Développement instrumental en spectrométrie de masse pour le diagnostic in vitro en microbiologie clinique

Instrumental development in mass spectrometry for in vitro diagnostic in clinical microbiology

• Auteur / Autrice : Arnaud Vernier
• Direction : Philippe Dugourd, Jérôme Lemoine
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique instrumentale
• Date : Soutenance le 16/01/2014
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Physique et Astrophysique de Lyon (1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Lumière Matière
• Jury : Président / Présidente : Serge Martin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Philippe Charrier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Christian Rolando, Gérard Bolbach

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chromatographie en phase liquide à hautes performances

Équations du mouvement

Ions

Spectrométrie de masse

Mots clés libres

Spectrométrie de masse

Équation de Mathieu

Diagrammes de stabilité

Résonance paramétrique

Éjection simultanée

Mass spectrometry

Mathieu function

Stability diagrams

Parametric resonance

Simultaneous ejection

Résumé

La spectrométrie de masse, en particulier le couplage HPLC/MRM3, est un outil bien adapté au diagnostic in vitro, particulièrement en microbiologie clinique. L’utilisation en routine de cette technologie est cependant tributaire de sa sensibilité et de sa spécificité. Ce travail de thèse a pour objectif d’étudier la possibilité d’éjecter et de détecter simultanément et de façon sélective des ions de ratio masse/charge donnés, ceux-ci étant confinés dans un piège ionique quadrupolaire. Cette approche permet de supprimer les étapes de balayage en masse et d’intégration mathématique du signal en mode MRM3 ce qui permet de gagner à la fois en sensibilité et en spécificité (en diminuant le temps de cycle et en diminuant le rapport signal sur bruit). Cet objectif a été poursuivi premièrement par une étude théorique approfondie des équations du mouvement des ions dans un piège radiofréquence ; deuxièmement par une étude numérique de la stabilité de ces équations et enfin troisièmement par une validation expérimentale de ces résultats théoriques. La présentation de ces trois approches fait l’objet du présent mémoire

Mass spectrometry, and more specifically HPLC/MRM3, is a very suitable tool for in vitro diagnostic. Nevertheless high sensitivity and specificity has to be reached for one to use mass spectrometry as a routine technique in clinical microbiology. The objective of this work is to study the possibility of ejecting, and thus detecting, simultaneously ions several desired m/z ratio stored in a quadrupolar ion trap. This approach allows suppressing altogether the mass scan and mathematical integration stages, leading to an improvement of the signal-to-noise ratio and a decrease of the cycle time which increase both sensitivity and specificity. This objective was carried out by an extensive mathematical and numerical study of the stability of the ions’ motion equation comforted by experimental data