Synthèse et caractérisation de polymères à empreintes moléculaires pour l'extraction sélective de résidus d'explosifs pour le développement de dispositifs de terrain

For the last twenty years, people have suffered of numerous deadly terrorist attacks. Today, it remains hard to identify precisely the used explosives considering the complex matrices (motor oil, human blood...) of the post-blast samples and the explosive residues contained at the trace level. For this, a sample clean-up is required to clean the sample and preconcentrate the explosives before chromatography analysis, in order to identify and quantify them easily. Solid phase extraction has become the method of choice for the treatment of such complex samples. Various extracting sorbents are available but coextraction of interfering compounds can be observed. Thus, polymeric sorbents called MIP (molecularly imprinted polymers) developing a retention based on a molecular recognition mechanism have been suggested as sorbent for the selective extraction of the nitroaromatics which are some of the most commonly used explosives. First, the sorbents were synthesized by radical polymerization. Nitro groups of targeted compounds didn't allow the formation of sufficiently strong polar interactions to obtain specific cavities during the synthesis. Only the use of hydrophobic and/or π-π interactions with the styrene as monomer allowed the formation of selective cavities towards 2,4-dinitrotoluene (2,4-DNT) and 2,4,6-trinitrotoluene (2,4,6-TNT) to obtain a weak selectivity during the extraction. Thus another alternative, a sol-gel synthesis, was considered in order to retain selectively nitroaromatic compounds from complex samples. Those silica sorbents were synthesized in aqueous media. The formation of specific cavities was based on strong interactions between the template (2,4-DNT) and the monomer (phenyltrimethoxysilane) in order to develop hydrophobic and π-π interactions. Different sorbents were synthesized, with three different molar ratios between template / monomer / cross-linker and characterized by the elution profile and the estimation of the capacity. Finally an imprinted silica sorbent allowed for the first time according to our knowledge, the simultaneous and selective extraction of four nitroaromatic compounds (2,4-DNT, 2,4,6-TNT, 2,6-DNT and tetryl) with extraction recoveries greater than 88 ± 4 % (n=3). These results were confirmed by extraction in real media with real matrix such as motor oil and blood and comparison with a conventional sorbent. Given the great potential of this kind of sorbent for the selective extraction of nitroaromatics, miniaturization of all the analytical tools was investigated, in order to develop a portable device for on-site procedure. For this purpose, an on-line extraction needing a small amount of sorbent was carried out. Then, an electrochemical detection method of 2,4,6-TNT on imprinted electrodes has been successfully developed. By applying the sample purification on MIS before the electrochemical detection, this device is the first step towards a on-site procedure.Depuis une vingtaine d'années, la société a subi de nombreux actes terroristes mortels. Encore aujourd'hui, il est parfois difficile d'identifier avec précision la composition de l'engin explosif utilisé compte tenu de la complexité des échantillons générés (huile de moteur, sang, débris calcinés,...) et de la présence des résidus d'explosifs à de faibles concentrations. Une étape de purification de l'échantillon et de préconcentration de ces explosifs est donc nécessaire avant leur analyse chromatographique pour permettre une identification et une quantification aisée. L'extraction sur phase solide (SPE) est devenue la méthode de choix pour ce type de traitement de l'échantillon. Divers supports d'extraction sont disponibles mais ils peuvent entraîner des coextractions d'interférents gênant alors l'analyse. A cet effet, des supports polymériques, appelés MIP (molecularly imprinted polymers) et générant une rétention basée sur un mécanisme de reconnaissance moléculaire, ont été envisagés comme support d'extraction sélective des nitroaromatiques, explosifs les plus couramment utilisés. Dans un premier temps, des supports synthétisés en bloc par voie radicalaire ont été préparés. La présence unique des groupements nitro des composés ciblés n'ont pas permis le développement d'interactions polaires suffisamment fortes pour obtenir la création de cavités spécifiques lors de la synthèse. Seule l'exploitation d'interactions hydrophobes et/ou de type π-π avec le styrène comme monomère a permis de former des cavités sélectives vis-à-vis du 2,4-dinitrotoluène (2,4-DNT) et du 2,4,6-trinitrotoluène (2,4,6-TNT) pour entrevoir un faible degré de sélectivité lors de l'extraction. En conséquence, une toute autre approche de synthèse par voie sol-gel a été envisagée afin d'extraire sélectivement les nitroaromatiques des matrices complexes. La synthèse de ces supports de silice étant réalisée en milieu aqueux, la formation des cavités spécifiques a reposé sur la forte interaction entre la molécule empreinte (2,4-DNT) et le monomère (phényltriméthoxysilane) utilisé pour le développement d'interactions hydrophobes et de type π-π. Différents supports ont été synthétisés, notamment avec trois ratios molaires molécule empreinte/monomère/agent réticulant différents et caractérisés par l'établissement de profils d'élution et l'estimation de leur capacité. Au final, un support de silice imprimé a permis l'extraction simultanée et sélective, pour la première fois à notre connaissance, de quatre nitroaromatiques (2,4-DNT, 2,4,6-TNT, le 2,6-DNT et le tétryl) avec des rendements supérieurs à 88 ± 4 % (n = 3). Ces résultats ont été confirmés par l'extraction en milieu réel dans des matrices telles que l'huile de moteur et le sang et par comparaison avec un support conventionnel. Compte tenu du grand potentiel de ce type de support pour l'extraction sélective, il a ensuite été envisagé de miniaturiser l'ensemble des outils analytiques afin d'évoluer vers un dispositif de diagnostic de terrain. Pour cela, une extraction en ligne nécessitant une faible quantité de support a été mise en place démontrant ainsi la possibilité de miniaturiser l'étape d'extraction. Dans un second temps, une méthode de détection électrochimique du 2,4,6-TNT sur électrode imprimée a été développée avec succès. En associant en amont une purification de l'échantillon sur MIS, ce dispositif constitue un premier pas vers le diagnostic de terrain

Synthèse et caractérisation de polymères à empreintes moléculaires pour l'extraction sélective de résidus d'explosifs pour le développement de dispositifs de terrain

L'identification des résidus d'explosifs prélevés après un attentat nécessite une étape d'extraction efficace avant l'analyse par chromatographie liquide compte-tenu de la complexité des échantillons et de leur faible concentration. A cet effet, des supports à empreintes moléculaires ont été envisagés pour la purification et la préconcentration. Deux voies de synthèse, la polymérisation radicalaire et la synthèse par voie sol-gel, ont alors été mises en œuvre avec différents réactifs de sorte à former des cavités au sein du support. La synthèse par voie sol-gel d'un support développant des interactions hydrophobes au sein des cavités formées a permis d'obtenir un support capable d'extraire sélectivement le 2,4-dinitrotoluène, utilisé comme molécule empreinte lors de la synthèse, le 2,4,6-trinitrotoluène, le 2,6-dinitrotoluène, le tétryl et la nitroglycérine. Des extractions en milieu complexe des explosifs ont permis de montrer la grande purification des échantillons par le support imprimé. Après, la caractérisation en différé du support optimisé, qui a permis notamment de déterminer la capacité très importante du support,celui-ci a été utilisé dans une précolonne connecté au système analytique afin de réduire la quantité de support utilisé et de développer une procédure totalement automatisable. Dans le but de développer par la suite un dispositif de diagnostic sur le terrain, la détection électrochimique sur puce des nitroaromatiques a été envisagée, sans séparation préalable, grâce à la purifiaction de l'échantillon par le support imprimé. Pour cela, la détection électrochimique du 2,4,6-trinitrotoluène a été réalisée avec succèsPARIS-BIUSJ-Biologie recherche (751052107) / SudocSudocFranceF

Identification of punicalagin as the bioactive compound behind the antimicrobial activity of pomegranate (Punica granatum L.) peels

International audienceExtracts from ‘Zhéri’ and ‘Hicaznar’ varieties of pomegranate, Punica granatum L., were obtained by subjecting powdered peels to extraction using water, water/ethanol (1:1; v/v), ethanol, acetone and heptane. Using the agar diffusion assay, extracts with water and/or ethanol were shown to display significant antimicrobial activity with diameters of inhibition zones up to 20 mm. Ethanolic extracts, which were the most active, were fractionated using SPE, HPLC and UHPLC, and the active compounds they contain were identified by mass spectrometry. Punicalagin, under its α and β anomeric forms, was identified as the antibacterial compound in pomegranate peel extracts. Both forms were active with MIC values between 0.3 and 1.2 µg.ml−1, and they easily converted from one to the other with an α/β equilibrium ratio of 3/7. Their spectrum of activity targeted 10 out of 13 Gram positive and two out of three Gram negative bacteria as well as a yeast strain

Orchids and their mycorrhizal fungi: an insufficiently explored relationship

International audienceOrchids are associated with diverse fungal taxa, including nonmycorrhizal endophytic fungi as well as mycorrhizal fungi. The orchid mycorrhizal (OM) symbiosis is an excellent model for investigating the biological interactions between plants and fungi due to their high dependency on these symbionts for growth and survival. To capture the complexity of OM interactions, significant genomic, numerous transcriptomic, and proteomic studies have been performed, unraveling partly the role of each partner. On the other hand, several papers studied the bioactive metabolites from each partner but rarely interpreted their significance in this symbiotic relationship. In this review, we focus from a biochemical viewpoint on the OM dynamics and its molecular interactions. The ecological functions of OM in plant development and stress resistance are described first, summarizing recent literature. Secondly, because only few studies have specifically looked on OM molecular interactions, the signaling pathways and compounds allowing the establishment/maintenance of mycorrhizal association involved in arbuscular mycorrhiza (AM) are discussed in parallel with OM. Based on mechanistic similarities between OM and AM, and recent findings on orchids’ endophytes, a putative model representing the different molecular strategies that OM fungi might employ to establish this association is proposed. It is hypothesized here that (i) orchids would excrete plant molecule signals such as strigolactones and flavonoids but also other secondary metabolites; (ii) in response, OM fungi would secrete mycorrhizal factors (Myc factors) or similar compounds to activate the common symbiosis genes (CSGs); (iii) overcome the defense mechanism by evasion of the pathogen-associated molecular patterns (PAMPs)-triggered immunity and by secretion of effectors such as small inhibitor proteins; and (iv) finally, secrete phytohormones to help the colonization or disrupt the crosstalk of plant defense phytohormones. To challenge this putative model, targeted and untargeted metabolomics studies with special attention to each partner’s contribution are finally encouraged and some technical approaches are proposed

Orchids and their mycorrhizal fungi

Orchids are associated with diverse fungal taxa, including non-mycorrhizal endophytic fungi and mycorrhizas. Orchid mycorrhiza (OM) symbiosis is an excellent model for investigating the biological interactions between plants and fungi due to their high dependency on these symbionts for growth and survival. To capture the complexity of OM interactions, significant genomic, numerous transcriptomic, and proteomics studies have been performed, unravelling partly the role of each partner. In this review, the orchid and mycorrhizal fungus relationship will be described summarizing the recent published literature on OM with special attention to the nutrient exchange model, the correlation on fitness and distribution of orchid populations, and finally the chemical communication and defense mechanisms. Based on the recent finding on orchids endophytes, OM relationship, arbuscular mycorrhiza (AM) and OM similarities [1], [2], a putative model representing the different strategies that OM fungi might employ to establish this symbiosis is proposed. It is hypothesized here that (i) orchids would excrete signaling molecules such as strigolactones and flavonoids to facilitate the establishment of the symbiosis. In response, (ii) OM fungi would secrete mycorrhizal (Myc) factors to activate the common symbiosis genes, (iii) evade the pathogen associated molecular patterns triggered immunity and secrete effectors to overcome the defense mechanism (iv) and finally secrete phytohormones to help the colonization or disrupt the crosstalk of plant defense phytohormones. To challenge this supposed model, metabolomics studies with special attention to each partner contribution are encouraged and some technical approaches are proposed

Plant-microbe features of Dendrobium fimbriatum (Orchidaceae) fungal community

International audienc

Degradation of profenofos in aqueous solution and in vegetable sample by electron beam radiation

International audienceIn this study, the role of accelerated electron irradiation on the removal of profenofos in aqueous solution and in peas was investigated. The samples were irradiated with a Rhodotron E-beam accelerator with 10 MeV energy at doses of 0 (control), 4.6, 12 and 32 kGy. Irradiated vegetable samples were extracted using a QuEChERS protocol (quick, easy, cheap, effective, rugged, and safe), allowing analysis of pesticide traces. Quantification of profenofos in aqueous solution was performed by using GC-MS in SIM mode and GC-MS/MS in MRM mode in vegetable sample. Degradation of profenofos increased with the E-beam dose and was much more important in aqueous solution than in vegetable. In irradiated aqueous solution, one degradation product was detected