Laboratoire de chimie environnementale et analytique de l’Université de Sherbrooke

Le laboratoire du Pr Segura se concentre sur l’étude des contaminants émergents environnements à l’état trace. En effet, plus de 100 millions de composés sont présents dans le registre CAS, toutefois, encore plus sont à découvrir. Ces composés présentent de potentiel danger pour l’environnement soit sous leur forme primaire ou sous leur forme de produits de dégradation, formés soit par un processus de dégradation ou de métabolisation1. L’équipe du laboratoire environnemental et de chimie analytique se concentre alors sur l’identification, le suivi, la quantification et l’effet des contaminants émergents environnementaux ainsi que de leurs produits de transformation dans l’environnement.

Type de projet

Le laboratoire de chimie environnementale et analytique se concentre sur le développement de méthode de quantification des produits pharmaceutiques dans l’eau usée ainsi que du suivi de l’élimination des composés pharmaceutiques dans les effluents hospitaliers lors d’un traitement d’oxydation avancé (OVH – oxydation par voie humide et utilisation d’enzymes). Or, ce ne sont pas seulement les composés pharmaceutiques qui y sont à l’études, mais également les pesticides dans des matrices biologiques. Ce laboratoire se concentre également sur l’amélioration de la désorption en LDTD afin de diminuer les limites de détection pour l’analyse des contaminants environnementaux à l’état trace.

Défis

Afin d’accélérer les nouvelles découvertes en sciences environnementales et afin d’obtenir l’heure juste sur l’état de santé de nos écosystèmes, l’atteinte d’une rapidité d’analyse supérieure est nécessaire. De plus, l’analyse de contaminants environnementaux nécessite parfois l’atteinte de très faibles limites de détection.

Objectifs

Objectif 1

Le premier axe de recherche de l’équipe du Pr Segura est l’occurrence des contaminants environnementaux. C’est-à-dire, que l’équipe cherche à déterminer quels sont les contaminants traces présents dans l’environnement et à quelles concentrations. À l’aide de la technologie LDTD, l’équipe du Pr Segura est en mesure d’effectuer la quantification de plusieurs contaminants environnementaux dans plusieurs matrices environnementales telles que l’eau d’étangs, de rivières et de lacs ainsi que l’eau usée.

Objectif 2

En suite, le second axe de recherche concerne le devenir des contaminants environnementaux. En effet, les questions que se posent l’équipe du Pr Segura sont, entre-autres, quels sont les produits de transformations des contaminants environnementaux actuels et comment pouvoir nous les identifier? Ils sont en mesure de répondre à plusieurs de ces questions à l’aide de la spectrométrie de masse de haute résolution. Toutefois, la technologie LDTD peut être utile lors du suivi de la production de produits de transformations ou bien du suivi de la diminution de contaminants environnementaux à la suite de traitement spécifiques.

Objectif 3

Finalement, le troisième axe de recherche du laboratoire de chimie environnementale et analytique de l’université de Sherbrooke concerne l’évaluation de la toxicité de ces contaminants environnementaux et de leurs produits de transformation. L’équipe du professeur Segura travail sur la métabolomique chez Daphnia magna pouvant être un indicateur de l’effet des contaminants organiques traces sur le vivant.

Solutions

Visant à augmenter le signal de certains analytes en LDTD-QqQMS, l’ajout de revêtements pour augmenter la désorption été étudiée. En effet, des revêtements d’agents chélatant tels que l’EDTA et le NTA et des protéines telles que IgG et le fribrinogene permettent d’obtenir une augmentation du signal pour les petites molécules organiques ainsi que les petites molécules organiques polaires avec des fonctions d’acide carboxylique, de sulfonyle, et de nitro respectivement.

L’utilisation de la technologie LDTD en tandem avec la spectrométrie de masse permet d’accroître la vitesse d’analyse (comparativement aux méthodes traditionnelles d’analyse en spectrométrie de masse, soit la chromatographie liquide et la chromatographie gazeuse).

Résultats

La technologie LDTD augmente de 10 X le signal avec un revêtement de protéines commerciales pour les petites molécules polaires en plus de rendre possible l’analyse de plus de 15 000 échantillons en moins de 43 heures et l’analyse de peptides avec le LDTD-QqQMS.

10x

Plus de signaux

15 000

Échantillons en 43 heures

Peptides analysés

Références

Dion-Fortier A., Gravel A., Guérette C., Chevillot F., Blais S., Auger S., Picard P., Segura P. A. (2019) Signal enhancement in laser diode thermal desorption-triple quadrupole mass spectrometry analysis using microwell surface coatings. Journal of Mass Spectrometry 54:167–177, https://doi.org/10.1002/jms.4328
El Yagoubi, Y., Lemieux, B., Segura, P.A., Cabana, H. (2023) Characterization of laccases from Trametes hirsuta in the context of bioremediation of wastewater treatment plant effluent, Enzyme and Microbial Technology, 171, 110308, ISSN 0141-0229, https://doi.org/10.1016/j.enzmictec.2023.110308
Gravel A., Guérette C., Fortin D., Auger S., Picard P., Segura P. A. (2019) Further studies on the signal enhancement effect in laser diode thermal desorption‐triple quadrupole mass spectrometry using microwell surface coatings. Journal of Mass Spectrometry 54:948-956, https://doi.org/10.1002/jms.4455
Segura, P.A., Guillaumain, C., Eysseric, E., Boudrias, J., Moreau, M., Guérette, C., Clémencin, R., Beaudry, F. (2022) Ultrafast analysis of peptides by laser diode thermal desorption–triple quadrupole mass spectrometry, 36(20):e9373, https://doi.org/10.1002/rcm.9373
Site Web : https://segura-lab.recherche.usherbrooke.ca/