Analyses métabolomiques

La métabolomique est l’étude de l’ensemble des métabolites primaires (sucres, acides aminés, acides gras…) et spécialisés (polyphénols, flavonoïdes, alcaloïdes…) présents dans une matrice biologique. Les analyses métabolomiques, généralement réalisées par résonance magnétique nucléaire (RMN) ou spectrométrie de masse, permettent l’identification et la qualification de biomarqueurs afin de valider une cible thérapeutique, affiner la description d’une pathologie ou encore authentifier l’origine de matières premières.

Nos prestations d’ingénierie et de R&D

Nos experts vous accompagnent dans vos projets de recherche et développement. Spécialistes des profilages par RMN 1D ou 2D, ils vous aident à quantifier les métabolites et réaliser une analyse statistique non-supervisée ou supervisée. Notre expertise en RMN permet également le suivi de réactions (bio)chimiques par RMN à haut et bas champ.

quantification de biomarqueurs

Identification et quantification de biomarqueurs

Notre savoir-faire : mener des analyses métabolomiques et lipidiques pour valider une cible thérapeutique ou affiner la description d’une pathologie grâce à l’identification et la quantification de biomarqueurs responsables de changements entre deux états.

Nos experts maîtrisent différents types d’analyses d’échantillons biologiques. Ils effectuent des profilages ciblés ou non ciblés et mettent en évidence les changements entre états des matrices biologiques étudiées.

  • Préparation d’échantillon
  • Analyses par RMN 1D ou 2D
  • Traitement de spectres
  • Intégration ou bucketting des signaux
  • Analyse statistique ciblée ou non-ciblée

Détermination de la pureté des molécules

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).

  • Analyses par RMN 1D ou 2D
  • Traitement de spectres
  • Intégration des signaux et quantification

Suivi des transformations (bio)chimiques

Notre savoir-faire : effectuer suivi en temps réel de transformations (bio)chimiques complexes en employant un système de flux continu permettant l’acquisition de spectres RMN sur un spectromètre à bas champ au cours d’une réaction (bio)chimique ou ou d’un procédé (culture de microalgues, fermentation, etc.).

  • Adaptation du système à la réaction étudiée
  • Analyses en temps réel par RMN à haut et bas champ
  • Traitement de spectres
  • Détermination de la cinétique de réaction

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.

Patrick-GIRAUDEAU-Résonance-Magnétique-Nucléaire

Analyses métabolomiques

Patrick GIRAUDEAU

P. Giraudeau est Professeur, Responsable de l’équipe MIMM du laboratoire CEISAM, CEISAM, Responsable de la plateforme RMN – CEISAM – Corsaire – MetaboHUB et responsable scientifique de CAPACITÉS.

 

P. Giraudeau est expert en développements méthodologiques en Résonance Magnétique Nucléaire pour l’analyse quantitative et plus particulièrement dans les développements méthodologiques en RMN 2D quantitative rapide, la polarisation dynamique nucléaire par dissolution, les développements méthodologiques en RMN de paillasse, les applications à la métabolomique, fluxomique et isotopomique et les applications au suivi réactionnel.

Son intérêt pour l’interdisciplinarité l’a amené à collaborer avec plusieurs laboratoires nationaux et internationaux sur des thématiques de recherche complémentaires.

 

Brevets et publications Retrouvez les travaux de P. Giraudeau sur Google scholar

En savoir plus

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.

  • RMN de paillasse
  • Spectromètre d’absorption atomique
  • Spectromètre de masse de rapports isotopiques
  • Spectromètre infrarouge FTIR
  • Spectromètre Raman
  • Spectromètre Raman confocal
  • Spectromètre RMN
  • Spectroscopie UV-vis
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À la recherche d'un partenaire ingénieux ?

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 !

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    Champs obligatoires

    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
    PLI

    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) et deutérium (PSIA)

    Analyse isotopique position-spécifique en 13C et en 2H par RMN (résonance magnétique nucléaire) quantitative et en 13C par par pyrolyse couplée à l’IRMS (spectrométrie de masse de rapport isotopique).

    Ces méthodes innovantes donnent accès à la distribution du carbone-13 ou du deutérium entre les différentes positions C ou H 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 et 2H :
    • Analyses par RMN 13C ou 2H ;
    • Mise au point du protocole pour de nouveaux composés ;
    • Traitement des résultats.
    • PSIA en 13C par Pyrolyse-GC-IRMS :
    • Calibrage de la méthode pour de nouveaux composés ;
    • Analyses par Pyrolyse-GC-IRMS ;
    • Traitement des résultats.

    Nos prestations d’ingénierie et de R&D

    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.
    En savoir plus

    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

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    • RMN de paillasse
    • Spectromètre d’absorption atomique
    • Spectromètre de masse de rapports isotopiques
    • Spectromètre infrarouge FTIR
    • Spectromètre Raman
    • Spectromètre Raman confocal
    • Spectromètre RMN
    • Spectroscopie UV-vis
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    Questions fréquentes sur l’analyse isotopique

    Qu’est-ce qu’une analyse isotopique ?

    Une analyse isotopique permet de mesurer l’abondance en isotope lourd stable d’un matériau (carbone-13, deutérium, azote-15…) pour en déterminer l’origine, le procédé de fabrication ou l’authenticité.

    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.

    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.

    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

    Distinguer matériaux vierges et recyclés : une nouvelle méthode basée sur la signature isotopique

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    Garantir l’authenticité d’un produit en certifiant son origine botanique

    Analyse isotopique intramoléculaire en 13C du benzaldéhyde
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    Repousser les limites de l’authentification des matières premières

    Identifier les changements structuraux de la matière
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