Contact LISA: Martin Schwell

PI: M. Schwell

Photobio a pour but d’étudier la photochimie des biomolécules de petite et moyenne tailles (jusqu’à 1000 u.m.a. voire plus) dans l’UV lointain (VUV) en utilisant la spectrométrie de masse à photoionisation avec le rayonnement synchrotron (RS) comme source de lumière VUV accordable.

La motivation générale pour ces travaux est née d’une question fondamentale de l’exobiologie, à savoir quelles seraient les chances de survie de molécules biologiques dans le milieu interstellaire (MIS) ou les atmosphères planétaires et cométaires, vis-à-vis des champs électromagnétiques qui y règnent. Ainsi, explorer la photochimie des molécules biologiques dans le VUV est d’un intérêt considérable à cause de l’apport possible de ces molécules de l’espace vers la Terre jeune (ou vers d’autres corps planétaires), et le rôle qu’elles auraient pu jouer quant à l’origine et lau développement de la vie sur ces corps.

Dans le cadre de ce projet, les biomolécules sont étudiées en phase gazeuse, cette phase étant la seule donnant accès aux propriétés intrinsèques des molécules, comme par exemple les photoréactions élémentaires et leurs rapports de branchement. Le but du présent projet est d’utiliser le spectromètre de masse à temps de vol et coïncidence électron-ion intégré dans l’expérience SAPHIRS, installée sur la ligne DESIRS du synchrotron SOLEIL, et d’y associer une nouvelle source à thermodésorption des nanoparticules biologiques.

La thermodésorption des nanoparticules consistant en biomolécules pures (« nanoparticules biologiques ») est une nouvelle méthodologie très efficace pour mettre ces molécules en phase gazeuse de manière très douce et donc étudier des molécules fragiles et à très faible volatilité. Le but final est de créer une base de données sur la stabilité VUV des espèces prébiotiques telles qu’elles sont postulées par les différentes théories de biogenèse.

Ce projet, qui regroupe au côté des chercheurs du LISA, des chercheurs du Synchrotron Soleil (L. Nahon, G.A. Garcia, F. Gaie-Levrel), et de l’Institut de Chimie des Substances Naturelles de Gif-sur-Yvette (D. Touboul) bénéficie du soutien du GdR Exobiologie et du Programme Interdisciplinaire « Environnements Planétaires et Origine de la Vie » (EPOV).

Figure : Set-up expérimental du projet « PhotoBIO ». Les nanoparticules biologiques sont produites par nébulisation d’une solution aqueuse d’un composé biologique pure. Ensuite, les microgouttelettes produites sont séchées à l’aide d’un dryer à diffusion. Les nanoparticules ainsi produites, consistant d’une substance biologique pure, entrent subséquemment dans l’appareil SAPHIRS (installé de manière permanente sur la lige de lumière SAPHRIS à Soleil. Des éléments nouvellement développés sur SAPHIRS incluent 1) une lentille aérodynamique pour la focalisation spatiale des nanoparticules, 2) un système à détection optique des particules pour l’alignement et le contrôle de la stabilité du jet à particules, et 3) un thermodésorbeur intégré directement dans la source d’ion de SAPHIRS. Les particules impactant y sont vaporisées