Cette thèse a pour objectif le développement d'une technologie de tri cellulaire reposant sur le principe de la chromatographie d'affinité, pour des applications médicales. Pour cela les mécanismes gouvernant la capture spécifique des cellules dans une colonne chromatographique ont été étudiés. Dans un premier temps une étude sur un système modèle met en évidence le rôle prépondérant de l'étape de transport permettant la rencontre entre les cellules et la surface de capture. Le transport est principalement assuré par la sédimentation des cellules. Cela implique que la vitesse d'écoulement dans la colonne est un paramètre déterminant pour optimiser cette étape de rencontre. La capture de cellules est ensuite étudiée dans son ensemble : la rencontre et la formation du lien spécifique. Selon la vitesse d'écoulement deux régimes se distinguent. Pour des vitesses inférieures à 10-3 m.s-1 la cinétique de capture est gouvernée par la cinétique de rencontre. Pour des vitesses plus élevées toutes les rencontres n'aboutissent pas à une capture spécifique. La cinétique de capture est alors limitée par le transport et par la formation du lien. Cette étude expérimentale permet de dimensionner la technique de tri par chromatographie selon les besoins de l'application considérée. En particulier le tri à grande échelle (jusqu'à 1012 cellules) par chromatographie d'affinité est envisageable en ce qui concerne la durée de séparation et les dimensions de la colonne. / Development of cell sorting system based on affinity chromatography for medical application is the goal of this thesis. We study mechanisms responsible for specific cell capture in chromatographic column. First an experimental study on system model emphasize the importance of the transport step, which allows the encounter between cells and surface of capture. Cell sedimentation in the main way of transport. That means flow velocity is a key parameter to optimize this transport step. Then the whole cell capture is studied : encounter and specific link formation. Depending on the flow velocity, there are two regimens. Until a velocity of 10-3 m.s-1, kinetics of capture is governed by encounter kinetics. For higher velocity, only fraction of encounters leads to cell capture. The capture kinetics depends not only on transport, but also on kinetics of formation of specific link. This experimental study allows us to design cell affinity chromatography depending on the need of each application. Especially, cell sorting at industrial scale is conceivable concerning the separation duration and column dimensions.

La présente étude s’inscrit dans le contexte post-Fukushima et avait pour objectif la mise en place d’une méthode d’analyse pour identifier et quantifier, rapidement, des radionucléides émetteurs alpha et bêta, en situation post-accidentelle, dans les échantillons de l’environnement. La première étape de l’étude a permis de dresser la liste des radio-isotopes émetteurs alpha et bêta susceptibles d’être rejetés dans l’environnement suite à un accident nucléaire. Dans une deuxième étape, un protocole d’analyse rapide a été développé pour 17 radio-isotopes de U, Th, Pu, Am, Np et Sr. L’objectif était d’automatiser l’étape de séparation radiochimique et de la coupler à la mesure. La séparation est réalisée en employant des colonnes contenant les résines d’extraction, TEVA®, TRU et Sr. La mesure est effectuée par ICP-MS (spectrométrie de masse à plasma induit) et dans certains cas par compteur proportionnel à gaz pour quantifier le radiostrontium (89Sr et 90Sr). D’excellentes performances analytiques ont été obtenues, lors de la mesure hors-ligne, pour des échantillons d’eaux (robinet, rivière et mer) et solides (sols et filtres d’aérosols), après une minéralisation par four à micro-ondes ou par fusion alcaline suivie d’une co-précipitation avec Ca3(PO4)2. Ces performances sont caractérisées par des rendements de récupération compris entre 70 % et 100 % et des écarts types entre 5 % et 10 %. Le protocole de séparation a été ensuite automatisé et transposé en mode couplage en ligne avec l’ICP-MS. Les paramètres opératoires ont été optimisés avec un plan d’expériences, défini et exploité avec le logiciel Minitab®. Après optimisation du protocole, l’automatisation et le couplage de la séparation permettent de quantifier rapidement, en 1,5 h par échantillon, U, Th, Pu, Am, Np et Sr et de gagner un facteur 20 sur les limites de détection des radio-isotopes artificiels. / The present study follows the Fukushima power plant accident and aimed to develop an analytical method to achieve, during an emergency situation, a rapid identification and quantification of alpha and beta emitters in environmental samples. The first step of this study allowed us to list the alpha and beta emitters which can be released in the environment in case of a nuclear accident. The second step aimed towards the development of a rapid analysis method to quantify 17 radionuclides of U, Th, Pu, Am, Np and Sr. The main objective was the automation of the radiochemical separation step and its coupling for the measurement. The separation is performed using columns containing extraction resins, namely TEVA®, TRU and Sr. The measurement is performed using an ICP-MS (inductively coupled plasma mass spectrometry) and in some cases a gas proportional counter to quantify radiostrontium (89Sr and 90Sr). Excellent figures of merit were obtained, off line, with water (tap, river and sea water) and solid matrices (soil and aerosol filters), after a micro-wave digestion or an alkaline fusion dissolution followed by a Ca3(PO4)2 coprecipitation. The proposed analytical strategy showed yields between 70 % and 100 % and standard deviations between 5 % and 10 %. The newly developed separation method was then automated and coupled on-line to ICP-MS. The operating parameters were optimized using a design of experiments and the results were processed with Minitab®. The optimized automated separation coupled on-line to the ICP-MS allows the rapid quantification, in 1.5 h per sample, of U, Th, Pu, Am, Np and Sr with detection limits gain as high as 20 times for artificial radionuclides.

L'amélioration du contrôle des procédés est un besoin industriel permanent. Depuis les années deux-milles se développe un nouveau concept d'analyse industrielle en ligne consistant à mettre en oeuvre des micro-systèmes standardisés modulaires implantés au plus près des procédés. La micro-chromatographie en phase gazeuse occupe une place de choix parmi l'ensemble des systèmes analytiques qualitatifs et quantitatifs utilisés pour le contrôle des procédés. Jusqu'à ce jour, cette technologie n'est utilisable que pour des échantillons gazeux. Le présent travail, effectué dans le cadre du FUI INNOVAL, a pour objectif de lever le verrou technologique que constitue l'injection des liquides dans les μ-GC. Après une étude approfondie des performances des vannes commerciales d'injection de liquide (HPLIS, ROLSI) nous avons développé, avec la contribution de la Sté SRA, une nouvelle vanne nommée OLIS. Des applications industrielles illustrant l'utilisation de ces vannes ont été ensuite étudiées. Nous pouvons citer l'analyse qualitative de coupes pétrolières légères et lourdes, l'analyse quantitative d'impuretés à l'état de trace dans une matrice lourde d'un précurseur de synthèse du nylon et enfin la quantification simultanée du CO/CO2 en phase gazeuse et liquide (solution aqueuse de monoéthanolamine). Cette dernière application a été réalisée grâce à un banc d'essai simulant l'opération de captage du CO2 émis par les installations sidérurgiques / Improving process control is a continuous industrial need. Since the early twothousand years, a new concept online industrial analysis consisting in implementing standardized modular micro-systems implanted as close processes appeared. The gas microchromatography occupies a special place among all the qualitative and quantitative analytical systems used for process control. Until today, this technology can only be used for gaseous samples. The present work aimed to help overcome the technological barrier that constitutes the injection of liquids in µ-GC. To this end, we conducted a comprehensive study of the performance of liquid injection valves HPLIS, ROLSI and OLIS. Two of them (HPLIS and ROLSI) gave satisfaction. The OLIS valve also gave satisfactory results but is still developing. Among the surveyed industrial applications demonstrating the use of these valves, we can quote the qualitative analysis of light or heavy petroleum fractions, quantitative analysis of impurities in trace amounts in a heavy matrix, and more elaborate way, simultaneous quantification of CO/CO2 gas and liquid phase during an absorption reaction of a mixture of these compounds with an aqueous solution of MEA

Le travail présenté ici s'est penché sur les problèmes rencontrés sur ce type d'études protéomiques, et sur les solutions qui peuvent être explorées pour améliorer le débit d'évaluation des candidats biomarqueurs. Les peptides à méthionine sont généralement évités en raison de leur sensibilité à l'oxydation. Cependant, il semblait intéressant d'étudier leur modification endogène pouvant affecter les processus biologiques. Une première évaluation de l'impact de l'oxydation des apolipoproteins dans le cas de la maladie d'Alzheimer, a permis de mettre de côté ce biomarqueur potentiel, et de faire apparaître un certain nombre de problèmes liés au prélèvement et au stockage des échantillons biologiques. L'évaluation de dispositifs DBS (Dried Blood Spot) et Vivid à partir d'un panel de 32 protéines sanguines a permis de fournir une première solution envisageable pour maîtriser ces problèmes. Par la suite, un nouveau mode de quantification des peptides appelé MRM3 a été utilisé pour dépasser la complexité de la matrice biologique, et fournir une évaluation fiable des niveaux de concentration de 2 protéines plasmatiques, la C-Reactive protein et la TIMP-1, ainsi que 2 protéines urinaires, l'aquaporin-2 et la podocin. Pour améliorer la sensibilité d'analyse et réduire les coûts de solvants nécessaires aux analyses, l'évaluation d'une plate-forme de micro-chromatographie a été réalisée par comparaison à une plate-forme narrow-bore. Cette étude a permis de mettre en évidence l'impact important de l'effet matrice sur le processus analytique, nécessitant de développer de nouvelles stratégies de travail. Enfin, afin de réduire la complexité de l'échantillon, l'évaluation de cartouches d'extraction en phase solide à base de large taille de pores a été réalisé, et un protocole développé a permis d'analyser avec succès des enzymes contenus dans un échantillon de lessive commerciale. De plus, la durée nécessaire à la préparation d'échantillons biologiques a pu être fortement réduite en combinant une digestion rapide assistée par température combinée au dessalage en ligne, afin de permettre l'analyse quantitative des protéines qu'il contient seulement quelques heures après son arrivée au laboratoire / Over the past decade, interest in the use of biomarkers in clinical studies has greatly increased. Quantification of a candidate protein biomarker in complex samples (eg. plasma) requires targeted and multiplexed assays. Immunoassays are the gold standard for their quantification. However, with the need for targeted and multiplexed methods, recent developments in mass spectrometry (MS) make a viable alternative to ELISA. The present work has addressed the problems encountered in this type of proteomic studies, and solutions that can be explored to improve the workflow of candidate biomarker’s evaluation. Methionine peptides are generally avoided due to their susceptibility to oxidation. However, it seemed interesting to study how their endogenous modifications could affect biological processes. In a first time, apolipoproteins were dismissed as a potential biomarker of Alzheimer’s disease due to oxidation impact. In the same time, problems associated with biological sample collection and storage were highlighted. DBS (Dried Blood Spot) and Vivid device evaluation from a panel of 32 blood proteins has provided a first possible solution to overcome these troubles. Thereafter, a new peptide quantification method called MRM3 was used to overcome biological matrix complexity. Reliable level determinations of 2 plasma proteins (C-Reactive protein and TIMP-1) and 2 urinary proteins (aquaporin-2 and podocin) were obtained. To improve sensitivity and reduce analysis solvent costs, performances of a micro chromatography platform were compared to a narrow-bore platform. This study highlighted the significant impact of the matrix effect on the analytical process, requiring new strategie development. Finally, to reduce sample complexity, evaluation of wide pore solid-phase extraction cartridges has been achieved. A protocol was successfully developed to analyze enzymes contained in commercial laundry samples. Finally to optimize biological sample preparation time, heated-assisted digestion and online desalting step were successfully associated. Only few hours were then required for quantitative analysis

L’objectif principal de ce travail de thèse est de contribuer au développement d’un outil de diagnostic miniaturisé permettant d’identifier et de quantifier une combinaison de composés organiques volatils (COVs) présents dans l’haleine et qui sont considérés comme des marqueurs chimiques du cancer du poumon. Les principaux verrous scientifiques de ce projet sont liés aux très faibles concentrations de ces composés cibles (de l’ordre de quelques ppb) et également à la présence de nombreux autres composés chimiques qui sont naturellement présents dans l’haleine. La voie de développement proposée dans ce projet est d’utiliser un micro-capteur résistif à base de SnO2 associé à un micro-préconcentrateur et une micro-colonne chromatographique afin d’aboutir à un dispositif sélectif et présentant des limites de détection très basses. Dans un premier temps, plusieurs adsorbants ont été caractérisés en vue d’être utilisés dans le micro-préconcentrateur afin de concentrer les marqueurs du cancer du poumon. Les résultats ont permis de sélectionner deux types de zéolites (DaY et NaY) ainsi que des microsphères de carbone W5. Par la suite, les unités de préconcentration et de séparation des COVs ont été développées en s’appuyant sur la technologie silicium/verre disponible en salle blanche. La dernière étape de cette étude a concerné l’évaluation des performances du système d’analyse alors assimilable à un micro-chromatographe en phase gazeuse. Après avoir déterminé les conditions optimales d’élution et de préconcentration des COVs, le système miniaturisé a permis d’analyser une haleine artificielle constituée de trois COVs présents à des concentrations proches des celles mesurées dans l’haleine (toluène (24 ppb), propanol (21 ppb) et o-xylène (5 ppb)) même en présence des interférents majeurs de l’haleine (vapeur d’eau et dioxyde de carbone). / The main goal of this research is to develop a miniaturized diagnostic equipment in order to identify some volatile organic compounds present in exhaled breath and referred as lung cancer biomarkers. The main scientific and technical obstacles of this project are linked to the very low concentrations of these chemical compounds and the presence of high concentrations of H2O and CO2 naturally present in exhaled breath. To address these issues, we suggest to use a SnO2-based gas sensor combined with a micro-preconcentrator and a chromatographic micro-column in order to engineer a low detection limit system. First, some specific adsorbents have been characterized with a view to concentrate chemical biomarkers trough the micro-preconcentrator. In accordance with research findings, two types of zeolites (DaY and NaY) and one type carbonaceous microspheres (W5) have been selected. Then micro-preconcentrators and chromatographic micro-columns have been developed on silicon wafers by using clean room facilities. The last step of this study was to evaluate the performances of the analytical device. After determining optimal elution and pre-concentration conditions of each VOCs, the miniaturized system achieved the analysis of an artificial breath constituted of toluene (24 ppb), 1-propanol (21 ppb) and o-xylene in presence of high concentrations of water vapors and carbon dioxide.

Cette thèse s’inscrit dans le cadre de la thématique du Laboratoire de Pharmacognosie de l’UFR des Sciences de santé, au sein de l’Université de Bourgogne Franche-Comté et du Laboratoire de Produits Naturels de la Faculté de Sciences, au sein de l’Universidad Central de Venezuela. Elle vise essentiellement l’étude phytochimique des graines de Billia rosea (Planch. & Linden) C. Ulloa & P. Jørg, famille des Sapindaceae, qui est utilisé en médecine traditionnelle comme antidiabétique, analgésique et pour le traitement des hémorroïdes et de la fièvre. L'étude de cette espèce végétale a conduit à l’isolement et à la caractérisation de 10 saponines triterpéniques parmi lesquelles 5 sont de structure nouvelle (Billiosides A–E), un analogue connu et une structure a été proposée pour les 4 autres saponines qui devraient être vérifiées dans des études ultérieures.Les structures ont été élucidées principalement par l’utilisation de RMN 1D et 2D (1H, 13C, DEPT, COSY, TOCSY, NOESY, ROESY, HSQC, et HMBC) ainsi que la spectrométrie de masse comme (3β,21β,22α)-3-[(2-O-β-D-glucopyranosyl-O-[α-L-arabinopyranosyl-(1 / 4)]-β-D-glucopyranosyl)oxy]-21-[((2E,6S)-2,6-dimethyl-6-hydroxyocta-2,7-dienoyl)oxy]-22-(acetyloxy)-24-hydroxyolean-12-en-28-oic acid (Billioside A), (3β,21β,22α)-3-[(2-O-β-D-galactopyranosyl-β-D-glucopyranosyl)oxy]-21,22-dihydroxyolean-12-en-28-yl O-α-L-arabinopyranosyl-(1 → 4)-β-D-glucopyranoside (Billioside B), (3β,21β,22α)-3-[(2-O-β-D-galactopyranosyl-O-[α-L-arabinopyranosyl-(1 → 4)]-β-D-xylopyranosyl)oxy]-21,22-dihydroxyolean-12-en-28-yl O-β-D-glucopyranoside (Billioside C), (3β,21β,22α)-3-[(2-O-β-D-galactopyranosyl-O-[α-L-arabinopyranosyl-(1 → 4)]-β-D-glucopyranosyl)oxy]-21,22-dihydroxyolean-12-en-28-yl O-β-Dglucopyranoside (Billioside D), (3β,21β,22α)-3-[(2-O-β-D-galactopyranosyl-O-[α-L-arabinopyranosyl-(1 → 4)]-β-Dglucopyranosyl)oxy]-21,22-dihydroxyolean-12-en-28-yl O-β-D-glucopyranosyl-(1 → 6)-β-D-glucopyranoside (Billioside E), et dipteroside A.Les structures proposées pour les 4 autres saponines sont (3β,16α,21β,22α)-3-[(4-O-α-L-arabinopyranosyl-β-D-glucuronopyranosyl)oxi]-22-(acetyloxy)-16,24,28-trihidroxyolean-12-en-21-yl-O-(3,4-di-O-angeloyl)-6-Deoxy-β-D-glucopyranoside, es (3β,16α,21β,22α)-3-[(4-O-α-L- glucuronopyranosyl -β-D-glucuronopyranosyl)oxy]- 16,22,24,28-tetrahidroxyolean-12-en-21-yl-O-(3,4-di-O-angeloyl)-6-Deoxy-β-D-glucopyranoside, (3β,16α,21β,22α)-3-[(2-O- β-D-galactopyranosyl-β-D-glucuronopyranosyl)oxy]-22-(acetyloxy)-16,24,28-trihidroxyolean-12-en-21-yl-O-(3,4-di-O-angeloyl)-6-Deoxy-β-D-glucopyranoside et (3β,21β,22α)-3-[(2-O-β-D-galactopyranosyl-O-[α-L-arabinopyranosyl-(1→4)]-β-D-xylopyranosyl)oxy]-21-acetyl-22-hidroxyolean-12-en-28-yl-O-α-L-arabinopyranosyl-(1→4)-β-D-glucopyranoside.Billiosides B et C ont été testés en vue d’évaluer leurs capacité à inhiber l'absorption intestinale du glucose in situ dans des segments d'intestins de rat, et sa capacité à inhiber le glucose-6-phosphatase, enzyme impliquée dans la formation du glucose. Billiosides B et C ont montré des effets modérés dans les deux expériences. / This thesis was carried out in the the Laboratory of Pharmacognosy, in health department of the University of Burgundy and in the Laboratory of Natural products of Central University of Venezuela.This research work focused on the phytochemical study of the sedes of Billia rosea (Planch. & Linden) C. Ulloa & P. Jørg, Sapindaceae family. Billia rosea seeds have traditionally been used as antidiabetic, analgesic and for the treatment of hemorrhoids and fever. In the study of this plant was isolated and characterized 10 triterpene saponins, among which 5 has a new structure in the literature of natural products (Billiosides A–E), a known analogue and 4 proposals as possible structures to the remaining isolated saponins, which must be confirmed in subsequent studies.Their structures were elucidated on the basis of extensive 1D and 2D NMR experiments (1H, 13C, DEPT, COSY, TOCSY, NOESY, ROESY, HSQC, et HMBC) and mass spectrometry as (3β,21β,22α)-3-[(2-O-β-D-glucopyranosyl-O-[α-L-arabinopyranosyl-(1 / 4)]-β-D-glucopyranosyl)oxy]-21-[((2E,6S)-2,6-dimethyl-6-hydroxyocta-2,7-dienoyl)oxy]-22-(acetyloxy)-24-hydroxyolean-12-en-28-oic acid (Billioside A), (3β,21β,22α)-3-[(2-O-β-D-galactopyranosyl-β-D-glucopyranosyl)oxy]-21,22-dihydroxyolean-12-en-28-yl O-α-L-arabinopyranosyl-(1 → 4)-β-D-glucopyranoside (Billioside B), (3β,21β,22α)-3-[(2-O-β-D-galactopyranosyl-O-[α-L-arabinopyranosyl-(1 → 4)]-β-D-xylopyranosyl)oxy]-21,22-dihydroxyolean-12-en-28-yl O-β-D-glucopyranoside (Billioside C), (3β,21β,22α)-3-[(2-O-β-D-galactopyranosyl-O-[α-L-arabinopyranosyl-(1 → 4)]-β-D-glucopyranosyl)oxy]-21,22-dihydroxyolean-12-en-28-yl O-β-Dglucopyranoside (Billioside D), (3β,21β,22α)-3-[(2-O-β-D-galactopyranosyl-O-[α-L-arabinopyranosyl-(1 → 4)]-β-Dglucopyranosyl)oxy]-21,22-dihydroxyolean-12-en-28-yl O-β-D-glucopyranosyl-(1 → 6)-β-D-glucopyranoside (Billioside E), and dipteroside A.The proposed structures for the other 4 isolated saponins are (3β,16α,21β,22α)-3-[(4-O-α-L-arabinopyranosyl-β-D-glucuronopyranosyl)oxi]-22-(acetyloxy)-16,24,28-trihidroxyolean-12-en-21-yl-O-(3,4-di-O-angeloyl)-6-Deoxy-β-D-glucopyranoside, es (3β,16α,21β,22α)-3-[(4-O-α-L- glucuronopyranosyl -β-D-glucuronopyranosyl)oxy]- 16,22,24,28-tetrahidroxyolean-12-en-21-yl-O-(3,4-di-O-angeloyl)-6-Deoxy-β-D-glucopyranoside, (3β,16α,21β,22α)-3-[(2-O- β-D-galactopyranosyl-β-D-glucuronopyranosyl)oxy]-22-(acetyloxy)-16,24,28-trihidroxyolean-12-en-21-yl-O-(3,4-di-O-angeloyl)-6-Deoxy-β-D-glucopyranoside and (3β,21β,22α)-3-[(2-O-β-D-galactopyranosyl-O-[α-L-arabinopyranosyl-(1→4)]-β-D-xylopyranosyl)oxy]-21-acetyl-22-hidroxyolean-12-en-28-yl-O-α-L-arabinopyranosyl-(1→4)-β-D-glucopyranoside.Billiosides B and C exhibited moderate effects when tested as hepatic glucose-6-phosphatase inhibitors and as glucose intestinal absorption inhibitors, using in situ rat intestinal segments. / Este trabajo de investigación, realizado en conjunto entre el Laboratorio de Farmacognosia de la Facultad de Ciencias de la Salud, de la Université de Bourgogne Franche-Comté y el Laboratorio de Productos Naturales de la Facultad de Ciencias de la Universidad Central de Venezuela; se centró en el estudio fitoquímico de las semillas de Billia rosea (Planch. & Linden) C. Ulloa & P. Jørg, perteneciente a la familia Sapindaceae, utilizada tradicionalmente como antidiabético, analgésico y para el tratamiento de hemorroides y fiebre. El estudio de esta especie vegetal condujo al aislamiento y caracterización de 9 saponinas triterpénicas, entre las cuales 5 poseen una estreuctura nueva en la literatura de productos naturales (Billiosidos A–E), un análogo conocido, además de 3 propuestas como posibles estructuras a las restantes saponinas aisladas, que deben ser confirmadas en estudios posteriores. Las estructuras se elucidaros principalmente mediante el uso de RMN 1D y 2D (1H, 13C, DEPT, COSY, TOCSY, NOESY, ROESY, HSQC, et HMBC) y espectrometría de masa como ácido (3β,21β,22α)-3-[(2-O-β-D-glucopiranosil-O-[α-L-arabinopiranosil-(1→4)]-β-D-glucopiranosil)oxi]-21-[((2E,6S)-2,6-dimetil-6-hidroxiocta-2,7-dienoil)oxi]-22-(acetiloxi)-24-hidroxiolean-12-en-28-oico, (Billiosido A) (3β,21β,22α)-3-[(2-O-β-D-galactopiranosil-β-D-glucopiranosil)oxi]-21,22-dihidroxiolean-12-en-28-il-O-α-L-arabinopiranosil-(1 → 4)-β-D-glucopiranosido (Billiosido B), (3β,21β,22α)-3-[(2-O-β-D-galactopiranosil-O-[α-L-arabinopiranosil-(1→4)]-β-D-xilopiranosil)oxi]-21,22-dihidroxiolean-12-en-28-il-O-β-D-glucopiranosido (Billiosido C), (3β,21β,22α)-3-[(2-O-β-D-galactopiranosil-O-[α-L-arabinopiranosil-(1 → 4)]-β-D-glucopiranosil) oxi]-21,22-dihidroxiolean-12-en-28-yl-O-β-D-glucopiranosido (Billiosido D), (3β,21β,22α)-3-[(2-O-β-D-galactopiranosil-O-[α-L-arabinopiranosil-(1→4)]-β-D-glucopiranosil)oxi]-21,22-dihidroxiolean-12-en-28-il-O-β-D-glucopiranosil-(1→6)-β-D-glucopiranosido (Billiosido E) y Dipterosido A. Las estructuras propuestas para las otras 3 saponinas aisladas son (3β,16α,21β,22α)-3-[(4-O-α-L-arabinopiranosil-β-D-glucoronopiranosil)oxi]-22-(acetiloxi)-16,24,28-trihidroxiolean-12-en-21-il-O-(3,4-di-O-angeloil)-6-Deoxy-β-D-glucopiranosido, (3β,16α,21β,22α)-3-[(4-O-β-D-galactopiranosil-β-D-glucoronopiranosil)oxi]-22-(acetiloxi)-16,24,28-trihidroxiolean-12-en-21-il-O-(3,4-di-O-angeloil)-6-Deoxy-β-D-glucopiranosido y (3β,21β,22α)-3-[(2-O-β-D-galactopiranosil-O-[α-L-arabinopiranosil-(1→4)]-β-D-xilopiranosil)oxi]-21-acetil-22-hidroxiolean-12-en-28-il-O-α-L-arabinopiranosil-(1→4)-β-D-glucopiranosido. También se evaluó la actividad inhibitoria de los Billiosidos B y C sobre la absorción intestinal de glucosa in situ en segmentos de intestinos de ratas, además de la capacidad inhibitoria de estos compuestos sobre la enzima glucosa-6-fosfatasa, implicada en la formación de glucosa. Estos Billiosidos mostraron efectos moderados en estos dos experimentos

Le développement de molécules chirales est devenu un enjeu majeur pour l’industrie pharmaceutique. Lors de la mise au point d’un nouveau principe actif, la chromatographie en phase supercritique (CPS) sur phases stationnaires énantiosélectives, est devenue une méthode incontournable pour l’analyse ou la purification d’énantiomères. Il n’en demeure pas moins que certains composés tels que les composés basiques restent délicats à analyser par cette technique et que l’ajout d’un additif basique dans la phase mobile est très souvent nécessaire. La quantité d’additif ajoutée dans la phase mobile est souvent choisie de manière arbitraire en se basant sur les spécifications des fournisseurs de phases stationnaires et sur les travaux publiés dans le domaine, sans se soucier de l’effet potentiel sur la résolution d’une modification de sa concentration. Ce travail de thèse a démontré l’importance de la concentration en additif dans la phase mobile lors de l’analyse de mélanges d’énantiomères par CPS, avec notamment des effets significatifs sur l’énantiosélectivité allant jusqu’à une inversion de leur ordre d’élution selon la concentration en additif. Dans un deuxième temps cette étude a consisté en une amélioration de notre compréhension des modes d’actions de l’additif, sur la phase stationnaire et sur la phase mobile permettant de poser des hypothèses sur les effets observés lors de la séparation d’énantiomères. La dernière partie est consacrée à la présentation de différents exemples, justifiant l’intérêt de moduler la concentration en additif lors de séparations d’énantiomères. / Nowadays, the development of chiral molecule is a strategic issue for the pharmaceutical industry. During the development of a new molecular entity, supercritical fluid chromatography using enantioselective stationary phases is essential for the analysis or the purification of racemates. Despite the advantages of SFC, the analysis of some compounds like basic compounds may still be a challenge. Their analysis most of the time, requires an additive in the mobile phase. In many cases additives concentration is chosen arbitrarily, based on the columns supplier guidelines and work already published, regardless of the impact of the additive concentration on the resolution. This work has shown the impact of the additives concentration for the analysis of enantiomers by SFC, in particular a significative impact on the enantioselectivity of chiral stationary phases, with for some of them a reversal elution order depending on the additive concentration. The second objective is to improve our knowledge on the mechanism of action of the additive both on the stationary phase and the mobile phase. The last part is dedicated to the presentation of a few examples highlighting the positive impact of the variation of the additives concentration for enantiomer separation.

L'assurance de la sécurité sanitaire des aliments vis-à-vis des contaminants chimiques est un enjeu en constante évolution en raison des sources multiples de contamination (pesticides, mycotoxines, néoformés indésirables, et migrants des matériaux au contact entre autres). Actuellement, l'évaluation complète de la qualité sanitaire d'un aliment nécessite la multiplication de méthodes analytiques dites « ciblées » ayant un coût important. De plus, malgré la multiplication des méthodes ciblées, tout contaminant non recherché ne sera pas détecté. Il apparaît nécessaire aujourd'hui de faire évoluer ces méthodes vers des approches analytiques « non-ciblées » susceptibles, via l'analyse d'empreintes chimiques, d'évaluer la présence d'une gamme aussi large que possible des contaminants dans une matrice alimentaire. Les travaux de thèse ont porté sur l'utilisation de la spectrométrie de masse haute résolution (LC-HRMS) et de la chimiométrie pour développer une méthode capable de caractériser la qualité sanitaire des aliments. La matrice de développement est le thé, choisi pour sa complexité d’analyse, sa large consommation et les alertes sanitaires récurrentes à son sujet. Une première preuve de concept de la méthode a été mise en place sur un thé vert de référence et un panel de 32 contaminants choisis pour leur diversité de sources et structures chimiques, puis des situations plus complexes ont été investiguées : application à d’autres types de thé, analyse simultanée d’échantillons de marques et d’origines géographiques distinctes, et enfin application en aveugle à des situations de contamination complexes avec la présence de plusieurs schémas de contamination au sein du même jeu d’échantillons. L’utilisation d’outils de traitement de données libres et ouverts a permis de développer un processus de traitement des données unifié pour deux plateformes analytiques LC-HRMS de technologies et de marques différentes (ToF et Orbitrap), ce qui n’a jamais été réalisé pour l’étude de la sécurité sanitaire chimique des aliments. Par ailleurs, le développement de ce processus a été l’occasion de réaliser une étude méthodologique du comportement de certains outils pour les approches non-ciblées de détection des contaminants de l’aliment / Ensuring food safety, especially toward chemical contaminants, is an issue in constant evolution due to multiple sources of contamination (pesticides, mycotoxins, neoformed contaminants, migrants from packaging among others). Currently, several targeted analyses are needed to fully assess the chemical safety of foods, generating high cost. Moreover, despite the number of analyses performed, a contaminant not targeted is not detected. Therefore, it is necessary to develop new methods based on non-targeted approaches able to assess, through analysis of chemical fingerprints, the occurrence of as many contaminants as possible in a food matrix. The main purpose of this work lies in the use of high resolution mass spectrometry (LC-HRMS) and chemometrics in order to develop a method capable of assessing food safety. Tea has been chosen as a development product for its analytical complexity, its broad consumption and its safety issues. A first proof-of-concept of the method has been set up on a reference green tea with a pool of 32 representative food contaminants, chosen for their diversity in terms of sources and chemical structures. More complex situations were further investigated with different types of tea, several brands considered at once and, last but not least, with the application to blind detection of contaminants in complex cases. Free and open-source data analysis tools were used to build a unified data treatment process to analyze data from two LC-HRMS analytical platforms of different technologies (ToF and Orbitrap), which is new for food safety studies. The development of this process also enabled a methodological study of the behavior of several tools used in untargeted approaches for food safety.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2013-2014. / Un stress oxydatif survient lorsqu’il y a surproduction de dérivés actifs de l’oxygène par rapport aux défenses antioxydantes. Ce déséquilibre est associé, entre autres, à la prééclampsie, une pathologie de la grossesse. Les F2-isoprostanes regroupent soixante-quatre isomères issus de la peroxydation de l’acide arachidonique. Ceux-ci sont reconnus comme étant les biomarqueurs les plus fiables du stress oxydatif in vivo. Une méthode d’analyse par chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse en tandem pour le dosage de sept isomères de F2-isoprostanes dans des échantillons de plasma, de sang et de membranes érythrocytaires a été mise au point et validée. Les F2-isoprostanes dans le plasma ont été corrélés positivement avec plusieurs acides gras trans plasmatiques au troisième trimestre de la grossesse. Contre toute attente, les F2-isoprostanes du plasma, du sang et des membranes érythrocytaires sont moins abondants en prééclampsie par rapport aux contrôles en fin de grossesse. / An oxidative stress is defined as an imbalance between the production of reactive oxygen species and antioxidant defenses of the organism. This imbalance has been associated with preeclampsia, a pathology of the mid-to-late pregnancy. Peroxidation of arachidonic acid generates sixty-four isomers of F2-isoprostanes. The latter are recognized as the most reliable biomarkers of oxidative stress in vivo. A method using liquid chromatography tandem mass spectrometry (HPLC-MS/MS) for the determination of seven isomers of F2-isoprostanes in plasma samples, whole blood and erythrocyte membranes has been developed and validated. The F2-isoprostanes correlated positively with several trans fatty acids in plasma at end of the pregnancy. Unexpectedly, F2-isoprostanes were less abundant in preeclampsia than in control pregnancies at the third trimester.

La dissolution acide est une technique efficace et communément utilisée pour dissoudre des échantillons environnementaux. En revanche, cette technique possède de nombreux problèmes, incluant sa vitesse d'exécution, l'utilisation d'acides potentiellement dangereux et sa digestion incomplète de composés réfractaires comme les oxydes d'actinides. Une méthodologie améliorée basée sur la dissolution par fusion automatisée suivie par de la chromatographie d'extraction pour la détection et la quantification des actinides dans des échantillons environnementaux a été développée. Un protocole de fusion pour la calcination complète et la dissolution de divers échantillons a été optimisé. La contamination croisée entre les échantillons a été étudiée et les résultats démontrent qu'un tel phénomène est négligeable, et ce, même sans le lavage des creusets entre les échantillons. L'unité de fusion automatisée améliore aussi la répétabilité dans la préparation des échantillons comparativement à des fusions dites manuelles. Les problèmes instrumentaux dus à la présence d'une haute concentration en lithium dans les solutions après la fusion au métaborate de lithium ont aussi été examinés. Conséquemment, une méthode utilisant la chromatographie d'extraction a été développée pour réduire la charge en métaborate de lithium et minimiser la matrice environnementale tout en conservant tous les actinides en solution. La méthode globale a été validée à l'aide de plusieurs échantillons de référence certifiés de nature différente. La possibilité d'appliquer cette technique à d'autres éléments a aussi été tentée. Cette méthodologie a aussi été appliquée à la détection d'uranium aéroporté dans trois villes québécoises : Kuujjuurapik, Montréal et Québec.