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

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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(trice) de mémoire/thèse : Pelletier, Émilien
Information complémentaire : 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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