Brevet FR2874092A1 — publié le 20060210

La présente invention concerne un procédé de marquage isotopique de produits et ses applications notamment à la lutte contre la contrefaçon. La fraude, les copies illicites, les réclamations non vérifiables sont de plus en plus courantes et touchent aujourd'hui tous les domaines, qu'ils soient dans le domaine du commerce de luxe mais aussi de simples produits industriels comme les arômes, tabacs, parfums, colorants, encres, solutions technologiques, médicaments, produits manufacturés...). L'ensemble de ces produits est aujourd'hui la proie des contrefacteurs qui disposent de moyens financiers et techniques considérables pour les reproduire à l'identique. Il serait donc souhaitable de disposer d'un procédé d'identification de mise en oeuvre simple, discret, rapide et modifiable à tous moments, permettant une authentification sans équivoque du produit à protéger. Il serait également souhaitable de disposer d'un procédé de marquage universel pour tous les produits, variable à souhait sur l'initiative du fabricant, capable de suivre des lots de fabrication, le lieu de fabrication, le destinataire, etc. Or après de longues recherches la demanderesse a découvert un procédé de marquage mettant en oeuvre des isotopes, qui répond aux besoins cités ci-dessus. C'est pourquoi la présente demande a pour objet un procédé de marquage d'un produit manufacturé, caractérisé en ce que l'on choisit un composé X qui est un constituant dudit produit manufacturé, et en ce que l'on ajoute à la composition dudit produit manufacturé une quantité déterminée d'un dérivé isotopique dudit composé X ou remplace une partie dudit produit manufacturé par une quantité déterminée d'un dérivé isotopique dudit composé X. Pour simplifier la rédaction, on parlera simplement dans la suite de l'addition d'un dérivé isotopique. Cette quantité déterminée d'un dérivé isotopique du composé X identifie le produit manufacturé et permet de le distinguer d'un produit élaboré avec le composé X conventionnel. Dans la présente demande et dans ce qui suit, le terme produit manufacturé désigne par exemple un objet quelconque fabriqué à partir d'un composé unique ou de préférence à partir de plusieurs composés, fusionnés en une entité unique comme un alliage métallique ou une matière plastique, ou juxtaposés comme un objet comprenant des parties métalliques et des parties en matière plastique par exemple. Le terme produit manufacturé désigne aussi notamment un mélange de composés comme un colorant, un arôme et particulièrement un parfum. Le produit manufacturé peut être gazeux mais de préférence solide ou liquide, particulièrement ce dernier. Le terme dérivé isotopique désigne un dérivé dont un ou plusieurs atomes sont substitués par un ou plusieurs de leurs isotopes, de préférence non radioactifs. On peut citer par exemple le carbone 13 pour substituer le carbone 12, l'oxygène 18 pour substituer l'oxygène 16, l'azote 15 pour substituer l'azote 14, et tout particulièrement le deutérium pour remplacer l'hydrogène. Un tel dérivé isotopique produit un pic caractéristique en spectrométrie de masse. Dans des conditions préférentielles de mise en oeuvre de l'invention, on ajoute à la composition dudit produit manufacturé une quantité déterminée de deux dérivés isotopiques ou plus, avantageusement 3 dérivés isotopiques ou plus, de préférence 4 dérivés isotopiques ou plus. Si l'on utilise deux dérivés isotopiques ou plus, on peut utiliser des dérivés isotopiques de composés différents X et Y par exemple mais de préférence deux dérivés isotopiques X1 et X2 ou plus du même composé X. Si l'on utilise deux dérivés isotopiques ou plus de composés différents, on préfère choisir des composés proches sur le graphe de la chromatographie avant spectrométrie de masse plutôt que des composés éloignés. Le terme composés proches désigne des composés de temps de rétention différant de moins de 50%, notamment moins de 20% l'un de l'autre. Dans d'autres conditions préférentielles de mise en oeuvre de l'invention, la quantité du ou de chaque dérivé isotopique ci-dessus représente de 10ppm à 10 % , de préférence de 1%o à 5% , notamment de 5%o à 1% , tout particulièrement de 0,1% à 1% du composé X naturel . La quantité minimum du ou de chaque dérivé isotopique utilisable est déterminée par la sensibilité de l'appareil de détection utilisé. Dans encore d'autres conditions préférentielles de mise en oeuvre de l'invention, on choisit à titre de composé X qui est un constituant dudit produit manufacturé, un composé présent dans le produit manufacturé, mais en quantité mineure. Le composé X représentera pondéralement par exemple avantageusement moins de 50 %, de préférence moins de 20 %, notamment moins de 10 %, tout particulièrement moins de 5 %, du produit manufacturé. Ainsi, le marquage peut être réalisé à moindre coût, tout en restant détectable. Le procédé de marquage d'un produit manufacturé objet de la présente invention possède de très intéressantes propriétés et qualités. II permet notamment de fabriquer des produits manufacturés ou lots de produits manufacturés uniques, ce qui permet de les distinguer de produits manufacturés de provenance différente. Il permet de marquer différemment différents lots ou fabrications provenant de différents sites de production. II permet à un producteur d'authentifier sa composition et par là de lutter efficacement contre la diffusion de contrefaçons. Le procédé de marquage objet de la présente invention peut également servir à la reconnaissance d'un lot de fabrication. En utilisant un code différent par client, un fabricant peut éviter des réclamations abusives. II peut être utilisé dans toute application nécessitant une reconnaissance fine et discrète de l'origine d'un produit. On peut affecter un signe, par exemple un chiffre ou une lettre, à une proportion donnée d'un dérivé isotopique donné et obtenir ainsi un code d'identification d'un produit manufacturé, pouvant être plus ou moins élaboré selon le nombre de dérivés isotopiques ajoutés. La référence pour l'établissement d'un code peut être choisie librement, par exemple la quantité de composé X ou celle du dérivé isotopique majoritaire ou minoritaire par exemple s'il y en a plusieurs. Ces propriétés sont illustrées ci-après dans la partie expérimentale. Elles justifient l'utilisation du marquage par des composés isotopiques, ci-dessus décrits, dans un procédé de vérification de l'identité d'un produit manufacturé. C'est pourquoi la présente demande a aussi pour objet un procédé de vérification de l'identité d'un produit manufacturé, éventuellement non original, contrefait ou falsifié, dont les exemplaires originaux ont préalablement été marqués par mise en oeuvre du procédé de marquage cidessus décrit, caractérisé en ce que l'on procède à une analyse par spectrométrie de masse - d'un échantillon du composé X et de ses dérivés isotopiques ou - d'un échantillon du composé X et de ses dérivés isotopiques et d'un échantillon du ou des autres composés Y et de leurs dérivés isotopiques. On peut alors comparer la proportion relative du ou des dérivés isotopiques mesurés par rapport à la quantité prédéterminée de ces dérivés isotopiques dans le produit manufacturé original. On peut alors en déduire si le produit manufacturé est original ou 20 provient d'une source différente, par exemple une contrefaçon. Si l'on a marqué différemment des produits manufacturés originaux provenant d'une fabrication différente (millésimes ou lots ou sites de fabrication différant par exemple), on peut en déduire l'origine ou la date d'élaboration des produits. Dans beaucoup de cas, il est possible d'utiliser directement le produit manufacturé pour l'analyse par spectrométrie de masse. C'est le cas par exemple pour des composés de masse moléculaire élevée, par exemple supérieure à 150, notamment supérieure à 200, tout particulièrement supérieure à 300, ou présentant une instabilité importante comme certains colorants ou médicaments. II est parfois nécessaire ou préférable d'effectuer une séparation totale ou partielle du composé X et de ses dérivés isotopiques (ou des composés X, Y,... et de leurs dérivés isotopiques) avant d'effectuer l'analyse par spectrométrie de masse. On utilise alors une méthode de séparation non destructive préalablement à l'analyse par spectrométrie de masse. Par exemple, dans le cas de mélanges de multiples composés comme un parfum, un arôme, on pourra utiliser une chromatographie couplée ou non à la spectrométrie de masse. La détermination des quantités relatives du ou des dérivés isotopiques pourra être effectuée directement ou à l'aide d'un étalon interne. On ajoutera dans ce dernier cas à l'échantillon une quantité déterminée et connue d'un composé étalon. On utilisera un ou des étalon(s) interne(s) en particulier lorsque l'on utilise deux dérivés isotopiques ou plus, de composés différents éloignés sur le graphe de spectrométrie de masse. Les conditions préférentielles de mise en oeuvre des procédés de marquage d'un produit manufacturé ci-dessus décrites s'appliquent également aux autres objets de l'invention visés ci-dessus, notamment aux procédés de vérification de l'identité d'un produit manufacturé. Les exemples qui suivent illustrent la présente demande. Exemple 1: Marquage et codage d'une solution technologique On souhaite identifier une suspension de 180Kg comprenant deux 20 phases liquides non miscibles entre elles, 100Kg de phase organique, 80Kg de phase aqueuse. La phase organique contient plusieurs composés dont 2 Kg de 1,10dibromodécane que l'on choisit pour réaliser le marquage. On ajoute au mélange ci-dessus - 1,33g (soit 20% du dérivé isotopique majoritaire) d'un premier dérivé isotopique du 1,10-dibromodécane qui est le dérivé deutérié sur les positions 1 et 10 par introduction dans la molécule de 4 atomes de deutérium, - 6,67g (dérivé isotopique majoritaire soit 100%) d'un second dérivé isotopique du 1,10-dibromodécane qui est le dérivé deutérié sur les positions 1,5,6 et 10 par introduction dans la molécule de 8 deutériums pour la seconde entité isotopique (entité majoritaire), - 2,OOg (soit 30% du dérivé isotopique majoritaire) d'un troisième dérivé isotopique du 1,10-dibromodécane qui est le dérivé deutérié sur les positions 1,3,4,7,8 et 10 par introduction dans la molécule de 12 deutériums. La quantité du mélange de ces 3 entités isotopiques représente 5%o (10g) du 1,10-dibromodécane non isotopique initialement contenu dans la phase organique. On attribue la lettre A à la présence de 0% du premier dérivé isotopique par rapport à la quantité du dérivé isotopique majoritaire fixée, pour servir de référence, à 100%, à la présence de 5% la lettre B, à la présence de 10% la lettre C, et ainsi de suite. On en fait de même pour le second et le troisième dérivé isotopique du 1,10-dibromodécane. Le rapport des quantités de ces dérivés isotopiques est de 10 20%1100%/30%. Par référence à ce qui précède, le code du lot est caractérisé par les trois lettres EUG. Ce marquage identifie et constitue le code de ce lot. Exemple 2: Identification d'une solution technologique On analyse par GCMS un échantillon du lot préparé à l'exemple 1. L'analyse montre 3 fragments caractéristiques du 1,10-dibromodécane marqué par le deutérium et plus particulièrement les fragments M/S 225, 229, 233. Le rapport des intensités des pics caractéristiques de ces fragments observé et mesuré sur le diagramme d'analyse est de 20%/100%/30%. Par référence au codage ci-dessus, le code du lot est caractérisé par les trois lettres EUG; il authentifie le lot. Exemple 3: Marquage et codage d'une composition odorante Composant Poids %o Acétate de benzyle 20 Acétate de géranyle 20 Acétate de linalyle 160 2-Méthyldecanal 10% 20 Dihydromyrcénol 130 Habanolides 20 On souhaite identifier une suspension de 1000Kg de composition odorante de composition suivante: Huile essentielle de verveine des Indes (Lemon grass) 15 Limette 30 Liminal 5 Linalool 90 Hedione 60 Muscénone 20 Z-3- Décénal 10% 20 Oxane 10% 20 Rose oxyde 10% 20 Huile essentielle d'orange 290 Trans-2,6,6-triméthyl-3-cyclohexène-1-carboxylate de méthyle 60 On choisit l'acétate de benzyle pour réaliser le marquage. On ajoute au mélange ci-dessus - 0,4g (soit 10% du dérivé isotopique majoritaire) d'un premier dérivé isotopique de l'acétate de benzyle qui est le dérivé deutérié sur le carbone benzylique par introduction dans la molécule de 2 deutériums, 3,2g (soit 80% du dérivé isotopique majoritaire) d'un second dérivé isotopique de l'acétate de benzyle qui est le dérivé deutérié sur l'acétate par introduction dans la molécule de 3 deutériums pour la seconde entité isotopique (entité majoritaire), - 1,6g (soit 40% du dérivé isotopique majoritaire) d'un troisième dérivé isotopique de l'acétate de benzyle qui est le dérivé deutérié sur le cycle benzénique par introduction dans la molécule de 5 deutériums. - 4,0g (dérivé isotopique majoritaire soit 100%) d'un quatrième dérivé isotopique de l'acétate de benzyle qui est le dérivé deutérié marqué uniformément sur le benzyle par introduction dans la molécule de 7 deutériums, - 0,8g (soit 20% du dérivé isotopique majoritaire) d'un cinquième dérivé isotopique de l'acétate de benzyle qui est le dérivé deutérié marqué uniformément sur l'acétate de benzyle par introduction dans la molécule de 10 deutériums. La quantité du mélange de ces 5 entités isotopiques représente 1% (10g) de l'acétate de benzyle non isotopique initialement contenu dans la phase organique. Le rapport des quantités de ces dérivés isotopiques est de 10%180%140%/100%120%. Par référence au codage de l'exemple 1, le code du lot est caractérisé par les 5 lettres CGIUE. Ce marquage identifie et constitue le code de ce lot. Exemple 4: Identification d'une composition odorante On analyse par GC-MS un échantillon du lot préparé à l'exemple 3. L'analyse montre 5 fragments caractéristiques du benzyle acétate marqué par le deutérium et plus particulièrement les fragments M/S 152, 153, 155, 157, 161. Le rapport des intensités de ces fragments est de 10%180%/40%1100%/20%. Par référence au codage de l'exemple 1, le code est caractérisé par les cinq lettres CGIUE; il authentifie le lot. Exemple 5: Marquage et codage d'un tabac On souhaite identifier 1000Kg de tabac du type tabac de Virginie, parfumé avec 30kg de composition odorante de composition suivante Composant Poids en Kg Ethanol 96% VN 0, 27 Vanilline 0,75 Huile essentielle d'orange 0,030 gamma-Octalactone 0, 075 Sucre caramélisé 3,45 Extrait de Fenugrec 1,455 Méthyl cyclopentènolone 0,24 Acide phénylacétique 1,2 1,2-propylène glycol USP/EP 10,5 Eau 2,4 Vinaigre de vin blanc 10% 0,15 Huile de Livèche 0,21 Sirop de sucre inverti 81% 2,88 Extrait de prune 3, 9 Extrait de cacao 2,205 Acétate d'isoamyle 0,18 Cinnamate de méthyle 0, 105 On choisit le cinnamate de méthyle pour réaliser le marquage. On ajoute au mélange ci-dessus - 5,25g d'un dérivé isotopique de cinnamate de méthyle qui est le dérivé deutérié sur le carbone méthylique par introduction dans la molécule de 3 10 deutériums. Exemple 6: Identification d'un tabac On analyse par GC-MS un échantillon du lot préparé à l'exemple 15 5. On prépare tout d'abord un étalon interne qui est le dérivé de cinnamate de méthyle deutérié uniformément sur le cinnamyle par introduction dans la molécule de 7 deutériums. On ajoute 5,25ml d'une solution alcoolique contenant lmglml de 20 l'étalon interne (5,25mg étant la quantité de cinnamate de méthyle deutérié sur le carbone méthylique attendue dans 100g de tabac original), à 100 grammes de tabac. Après mélange, le mélange est finement broyé. II est extrait par 3 fois 100ml de dichlorométhane. Le résidu obtenu après évaporation du solvant est analysé par GC-MS. On mesure l'intensité des deux fragments caractéristiques du cinnamate de méthyle marqué par le deutérium et plus particulièrement les fragments MIS 165, 169. Le rapport des intensités de ces deux fragments est égal à 1. L'absence du pic 165 et ou une variation sensible de l'intensité de 30 ce pic prouverait la fraude ou des manipulations sur le produit. Exemple 7: Marquage et codage d'un arôme alimentaire On souhaite identifier composition suivante: Composant Acétate d'isoamyle Butyrate d'isoamyle Butyrate d'éthyle Acétate d'éthyle Valérianate d'isoamyle Vanilline Eugénol Cis 3-Hexenol Monopropylène Glycol On choisit l'acétate d'éthyle pour réaliser le marquage. On ajoute au mélange ci-dessus - 1,5g (soit 30% du dérivé isotopique majoritaire) d'un premier dérivé isotopique de l'acétate d'éthyle qui est le dérivé deutérié sur le carbone 1 de l'éthyle par introduction dans la molécule de 2 deutériums, - 5g (dérivé isotopique majoritaire soit 100%) d'un second dérivé 20 isotopique de l'acétate d'éthyle qui est le dérivé deutérié sur l'acide acétique par introduction dans la molécule de 3 deutériums. - 1g (soit 20% du dérivé isotopique majoritaire) d'un troisième dérivé isotopique de l'acétate d'éthyle qui est le dérivé uniformément deutérié sur l'éthyle par introduction dans la molécule de 5 deutériums. - 2,5g (soit 20% du dérivé isotopique majoritaire) d'un quatrième dérivé isotopique de l'acétate d'éthyle qui est le dérivé uniformément deutérié marqué uniformément sur l'acétate d'éthyle par introduction dans la molécule de 8 deutériums, La quantité du mélange de ces 4 entités isotopiques représente 30 1%o (10g) de l'acétate d'éthyle non isotopique initialement contenu dans l'arôme. Le rapport des quantités de ces dérivés isotopiques est de 10%/80%/40%I100%/20%. Par référence au codage de l'exemple 1, le code du 1000Kg d'arôme banane sans alcool, de Poids en kg 10Kg 2Kg 0,5Kg 1 Kg 3Kg 0,5Kg 0,1Kg 0,5Kg 82,4Kg lot est caractérisé par les 4 lettres GUEK. Ce marquage identifie et constitue le code de ce lot. Exemple 8: Identification d'un arôme alimentaire On analyse par GC-MS un échantillon du lot préparé à l'exemple 7. La solution est directement injectée dans le chromatographe et l'on analyse par masse le pic d'acétate d'éthyle. On mesure l'intensité des quatre fragments caractéristiques de l'acétate d'éthyle marqué par le deutérium et plus particulièrement les fragments M/S 90, 91, 93, 96. Le rapport des intensités de ces quatre fragments est égal à 30%1100%/20%150%. Par référence au codage de l'exemple 1, le code est caractérisé par les quatre lettres GUEK; il authentifie le lot testé. Exemple 9: Marquage et codage d'une solution de colorant pour encres On souhaite identifier 200kg de dispersion de colorant pour encre de composition suivante: Composant Poids en kg Regal 660 carbon black 9 Solsperse 5000 0,22 Solsperse 24000 2,26 DPGDA (Diacrylate de dipropylène glycol) 91,88 Triacrylate de triméthylol propane éthoxylé 28, 0 Irgacure 369:1700:819 (1.0:1.0:1.0) 18,0 Diacrylate de néopentyl glycol propyloxylé 44,04 DPHA (hexaacrylate de dipentaérythritol) 6,0 Addid 300 0,6 On choisit l'hexaacrylate de dipentaérythritol pour réaliser le marquage. Ce produit peut être proposé avec 4 masses différentes provenant du marquage de l'acide acrylique par 3 deutériums. Pour ce faire, on a réalisé la synthèse des mono, di, tri, tétra acrylate- D3 de l'hexaacrylate de dipentaérythritol. On ajoute au mélange ci-dessus - 0,4g (soit 10% du dérivé isotopique majoritaire) d'un premier dérivé 5 isotopique de l'hexaacrylate de dipentaérythritol marqué par un acide acrylique trideutérié, soit trois deutériums. - 0,4g (soit 10% du dérivé isotopique majoritaire) d'un second dérivé isotopique de l'hexaacrylate de dipentaérythritol marqué par deux acides acryliques trideutériés, soit six deutériums. - 4g (dérivé isotopique majoritaire soit 100%)) d'un troisième dérivé isotopique de l'hexaacrylate de dipentaérythritol marqué par trois acides acryliques trideutériés, soit neuf deutériums. - 1,2g (soit 30% du dérivé isotopique majoritaire) d'un quatrième dérivé isotopique de l'hexaacrylate de dipentaérythritol marqué par quatre acides 15 acryliques trideutériés, soit douze deutériums. La quantité du mélange de ces 4 entités isotopiques représente 1%o (6g) de l'hexaacrylate de dipentaérythritol non isotopique initialement contenu dans la composition. Le rapport des quantités de ces dérivés isotopiques est de 20 10%/10%1100%/30%. Par référence au codage de l'exemple 1, le code du lot est caractérisé par les 4 lettres CCUG. Ce marquage identifie et constitue le code de ce lot. Exemple 10: Identification d'une solution de colorant pour encres 25 Un échantillon du lot préparé à l'exemple 9 est chromatographié sur une petite colonne de silice (SILICA BP SUP). La fraction contenant l'hexaacrylate de dipentaérythritol est ensuite analysée par GC-MS. L'analyse montre 4 fragments caractéristiques de l'hexaacrylate de dipentaérythritol marqué par le deutérium et plus particulièrement les fragments MIS 581, 584, 587, 590. Le rapport des intensités de ces fragments est de 10%/10%I100%130%. Par référence au codage de l'exemple 1, le code est caractérisé par les cinq lettres CCUG; il authentifie le lot. 13 REVENDICATIONS, 1. Un procédé de marquage d'un produit manufacturé, caractérisé en ce que l'on choisit un composé X qui est un constituant dudit produit manufacturé, et en ce que l'on ajoute à la composition dudit produit manufacturé une quantité déterminée d'un dérivé isotopique dudit composé X ou remplace une partie dudit produit manufacturé par une quantité déterminée d'un dérivé isotopique dudit composé X. 2. Un procédé de marquage selon la revendication 1, caractérisé 10 en ce que le dérivé isotopique est un dérivé dont un ou plusieurs atomes d'hydrogène sont substitués par un ou plusieurs deutérium. 3. Un procédé de marquage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on ajoute à la composition dudit produit manufacturé une quantité déterminée de deux dérivés isotopiques ou plus. 4. Un procédé de marquage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on utilise deux dérivés isotopiques XI et X2 ou plus du même composé X. 5. Un procédé de marquage selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la quantité du ou de chaque dérivé isotopique représente 20 de 10ppm à 10 % du composé X naturel. 6. Un procédé de marquage selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on choisit à titre de composé X un composé présent dans le produit manufacturé mais représentant pondéralement moins de 20 % dudit produit manufacturé 7. Un procédé de marquage selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le produit manufacturé est un mélange de composés comme un colorant, un arôme ou un parfum. 8. Un procédé de marquage selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'on ajoute à la composition dudit produit manufacturé une 30 quantité déterminée de quatre dérivés isotopiques ou plus. 9. Un procédé de vérification de l'identité d'un produit manufacturé dans lequel l'exemplaire original a préalablement été marqué par mise en oeuvre du procédé de marquage tel que défini à l'une des revendications 1 à 8 et dans lequel on procède à une analyse par spectrométrie de masse d'un échantillon du composé X qui est un constituant dudit produit manufacturé et de ses dérivés isotopiques. 10. Un procédé de vérification selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'on effectue une séparation totale ou partielle du composé X et de ses 5 dérivés isotopiques avant d'effectuer l'analyse par spectrométrie de masse.