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Étude du métabolisme du tributylétain par chromatographie liquide-spectrométrie de masse

Békri, Khalida (2009). Étude du métabolisme du tributylétain par chromatographie liquide-spectrométrie de masse. Thèse. Rimouski, Québec, Université du Québec à Rimouski, Institut des sciences de la mer de Rimouski, 206 p.

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Résumé

La contamination par le tributylétain (TBT) et les butylétains (BTs), en général, est encore un sujet d'actualité en écotoxicologie aquatique. Ces composés chimiques ont une faible dégradabilité dans l'environnement, un taux d'accumulation généralement élevé et une toxicité à long terme. La biotransformation des contaminants est un processus qui joue un rôle important pour réduire la toxicité des composés en général et pour leur excrétion hors de l'organisme. L'identification des produits et des voies métaboliques d'un contaminant est donc une étape importante pour comprendre ses mécanismes de toxicité. L'objectif principal de ce travail était d'examiner en détail le métabolisme in vivo et in vitro du TBT, en utilisant la chromatographie liquide haute performance couplée à la spectrométrie de masse par une interface d'ionisation à pression atmosphérique (LC-API-MS"). L'avantage de cette technique d'ionisation douce est l'analyse de la structure des molécules polaires, peu volatiles ou thermiquement fragiles, difficilement observables par d'autres techniques analytiques (e.g. la GC-MS) . Dans un premier temps, nous avons développé une méthode d'analyse des BTs par LC-APCI-MS qui a servi par la suite à la détection des métabolites du TBT générés in vitro et in vivo. Nous avons d'abord synthétisé chimiquement un des dérivés métaboliques de phase 1 du TBT non disponible commercialement, le chlorure du delta-hydroxybutyl-dibutylétain (4-0HBuDBTCl), composé plus polaire que le TBT. Nous avons développé des méthodes de séparation par gradient d'élution en phase inverse et de détection simultanée des deux composés, ainsi que d'un dérivé du TBT simplement déalkylé, le dibutylétain (DBT). Les limites de détection (LODs) de la méthode pour les deux composés (35 ng.mL-l pour le TBT et 26 ng.mL-l pour le 4-0HBuDBT) sont comparables aux valeurs publiées de LOD pour les BTs en LC-APIMS. Pour illustrer une application de notre méthode LC-MS, nous avons développé une méthode d'extraction à partir d'échantillons d'eau de mer additionnés des deux composés de polarité différente, le TBT et le 4-0HBuDBT, en utilisant le n-hexane et l'acétate d'éthyle. Cette méthode a permis la récupération en moyenne de 72 à 96 % des deux composés. En se basant sur les valeurs des limites de quantification (LOQ), notre méthode analytique LC-APCI-MS permet de mesurer approximativement 0,08-0,1 Ilg de chaque composé dans 1 L d'eau de mer, ce qui est comparable aux méthodes publiées dans la littérature avec la même technique analytique. Dans un deuxième temps, nous avons réalisé des expérimentations in vitro à l'aide de microsomes de foie d'un poisson salmonidé, l'omble de fontaine Salvelinus fontinalis, et des expériences in vivo par exposition intrapéritonéale d'ombles de fontaine et par exposition via l'eau de mer de moules bleues Mytilus edulis. Le métabolisme du TBT in vitro et in vivo par les deux organismes, l'omble de fontaine et la moule bleue, révèle principalement des métabolites hydroxylés de phase l du type OHBuDBT, qui sont considérés par certains auteurs comme une voie de détoxication. D'autres métabolites avec la composition typique de l'étain, issus du métabolisme in vivo, sont également détectés, mais leur caractérisation n'a pas pu être réalisée à cause de leur faible concentration et la faible quantité des extraits. Pour certains composés analysés en mode d'ionisation négatif et dont les mlz > 500, on pourrait avancer qu'il s'agit de composés de phase II non identifiés. Dans un troisième temps, nous avons réalisé des expérimentations in vitro et in vivo avec le 4-0HBuDBT. Les incubations in vitro de microsomes de foie d'ombles de fontaine avec ce composé avait comme but de contourner l'étape du métabolisme de phase l et tenter de générer un métabolite conjugué de phase II à l'acide glucuronique. Nos tentatives ont été infructueuses car le 4-0HBuDBT serait un faible substrat pour l'UDP-glucuronyl transférase. Nous avons également exposé des ombles de fontaine par injection péritonéale au 4-0HBuDBT, ainsi que des moules bleues via l'eau de mer au même composé, toujours dans le but de contourner le métabolisme de phase l du TBT. Les résultats obtenus révèlent essentiellement la présence d'un composé avec le patron isotopique de l'étain à mlz 321 en mode positif d'ionisation, aussi bien dans les extraits de foie de poissons que dans les extraits de tissus de moules. En nous basant sur une étude publiée et la communication personnelle avec un chercheur d'un autre laboratoire, nous avons suggéré que ce composé serait issu d'une hydroxylation supplémentaire du 4-0HBuDBT (métabolisme de phase 1), pour générer un composé carboxylé, le carboxypropyl-dibutylétain (BU2Sn+(CH2)3COOH) . D'autres composés avec le patron isotopique typique de l'étain ont été détectés dans les tissus des deux organismes, mais ils sont différents les uns des autres. La caractérisation de ces composés n'a pas été possible, à cause de leur faible concentration dans les extraits ainsi que la faible quantité de ces derniers. L'ensemble de ces travaux montre d'une part la capacité des organismes marins à métaboliser le TBT et, d'autres part, la possibilité de détecter des métabolites principalement hydroxylés même en très faibles quantités, avec la technique LC-MS.

Type de document: Thèse ou Mémoire (Thèse)
Directeur de mémoire/thèse: Pelletier, Émilien
Informations complémentaires: Thèse présentée à l'Université du Québec à Rimouski comme exigence partielle du programme de doctorat conjoint en océanographie pour l'obtention du grade de Philosophiae Doctor (Océanographie). Publié aussi en version papier.
Mots-clés: Tributyletain Tbt Metabolisme Chromatographie Liquide Spectrometrie Masse Ecotoxicologie
Départements et unités départementales: Institut des sciences de la mer de Rimouski (ISMER) > Océanographie
Déposé par: DIUQAR UQAR
Date de dépôt: 08 févr. 2011 14:46
Dernière modification: 08 févr. 2011 14:46
URI: http://semaphore.uqar.ca/id/eprint/111

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