Outils isotopiques

IsoFind intègre une suite d'outils de calcul isotopique accessibles depuis le menu Outils. Ces calculateurs fonctionnent entièrement en local, sans connexion requise. Ils couvrent quatre domaines : les calculs de masse et de spectrométrie, la conversion entre notations isotopiques, la validation des données de la base, et une console Python interactive pour l'analyse ad hoc.

Figure 1 : Panneau des outils isotopiques avec les quatre onglets principaux.

Outil 1 : Calculateur de masse et spectrométrie

Le premier outil regroupe trois fonctions de calcul liées à la masse moléculaire et à la spectrométrie de masse isotopique.

Recherche m/z

Cet outil identifie les formules moléculaires correspondant à un rapport masse/charge (m/z) donné dans une fenêtre de tolérance exprimée en ppm. Il est utile pour interpréter un pic de spectre de masse dont l'assignation est incertaine.

L'algorithme procède en deux passes. Il commence par une recherche dans un catalogue de molécules connues, puis effectue une décomposition combinatoire des masses possibles sur les éléments chimiquement plausibles dans la plage [m/z - delta, m/z + delta]. Les résultats sont classés par score de plausibilité chimique, puis par erreur résiduelle en ppm. Le tableau retourne les 50 premiers candidats avec leur formule brute, l'attribution du pic isotopique (monoisotopique M, ou M+1, M+2...), la masse exacte calculée, l'erreur en ppm et le type de molécule.

Figure 2 : Résultats d'une recherche m/z avec classement par score de plausibilité.

Calculateur de masse moléculaire

Calcule la masse monoisotopique exacte, la masse moyenne et la distribution isotopique complète (top 10 pics) d'une formule moléculaire. Trois notations d'entrée sont acceptées :

La distribution isotopique affiche le rapport m/z, l'attribution isotopique, l'abondance relative et une barre visuelle proportionnelle. Le pic monoisotopique est mis en évidence. Cette distribution correspond à ce qu'un spectromètre mesurerait pour cette formule à l'état naturel.

Figure 3 : Distribution isotopique calculée pour Sb2O5, avec pic monoisotopique surligné.

Simulateur de signal

Prédit les intensités de signal attendues pour chaque pic isotopique d'une molécule, en fonction d'un signal de référence mesuré sur le pic principal. Utile pour vérifier l'absence d'interférence isobarique ou pour anticiper le signal sur les pics M+1 et M+2 avant une mesure.

L'utilisateur saisit la formule moléculaire et la valeur de signal mesurée sur le pic de référence. L'outil retourne pour chaque pic l'abondance naturelle, le signal attendu en unités absolues et l'intensité relative en pourcentage du maximum.

Outil 2 : Convertisseur isotopique

Le convertisseur unifie dans une seule interface les conversions entre toutes les notations isotopiques courantes, avec gestion des standards de référence et des unités de concentration.

Conversion entre notations (delta, ratio, epsilon, mu, alpha)

L'onglet Notations isotopiques convertit simultanément une valeur saisie dans n'importe quelle notation vers toutes les autres. Il suffit de choisir la notation source, entrer la valeur, indiquer le ratio du standard de référence R_std, et cliquer sur Convertir toutes les notations.

Chaque valeur calculée dispose d'un bouton de copie individuel pour l'insérer directement dans un autre outil ou un tableur.

Figure 4 : Conversion simultanée vers toutes les notations, avec boutons de copie par ligne.

Delta vers ratio et ratio vers delta

L'onglet Delta/Ratio propose deux calculateurs rapides pour les conversions individuelles les plus fréquentes, avec sélection du standard de référence depuis la base intégrée ou depuis la base de données IsoFind.

Chaque résultat affiche la formule utilisée, le nom du standard sélectionné, son R_std et les équivalences immédiates (epsilon, mu pour delta vers ratio ; epsilon, mu, alpha pour ratio vers delta).

Standards de référence intégrés

Les standards suivants sont disponibles nativement. Le bouton "Charger depuis la base" récupère en plus les standards personnalisés enregistrés dans IsoFind.

Conversion de concentrations

L'onglet Concentrations convertit entre toutes les unités de concentration courantes en géochimie. Les conversions qui impliquent des unités molaires requièrent la masse molaire de l'espèce. Les conversions entre unités massiques et volumiques requièrent la densité de la solution (1.0 g/mL par défaut).

Le chemin de conversion est affiché avec la formule intermédiaire, ce qui permet de vérifier la cohérence du calcul. Exemples : C(ppm) = C(mol/L) × M × 1000 / densité pour mol/L vers ppm, et C(mol/L) = C(ppm) × densité / (M × 1000) pour l'inverse.

Outil 3 : Validation des données

Le validateur parcourt automatiquement l'ensemble des échantillons de la base active et signale les problèmes de qualité selon un jeu de règles configurables.

Règles de validation disponibles

Chaque règle peut être activée ou désactivée individuellement avant de lancer la validation. Toutes sont activées par défaut.

Plages de référence utilisées

Les plages de validité et les plages typiques sont définies pour les ratios isotopiques les plus courants :

Résultats et rapport

Une fois la validation terminée, l'onglet Valider affiche un résumé chiffré : nombre d'échantillons valides, nombre d'avertissements et nombre d'erreurs. L'onglet Rapport liste chaque problème avec le nom de l'échantillon, le champ concerné, le message d'erreur et le niveau de sévérité. Le rapport peut être exporté en CSV.

Figure 5 : Rapport de validation avec les erreurs et avertissements listés par échantillon.