Les nanotubes de carbone en analyse séparative : Revue bibliographique

A.V. Herrera-Herrera, and al. ont réalisé une revue bibliographique couvrant les années 2009-2011 (242 références). Cette revue donne une large vision de l’utilisation des nanotubes de carbone, et de leurs applications les plus récentes en chimie analytique. Ils se sont particulièrement attardés à leurs utilisations en chromatographie, en SPE/SPME (Solid Phase Extraction / Solid Phase Micro-Extraction), et en EC/EKC (électrophorèse capillaire / électrophorèse capillaire cinétique). Comme nous l’avons vu dans un article précédent (Post du 19.04.12), les nanotubes de carbone peuvent être fonctionnalisés. Ils peuvent également stocker des molécules « hôtes » dans leur cavité intérieure, cette propriété est utilisée pour les extractions de métaux.

Les nanotubes de carbone possèdent des propriétés de sorbants trés intéréssantes en SPE. Leur utilisation est décrite pour l’analyse de composés inorganiques (Ag, As, Sb, Au, Mn, Cd, Pb, Ni, Co, Cu, Cr, Fe, Zn, Hg, Rh) et organiques (pesticides, composés pharmaceutiques).
Certains exemples donnent des limites de détection remarquables : L’analyse du Cadmium et du Plomb dans l’eau par SAA-Electrothermique avec 50mg de MnO2-MWCNTs donne des limites de détection de respectivement 0.15 et 0.44 µg/L. L’analyse du Cadmium dans l’urine par la même technique avec 45mg de MWCNTs (10-20nm) permet même d’atteindre une limite de détection de 0.010 µg/L.

L’utilisation de ces nanotubes pour l’analyse de composés volatils, de protéines, d’ions inorganiques, de pesticides ou de molécules pharmaceutiques est également décrite. A titre d’exemple, on peut citer l’analyse de plusieurs composés organiques volatils dans l’eau par GC-FID avec 200 mg COOH-SWCNTs avec des limites de détection allant de 0.005-0.026 µg/L.

Les nanotubes de carbone sont également utilisés en chromatographie comme phases stationnaires pour améliorer les performances de séparation. Ces phases peuvent être préparées manuellement avec plusieurs méthodes, la polymérisation in situ, l’immobilisation covalente, ou par CVD (« chemical vapor deposition »). La plupart de ces colonnes ont été utilisées pour l’analyse d’alcools, d’esters, de composés aromatiques ou d’alcanes. Dans ce domaine, on peut également retenir  l’analyse de peptides en HPLC-UV, à l’aide d’une colonne préparée avec du NH2-SWCNTs gréffé sur une phase stationnaire de silice par immobilisation covalente. Dans une autre référence, des alcools et des composés aromatiques ont été analysés en GC-FID, à l’aide d’une colonne préparée avec du COOH-MWCNTs.

En EKC, les nanotubes de carbone peuvent être aussi utilisés en tant que phases pseudo-stationnaires. Cependant il apparait difficile d’obtenir des concentrations reproductibles et précises des nanotubes de carbone dans l’electrolyte en raison de leur faible solubilité ce qui implique l’utilisation de tampons complexes.

Source : A.V. Herrera-Herrera, M.A. Gonzalez-Curbelo, J. Hernandez-Borges, M.A. Rodriguez-Delgado. (2012). Carbon nanotubes applications in separation science: a review. Analytica Chimica Acta.

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