• Langue : Français, Anglais
• Discipline : Optique et lasers, Physico-chimie, Atmosphère
• Identifiant : 2015LIL10205
• Type de thèse : Doctorat
• Date de soutenance : 14/12/2015

Résumé en langue originale

L’émergence de nouvelles sources ambiantes d’ionisation rendent possible l’étude par spectrométrie de masse d’échantillons natifs, sans préparation nécessaire. En combinaison avec des méthodes d’échantillonnage, elles permettent l’identification de biomolécules en conservant leur localisation histologique. Dans ce contexte, nous avons développé deux outils de micro-échantillonnage pour la caractérisation de tissus biologiques. Le 1er est basé sur l’ablation laser par une source impulsionnelle à 532 nm suivie de la capture en goutte du matériel ablatée. Nous avons démontré que l'analyse de biomolécules capturées était possible malgré leur faible absorbance à cette longueur d’onde. Ceci est dû à l’existence d’un mécanisme d’ablation induit par le substrat qui se substitue au processus d’ablation directe entre le laser et l’échantillon irradié. Cette stratégie a été appliquée avec succès à l’étude de protéines et de lipides sur tissu. Le 2nd est un nouvel instrument d’analyse de biomolécules en temps réel. Basé sur l’ablation laser à 2,94 µm - en coïncidence avec une bande d’absorption intense de l’eau - et couplé au spectromètre de masse par un tube d’aspiration, il permet la caractérisation de tissus biologiques ex vivo et in vivo. Les profils moléculaires générés correspondent à des métabolites et des lipides. Le caractère faiblement invasif et indolore de l’irradiation laser a été démontré lors d’études in vivo sur des phalanges d’individus volontaires. Le potentiel de ce dispositif est finalement démontré par une application clinique, le cancer de l’ovaire et le développement de banques de données de profils moléculaires correspondant aux différents grades de la pathologie.

Résumé traduit

Recent advances in ambient ionization sources enable the study by mass spectrometry (MS) of native samples, without any preparation. In combination with sampling methods, they allow identification of biomolecules with respect to their histological localization. In this context, we have developed and explored the potential of two micro-sampling tools for the characterization of biological tissues. The first one consists in the ablation of analytes from biological sample using a ns laser at 532 nm and their subsequent capture in a solvent droplet which can then be analyzed by MS. We demonstrate that analyses are possible, despite the low absorbance of the biological material at this wavelength. This is due to the preponderance of an indirect substrate-mediated ablation mechanism which contrasts with the conventional direct ablation driven by analyte absorption. The second tool is an instrument for real-time analysis of biomolecules. Based on the laser ablation at 2.94 µm in coincidence with a strong absorption band of the water, and coupled to the spectrometer by a transfer line, it provides the ex vivo and in vivo characterization of biological tissue. Molecular profiles generated in real-time show signals corresponding to metabolites and lipids. The low-invasive and virtually painless nature of the laser irradiation was demonstrated through in vivo studies on phalanges of voluntary individuals. Finally, some of the developments made on this tool was dedicated for a clinical application, namely the ovarian cancer, and the development of the databases of molecular profiles corresponding to different grades of the disease.