Outils de l’Unité de géochimie organique
Lyophilisateur
Afin de préserver la matière organique de la dégradation, les échantillons sont séchés par lyophilisation (Christ Alpha 1-2 LSC Basic) avant d’être homogénéisés par broyage dans un mortier en agate.
Extracteur organique à solvants
Pour analyser les composés moléculaires, il faut d’abord les extraire du sédiment. La technique utilisée par le système de l’ASE 350 (Accelerated Solvant Extractor, Thermo Scientific) repose sur l’extraction de molécules par des solvants organiques à haute de pression et à haute température. La température élevée augmente la solubilité des composés dans le solvant, tandis que la haute pression maintient le solvant à l’état liquide.
Extracteur organique par micro-ondes
Le principe de l’extraction par micro-ondes (MAE Microwave-Assisted Extraction ETHOS Milestone) est basé sur la chauffe de l’échantillon avec des solvants organiques dans des conteneurs fermés supportant des températures et pressions élevées. La température augmente la solubilité des composées et diminue la viscosité du solvant. Les paramètres physiques (T°C, pression, rampe de T°C) de l’extraction sont mesurés et enregistrés en continu pour des raisons de traçabilité et de sécurité. L’avantage de la MAE consiste dans le grand nombre d’échantillons traités simultanément et rapidement car le transfert de chaleur dans les échantillons est direct (le solvant polaire absorbe l’énergie des µ-ondes et la transmet immédiatement aux molécules de l’échantillon).
Chromatographe en phase gazeuse
Certaines molécules peuvent être séparées, caractérisées et quantifiées par chromatographie en phase gazeuse (GC). L’instrument (Thermo Scientific Trace GC-FID) est équipé d’un passeur d’échantillon (Thermo Scientific TriPlus). La quantification des composés se fait au moyen d’un détecteur à ionisation de flamme (FID).
Chromatographe en phase gazeuse couplé à un spectromètre de masse quadripôle
Robot de chromatographie en phase solide
Le robot préparateur (Gilson GX-271) manipule des extraits lipidiques sous forme liquide, réalisant la séparation des composés par chromatographie sur des colonnes SPE (Solid Phase Extraction) et la collecte des fractions de différentes polarités suivant les solvants. Cette étape de préparation d’échantillons réalisée en amont de la séparation de molécules par chromatographie est incontournable pour les échantillons naturels comme des sédiments marins afin d’éliminer des composés interférents et de simplifier la matrice (Sanchi et al. 2013). Les échantillons ainsi purifiés sont plus adaptés à la chromatographie analytique, ce qui améliore les analyses qualitatives et quantitatives et augmente la durée de vie des colonnes de chromatographie en les protégeant de contaminants adsorbés de façon irréversible.
Système HPLC-MS dédié à l’analyse des tétraéthers GDGTs
Système de chromatographie liquide de haute performance couplé à un spectromètre de masse quadripôle (HPLC-MS Agilent 1260) avec une source par ionisation chimique à pression atmosphérique APCI (Atmospheric Pressure Chemical Ionisation). Le système est aussi équipé d’un détecteur UV, d’une source à électrospray (ESI) et de collecteurs de fractions. La configuration optimale pour les GDGTs inclut deux colonnes de silice en tandem (Davtian et al. 2018).
Système HPLC-MS préparatif pour la collecte de fractions moléculaires
Système de chromatographie liquide à haute performance couplé à un spectromètre de masse quadripole (HPLC-MS Agilent 1200) dédié à la purification de certains biomarqueurs comme les alcènones préalable aux analyses de D/H et 13C/12C (collaboration avec Guillaume Leduc) ainsi qu’à la datation radiocarbone. La chaine analytique est équipée d’une pompe quaternaire, d’un four et d’un collecteur de fraction. Un splitter en sortie de colonne permet diviser le flux afin de collecter 95% de la masse de l’échantillon et de diriger 5% vers le spectromètre de masse équipé d’une source d’ionisation chimique à pression atmosphérique APCI (Atmospheric Pressure Chemical Ionization). Une pompe isocratique permet d’ajouter un débit de solvant suffisant pour la source APCI qui n’est pas compatible avec les micro-débits. Le système HPLC-MS-prep a été acquis grâce à des financements du Collège de France et de l’ANR Isobioclim.
Système HPLC préparatif de collecte des acides aminés
La chaîne préparative de chromatographie liquide à haute performance (HPLC-prep Agilent 1200) permet d’isoler et de collecter des molécules spécifiques comme des acides aminés (l’hydroxyproline notamment). Le système est équipé d’un détecteur UV et peut être couplé au spectromètre de masse quadripôle du système n°7 (HPLC-MS dédié aux GDGTs) afin de vérifier l’identification et la pureté des composés. Les fractions récupérées peuvent ensuite être analysées par d’autres techniques. Il est par exemple possible de dater les molécules collectées par spectrométrie de masse par accélérateur (AMS) ou de mesurer leurs valeurs d13C et d15N par spectrométrie de masse à rapport isotopique (IRMS). Le système HPLC-prep a été installé en 2022 grâce à des financements du Collège de France et de la fondation AMIDEX.
Évaporateur Genevac
L’appareil Genevac est un concentrateur centrifuge capable d’éliminer les solvants organiques, l’eau et les acides pour divers formats d’échantillons. Le système permet donc aux échantillons d’être concentrés ou totalement séchés. Il est utilisé, entre autres, dans le protocole d’extraction d’acides aminés préalable à la datation radiocarbone. L’évaporateur Genevac a été acquis en 2022 grâce à des financements du Collège de France et de l’APIC CEREGE.
Salles de chimie
L’unité de géochimie organique dispose de deux salles de chimie aménagées pour préparer les échantillons préalablement à la quantification des biomarqueurs par chromatographie en phase liquide et gazeuse et pour purifier et caractériser des fractions moléculaires préalablement aux mesures du radiocarbone. Ces salles de chimie dotées de plusieurs sorbonnes sont équipées de petits matériels de paillasses : Matériel de broyage pour augmenter la surface de contact et favoriser l’extraction de la phase lipidique, balances et microbalance (XP6, Mettler Toledo), Centrifugeuse (5702, Eppendorf), fours à moufles utilisés pour calciner la verrerie afin d’éliminer la contamination organique, système de purification d’eau pure et ultra-pure Milli-Q (millipore), système automatisé d’évaporation de solvant sous azote TurboVap (Biotage) et ReactiVap (Thermo Scientific), système d’agitation thermostaté (MR13, Hettich) pour accélérer les phases d’extraction.