Bibliographie & annexes
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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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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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Conclusion
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4. Domaines d’application
4.1 CPC : une technique préparative
Nous avons pu voir précédemment les spécificités technologiques de la mise en œuvre d’une phase stationnaire liquide en chromatographie. En ce qui concerne l’échantillon traité, la nature liquide de la phase stationnaire offre également deux avantages majeurs :
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une capacité de charge très importante, la surcharge de la colonne n’étant souvent liée qu’à la limite de solubilité du composé dans les phases. Sur une colonne de même volume, il est courant d’injecter une quantité 2 à 10 fois plus importante en CPC qu’en HPLC ;
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la garantie de ne pas perdre d’échantillon. Il n’y a pas d’adsorption non réversible sur la phase stationnaire ou de contamination croisée possible, et si un composé présente une rétention trop forte ou infinie, il peut être extrudé avec la phase stationnaire liquide.
En revanche, deux inconvénients sont également liés à cette nature liquide de la phase stationnaire :
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les cinétiques aux interfaces liquide/liquide étant lentes, les efficacités chromatographiques sont limitées à quelques centaines de plateaux, ce qui ne permet pas une séparation compréhensive d’un grand nombre de molécules ;
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le volume de phase stationnaire étant important, les sépa-rations sont relativement lentes comparées aux techniques chromatographiques sur phase solide.
Ces deux aspects limitants couplés aux avantages précités font de la CPC une technique avant tout préparative, que ce soit en tant que telle (production du mg au kg) ou comme première dimension d’une autre technique pour l’analyse de mélanges très complexes.
HAUT DE PAGE4.2 Produits naturels végétaux
Le principal domaine d’applications de la CPC est le domaine des produits naturels où la sélectivité générée va trouver tout son sens face à la complexité des milieux végétaux.
Garrard ...
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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).
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(2) - GREGORY (J.D.), CRAIG (L.C.) - Counter-current distribution of gramicidin. - Journal of Biological Chemistry, 172, p. 839-840 (1948).
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(3) - ITO (Y.), WEINSTEIN (M.), AOKI (I.), HARADA (R.), KIMURA (E.), NUNOGAKI (K.) - The coil planet centrifuge. - Nature, 212, p. 985-987 (1966).
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(4) - ITO (Y.), BOWMAN (R.L.) - Counter-current chromatography : liquid-liquid partition chromatography without solid support. - Science, 167, p. 281-283 (1970).
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(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,...
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