Chromatographie haute performance (HPLC)

La chromatographie liquide à haute performance (CLHP) est une technique analytique qui sépare, identifie et quantifie les composants d'un mélange. Il fonctionne sur les principes de la chromatographie liquide-solide ou liquide-liquide, où une phase mobile liquide transporte l'échantillon à travers une phase stationnaire, ce qui entraîne la séparation des composants en fonction de leurs propriétés physicochimiques.

Les systèmes HPLC se composent généralement de plusieurs composants clés. La phase mobile, qui est un solvant ou un mélange de solvants, est délivrée par une pompe haute pression à débit contrôlé. L'échantillon est injecté à l'aide d'un échantillonneur automatique ou d'un injecteur manuel, où il est introduit dans la phase mobile. La phase mobile et l'échantillon passent ensuite dans une colonne remplie de phase stationnaire.

La colonne est un élément clé de la CLHP et peut être garnie de diverses phases stationnaires en fonction du mécanisme de séparation souhaité. La phase stationnaire peut être à base de silice, à base de polymère ou liée à des groupes fonctionnels pour obtenir les caractéristiques de séparation souhaitées.

La détection en HPLC est réalisée à l'aide de diverses techniques, notamment l'absorbance UV-Vis, la fluorescence, l'électrochimie ou la spectrométrie de masse. Les composants d'élution sont détectés et quantifiés en fonction de leurs propriétés physicochimiques et de leurs réponses spécifiques.

L'acquisition et l'analyse des données sont gérées par un système logiciel dédié qui contrôle l'instrument, collecte les données du détecteur et les transforme en chromatogrammes pour l'identification, la quantification et l'analyse des pics.

HPLC englobe plusieurs types, chacun avec son propre mécanisme de séparation et son application :

  • Chromatographie en phase inverse

    En HPLC en phase inverse, une phase stationnaire non polaire (généralement à base de silice ou de polymère avec des fonctionnalités hydrophobes) et une phase mobile polaire (solvant aqueux ou organique) sont utilisées. Les analytes non polaires éluent plus rapidement, tandis que les analytes polaires éluent plus tard. Ce mode est largement utilisé pour séparer les petites molécules organiques, les composés pharmaceutiques et les biomolécules hydrophobes.

  • Chromatographie en phase normale

    La HPLC en phase normale utilise une phase stationnaire polaire (silice ou autre milieu polaire) et une phase mobile non polaire (solvants organiques). Les analytes polaires éluent plus rapidement en raison d'interactions plus fortes avec la phase stationnaire. Cette technique est efficace pour séparer les composés hautement polaires, tels que les sucres, les acides organiques et certains produits naturels.

  • Chromatographie échangeuse d'ions

    La HPLC échangeuse d'ions utilise une phase stationnaire avec des groupes ionisables, tels que des résines chargées positivement ou négativement. Les analytes sont séparés en fonction de leurs propriétés de charge, les analytes de charge opposée étant attirés vers la phase stationnaire de charge opposée. Cette technique est utilisée pour analyser des biomolécules chargées, telles que des protéines, des peptides et des acides nucléiques.

  • Chromatographie d'exclusion de taille (SEC)

    Également connue sous le nom de chromatographie par filtration sur gel, la SEC sépare les analytes en fonction de leur taille ou de leur poids moléculaire. Il utilise une phase stationnaire poreuse qui permet aux plus petites molécules de pénétrer dans les pores, ce qui prolonge leur temps de rétention, tandis que les plus grosses molécules traversent la colonne plus rapidement. La SEC est couramment utilisée pour séparer les biomolécules, les polymères et les nanoparticules.

  • Chromatographie d'affinité

    La chromatographie d'affinité utilise des interactions spécifiques entre un analyte cible et un ligand immobilisé sur la phase stationnaire. Il fournit des séparations hautement sélectives, permettant l'isolement et la purification de biomolécules spécifiques, telles que des anticorps, des enzymes et des récepteurs. La phase stationnaire peut être adaptée pour interagir avec la molécule cible, permettant une séparation et une purification efficaces.

Industries utilisant HPLC

HPLC trouve une application dans diverses industries en raison de sa polyvalence et de ses capacités analytiques. Les industries qui utilisent couramment la HPLC comprennent :
  • Médicaments

    La HPLC joue un rôle vital dans l'analyse pharmaceutique, fournissant des données précises et fiables pour le développement, le contrôle qualité et la formulation de médicaments. Il permet la séparation, l'identification et la quantification des composés médicamenteux et des impuretés. Des techniques HPLC telles que la chromatographie en phase inversée, la chromatographie d'exclusion de taille et la chromatographie d'échange d'ions sont utilisées pour analyser la pureté, la stabilité, la dissolution et la biodisponibilité des médicaments.

  • Essais environnementaux

    La HPLC est largement utilisée dans l'analyse environnementale pour détecter et quantifier les polluants, les pesticides, les herbicides et les contaminants dans diverses matrices telles que le sol, l'eau, l'air et les aliments. Il permet d'évaluer l'impact environnemental, de surveiller la conformité aux normes réglementaires et d'évaluer l'efficacité des processus de remédiation. Les techniques HPLC telles que la chromatographie en phase inverse, en phase normale et par échange d'ions facilitent l'analyse d'échantillons environnementaux complexes.

  • Industrie des aliments et des boissons

    La HPLC est appliquée dans l'industrie alimentaire et des boissons pour le contrôle de la qualité, les tests d'authenticité et l'analyse des additifs, des contaminants, des vitamines, des arômes et des conservateurs. Il aide à garantir la conformité aux réglementations en matière de sécurité alimentaire et vérifie les allégations d'étiquetage des produits. Les techniques HPLC telles que la chromatographie en phase inversée et la chromatographie échangeuse d'ions sont utilisées pour analyser avec précision les échantillons d'aliments et de boissons.

  • Médecine légale

    La HPLC est indispensable dans les laboratoires médico-légaux pour l'analyse des drogues, le dépistage toxicologique, l'identification des substances contrôlées et la mesure des taux d'alcoolémie. Il fournit une identification et une quantification précises des médicaments et des métabolites dans les échantillons biologiques. Des techniques HPLC telles que la chromatographie en phase inverse, l'extraction en phase solide et la chromatographie chirale sont utilisées pour l'analyse médico-légale.

  • Industrie chimique

    La HPLC est utilisée dans l'industrie chimique pour analyser et caractériser les composés chimiques, les polymères et les intermédiaires. Il facilite le contrôle de la qualité, l'optimisation des processus et l'identification des impuretés ou des sous-produits de réaction. Les techniques HPLC telles que la chromatographie en phase inverse, en phase normale et par exclusion de taille sont couramment utilisées dans l'analyse chimique.

  • Biotechnologie et sciences de la vie

    La HPLC est largement utilisée dans la recherche en biotechnologie et en sciences de la vie pour l'analyse de biomolécules telles que les protéines, les peptides, les acides nucléiques, les glucides et les métabolites. Il aide à la purification, à la caractérisation et à la quantification des protéines. Des techniques HPLC telles que la chromatographie en phase inverse, l'échange d'ions et la chromatographie d'exclusion de taille sont utilisées pour l'analyse des biomolécules.

  • Cosmétiques et produits de soins personnels

    La HPLC est utilisée dans l'analyse des ingrédients cosmétiques, des conservateurs, des parfums et des composés actifs dans les produits de soins personnels. Il garantit la sécurité, la qualité et la conformité des produits aux exigences réglementaires. Les techniques HPLC telles que la chromatographie en phase inverse et en phase normale sont utilisées pour l'analyse cosmétique.