Etude des mécanismes d'ablation-ionisation laser de pesticides adsorbés sur membranes par spectrométrie de masse à transformée de Fourier

Laser ablation/ionization mechanisms of pesticides adsorbed on membranes studied by fourier transform mass spectrometry

• Auteur / Autrice : Christophe Masselon
• Direction : Jean-François Muller
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie-physique
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Metz

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spectrométrie de masse à ionisation chimique

Fourier, Spectroscopie par transformée de

Pesticides

Résumé

La désorption/ionisation laser couplée à la spectrométrie de masse à transformée de Fourier est une technique d'analyse en plein développement dont les applications en analyse de surfaces sont particulièrement prometteuses. Il s'agit cependant d'une méthode extrêmement sensible aux conditions opératoires. Après avoir défini les phénomènes physiques sous-jacents, nous avons, à travers des exemples d'applications, mis l'accent sur les implications pratiques des phénomènes microscopiques dont il faut tenir compte lors d'une analyse. La faisabilité de cette méthode pour l'analyse de pesticides adsorbes sur supports d'extraction a été évaluée pour la première fois. Cinq composés de structures très différentes et d'applications variées en agriculture ont été analyses sous forme de standard par spectrométrie de masse classique et les modes de fragmentation comparés à ceux obtenus par désorption laser à 248 nm. L'analyse des membranes utilisées a permis de déterminer les interférences possibles et d'évaluer la profondeur d'ablation à différentes irradiances. Les essais concernant l'atrazine et son métabolite hydroxyle adsorbes sur membranes d'extraction ont conduit à proposer deux mécanismes distincts d'ionisation : un processus d'ionisation en phase gazeuse compare à une désorption vraie. De plus, à 248 nm, les différents composes analyses sur membranes ont montré des comportements très différents qui sont mieux expliqués par leurs coefficients de partages octanol/eau respectifs que par leur absorption a la longueur d'onde utilisée. L'utilisation d'un laser nd-yag triple a permis de détecter les composés qui posaient des problèmes à 248 nm et de confirmer l'hypothèse d'une adsorption plus profonde dans la membrane

Laser desorption/ionisation coupled with Fourier transform mass spectrometry is an ever growing technique with promising applications in the field of surface analysis. However, this method is very sensitive to the experimental parameters. Through this work, after having defined the physical phenomena invoked in the process, we have put the stress on the practical implications of the microscopic processes which have to be taken into account during the analysis. Several examples illustrate this demonstration. The feasability of the method for the analysis of pesticides adsorbed on solid phase extraction membranes has been evaluated for the first time. Five compounds with very different structures and various applications in agriculture have been analysed by classical mass spectrometry and their fragmentation products have been compared to those obtained by laser desorption at 248 nm wavelength. The analysis of the membrane by laser desorption has allowed us to evaluate the possible interferences and the ablation depth at various irradiances. The experiments concerning atrazine and its metabolite have allowed us to propose two distinct ionisation mecanisms : gas phase ionisation versus "true" desorption. Moreover, at the 248 nm wevelength, the various compounds adsorbed on membranes have shown very different behaviors which are better explained by their respective octanol/water partition coefficient than by their absorbance at the laser wavelength. The use of a tripled Nd-YAG laser has allowed the detection of the compounds which couldn't be detected at 248 nm and to confirm the hypothesis of a deeper adsorption of these compounds into the membrane