Ces travaux de thèse sont consacrés au développement de nouvelles méthodologies pour l’analyse structurale et quantitative de composés isomères ou isobares en mélange par spectrométrie de masse en tandem (MS/MS) ainsi que par la technique des ions survivants (SY). À l’aide de cette technique, nous avons développé une méthode de « purification collisionnelle en phase gaz » consistant à purifier un composé par fragmentation sélective du contaminant isomère ou isobare afin de permettre l’analyse structurale et quantitative du composé d’intérêt. Nous avons montré que cette approche peut être utilisée avec succès à la fois lors de l’étape d’excitation collisionnelle (CID) d’une expérience MS/MS, mais également lors du processus d’ionisation (in-source CID). Utilisant cette approche MS/MS sur une fenêtre de 15 m/z, nous avons ainsi pu quantifier, par la méthode de l’étalon interne, un peptide trypsique malgré la présence d’un contaminant isobare. L’optimisation des performances de quantification pour la technique SY a ensuite été étudiée sur des peptides isomères topologiques en mélange et comparée à l’analyse par microscopie infrarouge. Parmi les alcalins, alcalino-terreux et métaux de transition testés, nous avons obtenu les meilleurs résultats avec les adduits au césium. Des résultats comparables à la technique infrarouge ont confirmé la pertinence de notre approche avec de surcroît de meilleures performances analytiques, en particulier en terme de rapidité d’exécution, de sensibilité, d’erreur de prédiction et de limite de quantification. / This PhD work focused to the development of new methodologies for the structural and quantitative analysis of isomers or isobars compounds in mixture using tandem mass spectrometry (MS/MS) and the Survival Yield technique (SY).Using this technique, we have developed a method of « gas phase collisional purification » of purifying a compound by selective fragmentation of the isomeric or isobaric contaminant to allow the structural and quantitative analysis of the compound of interest. We have shown that this approach can be used successfully both during the collisional excitation step (CID) of a MS/MS experiment, but also during the ionization process (in-source CID). Using this MS/MS approach on an isolation window of 15 m/z, we were able to quantify, by the internal standard method, a tryptic peptide despite the presence of an isobaric contaminant.Optimization of quantification performances for the SY technique was then studied on topological isomeric peptides in mixture and compared with infrared microscopy analysis. Among the alkali, alkaline earth and transition metals tested, we obtained the best results with cesium adducts.Results comparable to the infrared technique confirmed the relevance of our approach with, moreover, better analytical performances, in particular in terms of speed of execution, sensitivity, prediction error and limit of quantification.

Le développement de nouveaux donneurs d’oxyde nitrique (NO) dans le traitement chronique des maladies cardiovasculaires nécessite l’étude de leur biodisponibilité après administration par voie orale. Les S-nitrosothiols (RSNOs) apparaissent d’intéressants candidats médicaments pour ce faire, et l’étude de leur perméabilité intestinale est une première étape indispensable. Il est nécessaire de disposer d’une méthodologie analytique suffisamment sensible et sélective, en particulier permettant de différencier entre la production endogène de NO, l’apport alimentaire en ions nitrites et nitrate et le médicament lui-même. Nos travaux de thèse ont consisté à utiliser le S-nitrosoglutathion (GSNO) comme modèle après son marquage par l’isotope stable 15 de l’azote (15N). La dérivation du 15NO libéré par deux méthodes conventionnelles (méthode de Griess conduisant à la formation d’un adduit azoïque ; réaction avec le 2,3-diaminonaphtalène (DAN) formant l’adduit 2,3-naphtotriazole (NAT)) et l’étude de la fragmentation en spectrométrie de masse tandem (MS/MS) des deux adduits correspondants ont mené à sélectionner la dérivation par le DAN comme étant la plus sensible. Une transition originale résultant de la fragmentation du NAT en mode Higher-energy Collisional Dissociation (HCD) au lieu du mode conventionnel Collisionally Induced Dissociation (CID) a été mise en évidence ; elle permet d’atteindre une limite de quantification de 5 nM (soit 20 fois plus basse que celle offerte par la fluorescence). La méthode LC-MS/MS a été validée et appliquée à l’étude de la perméabilité intestinale du GS15NO par deux modèles : l’un in vitro (monocouche de cellules épithéliales type Caco-2), l’autre ex vivo (intestin de rat isolé (ileum) dans une chambre de Ussing). Les valeurs de perméabilité apparente calculées à partir des concentrations des métabolites du GS15NO (ions nitrites, nitrates et RSNOs) le classent comme un médicament de perméabilité intermédiaire. En outre, des études sur les mécanismes de dénitrosation du GSNO ont été menées sur intestin isolé, démontrant en particulier le rôle d’enzymes telles que la γ-glutamyltransférase et la protein disulfide isomerase / The development of innovative nitric oxide (NO) donors for the chronic treatment of cardiovascular diseases implies their bioavailability studies after oral administration. S-nitrosothiols (RSNOs) look interesting drug candidates for this purpose and evaluating their intestinal permeability appears the first step to be realized. Thus, an analytical method offering high sensitivity is needed; moreover this method should be selective by differentiating between the endogenous production of NO, the intake of nitrite and nitrate ions via the diet, and the drug itself. Our work consisted in using S-nitrosoglutathione (GSNO) labeled with the stable nitrogen isotope 15 (15N) as a model. Released 15NO species were derivatized by two conventional methods: Griess method leading to the formation of an azo adduct; reaction with 2,3-diaminonaphthalene (DAN) producing 2,3-naphtotriazole (NAT); fragmentation studies of the two adducts by tandem mass spectrometry (MS/MS) allow the selection of DAN method because it provides the highest sensitivity. An original transition resulting from the NAT fragmentation in Higher-energy Collisional Dissociation (HCD) mode instead of the conventional Collisionally Induced Dissociation (CID) mode was pointed out and permitted to reach a limit of quantification of 5 nM (20 fold less than when using fluorescence). The LC-MS/MS method was validated and applied to the GS15NO intestinal permeability studies with two models: in vitro (a monolayer of Caco-2 epithelial cells), and ex vivo (isolated intestine of rat (ileum) in an Ussing chamber). The apparent permeability values calculated with concentrations of GS15NO metabolites (nitrite, nitrate ions and RSNOs) classify it as a middle permeable drug. Studies on GSNO denitrosating processes using isolated rat intestine demonstrate that the enzymes γ-glutamyltransferase and protein disulfide isomerase play a pivotal role

La matière organique particulaire (POM) des aérosols atmosphériques présente une composition chimique particulièrement complexe. Au mieux, seulement 20 % en masse des particules parviennent à être identifiés par les techniques de spéciation moléculaire. D'autre part, les méthodes d'analyse globale conduisent à une simplification importante de la matrice et par conséquent à une perte d'informations. Les travaux menés au cours de cette thèse s'inscrivent dans un objectif de développement de méthodes d'analyse chimique innovantes et complémentaires, permettant une meilleure connaissance et une meilleure compréhension de la fraction organique des aérosols atmosphériques. Trois méthodes d'analyse fonctionnelle par spectrométrie de masse tandem (MS/MS) ont été mises au point, pour la détermination quantitative des fonctions chimiques carboxyliques (RCOOH), carbonyles (R-CO-R') et nitros (R-NO2). Dans les trois cas, la précision des mesures a été estimée par le calcul de la variabilité obtenue pour l'analyse de 25 mélanges références constitués de 16 à 31 composés selon la fonction étudiée, dans des proportions différentes d'un mélange à un autre. Le résultat de cette étude statistique montre une erreur analytique inférieure à 20 % pour chacune des trois fonctions. Les limites de détection (de l'ordre de 0,005 mM) et la gamme de linéarité (0,01 - 0,5 mM) ont permis d'appliquer les méthodes développées sur des échantillons d'aérosols organiques secondaires produits en chambre de simulation, d'aérosols à l'émission, et sur des aérosols atmosphériques. Les résultats obtenus sont cohérents avec la littérature et notre connaissance actuelle des aérosols. Plusieurs pistes de réflexion sur l'utilisation des méthodes développées sont enfin présentées et montrent l'intérêt de cette nouvelle approche en termes d'études des sources et de vieillissement de l'aérosol.