L'Université de Metz s'équipe d'un spectromètre de masse FT-ICR (par Résonnance Cyclotronique des Ions et Transformée de Fourier) de la toute dernière génération permettant de caractériser la matière à partir de la masse de ses atomes et de ses molécules.
Le Laboratoire de Spectrométrie de Masse et de Chimie Laser (LSMCL) de l'Université Paul Verlaine-Metz sera le premier en France à être équipé d'un appareil ayant un champ magnétique de 9,4 Teslas. Une famille d'instruments en plein développement : seuls 11 modèles équivalents existent au plan européen et un prototype de 14 Teslas est actuellement en cours d'expérimentation aux USA. L'université messine devient ainsi un centre de compétence de Spectrométrie de masse et Chimie Laser à vocation internationale, unique dans le Grand Est.
- Définir les éléments à partir de leur masse atomique
Un spectromètre de masse est une balance très sophistiquée utilisée pour « peser » des atomes et des molécules. Cette mesure, à partir du millième de milliardième de gramme de substance, permet l'identification précise de la masse des atomes et des molécules qui la composent : « Une connaissance qui trouve des applications dans des domaines très variés » précise Jean-François MULLER, professeur de physique-chimie et directeur du Laboratoire de Spectrométrie de Metz.
- De la protection de l'air à la lutte contre le cancer : un vaste potentiel et des débouchés multiples
« Des techniques environnementales à la biologie, en passant par le traitement de surface ou l'analyse des solides et des liquides, pratiquement tous les secteurs d'activités peuvent être concernés par la spectrométrie de masse » poursuit notre interlocuteur.
Dans le cadre de la protection de l'environnement, elle sert à connaître la composition exacte des fumées recueillies à la sortie du pot d'échappement d'une voiture.
Objectif : prendre des mesures correctives au niveau du carburant, de l'huile, de la conception du moteur ou de ces trois paramètres simultanés pour améliorer la combustion et limiter les rejets nocifs. Le spectromètre ouvre également des perspectives prometteuses dans le domaine biomédical. Dans la lutte contre le cancer, il devrait permettre d'observer l'interaction d'un médicament sur une cellule et d'ajuster les traitements en conséquence. Ses applications ne s'arrêtent pas là : analyse des eaux minérales, traitements de surfaces, sidérurgie, biologie... « Dès que l'on est en présence de matériaux complexes dont on veut connaître la composition précise, le spectromètre de masse FT-ICR est un instrument de premier ordre » conclut Jean-François MULLER.

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3ème étape : La détection des ions et l'établissement du spectre de masse : Les deux plaques de détection de la cellule (ici en rouge) sont reliées à un circuit (RLC) qui permet de détecter par influence électrostatique le courant image des ions formés dans la cellule. Le mélange de toutes les fréquences détectées constitue un interférogramme qui est numérisé avec une grande précision. Grâce à la mise en série trigonométrique inventée par Joseph Fourier en 1812, cette fonction du temps est transformée en une fonction de fréquence. Après application de la relation ci-dessus on obtient un spectre de masse extrêmement précis.
- Le nouveau spectromètre : une précision infinitésimale
Comparé au premier modèle installé en 1984, dont le champ magnétique était de 3 Teslas, l'instrument qui sera livré au laboratoire au cours du dernier trimestre 2005 a vu son champ magnétique multiplié par 3 et son degré de précision par 5, passant d'une résolution spectrale de 200 000 à 1 million. Sa sensibilité est de l'ordre du millième de milliardième de grammes grâce à son champ magnétique de 9,4 Teslas.
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