L'avancement de différentes sphères d'analyse moléculaire demande toujours un plus grand pouvoir d'identification de la matière. Par exemple, l'analyse en LDTD-MS peut être difficile lorsqu'un échantillon contient différentes molécules ayant la même masse (isobares & isomères). La mobilité ionique différentielle est une méthode de séparation de molécules ionisées qui s'avère être un outil additionnel dans le domaine de la spectrométrie de masse pour aider à repousser et/ou augmenter la spécificité et les limites de détection. Ce projet a eu pour but la conception et la caractérisation d'un instrument de mobilité ionique différentielle ayant une géométrie originale et qui est couplé à un système LDTD-MS/MS. L'objectif final est d'améliorer la résolution d'interférences de masses dans un système LDTD-MS/MS. Les configurations planes et coaxiales usuelles produisent la séparation des différentes molécules dans un plan perpendiculaire à l'axe de propagation et nécessitent deux électrodes pour y parvenir. Le concept original mis de l'avant dans ce travail sépare les molécules parallèlement à l'axe de propagation. Toutefois, ceci nécessite l'utilisation d'au moins trois électrodes pour y parvenir plutôt que 2 électrodes pour les configurations planes ou coaxiales. Cette approche a été prise dans l'optique de prolonger le parcours des ions dans les conditions optimales de séparation, tout en limitant les pertes par diffusion. Des simulations numériques ont été réalisées pour concevoir et caractériser une configuration à électrodes multiples. La configuration proposée produit la séparation caractéristique des FAIMS et DMS dans deux régions de dérive distinctes. Ce principe de fonctionnement nécessite des tensions de compensation indépendantes sur la première et la troisième électrodes. La fonction asymétrique (tension de dispersion) est appliquée sur la seconde électrode. Selon la polarité de la tension de dispersion, chaque région bloquera plus facilement des ions ayant un différentiel de mobilité ionique soit positif (∆K+) ou négatif (∆K-). Le mécanisme de séparation est différent de ce qui est réalisé lorsque la séparation est perpendiculaire à l'axe de propagation. Ainsi, un effort particulier a été mis sur la description et l'interprétation des courbes de transmission obtenues. Les concepts de résolution et de pouvoir de résolution, nécessaires à l'évaluation de la performance instrumentale, ont du être redéfinis pour pouvoir s'appliquer aux résultats obtenus. Un montage expérimental empruntant l'électronique d'un FAIMS commercial a été réalisé pour expérimenter la configuration novatrice. Les performances instrumentales ont été évaluées sous deux aspects : la séparation ciblée et la filtration d'interférences non ciblées. Des phtalates ayant des structures chimiques similaires ont été infusés et séparés par l'instrument. Les observations expérimentales concordent avec les résultats obtenus en simulation. Le mécanisme de séparation fonctionne tel que décrit théoriquement. La quantification de la quetiapine dans le plasma est limitée par un interférent sur la transition la plus sensible. Une courbe de calibration a comparé la limite de quantification d'un système LDTD-MS/MS et LDTD-FAIMS-MS/MS. La séparation de cet interférent non-ciblé a permis d'abaisser la limite de quantification d'un facteur 10 par rapport au système LDTD-MS/MS. Cette limite de quantification s'avère à un niveau qui plus bas que ce qui est répertorié dans littérature. / The advancement of different spheres of molecular analysis always requires greater power to identify the material. For example, LDTD-MS analysis can be difficult when a sample contains different molecules with the same mass (isobars & isomers). Differential ion mobility is a method for separating ionized molecules that is proving to be an additional tool in the field of mass spectrometry to help increase specificity and detection limits. The aim of this project was to design and characterize a differential ion mobility instrument with an original geometry that is coupled to an LDTD-MS/MS system. The final objective is to improve the resolution of mass interferences in an LDTD-MS/MS system. The usual planar and coaxial configurations produce the separation of different molecules in a plane perpendicular to the propagation axis and require two electrodes to achieve this. The original concept put forward in this work separates the molecules parallel to the propagation axis. However, this requires the use of at least three electrodes to achieve this rather than 2 electrodes for planar or coaxial configurations. This approach was taken in order to extend the ion path under optimal separation conditions, while limiting diffusion losses. Numerical simulations were performed to design and characterize a multiple electrode configuration. The proposed configuration produces the characteristic separation of FAIMS and DMS in two distinct drift regions. This operating principle requires independent compensation voltages on the first and third electrodes. The asymmetric function (dispersion voltage) is applied on the second electrode. Depending on the polarity of the dispersion voltage, each region will more easily block ions with either a positive (∆K+) or negative (∆K-) ion mobility differential. The separation mechanism is different from what is achieved when the separation is perpendicular to the propagation axis. Thus, a particular effort has been put on the description and interpretation of the transmission curves obtained. The concepts of resolution and resolving power, necessary for the evaluation of the instrumental performance, had to be redefined in order to be applied to the obtained results. An experimental set-up borrowing the electronics of a commercial FAIMS has been realized to experiment the innovative configuration. The instrumental performances were evaluated under two aspects: targeted separation and filtration of untargeted interferences. Phthalates with similar chemical structures were infused and separated by the instrument. The experimental observations are in agreement with the results obtained in simulation. The separation mechanism works as theoretically described. Quantification of quetiapine in plasma is limited by an interferent on the most sensitive transition. A calibration curve compared the limit of quantification of an LDTD-MS/MS and LDTD-FAIMS-MS/MS system. The separation of this untargeted interferent lowered the limit of quantification by an order of 10 compared to the LDTD-MS/MS system. This limit of quantification was found to be at a level that is lower than what is reported in the literature.

Lors des dernières décennies, une diminution de la santé reproductive masculine a été observée dans plusieurs pays industrialisés et illustrés par une diminution de la qualité du sperme, une augmentation de l’incidence des cancers testiculaires, des hypospadias et de la cryptorchidie. Ces symptômes ont été regroupés sous l’appellation du « syndrome de dysgénésie testiculaire » (TDS). Une hypothèse a été émise selon laquelle le TDS est le résultat d'une perturbation de la programmation embryonnaire et du développement gonadique pendant la vie fœtale. Les perturbateurs endocriniens environnementaux seraient en partie impliqués dans l’étiologie du TDS. De ce fait, lors de mes travaux de doctorat je me suis intéressée à l’impact de deux familles de perturbateurs endocriniens environnementaux au niveau de la stéroïdogenèse des cellules de Leydig à savoir : les phtalates et les organochlorés. En effet, j’ai mis en évidence que ces deux familles de composés affectent la stéroïdogenèse des cellules de Leydig par au moins deux voies : le transport du cholestérol via la steroidogenic acute regulatory protein (STAR) et sa conversion en prégnénolone via ADXR pour les deux composés et CYP11A1 pour les organochlorés. J’ai également mis en évidence que ces deux familles de composés affectent différemment STAR, au niveau transcriptionnel pour les phtalates et au niveau post-transcriptionnel voir post-traductionnel pour les organochlorés. Enfin, l’un de mes objectifs était de valider l’absence de toxicité de nouveaux plastifiants en remplacement aux phtalates. Mes études mettent en lumière deux plastifiants verts potentiels en remplacement aux phtalates qui n’induisent pas d’effets néfastes dans les lignées de cellules de Leydig le di-octyl Succinate (DOS) et le hexanediol Dibenzoate (C6DB). / During past decades, a decline in male reproductive health has been observed in many industrialized countries as illustrated by a decrease in sperm quality, and an increased incidence of testicular cancer, hypospadias and cryptorchidism. These symptoms are grouped under the name of testicular dysgenesis syndrome (TDS). It has been hypothesized that TDS is the result of a disruption of embryonic programming and gonadal development during fetal life. Environmental endocrine disruptors were suggested to be partly involved in the aetiology of TDS. Therefore, during my doctoral work I was interested in the impact of two families of environmental endocrine disruptors: phthalates and organochlorines on Leydig cell steroidogenesis. I demonstrated that these two families of compounds affect Leydig cells steroidogenesis at least through two pathways: cholesterol transport (via STAR for both compounds) and the conversion of cholesterol to pregnenolone (via ADXR for both compounds and via CYP11A1 for organochlorines). I also highlighted that these two compounds have different effects on STAR, at the transcriptional level for phthalates and post-transcriptional/post-translational level for organochlorines. Finally, another of my goals was to validate the absence of toxicity of new plasticizers as alternatives to phthalates in Leydig cells. I revealed two potential green plasticizers C6DB and DOS that do not cause adverse effects in different Leydig cell lines.