Synthèse et caractérisation de polymères à empreintes moléculaires pour l'extraction sélective de résidus d'explosifs pour le développement de dispositifs de terrain

Depuis une vingtaine d'annees, la societe a subi de nombreux actes terroristes mortels. Encore aujourd'hui, il est parfois difficile d'identifier avec precision la composition de l'engin explosif utilise compte tenu de la complexite des echantillons generes (huile de moteur, sang, debris calcines,.) et de la presence des residus d'explosifs a de faibles concentrations. Une etape de purification de l'echantillon et de preconcentration de ces explosifs est donc necessaire avant leur analyse chromatographique pour permettre une identification et une quantification aisee. L'extraction sur phase solide (SPE) est devenue la methode de choix pour ce type de traitement de l'echantillon. Divers supports d'extraction sont disponibles mais ils peuvent entrainer des coextractions d'interferents genant alors l'analyse. A cet effet, des supports polymeriques, appeles MIP (molecularly imprinted polymers) et generant une retention basee sur un mecanisme de reconnaissance moleculaire, ont ete envisages comme support d'extraction selective des nitroaromatiques, explosifs les plus couramment utilises. Dans un premier temps, des supports synthetises en bloc par voie radicalaire ont ete prepares. La presence unique des groupements nitro des composes cibles n'ont pas permis le developpement d'interactions polaires suffisamment fortes pour obtenir la creation de cavites specifiques lors de la synthese. Seule l'exploitation d'interactions hydrophobes et/ou de type π-π avec le styrene comme monomere a permis de former des cavites selectives vis-a-vis du 2,4-dinitrotoluene (2,4-DNT) et du 2,4,6-trinitrotoluene (2,4,6-TNT) pour entrevoir un faible degre de selectivite lors de l'extraction. En consequence, une toute autre approche de synthese par voie sol-gel a ete envisagee afin d'extraire selectivement les nitroaromatiques des matrices complexes. La synthese de ces supports de silice etant realisee en milieu aqueux, la formation des cavites specifiques a repose sur la forte interaction entre la molecule empreinte (2,4-DNT) et le monomere (phenyltrimethoxysilane) utilise pour le developpement d'interactions hydrophobes et de type π-π. Differents supports ont ete synthetises, notamment avec trois ratios molaires molecule empreinte/monomere/agent reticulant differents et caracterises par l'etablissement de profils d'elution et l'estimation de leur capacite. Au final, un support de silice imprime a permis l'extraction simultanee et selective, pour la premiere fois a notre connaissance, de quatre nitroaromatiques (2,4-DNT, 2,4,6-TNT, le 2,6-DNT et le tetryl) avec des rendements superieurs a 88 ± 4 % (n = 3). Ces resultats ont ete confirmes par l'extraction en milieu reel dans des matrices telles que l'huile de moteur et le sang et par comparaison avec un support conventionnel. Compte tenu du grand potentiel de ce type de support pour l'extraction selective, il a ensuite ete envisage de miniaturiser l'ensemble des outils analytiques afin d'evoluer vers un dispositif de diagnostic de terrain. Pour cela, une extraction en ligne necessitant une faible quantite de support a ete mise en place demontrant ainsi la possibilite de miniaturiser l'etape d'extraction. Dans un second temps, une methode de detection electrochimique du 2,4,6-TNT sur electrode imprimee a ete developpee avec succes. En associant en amont une purification de l'echantillon sur MIS, ce dispositif constitue un premier pas vers le diagnostic de terrain.