L’invention de la chromatographie remonte au début du XXe siècle. Elle est l’œuvre du botaniste russe Mikhail Tswett, qui cherchait à séparer les pigments de couleur composant les végétaux. L’étymologie du mot est grecque, chroma signifiant couleur et graphie se référant au dessin. Ce procédé d’identification a été étendu pour servir à diverses applications et au fonctionnement de divers détecteurs. Qu’est-ce que la chromatographie ? Quelles sont ses différentes phases ? Quels appareils sont-ils conçus sur cette technique ? Voici les réponses !
Quel est le principe de fonctionnement de la chromatographie ?
La chromatographie est une technique de chimie analytique permettant de réaliser une analyse quantitative ou qualitative des matières. L’échantillon étudié est entraîné par l’interaction d’un courant mobile sur une phase stationnaire. Les phases mobiles peuvent être liquides (HPLC), gazeuses (GC) ou d’exclusion stérique SEC). Tandis que le support peut prendre la forme de gélatine, de polymère, de papier ou de silice. Le but de ces procédés multidisciplinaires est de séparer les composants d’un mélange. Les objectifs sont relatifs à la recherche, au contrôle qualité et au développement. Les secteurs d’application sont les suivants :
- agroalimentaire,
- clinique,
- environnement,
- chimie,
- pétrochimie,
- pharmacie.
Plusieurs détecteurs chromatiques sont disponibles en GC, HPLC et SEC pour répondre à tous les besoins.
La chromatographie en phase liquide (HPLC)
L’usage de la chromatographie en phase liquide est fréquent dans les laboratoires d’analyse. Cette technique sert à identifier, séparer et doser les éléments présents dans un mélange. Procédé d’une grande précision, il permet de rechercher les traces aussi infimes soient-elles. La chromatographie peut être couplée à plusieurs types de détecteurs, y compris le tomographe pour aéroport. Cet appareil dispose de capteurs chromatiques capables de saisir jusqu’à un million de points de mesure en une poignée de secondes. D’autres accessoires utilisent également cette technique : citons entre autres le four haute température, le réacteur post colonne et sa pompe ou encore le photo-réacteur post-colonne.
La chromatographie en phase gazeuse (GC)
La chromatographie gazeuse consiste à séparer des molécules composant un mélange. Cette technique est essentiellement utilisée lors de l’analyse de composés gazeux ou volatiles à des fins quantitatives ou qualitatives. Elle est désormais courante dans la plupart des applications des secteurs pétrochimique, chimique et de production de gaz. La liste des détecteurs utilisant la GC est longue : ECD, FID, FPD, NPD, PID, SCD, TCD, VUV… Ce procédé est aussi d’usage dans la spectrométrie de masse, permettant d’identifier aisément les molécules via leur spectre de masse. HTDS propose des appareils de chromatographie en phase gazeuse hautement performants. Toutes les solutions sont disponibles pour la manipulation des échantillons, la détection, la gestion des données, ainsi que les accessoires. Les applications sont nombreuses dans les domaines suivants : les universités, la pétrochimie, la criminalistique, la caractérisation des matériaux ou encore l’agroalimentaire.
La chromatographie d’exclusion stérique (SEC)
Aussi appelée chromatographie sur gel perméable, cette méthode en phase liquide permet la séparation de macromolécules sur la base de leur volume hydrodynamique. La chromatographie d’exclusion stérique est utilisée pour caractériser rapidement la structure et la masse de toutes les catégories de macromolécules : des protéines aux polymères synthétiques, en passant par les polymères naturels.
Les autres techniques de chromatographie
Découlant de ces trois grands types chromatographie, il existe divers autres procédés dont voici un bref aperçu :
- La chromatographie en phase supercritique. Cette méthode utilise un fluide supercritique en guise de phase mobile. Elle requiert une pressurisation de la sortie de colonne.
- La chromatographie sur couche mince ou chromatographie planaire. Cette technique permet la séparation des composants dans un objectif de purification ou d’analyse.
- La chromatographie à échange d’ions sert à isoler un composé chargé électriquement d’un ensemble de molécules chargées.
- La chromatographie bidimensionnelle est le résultat de deux séparations chromatographiques de nature différente.
- La chromatographie chirale. Ce procédé vise à former des liaisons non covalentes entre d’une part l’absorbant et d’autre part les énantiomères du substrat.
- La chromatographie de partage sépare les molécules selon leur répartition ou leur migration différentielle dans deux phases liquides.
- La chromatographie en phase inverse sur laquelle des chaînes alkyles sont greffées.
Dans son acception générale, la chromatographie est un procédé physique de séparation des matières. La technique s’appuie sur les différences d’affinités des composés d’un mélange, à l’égard d’une phase stationnaire et d’une phase mobile. La séparation des substances résulte d’un entraînement en phase mobile. Selon la méthode chromatographique utilisée, elle est la conséquence de deux paramètres : soit de la solubilité différente constatée au cours de chaque phase, soit des successions d’adsorption et de désorption en phase stationnaire.