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Laurie Caron, Chimiste,M.Sc.– Résumés d’articles

Au cours de mes études de maîtrise en chimie des produits naturels à l’Université du Québec à Chicoutimi (UQAC), j’ai eu l’occasion de publier quelques articles en lien avec le sujet de mes recherches. Aujourd’hui, je vous présente donc le premier d’entre eux qui traite d’une nouvelle méthode d’analyse des composés volatils en provenance de matière végétale:

« Volatile compounds in the foliage of balsam fir analyzed by static headspace gas chromatography (HS-GC): An example of the spruce budworm defoliation effect in the boreal forest of Quebec, Canada » publié dans le Michrochemical journal en 2013.

L’utilisation de la méthode traditionnelle d’analyse par GC-MS des composés volatils lors de mon étude aurait été un fastidieux processus de manipulation en laboratoire. Cette méthode nécessite tout d’abord une étape d’extraction des composés d’intérêts et ensuite s’en suit l’analyse. Ayant donc beaucoup d’échantillons à analyser pour ma recherche (environ 200 pour ce volet) la mise au point de cette méthode par HS-GC (Static Headspace Gaz Chromatography) a été plus qu’utile, mais nécessaire pour moi. Ma maîtrise se divisait déjà en trois volets d’analyse distincte et juste à lui seul, celui-ci aurait pu être l’unique objet de mon mémoire.

La méthode HS-GC se différencie de celle utilisée normalement (par GC-MS) de par l’élimination de l’étape d’extraction des composés volatils et l’ajout d’une étape de préchauffage des échantillons. Ce préchauffage permet aux composés volatils de se libérer de la matrice initiale et ainsi se concentrer dans l’espace libre de la bouteille contenant l’échantillon. Ensuite, le principe d’analyse des composés restent le même que la chromatographie gazeuse, principe expliqué dans un billet préalablement fait par mon collègue: Les analyses par GC – Partie I. Principes de séparation.

La méthode HS-GC m’a donc permis de sauver énormément de temps et d’obtenir en bout de ligne une analyse fiable. Pour mon étude, les composés d’intérêts étaient les monoterpènes et les sesquiterpènes, composés se retrouvant en majeur partie dans les huiles essentielles et reconnus pour être des composés de défenses des plantes. Ceux-ci étant déjà très connus et biens répertoriés dans la littérature et plusieurs banques de données, il m’a été possible de proposer aisément l’identification qualitative de chaque composé présent dans mes échantillons de par leur indice de rétention.

La difficulté de l’application de la méthode résidait à trouver premièrement la bonne quantité d’échantillon à insérer dans la bouteille d’analyse et deuxièmement le bon temps de préchauffage de ceux-ci afin que la colonne du GC ne soit pas saturé par les composés volatils. Une fois ces éléments trouvés, il a fallu être certain que la méthode puisse offrir plus qu’une  alternative pour qualifier rapidement les composés volatils d’un échantillon végétal, mais également être en mesure de quantifier ces composés.

Figure 1 : Échantillons d'aiguilles de sapin baumier  ayant été analysés par HS-GC

Figure 1 : Échantillons d’aiguilles de sapin baumier ayant été analysés par HS-GC

Pour la quantification de molécules précises tel le β-phellandrène (monoterpène), un standard interne (géraniol) ainsi qu’un standard commercial (pour l’élaboration d’une courbe de calibration) ont été utilisés. De plus, afin de s’assurer de la stabilité de la méthode, chaque échantillon ont été préparés et analysés en triplicata, car l’injection d’un même échantillon à plusieurs reprises ne pouvait se faire dû à l’étape de préchauffage de celui-ci. Des résultats semblables ont ainsi été obtenus permettant d’affirmer que la méthode semblait être aussi fiable que celle utilisée traditionnellement.

De plus, quelques résultats préliminaires de mes recherches sur l’influence de la tordeuse des bourgeons de l’épinette (TBE) (Choristoneura fumiferana Clemens) sur la composition chimique du sapin baumier ont d’ailleurs été insérés dans cet article. Ces données démontraient entre autres qu’une défoliation des aiguilles de ce conifère en milieu naturel amenait un impact sur la production de ces composés de défense (monoterpène, sesquiterpène, etc). En lien avec ces résultats, l’hypothèse de l’augmentation de la production de β-phellandrène (monoterpène) par les aiguilles du sapin lors de la période sévère de défoliation en juin a d’ailleurs été soulevée. 

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