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Chimie analytique à Nantes : analyses isotopiques et métabolomiques

Industrie du futur, Mer / environnement, Sciences du vivant

Authentification et traçabilité de vos produits grâce aux analyses chimiques

Nos experts en chimie analytique vous aident à authentifier l’origine des matières premières, garantir la traçabilité des produits, démontrer la naturalité des composés organiques et étudier le métabolisme et les processus biochimiques des organismes vivants.

Les mesures isotopiques et la métabolomique sont des outils d’analyse de la composition qui permettent d’identifier et différencier les diverses sources des matrices étudiées : différenciation entre des matériaux pétrosourcés, biosourcés et recyclés. Ces outils permettent également de suivre transformations physico-chimiques.

Les analyses effectuées dans nos laboratoires partenaires, à Nantes,

associent les méthodes classiques de mesures isotopiques par spectrométrie de masse de rapport isotopique (SMRI) de matrices complexes, ainsi que les analyses composé-spécifiques (CSIA) permettant d’étudier une molécule isolée.

La mesure isotopique position-spécifique en carbone-13 (PSIA) permet elle d’accéder à la composition isotopique des différentes positions carbonées des molécules.

Notre expertise en résonance magnétique nucléaire (RMN) 1D et 2D permet la quantification de très haute précision et l’analyse de matrices complexes pour des applications métabolomiques.

Sommaire

Prestations

Stratégie et conseil

Préparation d’échantillons

Développement de méthodes

Traitement des données

Interprétation des résultats

Quels que soient vos défis, nos experts vous livrent des solutions fonctionnelles et innovantes.

Analyses isotopiques

Deux types d’analyses isotopiques sont disponibles : globale et composé-spécifique.

L’analyse isotopique globale donne la composition isotopique moyenne de la matrice étudiée, tandis que la CSIA permet de mesurer la composition isotopique des différentes molécules présentes dans un mélange. Le profilage isotopique des acides aminés et acides gras est également possible.

Ces analyses, réalisées par nos experts à Nantes, permettent d’obtenir des informations sur la provenance et les processus biochimiques impliqués dans la formation d’un échantillon.

En résumé

ANALYSE ISOTOPIQUE GLOBALE

composé-spécifique

position spécifique en carbone-13

Analyses métabolomiques

Notre expertise en RMN (résonance magnétique nucléaire) regroupe un ensemble d’analyses de pointe mono et bidimensionnelles (1D et 2D) permettant le profilage métabolomique d’échantillons complexes (biofluides, extraits de plantes, cellules ou tissus, etc.), mais également l’élucidation de la structure de molécules, l’analyse de leur pureté et leur quantification avec une très haute précision.

De nouvelles méthodes sont développées par nos experts afin de réduire les durées d’acquisition et accroître la sensibilité des mesures par RMN 1D et 2D. De plus, nos experts proposent un accompagnement sur mesure pour l’implémentation de ces méthodes originales au sein d’entreprises ou laboratoires, et notre savoir faire est certifié ISO9001.

En résumé

METABOLOMICS

QUANTITATIVE NMR

2D NMR

Profilage isotopique des acides aminés et acides gras

Notre expertise en analyse isotopique composé-spécifique (CSIA) permet le profilage 15N ou 13C 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 SMRI (spectrométrie de masse de rapport isotopique) couplée à une chromatographie en phase gazeuse (CPG) ont été optimisées sur notre plateforme et permettent ces analyses en routine.

En résumé

CSIA

QUANTIFICATION

IRMS

Profilage CSIA par GC-IRMS

L'ingénierie CAPACITÉS, ancrée à Nantes

Nos laboratoires de recherche

Laboratoire en Chimie Moléculaire de Nantes (chimie théorique, synthèse organique/organométallique, chimie analytique & physicochimie), le CEISAM se positionne comme un des laboratoires phares dans la chimie moléculaire au niveau national et international. Ses thématiques de recherche sont : la synthèse de molécules organiques et de matériaux hybrides, les développements méthodologiques en chimie analytique et la modélisation moléculaire déployées sur trois interfaces stratégiques « Chimie / santé », « Chimie / photonique moléculaire » et « Chimie / environnement » qui assurent la dynamique de cohésion transversale.

Nos partenaires d’innovation

CAPACITÉS collabore avec les plateaux techniques MetaboHub et CORSAIRE et adhère au pôle MabDesign.

Nos moyens techniques

Nos ingénieurs exploitent près de 150 équipements de Nantes Université. Téléchargez notre catalogue pour découvrir l’ensemble de nos équipements remarquables et prestations d’essais.

Les défis relevés

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

Analyse isotopique intramoléculaire en ¹³C du benzaldéhyde

Repousser les limites de l’authentification des matières premières

Identifier les changements structuraux de la matière

Déterminer la pureté d’un principe actif en une seule analyse grâce à la RMN quantitative 2D

Quantification des polysaccharides par RMN 2D

Développement d’une méthode quantitative rapide en RMN bidimensionnelle

Nos experts en chimie analytique

Résonance magnétique nucléaire

Patrick GIRAUDEAU

Responsable scientifique

Professeur à l’Université de Nantes. Vice-président de l’Ampere Society. Responsable de l’équipe MIMM au sein du laboratoire CEISAM.

Spécialités : développements méthodologiques en RMN 2D quantitative rapide, polarisation dynamique nucléaire par dissolution, applications à la métabolomique, fluxomique et isotopomique, développements méthodologiques en RMN de paillasse, applications au suivi réactionnel.

Biochimie analytique

Gérald REMAUD

Conseiller scientifique

Professeur émérite à l’Université de Nantes rattaché au laboratoire CEISAM.

Spécialités : chimie analytique, mesure des effets isotopiques, RMN quantitative, assurance Qualité-Contrôle Qualité, chimie bio-organique, wet chemistry.

Chimie Analytique

Maxime JULIEN

Ingénieur R&D

Docteur en Chimie Analytique

Spécialités : Isotopomique, SMRI (spectrométrie de masse de rapport isotopique), RMN (Résonance Magnétique Nucléaire) quantitative, chimie analytique

Il collabore plus particulièrement avec l’équipe MIMM au sein du laboratoire CEISAM.

Un projet innovant ? Parlons-en !

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 !

ou envoyez-nous un message :

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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.

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.

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).

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.).

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 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

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

À la recherche d'un partenaire ingénieux ?

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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.

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).

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.

Laboratoire en Chimie Moléculaire de Nantes CEISAM

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.

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

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.

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

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

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

Analyse isotopique intramoléculaire en ¹³C du benzaldéhyde

Repousser les limites de l’authentification des matières premières

Identifier les changements structuraux de la matière

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