Les techniques hyphenated (couplées) combinent une méthode de séparation (chromatographie ou électrophorèse) avec un détecteur spectroscopique ou spectrométrique de masse, fournissant à la fois un pouvoir de séparation et une identification structurale en une seule analyse. Les plateformes couplées les plus largement mises en œuvre sont la chromatographie en phase gazeuse-spectrométrie de masse (GC-MS) et la chromatographie en phase liquide-spectrométrie de masse (LC-MS), qui couvrent ensemble la majorité des analytes organiques dans les gammes de volatilité et de polarité.
La GC-MS est la méthode de choix pour les composés organiques volatils et semi-volatils. L’effluent de la GC entre dans le spectromètre de masse par une ligne de transfert chauffée. L’ionisation par impact électronique (EI) à 70 eV produit des schémas de fragmentation reproductibles (spectres consultables dans des bibliothèques) et génère des ions moléculaires pour de nombreux composés, bien que l’ion moléculaire puisse être faible ou absent. L’ionisation chimique (CI) utilise un gaz réactif (méthane, ammoniac) pour produire une ionisation plus douce, générant généralement des ions [M+H]⁺ avec une fragmentation minimale, ce qui facilite la détermination du poids moléculaire. Les analyseurs de masse comprennent le quadripôle (robuste, résolution à l’unité de masse), le piège à ions (capacité MSⁿ) et le temps de vol (TOF) (haute résolution, masse exacte). Les modes d’acquisition comprennent le balayage complet (non ciblé, gamme 50-500 m/z) et la surveillance d’ions sélectionnés (SIM) (ciblée, sensibilité plus élevée pour les analytes connus).
La LC-MS traite les composés non volatils, thermolabiles et polaires qui ne sont pas adaptés à la GC. Les interfaces à ionisation à pression atmosphérique dominent : l’ionisation par électrospray (ESI) produit des ions multi-chargés [M+nH]ⁿ⁺ pour les protéines et les peptides, tandis que l’ionisation chimique à pression atmosphérique (APCI) est adaptée aux molécules plus petites et moins polaires. Le MALDI (désorption/ionisation laser assistée par matrice) est généralement utilisé hors ligne pour les biomolécules de haute masse. L’ESI et l’APCI peuvent fonctionner en mode d’ions positifs ou négatifs selon l’affinité protonique et le caractère acide/basique de l’analyte.
La spectrométrie de masse en tandem (MS/MS) fournit une dimension supplémentaire de sélectivité en isolant un ion précurseur, en le fragmentant et en analysant les ions produits. Le scan d’ions produits (MS²) identifie les fragments d’un précurseur sélectionné et est utilisé pour la caractérisation structurale. Le scan d’ions précurseurs détecte tous les précurseurs qui produisent un fragment spécifique, utile pour le criblage par classe (par exemple, tous les composés perdant un groupe phosphate). La surveillance de réactions multiples (MRM) surveille une transition précurseur→produit spécifique et offre la sensibilité et la sélectivité les plus élevées pour l’analyse quantitative. Les expériences MRM constituent l’épine dorsale de l’acquisition dépendante des données (DDA), où les ions les plus intenses d’un scan d’aperçu sont automatiquement sélectionnés pour la fragmentation MS/MS.
Les techniques hyphenated sont au cœur de la science analytique moderne. La métabolomique repose sur la LC-MS et la GC-MS pour le profilage complet des petits métabolites moléculaires. La protéomique utilise la LC-MS/MS pour le séquençage des peptides et l’identification des protéines. La toxicologie médico-légale emploie la GC-MS pour le criblage et la confirmation des drogues, tandis que la LC-MS/MS fournit la sensibilité nécessaire pour la détection au niveau de traces des drogues, des pesticides et des mycotoxines dans les matrices biologiques complexes. L’analyse environnementale utilise les deux plateformes pour surveiller les polluants organiques persistants, les pesticides et les contaminants émergents dans l’eau, le sol et l’air aux limites réglementaires.
