Spectrométrie de masse

La partie spectrométrie de masse de PLANETIPAG est composée d’un spectromètre de masse de rapport d’isotopes stables couplé à un analyseur élémentaire (IRMS) et d’un spectromètre de masse haute résolution LTQ Orbitrap XL couplé à un chromatographe ultra haute pression (HRMS-HPLC). La mission principale de ces instruments est d’analyser la matière organique de matériaux extra-terrestres et d’en comprendre leur composition.

La plateforme HRMS-HPLC est également accessible pour des prestations extérieures à l’IPAG dans le cadre de collaborations scientifiques. Aussi, l’Institut de Chimie Moléculaire de Grenoble ICMG analyse ou contrôle la composition d’échantillons par spectrométrie de masse lors de sollicitations de prestations. François-Régis Orthous-Daunay a développé un outil appelé ATTRIBUTOR pour l’analyse de données par spectrométrie de masse à haute résolution qui permet de faciliter la navigation et l’interprétation des points des spectres. Cet outil supporte également le traitement des données issues du couplage avec HPLC.

L’IRMS fait partie du projet ERC SOLARYS porté par Pierre Beck.

Spectromètre de masse de rapport d’isotopes stables couplé à un analyseur élémentaire (IRMS)

Caractéristiques techniques

Delta V Advantage

• Tension d’accélération : 3 kV
• Gamme de masse à 3 kV : 1 – 80 amu
• Sensibilité en Flux continu (masse 44) : meilleure que 1500 molécules/ion
• Linéarité à 3 kV : 0,02 ‰/nA
• Consommation d’éch. pour 5 nA (masse 44) : 0,06 nmol/s
• Résolution en masse (m/Δm) : 110
• Stabilité du système :< 10 ppm
• Facteur H3+ : <10 ppm/nA
• Stabilité du facteur H3+ : <0.03 ppm/nA/h

Flash IRMS CNSOH avec ConFlo IV et Smart EA

• Repro δ13C (CO2) à 50 μg de C d’acétanilide : ≤ 0,10 ‰
• Repro δ15N (N2) à 50 μg de N d’acétanilide : ≤ 0,15 ‰
• Repro δ34S (SO2) à 50 μg de S de sulfanilamide : ≤ 0,20 ‰
• Repro δ34S (SO2) à 10 μg de S de sol de tourbe : ≤0,30 ‰
• Repro δD (H2) à 25 μg de H d’acide benzoïque : ≤ 3,00 ‰
• Repro δ18O (CO) à 50 μg de O d’acide benzoïque : ≤ 0,40 ‰

Spectromètre de masse (HRMS)

Caractéristiques techniques

HRMS

• Haute sensibilité et gamme dynamique élevée
• Possibilité de réaliser des analyses MSn
• Haute précision : précision en masse < 5 ppm
• Haute résolution : résolution de 100000 pour m/z = 400
• Plusieurs sources d’ionisation disponibles :
  • ESI
  • APCI/APPI
  • NanoESI

Chromatographie ultra haute pression (HPLC)

Caractéristiques techniques

Pompe UPLC à gradient binaire haute pression HPG3400RS

• Gamme de débit : de 0 à 8 ml/mn
• Gamme de Pression : jusqu’à 1034 Bars (15000 psi) de 0 à 5 ml/min et 800 bars (11600 psi) jusqu’à 8 ml/min.
• Justesse du débit : +/- 0,1% à 1ml/mn et 400 bars
• Précision du débit : <0,05% RSD
• Exactitude du gradient : ±0.2%
• Précision du gradient : typiquement <0,15%

Passeur d’échantillons automatique WPS-3000RS

• Pression maximale : 1034 bar
• Volume d’injection : de 10µl à 25µl par incréments de 0,1µl
• Précision volume injecté : <0.25%RSD à 5μL
• Justesse : +/-0,5% à 20μL
• Linéarité : coeff. Corr. >0,9999 RSD<0,5% de 5 à 90μL (caféine dans l’eau)

Détecteur UV VIS VWD3400RS

• Lampe : Deutérium et Tungstène
• Fréquence d’acquisition : max. 100 Hz
• Bruit : <+/- 2,5 × 10-6 AU (254 nm)
• Dérive : Typiquement <0,1 mAU/h
• Détection : 4 longueurs d’onde simultanées
• Gamme spectrale : 190–900 nm
• Exactitude : ±1 nm
• Répétabilité longueur d’onde : +/- 0,1nm
• Linéarité : Jusqu’à 2,5 AU (coeff. Correlation >99,99%)
• Largeur de bande optique : 6 nm à 254 nm

– Jovanović, L., Gautier, T., Vuitton, V., Wolters, C., Bourgalais, J., Buch, A., Orthous-Daunay, F.-R., Vettier, L., Flandinet, L., Carrasco, N., 2020. Chemical composition of Pluto aerosol analogues. Icarus 346, 113774. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2020.113774
– Moran, S.E., Hörst, S.M., Vuitton, V., He, C., Lewis, N.K., Flandinet, L., Moses, J.I., North, N., Orthous-Daunay, F.-R., Sebree, J.A., Wolters, C., Kempton, E.M.-R., Marley, M.S., Morley, C.V., Valenti, J.A., 2020. Chemistry of Temperate Super-Earth and Mini-Neptune Atmospheric Hazes from Laboratory Experiments. Planetary Science Journal 1, 17. https://doi.org/10.3847/PSJ/ab8eae
– Orthous-Daunay, F.-R., Thissen, R., Vuitton, V., 2019. Measured mass to stoichoimetric formula through exhaustive search. Proc. IAU 15, 193–199. https://doi.org/10.1017/S1743921319008032
– Urso, R.G., Vuitton, V., Danger, G., Le Sergeant d’Hendecourt, L., Flandinet, L., Djouadi, Z., Mivumbi, O., Orthous-Daunay, F.R., Ruf, A., Vinogradoff, V., Wolters, C., Brunetto, R., 2020. Irradiation dose affects the composition of organic refractory materials in space : Results from laboratory analogues. A&A 644, A115. https://doi.org/10.1051/0004-6361/202039528
– Vuitton, V., Moran, S.E., He, C., Wolters, C., Flandinet, L., Orthous-Daunay, F.-R., Moses, J.I., Valenti, J.A., Lewis, N.K., Hörst, S.M., 2021. H2SO4 and Organosulfur Compounds in Laboratory Analogue Aerosols of Warm High-metallicity Exoplanet Atmospheres. The Planetary Science Journal 2, 2. https://doi.org/10.3847/PSJ/abc558
– Wolters, C., Flandinet, L., He, C., Isa, J., Orthous-Daunay, F.-R., Thissen, R., Hörst, S., Vuitton, V., 2020. Enhancing data-acquisition for the analysis of complex organic matter in direct infusion Orbitrap mass spectrometry by using micro-scans. Rapid Comm. Mass. Spectrom. 34. https://doi.org/10.1002/rcm.8818