Développement méthodologique en protéomique et lipidomique appliqué à l'analyse d'échantillons du patrimoine culturel : synthèse photochimique de nanoparticules métalliques en flux

Methodological development in proteomics and lipidomics applied to the analysis of cultural heritage samples : photochemical synthesis of metallic nanoparticles in flow

• Auteur / Autrice : Sergui Mansour
• Direction : Caroline Tokarski, Christian Rolando
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie théorique, physique, analytique
• Date : Soutenance le 14/12/2018
• Etablissement(s) : Université de Lille (2018-2021)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Villeneuve d'Ascq, Nord)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Miniaturisation pour la synthèse, l'analyse et la protéomique (MSAP)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Échantillonnage

Patrimoine culturel

Spectroscopie en archéologie

Nanoparticules

Microfluidique

Photochimie

Analyse

Lipides

Protéomique

Spectrométrie de résonance cyclotronique ionique

Spectroscopie à haute résolution

Mots clés libres

Dépolymérisation

Mass spectrometry

Résumé

La spectrométrie de masse est une méthode analytique puissante qui permet l'analyse de différents types d'échantillons. Ce travail de thèse présente de nouvelles approches en lipidomique et en protéomique appliquées à l'analyse des échantillons de patrimoine culturel par spectrométrie de masse. La première partie de cette thèse propose un développement méthodologique en protéomique pour l'analyse des échantillons archéologiques. Ce travail consiste à optimiser la stratégie "bottom-up" pour l'analyse des traces de protéines piégées dans des céramiques archéologiques conservées dans des contextes très défavorables (exemple: amphore du 1er siècle conservée dans un environnement sous-marin). Au cours de ce travail, nous avons étudié des organismes non séquencés en adaptant une méthodologie de séquençage de novo. Nous avons réussi à démontrer par des preuves analytiques et pour la première fois, la présence de poisson du genre Thunnus au sein d'amphorae Dressel 14. La deuxième partie présente une nouvelle approche pour l'analyse et l’identification de la structure 3D du réseau de polymères réticulés de peintures d’huile de lin. Celle-ci repose sur le développement d'une technique de dépolymérisation douce et de dérivatisation des lipides réticulés afin de les analyser en spectrométrie de masse à haute résolution (FT-ICR MS) dans le but d'accéder au réseau 3D formé par les lipides dans la peinture. Puis, cette méthode a été appliquée à une peinture à l'huile datant du XIXe siècle. Une étude de l'interaction entre les lipides et les pigments a également été effectuée. Enfin, la troisième partie décrit le développement d'une nouvelle méthode de synthèse photochimique en flux des nanoparticules métalliques (argent, or et palladium) ultra-stables dans plusieurs solvants organiques.

Mass spectrometry is a powerful analytical technique which allows to analyze different types of samples from different fields. In this work, we propose new developments in lipidomics and proteomics for the analysis of cultural heritage samples. The first part of this work describes a methodological development in proteomics applied to the analysis of archaeological samples. This work consists in optimizing the "bottom-up" strategy for the analysis of proteins residues trapped in archaeological ceramics preserved in unfavorable conditions for their conservation (for example: first century amphora preserved in a submarine environment). During this work, we studied non-sequenced organisms by adapting a de novo sequencing methodology and we succeeded to demonstrate by analytical evidence, and for the first time, the use of Dressel 14 amphorae for the transportation of fish belonging to Thunnus genus. In the second part, we present a new approach in lipidomics for the analysis and the identification of crosslinked polymer network present in linseed oil based paints. In this part, we developed a new method for soft depolymerization and derivatization of reticulated lipids, which are than analyzed with high resolution mass spectrometry (FT-ICR MS) to access into the 3D network formed by lipids in oil paint. The developed method was applied to an oil paint that dates back to the 19th century, and we also studied the interaction between lipids and pigments. The third part describes the development of a photochemical synthesis in flow of ultra-stable metallic nanoparticles (silver, gold and palladium) in organic medium.