CHROMATOGRAPHIE

Appareillage

La phase stationnaire (solide poreux greffé ou non) peut être soit maintenue en couche mince grâce à un liant (d'épaisseur de 100 à 200 μm) sur un support solide (plaque ou baguette) en verre, métal ou polymère organique (cf. Chromatographie planaire), soit placée sans liant à l'intérieur d'une colonne obturée à ses deux extrémités mais perméable à la phase mobile. À part les colonnes en verre, ouvertes (type Tswett : fig. 1) utilisées uniquement à des fins préparatives dans certains laboratoires, deux types de colonnes existent en chromatographie moderne : les colonnes à garnissage pour lesquelles la phase fixe est soit un solide inerte (C.L. d'exclusion), soit un adsorbant pur (C.G.S., C.L.S., C.FSbC.S., C.FSC.S.), soit un liquide (à la température de travail ; C.G.L.), déposé sur un support granulaire poreux dont il représente de 5 à 20 p. 100 en poids, et les colonnes à tube ouvert (colonnes capillaires) pour lesquelles la phase fixe est un film d'épaisseur régulière (allant de 0,1 μm à 5 μm) recouvrant la paroi interne.

Plus récemment, les garnissages (particules poreuses ou monolithes poreux) aussi bien que les parois des tubes capillaires (de silice), qui auparavant étaient enduits, ont été traités chimiquement pour ancrer la phase stationnaire sur le support (C.G.L., C.L.L., C.FSbC.L., C.FSC.L, C.L. échangeuse d'ions, C.L. d'affinité). L'avantage de ces derniers supports est que la phase stationnaire n'est en général plus entraînable par la phase mobile. Cette phase stationnaire greffée est alors assimilée à un liquide, bien qu'elle n'en soit pas réellement un (c'est en fait une couche monomoléculaire ou polymoléculaire fluide, plus ou moins orientée par rapport à la surface solide sur laquelle elle est greffée, ce qui n'est donc pas un liquide à proprement parler, mais n'est pas non plus un solide).

Tout appareil de chromatographie est conçu suivant le même principe (fig. 4). On trouve dans l'ordre :

– Une source de phase mobile (soit un tube de gaz comprimé, soit un ou plusieurs flacons contenant les constituants liquides de la phase mobile reliés à une ou plusieurs pompes à haute pression).

– Un régulateur de débit permettant de délivrer un débit constant dans la colonne [L'écoulement est laminaire. Cependant des développements récents remettent la chromatographie à flux turbulent au goût du jour (cf. mécanique des fluides - Écoulement des fluides visqueux)]. Dans quelques applications, le débit est programmé dans le temps.

– Un injecteur thermostaté ou non : partie de l'appareil où tout l'échantillon à analyser doit être transféré instantanément, à partir d'une seringue, dans la phase mobile sans en arrêter le flux.

– La colonne chromatographique proprement dite placée à l'intérieur d'une enceinte thermorégulée.

– Le détecteur (thermorégulé en chromatographie gazeuse).

– Un intégrateur (ou une station de données) relié au détecteur et délivrant le chromatogramme.

– Un régulateur de pression dans le seul cas de l'utilisation de fluide subcritique et supercritique.

– Un débitmètre, le cas échéant, pour contrôler le débit délivré.

Dans pratiquement toutes les chromatographies, l'écoulement de la phase mobile est gouverné par la différence de pression existant entre la tête et la sortie de colonne. En chromatographie gazeuse, la perte de charge maximale à laquelle les expériences sont couramment menées est de l'ordre de 0,5 MPa (mégapascal ; 5 atmosphères) alors qu'en chromatographie liquide, cette perte de charge maximale est de l'ordre de 40 MPa (400 atmosphères). Cela lui a donné originellement son nom moderne : la chromatographie liquide à haute pression (caractérisée par le sigle anglais : H.P.L.C.). Compte tenu du considérable[...]