Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
La chromatographie de partage centrifuge, parfois appelée chromatographie à contre-courant, est une technique de séparation chromatographique présentant la particularité de mettre en oeuvre une phase mobile liquide au contact d’une phase stationnaire liquide. Utilisée aussi bien à l’échelle laboratoire qu’industrielle, la colonne biphasique résultante offre des avantages notables en termes de sélectivité et de capacité de charge, tout en nécessitant un appareillage adéquat. Cet article détaille les principes théoriques de la technique, les différents instruments et modes d’utilisation ainsi que quelques exemples d’application. L’objectif est ici d’offrir au lecteur une vue d’ensemble de la chromatographie de partage centrifuge et de son potentiel encore peu exploité.
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Centrifugal partition chromatography, also known as countercurrent chromatography, is a preparative separation technique based on a liquid stationary phase placed in contact with a liquid mobile phase. These features offer very high selectivity and throughput, but require specific instruments. This article sets out the basic principles of this technique, shows its versatility in use, and describes the various technologies. Some examples are given to illustrate its scope of application, which is still barely explored.
Auteur(s)
-
Karine FAURE : Chargée de recherche CNRS Université de Lyon, Institut des sciences analytiques, UMR 5280, CNRS, Université Lyon 1, ENS Lyon, Villeurbanne, France
INTRODUCTION
La chromatographie regroupe une famille de techniques permettant la séparation de molécules selon leur affinité respective envers une phase stationnaire et une phase mobile. Parmi les techniques chromatographiques, la chromatographie de partage centrifuge se distingue par la nature liquide de la phase stationnaire. Technique relativement peu connue, à l’ombre des techniques majeures que sont la chromatographie gazeuse et la chromato-graphie liquide, toutes les deux utilisant des phases stationnaires solides, la chromatographie de partage centrifuge voit dans l’absence de support solide de nombreux avantages, mais également des spécificités à prendre en compte.
Le principe permettant la séparation de solutés en chromatographie de partage centrifuge est extrêmement simple. Un système composé de deux liquides non miscibles en constitue le cœur. L’une des phases liquides est maintenue stationnaire par champ centrifuge tandis que la seconde phase, dite mobile, traverse à l’aide d’un système de pompage, la colonne ainsi créée. Les solutés d’intérêt injectés en tête de colonne vont à la fois migrer au travers de la colonne, entraînés par la phase mobile, et se distribuer tout au long de cette colonne entre les deux phases liquides, selon leurs coefficients de partage. La sélectivité de la colonne vis-à-vis des solutés est liée aux différents coefficients de partage de ces solutés entre les deux phases non miscibles.
Il est important de noter que la colonne biphasique nécessite une technologie spécifique de type centrifuge pour maintenir une phase liquide stationnaire. En revanche, le parc instrumental à la périphérie de la colonne est en tout point commun aux techniques chromatographiques en phase liquide, à savoir un système de pompage et un injecteur en amont, un détecteur et/ou un collecteur en aval. Les différentes options technologiques sont exposées dans cet article.
La nature liquide de la phase stationnaire offre à l’utilisateur des modes d’utilisation originaux et un choix de colonne sans précédent, conduisant à une sélectivité très pertinente de la technique à la/aux molécule(s) visée(s). Exploités dans le domaine des produits naturels, ces avantages ne sont encore que peu perçus dans les autres domaines où la séparation est pourtant une étape cruciale.
Ainsi, par l’exposé des principes et une vision synthétique des domaines d’applications, cet article permet de poser des bases de compréhension de la technique de chromatographie de partage centrifuge et d’appréhender sa complémentarité dans l’éventail des techniques séparatives actuelles.
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KEYWORDS
biomolécules | countercurrent chromatrography | natural products | synthétic products
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Domaines d’application
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3. Différents modes d’utilisation
L’installation d’une colonne de CPC s’effectue par la mise en équilibre fluidique entre la phase stationnaire et la phase mobile. Pour ce faire, la colonne, qu’elle soit rotor ou bobine, est préalablement remplie de phase stationnaire et mise en rotation à la vitesse nécessaire pour obtenir le champ centrifuge souhaité. Puis la phase mobile est introduite par le biais de la pompe, et son entrée va expulser une certaine quantité de phase stationnaire, jusqu’à l’obtention d’un équilibre. La colonne ainsi prête, l’échantillon peut être injecté. Son élution au travers de la colonne peut s’effectuer selon plusieurs modes. Au-delà du mode d’élution isocratique, bien connu des utilisateurs de chromatographie sur phase solide (HPLC), des modes spécifiques à la chromatographie de partage centrifuge peuvent également être mis en place.
3.1 Élution, extrusion et gradient
3.1.1 Élution isocratique et gradient
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Tout comme pour son alter ego l’HPLC, l’élution isocratique en CPC consiste à éluer avec une phase mobile de nature constante les solutés hors de la colonne remplie d’une phase stationnaire également de nature constante. Il convient donc de choisir phase stationnaire et phase mobile de manière à avoir une sélectivité la plus grande tout en conservant des durées d’analyse courtes. Pour cela, les coefficients de partage K des composés d’intérêt doivent être compris entre 0,2 et 10.
Le choix du système solvant qui va constituer les deux phases en présence est alors crucial. En raison de leurs solubilités mutuelles, il n’est pas possible de sélectionner phase mobile et phase stationnaire de manière indépendante. La colonne chromatographique en CPC est obligatoirement un couple phase haute/phase basse de liquides non miscibles. De très nombreuses combinaisons ont été proposées ...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - MARTIN (A.J.P.), SYNGE (R.L.M.) - A new form of chromatogram employing two liquid phases : a theory of chromatography. 2. Application to the micro-determination of the higher monoamino-acids in proteins. - Biochemical Journal, 35, p. 1358-1368 (1941).
-
(2) - GREGORY (J.D.), CRAIG (L.C.) - Counter-current distribution of gramicidin. - Journal of Biological Chemistry, 172, p. 839-840 (1948).
-
(3) - ITO (Y.), WEINSTEIN (M.), AOKI (I.), HARADA (R.), KIMURA (E.), NUNOGAKI (K.) - The coil planet centrifuge. - Nature, 212, p. 985-987 (1966).
-
(4) - ITO (Y.), BOWMAN (R.L.) - Counter-current chromatography : liquid-liquid partition chromatography without solid support. - Science, 167, p. 281-283 (1970).
-
(5) - FAURE (K.M.N.), MEUCCI (J.), BERTHOD (A.) - Solvent Selection in counter-current chromatography using small-volume hydrostatic columns. - LCGC North America, 31 (2013).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
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Chromatographie de partage centrifuge. Chromatographie liquide sans support solide.
ANNEXES
The International Counter-current Chromatography Conference a lieu tous les deux ans (années paires).
HAUT DE PAGE
Instruments CCC hydrodynamiques
US 3775309 - 1973 - Counter-current chromatography with flow-through coil planet centrifuge – R. Bowman, Y. Ito
WO 2006045993 - 2006 - Centrifuge apparatus – Dynamics Extractions Ltd.
Instruments CPC hydrostatiques
US 4968428 - 1989 - Centrifugal counter-current distribution chromatography-Sanki Engineering, Ltd.
FR2791578 - 2000 - Dispositif amélioré de chromatographie de partage centrifuge à cellules – De La Poype François, De La poype Roland, Durand Patrick, Foucault Alain, Legrand Jacq, Patissier Gérard, Rosant Jean Michel
WO 2005011835 - 2005 - Method and device for separating constituents of a liquid charge by means of liquid-liquid centrifuge chromatography François Couillard, Alain Foucault, Daniel Durand, licence Armen Instrment
US 7553421 - 2009 - Method for optimally sizing cells of a centrifugal partition chromatography device – Alain Foucault, Jack Legrand, Luc Marchal, Daniel Durand
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