Analyse et modélisation (équipe 1)

Présentation

Responsable : Pr Hassan Oulyadi

L’équipe Analyse et modélisation, par sa capacité à développer des méthodologies pouvant interférer avec tous les domaines de la chimie et de la santé, est susceptible d’identifier et de proposer des structures moléculaires dans des domaines aussi variés que la pharmacie, la médecine, la biologie, l’environnement, l’agrochimie ou la pétrochimie.

Les thématiques de recherche de l’équipe Analyse et modélisation se divisent en trois axes (RMN et Modélisation Moléculaire, Spectrométrie de Masse et Sciences Séparatives et Chimie Théorique) dans lesquels se développent des thématiques de recherches propres ou en collaboration sur des problématiques liées à la chimie et la biologie. Deux types de projets sont poursuivis :

  • Les projets scientifiques propres à chaque axe et qui sont principalement basés sur le développement méthodologique et la poursuite du savoir-faire reconnu de l’équipe.
  • Les projets menés en collaboration avec les autres équipes de l’UMR ou des équipes de chimistes et biologistes extérieures qui font appel au savoir-faire et méthodologies développées au sein de l’équipe pour comprendre les mécanismes chimiques ou biologiques ou pour découvrir de nouvelles molécules susceptibles de présenter un intérêt par leur réactivité chimique ou leur activité biologique.

Axes de recherche

Axe 1 : Spectrométrie de Masse et Sciences Séparatives

Thème 1 : Chimie analytique pour l’énergie

Gasoil IMS-MS

Membres : C. Afonso, M. Hubert-Roux, C. Loutelier, A. Marcual

Le groupe MS3 développe des méthodes analytiques innovantes dans le domaine de l’énergie. Il s’est illustré récemment sur des travaux impliquant la spectrométrie de mobilité ionique (IMS) et la spectrométrie de masse à très haute résolution. L’installation en 2017 d’un spectromètre de masse à transformée de Fourier (FTICR) 12T a permis le développement de thématiques de recherche sur l’analyse de la matière organique complexe. Le groupe est impliqué dans le laboratoire commun international iC2MC avec l’entreprise Total, et fait partie de l’infrastructure de recherche FTICR à très haut champs du CNRS.  

Mots-Clés:

  • Biohuiles
  • Matière organique
  • Batteries
  • Pétroléomique

Thème 2 : Chimie analytique pour la santé et le vivant

Membres : H. Elomri , I. Schmitz, C. Loutelier

Avec de nombreux collaborateurs, le groupe développe des méthodes innovantes en métabolomique et lipidomique en couplage chromatographie / mobilité ionique / spectrométrie de masse et en imagerie par spectrométrie de masse à ultra-haute résolution. Des méthodes d’analyses non-ciblées sont développées pour la caractérisation d’extraits naturels, de la préparation d’échantillon à l’analyse de données, incluant des expériences de fragmentation. Les outils de traitement de données associés permettent la recherche de marqueurs, par analyse statistique, la localisation de métabolites clés en imagerie et la détermination de structures d’un extrait complexe, à l’aide des réseaux moléculaires notamment.

Mots-Clés:

  • Métabolomique
  • Imagerie par spectrométrie de masse
  • Plantomique
  • Réseaux moléculaires

Thème 3 : Chimie analytique pour l’environnement

Membres : N. Machour, M. Mignot, C. Morin, F. Koltalo, I. Schmitz

Le groupe développe des méthodes innovantes par spectrométrie de masse en analyse directe ou en couplage chromatographique afin d’analyser des traces de contaminants organiques et métalliques dans des matrices environnementales complexes (eaux, sols/sédiments, air/atmosphères…). Des développements sont réalisés en traitement d’échantillon mais aussi en chimiométrie pour l’optimisation des processus analytiques. Ces développements visent aussi à comprendre et améliorer les procédés de combustion ou de remédiation de la pollution (bioremédiation, remédiation électrocinétique…). Des méthodes innovantes sont développées en particulier avec le FTICR 12T pour l’analyse d’analogues d’atmosphères planétaires ou des échantillons planétaires tels que des météorites.

Mots-Clés:

  • Pollution
  • Sols
  • Eaux
  • Chimiométrie
  • Planétologie

Thème 4 : Développements instrumentaux en chimie analytique

Membres : C. Afonso, H. Lavanant, M. Hubert-Roux, C. Loutelier, A. Marcual, M. Mignot

Le groupe développe de nombreuses méthodologies avancées en spectrométrie de masse et sciences séparatives. Ces développements se font souvent en partenariat avec les constructeurs d’instruments scientifiques ou sur des aspects de traitement de données. Ces approches transversales sont mises en œuvre et appliquées dans les différents domaines du groupe.

Mots-Clés:

  • FTICR
  • Spectrométrie de mobilité ionique
  • Couplages chromatographiques
  • Data mining
  • Méthodes d’ionisation

Axe 2 : RMN et Modélisation Moléculaire

Thème 1 : Structure et interaction de biomolécules

Membres : H. Oulyadi, I. Milazzo, M. Sebban, G. Coadou, L. Guilhaudis,

Le Dichroïsme Circulaire, la RMN et les outils de modélisation moléculaire et de chimie quantique sont largement utilisés au sein de l’équipe pour étudier très finement les relations structure-activité des biomolécules. Dans cette thématique, le groupe poursuit l’étude des relations structure-activité de peptides antimicrobiens (rhinophyrinin-27, frenatin-2D…), de neuropeptides (26RFa et Urotensine II) et plusieurs projets sur la caractérisation des interactions entre ligands et macromolécules biologiques sont développés. En parallèle de ces thématiques, des recherches vers des aspects plus méthodologiques du Dichroïsme Circulaire et de la RMN pour mieux caractériser les coudes au sein de peptides bioactifs sont menés.

Mots-Clés:

  • Peptides
  • Protéines
  • Structure
  • Interaction
  • Docking

Thème 2 : Structure et dynamique des organolithiens

Membres : H. Oulyadi, M. Sebban

Cette thématique du groupe est unique en France et n’est actuellement développée que par quelques rares équipes au niveau international.

A côté des thèmes de recherche qui font la reconnaissance de l’équipe dans le domaine de la caractérisation structurale et dynamique des intermédiaires réactionnels organolithiés, de nouvelles méthodologies en RMN du lithium sont développées. Elles concernent la mise en place d’expériences RMN en observation lithium avec une détection classique ou ultrarapide pour la quantification précise du faible couplage scalaire lithium-lithium. La mesure de ce couplage présente un intérêt pour la caractérisation des agrégats dans lesquels les couplages Li-X (X=13C, 15N) sont inexistants.

Mots-Clés:

  • Lithium
  • Organolithien
  • Agrégation
  • Dynamique
  • Réactivité

Axe 3 : Chimie théorique

Thème 1 : Développements et implémentation de méthodes

Membres : L. Joubert, V. Tognetti

Le premier axe de recherche du groupe de chimie théorique vise à développer et à implémenter (en particulier dans le logiciel de chimie quantique ADF) des descripteurs de réactivité et de liaison chimique dans le cadre de la théorie QTAIM de Richard Bader et de la DFT conceptuelle.

Mots-Clés:

  • Théorie QTAIM
  • DFT conceptuelle
  • Descripteurs de réactivité
  • Descripteurs de liaison chimique

Thème 2 : Applications

Membres : L. Joubert, V. Tognetti

Cette seconde thématique vise à appliquer les méthodes développées par le groupe de chimie théorique à des problématiques chimiques expérimentales telles que l’étude de mécanismes réactionnels en chimie organique ou organométallique et la spectroscopie, en particulier RMN, UV-vis et dichroïsme circulaire.

Mots-Clés:

  • Mécanismes réactionnels
  • Simulation de spectres RMN, UV-vis et ECD

Publications Scientifiques

Retrouver l’ensemble des publications de l’équipe Analyse et Modélisation (Equipe 1) dans la collection COBRA du portail HAL.

Liste des publications de l’équipe Analyse et Modélisation

Financements

Liste des principaux financements de l’équipe Analyse et Modélisation (Equipe 1) :

  • ANR/PRCE, Durabilité des revêtements époxys (DUREVE), 2018-2022, Porteur : E. Richaud, Partenaire : V. Tognetti.
  • ANR/DFG PRCI, TIMSAC, 2021-2024, Porteurs : C. Afonso & R. Zimmermann.
  • H2020, EU-FTICR-MS, 2018-2021, Porteur: C. Rolando, Partenaire : C. Afonso.
  • Labex Synorg / RINRégion Normandie, Descripteurs pertinents pour l’innovation en réactivité chimique, 2019-2022, Porteurs : V. Tognetti & L. Joubert, Partenaire : P.L.A. Popelier.
  • Labex Synorg / RIN Région Normandie, Développement du couplage spectrométrie de mobilité ionique avec la spectrométrie de masse pour l’analyse métabolomique haut débit (IMS-METABO), 2020-2023, Porteur : I. Schmitz-Afonso, Partenaire : F. Fenaille.
  • Labex Synorg, Nouvelles méthodologies pour la caractérisation de biohuiles de seconde et troisième génération, 2021-2024, Porteur : M. Mignot, Partenaire : S. Heinisch.
  • RIN Tremplin Région Normandie, Bactéries, Exsudats et Rhizodépôts (BEER), 2019-2022, Porteur : B. Pawlak, Partenaire : I. Schmitz-Afonso.
  • Région Normandie, Conséquences potentielles pour l’homme et l’environnement, perception et résilience (COPHERL), 2020-2021, Porteurs : B. Laignel & M. Fournier, Partenaire : F. Koltalo.
  • RIN Tremplin Région Normandie, NeurOncoChimie, 2020-2024, Porteur : G. Gouhier, Partenaire : C. Afonso.
  • RIN Label XLChem, Crystalline Lithiated Aggregates for Asymmetric Synthesis (CrystaLi), 2021-2024, Porteurs : H. Oulyadi & J. Legros, Partenaire : P.G. Williard.
  • Université de Rouen MRT, Vers une nouvelle méthode de quantification de Contaminants Organiques et Métalliques par imagerie HYperspectrale dans des matrices environnementales compleXes (COMHYX), 2019-2022, Porteur : F. Koltalo.

Liste complète des financements de l’équipe Analyse et Modélisation

Membres

Carlos AFONSO

Professeur des universités, Université Rouen Normandie

Corinne BOURHIS-LOUTELIER

Maître de conférences (HDR), Université Rouen Normandie

Gaël COADOU

Maître de conférences, Université Rouen Normandie

Abdelhakim ELOMRI

Professeur des universités, Université Rouen Normandie

Laure GUILHAUDIS

Maître de conférences (HDR), Université Rouen Normandie

Marie HUBERT-ROUX

Ingénieur de recherche, Université Rouen Normandie

Laurent JOUBERT

Professeur des universités, Université Rouen Normandie

Florence KOLTALO-PORTET

Maître de conférences (HDR), Université Rouen Normandie

Hélène LAVANANT

Maître de conférences (HDR), Université Rouen Normandie

Mélanie MIGNOT

Maître de conférences, INSA Rouen Normandie

Christophe MORIN

Maître de conférences HDR, Université Rouen Normandie

Hassan OULYADI

Professeur des universités, Université Rouen Normandie

Isabelle SCHMITZ

Ingénieur de recherche, CNRS

Muriel SEBBAN

Maître de conférences (HDR), Université Rouen Normandie

Isabelle SEGALAS-MILAZZO

Professeur des universités, Université Rouen Normandie

Vincent TOGNETTI

Maître de conférences (HDR), Université Rouen Normandie