Development of lc-ms method to identify triacylglycerols in resinous seed oils

par Akwasi Acheampong

Thèse de doctorat en Chimie analytique

Sous la direction de Alain Tchapla et de R.k. Adosraku.

Soutenue le 17-06-2011

à Paris 11 en cotutelle avec Kwane Nkrumah University of Science and Technology, dans le cadre de Ecole doctorale Chimie de Paris-Sud, en partenariat avec LETIAM (laboratoire) .

Le président du jury était Pierre Chaminade.

Le jury était composé de R.k. Adosraku, Pierre Chaminade, Jean-louis Sebedio, Nathalie Leveque.

Les rapporteurs étaient Didier Thiebaut, Jean-louis Sebedio.

  • Titre traduit

    Développement de méthodes LC-MS pour l'identification des triglycérides dans les huiles de graines de résineux


  • Résumé

    Cette thèse a consisté à développer une nouvelle stratégie analytique en utilisant le couplage chromatographie liquide - spectrométrie de masse (LC-MSn) afin d’identifier dans les huiles et corps gras, les triglycérides (TAGs) et leur régio-spécificité. Cette méthodologie analytique générale a été appliquée à 8 huiles de graine de résineux en particulier, à l’huile de pignon de Pinus Koraiensis car ses TAGs sont constitués d’acides gras, possédant une double liaison en position Δ5, non-méthylène alternée, susceptibles de jouer un rôle anti-cholestérol chez l’homme.La thèse se décompose en quatre chapitres: les deux premiers, bibliographiques, traitent respectivement de la taxonomie des 8 résineux étudiés, de la composition en acide gras (AG) de leur graine et des techniques analytiques déjà décrites pour caractériser les TAGs. Le troisième chapitre, expérimental, est dédié au développement de nouvelles stratégies analytiques NARP-LC-MSn mises en place pour identifier les TAGs présents dans les huiles et plus particulièrement à l’huile de pignon de Pinus Koraiensis. Grâce à l’ajout post colonne de sel d’argent, il a été possible de déterminer de manière non ambigüe la structure de tous les TAGs d’un lipide, même ceux présents en faible quantité, par Ag+-NARP-LC-MS mais aussi de déterminer la structure de chaque AG constitutif d’un TAG par fragmentation de l’adduit moléculaire par Ag+-NARP-LC-MS2. Le problème de la distinction des TAGs ayant la même masse moléculaire, les mêmes longueurs de chaine mais des positions de double liaisons différentes, a été résolu en développant une méthode d’identification des TAGs à partir des lois de rétention chromatographiques qui relient linéairement le logarithme du facteur de rétention de chaque TAG soit au nombre total de carbone soit au nombre total de double liaisons. Cette étude a permis d’identifier 22 nouveaux TAGs parmi un nombre total de 58 TAGs caractérisés. Elle a amené la preuve que le résidu AG saturé à 17 atomes de carbone est ramifié et non linéaire. Elle a mis en évidence la présence de trois AGs constitutifs qui n’ont jamais été décrit: 19:1, 19:2 et 24:0 dans l’huile de pignon de Pinus Koraiensis. Le quatrième chapitre porte sur le développement de trois méthodes de détermination de la régiospécificité des TAGs, grâce à la seule SM: (1) une méthode Ag+-NARP-LC-ESI-MS2 utilisant les rapports des ions diglycériques des TAGs. Il en ressort que cette méthode n’est pas assez fiable pour déterminer la structure des TAGs. (2) la seconde méthode fait appel à des expériences MS4/ MS5 sur les adduits argent des TAGs. Elle s’avère pertinente à condition d’avoir à disposition les couples de TAGs standards. (3) enfin une troisième méthode, utilisant la MS2, s’appuie sur le principe de la méthode de dissociation compétitive d’une paire [TAGref – Li -TAG]+. En utilisant la méthode des ajouts dosés il est montré qu’elle ne nécessite que de la disponibilité d’un seul des deux TAGs stéréoisomères comme standard.Ces méthodes originales ont permis, malgré leurs limites respectives de caractériser la régiospécificité d’un certain nombre de TAGs présents dans l’huile de graine de Pinus Koraiensis.


  • Résumé

    This thesis consisted of developing a new analytical strategy using liquid chromatography coupled with mass spectrometry (LC-MSn) to identify in oils and fats, triglycerides (TAGs) and their regio-specificity. The general analytical methodology was applied to 8 conifers seed oils, in particular, the seed oil of Pinus koraiensis. These conifer seed oils differ from common edible vegetable oils by having a series of unusual polyunsaturated fatty acids (UPIFA) with a polymethylene-interrupted (PMI) double bond system and a double bond at the 5 position which may have anti-cholesterol properties. This thesis is composed of four chapters: the two first chapters, literature review, are devoted respectively to TAGs of the 8 resinous seed oils studied and analytical techniques already used. The third chapter is dedicated to the development of a new analytical strategy combining HPLC with mass spectrometry method to identify TAGs in Pinus Koraiensis seed oil. Thanks to post column addition of silver salt, it was possible to determine the TAGs present by Ag+-NARP-LC-MS and also the fatty acids composition of the TAGs by Ag+-NARP-LC-MS2. Concerning the distinction between TAGs with the same mass, same chain length but differing positions of double bond on fatty acid chain, it was determined by chromatographic retention rules which link linearly the logarithm of retention factor of each TAG to the total carbon number or the total number of double bonds. This study has identified 22 new TAGs from a total of 58 TAGs characterized. It confirmed the knowledge that the saturated fatty acid with 17 carbon atoms is branched, not linear. It highlighted the presence of three constituent fatty acids that have never been described: 19:1, 19:2 and 24:0 in the seed oil of Pinus koraiensis. The last experimental part is devoted to the regiospecificity determination of TAGs. Three methodologies were developed. The first one used the ratios of diacylglycerol ions of TAGs but was not reliable enough. The second method used the LC-MS4 experiments (It is relevant if they have available couples of TAG standards). Finally, a third method, using MS2, based on the principle of the method of competitive dissociation of a pair [TAGref - Li-TAG] +. Using the method of standard additions it has been shown that it requires the availability of one of the two stereoisomers TAGs as a standard.These methods provide a significantly different approach to regioisomer characterization of TAGs and overcome most of the shortcomings of existing methodologies.


Le texte intégral de cette thèse n'est pas accessible.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Où se trouve cette thèse ?

Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.