Développements méthodologiques et validations expérimentales dans le cadre de l’analyse isotopique par RMN-¹³C

Methodological developments and experimental validations for isotopic ¹³C NMR

• Auteur / Autrice : Sophie Renou
• Direction : Serge Akoka
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie analytique
• Date : Soutenance le 16/12/2022
• Etablissement(s) : Nantes Université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Matière, Molécules Matériaux et Géosciences (Le Mans)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Chimie Et Interdisciplinarité : Synthèse, Analyse, Modélisation (Nantes)
• Jury : Président / Présidente : Mary Elliot
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Gérald Remaud, Sabine Bouguet-Bonnet
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Pierre Cartigny, Philippe Lesot

Mots clés

Mots clés contrôlés

Analyse par dilution isotopique

Résonance magnétique nucléaire

Mots clés libres

Développement de séquence

Facteur de correction

Sequence development

Correction factor

Résumé

La RMN isotopique du ¹³C est utilisée depuis de nombreuses années afin de déterminer la distribution isotopique au sein d’une molécule. Ces informations permettent notamment de connaitre l’origine géographique ou la naturalité d’un composé. Les résultats donnés par la RMN sont uniquement relatifs et demandent à être corrigés. De plus, le développement de nouvelles séquences RMN a permis de gagner en sensibilité mais au détriment de la justesse. Afin d’obtenir la justesse appropriée, des facteurs de correction doivent donc être mis en place. Ces travaux de thèse portent sur le développement d’une séquence multidimensionnelle RMN ¹³C isotopique plus sensible permettant ainsi de réduire le temps d’analyse et/ou la quantité de produit analysable. Cette nouvelle séquence a permis de mener à bien deux projets de recherche innovant portant sur : (i) la discrimination de produits alimentaires entre une culture biologique et conventionnelle et (ii) la compréhension de l’évolution climatique à travers les cernes des arbres. Les résultats de cette séquence étant uniquement relatifs, une méthodologie basée sur des facteurs de correction a été mise en place afin de donner des résultats justes et accessibles à toute la communauté isotopique. En parallèle, un développement méthodologique a porté sur la correction de la RMN ¹³C isotopique pour obtenir des résultats indépendants de la sonde utilisée.

¹³C-NMR has been used for many years to determine the isotopic distribution within a molecule. This information allows to know the geographical origin or the naturalness of a compound. The results given by NMR are only relative and need to be corrected. Moreover, the development of new NMR sequences has allowed to gain in sensitivity but at the expense of trueness. In order to obtain the appropriate trueness, correction factors must be implemented. This thesis work focuses on the development of a more sensitive multi-dimensional ¹³C isotopic NMR sequence that allows to reduce the analysis time and/or the amount of analyzable product. This new sequence has allowed to carry out two innovative research projects concerning: (i) the discrimination of food products between organic and conventional crops and (ii) the understanding of climate evolution through tree rings. The results of this sequence being only relative, a methodology based on correction factors has been set up in order to give accurate results accessible to the whole isotopic community. In parallel, a methodological development was made on the correction of ¹³C isotopic NMR to obtain results independent of the probe used.