Isolement du produit purifié

Isolement du produit purifié

Une fois qu'une méthode de séparation a été développée et mise à l'échelle souhaitée, l'étape finale consiste à isoler ou à collecter le composé d'intérêt. Les fractions peuvent être collectées manuellement par l'opérateur lors du suivi de l'élution des pics, ou la collecte des fractions peut être automatique en fonction du signal du détecteur ou du temps de rétention.

Figure 34. Procédure d'isolement du produit purifié.

Temps d’attente de la fraction

La collecte de fractions se produit lorsque le détecteur repère un pic qui répond aux critères de déclenchement de collecte définis par l'utilisateur. Lorsque le pic est présent dans le détecteur, il n'est pas encore allé jusqu'au collecteur de fractions. Si un collecteur de fractions se déclenche trop tôt, il risque de manquer le pic. Un temps d'attente de la fraction spécifique au système doit être déterminé au préalable afin de synchroniser correctement la collecte des fractions. L'une des méthodes d'étalonnage consiste à injecter un colorant concentré et à comparer le temps qu'il lui faut pour être repéré par le détecteur et celui qu'il met pour atteindre le collecteur de fractions. L'étalonnage du temps d'attente de la fraction est généralement un procédé ponctuel. Une fois entré dans le logiciel, il peut être recalculé pour n'importe quel débit. Le temps d'attente de la fraction doit être réétalonné lorsque des modifications sont apportées au circuit fluidique entre le détecteur et le collecteur de fractions, par exemple lorsqu'un diviseur de débit est ajouté.

Figure 35. Le segment de débit du système encerclé est celui qui contribue au temps d'attente de la fraction.

Collecte manuelle des fractions

La collecte manuelle est assez simple. L'utilisateur déclenche la commutation de la vanne de dérivation sur le collecteur de fractions tandis que l'élution du composé est surveillée visuellement par le biais d'un logiciel d'instrumentation en ligne qui fournit un graphique du signal en temps réel. La collecte manuelle des fractions permet la plus grande flexibilité, car seules les parties souhaitées de l'analyse de purification sont collectées, mais le manque d'automatisation a tendance à diminuer la vitesse d'analyse.

Collecte de fractions basée sur les pics

Le déclenchement basé sur les pics est un moyen automatique de collecter des fractions en fonction du signal d'un détecteur. Les paramètres utilisés pour décider si un pic du chromatogramme doit déclencher le collecteur de fractions sont généralement la hauteur de pic, le seuil et/ou la pente.

L'approche la plus courante pour la collecte de fractions basée sur les pics se fait en fonction de la hauteur ou du seuil. Dès qu'un signal atteint une hauteur de détection prédéfinie, la collecte des fractions est déclenchée. Lorsque le signal tombe en dessous d'une hauteur prédéfinie, la collecte s'arrête.

La collecte de fractions en fonction de la pente est souvent une méthode de collecte plus exigeante, mais elle peut être utilisée pour collecter des pics qui ne sont pas séparés par rapport à la ligne de base. Lors de la collecte en fonction de la pente, la collecte des fractions est automatiquement déclenchée par le logiciel aux points d'inflexion mathématiques détectés le long de la dérivée première du chromatogramme.

Figure 36. Collecte de fractions basée sur les pics.

Collecte de fractions par détection de masse

Dans la collecte de fractions basée sur la masse, seuls les composés dont la masse souhaitée est définie par l'utilisateur sont recueillis. Par conséquent, la collecte par masse peut être plus efficace que la collecte basée sur les pics. Les exigences relatives à la collecte des fractions basée sur la masse sont résumées comme suit :

  • La masse moléculaire du composé doit être connue.
  • Le composé doit être ionisé pour la détection de masse.
Figure 37. Collecte des fractions basée sur la masse.

Analyse des fractions

Une fois les fractions collectées, elles peuvent être analysées directement dans le récipient de collecte ou le solvant peut être éliminé pour obtenir le produit purifié. Un évaporateur rotatif (ou rotavap) peut être utilisé pour assécher la fraction. Avec cet outil, le solvant est évaporé de l'échantillon et la partie aqueuse est lyophilisée. Si des tampons inorganiques sont utilisés ou si la partie aqueuse est particulièrement importante, la fraction peut être passée à travers une cartouche SPE en phase inverse pour piéger les composés cibles (c'est-à-dire un dessalement). Les composés piégés sont ensuite élués avec une petite quantité de solvant organique, qui peut s'évaporer plus facilement.

Figure 38. Configuration de l'évaporateur rotatif.

Une estimation du rendement peut être déterminée par analyse de fractions à l'aide de diverses techniques analytiques de routine telles que les techniques UV, IR, MS, RMN, l'analyse aux rayons X, le dosage et/ou l'élucidation structurale. Lorsqu'un étalon est disponible, il est facile de comparer directement l'isolat avec les données de la littérature. Cependant, si le composé cible est inconnu, une approche systématique large et exhaustive faisant intervenir diverses techniques physiques, chimiques et spectroscopiques est nécessaire pour établir un profil de pureté et de stabilité.

Équation 14 : % de rendement

Lors de l’analyse de l’isolat, si la pureté, le rendement ou l’activité ne correspondent pas à vos attentes, vérifiez si l’isolat est concerné par les situations suivantes.

  • Des gradients de concentration peuvent se former lors d'un test directement depuis le récipient de collecte. Par conséquent, le résultat de pureté dépend de l'endroit d'où provient l'échantillon dans le récipient de collecte. Les échantillons doivent être bien mélangés avant l'analyse pour obtenir un résultat représentatif.
  • Si l'échantillon est particulièrement soluble dans un solvant fort tel que le DMSO, mais pas dans une phase mobile, la fraction recueillie se cristallisera avec le temps lors de son stockage dans le récipient de collecte. Si la phase liquide est prélevée à des fins d'analyse de pureté et de concentration, les résultats ne seront représentatifs que de la partie soluble.
  • Le composé actif peut également être perdu suite à sa décomposition entre le moment de la collecte, le test de pureté et le test d'activité. Il peut également se décomposer pendant le processus de séchage. Par conséquent, les tests d'activité sont presque toujours effectués avant et après le séchage.
  • Le composé actif est retenu sur la colonne.
  • Le composé actif est instable dans les conditions appliquées pour le processus d'isolement.
  • La solution d'extrait peut ne pas avoir été préparée dans un solvant compatible avec la phase mobile, une précipitation peut donc s'être produite.
  • La majeure partie du composé actif est répartie sur une large gamme de fractions, ce qui implique que les quantités du composé présent dans les fractions sont indétectables.
  • L'activité de l'extrait peut être due à la présence d'autres composés dans l'échantillon brut et non actifs individuellement.
  • L'isolat peut ne pas être aussi pur que prévu s'il a été recueilli à une longueur d'onde UV à laquelle des impuretés éluantes proches n'ont pas été absorbées.

Si l'isolat ne répond pas aux exigences de pureté, de vitesse d'analyse ou de rendement de l'application, une nouvelle purification de l'isolat peut être effectuée en utilisant la même méthode de séparation, ou une nouvelle méthode de séparation globale peut être développée avec une sélectivité de colonne différente. Il appartient au chromatographiste de déterminer le temps et les efforts qu'il souhaite consacrer à la purification afin d'atteindre les objectifs de pureté, de vitesse d'analyse et de rendement souhaités.

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