Mieux étudier les phénomènes chimiques aux origines de la vie
Publié par Redbran le 18/01/2017 à 12:00
Source: CNRS
Détourner la spectrométrie de masse pour préserver l'intégrité de molécules sur une surface.

Comprendre comment des molécules sont adsorbées ou réagissent sur une surface nécessite une analyse aux rayons X sous-ultravide. Mais comment déposer dans l'ultra-vide ces molécules souvent grandes et fragiles sans les endommager ? Pour préserver leur intégrité, les chercheurs du Laboratoire de réactivité de surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement confondu avec sa mesure,...) (CNRS/UPMC), de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel...) des nanosciences de Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d’Île-de-France. Cette ville est construite sur une boucle de la Seine, au centre du bassin...) (CNRS/UPMC) et de l'Institut de recherches de chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle...) Paris (CNRS/ENSCP), ont ingénieusement détourné un dispositif de spectrométrie de masse (La spectrométrie de masse est une technique d'analyse chimique permettant de détecter et d'identifier des molécules d’intérêt par mesure de leur...). Ce procédé appelé ionisation (L'ionisation est l'action qui consiste à enlever ou ajouter des charges à un atome ou une molécule. L'atome - ou la molécule - en perdant ou en...) par électrodéposition consiste à les vaporiser sous forme de microgoutellettes. Il permet aussi de contrôler leur composition chimique originelle pour les étudier sur la surface. Une avancée qui permettrait des analyses plus fiables de phénomènes chimiques aux origines de la vie (La vie est le nom donné :). Résultats qui font l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné par une...) de deux publications dans Langmuir et le J. Phys. Chem. C. et qui ouvrent de nombreuses perspectives en ingénierie (L'ingénierie désigne l'ensemble des fonctions allant de la conception et des études à la responsabilité de la construction et au contrôle des équipements...) des bio-interfaces.

L'adsorption (L'adsorption, à ne pas confondre avec l'absorption, est un phénomène de surface par lequel des molécules de gaz ou de liquides se fixent sur les...) est le phénomène de surface par lequel des atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner chimiquement avec une autre....) ou des molécules de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de volume propre : un gaz tend...) ou de liquides se fixent sur une surface solide. Son étude pour des biomolécules telles que les peptides pourrait aider à mieux comprendre les phénomènes chimiques aux origines de la vie. En effet, de récents travaux montrent que la formation des chaînes d'acides aminés se produit à la surface d'éléments solides comme les minéraux.

L'adsorption ne peut être réalisée que sous-ultravide pour permettre aux rayons X de caractériser la nature chimique des molécules sur la surface. Mais ces conditions d'ultra (ULTra (pour (en)« Urban Light Transport ») est un système de transport individuel de type Personal Rapid Transit (PRT), autrement dit un moyen de transport automatique collectif léger permettant de se...) vide (Le vide est ordinairement défini comme l'absence de matière dans une zone spatiale.) imposent souvent une sublimation donc un chauffage (Le chauffage est l'action de transmettre de l'énergie thermique à un objet, un matériau.) des molécules pour qu'elles passent d'un état solide à un état gazeux et qu'elles se fixent sur la surface. Un procédé qui peut entraîner leur destruction ou les endommager. D'où l'idée des chercheurs du Laboratoire de réactivité de surface de trouver une alternative. Toujours sous ultra-vide, ils ont emprunté un procédé utilisé en spectrométrie de masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et...): l'ionisation par électrodéposition. Cette méthode permet de vaporiser des molécules de grandes tailles et/ou fragiles sans les endommager et de moduler leur arrangement (La notion d'arrangement est utilisée en probabilités, et notamment pour les dénombrements en analyse combinatoire.) sur la surface en fonction de leur composition chimique. Une démarche qui ouvre des perspectives dans le domaine de l'ingénierie des bio-interfaces.

Références publication:

Christophe Méthivier, Vincent Humblot & Claire-Marie Pradier
UHV Deposition of the Gly-Pro Dipeptide on Cu(110) by Sublimation or Electrospray Ionization
J. Phys. Chem. C. 8 novembre 2016
DOI: 10.1021/acs.jpcc.6b09173

Christophe Méthivier, Hervé Cruguel, Dominique Costa, Claire-Marie Pradier & Vincent Humblot
Tuning the Surface Chirality of Adsorbed Gly-Pro Dipeptide/Cu(110) by Changing Its Chemical Form via Electrospray Deposition
Langmuir 18 novembre 2016
DOI: 10.1021/acs.langmuir.6b03553

Contact chercheur:

Vincent Humblot, Laboratoire de réactivité de surface – Paris
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