Analyse isotopique positionnelle pour les sciences forensiques : développement et utilisation de la spectrométrie RMN quantitative 13C and 15N NMR spectrometry

Forensic Research using Isotope Intra-Molecular Experiments : development and use of quantitative 13C and 15N NMR spectrometry

• Auteur / Autrice : Valentin Joubert
• Direction : Gérald Remaud, Serge Akoka
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie analytique
• Date : Soutenance le 30/11/2018
• Etablissement(s) : Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Matériaux, Matières, Molécules en Pays de la Loire (3MPL) (Le Mans ; 2008-2021)
• Partenaire(s) de recherche : COMUE : Université Bretagne Loire (2016-2019)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Chimie Et Interdisciplinarité : Synthèse, Analyse, Modélisation (Nantes)
• Jury : Président / Présidente : Myriam Martino
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Fabrice Besacier, Isabelle Billault, Corinne Buisson

Mots clés

Mots clés contrôlés

Analyse

Explosifs

Lutte contre la drogue

Spectroscopie de la résonance magnétique nucléaire

Mots clés libres

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Résumé

Dans la bataille contre le trafic des stupéfiants, c’est le concept de profilage du produit illicite qui est couramment utilisé comme outil de lutte contre les réseaux de distribution de la drogue. Ce profilage est réalisé à partir des teneurs en impuretés de synthèse, des solvants résiduels, etc. Le projet ANR FRIIME propose de suivre le même objectif en utilisant la teneur isotopique comme marqueur intrinsèque de la molécule cible. Jusqu’à présent seule la teneur moyenne en isotope a été exploitée et mesurée par spectrométrie de masse isotopique (SMRI). En recourant à une technologie innovante utilisant la résonance magnétique nucléaire (RMN), la capacité de mesurer site par site les teneurs isotopiques, donne maintenant accès à de nouvelles informations. Ces travaux de thèse reposent sur l’optimisation d’une séquence multi-impulsionnelle (INEPT) permettant d’améliorer significativement la sensibilité de la RMN 13C et d’assurer un traçage isotopique complet des molécules de taille importante. Ce nouvel outil sera testé sur des échantillons réels de drogue pour lesquels les agents de coupage seront analysés afin d’obtenir un profil isotopique marqueur de leur origine. De nouvelles informations sur les réseaux seront ainsi collectées. Pour la première fois, ce savoir-faire sera également transposé à l’analyse isotopique positionnelle en 15N par RMN quantitative comme contribution pour les analyses d'explosifs comme le 2,4,6-trinitrotoluène (TNT).

In the battle against the illicit drugs market, this is drug profiling which is currently used as a tool to track drugs trafficking routes. Profiling methods can rely on synthetic impurities, residual solvents, etc. In the ANR project FRIIME, the same objective will be pursued but using the intrinsic marker of the isotopic content of the target molecules. So far, only overall isotopic content has been exploited and measured by isotope ratio mass spectrometry (irm-MS). By using innovative methods employing nuclear magnetic resonance (NMR), the study of the position-specific isotopic distribution of the targeted products is now obtained. This work was based on the optimization of a multi-pulse sequence (INEPT) enabling to improve significantly NMR 13C sensitivity in order to ensure full isotopic tracing on large molecules. This new tool will be tested on real samples of drug for which the cutting agents will be analyzed to have an isotopic profile marker of their origin. Then new information on networks will be obtained. For the first time, this knowledge will be transposed to 15N position-specific isotopic analysis by quantiative NMR as contribution for explosives analyses as 2,4,6-trinitrotoluene (TNT).