A l’occasion du 12ème congrès francophone de l’AFSEP sur les sciences séparatives et les couplages, nous avons réalisé un poster qui présente quelques applications de la chromatographie liquide bidimensionnelle à piège. Elles confirment l’intérêt majeur de cette technique, en particulier dans le développement pharmaceutique.
Dans un nouvel article « An improved classification of stationary phase for ultra-high performance supercritical fluid chomatography » paru dans Journal of Chromatography A, 1440 (2016) 212-228, Caroline West, Elise Lemasson, Sophie Bertin, Philippe Henning et Eric Lesellier proposent une classification de 31 colonnes (Waters, Thermo, Phenomenex, Macherey-Nagel…) dédiées à la chromatographie ultra-haute performance en fluide supercritique.
Cet article très intéressant a particulièrement retenu notre attention dans le cadre du développement de méthodes en SFC.
La classification proposée repose sur un LSER (Linear Solvatation Energy Relationships) qui relie la rétention (logk) à un certain nombre de descripteurs.
Les auteurs utilisent les descripteurs classiques (5 descripteurs d’Abraham) auxquels ils ont ajouté 2 termes:
d+ représentant les interactions cations/espèces chargées positivement
d- représentant les interactions anions/espèces chargées négativement.
Pour chaque colonne, les 7 coefficients sont calculés à partir des données de rétention obtenues sur 109 composés (molécules non-ionisables (85) et ionisables (24) dont acides (13) et bases (11)).
Les auteurs illustrent ensuite leur classification par un diagramme araignée à 7 branches.
La progression de la polarité des phases stationnaires se lit de gauche à droite.
La chromatographie par fluide supercritique (SFC) a longtemps été utilisée pour quelques applications très spécifiques comme la séparation d’énantiomères.Depuis 2010 la chromatographie par fluide supercritique est revenue sur le devant de la scène grâce à l’arrivée d’une nouvelle génération d’instruments dédiés à cette technique.
Deux systèmes appartiennent à cette nouvelle génération, la SFC ACQUITY UltraPerfromance Convergence Chromatography (UPC2) de Waters (2012) et le 1260 Infinity Hybrid SFC/UHPLC system d’Agilent Technologies (2010).
Comme son nom l’indique le système d’Agilent est « hybride » et permet de basculer grâce à un système de valve de la SFC à l’UHPLC alors que l’instrument Waters est totalement dédié à la SFC.
En parcourant les notes d’applications de ces deux systèmes pour les années 2012 à 2014, nous en avons recensés 73 qui traitent de l’Acquity UPC2 (contre 336 pour le système UPLC) et 29 pour l’Infinity Hybrid (contre 264 pour le système UHPLC Infinity 1290). Sur ces 102 notes d’application une seule (Waters) traite des acides gras saturés et insaturés. Il nous a donc semblé intéressant de continuer à élargir le portefeuille des applications et des possibilités des nouveaux systèmes SFC en vous présentant nos travaux sur l’analyse d’un ester glycérique d’acide gras utilisé comme épaississant alimentaire (additif E476).
Dans l’article “Modern analytical supercritical fluid chromatography using columns packed with sub-2 µm particles : A tutorial” paru dans la revue Analytica Chimica Acta (824 (2014) 18-35), Lucie Nováková, Alexandre Grand-Guillaume Perrenoud, Isabelle Francois, Caroline West, Eric Lesellier et Davy Guillarme donnent une vue d’ensemble très intéressante des possibilités, limitations et conditions analytiques de la SFC moderne. Nous vous présentons ici un résumé de cet article complété par nos observations d’utilisateurs de cette technique.
La chromatographie par fluide supercritique longtemps utilisée pour quelques applications très spécifiques, comme la séparation d’énantiomères, est aujourd’hui revenue sur le devant de la scène grâce à l’arrivée d’une nouvelle génération d’instruments (nouvelle pompe BPR et UHPLC) et à une multitude de combinaisons possibles entre le solvant de dilution, les colonnes (type et géométrie), le co-solvant (type et pourcentage), la température, le débit, …
Les auteurs nous présentent deux systèmes appartenant à la nouvelle génération d’instrument SFC : l’ACQUITY UltraPerfromance Convergence Chromatography (UPC2) de Waters (2012) et le 1260 Infinity Hybrid SFC/UHPLC system d’Agilent Technologies (2010) qui sont aujourd’hui en compétition. Comme son nom l’indique le système d’Agilent est « hybride » et permet de basculer grâce à un système de valve de la SFC à l’UHPLC alors que l’instrument Waters est totalement dédié à la SFC. Les différences notables entre le système Waters et celui d’Agilent sont la pression et le débit maximal respectivement de 413 bar et 4 mL/min et de 600 bar et 5 mL/min, la pression maximale nous semble être un facteur à améliorer sur les prochaines générations d’instruments.
Les auteurs nous rappellent que l’utilisation du CO2 comme phase mobile peut présenter des difficultés d’élution pour les composés polaires et de haut poids moléculaire. Afin d’augmenter le pouvoir solvant de la phase mobile et de favoriser la solubilité de ces composés, plusieurs co-solvants peuvent être utilisés. Le méthanol est le co-solvant le plus courant pour l’élution des composés polaires. Plus généralement les alcools (caractère donneur d’hydrogène) sont des co-solvants de première intention car ils permettent une grande efficacité sans trop dégrader la sélectivité.
En 2012 Waters introduit le système UPC²™ et une gamme de colonnes dédiées à la chromatographie par fluide supercritique (SFC) : les colonnes Acquity UPC²™. Aujourd’hui une nouvelle génération de colonne voit le jour : les colonnes Acquity UPC² Torus™.
Les 4 colonnes historiques, toujours disponibles, sont les Acquity UPC² BEH, BEH-2-Ethylpyridine, HSS C18 SB (StableBond) et CSH Fluorophényl. Les particules BEH (Bridged Ethylene Hybrid) contiennent des ponts éthane qui forment avec la silice une phase hybride de polyethoxysilane. Les phases BEH et HSS (High Stenght Silica), dites de deuxième génération, sont présentées comme très robustes et résistantes à de très hautes pressions (jusqu’à 15000 psi). La silice CSH (Charged Surface Hybrid), assimilée à une troisième génération de la technologie de particules hybrides, est une BEH à laquelle ont été ajoutées des charges de surface. Il faut noter que ces trois bases de silice ainsi que les différents greffages (à l’exception de l’EP qui est unique à la gamme Acquity UPC²) sont disponibles sur des colonnes pour l’UHPLC et HPLC.
Les colonnes Acquity UPC² Torus (appelées par la suite Torus) sont quant à elles toutes composées d’une base de silice BEH modifiée par une première étape de greffage hydrophile (-CH2-CH2-CH2-O-CH2-CHOH-CH2OH) pour contrôler les caractéristiques de rétention et minimiser les interactions superficielles. Puis vient une seconde étape de greffage qui confère les propriétés de sélectivité. Les groupements disponibles [2-Picolylamine (Torus 2-PIC), Diéthylamine (Torus DEA), 1-Aminoanthracène (Torus 1-AA) et Diol (Torus Diol)] sont inédits et spécifiques à la gamme Torus, ils ne sont donc pas disponibles en UHPLC et HPLC.