Orientadores: Luzia Koike, Eugenio Vaz dos Santos Neto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-19T14:25:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fontes_RosaneAlves_D.pdf: 10963624 bytes, checksum: 8162d4b98904d9afe273a093366e9221 (MD5) Previous issue date: 2011 / Neste trabalho foram sintetizados quatro biomarcadores ácidos, a saber: ácido 5b (H) colânico (2), 5a (H) homopregnânico (4), 8,13-tetraidrocopálico (6) e 15-isocopálico (7). Para tanto, foram utilizadas matérias primas comerciais (ácido litocólico e estigmasterol) e o ácido copálico (extraído e purificado a partir de bálsamo de copaíba). Também foi preparado o biomarcador hidrocarboneto 5b (H) colano (8). Estas moléculas foram sintetizadas com o objetivo de serem utilizadas como padrões de referência na quantificação de biomarcadores ácidos e hidrocarbonetos presentes em dois conjuntos de óleos provenientes da Bacia Potiguar. O conjunto I contém cinco óleos de diferentes origens, sendo dois lacustres (LC-1 e LC-2), um marinho evaporítico (ME) e dois mistos (M-1 e M-2) e o conjunto II contém quatro óleos de mesma evolução térmica e mesma origem (ME-a, ME-b, ME-c e ME-d), todos marinho evaporíticos. O que os distingue são os diferentes níveis de biodegradação. Utilizou-se também o isocopalano (9), previamente preparado e cedido pelo Dr. Imamura (2011), na quantificação de biomarcadores terpanos. Os resultados das análises quantitativas dos biomarcadores terpanos e esteranos, quantificados com os padrões de referência 9 e 8, respectivamente, mostraram que quando se utiliza somente o 8 como padrão referência para quantificação de todos os biomarcadores saturados, a quantidade de hopanos fica subestimada em quase 60% quando comparada a quantificação dos mesmos utilizando-se 9. No entanto, isto não significa que este seja um padrão mais adequado a quantificação de todos os terpanos. Quanto às análises dos extratos ácidos de petróleo utilizando-se a técnica de espectrometria de massas seqüencial Trap Linear-Quadrupolo/Orbitrap (LTQ-Orbitrap), observou-se que os resultados foram satisfatórios contribuindo com informações qualitativas úteis para distinção de origem e biodegradação quando relacionadas às distribuições dos ácidos carboxílicos, de acordo com o grau de insaturação destas moléculas. Os perfis moleculares encontrados para os extratos ácidos são muito similares aos que se obtinham com os métodos convencionais de análise de ácidos carboxílicos de petróleo, quando convertidos a ésteres metílicos ou reduzidos a hidrocarbonetos e analisados por CG-EM. A principal vantagem da utilização do Orbitrap na análise qualitativa de ácidos carboxílicos está na redução drástica do tempo de análise atrelada à dispensa de reações de derivatização. Contudo, apesar da altíssima resolução de massas (100.000) o Orbitrap não é capaz de distinguir íons moleculares de estereoisômeros, os quais são altamente difundidos entre os biomarcadores de petróleo. Deste modo, no presente trabalho não foi possível realizar as análises quantitativas dos biomarcadores ácidos. Evidentemente, as técnicas convencionais de análise de biomarcadores ácidos, como CG-EM, permanecem altamente relevantes para estudos geoquímicos. Com relação aos estudos realizados de EM com os padrões de biomarcadores ácidos, sintetizados neste trabalho, foi observado que existe uma correlação direta entre as suas estruturas químicas e os fragmentos gerados a partir da dissociação induzida por colisão dos mesmos. Isto revela o grande potencial desta técnica para obtenção de fragmentos disgnósticos de famílias de biomarcadores ácidos presentes em petróleo a partir da análise direta de extratos ácidos / Four acidic biomarkers were synthesized in this work, namely: 5 b (H) Cholanic acid (2), 5a (H) homopregnanic acid (4), 8, 13-tetrahydrocopalic acid (6) and 15-isocopalic acid (7). For this purpose, were used commercial raw materials (lithocolic acid and stigmasterol) and copalic acid (extracted and purified from copaiba balsam). It was also assembled a hydrocarbon biomaker 5 b (H) Colane (8). These molecules were synthesized in order to be used as reference standards in the quantification of acids and hydrocarbons biomarkers present in two sets of oils from the Potiguar Basin. The set I contains five oils from different sources, two lacustrine (LC-1 and LC-2), a marine evaporitic (ME) and two mixed (M-1 and M-2) and set II contains four oils from the same source (ME-a, ME-b, ME-c and ME-d), all marine evaporitic and the same thermal evolution. What distinguishes them are the biodegradation levels. We also used the isocopalane (9), previously prepared and given by Imamura (2011) in the quantification of terpanes biomarkers. The results of quantitative analysis of terpanes and steranes biomarkers, quantified with reference standards 9 and 8, respectively, showed that when using only the 8 as the reference standard for quantification of all saturated biomarkers, the amount of hopanes is underestimated by almost 60 % when compared to quantification using 9. However, this does not mean that it is a more appropriate standard to quantify all terpanes. Concerning acidic biomarkers analysis using sequential mass spectrometry Linear-Quadrupole/Orbitrap (LTQ-Orbitrap) the results were satisfactory, contributing with qualitative useful information for distinction of origin and the of biodegradation levels. Results are very similar to that obtained with conventional methods of analysis of carboxylic acids from oil, when converted to methyl esters, or reduced to hydrocarbons and analyzed by GC-MS. The main advantage of using the Orbitrap, in the qualitative analysis of acids biomarkers, is the drastic reduction in the time consumed of analysis linked to absence of derivatization reactions. However, despite the very high mass resolution (100,000), Orbitrap is not able to distinguish molecular stereoisomers, which are highly disseminated among the biomarkers of oil. Thus, it was impossible to carry out the quantitative analysis of acidic biomarkers. Of course, conventional techniques of analyses of acidic biomarkers, such as GC-MS, remain highly relevant to geochemical studies. With regard to studies of MS with standard acidic biomarkers, synthesized in this work, the results showed that there is a direct correlation between their chemical structures and fragments generated from the collision induced dissociation. This shows the great potential of this technique to obtain diagnostic fragments of biomarker families present in oils from the direct analysis of acidic extracts / Doutorado / Quimica Organica / Doutor em Ciências

The Orbitrap is a mass analyzer that employs an electrostatic field to confine ions. The mass of an ion is determined from the frequency of its axial oscillations in the Orbitrap. The Orbitrap has high resolving power and accuracy. However, the electrodes of the Orbitrap have complicated curved shapes. As a consequence the Orbitrap is not easy to miniaturize. In this thesis we have proposed a class of easily machinable cylindrical-electrode structures to mimic the behavior of an Orbitrap. The proposed structure consists of a single cylinder and many coaxial equally spaced thick rings. A detailed numerical simulation of the cylindrical-electrode structure reveals that axial ion oscillations in it have many spurious frequency components in addition to the dominant frequency component. We have carried out a systematic shape optimization that adjusts the dimensions of the structure to minimize the amplitudes of the spurious frequency components of ion motion in the axial direction. The performance of the optimized structure was found to rival that of a practical Orbitrap.

This project is concerned with method development in mass spectrometry (MS)-based proteomics in order to find putative biomarkers for early pregnancy ofdomesticated dogs. It is of importance for dog breeders to know whether the dogsbecome pregnant post-mating. Unlike humans, dogs are not known to possess aspecific hormone that indicates fetal development; therefore other biomarkers mustbe investigated. The approach of choice in this project was to look at proteins throughMS-based proteomics. For this purpose, serum samples from 11 pregnant dogs (case,different breeds) and 7 non-pregnant dogs (control, all beagle dogs) were sampledbefore-hand at the Swedish University of Agricultural Sciences. Each dog wassampled Day 1, Day 8, Day 15, Day 22 and Day 29 after optimal mating. Twodifferent proteomics approaches were conducted: Bottom-up (“Shotgun”) proteomicsand targeted proteomics (“targeted analysis”). In this study, Label-free Quantification(LFQ) was employed, which is a relative quantitative technique. The massspectrometer of choice was the Quadrupole-Orbitrap QExactive plus massspectrometer coupled to a nano-Ultra Performance Liquid Chromatography (UPLC).Method optimization was done with respect to concentration of samples prior to MSanalysis, as well as different LC-gradients. From shotgun screening experiments, itwas possible to identify 252 proteins. Ultimately, 9 proteins were investigated usingtargeted final analysis: CRP, SERPINC1, CP, PROS1, SERPING1, A2M, AGP,SERPINA1 and HP. For targeted final analysis, 21 peptides were considered.Calibration curves were constructed using 8 of the 21 targeted peptides; 1 peptide perprotein, except for HP which had 2 peptides per protein. The SERPINA1 and CPproteins had no appropriate peptides for targeted final analysis and were thusexcluded. It was confirmed that CRP was up-regulated in case dogs compared tocontrol dogs. The other investigatedproteins showed no significant signs of regulation. In order to improve the results; itwould be desirable to include more dogs in the study which would benefit thestatistics of protein regulation. However, the use of isotopic labeled standards andemployment of a Parallel Reaction Monitoring (PRM) method should be prioritizedfor obtaining absolute quantitative data.

Les chondrites carbonées de type 1 et 2 comprennent les météorites les plus primitives d’un point de vue chimique et pétrologique. Ce caractère primitif est associé à l’abondance de matière organique qui est une phase privilégiée pour l’étude des phénomènes concernant l’héritage du matériel présolaire et sa transformation dans la nébuleuse puis sur les premiers corps. L’objet de cette thèse est l’étude de l’influence des processus post-accrétionnels sur les caractéristiques moléculaires de la matière organique et en particulier la mesure des effets d’oxydation dus à l’altération aqueuse. Nous avons mené une étude comparative basée sur la structure carbonée et l’analyse des fonctions oxygénées et soufrées d’une dizaine de météorites dont les histoires géologiques ont été déterminées par ailleurs. Le degré d’oxydation du soufre, hétéroatome mineur dans la fraction insoluble, a été mesuré par micro-spectrométrie SK-Xanes. La spectroscopie FT-IR a permis la description des structures fines des chaines carbonées et des fonctions riches en oxygène, hétéroatome majeur. La spectrométrie de masse à très haute résolution Orbitrap a été utilisée pour décrire la diversité hétéroatomique des molécules solubles de la chondrite Renazzo (CR2). Les chaines carbonées des chondrites de classe CI et Murchison se différencient de celle des autres météorites par une abondance en groupements terminaux méthyles à la fois supérieure et invariable. Les chondrites de type 1 sont les seules porteuses de fonctions soufrées oxydées acides alors que la spéciation du soufre dans les chondrites de type 2 est invariable. De la même façon, et cette fois pour l’ensemble des chondrites étudiées, les groupements carbonyles sont majoritairement dans les fonctions cétones, en proportion indépendante du degré d’altération aqueuse. Tous les paramètres mesurés dans cette étude nous poussent à conclure que la variabilité moléculaire au sein des chondrites carbonées de type 1 et 2 trouve moins son origine dans l’empreinte de l’hydrothermalisme que dans une hétérogénéité du précurseur organique accrété par chaque corps parent. En particulier, nos mesures invalident l’hypothèse selon laquelle l’altération serait à l’origine d’une conversion oxydative des chaines carbonées en fonctions acides carboxyliques. / Type 1 and 2 carbonaceous chondrites include the most chemically and petrologically pristine meteorites. This intactness goes along with the abundance of organic matter which is a phase of choice to investigate the presolar material processing in the nebula and then on the first bodies. The purpose of this thesis is to study the influence of post-accretional processes on the molecular characteristics of organic matter and in particular the extent of oxidation effects due to aqueous alteration. We have carried out a comparative study based on the carbon structure and functional analysis of more than ten meteorites whose geologic histories were independently determined. The redox degree of sulfur in the insoluble fraction was measured by SK-Xanes spectroscopy. FT-IR spectroscopy gave access to the fine structures of aliphatic chains and oxygen-rich functions. Orbitrap very high resolution mass spectrometry was used to describe the heteroatomic diversity of soluble molecules in the Renazzo (CR2) chondrite. The aliphatic chains of CI chondrites and Murchison differ from others by a higher and unchanging abundance of methyl groups. Type 1 chondrites are the only carriers of oxidized sulfur functions whereas the sulfur speciation in type 2 chondrites is invariable. For all studied chondrites, the carbonyl groups are mainly under the form of ketones and their abundance can’t be related to the degree of aqueous alteration. Any parameters we have measured in this study lead us to conclude that the molecular variability among type 1 and 2 carbonaceous chondrites are less due to the footprint left by the hydrothermal activity than due to the heterogeneity of an organic precursor accreted by each parent body. In particular, our measurements invalidate the hypothesis that the alteration would cause an oxidative conversion of aliphatic chains to carboxylic acid functions.

Le but de ce travail de thèse était de rechercher de nouvelles molécules inhibitrices de la SOD dans des extraits de substances naturelles. Cette enzyme majeure du stress oxydant étant impliquée dans de nombreux mécanismes de défense des cellules cancéreuses contre l'apoptose représente une voie thérapeutique d'avenir. Nous en avons recherché dans les champignons endophytes de plantes péruviennes, ces micro-organismes produisant de nombreux métabolites de défense des plantes hôtes. Ce travail de thèse a d'abord porté sur l'isolement, la culture, l'identification, l'extraction et la caractérisation des souches de champignons endophytes. Les analyses statistiques effectuées sur ces extraits avec les résultats obtenus en HPLC ont confirmé les problèmes de variabilités qualitative et quantitative pouvant être rencontrés au cours de la culture des endophytes et décrites dans la littérature. La seconde partie expérimentale a porté sur la recherche de furocoumarines dans les extraits obtenus, en raison de leur potentiel effet inhibiteur sur la SOD. Nous avons dérépliqué ces composés dans les extraits d'endophytes au cours de deux stratégies de spectrométrie de masse réalisées en mode d'ionisation négatif. La première approche, à l'aide d'un QTOF, a abouti à l'identification de deux furocoumarines, la 5-Methyl-4H-furo[2,3-b][1]benzopyran-4-one et la déhydropachyrrhizone. La seconde, à l'aide d'un OrbiTrap, a vu l'identification de quatre autres furocoumarines : l'Ochrocarpine A, la Moellendorffiline, l'Anisolactone et l'Anhydrorutarétine .Afin de compléter cette approche métabolomique et identifier les molécules inhibitrices de la SOD, nous avons tenté de mettre au point un test d'activité de cette enzyme, rapide, peu coûteux et réalisable en routine. Nous avons sélectionné le test au pyrogallol, mais celui-ci n'a pas démontré les qualités recherchées tant au niveau de la sensibilité que de la reproductibilité. Nous orientons à présent les recherches vers des approches différentes, la recherche directe d'adduits sur la SOD par LC-MS. / Superoxide dismutase is one of the major proteins controlling the oxidizing stress and cellular homeostasis. It is involved in numerous cancer cells proliferation processes. This protein is considered as major anti-cancer target for the development of new anti-cancer drugs. The goal of this work, was to research and identify an inhibitor of the SOD in endophytic fungi from Peruvian plants. These micro-organisms are known to produce numerous metabolites for host plants protection. During the preparation of endophytic extracts and their characterization by HPLC and statistical analyzes, we have pointed out a high quantitative and qualitative variability of the chemical content of endophytic extracts inside a same strain. Considering the literature we have focused our work on the identification of furocoumarins because of their potential inhibitory effect on the SOD. For this purpose two mass spectrometry strategies using negative ionization mode were carried out. With the QTOF mass spectrometer we have identified Methyl-4H-furo [2,3-b] [1] benzopyran-4-one and the déhydropachyrrhizone. With the OrbiTrap, the Ochrocarpine A, Moellendorffiline the Anisolactone and the Anhydrorutarétine were identified. Biological evaluation of the different extracts was performed using pyrogallol test. This investigation did not allow us to identify an inhibitor of the SOD. In the future we may consider seeking SOD inhibitors by looking at the formation SOD-chemical compound adducts using an LC-MS investigation.

L’identification de biomarqueurs demeure un véritable défi pour les sciences analytiques et un enjeu majeur pour la recherche clinique. Les glycosaminoglycanes (GAGs) ont été identifiés comme biomarqueurs potentiels de mucopolysaccharidoses (MPS), maladies génétiques rares et très souvent mortelles. Ces pathologies sont dues à une déficience en une des enzymes impliquées dans le catabolisme des GAGs. Le défaut enzymatique conduit à une accumulation de GAGs partiellement dégradés, et entraîne une neurodégénérescence pour les formes sévères de la pathologie. Les GAGs sont des polysaccharides polyanioniques complexes impliqués dans de nombreux processus physiologiques chez les mammifères. Leur étude demeure difficile en raison de leur hétérogénéité structurale, de leur faible biodisponibilité et du manque d'outils dédiés à leur analyse. Notre objectif a été de détecter et de quantifier ces composés à partir de fluides biologiques tels que l’urine et le liquide céphalo-rachidien, puis d’en élucider la structure par spectrométrie de masse. L’étude s’est focalisée sur la caractérisation d’oligosaccharides de type héparane sulfate (HS), biomarqueurs spécifiques de MPS à composante neurologique (MPS de type I, IIIB et IIIC) et responsables des atteintes du système nerveux central. Une stratégie expérimentale permettant l’extraction d’oligosaccharides de HS issus de fluides biologiques a été développée. Ainsi, la structure d’oligosaccharides sulfatés de HS urinaires, candidats biomarqueurs de MPS IIIB et IIIC, a pu être identifiée. Ces composés pourraient s’avérer utiles pour le diagnostic et le suivi de patients, notamment lors d’essais thérapeutiques. Des expériences in vitro d’exposition de différents types cellulaires du cerveau ont été menées afin d’établir la relation entre la structure des oligosaccharides accumulés et leurs effets neuropathologiques. Elles ont permis de mettre en évidence des processus cellulaires qui pourraient impliqués dans la neurodégénérescence et constituer de nouvelles cibles thérapeutiques. / The identification of biomarkers remains one of the main challenges for analytical sciences and a major stake for clinical research. Glycosaminoglycans (GAGs) have been identified as potential biomarkers of mucopolysaccharidoses (MPS) belonging to rare genetic diseases with often a deadly issue. These pathologies are due to a deficiency in one of the enzymes responsible for GAGs catabolism. This enzymatic defect results in the accumulation of partially catabolized GAGs in organism and leads to neurodegeneration for the most severe forms of the disease. GAGs are complex polyanionic polysaccharides involved in numerous physiological processes in mammals. Their study remains a challenging task because of their high structural heterogeneity and their low biodisponibility, besides the lack of dedicated analytical tools. Our aim was to detect and quantify these compounds in biologic fluids such as urine and cerebrospinal fluid, and to elucidate their structures by mass spectrometry. This study focused on heparan sulfate (HS) oligosaccharides, as potential biomarkers of MPS featured by neurological manifestations (MPS I, IIIB and IIIC), and possibly responsible of lesions in the central nervous system. An experimental strategy allowing the extraction of HS oligosaccharides from biological fluids was implemented, thereby the structures of urinary heparan sulfate oligosaccharides were deciphered, leading to possible biomarkers candidates of MPS IIIB and IIIC. These compounds could be useful for diagnostic and patient follow-up that are currently lacking for the monitoring of therapeutic assays. In vitro exposition of different cerebral cell types to HS oligosaccharides was carried out to establish the relation between the structure of oligosaccharides and neuropathological effects. These studies highlighted several cellular processes that could be involved in neurodegeneration and constitute new therapeutic targets.

Les sulfonamides sont parmi les antibiotiques les plus couramment utilisés en élevage. Ils peuvent en effet, si leur utilisation n’est pas conduite de manière raisonnable, être une source de nombreux risques pour la santé publique. Au Liban, il n’existe pas à l’heure actuelle de règlementation fixant les limites de résidus des sulfonamides dans les tissus d'origine animale. En outre, aucune investigation sur la présence des résidus des sulfonamides sous leurs formes actives ou métabolisée dans les denrées animales n’a été menée. L'analyse d'une matrice complexe telle que la viande a nécessité la mise en œuvre d’une préparation d'échantillon rigoureuse afin obtenir une analyse reproductible, et suffisamment sensible pour atteindre les limites de détection requises. Cette thèse décrit le développement de deux méthodes analytiques pour la détermination de sulfonamides et de leurs métabolites à l’état de traces dans les tissus d’origine animale (bœuf, volaille, porc…). Elles sont basées sur une étape d'extraction utilisant la méthode QuEChERS (Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged and Safe) suivie d'une analyse par HPLC couplée à un analyseur triple quadripôle MS/MS ou LTQ-Orbitrap Velos. Les performances analytiques de ces méthodes ont été évaluées et comparées. Les méthodes d’analyse ont été validées suivant les recommandations de la décision de l’UE (2002/657/EC) et lors d’une étude de validation inter-laboratoires organisée par FAPAS (Food Analysis Performance Assessment Scheme). Au vu des performances obtenues, une étude de contrôle a été réalisée sur les résidus des sulfonamides et de leurs métabolites dans plus de 300 échantillons de différents tissus d’origine animale dérivant de poulets de chair, bœufs, brebis et porcs collectés dans différentes régions d’élevage libanaises / Sulfonamides are amongst the most commonly used veterinary antibiotics. The uncontrolled exposure to sulfonamides upon consumption of meat products can be harmful to human health. In Lebanon, there are no current regulations that specify the safe levels of sulfonamides in animal products. In addition, no studies describing the presence of sulfonamides residues in their active or metabolized form in animal tissues exist. The analysis of residues at trace levels in complex matrices such as meat required the implementation of a rigorous sample preparation and analytical protocol that yields reproducible results at very low concentration levels. This thesis describes the development of two analytical methods for the determination of sulfonamides and their metabolites in animal tissues (e.g. poultry, sheep, pork) at trace levels. They are both based on an extraction step using QuEChERS extraction (Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged and Safe) followed by HPLC. In terms of mass analysers the use of LTQ-Orbitrap Velos and triple quadrupole MS/MS was optimized and the figures of merit were compared. The analytical methods were validated according to the EU decision (2002/657 / EC) criteria and by the participation in an inter-laboratory validation study organized by FAPAS (Food Analysis Performance Assessment Scheme). The methods were applied to carry out a monitoring study to detect and quantify residues of sulfonamides and their metabolites in more than 300 different samples of animal tissues derived from poultry, beef, sheep and pork collected from different regions of Lebanon..

Les grains de poussière se trouvant dans les nuages moléculaires denses jouent un grand rôle dans la formation de molécules organiques complexes. Ces grains sont recouverts d'un manteau glacé contenant des molécules primitives. Au cours de l'évolution des nuages moléculaires vers des systèmes planétaires, les grains sont soumis à des processus énergétiques transformant la matière organique présente dans les glaces. Les grains finissent par être intégrés dans les petits corps du système solaire tels que les comètes et les astéroïdes. Cette thèse cherche à simuler en laboratoire l'évolution chimique de ces glaces. Des analogues de ces glaces sont formés sur un substrat à basse température, et sont irradiés avec des photons UV et/ou réchauffés afin de simuler les processus astrophysiques. On forme ainsi un résidu organique que l'on caractérise grâce à la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (IRTF) et la spectrométrie de masse à très haute résolution (VHRMS) par Orbitrap.Nous avons d'abord effectué des études mécanistiques centrées autour de la formation d'aminoalcools et d'hydroxynitriles lors du réchauffement de glaces contenant de l'acétaldéhyde (CH$_3$CHO) ou de l'acétone ((CH$_3$)$_2$CO) avec NH$_3$, HCN et H$_2$O. Nous avons ensuite étudié la composition globale de résidus issus de l'irradiation et du réchauffement de glaces contenant H$_2$O, CH$_3$OH, et NH$_3$. Nous présentons une nouvelle approche pour interpréter les données Orbitrap de ces résidus. Les similarités trouvées avec des analyses de matière organique météoritique issues de la littérature laissent à penser qu'une partie de son évolution pourrait être semblable à celle de nos résidus. / Dust grains located in dense molecular clouds play a major role in the formation of complex organic molecules. These grains are covered by icy mantles containing primitive molecules. Dense molecular clouds can collapse and lead to the formation of planetary systems such as our own. During this evolution, the grains are exposed to energetic processes which transform the organic matter inside the ices. The grains are ultimately incorporated into small solar system bodies such as comets and asteroids, which can then contribute to the exogenous delivery of organic matter on Earth. In this context, this thesis focuses on simulating the chemical evolution of ices. To that end, ice analogues are formed by condensing a relevant gas mixture on a cold substrate. These interstellar ice analogues are irradiated with UV photons and/or heated in order to simulate astrophysical processes. An organic residue is formed which we characterized with Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and very high resolution mass spectrometry (VHRMS) by Orbitrap.First, we performed mechanistic studies focused on the formation of aminoalcohols and hydroxynitriles from the warming of ices containing acetaldehyde (CH$_3$CHO) or acetone ((CH$_3$)$_2$CO) with NH$_3$, HCN and H$_2$O. Secondly, we studied the global composition of residues made from irradiation and warming of ices containing H$_2$O, CH$_3$OH, and NH$_3$. We present a new approach to interpret Orbitrap data of the residues. Similarities observed with meteoritic organic matter analyses found in the literature could mean that some of the evolution that led to meteoritic organic matter is shared with the evolution of our residues.

Les chondrites carbonées de type 1 et 2 comprennent les météorites les plus primitives d'un point de vue chimique et pétrologique. Ce caractère primitif est associé à l'abondance de matière organique qui est une phase privilégiée pour l'étude des phénomènes concernant l'héritage du matériel présolaire et sa transformation dans la nébuleuse puis sur les premiers corps. L'objet de cette thèse est l'étude de l'influence des processus post-accrétionnels sur les caractéristiques moléculaires de la matière organique et en particulier la mesure des effets d'oxydation dus à l'altération aqueuse. Nous avons mené une étude comparative basée sur la structure carbonée et l'analyse des fonctions oxygénées et soufrées d'une dizaine de météorites dont les histoires géologiques ont été déterminées par ailleurs. Le degré d'oxydation du soufre, hétéroatome mineur dans la fraction insoluble, a été mesuré par micro-spectrométrie SK-Xanes. La spectroscopie FT-IR a permis la description des structures fines des chaines carbonées et des fonctions riches en oxygène, hétéroatome majeur. La spectrométrie de masse à très haute résolution Orbitrap a été utilisée pour décrire la diversité hétéroatomique des molécules solubles de la chondrite Renazzo (CR2). Les chaines carbonées des chondrites de classe CI et Murchison se différencient de celle des autres météorites par une abondance en groupements terminaux méthyles à la fois supérieure et invariable. Les chondrites de type 1 sont les seules porteuses de fonctions soufrées oxydées acides alors que la spéciation du soufre dans les chondrites de type 2 est invariable. De la même façon, et cette fois pour l'ensemble des chondrites étudiées, les groupements carbonyles sont majoritairement dans les fonctions cétones, en proportion indépendante du degré d'altération aqueuse. Tous les paramètres mesurés dans cette étude nous poussent à conclure que la variabilité moléculaire au sein des chondrites carbonées de type 1 et 2 trouve moins son origine dans l'empreinte de l'hydrothermalisme que dans une hétérogénéité du précurseur organique accrété par chaque corps parent. En particulier, nos mesures invalident l'hypothèse selon laquelle l'altération serait à l'origine d'une conversion oxydative des chaines carbonées en fonctions acides carboxyliques.

The utility of 193 nm ultraviolet photodissociation (UVPD) and negative electron transfer dissociation (NETD) for the characterization of peptide anions was systematically evaluated. UVPD outperformed NETD in nearly all metrics; however, both methods provided complementary information to traditional collision induced dissociation (CID) of peptide cations in high throughput analyses. In order to enhance the performance of NETD, activated ion negative electron transfer dissociation (AI-NETD) methods were developed and characterized. The use of low-level infrared photoactivation or collisional activation during the NETD reaction period significantly improved peptide anion sequencing capabilities compared to NETD alone. Tyrosine deprotonation was shown to yield preferential electron detachment upon NETD or UVPD, resulting in N - C[alpha] bond cleavage N-terminal to the tyrosine residue. LC-MS/MS analysis of a tryptic digest of BSA demonstrated that these cleavages were regularly observed under high pH conditions. Transmission mode desorption electrospray ionization (TM-DESI) was coupled with 193 nm UVPD and CID for the rapid analysis and identification of protein digests. Comparative results are presented for TM-DESI-MS/CID and TM-DESI-MS/UVPD analyses of five proteolyzed model proteins. In some cases TM-DESI/UVPD outperformed TM-DESI-MS/CID due to the production of an extensive array of sequence ions and the ability to detect low m/z product ions. 193 nm UVPD was implemented in an Orbitrap mass spectrometer for characterization of intact proteins. Near-complete fragmentation of proteins up to 29 kDa was achieved. The high-energy activation afforded by UVPD exhibited far less precursor ion charge state dependence than conventional methods, and the viability of 193 nm UVPD for high throughput top-down proteomics analyses was demonstrated for the less 30 kDa protein from a fractionated yeast cell lysate. The use of helium instead of nitrogen as the C-trap and HCD cell bath gas and trapping ions in the HCD cell prior to high resolution mass analysis significantly reduced the signal decay rate for large protein ions. As a result, monoclonal IgG1 antibody was isotopically resolved and mass accurately determined. A new high mass record for which accurate mass and isotopic resolution has been achieved (148,706.3391 Da ± 3.1 ppm) was established. / text