Creation of a calibration protocol for creating an MS/MS database and the development of a tool for the organophosphorus compounds on ESI-HR-MS/MS

Mise en place d'une méthode de calibration pour construire une base de données MS/MS et développement d'un outil pour l'identification en ESI-HR-MS/MS de composés organophosphorés

• Auteur / Autrice : Farid Ichou
• Direction : Jean-Claude Tabet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie Analytique
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Dissociation (chimie)

Spectrométrie de masse

Phosphore -- Composés organiques

Résumé

La faible reproductibilité des techniques d’ionisation à pression atmosphérique (API) et/ou dissociation induite par collision (CID) de basse énergie constitue un obstacle pour la création d'une base de données MS/MS semblable à celles existantes en ionisation par électron (EI-MS). Une étude approfondie des principaux paramètres instrumentaux (pression, temps d’activation, géométrie de l’appareil, tensions appliquées etc. ) est réalisée dans ce mémoire afin d’appréhender les phénomènes impliqués dans la création des empreintes CID. Cette étude vise à développer une méthode de standardisation améliorant la reproductibilité des spectres CID entre plusieurs plateformes instrumentales. A l’issue de cette étude théorique, une procédure de standardisation a été établie et appliquée sur un panel de composés lors d’un projet regroupant plusieurs laboratoires à l’échelle nationale, équipés de diverses plates-formes instrumentales. Nous avons démontré que l'utilisation de conditions normalisées a permis une convergence des empreintes de spectres CID. Cela justifie ainsi l’intérêt de notre approche pour la construction d’une base de données MS/MS. Enfin, l’identification par une approche alternative est nécessaire pour les composés non-répertoriés dans les bases de données. Cette méthode a été appliquée et validée pour deux familles de composés organophosphorés d’intérêts, les esters phosphoriques et phosphoniques. L’élucidation de ces deux familles de composés est possible par le biais de cette approche dispensant le recours à une base de données spectrale. En conclusion, nos résultats démontrent que la compréhension des mécanismes des ions en phase gazeuse semble indispensable pour l’amélioration et la création d’outils d’identification

The poor reproducibility of atmospheric pressure ionization techniques (API) and/or collision- induced dissociation (CID) at low-energy regime is a barrier for building an MS/MS database similar to those existing in Electron Ionization (EI-MS). A thorough study of the main instrumental parameters (pressure, time of activation, the device geometry, applied voltage, etc. ) is made in this work to understand the phenomena involved in the creation of the CID spectrum fingerprints. This study aims to develop a standardization method for improving the reproducibility of CID spectra between several instrumental platforms. Following this theoretical study, a standardization procedure has been established and applied to a range of compounds in a project gathering many laboratories with various instruments. The use of standard conditions leads to a convergence of the fingerprint of CID spectra. This justifies the advantage of our approach for building an MS/MS library. Finally, an alternative approach is needed for compounds not listed in the MS/MS library. Our method was applied and confirmed for two families of organophosphorus compounds, phosphoric and phosphonic esters. Our approach demonstrates that the elucidation of these two families of compounds is possible without the use of any spectral database. In conclusion, our results show that the understanding of gas-phase ion mechanisms seems essential for the improvement and the development of identification tools