Nous ne prétendrons jamais que la science est simple. En fait, certaines parties de celui-ci sont si complexes que même les experts ne savent pas comment utiliser des mesures scientifiques éprouvées pour répondre à une question brûlante. C'est souvent le cas de la HPLC (chromatographie liquide haute performance) des polymères.
La HPLC est un type d'analyse chimique extrêmement utile que les scientifiques utilisent souvent pour séparer les composants d'un mélange, identifier ce qu'ils sont et déterminer la quantité de chacun d'entre eux dans une solution. Le test consiste à pomper un solvant liquide sous pression qui contient l'échantillon liquide à travers une colonne remplie d'un matériau adsorbant solide. Les atomes, les ions ou les molécules de chaque composant dans la solution d'échantillon interagiront différemment avec l'adsorbant, entraînant finalement la séparation des composants lorsqu'ils s'écoulent hors de la colonne. Une fois séparés, nous pouvons identifier et mesurer les composants.
Assez chouette, hein? Sauf que la HPLC fonctionne mieux avec de petites molécules, et comme nous le savons, votre molécule de polymère typique est tout sauf petite.
L'analyse HPLC des polymères (autres que les protéines) est rare et très difficile », explique Jason Todd, notre directeur de laboratoire de chromatographie et expert. «Le choix des solvants qui peuvent dissoudre un polymère est généralement très limité, par rapport aux petites molécules, et limite le type de méthode HPLC que vous pouvez utiliser. De plus, les polymères contiennent une distribution de longueurs de chaîne, ce qui entraîne souvent de multiples pics ou un pic très large pendant la séparation HPLC. Nous avons besoin d'un seul pic assez étroit pour quantifier la quantité de chaque polymère présent. Pour atteindre un seul pic étroit pour chaque polymère, il faut beaucoup de développement de méthodes pour trouver la bonne colonne HPLC et les bons solvants de phase mobile. »
Récemment, Polymer Solutions a accepté un travail qui avait bloqué deux autres laboratoires. Le client a demandé à PSI de quantifier les composés conservateurs (parabens) présents dans un nettoyant à base d'eau contenant un polymère. Lors des tests initiaux, le polymère ne s'est pas comporté comme prévu et certains des composés conservateurs n'étaient pas très solubles dans l'eau, ils n'ont donc pas bien réagi lors des tests HPLC.
Après avoir discuté avec les exigences de performance du client et quels essais précédents d'autres laboratoires avaient essayés, l'équipe de PSI a recueilli des informations sur la composition de l'échantillon d'essai et les propriétés des polymères, y compris le poids moléculaire, la composition chimique et la solubilité. Une revue de la littérature a révélé des informations de test utiles pour l'un des polymères, mais rien pour l'autre.
"Au moment où nous commencions le développement de la méthode, j'ai eu la chance d'assister à une conférence technique traitant de l'analyse des polymères, et j'ai pu obtenir des informations précieuses en assistant à des présentations et en discutant avec des experts de premier plan dans le domaine des séparations HPLC polymères, », Explique Jason.
Notre équipe a utilisé des méthodes HPLC orthogonales pour effectuer les premières expériences de dépistage. Nous avons choisi une méthode HPLC pour un développement ultérieur, basée sur ses performances initiales dans la séparation des polymères cibles. Nous avons affiné les paramètres de la méthode jusqu'à ce que nous puissions obtenir des résultats optimaux à partir des tests. Nous avons également développé une méthode pour la préparation des échantillons et des étalons, et effectué des études d'exactitude et de précision pour vérifier que la méthode que nous avions développée conviendrait à son utilisation prévue.
«Cet exemple est typique de notre processus de développement de méthodes», explique Jason. «Nous commençons par identifier l'objectif du client (quantifier les composés conservateurs présents dans une formulation de nettoyant aqueux) et toutes les contraintes connues (telles que la quantité d'échantillon disponible) et les problèmes potentiels (un polymère est présent, ce qui pourrait interférer avec l'analyse). Nous choisissons ensuite une méthode analytique appropriée (HPLC, GC, etc.) en fonction des propriétés physiques (volatilité, absorbance UV) et de la plage de concentration attendue des analytes ciblés. Nous utilisons nos connaissances de la solubilité des polymères pour identifier les solvants et les techniques d'extraction appropriés. Nous procédons ensuite au développement de la méthode, en utilisant nos connaissances et notre expérience pour traiter les problèmes rencontrés en cours de route.
«Notre objectif est d'aboutir à une méthode adaptée à son utilisation prévue, en termes de mesure des concentrations des composés cibles avec une exactitude et une précision acceptables.»
