Analyse pour le Traçage, l’Origine, le Métabolisme par Isotopie et Couplages (ATOMIC)

Nos activités de recherche portent sur le développement de nouvelles approches analytiques et instrumentales permettant l’analyse quantitative et isotopique des éléments (H, C, N, O) ainsi que l’analyse moléculaire de composés organiques.

Notre équipe dispose d’une plateforme instrumentale d’exception, unique en France, réunissant sur un même site des (6) spectromètres de masse de rapports isotopiques (IRMS) et leurs couplages (EA, GC, LC), des spectromètres infrarouge de rapports isotopiques (IRIS), un nouveau spectrométre de masse à haute résolution dédiée à l’analyse isotopique (Iso-orbitrap) couplé à une LC, ainsi qu’un ensemble de spectromètres de masse classiques (GC-MS, LC-MS, IC-MS/MS).

Notre travail de recherche est résolument pluridisciplinaire, basé sur le développement analytique, couvrant la médecine, la biochimie, l’authentification et l’origine des produits naturels, ainsi que les sciences de l’environnement. Nous développons des méthodes de couplages innovants et mettons au point des outils analytiques avancés pour répondre aux enjeux actuels liés à la caractérisation, l’origine et la dynamique des molécules dans les systèmes biologiques, environnementaux et industriels.

Axes de recherche

Biomarqueurs isotopiques et étude de metabolisme

La thématique Biomarqueurs isotopiques et étude du métabolisme développe des approches innovantes fondées sur la mesure ultra-précise des abondances naturelles en isotopes stables pour caractériser les altérations métaboliques associées aux cancers. En combinant GC-C-IRMS, LC-IsoOrbitrap et modèles cellulaires ou cliniques, ces travaux révèlent des signatures isotopiques spécifiques dans les acides gras, les acides aminés ou les flux azotés. Ces biomarqueurs, déjà démontrés dans des tissus tumoraux, des lignées cancéreuses et des essais cliniques, ouvrent la voie à une nouvelle génération d’outils pour la stratification, le suivi thérapeutique et la détection précoce des cancers.

 

Développements de méthodes isotopiques

Le développement de méthodes isotopiques porte sur la conception de nouveaux couplages analytiques pour l’analyse isotopique, tels que des interfaces dédiées à la mesure isotopique globale d’un échantillon (développement de l’EA-Laser), l’analyse isotopique multi-élémentaire (15N, 2H, 13C, 18O) de composés  spécifiques au sein de matrices complexes, ou encore l’analyse isotopique position-spécifique (PSIA) développée par LC-IsoOrbitrap, permettant d’analyser des composés à très faible concenrations (pmol).

Authentification et origine des produits naturels

L’authentification et la détermination de l’origine des produits naturels constituent un axe historique du laboratoire, fort de plus de 30 ans d’expertise. Cet enjeu sociétal majeur répond aux besoins croissants des consommateurs et des industriels en matière de traçabilité et de garantie d’authenticité. Notre approche repose sur la caractérisation approfondie de matières premières et de mélanges complexes (huiles essentielles, produits aromatiques) grâce à des couplages isotopiques, chiraux et de masse, dont les données sont intégrées dans des modèles statistiques pour identifier des marqueurs fiables de naturalité.

 

Applications environnement

 

Les applications en environnement exploitent les signatures isotopiques pour comprendre l’évolution de notre planète au fil des millénaires, les variations climatiques, les dynamiques géologiques ou zones sismiques. Elles permettent également d’évaluer l’impact des activités humaines sur les systèmes naturels. Ce thème de recherche contribue ainsi à une caractérisation fine des processus environnementaux et à la production d’indicateurs fiables pour le suivi et la préservation des écosystèmes.

 

Projets de recherche

PLBIO 2024-2028

Identification of new biomarkers

for the Li-Fraumeni syndrome

ISOPALIN 2024-2028

Isotopic approaches to reconstruct the growth media of flax fibres in ancient Egypt

AAP 2024

Iso-Orbitrap acquisition

PHC Nusantara 2025-2026 Indonesian ginger

 authentication

PIRALAD 2024-2027

Mission interministérielle de lutte contre les drogues et les conduits addictives

CLIMS 2023-2026

Climate crisis decodes

by salt grain

 

Capacités expérimentales et instrumentales

3 spectromètres de masse Quadripolaire (Agilent 5975) dont un équipé de chromatographie bidimensionnelle

4 systèmes de chromatographie en phase gazeuse Agilent (6890/7890/8890) détection FID, dont un est équipé de chromatographie bidimensionnelle

1 système de chromatographie en phase liquide Agilent 1260 Infinity II, détection UV-Visible

1 système de chromatographie en phase liquide Agilent 1200 détection LC-MSD

1 système d’injection par espace de tête (head-space)-Analyse élémentaire organique Microanalyseurs CHN (ISA CNRS). Analyseur CHN Vario Pyro cube Elementar. Analyseur Carbone Soufre SC144 Leco. Analyseur COT/CI Enviro TOC Elementar

-Analyseur à haute températures : Oxygène-azote EMGA 620W Horiba, Carbone Soufre INDUCTAR Elementar

-Analyseur traces de Cl, Br, F, S : AQF100 (Mitsubishi)-IC Integrion (Thermo Scientific)

-Couplage Chromatographie ionique ICS 5000 – spectromètre de masse triple quadripôles Fortis Thermo Fisher (IC-MS/MS) , Chromatographie ionique ICS 6000

-Couplages EA-IRMS : Flash HT (C/N Elemental analyzer) -Delta V Plus et TC/EA (analyseur élémentaire H/O) -Delta V advantage (Thermo Scientific).

-couplages GC-IRMS (Thermo Scientific) Trace GC Ultra – interface GC Combustion III – Delta V Advantage IRMS (Thermo Scientific), GC Trace 1310 – ISQ MS- interface GC Isolink II – Delta V Plus IRMS (Thermo Scientific)

-couplages GC-IRMS (Elementar): GC 6890N GC (Agilent)– interface GC5 MK1– Isoprime100 GV IRMS, GC 7890A GC (Agilent) – interface GC5 MK1 – Isoprime100 GV IRMS

-Spectroscopie infrarouge à rapport isotopique (IRIS) : Laser 2H-18O IWA-45-EP H2O OA-ICOS (LGR/ABB) 13C-18O CCIA-38-EP CO2 OA-ICOS (LGR/ABB).

Personnels

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Publications (sources HAL)

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