Chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC-MS / GC-MS/MS)
La chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC-MS) est une technique analytique de pointe permettant de séparer, identifier et quantifier avec une grande précision les composés organiques volatils et semi-volatils d’un échantillon. Très utilisée pour l’analyse de traces, la GC-MS s’impose comme une méthode de référence dans les secteurs pharmaceutique, cosmétique, agroalimentaire, environnemental et des matériaux.
A quoi correspondent la GC-MS et la GC-MS/MS ?
La GC-MS (Gas Chromatography – Mass Spectrometry) combine deux étapes analytiques complémentaires :
- La chromatographie gazeuse (GC) sépare les différents constituants d’un mélange en fonction de leur volatilité et de leurs interactions avec une colonne chromatographique.
- La spectrométrie de masse (MS) permet d’identifier chaque composé séparé en mesurant son rapport masse/charge (m/z) après ionisation, et en analysant son spectre de fragmentation.
Chaque composé génère un signal caractéristique, comparé à des bibliothèques spectrales de référence pour une identification fiable, même à l’état de trace.
La version GC-MS/MS (ou tandem MS) ajoute une étape de fragmentation contrôlée des ions, offrant une spécificité accrue et une sensibilité renforcée, particulièrement utile pour les matrices complexes ou les composés à très faible concentration.
Fonctionnement de la méthode GC-MS
L’analyse GC-MS suit plusieurs étapes successives :
- Injection et vaporisation : l’échantillon est injecté dans l’injecteur chauffé et immédiatement vaporisé.
- Séparation chromatographique : les composés migrent dans une colonne capillaire selon leur volatilité et affinité avec la phase stationnaire.
- Ionisation en source MS : les composés séparés sont ionisés (souvent par impact électronique – EI) pour former des fragments caractéristiques.
- Analyse du spectre de masse : chaque ion est détecté selon son rapport masse/charge (m/z), produisant un spectre spécifique.
- Identification et quantification : les spectres sont comparés à des bases de données, ou traités en mode SIM pour une détection ciblée et ultra-sensible.
Caractéristiques techniques de la GC-MS
- Détection ultra-sensible : ng/g à pg/g selon les composés
- Modes d’analyse : scan complet (qualitatif), SIM (quantitatif ciblé)
- Ionisation : impact électronique (EI), ionisation chimique (CI)
- Base de données spectrales : NIST, Wiley, in-house
- Normes associées : Pharmacopée Européenne, USP, ISO, REACH, directives FCM, etc.
- Compatibilité matrices : solides, liquides, extraits, films, échantillons environnementaux
Pour quelles matrices ?
La GC-MS et la GC-MS/MS sont adaptéeq à une grande diversité de matrices, notamment celles contenant des composés volatils ou semi-volatils :
Applications industrielles principales
La GC-MS est utilisée en analyses de routine, développement de produits et expertises réglementaires dans de nombreux secteurs industriels :
Léa Géréec
Référente technique et scientifique