Evaluation des interactions et choix raisonné des systèmes séparatifs

Le développement rationnel des séparations demande une bonne connaissance des interactions qui les régissent, et des moyens simples et performants pour les comparer afin de choisir rapidement les systèmes potentiellement plus performants lors d’un premier screening de phases stationnaires. 

Parmi ces systèmes, nous nous intéressons plus particulièrement à la chromatographie supercritique (SFC), la chromatographie liquide en phase inverse (RP-LC), la chromatographie liquide d’interaction hydrophile (HILIC) et aux séparations chirales, en SFC et HPLC.

La compréhension de ces systèmes passe par l’analyse du comportement chromatographique de molécules sondes. Pour les phases stationnaires C18 utilisées en RPLC, trois pigments caroténoïdes sont analysés en SFC, et une carte de classification bidimensionnelle compare toutes ces phases simultanément. Pour les autres systèmes, une approche de caractérisation basée sur le modèle LSER (relation linéaire de l’énergie de solvatation) est mise en œuvre: log k = eE + sS + aA +bB + vV. Elle nécessite l’analyse d’un set de composés importants dans des conditions standards, puis le calcul à partir des données de rétention des coefficients proportionnels aux interactions (e transfert de charge, s dipôle-dipôle, a et b acido/basique, v dispersion). Avec cinq descripteurs, ce modèle se révèle performant pour la SFC, et une classification unifiée de tous les types de phase stationnaire est proposée avec la localisation des phases sur un diagramme « spider », qui positionne ces cinq propriétés dans un espace à deux dimensions.

En ajoutant à ce modèle d’autres descripteurs, soit de charge (D+, D-) pour le mode HILIC, soit de forme et de flexibilité (G, F) pour la chromatographie chirale, une évaluation satisfaisante de ces systèmes chromatographiques est obtenue, ainsi que leur classification.

La classification du type spider peut être également appliquée pour comparer les propriétés des solvants, et ainsi faciliter leur choix lors d’extraction liquide-liquide, de CCC, ou pour mieux utiliser des solvants « verts ».

L’étude approfondie des interactions entre la molécule d’intérêt, la phase stationnaire et la phase mobile permet ainsi d’accéder à des méthodes d’extraction (CCC, SPME, MIP, ASE, micro-ondes) et des systèmes séparatifs (HPLC, GC, EC, SFC, HPTLC) optimisés.

Plusieurs approches analytiques (enzyme libre ou immobilisée) sont également utilisées pour mieux connaître les interactions enzyme-substrat ou enzyme-inhibiteur en déterminant leurs constantes cinétiques et d’affinité.