Thèmes de recherche

Spectrométrie de masse : instrumentation, chimie des ions en phase gazeuse, thermochimie, activation des ions, préparation douce des ions, non-covalents et application de la haute résolution en métabolomique, en sciences légales, sécurité, environnement et détection de dopage.

Recherche Actuelle

Les travaux qui suivent ont été développés par mon ancienne équipe (S. Alves, H. Dossmann, C. Charvy, D. Lesage, H. Nedev, M. Surrugue, P. Colomby et A. Warnet, bénévole) qui est désormais sous la direction de R. Cole. Le rôle d’une part des doctorants, des post-docs et professeurs invités est indéniable dans les travaux d’aujourd’hui :

1. Instrumentation

(i) Développement d’ionisation contrôlée par couplage source d’ionisation Penning/FT-ICR. (ii) Modélisation du couplage piège cubique/piège linéaire et modification de cellule ETD d’un LTQ en source IE. (iii) Optimisation du couplage DESI/LQT/Orbitrap.

2. Fondamental.

Travaux basés sur l’énergie interne des ions en ESI, la thermochimie (acidité/basicité en phase gazeuse), et la théorie RRKM (programme MassKinetic). 
(a) Energie interne des espèces moléculaires chargées : (i) construction d’une banque de données MS/MS en métabolomique et d’un algorithme pour l’élucidation structurale des composés inconnus. (ii) Applications directes dans les domaines de l’environnement, de la sécurité et des sciences légales ainsi que de dans le domaine du dépistage de dopage.
(b) Réactivité chimique et catalyse en phase gazeuse : recherche d’intermédiaires réactionnels par utilisation de réactions en tandem ESI-CAR/CAR et ESI-CAR/CID (réactivité organométallique en phase gazeuse).
(c) Prédiction de formation et de dissociations compétitives de dimères hétérogènes déprotonés : (i) application aux mesures d’échelles d’acidités en phase gazeuse. (ii) Accès aux termes E° et A de l’équation d’Arrhénius par activation BIRD.
(d) Activation des ions et détermination de structures de biomolécules : un moyen de générer des réactions à charge piégée par production in situ de radicaux (i) à l’aide de métaux de transition ; mis en évidence de zwitterion en phase gazeuse ; (ii) par capture d’électron (ECD). (iii) par détachement d’électrons (EDD) et (iv) par activation électronique verticale (EID).
(e) Biosystèmes non-covalents stabilisés par formation de pont salin et liaisons hydrogènes : (i) peptide/peptides. (ii) protéines/proteines ; (iii) sites d’interaction et de stabilité de complexes protéine/inhibiteur et aussi (iv) complexes ss(ds)ADN/principe actif et ADN/peptides ;

3. Retombées pour l’étude structurale et analytiques de biomolécules.

(a) En métabolomique par l’utilisation de (i) nouveaux modes d’ionisation, (ii) mesures de masses précises et compositions élémentaires, (iii) modes d’activation ergodique, (iv) traitement de données et de banque de données MS/MS « universelles ».
(b) Analyse de protéines et de toxines vers les problèmes de sécurité et d’environnement, application du mode pyrolyse/Ionisation par FT/MS avec différentes d’activation.

Résultats Récents

Instrumentation

Les applications faites dans la détection d’agent chimiques et d’explosifs impliquent : (i) l’ionisation douce implantée sur le tandem hQH/FT-ICR. (ii) Optimisation du couplage piège cubique/piège linéaire et application de la modification de la cellule ETD d’un LTQ. (iii) le couplage des modes DESI, DART et PaperSpray sur le tandem LQT/Orbitrap.

2. Fondamental. 

(a) Energie interne des espèces moléculaires chargées : (i) exercices inter laboratoire après la mise au point de règles strictes de l’enregistrement de spectres CID pour la mise en place d’une banque de données MS/MS en métabolomique et en sécurité civile, (ii) utilisation de la mise au point d’un algorithme pour l’élucidation structurale d’agents chimiques. (iii) annotation de spectres en métabolomique dans le dépistage de dopage de chevaux.
(b) Intermédiaires de réactions catalysées en phase gazeuse impliquant (i) la réactivité organométallique en phase gazeuse ; (ii) modélisation du mécanisme de la cycloaddition [2+1] entre un alcyne et le norbornadiène avec Pd(II). (ii) Structure et de réactivité de forme réduite XMg (η2-O2C)- et (iii) Accès des termes E° et A de l’équation d’Arrhénius par activation BIRD dans le cas de la réaction de cyclisation de Panson-Khand.
(c) Prédiction de la formation et des dissociations compétitives de dimères hétérogènes protonés ou déprotonés : (i) échelles d’acidité d’acides aminés acides et (ii) de phénols substitués, et (iii) de stéroïdes œstrogènes.
(d) Activation des ions et détermination de structures de biomolécules par production in situ de réactions radicalaires (i) mise en évidence de zwitterion à partir de peptides en phase gazeuse ; la réduction énantiosélective et la distinction d’amino acides chiraux ; (ii) lors de capture d’électron –ECD- (distinction de cyclo peptides diastéréoisomères ; rôle des conformations de peptides lasso en phase gazeuse dans la spécificité du transfert de H• au d’ECD) ; (iii) par détachement d’électrons (EDD) et (iv) par activation électronique (EID) à partir de brins d’ADN multidéprotonés.
(e) Stabilité de biosystèmes non-covalent : (i) interactions par pont salin peptide/peptides, (ii) sites d’interaction et de stabilité de complexes non covalent protéine/inhibiteur ; (ii) Analyse des dissociations de l’ADN et des complexes ss(ds)ADN/principe actif et peptides ( Interaction par ponts salins et liaisons hydrogènes : une application des échelles d’acidités et de basicité sur la stabilité de complexes peptides-ADNSS/ds).

3. Retombées pour l’étude structurale et analytiques de biomolécules.

(a) Développement en métabolomique : (i) pour des analyses en haut débit à l’aide de nouveaux modes d’ionisation douce (Penning et jets supersoniques), mesures de masses précises, de traitement de données, banque de données MS/MS) ; (ii) Evaluation d’un spectromètre de masse à transformée de Fourier, le LTQ/Orbitrap pour la quantification des métabolites d’extraits cellulaires.
(b) vers des détections fines dans les domaines de sécurité, de dopage ett d’environnement : (i) analyse de protéines et de toxines, application du mode pyrolyse/Ionisation Penning de toxines et de bactéries ; (ii) caractérisation de cobra-toxines par FT/MS avec différentes d’activation ; de ricine par couplage immuno-affinité/MS. 
 (c) Utilisation de pairs d’ions pour améliorer la séparation chromatographique et la sensibilité ESI

Parcours Scientifique

• Etudes à l’Université d’Orsay (Paris XI)
• Thèses de doctorat de 3ème cycle et d’Etat à l’Université d’Orsay (Paris XI) sous la direction de H. E. Audier.
• Stage post-doctoral à l’EPFL à Lausanne (Suisse) sous la direction de T. Gaumann.

Publications Récentes

1. Charge state effect on zwitterion influence on stability of non‐covalent interaction of ssDNA with peptides. S. Alves, A. Woods, J.-C. Tabet, J. Mass Spectrom. 42 (2007) 1613.
2. Direct Introduction of Biological Samples into a LTQ‐Orbitrap Hybrid Mass spectrometer as a Tool for Fast Metabolome Analysis. G. Madalinski, E. Godat, S. Alves, D. Lesage, E. Genin, P. Levi, J. Labarre, J.-C. Tabet, E. Ezan, C. Junot, Anal. Chem. 80 (2008) 3291.
3. DsDNA/drug interaction by ESI/FT ICR : dissociation orientation relates to stabilizing salt bridges. Y. Xu, C. Afonso, R. Wen, J.-C. Tabet., J. Mass Spectrom. ; 43 (2008) 1531.
4. Internal energy distribution of peptides in electrospray ionization : ESI and collision-induced dissociation spectra calculation, A. Pak, D. Lesage, Y. Gimbert, K. Vékey, J.-C. Tabet, J. Mass Spectrom., 43 (2008) 447.
5. Gas‐phase study of phenylacetylene & norbornadiene on a Pd(II) phosphinous acid complex : importance of the introduction order of the organic partners. R. Thota, D. Lesage, Y. Gimbert, L. Giordano, S. Humbel, A. Milet, G. Buono, J.-C. Tabet, Organometallics 28 (2009) 2735.