Exercice 2 : Extraction puis analyse d’un mélange de 3 composés.
Trois composés aromatiques (A, B et C) sont dosés par chromatographie de partage à polarité de phases inversée, avec une phase mobile à base d’eau et de méthanol (MeOH). La détection est réalisée à 245 nm. Avant l’analyse par HPLC, une extraction sur phase solide (SPE) est nécessaire. La phase SPE testée est de type polystyrène-divinylbenzène (figure 1).
La matrice des futurs échantillons étant aqueuse et les principaux interférents solubles dans l’eau, le premier test d’extraction sur phase solide a été réalisé avec une solution témoin aqueuse des composés A, B et C en mélange. Afin d’éviter un changement de solvant avant l’analyse par chromatographie, seul le méthanol a été testé pour éluer les composés de la phase extractrice.
1) Retrouver les différentes étapes de la mise en œuvre d’une extraction par SPE (schéma 1).
2) Les conditions appliquées pour la SPE sont les suivantes :
- Solution témoin déposée : 5 mL
- Lavage à l’eau : 2,5 mL
- Elution: 3 mL de MeOH
- Solution analysée par HPLC ajustée à 10 mL avec de l’eau
Les concentrations des composés A, B et C dans la solution témoin sont reportées dans le tableau 1.
Tableau 1. Concentrations des composés A, B et C dans la solution témoin.
| [A] | [B] | [C] | |
|---|---|---|---|
| Concentration (mg/L) | 51,2 | 51,6 | 49,4 |
Exemple de calcul : [A] = 51,2 mg/L donc dans 5 mL mA = 5 x 51,2/1000 = 0,256 mg = 256 µg
1)La solution (10 mL) obtenue après élution est analysée par HPLC. Les aires des signaux de A, B et C mesurées à partir du chromatogramme sont reportées dans le tableau 2.
Tableau 2. Aires des signaux de A, B et C mesurées sur le chromatogramme.
| A | B | C | |
|---|---|---|---|
| Aire des signaux | 635,71 | 368,03 | 296,20 |
a) A partir de la courbe de calibration, quelle sont les concentrations en composés A, B et C de la solution injectée après extraction par SPE ?
b) Quelle est la quantité de composés d’intérêt dans la solution récupérée après la SPE et analysée par HPLC ?
c) Quelle est la quantité de composés d’intérêt dans la solution récupérée après la SPE et analysée par HPLC ?
Les valeurs de log P (ou log Kow) des composés A, B et C sont reportées dans le tableau 3.
Tableau 3 : valeurs log P
Tableau 3 : valeurs log P
| log P (A) | log P (B) | log P (C) |
|---|---|---|
| 3,4 | 2,6 | 3,2 |
En admettant que les différences de rendement obtenues pour A, B et C sont significatives, que proposez-vous pour optimiser le rendement de A et C ?
Vous déposez moins de solution témoin car une partie des composés A et C n’est pas retenue.
Vous diminuez le volume de lavage à l’eau car une partie des composés A et C est éluée à cette étape
Vous augmentez le volume d’élution au MeOH pour éluer la totalité de A et C Les rendements un peu plus faibles de A et C proviennent très probablement d’une élution incomplète de ces 2 composés qui ont une affinité pour la phase solide apolaire plus grande que B. Log P (A) et Log P (C) > Log P (B). (Voir l’onglet « Pour en savoir plus » / « Paramètres physico-chimiques »)