Archives quotidiennes : 11 février 2019






SPE, HPLC et Flash Prep LC : les différences entre ces 3 processus séparatifs


1. Les différences entre SPE, HPLC et Flash Prep LC

SPE (pour Sample prep Extraction)

  • Processus séparatif discontinu
  • Analytes de polarités et structures différentes
  • Echantillons de mélanges complexes dans lesquels se trouvent un grand nombre de solutés parasites perturbant la séparation

LC (pour Liquid Chromatography)

  • Processus séparatif continu
  • Analytes de polarités et structures voisines
  • Solutions injectées relativement propres

LC prep & Flash

  • Processus séparatif continu
  • Analytes de polarités et structures voisines
  • Mélanges à purifier plus ou moins propres
 Chromatographie
(HPLC, prep LC, Flash)
Extraction
(SPE,SLE)
Processus séparatifContinuDiscontinu
Solutés dans la colonneToujours en mouvementBloqués puis décrochés
Composition phase mobileSoit constante (analyse isocratique)
Soit changée continûment (gradient)
Changée pas à pas
Type de séparationChromatographie d’élutionChromatographie frontale
Volume de la colonne occupé:
par les analytes
par la seule phase mobile
1 à 2 % (HPLC)
99-98 %(HPLC)
100 %
0 %
Constituants de l’échantillonSolutés de polarités voisinesSolutés de polarités différentes
UtilisationRéutilisable« One Shot »
Coût de fonctionnementMoyen à élevéFaible
Coût de l’appareillageElevéFaible

 

2. SPE & HPLC > Définitions

SPE

Elle sert à pré-séparer des solutés de structures différentes et à les recueillir dans un minimum de solvant. D’où les longueurs très courtes des cartouches de SPE. Pour que la SPE sépare les solutés d’intérêt, on doit travailler avec des facteurs de sélectivité supérieurs à 4. Le mode step gradient facilite la séparation. La SPE est une chromatographie fonctionnant à très grande sélectivité.

HPLC

Compte tenu de l’efficacité des supports de petit diamètre de particules et des longueurs de colonnes usuelles, on percolera la colonne en continu par la phase mobile et on séparera facilement des solutés avec un facteur de sélectivité de 1,05.
En conclusion, les lois permettant de choisir la phase mobile sont les mêmes en LC et en SPE mais elles seront utilisées selon des critères différents.

 

3. Caractéristiques des phases stationnaires utilisées en HPLC, Flash et SPE

 HPLCFlashSPE
Diamètre des particules1,7 à 10 µm15 – 50 µm30 à 140 µm
Compacité du remplissageForte15 – 50 µmForte
Effets extra colonneFaibles (si optimisés)– – –Forts
Longueur de colonne3 à 30 cm5 à 50 cm~ 1 à 2 cm
Efficacité (Nombre de plateaux)5000 à 60001000- 5000~ 10 à 50
Sélectivité nécessaireFaibleMoyenneForte
Polarité des analytesPeu différentePeu différenteTrès différente
Diamètre des pores60 – 150 Å60 – 150 Å60 – 150 Å
Surface spécifique50 – 450 m2/g50 – 450 m2/g500 – 1500 m2>/g

Réalisée en collaboration avec l’Université Paris-Sud, Pr A. Tchapla & Dr S. Héron, LETIAM, IUT d’Orsay, Orsay, France.

 

4. Influence de la taille des particules

En SPE, le diamètre des particules varie de 30 à 140 μm, les longueurs de lit de 1 à 2 cm.

En HPLC, le diamètre des particules est compris entre 1,7 et 5 μm, les longueurs classiques de colonne entre 5 et 25 cm.

En prep LC et Flash, le diamètre des particules varient de 10 à 50 μm, les longueurs des colonnes de 5 à 50 cm.

Pour une même phase stationnaire, si seul le diamètre de particules diffère (mêmes solutés, même phase mobile, même température) :

  • la rétention et la sélectivité ne seront pas affectées
  • la résolution sera changée (les longueurs des colonnes affectent également le nombre de plateaux).
Efficacité théoriqueØ des particulesApplications
5 000 plateaux/m50 µmFlash purification
SPE
20 000 plateaux/m15 µmFlash purification
SPE
prep LC
33 000 plateaux/m10 µmprep LC
80 000 plateaux/m5 µmAnalytique
130 000 plateaux/m3 µmAnalytique
180 000 plateaux/m2,2 µmAnalytique
UHPLC
220 000 plateaux/m1,7 µmUHPLC

Classiquement une colonne d’HPLC analytique de longueur 25 cm, remplie de particules de 5 µm développe une efficacité de l’ordre de 20 000 plateaux en routine. Une cartouche de SPE de longueur 1,25 cm remplie de particules de 50 µm développe une efficacité de l’ordre de 50 plateaux.