Détection et quantification de polluants fluorés par RMN du fluor – FLUOVIAL

Le fluor est un élément léger et commun, mais il n'y a pratiquement pas de métabolisme du fluor dans les organismes vivants. En raison de la résistance chimique extrême des molécules fluorées, son utilisation dans les produits synthétiques est courante et le fluor est présent dans les polymères perfluorés, dans près de 50% des produits phytosanitaires et dans de nombreux médicaments, dont 3 parmi les 10 meilleurs vendeurs, Prozac (anti-dépressif), Ciflox (antibiotiques) et Nifluril (anti-inflammatoire). Par conséquent, les composés fluorés apparaissent dans de nombreux polluants environnementaux émergents, en particulier en tant que polluants organiques persistants (POP). Par exemple, l'acide perfluorooctanesulfonique (PFOS) est un tensioactif fluoré utilisé dans de nombreux produits hydrofuges et connu comme perturbateur endocrinien. C'est un enjeu majeur de santé publique (Rapport de l'AFSSA, 2010), alors que les molécules fluorées sont difficiles à détecter par des moyens classiques.

De nos jours pour évaluer la présence de polluants fluorés dans l'environnement ou dans les aliments, la technique la plus courante est la chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse (GC / MS, LC / MS-MS). Cette approche présente une excellente sensibilité mais aussi des inconvénients : le besoin de standard de référence, les analyses ciblées pour chaque molécules et l'extraction en phase solide qui implique des traitements qui peuvent modifier le contenu de l'échantillon. Nous avons l'intention de développer et d'améliorer la RMN du fluor comme approche alternative et complémentaire.

Le fluor fournit une méthode efficace et sensible pour analyser les molécules fluorées. Avec une abondance de 100% et une fréquence de résonance élevée, la sensibilité de la spectroscopie fluor est généralement meilleure que celle de l'hydrogène. La RMN est une méthode non destructive qui permet de mesurer l'échantillon sur son état natif sans aucune modification physique et chimique. Le projet FLUOVIAL vise à développer une meilleure compréhension théorique et expérimentale de la spectroscopie RMN du fluor, afin de maîtriser ses capacités analytiques de manière réaliste. En développant des séquences d'acquisition optimisées afin d'augmenter la sensibilité globale; en étudiant attentivement la préparation de l'échantillon et les éventuelles sources de pollution au fluor; par le développement de nouvelles approches de traitement de données et d'algorithmes de débruitage adaptés, nous cherchons à développer une méthode capable de détecter le fluor organique, d'identifier les molécules détectées et de quantifier fidèlement la quantité de chaque composé. Nous mettrons également en œuvre des approches d'apprentissage automatique pour l'analyse des déplacements chimiques, pour une attribution plus précise et une identification automatisée des composés présents dans les échantillons. Tous ces développements contribueront à la mise en place d'un pipeline de traitement automatique et à l'établissement de procédures robustes pour la surveillance des polluants fluorés.

Le projet FLUOVIAL est un projet conjoint entre l'équipe RMN du laboratoire IGBMC et la PME CASC4DE, toutes deux situées à Strasbourg. Repoussant les limites de la RMN du fluor et de son application, nous visons à créer une méthode analytique robuste pour détecter, identifier et quantifier les polluants fluorés d'origine humaine dans les effluents d'eau, l'environnement et les aliments. Ce nouvel outil permettrait de surveiller les composés fluorés toxiques, tels que les perfluorés PFOA et le PFOS, qui passent inaperçus en l'absence d'une méthode de détection fiable. Mis en œuvre en tant que procédure autonome et prête à l'emploi, applicable par les laboratoires analytiques équipés, cet outil sera activement commercialisé et déployé par la PME CASC4DE.