Analyses isotopiques pour l’authentification et la traçabilité industrielle
Prouver qu’un ingrédient est bien d’origine botanique, certifier qu’un matériau est réellement biosourcé ou recyclé, détecter une substitution dans une matière première : ces enjeux nécessitent une analyse qui va au-delà de la composition chimique classique. L’analyse isotopique mesure la signature en isotopes stables de vos échantillons et vous fournit une conclusion directement exploitable pour vos clients, votre cahier des charges ou un régulateur.
Nos prestations d’ingénierie et de R&D
Nos experts vous accompagnent dans vos projets de recherche et développement. Ils vous aident à authentifier l’origine des matières premières, garantir la traçabilité des produits, démontrer la naturalité des composés organiques, étudier le métabolisme et les processus biochimiques, quantifier les métabolites.
Analyse isotopique globale
Analyse isotopique en 13C, 2H, 18O, 15N et 34S directe de matrices par IRMS (spectrométrie de masse de rapport isotopique) couplée à un analyseur élémentaire (EA), après conditionnement dans des capsules en étain.
Ce type de mesure permet d’obtenir la composition isotopique moyenne de tous les composés de la matrice étudiée.
EA-IRMS de matière organique
Préparation d’échantillons
Analyses 13C, 15N et 34S en routine
Analyses 2H et 18O sur demande
Analyse isotopique composé-spécifique (CSIA)
Analyse isotopique en 13C et 15N par IRMS (spectrométrie de masse de rapport isotopique) couplée à une chromatographie en phase gazeuse (GC).
Cette technique permet de mesurer la composition isotopique des différentes molécules présentes dans un mélange grâce à la séparation chromatographique. La méthode nécessitant l’analyse de composés volatiles, des dérivations chimiques sont également proposées. De plus, nos équipements permettent les analyses isotopiques 13C et 18O des carbonates ainsi que du carbone inorganique dissout (DIC).
CSIA par GC-IRMS
Préparation d’échantillons
Dérivation chimique
Analyses 13C et 15N en routine
Analyse 13C et 18O de carbonates
Analyse 13C du DIC
Profilage isotopique des acides aminés et acides gras
Notre expertise en analyse isotopique composé-spécifique (CSIA) permet le profilage 15N ou 13C (mesures isotopiques et quantification) d’acides aminés et d’acides gras à partir d’extraits complexes.
Les procédés d’extraction des métabolites, leur dérivation chimique et leur analyse par IRMS (spectrométrie de masse de rapport isotopique) couplée à une chromatographie en phase gazeuse (GC) ont été optimisées sur notre plateforme et permettent ces analyses en routine.
Profilage CSIA par GC-IRMS
Isolement des métabolites d’intérêt (protéines, lipides)
Hydrolyse des protéines
Dérivation chimique (NPIP ou PFPA) des acides aminés
Saponification ou méthyl estérification des acides gras
Analyse isotopique et quantification
Analyse isotopique position spécifique en carbone-13 (PSIA)
Analyse isotopique position-spécifique en 13C par RMN (résonance magnétique nucléaire) quantitative et par pyrolyse couplée à l’IRMS (spectrométrie de masse de rapport isotopique).
Ces méthodes innovantes donnent accès à la distribution du carbone-13 entre les différentes positions carbonées de la molécule étudiée.
Le développement constant de ces méthodes permet aujourd’hui d’étudier l’origine et le devenir de nombreux composés organiques.
PSIA par RMN 13C
Mise au point du protocole pour de nouveaux composés
Analyses par RMN 13C
Traitement des résultats
PSIA par Pyrolyse-GC-IRMS
Calibrage de la méthode pour de nouveaux composés
Analyses par Pyrolyse-GC-IRMS
Traitement des résultats
Plateforme Ligérienne d’Isotopie
La Plateforme Ligérienne d’Isotopie est l’infrastructure régionale créée en 2021 dans le cadre du programme « Infrastructure de recherche ligérienne », lancé par la région Pays de la Loire en collaboration avec la Commission européenne, relatif à l’encadrement des aides d’État à la recherche, au développement et à l’innovation.
Pour répondre aux besoins des industriels et ainsi créer les solutions industrielles du futur, le laboratoire CEISAM (UMR CNRS 6230) et l’IRHS-Angers ont travaillé pour développer cette plateforme, opérée en partie par les ingénieurs de CAPACITÉS.
L’appui des laboratoires de recherche
Pour mener à bien vos projets d’innovation, nos équipes bénéficient de l’appui et des moyens techniques des laboratoires de Nantes Université.
Analyses isotopiques
Serge AKOKA
Serge AKOKA est enseignant-chercheur à Nantes Université. Il pratique l’analyse isotopique position-spécifique au sein de l’équipe MIMM du CEISAM depuis 1997. Il est également membre du Réseau Francophone de Métabolomique et de Fluxomique (RFMF). Il s’intéresse particulièrement aux développements méthodologiques en RMN quantitative de haute précision et à l’isotopomique.
Brevets et publications
S. AKOKA, G. REMAUD. NMR-based isotopic and isotopomic analysis. Progress in NMR Spectroscopy, 2020, 120–121, 1–24.
G. HAJJAR, T. RIZK, J. BEJJANI, S. AKOKA. Metabisotopomics of triacylglycerols from animal origin: A simultaneous metabolomic and isotopic profiling using 13C INEPT. Food Chemistry 315 (2020) 126325.
L. HADDAD, S. RENOU, G. S. REMAUD, T. RIZK, J. BEJJANI, S. AKOKA. A precise and rapid isotopomic analysis of small quantities of cholesterol at natural abundance by optimized 1H-13C 2D NMR. Analytical and Bioanalytical Chemistry 413 (2021) 1521–1532.
Laboratoire en Chimie Moléculaire de Nantes CEISAM
Les thématiques de recherche du laboratoire sont : la synthèse de molécules organiques et de matériaux hybrides, les développements méthodologiques en chimie analytique et la modélisation moléculaire. Les thématiques de recherche sont déployées sur trois interfaces stratégiques « Chimie / santé », « Chimie / photonique moléculaire » et « Chimie / environnement » qui assurent la dynamique de cohésion transversale.
Équipe de recherche MIMM
L’équipe MIMM (Magnetic resonance, Isotopomics, Metabolomics, Monitoring) est composée d’environ 25 personnes détenant une expertise reconnue en chimie physique et analytique.
Cette expertise porte en particulier sur les domaines de l’IRMS et de la RMN en solution et de l’analyse isotopique en abondance naturelle, ainsi que leur application à une large gamme de problématiques telles que le métabolisme, l’authentification, la criminalistique ou la surveillance des réactions.
Les publications de l’équipe depuis 2021 sont accessibles à ce lien.
Notre parc de moyens d’essai et de mesure
Plus de 150 équipements dédiés
Nous vous proposons des prestations à façon, mobilisant parfois plusieurs appareils, afin de répondre précisément à votre besoin.
Qu’est-ce qu’une analyse isotopique ? Une analyse isotopique mesure la composition en isotopes stables d’un matériau (carbone-13, deutérium, azote-15…) pour en déterminer l’origine, le procédé de fabrication ou l’authenticité.
À quoi sert l’analyse isotopique en industrie ? Elle permet d’authentifier l’origine géographique d’un produit, de détecter des fraudes ou substitutions, de différencier des matériaux biosourcés et pétrosourcés, ou d’étudier le métabolisme pour des applications en santé.
Quelle est la différence entre EA-IRMS et GC-IRMS ? L’EA-IRMS donne la composition isotopique moyenne de toute la matrice. La GC-IRMS (analyse composé-spécifique, CSIA) mesure la signature isotopique molécule par molécule, ce qui permet une analyse bien plus fine de mélanges complexes.
Les experts de CAPACITÉS peuvent-ils analyser des échantillons pour des industriels ? Oui. CAPACITÉS propose des prestations à façon en EA-IRMS, GC-IRMS et RMN quantitative, avec un accompagnement R&D de l’interprétation des résultats jusqu’aux recommandations opérationnelles. Nos ingénieurs travaillent en lien étroit avec la Plateforme Ligérienne d’Isotopie et les équipes de recherche du CEISAM (Nantes Université), ce qui nous donne accès à des équipements et une expertise de pointe pour répondre aux besoins des industriels.
Les défis relevés
Garantir l’authenticité d’un produit en…
Analyse isotopique intramoléculaire en 13C du benzaldéhyde
Les équipes de CAPACITÉS associent, stimulent et exploitent des compétences de haut niveau,
couvrant de larges champs d'expertises et d'applications pour répondre à toutes vos problématiques d'innovation !