Traceur isotopiqueLes traceurs isotopiques sont utilisés en chimie, en hydrochimie, en géologie isotopique et en biochimie afin de mieux comprendre certaines réactions chimiques, interactions ou la cinétique environnementale de certains éléments. Les processus biologiques, physiques et chimiques induisent en effet une répartition différentielle des isotopes légers et lourds, comportement appelé fractionnement isotopique. Le traçage isotopique utilise cette propriété des traceurs isotopiques.
Isotope analysisIsotope analysis is the identification of isotopic signature, abundance of certain stable isotopes of chemical elements within organic and inorganic compounds. Isotopic analysis can be used to understand the flow of energy through a food web, to reconstruct past environmental and climatic conditions, to investigate human and animal diets, for food authentification, and a variety of other physical, geological, palaeontological and chemical processes.
Isotopethumb|upright=1.2|Quelques isotopes de l'oxygène, de l'azote et du carbone. On appelle isotopes (d'un certain élément chimique) les nucléides partageant le même nombre de protons (caractéristique de cet élément), mais ayant un nombre de neutrons différent. Autrement dit, si l'on considère deux nucléides dont les nombres de protons sont Z et Z, et les nombres de neutrons N et N, ces nucléides sont dits isotopes si Z = Z et N ≠ N.
Reference materials for stable isotope analysisIsotopic reference materials are compounds (solids, liquids, gasses) with well-defined isotopic compositions and are the ultimate sources of accuracy in mass spectrometric measurements of isotope ratios. Isotopic references are used because mass spectrometers are highly fractionating. As a result, the isotopic ratio that the instrument measures can be very different from that in the sample's measurement. Moreover, the degree of instrument fractionation changes during measurement, often on a timescale shorter than the measurement's duration, and can depend on the characteristics of the sample itself.
Dilution isotopiqueLa technique d'analyse par dilution isotopique est une méthode quantitative de dosage d'éléments ou d'espèces dans un échantillon. Elle est applicable à tout élément ayant au moins deux isotopes, et utilisée lors d'analyses par spectrométrie de masse. Elle consiste, sous sa forme la plus simple, à ajouter à l'échantillon à analyser une quantité bien connue d'élément enrichi en l'isotope le plus rare de l'échantillon. Ce mélange « dilue » l'isotope du standard enrichi qui a été ajouté, d'où le nom de la méthode.
Spectrométrie de massethumb|right|Spectromètre de masse La spectrométrie de masse est une technique physique d'analyse permettant de détecter et d'identifier des molécules d’intérêt par mesure de leur masse, et de caractériser leur structure chimique. Son principe réside dans la séparation en phase gazeuse de molécules chargées (ions) en fonction de leur rapport masse/charge (m/z). Elle est utilisée dans pratiquement tous les domaines scientifiques : physique, astrophysique, chimie en phase gazeuse, chimie organique, dosages, biologie, médecine, archéologie.
Composition isotopiqueLa composition isotopique d'un échantillon indique les proportions des divers isotopes d'un élément chimique particulier (ou de plusieurs éléments) dans cet échantillon. Les noyaux de tous les atomes d'un même élément chimique comportent le même nombre de protons (ce nombre est aussi celui des électrons présents dans le cortège électronique qui enveloppe le noyau de l'atome neutre) mais peuvent comporter différents nombres de neutrons. Les atomes qui ne diffèrent que par le nombre de neutrons sont des isotopes d'un même élément chimique.
Δ13CC (prononcé « delta treize C » ou plus souvent « delta C treize ») est une notation commode du rapport C/C des nombres d'atomes de carbone 13 et de carbone 12 dans un échantillon. C est très utilisé en géochimie, en paléoclimatologie et en paléocéanographie. C est la variation relative du rapport C/C entre une référence (un standard) et l'échantillon considéré, exprimée généralement en millièmes : C = Remarque : une expression telle que C = −25 est conforme à la définition ci-dessus, mais on trouve aussi écrit C = −25 ‰.
Effet isotopique cinétiqueL'effet isotopique cinétique (en anglais, kinetic isotope effect ou KIE) est la variation de la vitesse d'une réaction chimique lorsqu'un atome d'un des réactifs est remplacé par l'un de ses isotopes. Par exemple, le remplacement d'un atome C par un atome C conduit à un effet isotopique cinétique défini par le rapport des constantes de vitesse (on met en général au numérateur la constante qui concerne l'isotope le plus léger). Dans la substitution nucléophile du bromure de méthyle par l'ion cyanure, le rapport mesuré est de .
Géochimie isotopiqueLa géologie isotopique est une branche de la géologie, apparentée à la géochimie, qui exploite l'étude des isotopes stables et radioactifs présents sur Terre pour en étudier la composition et les variations au cours des temps géologiques. À l'origine, la géologie isotopique a consisté à utiliser les connaissances concernant la radioactivité afin de dater des roches et des minéraux. Cette discipline, au carrefour de la géologie et de la physique nucléaire, s'est surtout illustrée par ses méthodes de datation absolue.
Stable isotope ratioThe term stable isotope has a meaning similar to stable nuclide, but is preferably used when speaking of nuclides of a specific element. Hence, the plural form stable isotopes usually refers to isotopes of the same element. The relative abundance of such stable isotopes can be measured experimentally (isotope analysis), yielding an isotope ratio that can be used as a research tool. Theoretically, such stable isotopes could include the radiogenic daughter products of radioactive decay, used in radiometric dating.
Ionisation par électronébuliseurthumb|Électronébuliseur L'ionisation par électronébuliseur ou ESI (de l'anglais en) est la dispersion d’un liquide sous forme de gouttelettes chargées électriquement. L'ionisation par électronébuliseur combine deux processus : formation des gouttelettes chargement des gouttelettes. La nébulisation des solutions par ESI est obtenue par une méthode électrostatique, i.e. en appliquant une différence de potentiel élevée (entre ±3 et ±5 kV) entre l’extrémité de l’émetteur (tube capillaire en acier inoxydable, jonction liquide) et un orifice situé à proximité.
Abondance naturelleL'abondance naturelle est le pourcentage en nombre d'atomes, pour un élément donné, de chacun des isotopes par rapport à l'ensemble des isotopes (naturels) trouvés sur une planète ou une étoile. Cette notion est donc relative à la matière considérée, étoile, planète, et dans le cas de la Terre, réservoir ou roche considérés. La somme des masses atomiques de chacun des isotopes, pondérées par leur abondance naturelle, donne la masse atomique moyenne de l'élément, telle qu'on la trouve dans le tableau périodique.
Tandem mass spectrometryTandem mass spectrometry, also known as MS/MS or MS2, is a technique in instrumental analysis where two or more mass analyzers are coupled together using an additional reaction step to increase their abilities to analyse chemical samples. A common use of tandem MS is the analysis of biomolecules, such as proteins and peptides. The molecules of a given sample are ionized and the first spectrometer (designated MS1) separates these ions by their mass-to-charge ratio (often given as m/z or m/Q).
Mesure physiqueLa mesure physique est l'action de déterminer la ou les valeurs d'une grandeur (longueur, capacité), par comparaison avec une grandeur constante de même espèce prise comme terme de référence (étalon ou unité). Selon la définition canonique : La mesure physique vise à l'objectivité et à la reproductibilité. La comparaison est numérique ; on exprime une caractéristique bien définie de l'objet par un nombre rationnel multipliant l'unité.
CelluloseLa cellulose est un glucide constitué d'une chaîne linéaire de molécules de D-glucose (entre 15 et ). Ce biopolymère est le principal constituant de la paroi des cellules végétales, y compris du bois (lequel est caractérisé par ailleurs par une forte teneur en lignine). La cellulose constitue 35 à 50 % de la biomasse végétale terrestre devant l'hémicellulose (30 à 45 %) et la lignine (15 à 25 %), formant ainsi la première famille de composés par ordre d’abondance dans les plantes et dans les écosystèmes terrestres où domine la biomasse végétale morte ou vive.
GlucomètreUn glucomètre ou lecteur de glycémie est un appareil permettant de mesurer rapidement le taux de glucose dans le sang (la glycémie), le plus souvent sur du sang capillaire. Ce type d'appareil est utilisé à l'hôpital par les soignants ou à domicile par les patients, notamment en cas de diabète sucré. Il existe plusieurs termes pour désigner cet appareil comme dextro (de la marque dextrostix) ou HGT (de la marque haemoglukotest).
Spectrométrie de masse à trappe orbitaleLa spectrométrie de masse à trappe orbitale consiste en l'utilisation d'un Orbitrap (nom commercial) qui permet le piégeage des ions par un champ électrostatique. Ces ions possèdent une fréquence d'oscillation axiale variable en fonction de leur ratio masse sur charge, ce qui permet de les séparer. L'Orbitrap est composée d'une électrode centrale ainsi qu'une électrode externe en forme de cylindre. L'électrode centrale coaxiale à l'axe interne piège les ions dans un mouvement orbitale.
GlucoseLes glucoses sont des sucres de formule brute . Le mot « glucose » provient du grec ancien τὸ γλεῦκος / gleukos qui désignait les vins doux ou liquoreux, voire le moût. Le suffixe -ose est un classificateur chimique précisant qu'il s'agit d'un glucide. Comme il ne peut être hydrolysé en glucides plus simples, il s'agit d'un ose, ou monosaccharide. La présence d'un groupe carbonyle de fonction aldéhyde dans sa forme linéaire en fait un aldose tandis que ses six atomes de carbone en font un hexose ; il s'agit par conséquent d'un aldohexose.
Désorption-ionisation par électronébulisationLa désorption-ionisation par électronébulisation (en, DESI) est une méthode d’ionisation communément utilisée en spectrométrie de masse. Cette méthode permet l’ionisation d’une grande variété de composés, incluant les peptides et les protéines présents dans les métaux, les polymères et la surface des minéraux. La DESI a même permis l’imagerie de tissus intacts de cerveau de rat sous des conditions ambiantes. Tout d’abord, la DESI est une méthode instrumentale regroupant les aspects de l’ESI (Electrospray Ionization) et de la famille des méthodes DI (Desorption Ionization).
