident vasculaire cérébral ont été utilisés.L’imagerie TOF-SIMS nous a permis de voir que la disponibilité réduite de l’oxygène au centre des sphéroides induit de profonds changements métaboliques. L’imagerie MALDI-TOF, quant à elle, a permis de visualiser la pharmacocinétique de différents traitements dans des sphéroides traités.Concernant l’étude sur l’accident vasculaire cérébral, l’imagerie SIMS et MALDI nous ont fourni une signature moléculaire de l’hypoxie tissulaire, apportant de nouvelles connaissances sur les changements physiopathologiques induits par la lésion tissulaire.La complémentarité de ces deux techniques d’imagerie permet donc une réelle synergie pour l’étude de l’hypoxie dans différents modèles
Tissue or cells oxygenation results from a balance between oxygen availability and consumption. This availability is determined by the amount of oxygen carried by the blood irrigating the tissue and its diffusion capacity through the cell membranes. The interruption of blood flow or variations in the oxygen partial pressure are responsible for a reduction of oxygen intake that induces an adaptive response.The aim of my work is to characterize the hypoxia from cellular to tissue-level via the complementarity of two mass spectrometry imaging (MSI) methods: the Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS) and Matrix-Assisted Laser Desorption and Ionization (MALDI). MSI has the potential to provide detection, identification and distribution of a variety of different endogenous and exogenous molecular species directly from the tissue without labelling. Here we combine them to characterize hypoxia in vitro on a 3D cell culture system (spheroid) and in vivo using ischemic rat model.We have shown via TOF-SIMS imaging that reduced availability of oxygen to the center of spheroids induces profound metabolic changes. MALDI-TOF imaging helped to visualize the pharmacokinetics of different treatments in treated spheroids.Concerning the ischemic stroke, MSI provides a molecular signature of hypoxia in tissue, which could bring new insights into the pathological changes induced by the tissue injury.The complementarity of these two imaging techniques allows real synergy for the study of hypoxia in different models

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Allali, Hakim. "Aspects de l'émission ionique secondaire induite dans des couches isolantes inorganiques par des ions d'Argon d'une dizaine de MeV". Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 1993. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00746656.

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Fu, Tingting. "3D and High Sensitivity Micrometric Mass Spectrometry Imaging". Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS218/document.

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Abstract (sommario):

L'imagerie par spectrométrie de masse est d’un grand intérêt pour aborder les questions biologiques en fournissant simultanément des informations chimiques et spatiales. En particulier, la spectrométrie de masse baptisée TOF-SIMS est bien reconnue par sa haute résolution spatiale (< 1 μm), qui est essentielle pour révéler l'information chimique dans une zone submicronique. L'emploi croissant de cette technique dans la caractérisation des échantillons biologiques a bénéficié du développement de nouvelles sources d'ions d’agrégats. Cependant, les processus d'ionisation/désorption des analytes sous les impacts d’agrégats lourds sont encore mal compris. D'un autre côté, techniquement, les instruments TOF-SIMS commerciaux actuels ne peuvent pas fournir une résolution en masse suffisante ni une précision sur la détermination de la masse pour l'identification moléculaire, ce qui rend les analyses de systèmes biologiques complexes très difficiles, et nécessite le recours à la fragmentation MS/MS. Cette thèse vise à mieux comprendre la production d'ions sous l’impact d’agrégats lourds et à explorer la capacité MS/MS du spectromètre de masse par temps de vol combiné à l’imagerie ionique en utilisant le spectromètre de masse PHI nanoTOF II. Ce dernier point a été réalisé en cartographiant en haute résolution spatiale des métabolites importants de bois. Pour comprendre la production d'ions sous les impacts d’agrégats d'argon massifs, l'énergie interne des ions secondaires a été mesurée en utilisant la mesure du taux de survie d'une série d'ions benzylpyridinium. L'étude de diverses conditions d'impact (énergie, vitesse, taille des agrégats) a montré que la vitesse joue le rôle majeur dans la distribution d'énergie interne et la fragmentation moléculaire dans le régime à faible énergie par atome (E/n < 10 eV).Les capacités de la fragmentation MS/MS et d'imagerie en parallèle du spectromètre PHI nanoTOF II nouvellement conçu ont été évalués par cartographie MS/MS in situ des métabolites bioactifs rubrynolide et rubrenolide dans les espèces amazoniennes de bois Sextonia rubra, ainsi qu’une identification in situ des métabolites précurseurs. L'imagerie TOF-SIMS 2D et 3D a permis de localiser les cellules où cette biosynthèse s’effectue. Les résultats ont conduit à la proposition d'une voie possible de biosynthèse des deux métabolites. Pour étendre l'application de l'imagerie TOF-SIMS dans l'analyse chimique du bois, la distribution radiale des extraits de bois dans le duramen du bois du mélèze européen a également été étudiée
Mass spectrometry imaging has been shown of great interest in addressing biological questions by providing simultaneously chemical and spatial information. Particularly, TOF-SIMS is well recognized for its high spatial resolution (< 1 µm) which is essential in disclosing chemical information within a submicron area. The increasing use of TOF-SIMS in characterizing biological samples has greatly benefited from the introduction of new cluster ion sources. However, the ionization/desorption of the analytes under impacts of large clusters is still poorly understood. On the other hand, technically, current commercial TOF-SIMS instruments generally cannot provide sufficient mass resolution or mass accuracy for molecular identification, making analyses of complex biological systems especially challenging when no MS/MS fragmentation is available. Thus this thesis is aimed to get a better understanding of ion production under cluster impacts, to explore the MS/MS capability of the parallel imaging MS/MS Spectrometer (PHI nanoTOF II), as well as to apply TOF-SIMS to map important wood metabolites with high spatial resolution.In order to understand ion production under impacts of massive argon clusters, internal energy distributions of secondary ions were measured using survival yield method which involves the analyses of a series of benzylpyridinium ions. Investigation of various impacting conditions (energy, velocity, cluster size) suggested that velocity of the clusters play a major role in internal energy distribution and molecular fragmentation in the low energy per atom regime (E/n < 10 eV). The MS/MS fragmentation and parallel imaging capabilities of the newly designed PHI nanoTOF II spectrometer were evaluated by in situ MS/MS mapping of bioactive metabolites rubrynolide and rubrenolide in Amazonia wood species Sextonia rubra. Then this parallel imaging MS/MS technique was applied to perform in situ identification of related precursor metabolites in the same tree species. 2D and 3D TOF-SIMS imaging were carried out to target the plant cells that biosynthesize rubrynolide and rubrenolide. The results led to the proposal of a possible biosynthesis pathway of these two metabolites. In addition, to expand the application of TOF-SIMS imaging in wood chemistry analysis, radial distribution of wood extractives in the heartwood of European larch was also investigated

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Le, Maître Johann. "Développement de la spectrométrie de masse à ultra- haute résolution associée à la spectrométrie de mobilité ionique pour la caractérisation de coupes pétrolières lourdes. structural analysis of heavy oil fractions afterr hydrodenitrogenation by high-resolution tandem mass spectrometry and ion mobility spectrometry Structural analysis of neutral nitrogen compounds refractory to the hydrodenitrogenation process of heavy oil fractions by high-resolution tandem mass spectrometry and ion mobility-mass spectrometry Chemical characterization of 15 biocrudes obtained from hydrothermal liquefaction of industrially cultivated wild micro algae Chemical characterization with different analytical techniques, a way to understand the process: Case of the paraffinic base oil production line Exploring complex mixtures by cyclic ion mobility high-resolution mass spectrometry – Application towards Petroleum. Simulation and modeling of Collision Cross Section for structural elucidation of heavy oil fraction by ion mobility-mass spectrometry: Using polyaromatic hydrocarbons compounds mixture as calibration standard Characterization of sulfoxides compounds in dimeric distribution of heavy oil fractions by positive-ion electrospray ionization FTICR mass spectrometry Structural analysis of Petroporphyrins from asphaltene by trapped ion mobility coupled with a Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometer. Cyclic ion mobility spectrometry coupled to high-resolution time-of-flight mass spectrometry equipped with atmospheric solid analysis probe for the molecular characterization of combustion particulate matter. Structural study of analogues of Titan’s haze by trapped ion mobility coupled with a Fourier transform ion cyclotron mass spectrometer". Thesis, Normandie, 2020. http://www.theses.fr/2020NORMR051.

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Abstract (sommario):

L'évolution des réserves de pétrole implique l'utilisation en raffinerie de pétroles bruts non conventionnels, bien souvent plus lourds et donc difficiles à caractériser. Les produits pétroliers sont en effet des mélanges chimiques extrêmement complexes. La partie légère et volatile peut être analysée par chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC/MS), permettant l'identification des composés par l'utilisation de mesures de masses précises et de modèles de fragmentation. Cependant ces techniques sont inadaptées à l'analyse des fractions lourdes. Dans la pratique, la caractérisation des mélanges les plus complexes implique l'utilisation de spectromètres de masse à ultra-haute résolution généralement par analyse directe sans séparation chromatographique. La technique de référence est aujourd’hui la spectrométrie de masse à transformée de Fourier par résonance cyclotronique des ions (FTICR). Grâce à une résolution supérieure à 106 et à une précision de mesure de masse inférieure à 0,1 ppm, cet instrument permet de séparer toutes les espèces présentes dans un produit pétrolier et d'attribuer à chaque valeur de m/z une composition élémentaire unique. Ceci permet d'obtenir très facilement des cartes moléculaires qui peuvent être présentées graphiquement en utilisant le diagramme de Kendrick, le diagramme de van Krevelen ou le nombre d'insaturations (DBE) en fonction du nombre de carbones. Ce travail de thèse a permis grâce à la caractérisation moléculaire de produits pétroliers (Vacuum Gas Oil, Pétroles Bruts, Matériel Interfacial, Asphaltènes et Bio-Oil…) d'aborder la complexité de leur traitement dans l’outil de raffinage. Des protocoles d'analyses des échantillons ont été développés, à l'aide de différentes sources d'ionisation à pression atmosphérique (ESI, APCI et APPI) ainsi que par désorption/ionisation laser (LDI) sur le spectromètre de masse FTICR 12T. Les informations sur le contenu isomérique des produits pétroliers ont ensuite été déterminées grâce à l'apport de la spectrométrie de mobilité ionique (IMS)
The evolution of oil reserves requires the use in refineries of unconventional crude oils, which are often heavier and therefore difficult to characterize. Petroleum products are in fact extremely complex chemical mixtures. The light and volatile part can be analysed by gas chromatography coupled with mass spectrometry (GC/MS), allowing the identification of compounds by using precise mass measurements and fragmentation models. However, these techniques are inappropriate for the analysis of heavy fractions. In practice, the characterization of the most complex mixtures involves the use of ultra-high-resolution mass spectrometers generally by direct analysis without chromatographic separation. The reference technique today is Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance Mass Spectrometry (FTICR). With a resolution of more than 106 and a mass measurement accuracy of less than 0.1 ppm, this instrument can separate all the species present in a petroleum product and assign a unique elemental composition to each m/z value. This makes it very easy to obtain molecular maps that can be presented graphically using the Kendrick diagram, the van Krevelen diagram or the number of unsaturations (DBE) as a function of the number of carbons. This thesis work has allowed thanks to the molecular characterization of petroleum products (Vacuum Gas Oil, Crude Oil, Interfacial Material, Asphaltenes and Bio-Oil...) addressing the complexity of their treatment in the refining tool. Protocols for sample analysis have been developed, using different sources of ionization at atmospheric pressure (ESI, APCI and APPI) as well as laser desorption/ionization (LDI) on the FTICR 12T mass spectrometer. Information on the isomeric content of petroleum products was then determined using ion mobility spectrometry (IMS)

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Lefévre, Soizic. "Caractérisation de la qualité des raisins par imagerie". Electronic Thesis or Diss., Reims, 2023. http://www.theses.fr/2023REIMS017.

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Abstract (sommario):

L’identification des états sanitaires du raisin au moment de la vendange est un enjeu majeur afin de produire des vins de qualité. Pour répondre à cet enjeu, des données sont acquises par spectrométrie, imagerie hyperspectrale et imagerie RGB sur des échantillons de raisin au cours des vendanges.Plusieurs prétraitements adaptés à chaque type de données sont appliqués tels que la normalisation, la réduction, l’extraction de vecteurs de caractéristiques et la segmentation de zones utiles. D’un point de vue imagerie, la reconstitution en fausses couleurs des images hyperspectrales, éloignée de la réalité, ne permet pas d’étiqueter toute la diversité intra-classe. En revanche, la qualité visuelle de l’imagerie RGB favorise l’étiquetage des classes avec précision. A partir de cet étiquetage, des classifieurs tels que les machines à vecteurs de support, les forêts aléatoires, l’estimation du maximum de vraisemblance, la mise en correspondance spectrale, les k-moyennes sont testés et entrainés sur les bases étiquetées. En fonction de la nature des données, le plus performant est appliqué sur les images entières de grappes ou caisses de raisins de plusieurs cépages provenant de différentes parcelles.Les indices de qualité obtenus à partir du traitement des images RGB sont très proches des estimations effectuées par les experts du domaine
Identifying the health conditions of the grapes at harvest time is a major issue in order to produce quality wines. To meet this issue, data are acquired by spectrometry, hyperspectral imaging and RGB imaging on grape samples during harvest.Several pre-treatments adapted to each type of data are applied such as normalization, reduction, extraction of characteristic vectors, and segmentation of useful areas. From an imaging point of view, the reconstruction in false colors of hyperspectral images, far from reality, doesn’t allow to label all the intra-class diversity. On the other hand, the visual quality of RGB imaging enables accurate class labelling. From this labelling, classifiers such as support vector machines, random forests, maximum likelihood estimation, spectral mapping, k-means are tested and trained on labelled bases. Depending on the nature of the data, the most effective is applied to whole images of grape clusters or crates of grapes of several grape varieties from different parcels.The quality indices obtained from RGB image processing are very close to the estimates made by experts in the field

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Santos, Tiago. "Role of proteome in biofilm development and adaptation of Listeria monocytogenes to controlled environments". Thesis, Université Clermont Auvergne‎ (2017-2020), 2019. http://www.theses.fr/2019CLFAC027/document.

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Abstract (sommario):

Listeria monocytogenes est une bactérie à Gram positif impliquée dans des infections graves d’origine alimentaire. La plupart des cas de listériose humaine sont causés par la consommation d'aliments réfrigérés prêts à consommer. La capacité de ces bactéries à survivre et à se multiplier dans une large gamme de conditions difficiles fait de ce pathogène une des préoccupations majeures dans les industries agro-alimentaires. Ces propriétés de L. monocytogenes sont renforcées par son aptitude à former des biofilms. Le but de ce projet était d'explorer l'adaptation de ce pathogène à la déshumidification et aux basses températures par deux approches de protéomique. La première approche, basée sur la technique d’imagerie par spectrométrie de masse (IMS) MALDI-TOF, permet de réaliser la cartographie de molécules à partir d'échantillons biologiques. Ce travail a consisté à développer cette approche, en considérant un biofilm bactérien comme un tissu, afin d’accéder à des informations sur la distribution de protéines dans des biofilms de L. monocytogenes soumis à un stress de déshumidification. En outre, une approche LC-MS/MS a été utilisée pour relier les données spectrales d’intérêt obtenues par l'IMS et l'identification des protéines. L’IMS a permis d'examiner la distribution de 47 protéines de bas poids moléculaire dans les biofilms. Cinq protéines ont été identifiées par LC-MS/MS grâce aux données m/z de l’IMS, y compris deux protéines de choc thermique. Les résultats démontrent que l'IMS peut être utilisée pour disséquer le protéome spatial d'un biofilm bactérien. La deuxième approche protéomique a consisté en une comparaison semi-quantitative relative et sans marquage (shotgun proteomic) des protéines exprimées dans différentes conditions de culture. Par cette méthode, nous avons exploré l’expression protéique en fonction du mode de croissance (biofilm vs planctonique) et de la température (10°C, 25°C et 37°C). Parmi les 920 et 931 protéines uniques identifiées, provenant respectivement de cellules sessiles et planctoniques, beaucoup sont liées à des fonctions cellulaires de base, mais certaines sont liées à la thermorégulation. Des changements ont été observés dans le protéome de L. monocytogenes en biofilm par rapport aux cellules planctoniques, ce qui indique des modes de régulation différents selon le mode de croissance. Ces comparaisons de l'expression des protéines dans plusieurs conditions (modes de croissance, températures) enrichiront les bases de données et aideront à modéliser les circuits de régulation qui conduisent à l'adaptation de L. monocytogenes aux environnements
Listeria monocytogenes is a Gram-positive bacterium implicated in serious food-borne infections. Most cases of human listeriosis are caused by the consumption of refrigerated ready-to-eat foods. The ability of these bacteria to survive and multiply in a wide range of harsh conditions make this pathogen a major concern in agro-food industries. These properties of L. monocytogenes are enhanced by its ability to form biofilms. The aim of this project was to explore the adaptation of this pathogen to dehumidification and low temperatures by two proteomic approaches. The first approach, based on the MALDI-TOF mass spectrometry imaging (IMS), allows the mapping of molecules from biological samples. This work aimed to develop this approach, considering a bacterial biofilm as a tissue, in order to access information on the distribution of proteins in L. monocytogenes biofilms subjected to a dehumidification stress. In addition, an LC-MS/MS approach was used to link spectral data of interest obtained by IMS and protein identification. The IMS allowed to examine the distribution of 47 low molecular weight proteins within the biofilms. Five identified proteins were assigned by LC-MS/MS using IMS m/z data, including two cold-shock proteins. The results demonstrate that imaging can be used to dissect the spatial proteome of a bacterial biofilm. The second proteomic approach consisted on a relative semi-quantitative label-free (shotgun proteomic) comparison of proteins expressed under different culture conditions. With the method, we explored protein expression according to the mode of growth (biofilm vs planktonic) and temperature (10°C, 25°C and 37°C). Throughout the 920 and 931 unique proteins identified, from sessile and planktonic cells, respectively, many are connected to basic cell functions, but some are linked with thermoregulation. A shift was observed in the proteome of L. monocytogenes biofilms compared to planktonic cells indicating different patterns of regulation according to the mode of growth. These comparisons of protein expression throughout several conditions (mode of growth and temperatures) will enrich databases and help to model regulatory circuitry that drives adaptation of L. monocytogenes to environments

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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.

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Abstract (sommario):

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 microscope
Although 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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Pillatsch, Lex. "Bombardement ionique O‾, F‾, Br‾ et l‾ en SIMS : génération par duoplasmatron et étude du potentiel analytique". Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2010. http://www.theses.fr/2010INPL052N/document.

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Abstract (sommario):

SIMS est une technique d'analyse sensible de la surface. La probabilité d'ionisation dépend de l'état chimique de la surface. La génération des ions positifs est améliorée par le bombardement de la surface avec des éléments électronégatifs.Sur le NanoSIMS 50 de CAMECA, dont la configuration optique nécessite une polarité opposée entre ions primaires et secondaires, l'analyse des ions positifs se fait sous bombardement d'ions O-, générés dans un duoplasmatron. La faible brillance de la source en mode O- a comme conséquence une faible résolution latérale des analyses. Pour y remédier, nous avons étudié la possibilité de générer d’autres faisceaux d’ions primaires négatifs. Dans cet objectif, nous avons étudié la génération par duoplasmatron d'ions F-, Cl-, Br- et I- en fonction du champ magnétique, du courant d'arc et de la pression totale des gaz. Le courant d'ions et le diamètre du faisceau ont été mesurés afin de déterminer la brillance de la source en mode F-, Cl-, Br- et I-. Une brillance 5 fois plus élevée en mode F- qu'en mode O- a été déterminée.En utilisant les faisceaux F-, Cl-, Br- et I-, le rendement de pulvérisation, la concentration d'ions primaires implantés et le rendement utile ont été mesurés pour des semi-conducteurs et des métaux. Suite à une faible concentration en halogène à la surface des semi-conducteurs, résultant des processus de décapage, le rendement utile sous bombardement halogène était plus faible que sous bombardement O-. Pour les métaux (p.ex. Ni, Cu et Ag) par contre, une amélioration du rendement utile sous bombardement halogène jusqu'à deux ordres de grandeurs, comparé au bombardement O-, a été mesurée
Secondary Ion Mass spectrometry (SIMS) is a powerful surface analysis technique. The ionisation probability strongly depends on the chemical surface state. The generation of positive secondary ions can be enhanced by surface bombardment with electronegative elements.Due to the optical configuration of the CAMECA NanoSIMS 50, that necessitates an opposite polarity of incoming and ejected ions, analyses of positive ions are realized with primary O- ions, generated in a duoplasmatron ion source. As a consequence of the low O- brightness of the duoplasmatron source, the lateral resolution of the analyses on the NanoSIMS 50 is not satisfactory in the positive secondary mode. In this work, we studied the feasibility of different alternative negative primary ion beams. We investigated the possibility of F-, Cl-, Br- and I- ion generation with a duoplasmatron as a function of the source parameters, notably the magnetic field strength, the arc current and the total gas pressure. The ion current and the beam diameter were measured in order to determine the F-, Cl-, Br- and I- brightness of the source. A comparative study with the O- brightness demonstrates an increase of the F- brightness by a factor of 5.By using the F-, Cl-, Br- and I- bombardment, the sputtering yield, the concentration of implanted primary ions and the useful yield of different semi-conductor and metal samples were analysed. As a consequence of a low halogen concentration, related to etching effects, no enhancement of the useful yield could be noticed for the semi-conductors. For metals however (e.g. Ni, Cu and Ag), useful yield enhancements by up to a factor of 100 compared to the O- bombardment could be demonstrated

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Bouslimani, Amina. "Etude de la pénétration et du métabolisme intra-tumoral de l'oxaliplatine : proposition d'un nouveau mécanisme d'action". Thesis, Montpellier 1, 2012. http://www.theses.fr/2012MON13506.

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Abstract (sommario):

L'oxaliplatine est un médicament anticancéreux utilisé dans la chimiohyperthermie intrapéritonéale (CHIP), pour le traitement des carcinoses péritonéales (CP). En dépit de l'efficacité de la CHIP, l'infiltration de l'oxaliplatine dans les tumeurs traitées est très peu connue. L'étude de la pénétration du médicament dans des tumeurs prélevées à partir de patients atteints de CP et traités CHIP, a fait l'objet de la première partie du projet de recherche. Par ailleurs, les mécanismes de transport du médicament jusqu'à l'ADN cellulaire n'ont pas été bien déterminés. Néanmoins, des hypothèses suggèrent que certains métabolites soufrés de l'oxaliplatine pourraient constituer des "formes réservoirs", capables de transporter le médicament jusqu'à l'ADN. La deuxième partie du projet a consisté à étudier de manière plus approfondie la réactivité d'un des métabolites soufrés de l'oxaliplatine. Nous avons développé une méthode d'imagerie par spectrométrie de masse MALDI/TOF, qui permet de déterminer la distribution de l'oxaliplatine et ses métabolites, dans les tumeurs humaines traitées CHIP. Nos résultats révèlent une pénétration du médicament limitée à quelques millimètres et une détection exclusive du métabolite oxaliplatine-méthionine (Ox-M) : un métabolite considéré « inactif », puisqu'il serait stable et incapable d'interagir avec l'ADN. Afin de démontrer la réactivité de ce métabolite, nous avons tout d'abord étudié son interaction avec les cibles de l'oxaliplatine, à savoir la guanine et l'ADN. Nos résultats démontrent la capacité de Ox-M à libérer la partie réactive de la molécule pour interagir avec la guanine, et former des adduits sur des duplexes d'oligonucléotides qui miment la structure de l'ADN. De plus, les adduits formés par Ox-M induisent un arrêt de l'élongation de l'ADN. Ces résultats démontrent la réactivité du métabolite Ox-M de l'oxaliplatine, et suggèrent son implication dans une nouvelle voie active du médicament
Oxaliplatin is an anticancer drug used in Heated Intraoperative Chemotherapy (HIPEC) to treat peritoneal carcinomatosis. In spite of HIPEC efficiency, oxaliplatin penetration in treated tumors is not very well known. Study of oxaliplatin penetration in tumors of patients suffering from CP and treated with HIPEC, was the first part of the research project. Furthermore, transport mechanisms of the drug to cell DNA are not well established. Nevertheless, hypotheses suggest that some sulfur metabolites of oxaliplatin, could constitute "tanks" which are able to transport drug until DNA. The second part of this project aimed to study more deeply the reactivity of oxaliplatin sulfur metabolites. We have developed a MALDI imaging mass spectrometry method, which allows studying the distribution of oxaliplatin and its metabolites in human tumors. Our results reveal a drug penetration limited to few millimeters and an exclusive detection of the oxaliplatin- methionine metabolite (Ox-M): a supposed "Inactive" metabolite, because of its stability that prevents its interaction with DNA. To provide evidence of Ox-M reactivity, we studied its interaction with oxaliplatin targets: guanine and DNA. Our results showed that Ox-M is able to release the active part of the molecule to interact with guanine, and to form adducts on oligonucleotides duplexes that mimic DNA structure. Moreover, Ox-M adducts induce an arrest of DNA elongation. These results suggest the implication of Ox-M in a new active pathway of oxaliplatin cytotoxicity

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