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L’application de la chromatographie en phase gazeuse s’étend dans plusieurs secteurs. En écotoxicologie, la CPG est utilisée pour identifier les composés organiques présents dans l’air. L’industrie pétrochimique l’exploite pour l’analyse des combustibles, tandis que la pharmacologie s'en sert pour évaluer les substances actives. L’analyse fournit des résultats fiables même pour des concentrations infimes.
Devis pour une chromatographie en phase gazeuse
Analyse par chromatographie en phase gazeuse des huiles essentielles
L'analyse par chromatographie en phase gazeuse des huiles essentielles aide à identifier et à quantifier les éléments biochimiques de ces mélanges complexes.
Les médecins se munissent d’un chromatographe en phase gazeuse pour caractériser les propriétés thérapeutiques des essences végétales et s’assurer de leur pureté.
Les essences végétales, dérivées de fleurs, de racines ou de feuilles de plantes contiennent une multitude de molécules. La composition de ces dernières varie selon la nature de la plante, le sol, le climat et la période de récolte.
La chromatographie en phase gazeuse fonctionne en séparant les substances volatiles d'un échantillon d'huile essentielle à l'aide d'une colonne capillaire. Le mélange est injecté dans l'appareil et chauffé à haute température, entre 50 et 250°C.
Tous les éléments se déplacent à des vitesses variables selon leur affinité avec la phase stationnaire et de leur volatilité.
Le contrôle des conditions opératoires, comme la température et le choix du gaz vecteur, promet une dissociation optimale de l’échantillon.
Lors de l’analyse par chromatographie de l'huile essentielle de lavande, le linalol et l'acétate de linalyle sont des indicateurs clés de qualité. L’objectif du diagnostic consiste à vérifier que la concentration de linalol se situe entre 20 et 45 % et celle d'acétate de linalyle entre 25 et 50 %.
Analyse par chromatographie à gaz des pesticides
Une autre application de la chromatographie en phase gazeuse est l’agroalimentaire. Elle permet par exemple de diagnostiquer les résidus de pesticides dans les produits alimentaires.
Les pesticides, tels que les herbicides, insecticides et fongicides, laissent toutefois des traces sur les cultures. Leur contrôle veille alors à ce qu’ils respectent les limites maximales de résidus ou LMR, fixées par la réglementation.
En Europe, les LMR vont de 0,01 à 3 mg/kg selon le type de produit. Pour les fruits et légumes, ils ne dépassent pas les 0,02 mg/kg. Tandis que pour le glyphosate dans les céréales, elles atteignent 10 mg/kg et pour le chlorpyriphos des produits de potager, elles sont estimées à 0,01 mg/kg.
La CPG donne la possibilité de séparer et de reconnaître les antiparasitaires volatils dans un échantillon. Le procédé requiert une purification préalable, comme l'extraction en phase solide ou SPE pour isoler les substances.
L’association de la CPG et de la spectrométrie de masse offre une grande sensibilité et une précision accrue. La solution est ainsi sollicitée dans les laboratoires de contrôle.
Quelles sont les autres applications de la chromatographie en phase gazeuse ?
Dosage de l'éthanol dans les boissons alcoolisées
Avec la technique de l’étalon interne, la CPG quantifie la teneur en éthanol dans des boissons alcoolisées, comme le rhum. Un composé chimique inerte, ajouté à une concentration connue, sert de référence pour calibrer l’analyse par technique séparatives.
Dans un rhum, une analyse typique révèle un rapport aire éthanol/étalon interne de 0,530. La courbe de calibration conclut que la boisson contient 0,49 mL d’éthanol pour 1 mL de liquide, soit un degré alcoolique de 49 %.
Suivi de réactions chimiques
La CPG s’utilise également pour suivre l’avancement des réactions chimiques. Dans la synthèse de l’acétate de benzyle, un échantillon du mélange réactionnel est prélevé à différents intervalles de temps.
Chaque substance est ensuite injectée dans le chromatographe et les chromatogrammes obtenus permettent de visualiser l'évolution des réactifs et des produits au fil du temps.
Des échantillons du mélange réactionnel sont prélevés à t = 10, 20 et 30 min. Les chromatogrammes montrent des pics distincts pour l’alcool benzylique, avec un temps de rétention de 5,60 min, et pour l’acétate de benzyle, à 6,70 min.
Au début de la réaction, l’aire du pic correspondant à l’alcool benzylique domine. Après 20 min, à t = 20 min, il va jusqu’à 360 156 V.s pour l'acétate et 612 436 V.s pour le phénylméthanol.
Contrôle des composés organiques volatils (COV)
La chromatographie en phase gazeuse détecte et évalue les COV dans l’air, l’eau et les sols. Ces composants, issus de la pollution industrielle ou de produits chimiques, peuvent avoir un impact environnemental et sur la santé humaine.
Pendant une étude environnementale, le chromatographe à gaz MS identifie des traces de benzène à des niveaux bas de 0,5 µg/m³ dans l'air ambiant. Dans les eaux souterraines, la teneur de trichloroéthylène doit se situer entre 1 µg/L et 30 µg/L.