Détection Efficace et Sensible d'Intermédiaires Réactionnels par RMN – DESIR

La capacité de surveiller les réactions chimiques en suivant simultanément la concentration de différentes espèces en temps réel et en conditions réelles est un outil essentiel pour la détermination de la cinétique et l'élucidation des mécanismes de réaction, ainsi que pour le développement et le suivi des processus à l'échelle industrielle. La résonance magnétique nucléaire (RMN) peut devenir un outil efficace et incontournable dans ce domaine, à condition de conserver les propriétés de quantitativité de la mesure et de proximité avec les conditions du milieu réactionnel et de conserver une sensibilité de détection suffisante. Le laboratoire commun DESIR-RMN (Détection Efficace et Sensible d'Intermédiaires Réactionnels par RMN) permet d’unir les forces et compétences de la société CortecNet et d’un laboratoire de recherche du CEA.

La société CortecNet, est une TPE française de 10 salariés réalisant plus de 80% de son chiffre d’affaires à l’exportation à travers notamment ses filiales américaine et asiatique. CortecNet est l’un des leaders mondiaux pour la commercialisation de consommables RMN. Depuis plusieurs années, la société CortecNet investit dans la production de molécules marquées aux isotopes stables, pour des applications en RMN, en spectrométrie de masse et en imagerie. La société produit notamment au sein de son laboratoire des molécules endogènes telles que l’acide pyruvique-1-13C, l’acide lactique-1-13C, ainsi que des acides aminés et des glucides sélectivement enrichis en 13C.

Le Laboratoire Structure & Dynamique par Résonance Magnétique (LSDRM) développe depuis plus de dix ans des solutions instrumentales ou méthodologiques pour l'amélioration de l'outil RMN. Les chercheurs ont récemment conçu un dispositif à base d'impression 3D qui s'insère dans l'aimant de RMN, permettant d'injecter de façon contrôlée des réactants ou un mélange réactionnel déjà pré-polarisés dans une chambre de mesure possédant une détection sensible par résonance magnétique. Ce système, qui possède de nombreux avantages par rapport aux systèmes existants, est encore en cours d'amélioration.

S’appuyant sur une compétence développée par CortecNet dans la synthèse de molécules enrichies aux isotopes stables, ainsi que sur le LSDRM, laboratoire de recherche reconnu pour son savoir-faire dans la création de dispositifs innovants destinés à l’amélioration de l’outil RMN, le LabCom DESIR se donne pour mission d’offrir à la communauté des chimistes organiciens un dispositif complet de suivi RMN, in situ, de leur synthèse réactionnelle. Bien que la RMN soit un instrument de mesure indispensable aux chimistes organiciens, son mode d’utilisation en discontinu leur fait bien souvent perdre un temps précieux. Un tel dispositif, s’il était disponible aujourd’hui, apporterait un gain de productivité substantiel aux laboratoires de chimie.

L’originalité du LabCom DESIR consiste à développer dans un premier temps un dispositif simplifié, ce qui permettra de prévoir une commercialisation très tôt, et de disposer ainsi d’un retour d’expérience de la part des clients, avant de préparer le dispositif complet. Ces dispositifs seront constamment testés et améliorés sur une variété de molécules marquées développées par la société CortecNet.

La conception d’un réacteur (ou d’une série de réacteurs) situé dans l’aimant ou au plus proche de l’aimant et dont le dispositif d’agitation sera assuré par un système microfluidique élaboré constitue le challenge principal pour la réalisation du module complet. Une thèse CIFRE financée par la PME aura comme objectif principal de concevoir ces réacteurs in situ ainsi que les systèmes d’agitation amagnétiques, de gestion des températures et de pressions associées. Ces travaux se feront en étroite collaboration entre les chimistes de CortecNet et les chercheurs du LSDRM.