Spectrométrie de masse – Guide technique

Vous pouvez additionner les intensités des ions et les tracer en fonction du temps (temps de rétention) pour obtenir un chromatogramme en courant ionique total (TIC), qui ressemble beaucoup aux résultats générés par un spectrophotomètre tel qu’un détecteur UV. Dans le cas de la spectrométrie de masse, un axe représente l’intensité des ions ; l’autre peut représenter le temps ou un échantillon numérique prélevé à un instant donné (c’est-à-dire un spectre). Vous pouvez afficher chacun des spectres séparément, un peu comme une série d’images fixes acquises à haute vitesse par une caméra numérique composent une vidéo.

Vous pouvez employer plusieurs techniques simples mais très utiles. Vous pouvez, par exemple, réduire la série de données pour obtenir un fragmentogramme ou appliquer des filtres numériques pour réduire le bruit, notamment en affichant uniquement le pic le plus intense de chaque échantillon numérique (un chromatogramme d’intensité du pic de base, ou BPI).

Production, stockage et récupération des données

Au fil des années, la conception de logiciels est devenue une spécialité à part entière, et non plus un simple moyen de définir des paramètres d’acquisition. Aujourd’hui, les systèmes d’exploitation et de données permettent à l’utilisateur de piloter un instrument de façon très fine.

Ces logiciels spécialisés ont sensiblement évolué :

• Pilotage de workflow, comme les applications en accès libre (également appelé système Walk-Up) : un opérateur dûment formé peut mettre des méthodes LC ou GC/MS complètes à la disposition d’un grand nombre d’utilisateurs non spécialistes, leur donnant ainsi accès à une technologie de pointe sans besoin d’une formation approfondie. Un non-spécialiste peut n’avoir à utiliser qu’occasionnellement un instrument pour déterminer l’identité ou la pureté d’un composé. Le système lui permet alors de réaliser une analyse sans besoin de maîtriser l’instrument.
• Applications de réduction de données : ces suites peuvent par exemple aider à identifier des métabolites ou à développer des biomarqueurs dans des mélanges complexes à partir de milliers d’entités chimiques uniques. Ces applications sont souvent complétées par des systèmes « experts », tels qu’un logiciel d’analyse en composantes principales (PCA), qui examine les tendances qui ne sont habituellement pas visibles dans les résultats détaillés.

Il peut s’avérer difficile de répondre aux exigences toujours plus contraignantes en matière de gestion des données. Des données en masse exacte à haute résolution peuvent représenter un volume colossal de 1 Go/h. Ces énormes quantités de données concernent non seulement les chercheurs en biologie, mais, de plus en plus, les personnes impliquées dans des secteurs dépendants de processus à haut volume, comme la caractérisation de la présence de métabolites et de leurs biotransformations. Après 180 jours d’utilisation, cinq spectromètres de masse, produisant chacun 24 Go de données par jour, nécessitent de stocker, récupérer, trier et traiter 21,6 téraoctets (To).

Dans tous les cas, la première étape consiste à déterminer l’utilisation qui sera faite des données acquises. Contrairement à un e-mail, qui n’a plus grande utilité une fois le message transmis, la valeur des données en ligne augmente avec le temps, à mesure que s’accumulent dans un fichier de données les mesures biologiques, pharmaceutiques et physicochimiques. Cette augmentation de valeur s’accompagne du coût nécessaire à l’accessibilité des données. Compte tenu de la taille croissante des fichiers de données et de la durée d’accès, il peut s’avérer judicieux d’adopter une approche hiérarchique de la gestion du stockage. En bref, un petit pourcentage des données est immédiatement accessible, ou « actif », tandis que le reste est progressivement traité ou affecté à l’archivage à long terme.

Ressources complémentaires : MS - The Practical Art, LCGC 

• Profiles in Practice Series: The High Speed State of Information and Data Management, Vol. 23, n°  6, juin 2005
  • Intérêt de cette ressource : à mesure que les données acquises gagnent en complexité et en volume, les stratégies d’archivage-récupération et de structuration du stockage deviennent essentielles.
    
• Hardware and software challenges for the near future: Structure elucidation concepts via hyphenated chromatographic techniques, Vol. 26, n°  2, février 2008
  • Intérêt de cette ressource : cet article traite de la quantité de données générées par les expériences actuelles, qui incluent souvent la spectrométrie de masse et des systèmes analytiques orthogonaux ou combinés.