Caractérisation de la composition moléculaire de ressources naturelles - Développement d'une approche quantitative non ciblée par RMN

Chemical profiling of natural resources - Development of a non-targeted quantitative approach using NMR.

• Auteur / Autrice : Lauriane Lenen
• Direction : Pedro Lameiras, Jean-Hugues Renault
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Inscription en doctorat le 01/11/2024
• Etablissement(s) : Reims
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences Fondamentales et Santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : ICMR - Institut de Chimie Moléculaire de Reims

Mots clés

Mots clés libres

Substances naturelles

Ingrédients biosourcés

Profilage chimique

Déréplication

Quantification

Résonance Magnétique Nucléaire

Natural products

Bioingridients

Chemical profiling

Dereplication

Quantification

Nuclear Magnetic Resonance

Résumé

Les ingrédients biosourcés sont des mélanges moléculaires complexes issus principalement de biomasses végétales (ex : plantes aromatiques et médicinales, ressources brutes ou co-produits agricoles, sylvicoles, viticoles). La caractérisation moléculaire de ces ressources est une étape importante pour déterminer leur potentiel de valorisation, identifier les composés actifs, orienter les conditions d'extraction et s'assurer de la non-toxicité du produit fini. C'est dans ce contexte que NatExplore développe des stratégies analytiques innovantes pour le profilage phytochimique d'ingrédients naturels. NatExplore utilise en particulier une technologie originale qui repose sur l'exploitation de données de Résonance Magnétique Nucléaire (RMN), permettant d'obtenir la composition moléculaire globale et détaillée d'extraits naturels. Aujourd'hui cette technologie est très robuste en terme de caractérisation, mais elle ne permet pas de préciser la concentration des molécules détectées, simultanément au processus d'identification. L'objectif de ce travail de thèse sera de faire évoluer la technologie en une approche quantitative. Ce travail nécessitera de combiner des développements méthodologiques conséquents en spectroscopie RMN, en sciences séparatives et en chimiométrie afin de contribuer activement à la mise en place d'outils quantitatifs de profilage chimique d'échantillons naturels par RMN, et de rendre ces outils utilisables en routine sur tous types d'extraits.

Bioingredients are complex molecular mixtures mainly derived from plant biomasses (e.g., aromatic and medicinal plants, raw resources or agricultural, forestry, and viticulture by-products). Molecular characterization of these resources is a crucial step to determine their valorization potential, identify active compounds, guide extraction conditions, and ensure the non-toxicity of the final product. In this context, NatExplore develops innovative analytical strategies for the phytochemical profiling of natural ingredients. NatExplore specifically uses an original technology based on the exploitation of Nuclear Magnetic Resonance (NMR) data, which allows to obtain the overall and detailed molecular composition of natural extracts. Currently, this technology is very robust in terms of characterization, but it does not allow for specifying the concentration of detected molecules simultaneously with the identification process. The objective of this PhD work will be to develop this technology into a quantitative approach. This work will require combining significant methodological developments in NMR spectroscopy, separation sciences, and chemometrics to contribute to the implementation of quantitative tools for the chemical profiling of natural samples by NMR, making these tools usable on a daily basis for all types of extracts.