Plateforme « LCMS »

La mission de la plateforme LC-MS (PF LC-MS) est d’apporter un soutien scientifique et technique aux projets qui nécessitent des analyses par chromatographie liquide (HPLC/UHPLC) et/ou chromatographie ionique (IC) couplées à la spectrométrie de masse haute résolution (HRMS). Nous pouvons également vous conseiller sur votre démarche analytique dans le domaine de l’HPLC/UHPLC ou de l’IC en vue d’analyses couplées à la HRMS.

Nous sommes équipés de deux spectromètres de masse haute résolution :

  • L’Exactive qui est couplé à une UltiMate 3000 (Thermo Scientific)
  • Le Q-Exactive Focus couplé soit à une Vanquish Flex, soit à une ICS 5000+ (Thermo Scientific)

La PF « LC-MS » en bref…

staff

Contact : Laure Latapie

laure.latapie@univ-tlse3.fr

laure.latapie@toulouse-inp.fr

06.87.42.05.45

LCHRMS / ICHRMS

La chromatographie en phase liquide et / ou ionique couplée à la spectrométrie de masse haute résolution (liquid chromatography / ion chromatography – mass spectrometry) est une méthode d’analyse qui combine les performances de la chromatographie en phase liquide et de la spectrométrie de masse haute résolution afin d’identifier et/ou de quantifier précisément de nombreuses substances, comparée aux techniques chromatographiques classiques qui ne permettent pas d’analyse qualitative. Le couplage à la spectrométrie de masse demande un travail important de mise au point méthodologique et de traitement des données.

  • Chaine HPLC : UltiMate 3000 (Thermo Scientific)
  • Détecteurs : UV-Visible + Corona (universel)
  • Spectromètre : Exactive (Thermo Scientific)
  • Source d’ionisation : Electrospray (ESI) (produit des ions à partir d’un composé en solution)
  • Détecteur masse : Orbitrap Haute résolution (Piège à ions qui les sépare en fonction du rapport masse / charge (m/z) avec une précision de 2 10-3 uma – 100000 de résolution pour m/z =200) 
  • Logiciel d’exploitation : Xcalibur.
LC/UV-HRMS

LC/UV-HRMS

  • UHPLC : Vanquish Flex – UV-DAD (Thermo Scientific)
  • Détecteur : UV à barrette de diodes – DAD
  • Chromatographie ionique : ICS 5000+ (Pôle/CMA) – Anions/Cations – détecteurs Conductimétriques
  • Spectromètre: Q- Exactive Focus (thermo Scientific)
  • Source d’ionisation: Electrospray – HESI
  • Détecteur masse : Q-Orbitrap Haute résolution (quadripôle couplé à un piège à ions qui les sépare en fonction du rapport masse / charge (m/z) avec une précision de 2.8 10-3 uma – 70000 de résolution pour m/z=200)
  • Logiciel d’exploitation : Chroméleon 7.2.10
UHPLC/DAD-HRMS ou IC/CD-HRMS

UHPLC/DAD-HRMS ou IC/CD-HRMS

Que peut-on faire avec la LCHRMS et de l’ICHRMS ?

Tailles des molécules analysables compris entre 50 g.mol-1 et 2000 g.mol-1

Exemples de familles de molécules : Pesticides, produits pharmaceutiques, ions, métabolites, …

HPLC
  • Il faut avoir mis au point une méthode HPLC avant d’envisager des mesures par LCHRMS.
  • Les éluants possibles pour adapter une méthode HPLC/UHPLC  à une méthode LCHRMS, sont : Acétonitrile, Méthanol, H2O + acide formique 0.1%, H2O + acétate d’ammonium. (La phase idéale : H2O + acide formique 0.1% / ACN).
  • Les rampes de gradients sont à adapter aux molécules recherchées en cocktail et leur affinité pour une séparation optimale.
  • Pour des mélanges complexes privilégier l’UHPLC.

⚠️  : Pas d’acides fort, pas de sels non volatiles du type phosphate, échantillons filtrés au minimum à 0.45 µm.

ICS 5000+
  • Les solutions analysées sont filtrées et dans une matrice aqueuse.
  • Possibilité d’analyser simultanément les anions et les cations avec une détection conductimétrique. (Acides organiques, ions inorganiques)
  • Les éluants sont : de l’hydroxyde de potassium pour l’analyses des anions et de l’acide méthane sulfonique pour l’analyse des cations.
  • Le couplage à la masse se fait soit avec la ligne anion soit avec la ligne cation.

⚠️ : Impossible d’analyser des ions métalliques et des échantillons en solvants organiques.

Spectromètre de Masse

Analyse qualitative :  MS Orbitrap (ENSIACET)

  • Détection de molécules ionisables en mode positif (ex : [M+H]+, …) ou
    négatif (ex : [M-H], …).
  • Identification : détermination de masse moléculaire et composition élémentaire (formule brute).
  • Mode d’acquisition : Full scan (balayage complet de masse, le mode « ion ciblé » comme avec un quadripôle est impossible !)
  • Dans une matrice « simple » : possibilité d’avoir les spectres de fragmentation en vue de déterminer la structure de la molécule (formule développée).
  • Possibilité de faire des analyses en introduction directe (infusion) pour des composés purs, sans passer par l’HPLC.

 

Analyse qualitative et quantitative : MS Q-Orbitrap (Bat. 2R1 – UT3)

  • Mêmes possibilités qu’avec le spectromètre situé à l’ENSIACET.
  • Quantification : dépend de la molécule, il est nécessaire d’utiliser un standard si possible certifié et / ou marqué par exemple de type 13C, pour s’affranchir des effets matrices et des variabilités machine.
  • Gamme étalon avec un standard de la molécule cible, si possible un étalon marqué 13C en plus.
  • Bonnes performances : système hybride MS/MS possibilité de travailler en SIM (single ion monitoring) ou PRM (Parallel Reaction Monitoring) mais également en Full Scan avec confirmation via la MS/MS.
  • Domaine de linéarité, environ 2 décades, molécule et matrice dépendant.
  • Limite de quantification moyenne « machine » : 50-100 ng/L – selon la matrice et le traitement extraction/concentration préalable de l’échantillon qui ne sera pas réalisé par le pôle, sachant que c’est molécule dépendante.

    ⚠️ : Une bonne connaissance de la matrice de l’échantillon est obligatoire, car tout ne s’injecte pas en en spectrométrie de masse.

    Si pour un projet de recherche à venir, vous envisagez de réaliser des analyses par LC/UV-HRMS ou IC/CD-HRMS, vous pouvez envoyer un mail à Laure Latapie, responsable de la plateforme. Si l’analyse n’est pas réalisable au sein du LGC, nous pourrons vous orienter vers des services d’analyses qui proposent des prestations dans le cas où vous souhaiteriez avoir une réponse ponctuelle sur un échantillon.

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    Références

    Publication :

    • Deciphering the human urine matrix: a new approach to simultaneously quantify the main ions and organic compounds by ion chromatography/mass spectrometry (IC-MS), Analytical and Bioanalytical Chemistry 2023; doi.org/10.1007/s00216-023-04808-2
    • Triquet T, Tendero C, Latapie L, Richard R, Andriantsiferana C. The Use of Composite TiO2/Activated Carbon Fibers as a Photocatalyst in a Sequential Adsorption/Photocatalysis Process for the Elimination of Ciprofloxacin. Catalysis Research 2022 ; 2(1):25; doi:10.21926/cr.2201007.
    • New 1,2,3-triazole linked flavonoid conjugates: Microwave-assisted synthesis, cytotoxic activity and molecular docking studies, Journal of Molecular Structure 1246 (2021) 131216. Znati, M. Horchani, L. Latapie, H. Ben Jannet and J. Bouajila
    • TIO2 MOCVD Coating for photocatalytic degradation of ciprofloxacin using 365 nm UV LEDs – Kinetics and mechanisms, Journal of Environmental Chemical Engineering 8 (2020) 104544. T. Triquet, C. Tendero, L. Latapie, M-H.Manero, R. Richard and C. Andrantsiferana

    Thèses :

    – Procédé hybride couplant adsorption et photocatalyse pour le traitement de l’eau : élimination de la ciprofloxacine par des fibres de charbon actif fonctionnalisées avec du TiO2. Thibaut Triquet, soutenue le 3 février 2021.

    – Urea valorisation into Hydrogen by electro-oxidation: from kinetic and mechanistic studies to the design and optimization of a pilot-scale reactor. Guillaume Hopsort, soutenue le 6 Octobre 2023. 

    Communication analytique :

    • Couplage IC/CD-MS pour une meilleure compréhension d’un procédé électrochimique de valorisation d’effluents contenant de l’urée, en hydrogène. Latapie, G. Hopsort, K. Groenen Serrano, K Loubière, T. Tzédakis. 15eme Congrés Francophone sur les sciences separative SEP 2023, 28-30 Mars 2023, Paris.
    • La chromatographie ionique (CI) et la LC-HRMS : outils pour la compréhension d’un procédé de dégradation. L. Latapie, T. Triquet, C. Andriantsiferana. 14ème Congrès de l’AfSep « SEP 2021 », 5-7 octobre 2021.

    Les membres du pôle de compétence & Contact

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    Contact

    Si pour un projet de recherche à venir, vous envisagez de réaliser des analyses par LCHRMS, vous pouvez envoyer un mail à Laure Latapie, responsable de la plateforme.

    Si besoin le comité de pilotage se réunira pour répondre au mieux à votre problématique. Nous pourrons également vous orienter vers des services d’analyses qui proposent des prestations de LC-MS dans le cas où vous souhaiteriez avoir une réponse ponctuelle sur un échantillon.

    Comité de pilotage de la PF « LC-MS » :

    Claire Albasi, Jalloul Bouajila, Clémence Coetsier, Fatima El Garah, Barbora Lajoie, Fabien Létisse et Laure Latapie

    Responsable : Laure Latapie

    Email : laure.latapie@univ-tlse3.fr ou laure.latapie@toulouse-inp.fr

    Tel : 05.61.55.61.21. / 06.87.42.05.45.