963 resultados para ELECTROSPRAY IONIZATION TANDEM MASS SPECTROMETRY (ESI-MSn)
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Part I: Ultra-trace determination of vanadium in lake sediments: a performance comparison using O2, N20, and NH3 as reaction gases in ICP-DRC-MS Thermal ion-molecule reactions, targeting removal of specific spectroscopic interference problems, have become a powerful tool for method development in quadrupole based inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) applications. A study was conducted to develop an accurate method for the determination of vanadium in lake sediment samples by ICP-MS, coupled with a dynamic reaction cell (DRC), using two differenvchemical resolution strategies: a) direct removal of interfering C10+ and b) vanadium oxidation to VO+. The performance of three reaction gases that are suitable for handling vanadium interference in the dynamic reaction cell was systematically studied and evaluated: ammonia for C10+ removal and oxygen and nitrous oxide for oxidation. Although it was able to produce comparable results for vanadium to those using oxygen and nitrous oxide, NH3 did not completely eliminate a matrix effect, caused by the presence of chloride, and required large scale dilutions (and a concomitant increase in variance) when the sample and/or the digestion medium contained large amounts of chloride. Among the three candidate reaction gases at their optimized Eonditions, creation of VO+ with oxygen gas delivered the best analyte sensitivity and the lowest detection limit (2.7 ng L-1). Vanadium results obtained from fourteen lake sediment samples and a certified reference material (CRM031-040-1), using two different analytelinterference separation strategies, suggested that the vanadium mono-oxidation offers advantageous performance over the conventional method using NH3 for ultra-trace vanadium determination by ICP-DRC-MS and can be readily employed in relevant environmental chemistry applications that deal with ultra-trace contaminants.Part II: Validation of a modified oxidation approach for the quantification of total arsenic and selenium in complex environmental matrices Spectroscopic interference problems of arsenic and selenium in ICP-MS practices were investigated in detail. Preliminary literature review suggested that oxygen could serve as an effective candidate reaction gas for analysis of the two elements in dynamic reaction cell coupled ICP-MS. An accurate method was developed for the determination of As and Se in complex environmental samples, based on a series of modifications on an oxidation approach for As and Se previously reported. Rhodium was used as internal standard in this study to help minimize non-spectral interferences such as instrumental drift. Using an oxygen gas flow slightly higher than 0.5 mL min-I, arsenic is converted to 75 AS160+ ion in an efficient manner whereas a potentially interfering ion, 91Zr+, is completely removed. Instead of using the most abundant Se isotope, 80Se, selenium was determined by a second most abundant isotope, 78Se, in the form of 78Se160. Upon careful selection of oxygen gas flow rate and optimization ofRPq value, previous isobaric threats caused by Zr and Mo were reduced to background levels whereas another potential atomic isobar, 96Ru+, became completely harmless to the new selenium analyte. The new method underwent a strict validation procedure where the recovery of a suitable certified reference material was examined and the obtained sample data were compared with those produced by a credible external laboratory who analyzed the same set of samples using a standardized HG-ICP-AES method. The validation results were satisfactory. The resultant limits of detection for arsenic and selenium were 5 ng L-1 and 60 ng L-1, respectively.
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Il est reconnu que le benzne, le tolune, lthylbenzne et les isomres du xylne, composs organiques volatils (COVs) communment dsigns BTEX, produisent des effets nocifs sur la sant humaine et sur les vgtaux dpendamment de la dure et des niveaux dexposition. Le benzne en particulier est class cancrogne et une exposition des concentrations suprieures 64 g/m3 de benzne peut tre fatale en 510 minutes. Par consquent, la mesure en temps rel des BTEX dans lair ambiant est essentielle pour dtecter rapidement un danger associ leur mission dans lair et pour estimer les risques potentiels pour les tres vivants et pour lenvironnement. Dans cette thse, une mthode danalyse en temps rel des BTEX dans lair ambiant a t dveloppe et valide. La mthode est base sur la technique dchantillonnage direct de lair couple avec la spectromtrie de masse en tandem utilisant une source dionisation chimique pression atmosphrique (APCI-MS/MS directe). La validation analytique a dmontr la sensibilit (limite de dtection LDM 12 g/m3), la prcision (coefficient de variation CV < 10%), lexactitude (exactitude > 95%) et la slectivit de la mthode. Des chantillons dair ambiant provenant dun site denfouissement de dchets industriels et de divers garages dentretien automobile ont t analyss par la mthode dveloppe. La comparaison des rsultats avec ceux obtenus par la technique de chromatographie gazeuse on-line couple avec un dtecteur ionisation de flamme (GC-FID) a donn des rsultats similaires. La capacit de la mthode pour lvaluation rapide des risques potentiels associs une exposition aux BTEX a t prouve travers une tude de terrain avec analyse de risque pour la sant des travailleurs dans trois garages dentretien automobile et par des expriences sous atmosphres simules. Les concentrations mesures dans lair ambiant des garages taient de 8,925 g/m3 pour le benzne, 1191156 g/m3 pour le tolune, 970 g/m3 pour lthylbenzne et 45347 g/m3 pour les xylnes. Une dose quotidienne environnementale totale entre 1,46 10-3 et 2,52 10-3 mg/kg/jour a t dtermine pour le benzne. Le risque de cancer li lexposition environnementale totale au benzne estim pour les travailleurs tudis se situait entre 1,1 10-5 et 1,8 10-5. Une nouvelle mthode APCI-MS/MS a t galement dveloppe et valide pour lanalyse directe de loctamthylcyclottrasiloxane (D4) et le dcamthylcyclopentasiloxane (D5) dans lair et les biogaz. Le D4 et le D5 sont des siloxanes cycliques volatils largement utiliss comme solvants dans les processus industriels et les produits de consommation la place des COVs prcurseurs dozone troposphrique tels que les BTEX. Leur prsence ubiquitaire dans les chantillons dair ambiant, due lutilisation massive, suscite un besoin dtudes de toxicit. De telles tudes requirent des analyses qualitatives et quantitatives de traces de ces composs. Par ailleurs, la prsence de traces de ces substances dans un biogaz entrave son utilisation comme source dnergie renouvelable en causant des dommages coteux lquipement. Lanalyse des siloxanes dans un biogaz savre donc essentielle pour dterminer si le biogaz ncessite une purification avant son utilisation pour la production dnergie. La mthode dveloppe dans cette tude possde une bonne sensibilit (LDM 46 g/m3), une bonne prcision (CV < 10%), une bonne exactitude (> 93%) et une grande slectivit. Il a t galement dmontr quen utilisant cette mthode avec lhexamthyl-d18-disiloxane comme talon interne, la dtection et la quantification du D4 et du D5 dans des chantillons rels de biogaz peuvent tre accomplies avec une meilleure sensibilit (LDM ~ 2 g/m3), une grande prcision (CV < 5%) et une grande exactitude (> 97%). Une varit dchantillons de biogaz prlevs au site denfouissement sanitaire du Complexe Environnemental de Saint-Michel Montral a t analyse avec succs par cette nouvelle mthode. Les concentrations mesures taient de 1311275 g/m3 pour le D4 et 2506226 g/m3 pour le D5. Ces rsultats reprsentent les premires donnes rapportes dans la littrature sur la concentration des siloxanes D4 et D5 dans les biogaz denfouissement en fonction de lge des dchets.
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Avec la hausse mondiale de la frquence des floraisons de cyanobactries (CB), dont certaines produisent des cyanotoxines (CT), le dveloppement dune mthode de dtection/quantification rapide dun maximum de CT simpose. Cette mthode permettrait de faire un suivi quotidien de la toxicit de plans deau contamins par des CB et ainsi dmettre rapidement des avis dalerte appropris afin de protger la sant publique. Une nouvelle technologie utilisant la dsorption thermique induite par diode laser (LDTD) couple lionisation chimique sous pression atmosphrique (APCI) et relie la spectromtrie de masse en tandem (MS/MS) a dj fait ses preuves avec des temps d'analyse de lordre de quelques secondes. Les analytes sont dsorbs par la LDTD, ioniss en phase gazeuse par APCI et dtects par la MS/MS. Il ny a donc pas de sparation chromatographique, et la prparation de lchantillon avant lanalyse est minimale selon la complexit de la matrice contenant les analytes. Parmi les quatre CT testes (microcystine-LR, cylindrospermopsine, saxitoxine et anatoxine-a (ANA-a)), seule lANA-a a gnr une dsorption significative ncessaire au dveloppement dune mthode analytique avec linterface LDTD-APCI. La forte polarit ou le poids molculaire lev des autres CT empche probablement leur dsorption. Loptimisation des paramtres instrumentaux, tout en tenant compte de linterfrence isobarique de lacide amin phnylalanine (PHE) lors de la dtection de lANA-a par MS/MS, a gnr une limite de dtection dANA-a de lordre de 1 ug/L. Celle-ci a t value partir dune matrice apparente une matrice relle, dmontrant quil serait possible dutiliser la LDTD pour effectuer le suivi de lANA-a dans les eaux naturelles selon les normes environnementales applicables (1 12 ug/L). Il a t possible dviter linterfrence isobarique de la PHE en raison de sa trs faible dsorption avec linterface LDTD-APCI. En effet, il a t dmontr quune concentration aussi leve que 500 ug/L de PHE ne causait aucune interfrence sur le signal de lANA-a.
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Le long bio-polymre d'ADN est condens lintrieur du noyau des cellules eukaryotes l'aide de petites protines appeles histones. En plus de leurs fonctions condensatrices,ces histones sont galement la cible de nombreuses modifications post-traductionnelles(MPT), particulirement au niveau de leur section N-terminale. Ces modifications rversibles font partie dun code dhistones pi-gntique transmissible qui orchestre et module dynamiquement certains vnements impliquant la chromatine, tels lactivation et la dsactivation de gnes ainsi que la duplication et la rparation dADN. Ces modifications sont impliques subsquemment dans la signalisation et la progression de cancers, tels que la leucmie. En consquence, l'lucidation des modifications dhistones est importante pour comprendre leurs fonctions biologiques. Une mthodologie analytique a t mise au point en laboratoire pour isoler, dtecter, et quantifier les MPT dhistones en utilisant une approche rapide deux volets laide doutils bioinformatiques spcialiss. La mthodologie dveloppe en laboratoire a t valide en utilisant des histones de souche sauvage ainsi que deux types dhistones mutants dficients en enzymes actyltransferase. Des trois sources dhistones utilises, la seule MPT qui a dmontr un changement significatif est lactylation de lhistone H3 lysine 56 (H3K56ac). Lexpression et la stoechiomtrie de cette MPT, issue de cellules de souche sauvage et de cellules mutantes, ont t dtermines avec prcision et compares. Les fonctions de balayage polyvalentes d'un instrument trappe ionique quadruple linaire hybride ont t utilises pour amliorer la dtection de protines intactes. Le mode de balayage enhanced multiply charged (EMC) a t modifi pour contenir et dtecter les ions de protines intactes situes dans la trappe ionique linaire. Ce mode de balayage nomm targeted EMC (tEMC) a permis de quadrupler le niveau de sensibilit (signal/interfrence), et quintupler la rsolution du mode de balayage conventionnel. De plus, la capacit de sparation des charges du tEMC a rduit de faon significative les effets de space charge dans la trappe ionique linaire. La rsolution suprieure du mode tEMC a permis de diffrencier plusieurs isoformes modifies, particulirement pour lhistone H3. Lanalyse des peptides dhistones trypsiques laide du mode de balayage MRM a permis le squenage et la quantification de MPT avec un haut degr de prcision. La seule MPT qui tait sous-exprime entre lhistone de souche sauvage et le mutant DOT1L fut la mthylation de lhistone H3 lysine 79(H3K79me1). Les effets de deux inhibiteurs denzymes HDAC (HDACi) sur lexpression de MPT dhistone ont t valus en utilisant la mthodologie analytique mentionne. Les histones extraites de cellules normales et cancreuses ont t exposes du Vorinostat(SAHA) ou du Entinostat (MS-275) pour une priode de 24 72 heures. Deux histones furent principalement affectes, soit H3 et H4. tonnamment, les mmes effets n'ont pas t dtects lorsque les cellules normales ont t traites avec le HDACi pour une priode de 48 72 heures. Une mthode absolue de quantification avec une courbe dtalonnage a t dveloppe pour le peptide H3K56ac. Contrairement certaines publications, nos rsultats dmontrent que cette MPT est prsente dans les cellules mammifres avec une stoechiomtrie trs basse (< 0,1%) et n'est pas surexprime de faon significative aprs le traitement au HDACi.
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Les fichiers qui accompagnent mon document sont des tableaux supplmentaires raliss avec Excel (Microsoft Office), dans la version papier du mmoire ces fichiers sont sur un CD-ROM.
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L'assemblage des nuclosomes est troitement couple la synthse des histones ainsi qu la rplication et la rparation de lADN durant la phase S. Ce processus implique un mcanisme de contrle qui contribue soigneusement et de manire rgule lassemblage de lADN en chromatine. L'assemblage des nuclosomes durant la synthse de lADN est crucial et contribue ainsi au maintien de la stabilit gnomique. Cette thse dcrit la caractrisation par spectromtrie de masse(SM) des protines jouant un rle critique dans lassemblage et le maintien de la structure chromatinienne. Plus prcisment, la phosphorylation de deux facteurs dassemblage des nuclosome, le facteur CAF-1, une chaperone dhistone qui participe l'assemblage de la chromatine spcifiquement couple la rplication de l'ADN, ainsi que le complexe protique Hir, jouant de plus un rle important dans la rgulation transcriptionelle des gnes dhistones lors de la progression normale du cycle cellulaire et en rponse aux dommages de l'ADN, a t examin. La caractrisation des sites de phosphorylation par SM ncssite la sparation des protines par lctrophorse suivi dune coloration a largent. Dans le chapitre 2, nous demontrons que la coloration largent induit un artfact de sulfatation. Plus prcisment, cet artfact est caus par un ractif spcifiquement utilis lors de la coloration. La sulfatation prsente de fortes similitudes avec la phosphorylation. Ainsi, lincrment de masse observ sur les peptides sulfats et phosphoryls (+80 Da) ncssite des instruments offrant une haute rsolution et haute prcision de masse pour diffrencier ces deux modifications. Dans les chapitres 3 et 4, nous avons dabord dmontr par SM que Cac1, la plus grande sous-unit du facteur CAF-1, est cible de plusieurs sites de phosphorylation. Fait intrssant, certains de ces sites contiennent des squences consensus pour les kinases Cdc7-Dbf4 et CDKs. Ainsi, ces rsultats fournissent les premires vidences que CAF-1 est potentiellement rgul par ces deux kinases in vivo. La fonction de tous les sites de phosphorylation identifis a ensuite t value. Nous avons dmontr que la phosphorylation de la Ser-503, un site consensus de la DDK, est essentielle la rprssion transcriptionelle des gnes au niveau des tlomres. Cependant, cette phosphorylation ne semble pas tre ncssaire pour dautres fonctions connues de CAF-1, indiquant que le blocage de la phsophorylation de Cac1 Ser-503 affecte spcifiquement la fonction de CAF-1 aux structures htrochromatiques des tlomres. Ensuite, nous avons identifis une intraction physique entre CAF-1 et Cdc7-Dbf4. Des tudes in vitro ont galement demontr que cette kinase phosphoryle spcifiquement Cac1 Ser-503, suggrant un rle potential pour la kinase Cdc7-Dbf4 dans lassemblage et la stabilit de la structure htrochromatique aux tlomres. Finalement, les analyses par SM nous ont galement permi de montrer que la sous-unit Hpc2 du complexe Hir est phosphoryle sur plusieurs sites consensus des CDKs et de Cdc7-Dbf4. De plus, la quantification par SM dun site spcifique de phosphorylation de Hpc2, la Ser-330, sest rvle tre fortement induite suite lactivation du point de contrle de rplication (le checkpoint) suite au dommage a lADN. Nous montrons que la Ser-330 de Hpc2 est phopshoryle par les kinases de point de contrle de manire Mec1/Tel1- et Rad53-dpendante. Nos donnes prliminaires suggrent ainsi que la capacit du complex Hir de rguler la rprssion transcriptionelle des gnes d'histones lors de la progression du cycle cellulaire normal et en rponse au dommage de l'ADN est mdie par la phosphorylation de Hpc2 par ces deux kinases. Enfin, ces deux tudes mettent en vidence l'importance de la spectromtrie de masse dans la caractrisation des sites de phosphorylation des protines, nous permettant ainsi de comprendre plus prcisement les mcanismes de rgulation de l'assemblage de la chromatine et de la synthse des histones.
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Une nouvelle mthode d'extraction en phase solide (SPE) couple une technique d'analyse ultrarapide a t dveloppe pour la dtermination simultane de neuf contaminants mergents (l'atrazine, le dsthylatrazine, le 17(bta)-estradiol, l'thynylestradiol, la northindrone, la cafine, la carbamazpine, le diclofnac et le sulfamthoxazole) provenant de diffrentes classes thrapeutiques et prsents dans les eaux uses. La pr-concentration et la purification des chantillons a t ralise avec une cartouche SPE en mode mixte (Strata ABW) ayant la fois des proprits changeuses de cations et d'anions suivie d'une analyse par une dsorption thermique par diode laser/ionisation chimique pression atmosphrique couple la spectromtrie de masse en tandem (LDTD-APCI-MS/MS). La LDTD est une nouvelle mthode d'introduction d'chantillon qui rduit le temps total d'analyse moins de 15 secondes par rapport plusieurs minutes avec la chromatographie liquide couple la spectromtrie de masse en tandem traditionnelle (LC-MS/MS). Plusieurs paramtres SPE ont t valus dans le but d'optimiser l'efficacit de rcupration lors de l'extraction des analytes provenant des eaux uses, tels que la nature de la phase stationnaire, le dbit de chargement, le pH d'extraction, le volume et la composition de la solution de lavage et le volume de l'chantillon initial. Cette nouvelle mthode a t applique avec succs de vrais chantillons d'eaux uses provenant d'un rservoir de dcantation primaire. Le recouvrement des composs cibls provenant des eaux uses a t de 78 106%, la limite de dtection a t de 30 122 ng L-1, alors que la limite de quantification a t de 88 370 ng L-1. Les courbes d'talonnage dans les matrices d'eaux uses ont montr une bonne linarit (R2 > 0,991) pour les analytes cibles ainsi quune prcision avec un coefficient de variance infrieure 15%.
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Les troubles relis la dpression, lpuisement professionnel et lanxit sont de plus en plus rpandus dans notre socit moderne. La consommation croissante dantidpresseurs dans les diffrents pays du monde est responsable de la rcente dtection de rsidus ltat de traces dans les rejets urbains municipaux. Ainsi, ces substances dites mergentes qui possdent une activit pharmacologique destine la rgulation de certains neurotransmetteurs dans le cerveau suscitent maintenant de nombreuses inquitudes de la part de la communaut scientifique. Lobjectif principal de ce projet de doctorat a t de mieux comprendre le devenir de plusieurs classes dantidpresseurs prsents dans diverses matrices environnementales (i.e. eaux de surfaces, eaux uses, boues de traitement, tissus biologiques) en dveloppant de nouvelles mthodes analytiques fiables capables de les dtecter, quantifier et confirmer par chromatographie liquide haute performance couple la spectromtrie de masse en tandem (LC-QqQMS, LC-QqToFMS). Une premire tude complte la station dpuration de la ville de Montral a permis de confirmer la prsence de six antidpresseurs et quatre mtabolites N-desmethyl dans les affluents (2 - 330 ng L-1). Pour ce traitement primaire (physico-chimique), de faibles taux denlvement ( 15%) ont t obtenus. Des concentrations dantidpresseurs atteignant prs de 100 ng L-1 ont galement t dtectes dans le fleuve St-Laurent 0.5 km du point de rejet de la station dpuration. Une seconde tude mene la mme station a permis lextraction slective dantidpresseurs dans trois tissus (i.e. foie, cerveau et filet) de truites mouchetes juvniles exposes diffrentes concentrations deffluent dilu trait et non-trait lozone. Un certain potentiel de bioaccumulation dans les tissus (0.08-10 ng g-1) a t observ pour les spcimens exposs leffluent non-trait (20% v/v) avec distribution majoritaire dans le foie et le cerveau. Une intressante corrlation a t tablie entre les concentrations de trois antidpresseurs dans le cerveau et lactivit dun biomarqueur dexposition (i.e. pompe N/K ATPase implique dans la rgulation de la srotonine) mesure partir de synaptosomes de truites exposes aux effluents. Une investigation de lefficacit de plusieurs stations dpuration canadiennes oprant diffrents types de traitements a permis de constater que les traitements secondaires (biologiques) taient plus performants que ceux primaires (physico-chimiques) pour enlever les antidpresseurs (taux moyen denlvement : 30%). Les teneurs les plus leves dans les boues traites (biosolides) ont t obtenues avec le citalopram (1033 ng g-1), la venlafaxine (833 ng g-1) et lamitriptyline (78 ng g-1). Des coefficients de sorption exprimentaux (Kd) calculs pour chacun des antidpresseurs ont permis destimer une grande sorption des composs sertraline, desmthylsertraline, paroxetine et fluoxetine sur les solides (log Kd > 4). Finalement, un excellent taux denlvement moyen de 88% a t obtenu aprs ozonation (5 mg L-1) dun effluent primaire. Toutefois, la caractrisation de nouveaux sous-produits N-oxyde (venlafaxine, desmethylvenlafaxine) par spectromtrie de masse haute rsolution (LC-QqToFMS) dans leffluent trait lozone a mis en lumire la possibilit de formation de multiples composs polaires de toxicit inconnue.
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Lentrotoxine B staphylococcique (SEB) est une toxine entrique hautement rsistante la chaleur et est responsable de plus de 50 % des cas dintoxication dorigine alimentaire par une entrotoxine. Lobjectif principal de ce projet de matrise est de dvelopper et valider une mthode base sur des nouvelles stratgies analytiques permettant la dtection et la quantification de SEB dans les matrices alimentaires. Une carte de peptides tryptiques a t produite et 3 peptides tryptiques spcifiques ont t slectionns pour servir de peptides tmoins partir des 9 fragments protolytiques identifis (couverture de 35 % de la squence). Lanhydride actique et la forme deutre furent utiliss afin de synthtiser des peptides standards marques avec un isotope lger et lourd. La combinaison de mlanges des deux isotopes des concentrations molaires diffrentes fut utilise afin dtablir la linarit et les rsultats ont dmontr que les mesures faites par dilution isotopique combine au CL-SM/SM respectaient les critres gnralement reconnus dpreuves biologiques avec des valeurs de pente prs de 1, des valeurs de R2 suprieure 0,98 et des coefficients de variation (CV%) infrieurs 8 %. La prcision et lexactitude de la mthode ont t values laide dchantillons dhomognat de viande de poulet dans lesquels SEB a t introduite. SEB a t enrichie 0,2, 1 et 2 pmol/g. Les rsultats analytiques rvlent que la mthode procure une plage dexactitude de 84,9 91,1 %. Dans lensemble, les rsultats prsents dans ce mmoire dmontrent que les mthodes protomiques peuvent tre utilises efficacement pour dtecter et quantifier SEB dans les matrices alimentaires. Mots cls : spectromtrie de masse; marquage isotopique; protomique quantitative; entrotoxines
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Thse ralise en cotutelle avec Michle Prvost (Ph.D), Professeure titulaire au dpartement des gnies civil, gologique et des mines de l'cole Polytechnique de Montral.
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Ce projet de maitrise implique le dveloppement et loptimisation de deux mthodes utilisant la chromatographie liquide haute performance couple la spectromtrie de masse en tandem (HPLC-MS/MS). L'objectif du premier projet tait de sparer le plus rapidement possible, simultanment, 71 mdicaments traitant la dysfonction rectile (ED) et 11 ingrdients naturels parfois retrouvs avec ces mdicaments dans les chantillons suspects dtre adultrs ou contrefaits. L'objectif du deuxime projet tait de dvelopper une mthode de dpistage permettant l'analyse rapide simultane de 24 cannabinodes synthtiques et naturels pour une grande varit d'chantillons tels que les mlanges base de plantes, des btons d'encens, de srums et de cannabis. Dans les deux projets, la sparation a t ralise en moins de 10 min et cela en utilisant une colonne C18 noyau solide 100 x 2,1 mm avec des particules de 2,6 m de diamtre couple un systme MS avec trappe ionique orbitale fonctionnant en lectronbulisation positive. En raison du nombre lev de composs dans les deux mthodes et de lmergence de nouveaux analogues sur le march qui pourraient tre prsents dans les chantillons futurs, une mthode de dpistage LC-MS/MS cible/non-cible a t dveloppe. Pour les deux projets, les limites de dtection taient sous les ng/mL et la variation de la prcision et de lexactitude taient infrieures de 10,5%. Le taux de recouvrement partir des chantillons rels variait entre 92 111%. Linnovation des mthodes LC-MS/MS dveloppes au cours des projets est que le spectre de masse obtenu en mode balayage lors de l'acquisition, fournit une masse exacte pour tous les composs dtects et permet l'identification des composs initialement non-cibls, comme des nouveaux analogues. Cette innovation amne une dimension supplmentaire aux mthodes traditionnellement utilises, en permettant une analyse haute rsolution sur la masse de composs non-cibls.
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In recent years, we observed a significant increase of food fraud ranging from false label claims to the use of additives and fillers to increase profitability. Recently in 2013, horse and pig DNA were detected in beef products sold from several retailers. Mass spectrometry has become the workhorse in protein research and the detection of marker proteins could serve for both animal species and tissue authentication. Meat species authenticity will be performed using a well defined proteogenomic annotation, carefully chosen surrogate tryptic peptides and analysis using a hybrid quadrupole-Orbitrap mass spectrometer. Selected mammalian meat samples were homogenized, proteins were extracted and digested with trypsin. The samples were analyzed using a high-resolution mass spectrometer. The chromatography was achieved using a 30 minutes linear gradient along with a BioBasic C8 100 1 mm column at a flow rate of 75 L/min. The mass spectrometer was operated in full-scan high resolution and accurate mass. MS/MS spectra were collected for selected proteotypic peptides. Muscular proteins were methodically analyzed in silico in order to generate tryptic peptide mass lists and theoretical MS/MS spectra. Following a comprehensive bottom-up proteomic analysis, we were able to detect and identify a proteotypic myoglobin tryptic peptide [120-134] for each species with observed m/z below 1.3 ppm compared to theoretical values. Moreover, proteotypic peptides from myosin-1, myosin-2 and -hemoglobin were also identified. This targeted method allowed a comprehensive meat speciation down to 1% (w/w) of undesired product.
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Les cyanobactries ont une place trs importante dans les cosystmes aquatiques et un nombre important despces considr comme nuisible de par leur production de mtabolites toxiques. Ces cyanotoxines possdent des proprits trs varies et ont souvent t associes des pisodes dempoisonnement. Laugmentation des pisodes defflorescence dorigine cyanobactriennes et le potentiel quils augmentent avec les changements climatiques a renchri lintrt de ltude des cyanobactries et de leurs toxines. Considrant la complexit chimique des cyanotoxines, le dveloppement de mthodes de dtection simples, sensibles et rapides est toujours considr comme tant un dfi analytique. Considrant ces dfis, le dveloppement de nouvelles approches analytiques pour la dtection de cyanotoxines dans leau et les poissons ayant t contamins par des efflorescences cyanobactriennes nuisibles a t propos. Une premire approche consiste en lutilisation dune extraction sur phase solide en ligne couple une chromatographie liquide et une dtection en spectromtrie de masse en tandem (SPE-LC-MS/MS) permettant lanalyse de six analogues de microcystines (MC), de lanatoxine (ANA-a) et de la cylindrospermopsine (CYN). La mthode permet une analyse simple et rapide et ainsi que la sparation chromatographique dANA-a et de son interfrence isobare, la phnylalanine. Les limites de dtection obtenues se trouvaient entre 0,01 et 0,02 g L-1 et des concentrations retrouves dans des eaux de lacs du Qubec se trouvaient entre 0,024 et 36 g L-1. Une deuxime mthode a permis lanalyse du b-N-mthylamino-L-alanine (BMAA), dANA-a, de CYN et de la saxitoxine (STX) dans les eaux de lac contamins. Lanalyse de deux isomres de conformation du BMAA a t effectue afin damliorer la slectivit de la dtection. Lutilisation dune SPE manuelle permet la purification et prconcentration des chantillons et une drivatisation base de chlorure de dansyle permet une chromatographie simplifie. Lanalyse effectue par LC couple la spectromtrie de masse haute rsolution (HRMS) et des limites de dtections ont t obtenues entre 0,007 et 0,01 g L-1. Des chantillons rels ont t analyss avec des concentrations entre 0,01 et 0,3 g L-1 permettant ainsi la confirmation de la prsence du BMAA dans les efflorescences de cyanobactries au Qubec. Un deuxime volet du projet consiste en lutilisation dune technologie dintroduction dchantillon permettant des analyses ultra-rapides (< 15 secondes/chantillons) sans tape chromatographique, la dsorption thermique diode laser (LDTD) couple lionisation chimique pression atmosphrique (APCI) et la spectromtrie de masse (MS). Un premier projet consiste en lanalyse des MC totales par lintermdiaire dune oxydation de Lemieux permettant un bris de la molcule et obtenant une fraction commune aux multiples congnres existants des MC. Cette fraction, le MMPB, est analyse, aprs une extraction liquide-liquide, par LDTD-APCI-MS/MS. Une limite de dtection de 0,2 g L-1 a t obtenue et des concentrations entre 1 et 425 g L-1 ont t trouves dans des chantillons deau de lac contamins du Qubec. De plus, une analyse en parallle avec des talons pour divers congnres des MC a permis de suggrer la possible prsence de congnres ou disomres non dtects. Un deuxime projet consiste en lanalyse directe dANA-a par LDTD-APCI-HRMS pour rsoudre son interfrence isobare, la phnylalanine, grce la dtection haute rsolution. La LDTD noffre pas de sparation chromatographique et lutilisation de la HRMS permet de distinguer les signaux dANA-a de ceux de la phnylalanine. Une limite de dtection de 0,2 g L-1 a t obtenue et la mthode a t applique sur des chantillons rels deau avec un chantillon positif en ANA-a avec une concentration de 0,21 g L-1. Finalement, laide de la LDTD-APCI-HRMS, lanalyse des MC totales a t adapte pour la chair de poisson afin de dterminer la fraction libre et lie des MC et comparer les rsultats avec des analyses conventionnelles. Lutilisation dune digestion par hydroxyde de sodium prcdant loxydation de Lemieux suivi dune purification par SPE a permis dobtenir une limite de dtection de 2,7 g kg-1. Des chantillons de poissons contamins ont t analyss, on a retrouv des concentrations en MC totales de 2,9 et 13,2 g kg-1 comparativement aux analyses usuelles qui avaient dmontr un seul chantillon positif 2 g kg-1, indiquant la possible prsence de MC non dtects en utilisant les mthodes conventionnelles.
Resumo:
Llevage des porcs reprsente une source importante de dversement dantibiotiques dans lenvironnement par lintermdiaire de lpandage du lisier qui contient une grande quantit de ces molcules sur les champs agricoles. Il a t prouv que ces molcules biologiquement actives peuvent avoir un impact toxique sur lcosystme. Par ailleurs, elles sont aussi suspectes dengendrer des problmes sanitaires et de contribuer la rsistance bactrienne pouvant mener des infections difficilement traitables chez les humains. Le contrle de ces substances dans lenvironnement est donc ncessaire. De nombreuses mthodes analytiques sont proposes dans la littrature scientifique pour recenser ces composs dans plusieurs types de matrice. Cependant, peu de ces mthodes permettent lanalyse de ces contaminants dans des matrices issues de llevage agricole intensif. Par ailleurs, les mthodes analytiques disponibles sont souvent sujettes des faux positifs compte tenu de la complexit des matrices tudies et du matriel utilis et ne prennent souvent pas en compte les mtabolites et produits de dgradation. Enfin, les niveaux danalyse atteints avec ces mthodes ne sont parfois plus jour tant donn lvolution de la chimie analytique et de la spectromtrie de masse. Dans cette optique, de nouvelles mthodes danalyses ont t dveloppes pour rechercher et quantifier les antibiotiques dans des matrices drives de llevage intensif des porcs en essayant de proposer des approches alternatives sensibles, slectives et robustes pour quantifier ces molcules. Une premire mthode danalyse base sur une technique dintroduction dchantillon alternative laide dune interface fonctionnant laide dune dsorption thermique par diode laser munie dune source ionisation pression atmosphrique, couple la spectromtrie de masse en tandem a t dveloppe. Lobjectif est de proposer une analyse plus rapide tout en atteignant des niveaux de concentration adapts la matrice tudie. Cette technique danalyse couple un traitement dchantillon efficace a permis lanalyse de plusieurs antibiotiques vtrinaires de diffrentes classes dans des chantillons de lisier avec des temps danalyse courts. Les limites de dtection atteintes sont comprises entre 2,5 et 8,3 g kg-1 et sont comparables avec celles pouvant tre obtenues avec la chromatographie liquide dans une matrice similaire. En vue danalyser simultanment une srie de ttracyclines, une deuxime mthode danalyse utilisant la chromatographie liquide couple la spectromtrie de masse haute rsolution (HRMS) a t propose. Lutilisation de la HRMS a t motive par le fait que cette technique danalyse est moins sensible aux faux positifs que le triple quadriple traditionnel. Des limites de dtection comprises entre 1,5 et 3,6 g kg-1 ont t atteintes dans des chantillons de lisier en utilisant un mode danalyse par fragmentation. Lutilisation de mthodes de quantifications cibles est une dmarche intressante lorsque la prsence de contaminants est suspecte dans un chantillon. Toutefois, les contaminants non intgrs cette mthode danalyse cible ne peuvent tre dtects mme de fortes concentrations. Dans ce contexte, une mthode danalyse non cible a t dveloppe pour la recherche de pharmaceutiques vtrinaires dans des effluents agricoles en utilisant la spectromtrie de masse haute rsolution et une cartouche SPE polymrique polyvalente. Cette mthode a permis lidentification dantibiotiques et de pharmaceutiques couramment utiliss dans llevage porcin. La plupart des mthodes danalyse disponibles dans la littrature se concentrent sur lanalyse des composs parents, mais pas sur les sous-produits de dgradation. Lapproche utilise dans la deuxime mthode danalyse a donc t tendue et applique dautres classes dantibiotiques pour mesurer les concentrations de plusieurs rsidus dantibiotiques dans les sols et les eaux de drainage dun champ agricole exprimental. Les sols du champ renfermaient un mlange dantibiotiques ainsi que leurs produits de dgradation relatifs des concentrations mesures jusqu 1020 g kg-1. Une partie de ces composs ont voyag par lintermdiaire des eaux de drainage du champ ou des concentrations pouvant atteindre 3200 ng L-1 ont pu tre releves.
