© Lavoisier
- La
photocopie non
autorisée est un
délit
Éléments du cycle biogéochimique, spéciation et biodisponibilité élémentaire
19
son ensemble. Ainsi par exemple le rayonnement synchrotron et l’analyse X ont
permis de déterminer le degré d’oxydation et la répartition du chrome dans des
cellules épithéliales humaines (Ortega, 2005), et des analyses PIXE ont permis de
statuer sur une accumulation extracellulaire et non spécifique du cobalt dans des
cellules HaCaT exposées 48 h (Bresson et al., 2006b).
Pour illustration, la figure 2 (voir cahier hors-texte couleurs) représente la localisation par analyse p-SXRF du césium au niveau des trichomes chez A. thaliana
après contamination.
Ces différentes microtechniques analytiques, en ciblant la détection et la
caractérisation structurale des différentes espèces chimiques des éléments in situ,
apparaissent comme un complément quasi indispensable à une bonne interprétation des analyses obtenues par les outils de spéciation directe. Elles permettent en
outre en biologie, de localiser au niveau cellulaire ou subcellulaire les éléments
d’intérêt, de les associer à des ligands biologiques faibles ou forts et ainsi de
mieux appréhender les mécanismes impliqués lors des processus d’adsorption, de
transport et d’accumulation des éléments traces d’intérêt au sein de l’organisme.
Pour la plupart des techniques citées précédemment, les développements se
poursuivent pour améliorer non seulement la sensibilité mais aussi la préservation de l’échantillon en étant le moins intrusif possible. Cette étape de maintien de l’échantillon, en fonction de la chimie de l’élément étudié (formation de
complexes labiles vs covalents) et des cinétiques réactionnelles mises enjeu (équilibres rapides vs lents), reste une étape clé et limitante dans la détermination de la
spéciation en milieu complexe.
En résumé, dans le cadre des études de spéciation d’échantillons solides, des
développements basés autour de techniques d’imagerie chimique avec résolution
micrométrique 2D (STIM - pXANES ou PIXE - pXANES) et 3D (ptomographie
par faisceau d’ions ou par fluorescence) devraient permettre d’atteindre l’analyse
quantitative et la spéciation des toxiques d’intérêt. Citons par exemple l’amélioration des analyses 2D en combinant les faisceaux d’ions STIM (imagerie densitométrique) et PIXE (imagerie chimique) permettant d’atteindre l’échelle subcellulaire, et du rayonnement synchrotron pXANES permettant l’accès au degré redox
à l’échelle cellulaire.
Pour les études de spéciation en solution les développements actuels portent
sur :
- la sensibilité ou préconcentration des analytes;
- l’optimisation de l’introduction de l’échantillon dans 1TCP-MS (e.g. nano
nébuliseur, travail avec solvant organique) pour travailler d’une part avec des
techniques séparatives les plus diverses possibles (e.g. CLHP phase hydrophile, EC...) et d’autre part avec un volume d’échantillon minimum notamment pour les applications en biologie (e.g. métalloprotéome, interaction
Métal-Bioligand).
- La
photocopie non
autorisée est un
délit
Éléments du cycle biogéochimique, spéciation et biodisponibilité élémentaire
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son ensemble. Ainsi par exemple le rayonnement synchrotron et l’analyse X ont
permis de déterminer le degré d’oxydation et la répartition du chrome dans des
cellules épithéliales humaines (Ortega, 2005), et des analyses PIXE ont permis de
statuer sur une accumulation extracellulaire et non spécifique du cobalt dans des
cellules HaCaT exposées 48 h (Bresson et al., 2006b).
Pour illustration, la figure 2 (voir cahier hors-texte couleurs) représente la localisation par analyse p-SXRF du césium au niveau des trichomes chez A. thaliana
après contamination.
Ces différentes microtechniques analytiques, en ciblant la détection et la
caractérisation structurale des différentes espèces chimiques des éléments in situ,
apparaissent comme un complément quasi indispensable à une bonne interprétation des analyses obtenues par les outils de spéciation directe. Elles permettent en
outre en biologie, de localiser au niveau cellulaire ou subcellulaire les éléments
d’intérêt, de les associer à des ligands biologiques faibles ou forts et ainsi de
mieux appréhender les mécanismes impliqués lors des processus d’adsorption, de
transport et d’accumulation des éléments traces d’intérêt au sein de l’organisme.
Pour la plupart des techniques citées précédemment, les développements se
poursuivent pour améliorer non seulement la sensibilité mais aussi la préservation de l’échantillon en étant le moins intrusif possible. Cette étape de maintien de l’échantillon, en fonction de la chimie de l’élément étudié (formation de
complexes labiles vs covalents) et des cinétiques réactionnelles mises enjeu (équilibres rapides vs lents), reste une étape clé et limitante dans la détermination de la
spéciation en milieu complexe.
En résumé, dans le cadre des études de spéciation d’échantillons solides, des
développements basés autour de techniques d’imagerie chimique avec résolution
micrométrique 2D (STIM - pXANES ou PIXE - pXANES) et 3D (ptomographie
par faisceau d’ions ou par fluorescence) devraient permettre d’atteindre l’analyse
quantitative et la spéciation des toxiques d’intérêt. Citons par exemple l’amélioration des analyses 2D en combinant les faisceaux d’ions STIM (imagerie densitométrique) et PIXE (imagerie chimique) permettant d’atteindre l’échelle subcellulaire, et du rayonnement synchrotron pXANES permettant l’accès au degré redox
à l’échelle cellulaire.
Pour les études de spéciation en solution les développements actuels portent
sur :
- la sensibilité ou préconcentration des analytes;
- l’optimisation de l’introduction de l’échantillon dans 1TCP-MS (e.g. nano
nébuliseur, travail avec solvant organique) pour travailler d’une part avec des
techniques séparatives les plus diverses possibles (e.g. CLHP phase hydrophile, EC...) et d’autre part avec un volume d’échantillon minimum notamment pour les applications en biologie (e.g. métalloprotéome, interaction
Métal-Bioligand).