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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Intérêt de la SFC pour l’analyse de composés aromatiques halogénés

Nous avons évalué l’intérêt d’une méthode SFC-MS (Supercritical Fluid Chromatography Mass Spectrometry) pour la recherche de composés aromatiques halogénés, impuretés d’un intermédiaire de synthèse d’un principe actif pharmaceutique.

La SFC est une technique de séparation chromatographique où la phase mobile est un fluide porté à l’état supercritique ou subcritique. On utilise couramment le CO2 car son point critique est facilement accessible (31,0°C et 73,8 bars). La phase stationnaire, contenue dans une colonne, peut être constituée de particules solides de granulométrie fine (silice ou graphite poreux par exemple), ou être chimiquement modifiée comme les phases utilisées en chromatographie liquide.

Nous avons développé une méthode sur un système UPC2™ (Waters) couplé à une détection masse (quadripole avec source electrospray).
4 facteurs ont été étudiés : la nature du co-solvant (acétonitrile, méthanol éthanol), le gradient de phase mobile (co-solvant/CO2), la température de colonne et la nature de la colonne (Éthyle pyridine, C18, silice, fluorophenyl) sur la base de trois plans d’expériences définit à partir du logiciel d’optimisation Fusion™ (S-Matrix®). Les réponses étudiées sont le nombre de pics, la résolutions des pics et le temps de rétention du dernier pic.
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Analyse de filtres solaires par SFC (Supercritical Fluid Chromatography)

Dans la continuité de travaux présentés lors d’une journée AFSEP (4 mars 2010) par Eric Lesellier, nous proposons ici la séparation de six filtres solaires. Ces molécules, très utilisées en cosmétique et dermatologie sont habituellement dosées par des méthodes UHPLC phase inverse. Nous nous intéressons à la possibilité d’une méthode alternative en SFC facilement utilisable en analyse de routine.

Nous avons développé une méthode sur un système UPC2™ (Waters) et une colonne Kinétex C18 – 100 x 4,6 mm de granulométrie 2,6µm (Phenomenex).
Le choix d’une colonne Core-shell  permet de travailler avec des diamètres de particules supérieurs tout en conservant une efficacité comparable aux colonnes sub-2µm.
L’augmentation de la granulométrie diminue la perte de charge dans la colonne et élargit les possibilités d’utilisation d’une quantité importante de co-solvant sans dépasser la limite de pression admissible par le système (450 bars).

Nous avons étudié 4 facteurs : la nature du co-solvant (acétonitrile ou méthanol), le gradient de phase mobile (co-solvant/CO2), le débit de phase mobile et la température de colonne sur la base d’un plan d’expérience définit à partir du logiciel d’optimisation Fusion™ (S-Matrix®). Les réponses étudiées sont le nombre de pics, la symétrie des pics et le temps de rétention du dernier pic.

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Utilisation d’un plan d’expériences pour la mise au point d’analyses par SFC

Nous avons déjà présenté les résultats de travaux en SFC (Supercritical Fluid Chromatography) sur la recherche des substances apparentées du Misoprostol (post du 18 avril 2013). Ces résultats ont été obtenus à partir de plans d’expériences dont la mise en oeuvre est  détaillée dans cet article.

Jacques Goupy1, a beaucoup publié sur cette science de l’organisation des essais qu’il définit ainsi :
« le but de cette nouvelle science est l’optimisation du choix des essais et celui de leur enchaînement au cours de l’expérimentation. (…) ce but peut être atteint à condition que l’expérimentateur se conforme à une méthode rigoureuse et qu’il accepte d’abandonner certaines habitudes. Lorsqu’il aura apprécié la puissance et le bien-fondé de cette nouvelle technique, il en deviendra un adepte fervent et un chaud défenseur. »

Pour générer un plan d’expériences, il convient de définir des facteurs dont on étudiera au moins 2 niveaux (haut et bas). Le nombre et la nature des expériences à réaliser sont déterminés par construction matricielle et dépendent du nombre de facteurs et du nombre de niveaux retenus. Chaque expérience conduit à une ou plusieurs réponses à partir desquelles il est possible d’établir un modèle et donc de calculer les valeurs des facteurs pour lesquelles on obtient la (les) réponse (s) optimale (s).

Dans notre cas, les plans d’expériences sont construits en utilisant le logiciel Fusion™ de S-Matrix® initialement conçu pour la chromatographie liquide (HPLC/UHPLC) et les analyses sont conduites sur un système UPC2™ (Waters®).

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Analyse des tocophérols par SFC (Supercritical Fluid Chromatography)

Nous avons évalué l’intérêt de la Supercritical Fluid Chromatography (SFC) ou Chromatographie en Phase Supercritique (CPS) pour l’analyse des tocophérols.

Photo UPC² de WatersLa SFC est une technique de séparation chromatographique où la phase mobile est un fluide porté à l’état supercritique ou subcritique. On utilise couramment le CO2 car son point critique est facilement accessible (31,0°C et 73,8bars1). La phase stationnaire, contenue dans une colonne, peut être constituée de particules solides de granulométrie fine (silice ou graphite poreux par exemple), ou être chimiquement modifiée comme les phases utilisées en chromatographie liquide.

 

formule générale

Les tocophérols sont des composés largement répandus dans le règne végétal. Cette famille comprend 4 substances : l’α-tocophérol (le plus actif et le plus utilisé), le β-tocophérol, le δ-tocophérol et le γ-tocophérol2.
tableau

Ils sont généralement regroupés sous la terminologie de vitamine E. La vitamine E est le principal anti-oxydant de l’organisme.

 

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