FR3008797A1 - Procede d'identification de composes d'un melange organique et kit pour la mise en oeuvre de ce procede - Google Patents

Procede d'identification de composes d'un melange organique et kit pour la mise en oeuvre de ce procede Download PDF

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Abstract

La présente invention concerne un procédé de constitution d'une collection de chromatogrammes d'un mélange de référence de composés organiques. La présente invention concerne également un procédé d'identification de composés d'un échantillon d'un mélange organique mettant en œuvre une collection de chromatogrammes. La présente invention concerne par ailleurs un kit pour identifier au moins un composé d'un échantillon d'un mélange organique. L'invention appartient au domaine de la chimie analytique.

Description

PROCEDE D'IDENTIFICATION DE COMPOSES D'UN MELANGE ORGANIQUE ET KIT POUR LA MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé de constitution d'une collection de chromatogrammes d'un mélange de référence de composés organiques. La présente invention concerne également un procédé d'identification de composés d'un échantillon d'un mélange organique mettant en oeuvre une collection de chromatogrammes. La présente invention concerne par ailleurs un kit pour identifier au moins un composé d'un échantillon d'un mélange organique. L'invention appartient au domaine de la chimie analytique.
Arrière-plan technique Un mélange est une association d'au moins deux, voire plusieurs, substances qui n'interagissent pas chimiquement entre elles. Ces substances sont étroitement juxtaposées dans un même espace pour former un produit. Chacune de ces substances garde ses propriétés physiques et chimiques. On distingue les mélanges simples et les mélanges complexes. Dans un mélange simple, les constituants sont facilement identifiables car ils sont peu nombreux. De plus, chaque constituant possède une structure chimique ou un encombrement stérique différent des autres constituants du mélange. Par exemple, l'eau salée est un mélange simple constitué d'eau et de sel. Dans un mélange complexe, les constituants sont difficilement identifiables et/ou séparables car ils sont présents en très grand nombre, (d'une centaine à plusieurs milliers). Par ailleurs, ces constituants peuvent présenter des structures chimiques proches et des caractéristiques physicochimiques semblables. Des mélanges complexes sont par exemple, des huiles brutes (ou pétrole) extraites de formations géologiques, des essences ou des solvants issus d'opérations de raffinage, un parfum ou un extrait d'un végétal, des eaux de pluies contaminées, du vin, etc. Dans la suite de la présente description, on s'intéresse aux mélanges complexes homogènes, c'est-à-dire présentant une seule et même phase soit liquide soit gazeuse. L'analyse de mélanges complexes s'effectue par des techniques de séparation généralement couplées à des techniques d'identifications. La technique de séparation la plus utilisée est la chromatographie, notamment la chromatographie en phase liquide ou la chromatographie en phase gazeuse. Cette technique permet de séparer les constituants d'un mélange grâce à l'utilisation conjointe de deux phases non miscibles l'une dans l'autre, dont l'une des phases est en mouvement, et dans lesquelles les solutés à séparer se distribuent de manière différentielle. Cependant, l'identification par chromatographie des constituants d'un mélange complexe n'est pas toujours couronnée de succès même lorsqu'une colonne de chromatographie est couplée à des détecteurs sophistiqués, tels que par exemple un spectromètre de masse ou un spectromètre d'émission atomique. L'analyse des chromatogrammes obtenus est faite par un spécialiste des techniques de chromatographie. Ce spécialiste effectue une identification visuelle des différents pics chromatographiques. Il juge de la présence ou non du composé à identifier par l'emplacement, la mesure de la surface et/ou de la hauteur du pic chromatographique qui est fonction de la quantité du produit qu'il représente. L'inconvénient de cette méthode est qu'elle est très empirique, subjective, peu productive et nécessite l'intervention d'un spécialiste.
Une autre technique d'analyse chromatographique pouvant être utilisée pour étudier les constituants d'un mélange complexe consiste en une identification automatique des constituants par leur temps de rétention généralement visualisé à l'aide, par exemple, d'un spectromètre UV (ultra-violet) en chromatographie en phase liquide ou bien à l'aide d'un détecteur à ionisation de flamme en chromatographie en phase gazeuse. Ces techniques nécessitent une calibration de l'appareil avec des composés étalons internes ou externes. L'inconvénient de cette méthode est qu'elle est valable dans une période de temps limitée, c'est à dire tant que le vieillissement de la colonne n'est pas trop sensible. En effet, lorsque la colonne de chromatographie vieillit, il en résulte une lente dérive des caractéristiques chromatographiques initiales telles qu'un changement de la ligne de base, un changement des temps de rétention des produits, etc. L'identification des constituants d'un mélange devient difficile en dépit des calibrations effectuées. Un autre inconvénient de cette méthode est le nombre de calibrations élevé nécessaire pour tenir compte du vieillissement de la colonne. Ces calibrations qui sont consommatrices de temps sont couteuses puisqu'elles nécessitent l'utilisation de composés étalons et une surveillance de la part d'un spécialiste. La méthode précédente a été améliorée par l'utilisation d'indices de rétention pour identifier automatiquement les composés. Cette méthode nécessite l'utilisation de deux composés de référence : généralement un composé ayant un temps de rétention inférieur (composé A) aux temps de rétention des composés à analyser, l'autre ayant un temps de rétention plus élevé (composé D) que les temps de rétention des composés d'intérêt. Le temps de rétention relatif (ou indice de rétention) d'un composé (composé B) correspond au rapport entre la différence du temps de rétention du composé B et du temps de rétention du composé A d'une part et la différence entre le temps de rétention du composé D et le temps de rétention du composé A d'autre part. Les composés A et D sont deux composés connus et facilement identifiables sur un chromatogramme et sont donc pris comme référence. Cette méthode des indices de rétention est plus précise que la méthode des temps de rétention. Cependant, elle ne limite pas le nombre de calibrations, ni la surveillance et la validation des résultats par un spécialiste. En effet, les indices de rétention sont eux-mêmes sujet à fluctuations avec le vieillissement de la colonne chromatographique. Le couplage des techniques chromatographiques à des méthodes d'identification spectrométriques a permis un progrès par rapport aux méthodes précédentes. En effet, l'identification d'un composé s'effectue à la fois grâce aux données chromatographiques par l'analyse des temps de rétention ou des indices de rétention et à la fois par les caractéristiques spectroscopiques des composés. Cependant, bien que ces techniques soient de plus en plus précises, de nombreux constituants peuvent avoir des caractéristiques spectroscopiques identiques, entrainant des confusions dans l'identification des constituants d'un mélange complexe. Il subsiste donc un besoin d'une méthode d'identification de constituants d'un mélange dont la mise en oeuvre soit simple, peu couteuse et qui permette d'identifier avec une grande fiabilité des constituants d'un mélange. En particulier, il subsiste le besoin d'une méthode permettant de réaliser cette identification quel que soit le degré de vieillissement de la colonne de chromatographie. Il existe également un besoin d'une méthode d'identification de constituants d'un mélange dont l'analyse des résultats soit indépendante de l'opérateur qui met en oeuvre cette méthode. Le but de la présente invention est de fournir un procédé d'identification d'au moins un composé d'un mélange organique mettant en oeuvre au moins une étape de séparation par une colonne de chromatographie palliant au moins partiellement les inconvénients précités.
Plus particulièrement, la présente invention concerne un procédé de constitution d'une collection de chromatogrammes d'un mélange de référence, les chromatogrammes étant périodiquement enregistrés pendant la durée de vie d'une colonne chromatographique, durant la période d'apprentissage. La présente invention concerne également un procédé d'identification d'au moins un composé d'un échantillon d'un mélange organique par une comparaison du chromatogramme de l'échantillon du mélange à analyser avec ceux de la collection de chromatogrammes constituée précédemment. Enfin, l'invention concerne un kit pour la mise en oeuvre des procédés précédents.
La présente invention permet avantageusement de limiter voire de supprimer le nombre de calibrations qui doivent être effectuées avant chaque analyse chromatographique. La présente invention permet également d'augmenter la fiabilité de l'identification des composés d'un mélange. La validation des résultats par un spécialiste n'est plus obligatoirement nécessaire dans la mise en oeuvre de l'invention. Enfin, la présente invention peut facilement être adaptée à toutes sortes de mélanges organiques. Avantageusement la présente invention peut être adaptée à toute technique chromatographique de séparation sur colonne. Le procédé d'identification de composés d'un mélange organique selon l'invention présente l'avantage d'être automatisable. Résumé de l'invention A cette fin, la présente invention a pour objet un procédé de constitution d'une collection de données de chromatogrammes d'un mélange de référence R1 de composés organiques comprenant au moins deux marqueurs M et pour au moins un dispositif chromatographique comprenant au moins une colonne chromatographique et au moins un moyen de détection mesurant une grandeur physique, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : (a) On constitue un mélange R2 comprenant au moins deux sondes S, chaque sonde S étant caractérisée par un signal univoque détectable à une valeur spécifique VSsonde de la grandeur physique mesurée ; (b) A un temps to, on introduit simultanément les mélanges R1 et R2, dans la colonne de chromatographie couplée au moyen de détection, (c) On élue les marqueurs M et les sondes S avec au moins une phase mobile, (d) On enregistre le chromatogramme d' élution du mélange R1 et R2, (e) On identifie le temps de rétention de chacune des sondes S sur le chromatogramme de l'étape d) de manière à obtenir une empreinte E0, (f) On identifie le temps de rétention de chacun des marqueurs M sur le chromatogramme délution de l'étape d), (g) On obtient le chromatogramme Co associé à l'empreinte E0, (h) On répète les étapes b) à g) à des temps échelonnés ti, t2 t, to pendant la durée de vie de la colonne de façon à constituer une collection de chromatogrammes Co, C1, C2.... C,....C, associés respectivement à une empreinte Eo, E1, E2.... pour chaque temps t1 avec i variant de 0 à n, n étant un entier n>0. Suivant des modes de réalisation préférés, l'invention comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise seule ou en combinaison : la sonde S est une sonde marquée par au moins un groupement marqueur choisi parmi le groupe formé par un chromophore qui absorbe les ultraviolets, un chromophore qui absorbe les infra-rouges, par un luminophore ou un isotope stable; la colonne de chromatographie est choisie parmi le groupe formé, par une colonne d'adsorption, une colonne de partage, une colonne d'affinité, une colonne échangeuse d'ions ou une colonne d'exclusion stérique, de préférence une colonne de partage; la grandeur physique mesurée est choisie parmi une longueur d'onde, un rapport masse sur charge m/z, une intensité, une tension, un déplacement chimique; la grandeur physique mesurée est un rapport masse sur charge m/z et le moyen de détection est un spectromètre de masse; lequel l'enregistrement du chromatogramme de l'étape (d) s'effectue en enregistrant la totalité des spectrogrammes des rapports masses/charges ou en enregistrant certains spectrogrammes à des rapports masses/charges définis. La présente invention a également pour objet une collection de chromatogramme Co, Ci, C2.... Ci....Cn résultant : - de l'élution simultanée et répétée à des temps to, n étant un entier n>0, d'un mélange de référence R1 de composés organiques comprenant au moins deux marqueurs M et d'un mélange R2 comprenant au moins deux sondes S marquées, sur une colonne de chromatographie et de la détection des composants du mélange R1+R2 à l'aide d'au moins un moyen de détection mesurant au moins une grandeur physique, chaque sonde S étant caractérisée par au moins un signal univoque détectable à une valeur spécifique VSsonde de la grandeur physique mesurée, et - de l'enregistrement du chromatogramme d'élution des marqueurs, chaque chromatogramme CIrt avec 0<1 <n comportant une empreinte EI avec 0<1 <n correspondant aux temps de rétention des sondes du mélange R2.
La présente invention a aussi pour objet un procédé d'identification d'au moins un composé d'un échantillon d'un mélange organique le procédé comprenant les étapes suivantes : (al) On fournit un dispositif chromatographique comprenant au moins une colonne chromatographique et au moins un moyen de détection mesurant une grandeur physique, ledit moyen de détection étant couplé à la colonne chromatographique, (111) On fournit au moins une collection de chromatogrammes d'un mélange de référence R1 et d'un mélange R2 de sondes S définie ci-dessus ou obtenue par la mise en oeuvre du procédé tel que décrit ci-dessus, à l'aide d'une colonne chromatographique et d'un moyen de détection identiques à ceux mis en oeuvre dans l'étape (al), (cl) On introduit simultanément dans le dispositif chromatographique, l'échantillon et le mélange R2 identique au mélange R2 ayant servi à la constitution de la collection de chromatogramme, (dl) On élue les composés de l'échantillon et les sondes S par au moins une phase mobile, (el) On enregistre le chromatogramme d'élution C des sondes S et des composés de l'échantillon, (f1) On identifie le temps de rétention de chaque sonde S du mélange R2 sur le chromatogramme C obtenu à l'étape (el) afin d'obtenir l'empreinte E de l'échantillon, (gl) On compare l'empreinte E de l'étape (g1) avec chaque empreinte Eo, El) E2 Ei... E,, des chromatogrammes Co, Cr, C2 ... CI... C' de la collection de chromatogramme, (hl) On identifie le chromatogramme ci dont l'empreinte Ei est sensiblement superposable à l'empreinte E de l'étape (gl), (il) On compare le chromatogramme C au chromatogramme C. Suivant des modes de réalisation préférés, l'invention comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison : - le mélange organique est une huile brute; - le mélange de référence RI comprend au moins 2 marqueurs M choisis parmi le groupe formé par les hydrocarbures saturés ou insaturés, linéaires ou ramifiés comprenant de 5 à 50 atomes de carbone, les hydrocarbures cycliques, notamment les hydrocarbures aromatiques, comprenant de 5 à 50 atomes de carbone et leurs mélanges; - le mélange R2 comprend au moins deux sondes S marquées au deutérium, chaque sonde S étant un composé hydrocarboné comprenant au moins 5 atomes de carbone, de préférence de 5 à 50 atomes de carbone, ledit composé étant saturé, insaturé, linéaire, ramifié ou cyclique, notamment aromatique, et comprenant éventuellement au moins un hétéroatome de soufre, d'oxygène ou d'azote; - les étapes (gl) et (il) sont mises en oeuvre à l'aide d'un moyen informatique, de préférence un logiciel.
La présente invention permet de surmonter les inconvénients des procédés de l'art antérieur. Elle fournit avantageusement une méthode simple, rapide, fiable et peu couteuse d'analyse et d'identification d'un ou plusieurs composés d'un mélange organique, notamment complexe. L'invention permet de s'affranchir des étapes d'étalonnage et/ou de calibrage qu'il est nécessaire d'effectuer lors de l'utilisation d'une colonne chromatographique. Avantageusement, la présente invention peut être utilisée sur des dispositifs de chromatographie fonctionnant avec une colonne ayant une phase stationnaire de même nature que celle ayant servi à constituer la collection de chromatogrammes de référence sans qu'il soit nécessaire à chaque changement de dispositif d'établir à nouveau une collection de chromatogrammes. Ainsi, la collection de données selon l'invention est représentative du vieillissement d'une phase stationnaire pour un mélange donné et pour un type de phase stationnaire donnée, à conditions opératoires proches (phase mobile, pression, température, débit...).
Par ailleurs, l'invention peut être mise en oeuvre pour n'importe quel mélange organique, quelle que soit la nature chimique du mélange. Elle est avantageusement utilisable pour tout type de phase stationnaire utilisée dans une colonne de chromatographie. En outre, la présente invention améliore la fiabilité des résultats d'une analyse chromatographique d'un mélange organique complexe. L'analyse des composés s'effectue par comparaison automatisée de chromatogrammes par rapport à une collection de chromatogrammes obtenue à partir d'un mélange organique de référence. L'intervention d'un spécialiste en analyse des chromatogrammes n'est plus obligatoire Avantageusement, la présente invention peut être automatisable, rendant réalisable l'analyse de mélanges complexes en toute autonomie. La présente invention a également pour objet un kit pour la mise oeuvre des procédés décrits ci-dessus, le kit comprenant au moins : un mélange de référence R1 comprenant au moins deux marqueurs M choisis parmi le groupe formé par les hydrocarbures saturés ou insaturés, linéaires ou ramifiés comprenant de 5 à 50 atomes de carbone, les hydrocarbures cycliques, notamment aromatiques comprenant de 5 à 50 atomes de carbone, les stéroïdes et leurs mélanges, un mélange R2 comprenant au moins deux sondes S marquées au deutérium, chaque S étant un composé hydrocarboné d'au moins 5 atomes de carbone, de préférence de 5 à 50 atomes de carbone, ledit composé étant saturé, insaturé, linéaire, ramifié, et/ou cyclique, notamment aromatique, et comprenant éventuellement au moins un hétéroatome de soufre, d'oxygène ou d'azote. Suivant un mode de réalisation préféré, le kit peut comprendre en outre une colonne de chromatographie.
La présente invention a également pour objet un kit pour la mise en oeuvre du procédé d'identification d'au moins un composé d'un échantillon d'un mélange organique tel que décrit ci-dessus, ce kit comprenant : - une collection de chromatogrammes selon la revendication 7, - une colonne de chromatographie identique à celle utilisée pour la constitution de la collection de chromatogramme, - un mélange de sondes R2 identique à celui utilisé pour obtenir la collection de chromatogramme. Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description suivante et d'un mode de réalisation particulier donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels : - La figure 1 représente les principales étapes du procédé de constitution d'une collection de chromatogrammes selon l'invention, - La figure 2 représente les principales étapes du procédé d'identification d'au moins un composé d'un échantillon d'un mélange organique selon l'invention, - La figure 3 représente un chromatogramme et des signaux obtenus par la mise en oeuvre des procédés selon l'invention, - La figure 4 représente un chromatogramme Co obtenu par la mise en oeuvre des procédés selon l'invention, - La figure 5 représente un exemple de spectrogramme des signaux des sondes mis en oeuvre dans le procédé selon l'invention. - La figure 6 représente un exemple de spectrogramme des signaux des marqueurs mis en oeuvre dans le procédé selon l'invention.
Description détaillée L'invention s'applique au domaine de la chimie analytique. Le but de la présente invention est de fournir : un procédé de constitution d'une collection de chromatogrammes pour un mélange organique de référence, et un procédé d'identification d'au moins un composé d'un échantillon d'un mélange organique par chromatographie, ces procédés palliant les inconvénients de l'art antérieur.
Par « mélange organique » au sens de la présente invention, on entend tout mélange comprenant au moins deux composés organiques d'origine naturelle ou synthétique. De préférence, ces composés sont des molécules organiques non polymériques. Par molécules organiques polymériques, on entend les molécules qui résultent de la polymérisation d'un monomère pour former un polymère tel que par exemples les protéines, l'ADN ou l'ARN. Les composés organiques formant le mélange organique selon l'invention ont un poids moléculaire inférieur ou égal à 1000 Daltons, de préférence un poids moléculaire allant de 16 à 1000 Daltons. De préférence, le mélange organique est un mélange organique complexe. Par « mélange organique complexe » ou « mélange complexe », on entend au sens de la présente invention, un mélange dont les composés sont présents en très grand nombre et ont des structures chimiques proches et des caractéristiques physicochimiques semblables. A titre d'exemple non limitatif, des mélanges organiques complexes peuvent comprendre des hydrocarbures aromatiques ou non-aromatiques, tel que les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), des hydrocarbures extraits d'une formation géologique, des molécules d'origine synthétique (principes actifs cosmétiques ou thérapeutiques), des extraits de végétaux ou d'animaux, des métabolites, etc. A titre d'exemple non limitatif, des mélanges organiques complexes au sens de la présente demande peuvent être : - un échantillon d'un prélèvement sanguin pour la recherche de la présence d'un médicament dans le sang, d'une toxine, d'une substance illicite, d'un métabolite ; - un échantillon d'eau provenant d'un milieu marin, d'un lac, d'une rivière ou d'une nappe phréatique ; - un échantillon de sédiments ; - un échantillon d'une atmosphère gazeuse ou issu d'un prélèvement dans une atmosphère gazeuse, - un échantillon d'un produit alimentaire, pharmaceutique ou cosmétique ; un échantillon d'huile brute ou toute sous-fraction d'huile brute. Par huile brute, on entend des hydrocarbures échantillonnés en surface (du sol ou d'un plan d'eau), des extraits d'une formation géologique, tels que par exemple du pétrole, des huiles bitumineuses, des gaz ou huiles de schistes, etc. Par sous- fraction d'huile brute, on entend au sens de la présente invention, une huile brute ayant subi un traitement chimique ou physique afin d'isoler un sous-ensemble de ses constituants. Les techniques permettant d'obtenir une fraction d'une huile brute sont bien connues de l'homme du métier. Ces techniques sont généralement mises en oeuvre par chromatographie en phase liquide. Par exemple, une sous-fraction d'une huile brute peut être constituée par l'ensemble des composés aromatiques ou saturés de l'huile brute.
Un premier objet de la présente invention concerne un procédé de constitution d'une collection de chromatogrammes pour un mélange de référence R1 de composés organiques comprenant au moins deux marqueurs M et pour au moins un dispositif chromatographique comprenant au moins une colonne chromatographique et au moins un moyen de détection mesurant une grandeur physique, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : (a) On constitue un mélange R2 comprenant au moins deux sondes S, chaque sonde S étant caractérisée par un signal univoque détectable à une valeur spécifique VSsonde de la grandeur physique mesurée ; (b) A un temps to, on introduit simultanément les mélanges R1 et R2, dans la colonne de chromatographie couplée au moyen de détection, (c) On élue les marqueurs M et les sondes S avec au moins une phase mobile, (d) On enregistre le chromatogramme d'élution du mélange R1 et R2, (e) On identifie le temps de rétention de chacune des sondes S sur le chromatogramme de l'étape d) de manière à obtenir une empreinte E0, (f) On identifie le temps de rétention de chacun des marqueurs M sur le chromatogramme d'élution de l'étape d), (g) On obtient le chromatogramme Co associé à l'empreinte E0, (h) On répète les étapes b) à g) à des temps échelonnés ti, t2 t, to pendant la durée de vie de la colonne de façon à constituer une collection de chromatogrammes Co, C1, C2.... C,....C, associés respectivement à une empreinte Eo, E1, E2.... pour chaque temps t, avec i variant de 0 à n, n étant un entier n>0. On présente maintenant, en relation avec la figure 1, la figure 3 et la figure 4 les principales étapes du procédé de constitution d'une collection de chromatogrammes pour un mélange de référence R1 de composés organiques. - Constitution (10) du mélange de référence R1 Par marqueur au sens de la présente invention, on entend un composé ou un ensemble de composés qui permet d'identifier des caractéristiques d'un mélange. Un mélange complexe peut comprendre des composés qui sont spécifiques d'une origine géographique d'un mélange, de l'âge d'un mélange, d'un procédé de fabrication d'un mélange... Ces composés forment la signature chimique d'un mélange complexe et sont utilisés dans la présente invention comme marqueurs M.
Le ou les marqueurs M sont des composés choisis de manière à être représentatifs du type de mélange organique que l'on souhaite analyser. Les marqueurs peuvent être des composés d'un mélange que l'on trouve de manière statistique en abondance dans le mélange ou bien au contraire que l'on trouve rarement dans un mélange.
Par mélange de référence au sens de la présente invention, on entend un ensemble de marqueurs tels que définis précédemment et formant une signature artificielle du mélange à étudier. Dans un mode de réalisation, le mélange de référence R1 peut comprendre l'ensemble des signatures chimiques connues pour un mélange organique à étudier. Dans un autre mode de réalisation, le mélange de référence R1 comprend au moins deux marqueurs M tels que définis précédemment. Le nombre et la variété des marqueurs constituant le mélange de référence sont adaptés en fonction de la complexité des échantillons que l'on doit ensuite étudier. Dans un mode de mise en oeuvre de l'invention, lorsque l'échantillon est une huile brute ou un échantillon d'une sous-fraction d'une huile brute, on utilise comme mélange de référence R1 un mélange comprenant au moins deux marqueurs, notamment au moins deux biomarqueurs. Une huile brute est un mélange complexe qui peut contenir des milliers d'hydrocarbures différents, tous dans des concentrations variables. L'origine géologique, la composition chimique ou l'âge d'une huile brute peuvent être identifiés par la nature chimique de certains de ses hydrocarbures. Certains hydrocarbures sont spécifiques d'un type d'environnement de dépôt donné de la roche-mère, de son âge géologique et des altérations chimiques, microbiologiques, physiques et thermiques qui ont affecté les hydrocarbures durant leur histoire. Ces composés particuliers qui permettent de caractériser l'origine d'une huile brute sont appelés biomarqueurs. Avantageusement, les marqueurs M, notamment les biomarqueurs, peuvent être choisis parmi les hydrocarbures saturés ou insaturés, linéaires ou ramifiés comprenant de 5 à 100 atomes de carbone. Avantageusement, les marqueurs M, notamment les biomarqueurs, peuvent être choisis parmi les hydrocarbures saturés, linéaires ou ramifiés comprenant de 5 à 100 atomes de carbone tels que les n-, iso- et les méthyl-alcanes, les isoprénoïdes, les diterpénoïdes, les polyprénoïdes et leurs mélanges. Avantageusement, les marqueurs M, notamment les biomarqueurs, peuvent être choisis parmi les hydrocarbures cycliques, notamment aromatiques comprenant de 5 à 100 atomes de carbones, tels que - les triterpanes tri-, tétra, penta- et hexacycliques, tel que l'oléanane, les hopanes et méthyl-hopanes, les bisnorhopanes, les 25-norhopanes, les 8,14 sécohopanes, - les stéranes tels que les stéranes réguliers, les stéranes réarrangés, les méthylstéranes et les iso-stéranes, le cholestane, les diastéranes. Ces catégories diffèrent généralement les unes des autres par la configuration stéréochimique de certains atomes ou groupes d'atomes, - les terpanes tels que le gammacérane, - les mono- et les bi-cyclanes, - et leurs mélanges. Avantageusement, les marqueurs M, notamment les biomarqueurs, peuvent être choisis parmi les hydrocarbures aromatiques non soufrés tels que le benzène, le toluène, le xylène, le naphtalène, le phénanthrène, l'anthracène, le chrysène (y compris les isomères et les composés dérivés de ces structures de base par l'ajout de groupement d'atomes tel qu'une chaîne alkyle, des groupements méthyles), les benzohopanes, les 8,14 secohopanoïdes et leurs mélanges.
Avantageusement, les marqueurs M, notamment les biomarqueurs, peuvent être choisis parmi les hydrocarbures aromatiques soufrés tels que le thiolane, le thiane, le thiophène, le benzothiophène, le dibenzothiophène, le naphtobenzothiophènes (y compris les isomères et les composés dérivés de ces structures de base par l'ajout de groupement d'atomes tels qu'une chaîne alkyle, groupements méthyles) et leurs mélanges. Avantageusement, les marqueurs M, notamment les biomarqueurs, peuvent être choisis parmi les stéroïdes réguliers, les stéroïdes réarrangés et isostéroïdes ; les méthyl-stéroïdes mono- et tri-aromatiques et leurs mélanges. Chacune de ces catégories diffèrent généralement les unes des autres par la configuration stéréochimique de certains atomes ou groupes d'atomes. Avantageusement, les marqueurs M, notamment les biomarqueurs, peuvent être choisi parmi les hydrocarbures saturés ou insaturés, linéaires ou ramifiés, les hydrocarbures cycliques, notamment les hydrocarbures aromatiques, les stéroïdes tels que décrits ci-dessus et leurs mélanges. Avantageusement, lorsque l'échantillon est une huile brute ou un échantillon d'une sous-fraction d'une huile brute, le mélange de référence R1 comprend au moins un marqueur choisi parmi les n-, iso- et les méthyl-alcanes comprenant de 5 à 100 atomes de carbone, au moins un marqueur choisi parmi la famille des hopanes, au moins un marqueur choisi parmi les triterpanes tri-, tétra, penta- et hexacycliques, le marqueur gammacérane, le marqueur oléanane, au moins un marqueur choisi parmi les diahopanes, au moins un marqueur choisi parmi les stéranes réguliers, au moins un marqueur choisi parmi les 8,14 sécohopanes, au moins un marqueur choisi parmi les diastéranes. - Dispositif chromatographique Le dispositif chromatographique selon l'invention comprend au moins une colonne de chromatographie et au moins un moyen de détection mesurant une grandeur physique, ledit moyen de détection étant couplé à la colonne de chromatographie. Par « colonne de chromatographie » ou « colonne chromatographique » ou « colonne » au sens de la présente invention, on entend, un tube étroit comprenant une phase stationnaire et qui peut être traversée par au moins une phase mobile qui se déplace par gravité ou par différence de pression. L'invention peut être mise en oeuvre avec n'importe quelle phase stationnaire susceptible d'être altérée par un usage prolongé et pouvant potentiellement interagir avec les produits injectés. Le vieillissement de la phase stationnaire induit généralement une dérive de la ligne de base et une dérive des temps et indices de rétention des produits élues. Ces dérives sont des signes de vieillissement ou d'usure de la phase stationnaire, donc de la colonne chromatographique. Le choix du type de colonne, de la phase mobile, de la phase stationnaire et des conditions opératoires de la colonne de chromatographie et du moyen de détection s'effectue en fonction de la nature du mélange de référence R1 ou de la nature de l'échantillon du mélange organique à analyser. Ces choix et l'optimisation des conditions opératoires sont des étapes bien connues de l'homme du métier. La mise en oeuvre du procédé selon l'invention n'est donc ni limitée à un type de phase stationnaire particulier ni à une phase mobile particulière.
Avantageusement, la colonne est adaptée pour une utilisation en chromatographie gaz-liquide ou pour une utilisation en chromatographie en phase gazeuse. Avantageusement, la séparation des constituants du mélange peut être réalisée par une colonne d'adsorption, une colonne de partage, une colonne d'affinité, une colonne échangeuse d'ions, une colonne d'exclusion stérique ou une colonne d'électrophorèse capillaire. De préférence, lorsque la phase stationnaire est solide, la colonne est une colonne d'adsorption, d'affinité, d'échange d'ions ou d'exclusion. De manière avantageuse, la colonne est une colonne de partage.
La phase stationnaire peut être liquide ou solide. Cet état dépend non seulement de la nature du produit constituant la phase stationnaire, mais aussi des conditions de pression et de température auxquelles le procédé de l'invention est mis en oeuvre. La phase stationnaire peut être greffée chimiquement ou non au tube de la colonne. Avantageusement, parmi les phases stationnaires liquides, on peut choisir des phases polaires ou apolaires généralement constituées de silicones ou de polymères fluorés. Avantageusement parmi les phases stationnaires solides, on peut choisir des polymères poreux, des cristaux liquides, des dextrines, de l'alumine, du charbon actif et des hydrocarbures (par exemple : squalane, n-alcanes lourds). La phase mobile est un fluide choisi parmi les liquides ou les gaz.
Parmi les phases mobiles liquides on peut citer des solvants purs ou un mélange de solvants. Parmi les phases mobiles gazeuses, on peut citer l'hydrogène, l'hélium, l'azote, l'argon ou un mélange de ces gaz. Les conditions de mise en oeuvre du dispositif de chromatographie sont choisies pour permettre une résolution satisfaisante des composés du mélange de référence et du mélange des sondes. On cherche habituellement à optimiser ces conditions de façon à ce que chaque composé soit élué de façon individuelle avec de préférence un retour à la ligne de base du chromatogramme d'élution entre chaque pic. Dans un mode de mise en oeuvre de l'invention, lorsque l'échantillon est une huile brute, notamment un échantillon d'une sous-fraction de cette huile brute, la colonne chromatographique est adaptée pour une utilisation en chromatographie en phase gazeuse, notamment la phase stationnaire est choisie parmi les phases apolaires et la phase mobile est choisi parmi l'hélium, l'azote, l'argon ou l'hydrogène.
Le dispositif de chromatographie mis en oeuvre dans le cadre de la présente invention comprend au moins un moyen de détection mesurant une grandeur physique, ledit moyen de détection étant couplé à la sortie de la colonne chromatographique.
Le moyen de détection comprend au moins un détecteur et au moins un enregistreur, notamment un ordinateur. L'enregistreur fournit un tracé des signaux enregistrés, le tracé comprenant les pics chromatographiques, chaque pic pouvant correspondre à un ou plusieurs composé(s) élue (s). Le moyen de détection couplé à la colonne de chromatographie permet donc d'obtenir un chromatogramme d'élution (30). Le détecteur permet de détecter au moins un signal pour une grandeur physique mesurée. La grandeur physique mesurée peut être une longueur d'onde, un rapport masse sur charge (m/z), une intensité, une tension, une résistance, un déplacement chimique. Avantageusement, la grandeur physique mesurée est un rapport masse sur charge (m/z). Le détecteur peut être choisi parmi les détecteurs enregistrant des signaux simples ou bien des signaux complexes. Par signal simple, on entend un signal unique pour une molécule donnée qui est enregistré pour une grandeur physique mesurée. Le moyen de détection enregistre un seul chromatogramme et la détection est appelée détection simple. Par signal complexe, on entend une multitude de signaux pour une molécule donnée qui sont enregistrés simultanément pour une grandeur physique mesurée. Le moyen de détection enregistre plusieurs chromatogrammes (un pour chaque grandeur physique de l'intervalle) et la détection est appelée détection complexe. Par exemple, parmi les moyens de détection enregistrant des signaux simples, on peut citer : - les détecteurs à ionisation de flamme (FID), - les détecteurs à conductibilité thermique (TCD), - les détecteurs à capture d'électrons (ECD), - les détecteurs d'oxygène (0-FID), - les détecteurs à combustion catalytique (CCD), - les détecteurs de soufre (FPD, SCD et P-FPD), - les détecteurs d'azote (NPD) ou de phosphore, les détecteurs à photo- ionisation (PID), - les détecteurs à thermo-ionisation (TID), - les détecteurs nano systèmes électro mécaniques (NEMS) - les détecteurs à réfractométrie, les détecteurs à diffusion de la lumière, - les détecteurs d'absorption UV-Visible, - les détecteurs de fluorescence, - les détecteurs électrochimiques. Parmi les moyens de détection enregistrant des signaux complexes, on peut citer : - les spectromètres dans la gamme de longueurs d'ondes du spectre UV, visible ou infra-rouge (IR), - les spectromètres de masse, quel qu'en soit leur principe, - les détecteurs à spectrométrie d'émission atomique (ICP : Induced Coupled Plasma en terminologie anglo-saxonne), - les détecteurs à spectrométrie infrarouge (IRTF : Infrarouge à transformé de Fournier), ou les détecteurs de résonance magnétique nucléaire (RMN), - les spectromètres dans les longueurs d'onde du spectre UV ou visible, - les spectromètres à fluorescence, - les détecteurs de résonance magnétique nucléaire (RMN). Les moyens de détection fournissant des signaux complexes sont également capables d'enregistrer des signaux simples. Le choix du moyen de détection s'effectue en fonction de la nature de l'échantillon à étudier, en fonction de la nature de la phase mobile mise en oeuvre dans le dispositif de chromatographie et en fonction du type de sonde S et de son marquage éventuel. De préférence, lorsque la phase mobile est liquide, le moyen de détection est choisi parmi le groupe formé par les réfractomètres, les détecteurs d'absorption UV-Visible, les détecteurs d'absorption infrarouge, les spectromètres de fluorescence, les détecteurs à diffusion de la lumière, les détecteurs à barrettes de diodes, les détecteurs électrochimiques, les réfractomètres différentiels, les détecteurs de résonance magnétique nucléaire (RMN) ou les spectromètres de masse (MS). Avantageusement, le moyen de détection est un spectromètre de masse.
De préférence, lorsque la phase mobile est gazeuse, le moyen de détection est choisi parmi le groupe formé par les détecteurs à ionisation de flamme (FID), les détecteurs à conductibilité thermique (TCD), les détecteurs à combustion catalytique (CCD), les spectromètres infra-rouge (IRTF : Infrarouge à transformé de Fournier), les spectromètres d'émission atomique (AED, ICP), les détecteurs à capture d'électrons (ECD), les détecteurs d'oxygène (0-FID), les détecteurs à combustion catalytique (CCD), les détecteurs nano systèmes électro mécaniques (NEMS), les détecteurs de soufre (FPD, SCD et P-FPD), les détecteurs d'azote (NPD) ou de phosphore, les détecteurs à photo-ionisation (PID), les spectromètres de masse (MS), les détecteurs à photo-ionisation (PID) ou les détecteurs à thermo- ionisation (TID). Avantageusement, le moyen de détection est un spectromètre de masse. Avantageusement, lorsque la phase mobile est gazeuse et que l'échantillon à étudier est une huile brute, notamment un échantillon d'une sous-fraction de cette huile brute, le moyen de détection est un spectromètre de masse.
Parmi les spectromètres de masse qui peuvent être mis en oeuvre dans le cadre de l'invention, on peut citer de manière non limitative les spectromètres de masse quadrupolaires, les spectromètres de masse à secteur magnétique ou électrostatique, les spectromètres de masse à temps de vol, les spectromètres de masse à trappe d'ion ou bien à transformation de Fourier. Le mode d'ionisation peut être par impact d'électrons, par ionisation chimique, par rayonnement laser, par bombardement d'atomes rapides ou métastables, par photoionisation ou par ionisation de champ. Bien entendu, le dispositif chromatographique utilisé dans le cadre de la présente invention comprend en outre des moyens d'injection d'un échantillon dans la colonne, des moyens d'introduction de la phase mobile dans la colonne, des moyens de contrôle des paramètres opératoires, des moyens de couplage entre la colonne et le moyen de détection et tous autres moyens nécessaires au fonctionnement d'un tel dispositif - Constitution (11) du mélange R2 Le mélange R2 comprend au moins deux sondes S. Par « sonde », on entend dans la présente invention, une molécule représentative d'au moins une classe chimique d'un marqueur M et caractérisée par au moins un signal univoque (32) par rapport aux signaux correspondant aux composés constituants les mélanges R1 et R2, le signal univoque étant détectable à une valeur spécifique VSsonde de la grandeur physique mesurée. Un signal univoque (32) est un signal qui permet d'identifier clairement et sans ambiguïté la sonde S par rapport aux composés du mélange R1 et R2.
Le signal univoque (32) est facilement identifiable car il est détectable à une valeur spécifique VSsonde de la grandeur physique mesurée. La valeur VSsonde est la valeur de la grandeur physique mesurée par le détecteur à laquelle seule la sonde émet un signal univoque. Cette valeur VSsonde permet donc d'enregistrer uniquement le signal de la sonde.
Par exemple un signal univoque d'une sonde S peut être une seule raie d'absorption en infra-rouge spécifique de la sonde S et que l'on ne retrouve pas sur les spectres infra-rouge des marqueurs M. La valeur spécifique VSsonde est ici la valeur de la longueur d'onde à laquelle on observe la raie d'absorption en infra-rouge. Dans un autre exemple, un signal univoque (32) d'une sonde S peut être un ion-fragment obtenu pour un rapport masse sur charge (m/z) donné (31) lorsque que la sonde est ionisée et fragmentée. Cet ion-fragment est spécifique de la sonde. Lorsque les marqueurs M sont ionisés et fragmentés, les ion-fragments des marqueurs ont des valeurs de rapport masse sur charge (m/z) différents de ceux des sondes (33). La valeur spécifique VSsonde est, dans ce cas, la valeur du rapport masse sur charge (m/z) à laquelle on observe l'ion-fragment spécifique de la sonde. Ainsi, chaque sonde S selon l'invention est facilement identifiable car elle est éluée sous la forme d'un pic qui est identifiable grâce au signal univoque (32) enregistré par le moyen de détection à une valeur spécifique VSsonde de la grandeur physique mesurée. Par exemple, le cholestane-d4 donne un signal spécifique masse/ charge m/z 221 lorsqu'un spectromètre de masse est utilisé comme détecteur. Dans un mode de réalisation de l'invention, la sonde S est une sonde marquée par un groupement marqueur. Le marquage de la sonde S par un groupement marqueur permet de faciliter la production du signal univoque. Le groupement marqueur peut être un isotope, un chromophore qui absorbe les ultra-violets (UV), un chromophore qui absorbe les infra-rouges (IR) ou par un luminophore. L'isotope est généralement choisi parmi les isotopes stables, tels que le deutérium (2H), le carbone 13 (13C), l'oxygène 18 (180), u le soufre (34S), l'azote 15 (15N). Un luminophore est une molécule ou un groupement chimique capable d'émettre de la lumière à une longueur d'onde donnée lorsque cette molécule ou ce groupement chimique est excité. Le marquage de la sonde est une technique bien connue de l'homme du métier. Il consiste soit à greffer le groupement marqueur (par exemple greffage chimique d'un chromophore) sur la sonde soit à synthétiser une sonde dans laquelle le groupement marqueur est incorporé dans la sonde au cours de la synthèse (par exemple incorporation d'un ou plusieurs isotopes au cours de la synthèse chimique de la sonde).
De préférence, la sonde selon l'invention est marquée au deutérium et est choisie de manière à fournir un signal univoque détectable à une valeur spécifique VSsonde de la grandeur physique mesurée. L'utilisation en chromatographie en phase gazeuse de composés marqués au deutérium présente de nombreux avantages. Ces composés ne présentent pas le même encombrement stérique que les composés non marqués. Ils présentent donc des temps de rétention plus courts que leurs homologues protonnés, ce qui limite grandement les interférences sur le chromatogramme. Une sonde marquée au deutérium est facilement identifiable par spectrométrie de masse grâce à son signal univoque et son temps de rétention qui diffèrent de ceux d'une sonde comprenant des protons.
Dans un mode de réalisation de l'invention, la valeur spécifique VSsonde est différente pour chaque sonde S du mélange R2. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, la valeur spécifique VSsonde est la même pour au moins deux sondes du mélange, ces sondes se différentiant l'une de l'autre par leurs temps de rétention. Ainsi les pics chromatographiques des sondes sont répartis le long du chromatogramme. De préférence, lorsque l'échantillon à étudier est une huile brute, notamment un échantillon d'une sous-fraction de cette huile brute, les sondes S sont des composés hydrocarbonés comprenant au moins 5 atomes de carbone, de préférence de 5 à 50 atomes de carbone, lesdits composés étant saturés ou insaturés, linéaires, ramifiés ou cycliques, notamment aromatique, et comprenant éventuellement au moins un hétéroatome de soufre, d'oxygène ou d'azote. Avantageusement, les sondes S sont marquées avec au moins un isotope stable parmi choisi le deutérium (2H), le carbone 13 (13C), l'oxygène 18 (180), le soufre (34S), l'azote 15 (15N), de préférence le deutérium. Avantageusement, les sondes S sont choisies parmi le groupe formé par les hydrocarbures saturés ou insaturés, linéaires ou ramifiés comprenant de 5 à 50 atomes de carbone éventuellement marqués au deutérium, les hydrocarbures cycliques éventuellement marqués au deutérium comprenant de 5 à 50 atomes de carbone, les hydrocarbures aromatiques éventuellement marqués au deutérium comprenant de 5 à 50 atomes de carbones, les stéroïdes éventuellement marqués au deutérium et leurs mélanges. Parmi les hydrocarbures saturés linéaires ou ramifiés marqués au deutérium, on peut citer les n-alcanes comprenant de 5 à 50 atomes de carbone et 1 à 102 atomes de deutérium, notamment un alcane comprenant 24 atomes de carbone et 50 atomes de deutérium (nC24-d50), un alcane comprenant 36 atomes de carbone et 74 atomes de deutérium (nC36-d74). Parmi les hydrocarbures cycliques marqués au deutérium, on peut citer le cholestane-d4. Parmi les hydrocarbures insaturés marqués au deutérium, on peut citer le cholestène-d4. Par les hydrocarbures aromatiques soufrés ou non soufrés marqués au deutérium, on peut citer le naphtalène-d8, le phénanthrène-dio, le dibenzothiophène-d8 et le chrysène-d14. - Introduction (12) dans une colonne et élution (13) des marqueurs et des sondes. L'introduction simultanée des mélanges R1 et R2 s'effectue par des moyens d'introduction bien connus de l'homme du métier, tel qu'une seringue, une vanne d'injection, etc. Préalablement à leur introduction dans le dispositif de chromatographie, le mélange R1 et/ou le mélange R2 peut subir au moins une étape de préparation telle que la filtration, la dilution dans un solvant, etc.
L'élution des composés des marqueurs M et des sondes S est effectuée par la phase mobile dans la colonne de chromatographie. Les moyens d'introduction de la phase mobile sont bien connus de l'homme du métier. - Chromatogramme d'élution (14) On enregistre le chromatogramme (14) qui comprend : - les pics chromatographiques de chaque sonde et le signal univoque de la sonde associé à chacun de ces pics, et - les pics chromatographiques de chaque marqueur et le signal ou les signaux des marqueurs associés à chacun de ces pics. Les pics et les signaux des sondes sont enregistrés au moins à une valeur spécifique VSsonde de la grandeur physique mesurée. Les pics et les signaux des marqueurs sont enregistrés à au moins une valeur de la grandeur physique mesurée (VSmarqueurs), cette valeur étant différente de la valeur spécifique VSsonde. La valeur de la grandeur physique mesurée à laquelle sont détectés les signaux des marqueurs VSmarqueurs peut être fixe ou bien varier dans un intervalle donné de la grandeur physique mesurée. Dans un mode de réalisation de l'invention, la valeur spécifique VSmarqueurs est différente pour chaque marqueur M du mélange Rl.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, la valeur spécifique VS marqueurs est la même pour au moins deux marqueurs du mélange Rl. Avantageusement lorsque le moyen de détection est un spectromètre de masse, la grandeur physique mesurée est le rapport masse/charge (m/z). Dans un mode de réalisation, l'enregistrement du chromatogramme d'élution des marqueurs s'effectue en enregistrant la totalité des spectrogrammes des rapports masses/charges, c'est à dire pour une valeur VS marqueurs du rapport masse/charge (m/z) qui varie de 35 à 550, de préférence 50 à 450. Dans un autre mode de réalisation, l'enregistrement du chromatogramme d'élution des marqueurs est effectué pour des rapports masses/charges définis, c'est à dire la valeur VSmarqueur est fixée pour certains rapports masse/charge (m/z). On enregistre dans ce cas des signaux correspondant aux ions-fragments spécifiques produits par l'ionisation et la fragmentation des marqueurs M. Avantageusement, lorsque la valeur VSmarqueur est fixée, ces valeurs sont choisies parmi le groupe suivant :35 Famille de VSmarqueur (M/Z) marqueurs Saturés n-, iso-, méthyl-alcanes 85 Triperpanes tri-tétra, p enta et 191 hexacyclique Stéranes réguliers 217 monocycloalcanes 68 et 82 Triperpanes réguliers démethylés en position 25 177 Méthyl-hopanes 205 bicyclanes 193 bicyclanes et 8,14 sécohopanes 123 méthyl stéranes 231 iso-stéranes 218 stéranes réarrangés 259 gammacérane 191 oléanane 191 diahopanes et hopanes 191 Insaturés i soprènoïde réguliers 183 Aromatiques non Benzène / Toluène 78 / 92 soufrés Alkylbenzènes 91, 92, 105, 106, 119, 120, 133, 134 Naphtalène 128 Méthyl, diméthyl et triméthyl 142 / 156 / 170 naphtalène Phénanthrène 178 Méthyl, diméthyl et triméthyl 192 / 206 / 220 phénanthrène Chrysène 228 Aromatiques soufrés Benzothiophene 134 Dibenzothiophène 184 Méthyl, diméthyl et triméthyl 198 / 212 / 226 dibenzothiophène Naphtobenzothiophène 234 Méthyl, diméthyl et triméthyl 248 / 262 / 276 naphtobenzothiophène Tableau I Les valeurs spécifiques VSsonde pour les sondes citées ci-dessus sont : Sonde VSsonde (m/z) n-alcanes comprenant de 5 à 50 atomes de carbone et 12 à 102 atomes de deutérium 66 cholestane-d4 221 naphtalène-d8 136 dibenzothiophène-d8 192 phenanthrène-dio 188 chrysène-d14 240 Tableau II: Valeurs spécifiques VSsonde de sondes S - Identification de la position des sondes et des marqueurs sur le chromatogramme On étudie les signaux des produits élués. On identifie les sondes S par leur signal univoque. On mesure le temps de rétention de chaque sonde S sur le chromatogramme d'élution (14). On mesure le temps de rétention de chaque marqueur M sur le chromatogramme d'élution (14). On enregistre le temps de rétention de chaque sonde S et de chaque marqueur M. Cet enregistrement peut être graphique et/ou numérique.
L'ensemble des temps de rétention de chaque sonde S sur le chromatogramme d'élution constitue l'empreinte Eo (15) du chromatogramme pour une introduction donnée à t=to. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, on calcule pour chaque marqueur M et pour chaque sonde S les indices de rétention. L'indice de rétention d'un composé est le rapport entre le temps de rétention du composé et la différence entre le temps de rétention d'une première référence (sonde éluée en début d'analyse) et le temps de rétention d'une seconde référence (sonde éluée en fin d'analyse). Dans la suite de la présente demande, les termes « temps de rétention » et « indice de rétention » peuvent être substitués l'un par rapport à l'autre. - Obtention du chromatogramme Co (16) Le chromatogramme Co (35) comprend la valeur du temps de rétention de chaque marqueur M et l'empreinte Eo (34) c'est à dire les valeurs du temps de rétention de chaque sonde S, pour une introduction simultanée du mélange R1+R2 à un temps t=to. Le chromatogramme Co peut être graphique ou numérique.
L'enregistrement du chromatogramme Co (35) s'effectue par des moyens informatiques bien connus de l'homme du métier. - Réitération pour un même dispositif de chromatographie On renouvelle n fois à différents temps ti avec i variant de 0 à n les étapes b) à g) sur le même dispositif de chromatographie. Pour chaque temps on détermine l'empreinte Ei (15) et on enregistre le chromatogramme Ci (16) correspondant et associé à l'empreinte Un temps ti correspond à un degré de vieillissement de la colonne dans le temps à l'instant i. Le temps ti correspond à un degré de vieillissement de la colonne dans le temps. La période de temps allant de to à tn représente la durée pendant laquelle on constitue la collection de chromatogrammes Cn (17), n représentant le nombre d'introductions simultanées du mélange Rl+R2. n est un entier supérieur à 0, de préférence compris entre 30 et 100. Avantageusement, lorsque que l'échantillon est une huile brute, notamment un échantillon d'une sous-fraction de cette huile brute, n va de 40 à 50. Les introductions simultanées des mélanges Rl+R2 dans le dispositif de chromatographie peuvent être faites selon une fréquence déterminée (par exemple toutes les semaines) ou aléatoire. De préférence, on procède à la constitution d'une collection de chromatogrammes Co, Ci, C2 ... Ci... Co de façon régulièrement échelonnée dans le temps. Les temps ti avec i variant de 0 à n avec n>0 peuvent couvrir tout ou partie de la vie d'une colonne chromatographique. Une colonne chromatographique est en fin de vie lorsque sa résolution est estimée insuffisante et lorsque la phase mobile est chimiquement trop dégradée. Ces critères sont bien connus de l'homme du métier qui peut notamment se référer au Manuel pratique de chromatographie en phase gazeuse. Jean Tranchant, éditions Masson, Juin 1995. Par même dispositif de chromatographie, on entend ici que les étapes b) à g) sont effectuées sans qu'il y ait eu un changement de colonne, de moyen de détection ou de conditions opératoires. Il est bien entendu que la colonne ne peut pas être strictement identique à la colonne utilisée en début de procédé, puisque entre chaque temps t, et ti+i le dispositif chromatographique a vieilli et s'use. L'ensemble des chromatogrammes C, avec i variant de 0 à n constitue la collection de chromatogrammes Co, C1, C2 ... Ci... Co pour un mélange de référence donné R1, pour un mélange de sondes R2 et pour une colonne de chromatographie donnée, chaque chromatogramme Co, C1, C2 ... Ci... Co étant associé respectivement à une empreinte E0, E1, E2 En Un autre objet de la présente invention concerne une collection de chromatogrammes Co, Ci, C2.... Ci....Cn résultant : - de l'élution simultanée et répétée à des temps to, ti, t2.... n étant un entier n>0, d'un mélange de référence R1 de composés organiques comprenant au deux marqueurs M et d'un mélange R2 comprenant au moins deux sondes S marquées, sur une colonne de chromatographie et de la détection des composants du mélange R1+R2 à l'aide d'au moins un moyen de détections mesurant au moins une grandeur physique, chaque sonde S étant caractérisée par au moins un signal univoque détectable à une valeur spécifique VSsonde de la grandeur physique mesurée, et - de l'enregistrement du chromatogramme d'élution des marqueurs, chaque chromatogramme CIavec 0<1 <n comportant une empreinte EI avec 0<1 <n correspondant aux temps de rétention des sondes du mélange R2.
Un autre objet de la présente invention concerne un procédé d'identification d'au moins un composé d'un échantillon d'un mélange organique, le procédé comprenant les étapes suivantes : (al) On fournit un dispositif chromatographique comprenant au moins une colonne chromatographique et au moins un moyen de détection mesurant une grandeur physique, ledit moyen de détection étant couplé à la colonne chromatographique (b1) On fournit au moins une collection de chromatogrammes d'un mélange de référence R1 et d'un mélange R2 de sondes S telle que définie précédemment, à l'aide d'une colonne chromatographique et d'un moyen de détection identiques à ceux mise en oeuvre dans l'étape (al) (cl) On introduit simultanément dans le dispositif chromatographique, l'échantillon et le mélange R2 identique au mélange R2 ayant servi à la constitution de la collection de chromatogramme, (dl) On élue les composés de l'échantillon et les sondes S par au moins une phase mobile, (el) On enregistre le chromatogramme d'élution C des sondes S et des composés de l'échantillon, (f1) On identifie le temps de rétention de chaque sonde S du mélange R2 sur le chromatogramme C obtenu à l'étape (el) afin d'obtenir l'empreinte E de l'échantillon, (gl) On compare l'empreinte E de l'étape (gl) avec chaque empreinte Eo, E1, E2 En des chromatogrammes Co, Ci, C2 ... Cn de la collection de chromatogramme, (hl) On identifie le chromatogramme Ci dont l'empreinte E est sensiblement superposable à l'empreinte E de l'étape (gl), (il) On compare le chromatogramme C au chromatogramme Ci.
On présente maintenant, en relation avec la figure 2, les principales étapes du procédé d'identification d'au moins un composé d'un échantillon d'un mélange organique. Les objets communs aux deux figures sont désignés par la même référence. Par « colonne chromatographique et moyen de détection identiques » on entend au sens de la présente invention, une colonne chromatographique et un moyen de détection constitués des mêmes éléments arrangés dans la même configuration que ceux utilisés dans le procédé de constitution de la collection de chromatogrammes tel que défini précédemment. La colonne a les mêmes dimensions et la même phase stationnaire que celle ayant servi à la mise en oeuvre du procédé de constitution d'une collection de chromatogrammes défini précédemment et le moyen de détection est de même nature que celui utilisé lors de la mise en oeuvre du procédé de constitution d'une collection de chromatogrammes tel que défini ci-dessus. Les conditions opératoires du dispositif chromatographique ayant servi à la mise en oeuvre de procédé de constitution d'une collection de chromatogrammes tel que défini précédemment et les conditions opératoires de fonctionnement du dispositif de chromatographie pour la mise en oeuvre dans le procédé d'identification selon l'invention sont les mêmes, en particulier la phase mobile, la température, la pression ... Le vieillissement des phases stationnaires est un phénomène physico-chimique qui varie de façon aléatoire et non linéaire. Il ne peut pas être prédit et dépend d'un certain nombre de paramètres tels que la nature de la phase stationnaire, la nature et de la quantité des composés injectés.. . Le mélange R2 (11) utilisé dans le procédé d'identification est identique au mélange R2 ayant servi à la constitution de la collection de chromatogrammes, c'est-à-dire qu'il est constitué des mêmes sondes que celles utilisées pour la mise en oeuvre du procédé de constitution d'une collection de chromatogrammes tel que défini précédemment. L'introduction (19) simultanée de l'échantillon du mélange à analyser (18) et du mélange R2 (11) dans le dispositif de chromatographie s'effectue par des moyens d'introduction bien connus de l'homme du métier, tel qu'une seringue, une vanne d'injection, etc. L'élution (20) des composés de l'échantillon du mélange à analyser et des sondes S s'effectue dans les mêmes conditions opératoires et avec la même phase mobile que ceux utilisées pour l'étape d'élution du procédé de constitution d'une collection de chromatogrammes tel que défini précédemment. On enregistre le chromatogramme C (21) qui comprend : - les pics chromatographiques de chaque sonde et le signal univoque de la sonde associé à chacun des pics, et - les pics chromatographiques des composés de l'échantillon à analyser et le signal ou les signaux de ces composés associés à chacun de ces pics. Les pics et les signaux des sondes sont enregistrés à au moins une valeur spécifique VSsonde de la grandeur physique mesurée.
Les pics et les signaux des composés de l'échantillon à analyser sont enregistrés à au moins deux valeurs de la grandeur physique mesurée (VSmarqueurs) des marqueurs du mélange Rl. L'identification de la position de chaque sonde S sur le chromatogramme C s'effectue de la même manière que celle qui a été mise en oeuvre lors du procédé de constitution d'une collection de chromatogrammes tel que défini précédemment. Brièvement on repère, grâce à son signal univoque, la sonde S dans les signaux de détection associés à chaque pic d'élution. On identifie le temps de rétention de la sonde S sur le chromatogramme C. On répète cette opération de manière à identifier la position de chaque sonde S sur le chromatogramme C.
L'ensemble des temps de rétention des sondes S sur le chromatogramme constitue l'empreinte E (22) du chromatogramme C. On compare (23) ensuite l'empreinte E (22) du chromatogramme C avec les empreintes chromatographiques Eo, Ei, E2 . . . Ei... En enregistrées dans la collection de chromatogrammes Co (17) du mélange de référence R1. L'étape de comparaison s'effectue par des moyens informatiques à l'aide d'un logiciel, dont les principales étapes sont les suivantes : 1. Mesurer les temps de rétention de tous les pics du chromatogramme Ci de l'échantillon à analyser, à partir du signal ou des signaux enregistrés par le détecteur ou tous les détecteurs, 2. Repérer les sondes S du mélange R2 et mesurer leur temps de rétention, 3. Calculer la différence D entre les temps de rétention xt des sondes dans l'échantillon analysé et ceux des sondes yt des échantillons de la base de données (collection d'empreintes En de chromatogrammes Co) : D = Er (xt - yt)2, où m est le nombre de sondes S et t le numéro d'ordre de la sonde, 4. Une fois D calculé, on choisit dans la base de données le chromatogramme Ci et les données associées, pour lesquels D est minimum, 5. Les indices de rétention des marqueurs M du chromatogramme C, sont utilisés pour calculer les temps de rétention attendus des mêmes composés pour l'échantillon analysé, 6. Les pics des composés de l'échantillon analysé sont identifiés.
La comparaison permet d'identifier (24) un chromatogramme Ci (24) dont l'empreinte chromatographique E est sensiblement superposable à l'empreinte chromatographique E (22). Par « sensiblement superposable », on entend au sens de la présente invention l'obtention d'une seule image lorsqu'on superpose les chromatogrammes. Les temps de rétention de chaque sonde S sur le chromatogramme Ci est alors sensiblement identique au temps de rétention de la même sonde sur le chromatogramme C. Cette ressemblance est quantifiée en calculant la différence D entre les temps de rétention xt des sondes S dans l'échantillon analysé et ceux des sondes yt des échantillons de la base de données (collection d'empreintes En de chromatogrammes C.) : D = Er (xt - yt)2 , où m est le nombre de sondes S et t le numéro d'ordre de la sonde. Une fois D calculé, on choisit dans la base de données le chromatogramme Ci pour lesquels D est minimum. On analyse (25) ensuite le chromatogramme C par comparaison avec le chromatogramme Ci et on identifie ou non la présence d'un composé dans l'échantillon du mélange à analyser. L'identification du ou des composés de l'échantillon du mélange organique s'effectue en comparant chaque pic du chromatogramme de l'échantillon C (ou chaque temps de rétention) avec ceux du chromatogramme Ci. Les pics du chromatogramme Ci qui sont superposables aux pics du chromatogramme C de l'échantillon indiquent la présence de marqueurs M dans l'échantillon.
Avantageusement, l'invention décrite ci-dessus est mise en oeuvre pour identifier au moins un composé d'un échantillon d'une huile brute, notamment au moins un composé d'un échantillon d'une sous-fraction d'une huile brute. Un autre objet de la présente invention concerne un kit pour la mise en oeuvre du procédé de constitution d'une collection de chromatogrammes tel que défini précédemment et/ou pour la mise en oeuvre du procédé d'identification d'au moins un composé d'un échantillon d'une huile brute, ce kit comprenant au moins : un mélange de référence R1 comprenant au moins deux marqueurs M choisis parmi le groupe formé par les hydrocarbures saturés ou insaturés, linéaires ou ramifiés comprenant de 5 à 50 atomes de carbone, les hydrocarbures cycliques, notamment les hydrocarbures aromatiques comprenant de 5 à 50 atomes de carbone, les stéroïdes et leurs mélanges, un mélange R2 comprenant au moins deux sondes S marquées au deutérium, chaque S étant un composé hydrocarboné comprenant moins 5 atomes de carbone, de préférence de 5 à 50 atomes de carbone, ledit composé étant saturé ou insaturé, linéaire, ramifié ou cyclique, notamment aromatique, et comprenant éventuellement au moins un hétéroatome de soufre, d'oxygène ou d'azote. Dans une variante, le kit comprend en outre au moins une colonne de chromatographie telle que définie ci-dessus. De préférence la colonne est une colonne de partage. Un autre objet de la présente invention concerne un kit pour la mise en oeuvre d'un procédé d'identification d'au moins un composé d'un échantillon d'un mélange organique, ce kit comprenant : une collection de chromatogramme Co, C1, C2.... Ci....Cn résultant : i( de l'élution simultanée et répétée à des temps to, ti, t2.... n étant un entier n>0, d'un mélange de référence R1 de composés organiques comprenant au deux marqueurs M et d'un mélange R2 comprenant au moins deux sondes S marquées, sur une colonne de chromatographie et de la détection des composants du mélange R1+R2 à l'aide d'au moins un moyen de détections mesurant au moins une grandeur physique, chaque sonde S étant caractérisée par au moins un signal univoque détectable à une valeur spécifique VSsoode de la grandeur physique mesurée, et ^( de l'enregistrement du chromatogramme d'élution des marqueurs, chaque chromatogramme CI avec 0<1 <n comportant une empreinte EI avec 0<1 <n correspondant aux temps de rétention des sondes du mélange R2. une colonne de chromatographie identique à celle utilisée pour la constitution de la collection de chromatogramme, un mélange de sondes R2 identique à celui utilisé pour obtenir la collection de chromatogramme. L'invention s'applique au domaine de la chimie analytique. Elle peut être mise en oeuvre pour identifier plusieurs constituants d'un mélange organique complexe. L'invention permet avantageusement de déterminer la nature, l'origine et l'altération d'une huile brute extraite d'une formation géologique, de déterminer la nature des polluants dans un aquifère, d'identifier les constituants d'un parfum, etc. Elle peut aussi être mise en oeuvre pour identifier un composé au sein d'un mélange complexe, comme c'est le cas par exemple pour des études de toxicologie, des contrôles qualité dans le domaine alimentaire, pharmaceutique ou cosmétique.
Exemple de réalisation de l'invention D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation préféré de l'invention, donné à titre d'exemple et en référence aux figures annexées. Le procédé selon l'invention est mis en oeuvre pour déterminer la composition chimique d'un mélange d'hydrocarbures extraits d'une formation géologique (appelé huile brute dans la suite de la demande) par chromatographie en phase gazeuse couplée à un spectromètre de masse. Une huile brute est un mélange complexe qui peut contenir des milliers d'hydrocarbures différents, tous dans des concentrations variables. A-1 Constitution du mélange RI : Ce mélange est choisi de telle façon qu'il contienne la plupart des biomarqueurs connus d'huiles brutes d'origine géologique différente (voir tableau III). Comme les huiles brutes ont des compositions très variables (selon leur âge, leur degré d'altération naturelle, etc...), aucune huile ne contient tous les biomarqueurs connus. Par exemple, il est rare de rencontrer dans la même huile brute, le gammacérane et l'oléanane, molécules formées par des organismes ayant vécu dans des environnements complètement différents. En outre, certaines molécules apparaissent tardivement dans l'évolution de la vie. L'ensemble de ces biomarqueurs connus sont rarement présents simultanément dans une même huile brute. Le mélange de référence R1 est donc une signature artificielle qui contient un ensemble de signatures individuelles d'huiles brutes. Ainsi, le mélange R1 est un mélange comprenant au moins composé appartenant à la famille 25-norhopanes, au moins un composé appartenant à la famille des terpanes tri-, tétra-, penta- et hexa-cycliques, le gammacérane, l'oléanane, au moins un composé appartenant à la famille des diahopanes, au moins un composé appartenant à la famille des stéranes, au moins un composé appartenant à la famille des 8,14 sécohopanes, et au moins un composé appartenant à la famille des diastéranes. 30 VS marqueur len/Z 177 191 191 191 191 191 217 123 259 191 Marqueurs 4 25-Norhopanes Triterpanes Gammacérane Oléanane Diahopanes Triterpanes Stéranes 8,14 Diastéranes Hopanes Provenance de l'huile Hexaycliques Tricycliques Sécohopanes 40 Norvège Sud-est France Congo Nigéria Colombie Sud-ouest France Grande Bretagne Californie Indice de fond de mer biodégradé Tableau III : EXEMPLE DE MARQUEURS TYPIQUES SATURES (BIOMARQUEURS FOSSILES) PRESENTS DANS DES HUILES BRUTES, SELON LEUR ORIGINE GEOGRAPHIQUE A-2 Constitution du mélange R2 pour les hydrocarbures saturés : Dans une seconde étape, on constitue un mélange de référence R2 qui comprend 3 sondes marquées au deutérium : - Sonde 51: nC24-d5o, - Sonde S2: nC36-d74, - Sonde S3: cholestane-d4 Les sondes 51 et S2 sont représentatives des composés hydrocarbures saturés à chaîne linéaire contenus dans les huiles brutes et la sonde S3 est représentative des hydrocarbures cycliques saturés contenus dans les huiles brutes. Ces sondes sont facilement identifiables sur le chromatogramme d'élution en se plaçant à une valeur du rapport masse/charge (m/z) spécifique pour chaque sonde.
En effet, chaque sonde a été choisie de manière à fournir un seul signal à une valeur du rapport masse/charge (m/z) donné. Comme illustré sur la figure 5, la sonde 51 présente un signal unique, facilement identifiable lorsqu'on se place à une valeur m/z=66. Il en est de même pour la sonde S2. La sonde S3 présente un signal unique, facilement identifiable lorsqu'on se place à une valeur m/z=221.
On identifie donc la position de chaque sonde S sur le chromatogramme d'élution et on calcule le temps de rétention de chaque sonde S. A-3 : Matériel chromatographique et conditions opératoires : L'appareil utilisé est un chromatographe en phase gazeuse (GC) (Agilent 7890) couplé à un spectromètre de masse (MS) simple quadripôle (Agilent 5975 C). Le logiciel d'acquisition et de traitement préliminaire des données est une Chemstation Agilent. La colonne chromatographique est une colonne capillaire, de 60 mètres de long et dont le diamètre interne est de 0,25 mm et de phase apolaire de 0,1 um d'épaisseur. On injecte simultanément à un temps t=to, le mélange de référence R1 et le mélange R2, contenant les trois sondes 51, S2 et S3 dans le dispositif chromatographique décrit ci-dessus.
Les conditions opératoires sont résumées dans le tableau IV ci- dessous.
Phase mobile hélium Débit de la phase mobile 2m1/mn Température de l'injecteur 50°C (injecteur « on column ») Température de la colonne 50 à 350°C, 2°C / mn Type de colonne Apolaire (OV-1, polydiméthysiloxane) Volume d'échantillon injecté 1 microlitre dilué Durée de l'analyse 3,5 heures Détecteur Spectromètre de masse Agilent 5975 C Interface GC/MS 350 degrés Tableau IV : CONDITIONS OPERATOIRES A-4 Constitution d'une collection de chromatogrammes : On enregistre le chromatogramme d'élution du mélange R1+R2 en enregistrant les signaux des 3 sondes aux valeur VS sonde égales à m/z 66 et m/z 221 et en enregistrant les signaux des biomarqueurs aux valeurs VS marqueurs égales m/z 123, m/z 177, m/z 191, m/z 217, m/z 259.
On identifie la position de chaque sonde S sur le chromatogramme d'élution par l'étude du spectrogramme de masse enregistré à la valeur du rapport masse/charge (m/z) égal à 66 et de celui enregistré à la valeur du rapport masse/charge (m/z) égal à 221. On calcule le temps de rétention de chaque sonde S et on obtient l'empreinte Eo.
La figure 6 illustre le chromatogramme d'élution des marqueurs enregistré à la valeur du rapport masse/charge (m/z) égal à 191 et celui enregistré à la valeur du rapport masse/charge (m/z) égal à 217. On mesure ensuite le temps de rétention de chaque biomarqueur sur son spectrogramme de masse caractéristique. Ainsi pour les marqueurs appartenant à la famille des terpanes, on calcule le temps de rétention de chaque marqueur à partir du chromatogramme d'élution enregistré à la valeur du rapport masse/charge (m/z) égal à 191. Pour les marqueurs appartenant à la famille des stéranes, on calcule le temps de rétention de chaque marqueur à partir du chromatogramme d'élution enregistré à la valeur du rapport masse/charge (m/z) égal à 217.
On obtient ainsi un chromatogramme Co comprenant la position identifiée des trois sondes S et les biomarqueurs de la famille des terpanes et de la famille des stéranes. La position des trois sondes au temps t=to forme l'empreinte Eo du chromatogramme Co.
On répète l'introduction simultanée du mélange (R1+R2) une semaine (ti) après la première introduction du mélange (to) et dans les mêmes conditions opératoires que celles décrites dans le tableau IV et on enregistre comme précédemment les signaux des sondes et des biomarqueurs. On établit le chromatogramme Ci et son empreinte E1, comme décrit précédemment pour le chromatogramme Co; c'est-à-dire en identifiant la position des sondes S 1, S2 et S3 par l'étude du spectrogramme de masse enregistré à la valeur du rapport masse/charge (m/z) égal à 66 et de celui enregistré à la valeur du rapport masse/charge (m/z) égal à 221 pour obtenir l'empreinte El. On identifie la position des biomarqueurs des familles des terpanes et des stéranes par l'étude du chromatogramme de masse enregistré à la valeur du rapport masse/charge (m/z) égal à 191 et de celui enregistré à du rapport masse/charge (m/z) égal à 217 respectivement. On répète l'introduction du mélange (R1 et R2) au moins une quarantaine de fois et à une fréquence hebdomadaire, chaque introduction étant réalisée dans les mêmes conditions opératoires que celles décrites dans le tableau IV. Pour chaque introduction, on obtient un chromatogramme C, comprenant l'empreinte E, et la position de chaque biomarqueur pour le temps t = t,. Or, la colonne vieillissant, on observe une dérive des temps de rétention et des indices de rétention des sondes Si, S2 et S3 et des biomarqueurs par rapport à ceux observés pour t = to. On obtient ainsi une collection de chromatogrammes d'élution des biomarqueurs, chaque chromatogramme C. étant représentatif d'un stade de vieillissement de la phase stationnaire de la colonne.
A-5 Analyse d'un échantillon : On procède ensuite à l'analyse des composés de l'échantillon d'huile brute. On injecte simultanément dans le dispositif chromatographique ayant servi à établir les chromatogrammes du mélange de référence R1, l'échantillon d'huile brute et le mélange R2 comprenant les 3 sondes marquées au deutérium : - Sonde Si: nC24-d5o, - Sonde S2: nC36-d74, - Sonde S3: cholestane-d4 L'échantillon d'huile brute peut éventuellement subir une étape de préparation préalablement à son mélange avec le mélange R2 et son introduction dans la colonne de chromatographie. On enregistre le chromatogramme d'élution (chromatogramme C) du mélange échantillon d'huile brute et de sondes en enregistrant les signaux des 3 sondes aux valeur VS sonde égales à m/z 66 et m/z 221 et en enregistrant les signaux des composés de l'échantillon de l'huile brute aux valeurs VS marqueurs égales m/z 85, m/z 183, m/z 123, m/z 177, m/z 191, m/z 205, m/z 217, m/z 218, m/z 231, m/z 259, typiquement. On identifie les sondes Si et S2 par leurs signaux uniques observables sur le spectrogramme de masse enregistré à la valeur du rapport masse/masse (m/z) égale à 66. La position de la sonde S3 est identifiée par son signal unique observable sur le spectrogramme de masse enregistré à la valeur du rapport masse/charge (m/z) égale à 221. On mesure le temps de rétention de chaque sonde sur son spectrogramme de masse spécifique. Ces temps de rétention des trois sondes permettent de définir l'empreinte E de l'échantillon d'huile brute. Celle-ci est comparée, par des moyens informatiques, aux empreintes E. des chromatogrammes C. enregistrés dans la collection de chromatogrammes du mélange de référence Rl. On identifie le chromatogramme Ci pour lequel les temps de rétention des 3 sondes de l'empreinte E du temps ti sont sensiblement identiques aux trois temps de rétention de l'empreinte E. On identifie ainsi le chromatogramme Ci qui correspond à un stade de vieillissement ti de la colonne : le chromatogramme Ci fournit les temps de rétentions des marqueurs appartenant à la famille des terpanes et des stéaranes, ce qui permet de calculer précisément l'emplacement attendu des pics de ces composés sur le chromatogramme C de l'huile brute à analyser. On détermine l'origine géographique de l'huile brute en fonction de la présence ou non de certains marqueurs. Ces résultats ont été obtenus quel que soit le degré de vieillissement de la colonne et sans qu'il y ait eu un besoin d'effectuer des étalonnages réguliers de la colonne de chromatographie. L'invention permet un gain de temps considérable et est plus fiable que les techniques actuelles qui permettent une identification d'une huile brute.

Claims (15)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé de constitution d'une collection de chromatogrammes pour un mélange de référence R1 de composés organiques comprenant au moins deux marqueurs M et pour au moins un dispositif chromatographique comprenant au moins une colonne chromatographique et au moins un moyen de détection mesurant une grandeur physique, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : (a) On constitue un mélange R2 comprenant au moins deux sondes S, chaque sonde S étant caractérisée par un signal univoque détectable à une valeur spécifique VSsonde de la grandeur physique mesurée ; (b) A un temps to, on introduit simultanément les mélanges R1 et R2, dans la colonne de chromatographie couplée au moyen de détection, (c) On élue les marqueurs M et les sondes S avec au moins une phase mobile, (d) On enregistre le chromatogramme d'élution du mélange R1 et R2, (e) On identifie le temps de rétention de chacune des sondes S sur le chromatogramme de l'étape d) de manière à obtenir une empreinte E0, (f) On identifie le temps de rétention de chacun des marqueurs M sur le chromatogramme d'élution de l'étape d), (g) On obtient le chromatogramme Co associé à l'empreinte E0, (h) On répète les étapes b) à g) à des temps échelonnés ti, t2 t, to pendant la durée de vie de la colonne de façon à constituer une collection de chromatogrammes Co, C1, C2.... C,....C, associés respectivement à une empreinte Eo, E1, E2.... pour chaque temps t, avec i variant de 0 à n, n étant un entier n>0.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la sonde S est une sonde marquée par au moins un groupement marqueur choisi parmi le groupe formé par un chromophore qui absorbe les ultra-violets, un chromophore qui absorbe les infrarouges, par un luminophore ou un isotope stable.
  3. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la colonne de chromatographie est choisie parmi le groupe formé, par une colonne d'adsorption, une colonne de partage, une colonne d'affinité, une colonne échangeuse d'ions ou une colonne d'exclusion stérique, de préférence une colonne de partage.
  4. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la grandeur physique mesurée est choisie parmi une longueur d'onde, un rapport masse sur charge m/z, une intensité, une tension, un déplacement chimique.
  5. 5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel la grandeur physique mesurée est un rapport masse sur charge m/z et le moyen de détection est un spectromètre de masse.
  6. 6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel l'enregistrement du chromatogramme de l'étape (d) s'effectue en enregistrant la totalité des spectrogrammes des rapports masses/charges ou en enregistrant certains spectrogrammes à des rapports masses/charges définis.
  7. 7. Collection de chromatogramme Co, Ci, C2.... Ci ..Co résultant : - de l'élution simultanée et répétée à des temps to, n étant un entier n>0, d'un mélange de référence R1 de composés organiques comprenant au moins deux marqueurs M et d'un mélange R2 comprenant au moins deux sondes S marquées, sur une colonne de chromatographie et de la détection des composants du mélange R1+R2 à l'aide d'au moins un moyen de détection mesurant au moins une grandeur physique, chaque sonde S étant caractérisée par au moins un signal univoque détectable à une valeur spécifique VSsonde de la grandeur physique mesurée, et - de l'enregistrement du chromatogramme d'élution des marqueurs, chaque chromatogramme Cirt avec 0<i <n comportant une empreinte Ei avec 0<i <n correspondant aux temps de rétention des sondes du mélange R2.
  8. 8. Procédé d'identification d'au moins un composé d'un échantillon d'un mélange organique, le procédé comprenant les étapes suivantes : (al) On fournit un dispositif chromatographique comprenant au moins une colonne chromatographique et au moins un moyen de détection mesurant une grandeur physique, ledit moyen de détection étant couplé à la colonne chromatographique, (b1) On fournit au moins une collection de chromatogrammes d'un mélange de référence R1 et d'un mélange R2 de sondes S définie selon la revendication 7 ou obtenue par la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, à l'aide d'une colonne chromatographique et d'un moyen de détection identiques à ceux mis en oeuvre dans l'étape (al),(cl) On introduit simultanément dans le dispositif chromatographique, l'échantillon et le mélange R2 identique au mélange R2 ayant servi à la constitution de la collection de chromatogramme, (dl) On élue les composés de l'échantillon et les sondes S par au moins une phase mobile, (el) On enregistre le chromatogramme d'élution C des sondes S et des composés de l'échantillon, (f1) On identifie le temps de rétention de chaque sonde S du mélange R2 sur le chromatogramme C obtenu à l'étape (el) afin d'obtenir l'empreinte E de l'échantillon, (gl) On compare l'empreinte E de l'étape (gl) avec chaque empreinte Eo, E1, E2 E,... En des chromatogrammes Co, Ci, C2 ... Co de la collection de chromatogramme, (hl) On identifie le chromatogramme Ci dont l'empreinte E est sensiblement superposable à l'empreinte E de l'étape (gl), (il) On compare le chromatogramme C au chromatogramme Ci.
  9. 9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel le mélange organique est une huile brute. 20
  10. 10. Procédé selon la revendication 8 ou 9 dans lequel le mélange de référence R1 comprend au moins 2 marqueurs M choisis parmi le groupe formé par les hydrocarbures saturés ou insaturés, linéaires ou ramifiés comprenant de 5 à 50 atomes de carbone, les hydrocarbures cycliques, notamment les hydrocarbures 25 aromatiques, comprenant de 5 à 50 atomes de carbone et leurs mélanges.
  11. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, dans lequel le mélange R2 comprend au moins deux sondes S marquées au deutérium, chaque sonde S étant un composé hydrocarboné comprenant au moins 5 atomes de carbone, 30 de préférence de 5 à 50 atomes de carbone, ledit composé étant saturé ou insaturé, linéaire, ramifié ou cyclique, notamment aromatique, et comprenant éventuellement au moins un hétéroatome de soufre, d'oxygène ou d'azote.
  12. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, dans lequel les étapes 35 (gl) et (il) sont mises en oeuvre à l'aide d'un moyen informatique, de préférence un logiciel.
  13. 13. Kit pour la mise oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 ou pour la mise oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 12 comprenant au moins : un mélange de référence R1 comprenant au moins deux marqueurs M choisis parmi le groupe formé par les hydrocarbures saturés ou insaturés, linéaires ou ramifiés comprenant de 5 à 50 atomes de carbone, les hydrocarbures cycliques, notamment aromatiques comprenant de 5 à 50 atomes de carbone, les stéroïdes et leurs mélanges, un mélange R2 comprenant au moins deux sondes S marquées au deutérium, chaque S étant un composé hydrocarboné d'au moins 5 atomes de carbone, de préférence de 5 à 50 atomes de carbone, ledit composé étant saturé, insaturé, linéaire, ramifié, et/ou cyclique, notamment aromatique, et comprenant éventuellement au moins un hétéroatome de soufre, d'oxygène ou d'azote.
  14. 14. Kit selon la revendication 13 comprenant en outre une colonne de chromatographie.
  15. 15. Kit pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 8, ce kit comprenant : - une collection de chromatogrammes selon la revendication 7, - une colonne de chromatographie identique à celle utilisée pour la constitution de la collection de chromatogramme, - un mélange de sondes R2 identique à celui utilisé pour obtenir la collection de chromatogramme.
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