Chromatographie

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CHROMATOGRAPHIE

7. Un bref historique

Mikhail Semenovich Tsvet (ou Michael Tswett) en 1903 fut le premier à réaliser par cette technique la séparation de pigments végétaux sur une colonne, un réservoir cylindrique, remplie de particules de carbonate de calcium (figure 3.1). Il fallut attendre par la suite plusieurs années pour un développement substantiel de la chromatographie, développement initié principalement par les travaux de Martin et Synge, en 1941. Ces chercheurs ont découvert que le passage d'un mélange d'acides aminés acétylés au niveau d'une colonne remplie de gel de silice provoquait leur séparation. Ensuite sont nées les techniques de chromatographie en phase gazeuse, sur papier et en couche mince et finalement, la chromatographie HPLC (de l'anglais «High Performance Liquid Chromatography») vers la fin des années 1960. Cette dernière a produit un effet pour le moins explosif dans le monde scientifique, si bien qu'elle connaît aujourd'hui des applications dans tous les secteurs où les sciences comme la chimie et la biologie sont présentes, notamment au niveau de l'industrie pharmaceutique, clinique et alimentaire, l'industrie des polymères et le secteur de la protection de l'environnement.

Figure 3.1. Colonne chromatographique

1848 Way et Thompson: ont découvert le phénomène d’échange ionique en solides

1850-1900 Runge, Schönbein, et Goeppelsroeder: ont étudies l’analyse capillaire sur le papier.

1876 Lemberg: a démontre la réversibilité et la stœchiométrie de l’échange ionique dans le silicate d’aluminium

1892 Reed: a réalise la premier séparation sur colonne: un tube remplis a caolin fut utilise pour séparer un mélange de FeCI3 et CuSO4

1903-1906 Tswett : a réalise la séparation d’un mélange des pigments naturels sur une colonne remplie a alumine. Fut le premier qui a proposer l’utilisation du solvant en chromatographie.

1930-1932 Karrer, Kuhn et Strain: ont réalises des séparations sur le charbon active, sur l’alumine et sur le magnésite

1935 Holmes et Adams: ont réalises la synthèse des résines organiques- échangeurs d’ions

1938 Reichstein: a développe la chromatographie liquide

1938 Izmailov et Schreiber:ont effectue la séparation sur les couches minces d’alumina

1939 Brown: la mise en place de la chromatographie circulaire sur le papier

1940-1943 Tiselius: Devised frontal analysis and method of displacement development.

1941 Martin et Synge: ont développe la chromatographie de partition sur colonne

1944 Consden, Gordon, et Martin: la premier description de la chromatographie de partition sur papier

1947-1950 Boyd, Tompkins, Spedding, Riemann, ont appliqué l’échange ionique pour divers problèmes analytiques

1948 M. Lederer et Linstead:Application de la chromatographie sur papier pour la separation des composes inorganiques

1951 Kirchner: Introduction en chromatographie en couche mince des principes actuels

1952 James et Martin: ont developpes la chromatographie gazeuse

1956 Sober et Peterson: ont prépares l’échangeur ionique de cellulose

1956 Lathe et Ruthven: ont utilises l’amidon naturel et modifie pour séparer les corps d’après leur poids moléculaire

7.1 Définition de la chromatographie

La chromatographie regroupe un ensemble de techniques dont l'objet est de réaliser la séparation des différentes composantes d'un mélange.

La séparation est possible grâce aux différences d'affinité que possèdent les composés pour une phase mobile et une phase stationnaire. Dans le contexte de la chromatographie, le terme «phase» ne réfère ni à une période de temps, ni à un état physique tels les états solides, liquides ou gazeux. Il réfère, dans l'expression «phase stationnaire», à un support, à un matériau, où les molécules à séparer sont retenues. La phase stationnaire est fixe et possède une surface considérable pour permettre de lier une grande quantité de matériel. Plus une molécule possède d'affinité pour la phase stationnaire, plus elle s'y accroche fermement, quel que soit le mécanisme de cette rétention sélective. La «phase mobile» réfère quand à elle à un fluide en déplacement. Il peut s'agir d'un liquide ou d'un gaz. Elle se déplace à la surface d'une mince couche de phase stationnaire ou à travers de multiples particules de phase stationnaire entassées dans une colonne, entraînant avec clic, et tous à peu près à la même vitesse, les composés non retenus à la phase stationnaire.

La chromatographie est essentiellement une technique de séparation physique dont le champ d'application en analyse quantitative est restreint aux situations où la composition du mélange à séparer est connue. Pour identifier des composés séparés par chromatographie, lorsqu'on ignore tout de leur structure chimique, il est fréquent de coupler à la séparation comme telle, une technique d'analyse complémentaire comme par exemple la spectrométrie de masse ou la spectroscopie infrarouge. Nous verrons les principes de ces deux techniques au module suivant.

7.2 Classification des techniques de chromatographie

Les techniques de chromatographie peuvent être subdivisées en plusieurs classes selon un certain nombre de critères. Les plus communs sont:

• la forme physique de la phase stationnaire,

• le mode d'alimentation de l'échantillon,

• l’état physique des phases et leur polarité et finalement, le mécanisme par lequel la séparation entre

• les différents composés s’effectuent.

7.2.1 La forme physique de la phase stationnaire

La

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