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Le Mot de la Présidente

Bonjour à toutes et à tous ! Tout d’abord, recevez nos meilleurs vœux de réussite mais aussi de bonheur et de santé pour cette nouvelle année 2009 ! Après avoir feuilleté votre journal (et surtout lu l’article concernant les précédentes rencontres), dépêchez vous de vous inscrire aux XIVèmes Rencontres du CJSM qui auront lieu à Borzée, en Belgique du lundi 6 avril au vendredi 10 avril. Notre site Internet est vivant grâce à vous et à vos contributions : c'est pourquoi, je vous invite à y participer, notamment en complétant la liste des thèses ou bien en ajoutant les photos que vous aurez prises durant les rencontres. Je vous rappelle l'adresse de notre site Internet : http://www.cjsm.sfsm.info/ . J’encourage également les jeunes docteurs ayant soutenu cette année à se présenter pour le prix de thèse de la SFSM : une belle somme d'argent tout de même, et une invitation aux 26èmes Journées Françaises de Spectrométrie de Masse, à Dijon. Là encore, vous trouverez tous les renseignements sur le site de la SFSM. N’oubliez pas que ceux d’entre vous qui souhaiteraient assister à un congrès international peuvent demander une subvention à la SFSM. Les modalités pour postuler sont décrites sur le site de la SFSM (http://www.sfsm.info/).

Nous vous souhaitons une bonne lecture et n’hésitez pas à nous envoyer vos articles (scientifiques ou non, relatant une nouvelle expérience…), vos dessins (BD ou autres), vos jeux ou toute autre contribution ! Ce journal est le vôtre, faites le vivre !! A bientôt, Laetitia Fouillen, Présidente du CJSM.

Bureau du CJSM:

De gauche à droite, haut vers le bas:

Julien Marcoux, Nicolas Barthelemy,

Guilhem Caumette, Nicolas Barthen,

David da Silva, Dorothée Balbeur, Laetitia

Fouillen, Claudia Bich et Ying Xu.

Delphine Debois est absente de la photo

Journal du Club des Jeunes

Spectrométristes de Masse

Janvier 2009 Numéro 15

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…et celui du rédacteur Bonjour à tous, amis massistes ! J’ai le plaisir de vous présenter en ce début d’année la 15ème édition de notre journal. Je tiens tout d’abord à remercier les différents participants ayant pris un peu de leur temps pour oeuvrer à la réalisation du millésime 2009. Que trouverez vous dans ces prochaines pages ? Tout d’abord, Julien Marcoux vous ferra part de son voyage outre atlantique dans la ville du dernier dinosaure pour la 56ème conférence de l’ASMS… Suivra un article de Grégory Hamm relatant les évènements des dernières rencontres du CJSM en Normandie, qui je suis sûr rappellera de bons souvenirs aux uns et donnera sans aucun doute l’envie à tous de venir à Borzée au printemps prochain (courez vous y inscrire !). Si la spectrométrie de masse appliquée aux analyses inorganiques est souvent peu représentée dans ses colonnes, voici une fiche technique très complète sur la GD-MS présentée par Michel Tabarant pour pallier à ce manque. Cette technique, méthode de choix pour l’analyse élémentaire de solides comblera ceux, avides de connaître des instruments ne se retrouvant pas dans tous les laboratoires… Ensuite un peu de protéomique puisque Thierry Wasselin vous fera un écho du congrès de la SFEAP qui se tenait à Tours. Quelles étaient les thématiques abordées lorsque ce congrès qui n’était pas conjoint à celui de la SFSM ? A découvrir. Enfin, pour le dessert, votre serviteur vous présentera tout ce qu’il faut savoir sur le breuvage qui agrémentera sûrement votre

pot de thèse. Lumières sur le roi des vins effervescents : le champagne. Il ne me reste plus qu’à vous souhaiter une excellente lecture en espérant qu’elle vous donne à votre tour l’envie de prendre la plume (ou plus pratiquement, le clavier…), nous nous ferons un plaisir de vous publier… N’hésitez pas non plus à nous faire parvenir vos commentaires. Bien cordialement, Nicolas Barthélemy nbarthelemy@chimie.u-strasbg.fr

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Julien à la 56th conférence ASMS à Denver, Colorado

1-5 Juin 2008 Je voudrais tout d’abord remercier la SFSM qui m’a permis de participer à cette 56ème conférence de l’ASMS. Je suis donc arrivé à Denver la veille de la conférence inaugurale, après une première escale à Atlanta où j’ai subi un interrogatoire presque amusant en entrant sur le territoire américain : nature de mes recherches scientifiques, identité de mon employeur, pourquoi avais-je seulement une carte bleue en ma possession et pas de dollars …etc. Après avoir brièvement décrit la spectrométrie de masse à l’agent de police, je suis tout de même arrivé à bon port dans la capitale du Colorado également connue sous le nom de Mille-High City (en raison de son altitude : 1609 m). C’était la première fois que je mettais le pied sur le sol américain et j’imagine que j’ai ressenti ce que tout Européen ressent en arrivant là–bas (Comme c’est grand ! Comme c’est haut ! Toh des donuts !!!). L’hyper centre de Denver est finalement assez petit et très agréable, avec ses Gratte-ciels côtoyant des bâtiments relativement plus anciens. On s’y sent bien et la vue sur les Rocheuses n’est pas sans rappeler Grenoble.

La conférence inaugurale était en fait une sorte de one-man show sur des sujets de recherche les plus incongrus tels que : « Le Texas est il plus plat qu’un Pancake ? » ou encore « Extraction de vanilline à partir de bouse de vache ». L’orateur nous a ensuite montré comment ces travaux de recherche étaient récompensés chaque année par une sorte de prix nobel pour les nuls (ou Ig Nobel Prize, pour plus d’informations : http://fr.wikipedia.org/wiki/Prix_Ig_Nobel).

Puis nous sommes entrés dans le vif du sujet avec des conférences plénières dans un amphithéâtre démesuré et 7 sessions parallèles dans des salles plus petites (seulement 5 écrans géants !). Les thèmes abordés étaient assez classiques : instrumentation, petites molécules, protéomique, structure... J’ai pour ma part opté pour des sessions plutôt orientées dans la thématique des protéines ou de la biologie structurale telles que la caractérisation d’interactions protéine-ligand par SM ou les applications biologiques du cross link chimique. Ce qu’il y a de bien à l’ASMS c’est qu’on a l’opportunité de mettre un visage sur tous les auteurs de nos publis favorites et même de les voir nous présenter leurs derniers résultats. J’ai donc suivi avec attention la session spécialement dédiée aux échanges Hydrogène/Deutérium ainsi que le Workshop du lundi soir sur le même thème. J’ai particulièrement apprécié ce Workshop qui regroupait tous les utilisateurs et spécialistes présents sur ce thème très précis, dans une ambiance plus relax ce qui a favorisé des débats ouverts, très pointus et très constructifs.

Les sessions poster étaient également « king size » avec plus de 2600 posters en 4 jours ! Il ne s’agit bien entendu pas de tous les voir mais cette multitude étant, vous pouvez être persuadé de trouver votre bonheur. Les posters étant d’autant plus rassemblés par sessions thématiques, les rencontres sont presque automatiques et l’on échange aisément ses cartes de visites

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avec un grand nombre d’autres chercheurs venant de tout le globe. En dehors des conférences la semaine fut ponctuée de repas plus ou moins gastronomiques (ça allait de l’andouillette locale 100% fat, aux succulents ribs du Hard Rock Café), de sorties avec la délégation francophone ou tchèque ainsi que des fastueuses Hospitality Suites organisées par les différents constructeurs à l’hôtel Sheraton. Je n’ai malheureusement pas gagné « Denver le premier robot-dinosaure» offert par Waters.

J’ai été globalement très satisfait de cette semaine passée à l’ASMS. D’un point de vu scientifique, on peut vraiment découvrir toutes les facettes de la Spectrométrie de Masse et rencontrer des spécialistes dans son domaine. D’un point de vu relationnel, c’est une opportunité unique de se faire connaître au sein d’une communauté scientifique. Enfin c’est une aventure très sympathique puisque c’est l’occasion de retrouver certains membres de la SFSM ainsi que du club jeune. Julien Marcoux Laboratoire de Spectrométrie de Masse des Protéines Institut de Biologie Structurale J.P Ebel CNRS (UMR 5075)/CEA/UJF 41, rue Jules Horowitz 38027 GRENOBLE Cedex 1 Tél.: 04 38 78 39 60 Fax.: 04 38 78 54 94 Visit our lab. at: http://www.ibs.fr/content/ibs eng/presentation/lab/lsmp

Les XIII èmes Rencontres du C.J.S.M. - Ecole de Printemps Blainville sur Mer, Normandie

17 au 21 Mars 2008

Possédant une façade maritime donnant sur La Manche, la petite bourgade de Blainville sur Mer fut le lieu de ses 13èmes rencontres des jeunes, et « moins » jeunes, spectrométristes de masse de toute la France mais aussi d’au delà. Commune d’environ 1200 habitants située entre Cherbourg et le Mont-Saint-Michel, Blainville sur Mer nous a accueilli lors de cette semaine de travail et de partage. Nous nous sommes donc réunis au village vacances « Le Sénéquet », au milieu de la faune et de la flore de la Normandie ainsi qu’à proximité de la mer et des dunes naturelles. En résumé, c’est dans un cadre idyllique que nous avons eu la chance de participer à cette nouvelle édition des rencontres du C.J.S.M., les 13èmes, un bon présage. Les cours

Une fois encore, cette édition des rencontres du club jeune fut synonyme d’école de printemps de la Société Française de Spectrométrie de Masse. Le programme scientifique particulièrement varié a été, comme d’habitude, d’un haut niveau. Tout d’abord, nous avons eu un aperçu de l’apport de la bioinformatique dans le traitement des données issues des expériences de spectrométrie de masse sur les protéines ou autre peptides par le biais de Christophe Bruley du CEA à Grenoble. Un petit air des « Experts » flottait dans ces présentations grâce au cours de Stéphane Bouchonnet de l’école polytechnique de Palaiseau. En effet, sa présentation avait pour thème l’utilisation de la spectrométrie de masse dans le cadre des analyses médico-légales. Ce fut ensuite Jean François Focant, de l’université de Liège, qui nous exposa les différentes stratégies d’analyses des dioxines et autres PCBs utilisant entre autre la spectrométrie

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de masse. Pascale Richardin du C2RMF (Palais du Louvre) nous a démontré, quant à elle, la grande utilité de la spectrométrie de masse dans la science du patrimoine, notamment par l’intermédiaire des techniques séparatives (GC, LC) couplées à différents types de spectromètres de masse. Et, pour clore cette semaine, le cours d’Isabelle Fournier de l’USTL à Villeneuve d’Asq, sur l’analyseur à Temps de Vol en deux parties, nous a permis de mieux approfondir nos connaissances sur l’analyseur en lui-même mais également sur les sources d’ionisation qui lui sont combinées. Nous avons donc eu droit à un programme assez éclectique qui colle tout a fait avec les enjeux actuels.

Cours d’Isabelle Fournier

Les exposés de jeunes Concernant les exposés des jeunes chercheurs, nous avons eu droit à un large éventail de présentation abordant différents thèmes. De la protéomique toujours largement présente aux développements instrumentaux en passant par l’imagerie et une pointe d’inorganique, domaine souvent délaissé mais tout aussi intéressant, cette édition fut un très bon cru. Ces présentations sont très importantes pour les jeunes doctorants, et cela, à différents niveaux : afin d’acquérir une première expérience orale devant un auditoire, plus indulgent que lors d’un véritable congrès ; pour partager les difficultés rencontrées lors du déroulement de leur thèse, aspect un peu oublié ces derniers temps ; et enfin,

le pendant de cette dernière, trouver des solutions, des chemins encore inexplorés, pouvant les aider dans leurs travaux. C’est pour cela, qu’il parait important de rester dans cette voie tout en la faisant évoluer vers plus d’entraide et de discussion autour des sujets de chacun. Néanmoins, il serait souhaitable d’élargir le périmètre du club jeune en englobant d’autres laboratoires n’étant pas spécialisé dans la spectrométrie de masse mais l’utilisant tout de même. Les industriels Comme à son habitude, l’intervention des partenaires industriels, nous a permis de faire une mise au point sur les nouveaux instruments, tel que de nouvelles sources d’ionisation, d’analyseurs ou bien encore des dispositifs séparatifs. Le contact avec ces professionnels est toujours très enrichissant pour les jeunes doctorants utilisant leurs machines quotidiennement. H.S. ou Hors Science Les soirées, très bien animées, ont permis des échanges, pas uniquement scientifiques entre des doctorants des quatre coins de l’hexagone, de Suisse et de Belgique. Un moment inoubliable fut les Olympiades Belgo-Française organisées par les doctorants du Laboratoire de Liège. A travers différentes épreuves, ce jeu nous a permis de mieux connaître les plus grandes personnalités belges (Jean Claude Van Damme) ainsi que leur produit phare, la bière, bien sûr. Le tout impeccablement animé par DJ Blainville. L’après midi récréative nous a permis de découvrir les vergers et surtout la cave d’une ferme cidricole spécifique "La Bollée Blainvillaise" tenue de mains de maître par Léon, producteur de cidre, mais également magnétiseur à ses heures perdues. Après un rapide (pas si rapide que ça), mais tout du moins, intéressant tour des vergers, où nous avons pu faire la différence entre pommier mâle et femelle, nous nous attelâmes à la dégustation de quelques

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produits de la ferme dont la célébrissime Cuvée du Petit Léon (en plus c’était son anniversaire).

Cours de Léon

Léon et sa femme, nous ont ainsi offerts un assez large panel de cidre dont une eau de vie à base de pomme qui se rapprocherai en taux d’éthanol du solvant de nos laboratoires. Ce fut alors le temps des emplettes, ainsi chacun reparti avec une… voire deux… voire quelques cartons de bouteilles. A la sortie de notre visite des vergers de la ferme ainsi que de la dégustation de quelques bouteilles de cidre et autres eaux de vie, nous repartîmes vers notre bus. Un retour vers notre lieu de résidence qui n’a pas été de tout repos. Nous sommes passés à deux doigts de la catastrophe, et je pèse mes mots, lors d’une mauvaise manœuvre de notre chauffeur.

Bus dans le fossé

Le bus s’est retrouvé dans le fossé, un virage à 90 degrés trop court et nous voila bloqué au milieu de la campagne normande. Pendant cette période d’attente

nous avons rencontré plusieurs spécimens, Gégé et son vélo ou bien Alfred et son Mc Cormick. Heureusement pour nous, un tracteur passant par là, nous a tiré de ce faux pas, et nous pûmes repartir, pas très rassurés, vers « Le Sénéquet ». Conclusion… Ces 13èmes rencontres furent un grand moment d’un point de vue scientifique et humain. Je voudrais dire, au nom de tous les participants, un grand merci à tout le comité d’organisation de ces rencontres, les membres du club jeune ainsi que Julie Hardouin de l’université Paris 13. Et pour finir, je ne pourrais que vous conseiller de venir nombreux aux prochaines rencontres du 6 au 10 Avril 2009 à Borzée en Belgique. Emile Diou (Alias Grégory Hamm), LSMCL, Université de Metz

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La Spectrométrie de masse à Décharge Luminescente

Introduction La spectrométrie de masse à décharge luminescente (GDMS pour Glow Discharge Mass Spectrometry) constitue une des techniques de référence pour l’analyse des éléments à l’état de traces et d’ultra traces dans les échantillons solides (métaux, semi-conducteurs ...). Les processus physiques mis en jeu dans la décharge luminescente, la pulvérisation cathodique et le transfert d’énergie par collisions, sont à l’origine de l’atomisation de l’échantillon et de l’excitation et l’ionisation des atomes. Les applications de la GDMS ont été tout d’abord l’analyse en volume de solides conducteurs ainsi que l’analyse isotopique. L’apport de la radiofréquence a permis d’aborder le domaine de l’analyse directe d’échantillons isolants, enfin depuis quelques années, le couplage avec des techniques séparatives a diversifié le domaine d’application aux études de spéciation, l’ionisation douce permettant l’obtention simultanée d’informations élémentaires et moléculaires. Principe de la spectrométrie de masse à décharge luminescente Un spectromètre de masse à décharge luminescente se compose d’une source à décharge luminescente destinée à former des ions à partir de l’échantillon, d’un spectromètre de masse constitué d’un séparateur de masse et d’un détecteur et enfin d’un système d’acquisition et de traitement des données.

Figure 1 : Représentation schématique d’un spectromètre de masse à source à décharge

luminescente.

Principe de la décharge luminescente

Une source à décharge luminescente est constituée d’une cathode (l’échantillon), d’une anode et d’un bloc isolant séparant les deux électrodes. Cette source est mise sous pression réduite d’argon. L’application d’une différence de potentiel entre les deux électrodes provoque l’excitation puis l’ionisation des atomes d’argon. Accélérés par le champ électrique vers la cathode, ces ions argon positifs vont provoquer la pulvérisation de l’échantillon qui se traduit par l’éjection d’atomes constitutifs du matériau et donc l’érosion progressive de l’échantillon ainsi que des électrons secondaires qui, en participant aux collisions d’ionisation, permettent d’entretenir la décharge (figure 2). C’est dans le plasma ainsi formé qu’une partie des atomes éjectés de la cathode par pulvérisation est excitée et ionisée par différents processus de transfert d’énergie par collision.

Figure 2 : processus de pulvérisation et d’ionisation.

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Une conséquence importante au niveau analytique est que les phénomènes de pulvérisation et d’ionisation étant indépendants dans le temps et dans l’espace, la GDMS sera peu affectée par les effets de matrice, paramètre très important pour la justesse de l’analyse en phase solide. Une décharge luminescente peut fonctionner en mode continu (dc), radiofréquence (RF) ou en mode impulsionnel à partir d’une décharge continue ou RF. La décharge luminescente continue est principalement utilisée pour l’analyse directe de solides conducteurs (métaux, alliages…) et semi-conducteurs. L’analyse d’échantillons isolants est totalement impossible dans ce mode. Pour pallier à ce problème, l’utilisation d’un générateur RF permet l’analyse directe d’échantillons solides isolants. Le mode pulsé permet de travailler en résolution temporelle, le plasma obtenu étant transitoire. Les durées d’impulsion sont de l’ordre de 1µs à 1ms et sont particulièrement adaptées à l’analyse de couche mince ainsi qu’à la détermination élémentaire d’échantillons « fragiles ».

Lampe à décharge luminescente Différentes géométries de lampes à décharge ont été adaptées au couplage avec un spectromètre de masse. Les plus couramment utilisées sont les lampes à cathode creuse similaires à celles employées en absorption atomique. Ce type de source présente un rendement d’ionisation élevé mais est difficilement compatible avec les différentes formes d’échantillon. La lampe à bâtonnet utilise des échantillons préalablement mis en forme d’électrodes et est destinée à l’analyse élémentaire de traces et ultra-traces dans les solides. Le troisième type de source permet l’analyse d’échantillons plans et est dérivé des lampes dites « de GRIMM ». Outre l’analyse élémentaire,

cette géométrie permet l’analyse en profondeur. La vitesse d’érosion ainsi que la forme du cratère dépendent des paramètres de fonctionnement de la source.

Séparateur de masse La source à décharge luminescente a été associée avec les principaux types de séparateurs de masse : quadripôle, secteur magnétique et temps de vol. Les quadripôles ont tout d’abord été utilisés comme alternative à la spectrométrie de masse à étincelles pour l’analyse élémentaire des échantillons conducteurs. Une des principales limitations de la GDMS quadripolaire est sa résolution en masse, de l’ordre d’une unité de masse atomique, qui ne permet pas de résoudre les interférences isobariques dues aux ions polyatomiques. La décharge luminescente a également été couplée avec l’analyseur à secteur magnétique. Ce type d’appareil, développé dans des laboratoires de recherche (2), ou commercial (VG 9000) présente une résolution maximale de 9000 (4000 en routine) permettant de résoudre la plupart des interférences spectrales. Le spectromètre à temps de vol est particulièrement bien adapté au couplage avec une source pulsée. En raison des possibilités d’acquisition de spectres extrêmement rapides (typiquement 20 kHz), ce couplage présente des perspectives intéressantes pour l’analyse de surface (3).

Caractéristiques analytiques

Stabilité de mesure Classiquement, la répétabilité et la reproductibilité sont exprimées par l’écart-type relatif (RSD) en pourcent sur les mesures d’intensité. Elles dépendent de l’homogénéité de l’échantillon, du niveau de concentration des éléments mesurés et l’analyseur utilisé. Typiquement, la répé-tabilité est inférieure à 3 % pour les

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éléments majeurs et mineurs et de 5 à 10 % pour les éléments présents à l’état d’ultra-traces dans un matériau homogène.

Sensibilité, limite de détection La sensibilité SE d’un élément E est définie comme l’intensité IE du signal de cet élément par unité de concentration CE ; SE = IE / CE. Cette sensibilité peut varier d’un élément à l’autre d’un facteur allant jusqu’à 10, essentiellement en raison des différences de probabilité d’ionisation entre les éléments. De ce fait, le concept de Facteur de Sensibilité Relative FSR a été défini et se trouve utilisé pour la quan-tification en GDMS. Le FSR d’un élément E correspond au rapport de sa sensibilité sur la sensibilité d’un élément de référence R soit FSRE/R = (IE/CE) / (IR/CR). On atteint classiquement avec un GDMS à secteur magnétique des limites de détection, dans les solides massifs, inférieures à 1 ng/g, pour la plupart des éléments.

Quantification, justesse La première étape d’une analyse quantitative consiste en l’acquisition d’un spectre de masse général de l’échantillon afin de connaître de façon qualitative sa composition et d’étudier tous les risques d’interférences potentielles. En effet, si la GDMS fournit un spectre essentiellement composé d’ions Ar+ et M+, une faible proportion d’ions polychargés M2+, d’hydrures MH+ et d’ions polyatomiques MAr +, M2+, MM’ +, et Ar2+ est néanmoins présente et susceptible d’engendrer des interférences isobariques. C’est ce que montre le spectre de masse de la Figure 3 du standard de fer NIST 1265 réalisé avec un GDMS à secteur magnétique et une source à décharge RF (2). On peut ainsi prévoir les interférences susceptibles d’être formées dans la source à décharge et adapter, dans le cas d’un spectromètre à secteur magnétique par exemple, la résolution nécessaire pour quantifier les isotopes d’intérêt.

Figure 3 : Spectre de masse d’un étalon de fer

électrolytique SRM NIST 1265.

A partir de la connaissance des FSR, la quantification d’un élément inconnu sera déterminée selon la formule suivante : CE = 1/FSR * (IE*CR/IR). Les justesses habituellement obtenues sont globalement inférieures à 5% pour des teneurs de l’ordre de 1µg/g.

Applications

Analyse élémentaire La GDMS est utilisée depuis de nombreuses années pour l’analyse quantitative de traces et ultra-traces dans les solides (par exemple matériaux ultra-purs pour l’industrie électronique). L’analyse de poudre peut également être réalisée après mélange de cette dernière avec un liant de haute pureté (Graphite, Argent…) puis compactage sous forme d’une pastille ou d’un bâtonnet par pressage isostatique. Cette méthode présente l’avantage de pouvoir s’affranchir du manque de matériaux de référence solides certifiés. Il est en effet possible de fabriquer des étalons synthétiques en imprégnant par des solutions étalons certifiées les mélanges entre l’échantillon en poudre et le liant conducteur et d’effectuer ainsi des étalonnages externes.

Analyse isotopique La GDMS est une technique bien adaptée à la détermination de rapports isotopiques (4) en raison de la très grande stabilité de la source d’ionisation. On peut ainsi

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obtenir en routine une reproductibilité de quelques pour mille pour des éléments dont les rapports isotopiques sont compris entre 0,1 et 10. Le tableau 1 présente la composition isotopique de l’erbium dans un échantillon d’oxyde d’erbium.

Tableau 1 : Composition isotopique de l’erbium ( % atomique) dans un échantillon d’oxyde d’erbium

(GDMS CEA).

Analyse de surface et analyse en profondeur

Le couplage de la décharge luminescente avec les spectromètres de masse à temps de vols a permis l’étude de la répartition des éléments en profondeur dans des échantillons solides plans, même si l’on peut considérer que le potentiel de la technique n’a pas encore été totalement exploré. Par exemple, la figure 4 présente le profil obtenu avec une décharge pulsée couplée à spectromètre de masse à temps de vol d’un échantillon de cuivre recouvert d’une couche d’argent de 250 nm (5).

Figure 4 : Spectre de masse d’une couche de 250 nm

d’Ag sur un disque de Cu. (5) Analyse d’échantillons liquides, spéciation Si la plupart des applications de la spectrométrie de masse à décharge luminescente concernent la caractérisation

d’échantillons solides, ses propriétés la rendent potentiellement intéressante pour l’analyse directe d’échantillons liquides. Différents types d’interfaces ont été développés pour permettre l’introduction d’échantillons sous forme liquide ou gazeuse dans la décharge luminescente à des fins de caractérisation élémentaire et moléculaire. En particulier les interfaces de type « Particle Beam » ont été développées récemment (6) et révèlent la GDMS comme un excellent détecteur de chromatographie liquide, il est possible de fournir des spectres de masse inorganique (ions métalliques) et moléculaires (fragmentation moléculaire).

Figure 5 : Spectre de masse du chlorure de

triéthylplomb (150 ppm) (6)

Conclusions, perspectives

La GDMS est actuellement l’une des techniques parmi les plus sensibles et les plus reproductibles pour l’analyse directe de traces dans les échantillons solides, qu’ils soient conducteurs ou isolants. Dans ce dernier cas la GDMS RF offre des potentialités d’autant plus intéressantes que ce sont ces échantillons qui sont les plus délicats à mettre en solution. En tant que technique de spectrométrie de masse, la GDMS est appliquée à la détermination des abondances isotopiques des éléments dans de nombreuses matrices solides avec de très bonnes reproductibilités et justesses. Les travaux récents montrent également le potentiel important de la GDMS en tant que détecteur de chro-matographie en phase liquide. L’analyse des éléments et des espèces auxquels ils sont liés devient ainsi possible dans des échantillons liquides. Grâce aux multiples possibilités qu’offre la GDMS pour

Isotope IUPAC GDMS RSD (%)

Justesse (%)

162Er 0,139 0,140 0,7 - 0,7

164Er 1,601 1,603 0,7 - 0,1

166Er 33,50 33,55 0,2 -0,2

167Er 22,87 22,90 0,4 -0,1

168Er 26,98 26,95 0,1 0,1

170Er 14,91 14,86 0,4 0,3

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l’analyse de tout type d’échantillons le nombre d’utilisateurs de cette technique est en constante augmentation et différents constructeurs développent et commercialisent de nouvelles GDMS. Bibliographie.

(1) BRUHN CG, BENTZ BL, HARRISON WW, Simplified solids mass spectrometer combining a glow discharge source with a quadrupole mass filter, Anal. Chem., 1978, 50, 373-375.

(2) CHARTIER F., TABARANT M., Comparison of the performances of a laboratory-built high resolution glow discharge mass spectrometer with that of a quadrupole inductively (glow discharge) mass spectrometer for boron and gadolinium isotopic analysis, J. Anal. Atom. Spectrom., 1997, 12, 1187-1193.

(3) VASQUEZ PELAEZ M., PISONERO J., COSTA-FERNANDEZ JM, PEREIRO R., BORDEL N., SANZ-MEDEL A., Analytical potential of a glow discharge chamber coupled to a time of flight mass spectrometer for qualitative in depth profile analysis. J. Anal. Atom. Spectrom., 2003, 18, 612-617.

(4) BETTI M., RASMUSSEN G., KOCH K., Isotopic abundance measurements on solid nuclear-type samples by glow discharge mass spectrometry. Fresenius J. Anal. Chem., 1996, 355, 808-812.

(5) HARRISON WW, HANG W., YAN X., et al., Temporal considerations with a microsecond pulsed glow discharge, J. Anal. Atom. Spectrom., 1997, 12, 891-896.

(6) GIBEAU TE, MARCUS RK, Separation and identification of organic and organometallic compounds by use of a liquid chromatography-particle beam-glow discharge mass spectrometry combination. J. of Chrom. A, 2001, 915, 117-128.

Michel Tabarant Commissariat à l’Energie Atomique Saclay – Direction de l’Energie Nucléaire – Département de Physico-Chimie – 91191 Gif-sur-Yvette cedex

Un petit aperçu de la SFEAP … Le congrès de la SFEAP s’est tenu à Tours du 6 au 8 octobre 2008. La SFEAP, Société française d’électrophorèse et d’analyse protéomique, est l’association chargée de promouvoir l’ensemble les méthodes de séparation et d’analyse basées sur l’électrophorèse. Il s’agissait donc du 25ème congrès et une rétrospective sur la technique d’électrophorèse s’imposait. En effet depuis O’Farrell en 1975 qui publie la séparation de plus de 900 protéines sur gel, la technique a fait du chemin. Au cours du temps de nombreux progrès techniques ont été faits et les travaux d’Angelika Görg et de Thierry Rabilloud, notamment, y ont beaucoup contribué. Mise à mal et opposée à l’approche de séparation par chromatographie (shotgun), celle-ci a continué à être utilisée malgré une fin annoncée ! Elle connaît même un regain de vitalité ! Cette opposition a d’ailleurs été soulignée lors de la conférence d’ouverture par Angelika Görg, intitulée Past, present and future of gel based proteomics. Mais ce congrès n’est pas qu’une affaire d’opposition récurrente, c’est aussi l’occasion d’aborder d’autres thématiques telles que les bio-marqueurs, les stratégies de quantification, la protéomique fonctionnelle et la bioinformatique. L’intervention de Pierre Lescuyer a permis de bien comprendre ce qu’on appelle un bio-marqueur et de rappeler la situation au niveau clinique. Identifier est une chose, localiser en est une autre ! La conférence de Kathyrn Lilley a abordé les approches développées pour localiser les protéines identifées, notamment en utilisant LOPIT (Localisation of organelle proteins using isotope labelling). Enfin tout étant histoire de traitement de données, on ne saurait ignorer la bioinformatique. La présentation de Pierre Alain Binz a rappelé les méthodes et critères de validation des identifications et donc les différents paramètres à considérer

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sans se focaliser uniquement le taux de faux positifs. Et la spectrométrie de masse ? Présente, absente ? La spectrométrie de masse est perçue comme un moyen parmi d’autres pour analyser les protéines. Ce qui permet de savoir qu’il n’y pas que la spectrométrie de masse dans la vie, certes, mais il fut aussi difficile de s’y retrouver pleinement. Joie et déception d’un protéomiste massiste ! Voilà l’être hybride errant entre deux pôles ! La masse et la protéomique ! Puisqu’il y a divergence, pourquoi n’y aurait il pas convergence ? Chacun semble, en effet, apprécier pleinement les rencontres lors des congrès joints. Ce qui sera le cas cette année à Dijon du 14 au 17 septembre pour présenter des résultats, bien sûr, et aussi évoquer les développements à venir. La tendance est à la quantification ! Un nom ne suffit plus ! En quelle quantité cette protéine est elle présente? Voilà une question clé à laquelle il faut maintenant savoir répondre. En effet, à de nombreuses reprises différentes méthodes de quantification furent évoquées laissant entrevoir le développement de nouvelles méthodes pour les prochaines années. Un nouveau challenge pour la spectrométrie de masse ? A suivre…. Thierry Wasselin Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien. Laboratoire de Spectrométrie de Masse Bio-Organique. Strasbourg.

Les bords de Loire…

Sur la Route du Champagne…

Vous en avez probablement bu quelques verres il y a peu de temps pour le nouvel an et il a coulé ou coulera à flot le jour de votre soutenance de thèse… Le champagne est l’un des ingrédients indispensable pour accompagner comme il se doit les évènements les plus importants. Mais d’où vient et comment est conçu ce vin prestigieux, symbole du luxe à la française, renommé dans le monde entier ? Voici quelques éléments de réponse qui vous permettront de mieux comprendre la spécificité de ce vin mais aussi de mieux connaître sa diversité.

Le vignoble

Chaque vin est intimement lié à l’originalité de son vignoble ; le vin de Champagne ne fait pas exception. Les sols

majoritairement crayeux, leur exposition dans un paysage très vallonné mais aussi la situation septentrionale du vignoble contribuent à la singularité du champagne. Les variations climatiques sont en partie tempérées par les forêts préservées en amont des vignes. Le choix des cépages (variétés de raisins) est également adapté à ces conditions particulières.

L’aire d’appellation recouvre essentiellement les départements de la

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Marne, de l’Aube et de l’Aisne. La localisation, les spécificités géologiques permettent de distinguer cinq grandes zones viticoles : la Montagne de Reims (1), la vallée de la Marne (2), la Côte des Blancs (3), le Sézannais (4) et le vignoble de l’Aube (5). Trois cépages se partagent les plantations champenoises. Le chardonnay est un cépage à jus blanc situé principalement dans la Côte des Blancs (d’où son nom !) et dans le vignoble sézannais. Le pinot noir et le pinot meunier sont des cépages noirs à jus blanc. Le premier prédomine dans la Montagne de Reims et le vignoble aubois tandis que le deuxième se trouve dans la Vallée de la Marne et le département de l’Aisne.

Chardonnay Pinot Noir Pinot Meunier

La qualité des raisins produits dans le vignoble s’exprime dans la désignation des Grands Crus et Premiers Crus (localisés essentiellement dans la Montagne de Reims et la Côte des Blancs) et autres crus. Il existe en Champagne 323 crus dont 17 Grands Crus et 41 Premiers Crus. Afin de garantir la qualité de la production, le rendement à l’hectare est limité et déterminé en fonction de l’année et de la qualité de la vendange…

Un peu d’histoire…

Si la culture de la vigne est rapportée dans cette région depuis l’époque romaine, les césars n’ont pas eu le privilège de boire le champagne tel que nous le connaissons… L’utilisation des bouteilles pouvant permettre de conserver l’effervescence naturelle du vin ne s’est développée qu’à la fin du 17ème siècle. La légende attribuera à un certain Dom Pérignon, moine à l’abbaye d’Hautvillers, les techniques d’assemblage et de conservation en

bouteille ayant permis de voir naître un champagne qui par la suite a acquis ses lettres de noblesse. Au 18ème siècle, les cours européennes et la haute société adoptent ce breuvage et font la fortune de maisons à Reims et à Epernay dont les noms (Ruinart, Moët, Clicquot, Heidsieck, Chanoine…) vont traverser près de trois siècles d’histoire. Le 19ème siècle est marqué par le développement des maisons qui élaborent le vin pétillant à partir du rassemblement de vins issus de leurs propres domaines complétés majoritairement par des vins achetés aux petites exploitations. Ce n’est qu’à la seconde moitié du 19ème siècle que sont développées les améliorations techniques qui, combinées aux recherches scientifiques, permirent d’améliorer les étapes de production du champagne et plus particulièrement la prise de mousse. Après un début de 20ème siècle très difficile marqué par l’invasion du phylloxéra, les révoltes vigneronnes de 1911, et deux guerres mondiales, le vin de Champagne connaît jusqu’à aujourd’hui une période de totale prospérité. Le futur du vignoble champenois s’annonce avec une extension qui devrait faire parler d’elle courant 2015…

Du raisin à la bouteille…

Maintenant que le décor est planté, il convient de répondre à la question de l’élaboration du champagne... comment naît ce vin et d’où provient son effervescence ?

Après avoir passé le printemps puis l’été à mûrir sur les coteaux champenois, le raisin est vendangé couramment vers début septembre. Première

spécificité du vignoble, cette étape est réalisée exclusivement à la main. Une raison à cela ? Vous aurez noté que deux des cépages utilisés sont noirs ; les grappes doivent donc être choyées pour que la peau ne tâche pas et que le jus blanc soit ainsi

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préservé! Les mêmes précautions sont respectées pour le pressurage du marc (les grappes de raisin) qui sera réalisé quelques heures après la cueillette (les pressoirs sont au plus près du vignoble). Chaque cru et chaque cépage sont pressés séparément pour obtenir le moût qui est alors clarifié (décanté). Ce même moût est alors envoyé vers la cuverie pour y être entreposé dans des cuves et vinifiés comme tous les vins blancs. Au cours de la vinification le sucre contenu dans le moût se transforme sous l’action de levures (naturellement présentes dans le raisin ou mise en culture par le vinificateur) en alcool et en gaz carbonique : c’est la fermentation alcoolique commune à tous les vins. Une seconde fermentation, la fermentation malolactique, peut être également effectuée en fonction de la stratégie adoptée par le vinificateur : sous l’action de bactéries, l’acide malique est transformé en acide lactique ce qui a pour conséquence de diminuer l’acidité et d’assouplir le vin qui sera également plus facilement conservé. Les fermentations achevées, les vins sont soutirés pour séparer le vin clair, non encore effervescent, de la lie (les levures). Le chef de cave va procéder alors à l’assemblage. C’est un moment crucial dans l’élaboration du champagne. Il s’agit pour lui de marier harmonieusement les différents crus, les différents cépages qui sont à sa disposition. L’objectif est de réaliser des combinaisons élaborées permettant de restituer les propriétés du vin de la marque pour lesquelles le client est fidèle. Les vins de l’année ont préalablement été dégustés voire analysés. Des pré-assemblages entre crus et cépages sont constitués pour être utilisés en différentes proportions lors de l’assemblage. Une

spécificité qui explique que les champagnes soient sans année réside dans le fait que l’assemblage peut utiliser des vins dits de réserve provenant d’années précédentes. Ce procédé permet d’accorder le goût du vin produit d’une année avec les autres même en cas de variations de qualité entre les vendanges. Néanmoins, de bonnes années peuvent être choisie pour élaborer des champagnes millésimés dont les propriétés organoleptiques tranchent généralement avec le non millésimé de la marque. De la possibilité de combiner les vins s’explique la diversité des champagnes. Les champagnes dits blancs de blancs sont issus d’assemblage faisant intervenir uniquement du chardonnay. Les blancs de noir sont des assemblages de pinots noir et/ou meunier. Les champagnes ’’grand cru’’ ou ’’premier cru’’ indiquent la cotation des raisins utilisés (cette mention est tout de même peu fréquente). Le champagne rosé provient de l’assemblage des mêmes cépages avec une certaine proportion de vins provenant de pinots ayant été spécifiquement colorés. Des champagnes pourront être la combinaison ou non d’années millésimées, être issus de raisins provenant de la même commune, de communes différentes, de cépages différents… les combinaisons sont infinies. Après avoir déterminé l’assemblage (à l’échelle de la burette…), les différents vins vont être rassemblés dans les proportions déterminées par le chef de cave dans une cuve d’assemblage. Ce vin, qui n’a alors plus de sucre, est mélangé à une liqueur de tirage composée de sucre dissout dans des vieux vins auxquels sont ajoutées des levures. Le vin est alors mis en bouteille, et ces bouteilles sont descendues dans les vastes caves en craies champenoises (rien que sous la ville d’Epernay se sont 110 km de

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caves qui ont été creusées). Les bouteilles vont y être entreillées à l’horizontale, sur des lattes de bois. A une température constante de 12°C, les levures vont lentement transformer le sucre en alcool et en CO2 qui, prisonnier dans la bouteille, va se dissoudre dans le vin ; c’est la prise de mousse, un des secret du champagne... Le temps fera lentement son œuvre et le vin évoluera sur la lie des levures pendant deux à trois années voire plus pour les millésimes. Pendant la prise de mousse, les levures ont formé un léger dépôt à l’intérieur de la bouteille. Le remuage a pour but de concentrer ce dépôt et de le faire glisser jusqu’au goulot, afin de clarifier le vin. Autrefois réalisée manuellement sur des pupitres en bois, des gyropalettes peuvent effectuer cette étape de manière automatisée. Avant de sortir les bouteilles de la cave, le dépôt est retiré de la bouteille lors du dégorgement.

La capsule fermant la bouteille et sur laquelle s’est accroché le dépôt est enlevée et ce dernier est expulsé

sous l’effet de la pression. Une autre façon ayant permis d’automatiser cette étape consiste à congeler le col de la bouteille tête en bas ; le dépôt est emprisonné dans un culot de glace qui est expulsé à l’ouverture de la bouteille. Avant de refermer la bouteille pour la coiffer de son célèbre bouchon encapsulé, un dosage est réalisé. Le dosage consiste en l’ajout d’une liqueur composée de sucre dissout dans du vin de réserve. La dénomination du dosage utilisée dépendra de l’apport en sucre réalisé : Brut nature ou Extra brut (pas de sucre), Brut (1%), Sec (2 à 5%), Demi sec (5 à 8%), Doux (8 à 15 %). Après mélange et 6

mois de repos, les bouteilles sont habillées de leur collerette et de leur étiquette. Elles sont alors prêtes à être appréciées. Le champagne n’est pas un vin qui se conserve très longtemps du fait de l’étape d’ouverture qu’a nécessité le dégorgement. Il conviendra de le boire dans l’année ayant suivi son achat pour en savourer toutes ses subtilités. Néanmoins, les champagnes millésimés se conserveront un peu plus longtemps.

Vous avez sans doute déjà pu voir des bouteilles de champagne aux dimensions parfois

singulières. En quart, en demi, en bouteille ou en magnum (2 bouteilles), il existe également des formats plus grands aux noms originaux : jéroboam (4), réhoboam (6), mathusalem (8), salmanazar (12), balthazar (16), nabuchodonosor (20 bouteilles). On ne retrouve en cave que des bouteilles et des magnums, les autres étant obtenues à partir de remplissage avec des bouteilles déjà dosées…

Du choix à la dégustation… Comment s’y retrouver dans toutes ces marques qui proposent souvent toute une gamme de produits ? Il existe tout d’abord différents statuts de producteurs : ces catégories peuvent être retrouvées sur l’étiquette de votre champagne sous la forme d’un petit code : NM négociant-manipulateur (généralement les grandes Maisons), RM récoltant-manipulateur (les vignerons produisant leur propre champagne), RC récoltant-coopérateur (rassemblement de vignerons en coopérative), CM coopérative de manipulation. Le champagne de grandes Maisons provient de l’assemblage de vins issus de l’ensemble du vignoble champenois (issus de leurs propres vignobles et/ou de vins achetés à des propriétaires viticulteurs). Le prix de ces vins est généralement fonction

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du prestige de la marque, et des crus qui ont été utilisés pour l’assemblage. Dans tous les cas, le premier prix proposé est le brut sans année le plus diffusé, puis en fonction de la gamme proposée, on retrouvera demi-secs, rosés, blancs de blancs, blancs de noirs dont les prix augmenteront s’ils sont millésimés. Les champagnes produits directement par les viticulteurs et réalisés à partir de plus petites surfaces de vignoble, peuvent être le résultat d’assemblage de raisin provenant d’une ou de quelques communes ; moins distribués, moins chers, ils ne seront pas moins d’excellente qualité et représenteront leur vignoble d’origine, les talents des élaborateurs… Le meilleur moyen de les connaître sera de leur rendre visite pour une petite dégustation de leurs différentes cuvées et par la même occasion de venir découvrir le vignoble et les paysages champenois. Enfin, pour déguster le champagne, inutile de le boire trop froid ; 8°C voire plus pour accéder plus facilement aux arômes. La coupe est à éviter, le nez accédera plus facilement aux arômes qui évoluent dans une flûte. Ne parlons pas du plastique qui tue l’effervescence ! Le champagne se boit traditionnellement en apéritif ou au dessert (et, il faut quand même le rappeler avec modération…).

Néanmoins, l’association du champagne avec des plats sucrés vous rendra plus sensibles à son acidité sauf si vous avez préféré un sec ou un

demi-sec… Pour les autres moments du repas, il existe toujours un champagne pouvant s’accorder avec le met… et cela même au fromage ! Nicolas Barthélemy IPHC. Laboratoire de Spectrométrie de Masse Bio-Organique. Strasbourg.

Pour continuer le voyage : www.maisons-champagne.com www.champagne.fr www.tourisme-champagne-ardenne.com Le Guide Hachette des Vins 2009

XIVXIVèèmesmes Rencontres du Club Jeune de la SociRencontres du Club Jeune de la Sociééttéé FranFranççaise aise de Spectromde Spectroméétrie de Massetrie de Masse

ÀÀ BorzBorzééee (Belgique) du 6 au 10 avril 2009(Belgique) du 6 au 10 avril 2009

Cours:

Interactions Non Covalentes

Méthodes d’ionisations APPI

SIMS, Imagerie

Orbitrap

MS et Pétrole

Inscription et soumission des résumés jusqu’au 13 Février 2009

http://www.mslab.ulg.ac.be/rcjsm14/index.html

Formulaire et conditions d’inscription disponibles sur le site: http://www.cjsm.sfsm.info/

Contact: lfouillen@chimie.u-strasbg.fr

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