Analyse de l’additif E476 par SFC nouvelle génération

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.

UPC waters 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).

SFC agilent

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).

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Analyse des glycols par SFC (Supercritical Fluid Chromatography): une alternative à la CPG

Nous avons évalué la possibilité d’utiliser la technique de Chromatographie en Phase Supercritique (CPS) ou Supercritical Fluid Chromatography (SFC) comme alternative à la Chromatographie en Phase Gazeuse (CPG) largement utilisée aujourd’hui pour l’analyse des glycols.

Du fait de la faible volatilité des glycols, l’utilisation de la CPG nécessite de trouver un compromis entre la technique d’injection, l’utilisation ou pas de la dérivatisation et le type de colonne. On observe également un facteur de tailing important en raison de l’interaction forte avec les groupes fonctionnels des colonnes polaires. Une colonne moins polaire peut être utilisée pour réduire ces interactions, mais cela se fera souvent au détriment de la sélectivité.

SFCMS

La SFC pourrait être une alternative pour l’analyse de ces composés, en éliminant les contraintes liées à l’injection en CPG, tout en gardant une sélectivité importante grâce au large domaine de phase stationnaire disponible dans cette technique.

Les essais ont été réalisés sur un système UPC² (Waters) couplé à un détecteur de masse (simple quadripole). Nous avons évalué la technique sur la séparation de 7 glycols (Hexylène glycol, Ethylhexylglycérine, 1,2-Hexanediol, 1,2-Octanediol, Butylène glycol, 2-Methyl-1,3-propanediol et Propylène glycol). Une mise au point rapide à l’aide d’un plan d’expérience (logiciel Fusion™ de S-Matrix®) a permis de fixer la nature de la colonne, la nature et le pourcentage final de co-solvant dans le gradient et la température de la colonne. De la même manière, les paramètres du détecteur SQD la masse ont été optimisés. En particulier, le débit de la pompe de make-up (apport de liquide pour favoriser l’électrospray), la tension de cône, le débit d’azote, et la fréquence d’acquisition (en dalton/seconde) du signal sont des paramètres ayant un impact sur la réponse des glycols.

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Elaboration et optimisation de méthodes chromatographiques: Fusion AE™ LC Method Development-Principales Fonctionnalités (3)

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Nous avons publié, il y a quelques semaines, une présentation générale de Fusion AE™ LC Method Development. Nous allons maintenant vous présenter certaines grandes fonctionnalités du logiciel.

Celle qui nous parait la plus emblématique est la recherche de solution optimale. Cet outil permet d’obtenir un optimum analytique prenant en compte : les facteurs influents, leurs domaines de variation, les réponses étudiées et l’importance attribuée à chaque réponse. Le résultat apparaît sous la forme de 2 tableaux: un regroupant les réglages de chaque variable (temps de gradient, % de solvant organique, type de colonne, type de solvant, pH, …) à l’optimum et un deuxième  fournissant les prédictions des réponses (résolution, nombre de pics, …).

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Elaboration et optimisation de méthodes chromatographiques: DryLab® vs Fusion AE™ LC Method Development (2)

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Dans la série de nos papiers sur les logiciels d’optimisation en chromatographie liquide, un article* très intéressant de l’équipe du Dr Molnár à paraître dans la revue LC-GC, nous permet de comparer deux des principaux logiciels disponibles : DryLab® et Fusion AE™ LC Method Development.

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L’avènement des principes de « Quality by Design » (QbD) et la généralisation de la sous-traitance ont fait émerger de nouvelles problématiques dans le monde de la chromatographie. Elles peuvent se résumer en deux points : la prédiction de paramètres critiques (QbD) et la robustesse des méthodes d’analyse en vue de leurs transferts inter-laboratoires. Une des possibilités pour répondre à ces problématiques est d’utiliser des logiciels de modélisation. Il est donc utile d’identifier les deux familles de logiciels qui se partagent le marché.

On peut en effet distinguer d’une part les logiciels d’optimisation de méthodes et de modélisation qui s’appuient sur les lois théoriques chromatographiques (à titre d’exemple, on peut citer le logiciel DryLab®, développé par l’institut Molnár) et, d’autre part, des logiciels de plans d’expériences.

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Fusion AE™ LC Method Development : élaboration et optimisation de méthodes chromatographiques (1)

s matrix logoFusion AE™ LC Method Development est un logiciel que nous utilisons systématiquement pour le développement de méthodes d’analyse par plan d’expériences (en HPLC/UHPLC et SFC notamment). Nous vous proposons ici une introduction à ce logiciel en préambule à une série d’articles concernant son utilisation.

Fusion AE™ LC Method Development, développé par S-Matrix®, est un logiciel qui permet l’utilisation des plans d’expériences pour le criblage des paramètres dans l’élaboration et l’optimisation de méthodes d’analyse chromatographique. Sa particularité et son intérêt résident dans la possibilité d’automatiser entièrement la démarche : de la construction du plan à l’analyse des données. Il n’est pas nécessaire d’avoir des connaissances préalables ni des plans d’expériences ni des méthodes statistiques. Sauf erreur de ma part, il est sur ce point sans concurrent.

image blogEn effet, en plus de l’aspect calculatoire et purement mathématique, S-Matrix ® a développé une interface chromatographique d’une simplicité et d’une efficacité redoutable. Un mode automatique prend en charge tous les choix mathématiques et statistiques (type de plan d’expériences, modèle mathématique…) qui pourraient dérouter l’utilisateur non averti. Quant à l’analyse des rapports, Fusion AE™ propose des outils graphiques pour évaluer rapidement l’influence des différents paramètres sur la réponse étudiée.

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