Développement de méthodes basées sur la spectrométrie de masse pour la détection de composés organophosphorés et d'explosifs

Development of mass spectrometry-based methods for the identification of organophosphorus esters and explosives

• Auteur / Autrice : Adrian Schwarzenberg
• Direction : Richard B. Cole, Jean-Claude Tabet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie Analytique
• Date : Soutenance le 29/09/2014
• Etablissement(s) : Paris 6
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Chimie moléculaire de Paris Centre (Paris)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Martine Barbe-Le-Borgne, Isabelle Daoust-Maleval, Laurent Debrauwer, Bernold Hasenknopf

Mots clés

Mots clés contrôlés

Phosphore -- Composés organiques

Armes chimiques

Mots clés libres

Spectroscopie de masse

Armes chimiques

Composés organophosphorés

Electrospray

Explosifs

Échantillon d'urine

Organophosphorus compounds

Mass spectrometry

Résumé

Au cours des années, l'utilisation de composés nocifs a augmenté de façon exponentielle, et c'est la raison pour laquelle développer des méthodes pour l'identification de composés dangereux, tels que les composés organophosphorés (OP) et les explosifs organiques nitroaromatiques, est indispensable. L'analyse des composés organophosphorés et des explosifs est un enjeu important dans la sécurité intérieure, la médecine légale et les sciences de l'environnement. Il est crucial de développer des méthodes analytiques fiables, sensibles et efficaces pour identifier précisément les composés organophosphorés et les explosifs. Dans ce contexte, le but de ce travail de recherche était de développer des méthodes basées sur la spectrométrie de masse pour l'identification précise et sans ambiguïté de ces composés. Un arbre d'identification a été développé pour l'élucidation structurale de composés organophosphorés. Cette approche a été évaluée à l'aide d'une matrice biologique. D'autre part, les explosifs nitroaromatiques ont été étudiés et plusieurs nouveaux résultats ont été trouvés et reportés. L'application de l'analyse directe en temps réel (DART) couplée à la spectrométrie de masse Orbitrap (DART-FTMS) est décrite ici pour le screening rapide et la caractérisation des échantillons de frottis sur coton obtenus à partir d'armes militaires.

Over the years, the widespread use of harmful compounds has increased exponentially, and this is the main reason to develop methods for the identification of dangerous compounds, such as organophosphorus (OP) compounds and organic nitroaromatic explosives. The analysis of OP compounds and explosives is an important issue in homeland security, forensic and environmental sciences. To this aim, it is crucial to develop reliable, sensitive and efficient analytical methods to accurately identify OP compounds and explosives. In this context, the goal of this research work was to develop accurate mass spectrometric-based methods for the unambiguous identification of these compounds. An identification tree was developed for the structural elucidation of OP compounds. This approach was assessed using a biological matrix. On the other hand, nitroaromatic explosives have been investigated and several new findings were found and reported. Furthermore, the application of Direct Analysis in Real Time (DART) coupled to the Orbitrap mass spectrometer (DART-FTMS) is discussed herein for the fast screening and characterization of cotton swab samples obtained from military weapons.