Électrophorèse préparative

Le principe de l’électrophorèse, qui est la migration de substances chargées sous l’influence d’un champ électrique continu, a été décrit il y a un siècle par Kohlrausch. Il a fallu attendre jusqu’en 1937 pour que Tiselius montre l’utilité de la méthode à frontière mobile pour séparer les protéines du sérum sanguin. À l’heure actuelle, l’électrophorèse est devenue la méthode analytique la plus employée dans le domaine de la biologie en raison de ses performances et de sa relative simplicité de mise en œuvre. Elle a contribué, ainsi d’ailleurs que la chromatographie, à de grands progrès réalisés en biochimie et en biotechnologie, grâce à la détection et à l’analyse des différents constituants d’un milieu biologique complexe. Là où Tiselius séparait 5 constituants, plus de 1 000 peuvent maintenant être identifiés par électrophorèse bidimensionnelle sur gel.

Ces progrès considérables ont été accomplis grâce à une avancée scientifique tant expérimentale que théorique, mais aussi grâce à une instrumentation de plus en plus sophistiquée.

Les théories sur la mobilité électrophorétique, la migration et la dissociation des électrolytes ont été étendues à tous les types d’électrophorèse (électrophorèse de zone, focalisation isoélectrique, isotachophorèse...). Elles ont permis de simuler le déplacement des produits. Les effets dispersifs, inhérents à tout procédé de séparation, ont été mieux perçus et pris en compte dans les équations de transport. Un effet important, l’électrohydrodynamique, a même été récemment découvert.

Au plan expérimental, des matériaux de plus en plus performants, utilisés pour constituer des gels ou pour revêtir les parois des chambres d’électrophorèse, ont permis de limiter l’adsorption et l’électro‐osmose, et d’améliorer leur durée de vie. De nouvelles méthodes ont été proposées pour caractériser les produits, les désorber et les recueillir. De nouveaux procédés ont été conçus et développés, comme l’électrophorèse capillaire qui connaît actuellement un essor important.

Très performante dans le domaine de l’analyse, l’électrophorèse a donc tout naturellement suscité un intérêt en tant que méthode préparative. Comment passer de l’analyse de quelques nanogrammes ou microgrammes à la production de quelques milligrammes, voire de grammes, tout en conservant la même finesse de séparation ? Pour apporter des réponses à cette question, des chercheurs ont essayé d’extrapoler et d’améliorer les procédés existant dans le domaine analytique ou de développer de nouvelles techniques plus spécialement adaptées aux domaines préparatifs.