Contribution of mass spectrometry for the detection of xenobiotics implicated in cases of drug-facilitated crimes and the quantitation of urinary metabolites of polycyclic aromatic hydrocarbons

par Mohammed K.S. Shbair

Thèse de doctorat en Sciences du médicament

Sous la direction de Michel Lhermitte.

Soutenue le 23-06-2011

à Lille 2, dans le cadre de École doctorale de Biologie-Santé (Lille).

  • Titre traduit

    Apport de la spectrométrie de masse pour la mise en évidence dans les matrices biologiques de xénobiotiques responsable de soumission chimique et pour la quantification des métabolites urinaires des hydrocarbures aromatiques polycycliques


  • Résumé

    Les méthodes actuelles d’analyse pour rechercher des xénobiotiques et/ou leurs métabolites dans les liquides biologiques peuvent dans certaines occasions manquer de sensibilité. Ainsi, il est souvent difficile de mettre en évidence les substances utilisées par des agresseurs pour commettre des actes délictuels sur leurs victimes (vols ou encore viols), parce que ces substances administrées en très faibles quantités ont généralement des demi-vies courtes, ou que les recherches de ces substances se font plusieurs jours après l’agression. De même dans le cadre de l’exposition aux polluants de l’environnement et particulièrement aux hydrocarbures aromatiques polycycliques, il est difficile de mettre en évidence l’importance de l’exposition de salariés ou encore de la population générale à ces composés. Dans le cadre de la soumission chimique, l’utilisation de la chromatographie en phase liquide couplée à la spectrométrie de masse en tandem (MS / MS) permet d’obtenir une sensibilité suffisante notamment en mode MRM pour détecter des substances ou leurs métabolites dans les liquides biologiques de victimes. L’utilisation de la même technologie permet de rechercher les métabolites hydroxylés des hydrocarbures aromatiques polycycliques. Les objectifs du travail ont été de montrer l’applicabilité de la spectrométrie de masse dans deux domaines. Le premier se rapporte à la soumission chimique, domaine dans lequel après avoir rappelé, les définitions, la prévalence des cas de soumission chimique en Europe et dans les pays anglophones, la liste des substances psychoactives incriminées, les difficultés couramment rencontrées lors des investigations et les recommandations pour améliorer la détection des substances aux niveau des analyses toxicologiques, est rapporté un cas de soumission chimique par le diéthylamide de l'acide lysergique ou LSD, par mise en évidence de ce composé et de son métabolite principal par UPLC-MS/MS. Au cours du travail sur la mise en évidence des substances de la soumission chimique, nous avions préparé les extraits biologiques en mélangeant des extraits effectués à pH acide et alcalin et en ionisant les molécules en mode électrospray négatif et positif. Il est vite apparu que certaines molécules avaient une limite de détection trop élevée. Nous avons alors développé une méthode spécifique pour ces molécules afin d’améliorer leur détection. Le second domaine d’application a été la mise en évidence des métabolites hydroxylés des hydrocarbures aromatiques polycycliques. Dans un premiers temps, nous avons réalisé une revue générale de ces substances polluantes de l’environnement, puis nous avons validé par chromatographie liquide de haute performance couplée à la spectrométrie de masse une méthode qui permet d’identifier et de doser ces métabolites dans l’urine de sujets exposés ou non à ces HAP.


  • Résumé

    Les méthodes actuelles d’analyse pour rechercher des xénobiotiques et/ou leurs métabolites dans les liquides biologiques peuvent dans certaines occasions manquer de sensibilité. Ainsi, il est souvent difficile de mettre en évidence les substances utilisées par des agresseurs pour commettre des actes délictuels sur leurs victimes (vols ou encore viols), parce que ces substances administrées en très faibles quantités ont généralement des demi-vies courtes, ou que les recherches de ces substances se font plusieurs jours après l’agression. De même dans le cadre de l’exposition aux polluants de l’environnement et particulièrement aux hydrocarbures aromatiques polycycliques, il est difficile de mettre en évidence l’importance de l’exposition de salariés ou encore de la population générale à ces composés. Dans le cadre de la soumission chimique, l’utilisation de la chromatographie en phase liquide couplée à la spectrométrie de masse en tandem (MS / MS) permet d’obtenir une sensibilité suffisante notamment en mode MRM pour détecter des substances ou leurs métabolites dans les liquides biologiques de victimes. L’utilisation de la même technologie permet de rechercher les métabolites hydroxylés des hydrocarbures aromatiques polycycliques. Les objectifs du travail ont été de montrer l’applicabilité de la spectrométrie de masse dans deux domaines. Le premier se rapporte à la soumission chimique, domaine dans lequel après avoir rappelé, les définitions, la prévalence des cas de soumission chimique en Europe et dans les pays anglophones, la liste des substances psychoactives incriminées, les difficultés couramment rencontrées lors des investigations et les recommandations pour améliorer la détection des substances aux niveau des analyses toxicologiques, est rapporté un cas de soumission chimique par le diéthylamide de l'acide lysergique ou LSD, par mise en évidence de ce composé et de son métabolite principal par UPLC-MS/MS. Au cours du travail sur la mise en évidence des substances de la soumission chimique, nous avions préparé les extraits biologiques en mélangeant des extraits effectués à pH acide et alcalin et en ionisant les molécules en mode électrospray négatif et positif. Il est vite apparu que certaines molécules avaient une limite de détection trop élevée. Nous avons alors développé une méthode spécifique pour ces molécules afin d’améliorer leur détection. Le second domaine d’application a été la mise en évidence des métabolites hydroxylés des hydrocarbures aromatiques polycycliques. Dans un premiers temps, nous avons réalisé une revue générale de ces substances polluantes de l’environnement, puis nous avons validé par chromatographie liquide de haute performance couplée à la spectrométrie de masse une méthode qui permet d’identifier et de doser ces métabolites dans l’urine de sujets exposés ou non à ces HAP

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