Caractérisation de composés de mélanges complexes de chitooligosaccharides par spectrométrie de masse et mobilité ionique

Abstract

L’objectif de ce mémoire est de séparer et de caractériser des composés de mélanges complexes d’oligosaccharides de chitosane en fonction de leurs degrés de polymérisation, degrés d’acétylation et motifs d’acétylation. Nous avons réussi à trouver les degrés de polymérisation ainsi que les degrés d’acétylation de nos différents échantillons complexes de chitooligosaccharides grâce à des techniques de spectrométrie de masse en utilisant deux types de source : une source MALDI et une source ESI. Ensuite, nous avons marqué un des échantillon à la 2-AA, la 2-AB, la 2-AMAC et l’APTS avant purification par des colonnes chromatographiques en phase inverse et/ou en phase normale. Seuls les composés dérivatisés à la 2-AA et la 2-AB ont été détectés en MALDI et nous avons observé des différences entre les oligosaccharides détectés selon le type de colonne de purification utilisée, probablement à cause de la polarité prononcée des groupements amine chargés. Par fragmentation MS/MS de ces composés marqués à la 2-AA nous avons mis en évidence, en utilisant le module LIFT du spectromètre MALDI (Ultraflextreme, Bruker Daltonics), la présence de plusieurs motifs d’acétylation pour un même degré de polymérisation et un même degré d'acétylation. Cela nous a amené à étudier la mobilité ionique. Néanmoins, la présence de fragments très intenses générés dans la source ESI a rendu nos analyses en mobilité plus complexes puisque ces fragments diminuent l’intensité de leurs pics parents respectifs. Nous nous sommes donc intéressés à la mobilité de ces fragments. Pour certains de ces fragments, plusieurs temps de dérive ont été observés pour un même état de charge, annonçant soit la présence d’isomères de motifs d’acétylation différents, soit la présence de divers types de fragments différents en fonction des sites de clivage. Suite à cela, la mobilité d’un oligosaccharide non fragmenté a été analysée. De nouveau, plusieurs temps de dérive ont été observés pour un même état de charge. Dans ce cas, les différents temps de dérive peuvent être associés à des isomères de motifs d’acétylation différents ou simplement à des repliements différents de la même chaîne d’oligosaccharide. Afin de simplifier le système au maximum, nous nous sommes alors focalisés sur les homooligosaccharides de N-D-glucosamine. Cela nous a permis de mettre en évidence la présence de repliements différents pour une même chaîne de nos composés. Finalement, avec une carte 2D représentant le temps de dérive en fonction du rapport m/z, nous avons montré la présence de réarrangements structuraux dans les chaînes de chitooligosaccharides. Cette carte étant complexe à cause des nombreux recouvrements, nous avons jugé nécessaire de retracer le graphique de la section efficace de collision (CCS) en fonction du degré de polymérisation (DP) de ces homooligosaccharides de N-D-glucosamine. Pour ce faire, nous avons associé les pics du spectre de masse 1D identifiés à leur(s) temps de dérive associé(s) et nous avons tracé le graphique CCS en fonction du DP pour les oligosaccharides de N-D-glucosamine d’état de charge 1+ à 5+. Certains aspects physico-chimiques ont pu être déterminés sur base de ce graphique, entre autre le fait que 3 monomères de N-D-glucosamine permettent de stabiliser une charge supplémentaire.