Quel pourrait-être le point commun entre l’environnement, la santé, l’industrie pharmaceutique ou agroalimentaire et l’art ?

Cette question peut sembler étrange à première vue, mais regardons cela de plus près…

Nous sommes de plus en plus informés et conscientisés par rapport à l’importance de pouvoir être rassurés sur la qualité de l’eau ou de l’air, la qualité des médicaments ou des aliments que nous consommons.  Au niveau de notre santé, les progrès des méthodes d’analyse permettent de pouvoir doser des molécules actives dans le corps humain, ce qui contribue entre-autre à l’amélioration de certains traitements pour lutter contre le cancer ou des maladies neurodégénératives.

Comme on le voit, tout ceci nécessite de pouvoir réaliser des analyses sur des échantillons. En fonction des cas et de l’objectif visé, la technique analytique la plus appropriée devra être choisie. Il existe de nombreuses possibilités ; citons par exemple la chromatographie, l’électrophorèse ou la spectrométrie de masse… Parmi celles-ci, intéressons-nous à une des techniques séparatives les plus utilisées : La chromatographie liquide à haute performance (ou HPLC).

Quel lien avec l’art me direz-vous ?  Et bien, saviez-vous que la HPLC peut être utilisée afin d’identifier des colorants ou pigments colorés aussi bien au niveau de l’analyse de textiles préhistoriques ou du moyen-âge qu’au niveau de tableaux afin de valider des certificats d’authentification ou d’améliorer leur restauration ?

Vous avez dit HPLC ?

La chromatographie liquide à haute performance ou HPLC (high pressure liquid chromatography) est une technique analytique qui permet la séparation d’un ou de plusieurs composés d’un mélange en vue de leur identification et de leur quantification.

Elle est largement utilisée dans différents secteurs et domaines (recherche, diagnostic, industrie,…) :

• En diagnostic clinique, directement en lien avec la santé du patient (i.e. analyse et détection de marqueurs spécifiques de certaines maladies, analyses toxicologiques,…).
• En industries pharmaceutiques (analyse et dosage de substances actives, vérification de la pureté d’un médicament en lien avec les exigences légales/affaires réglementaires ainsi que l’assurance et le contrôle qualité et l’analyse de nouvelles molécules en phases de tests pré-cliniques,…).
• En analyses environnementales (analyses toxicologiques et impact au niveau de la santé) comme par exemple la détection de pesticides et autres contaminants dans l’eau.
• En agroalimentaire, analyses d’échantillons permettant de vérifier la conformité avec les exigences légales et terme de contamination et/ou de dose acceptées d’engrais, pesticides, antibiotiques, hormones, colorants, conservateurs, antioxydants,…

Comment ça marche ?  Quel est l’appareillage qui permet la séparation des molécules et comment se séparent-elles ?

Comme vous pouvez le visualiser sur ce schéma, un équipement HPLC est constitué de plusieurs éléments dont la pièce maitresse est la colonne chromatographique. C’est le siège de la séparation. Cette colonne est placée dans un four dans le but de réaliser la séparation dans des conditions constantes de température. Un système de pompe va faire progresser un liquide composé d’un ou plusieurs solvants, appelé phase mobile, à un débit défini dans la colonne. Un volume précis d’échantillon est quant à lui introduit au moyen d’un injecteur. Enfin, un détecteur et un logiciel informatique vont permettre de visualiser les composés qui sortent de la colonne sous la forme de pics. En règle générale, un détecteur UV-Visible est utilisé mais, pour certaines applications, un détecteur plus sophistiqué et plus sensible comme la spectrométrie de masse, la fluorimétrie ou l’ampérométrie est nécessaire.

Concrètement, comment les molécules se séparent-elles les unes des autres ? Reprenons le schéma et observons comment procéder en pratique pour séparer 3 composés présents dans un mélange. Un volume défini de la solution échantillon est tout d’abord introduit dans le système au moyen de l’injecteur. La phase mobile va alors emmener l’échantillon dans la colonne qui renferme la phase stationnaire, représentée ici par des petites billes qu’on appelle des particules. Ces particules présentent des groupements chimiques de différentes natures. La clé du succès d’une bonne séparation réside dans le choix de cette phase stationnaire. En effet, il est impératif que les composés à séparer aient de l’affinité pour ces groupements chimiques. La discrimination entre molécules sera fonction de leur affinité pour cette phase stationnaire. Plus l’affinité est importante, plus les molécules seront retardées dans la colonne et donc plus tard elles évolueront de la colonne. Dans l’exemple qui nous occupe, nous pouvons voir au moyen du chromatogramme que c’est le composé vert qui interagit le plus avec la phase stationnaire puisque c’est lui qui sort en dernier de la colonne.