Préconcentration par extraction dynamique par une phase micellaire

d‟espèce peut être réalisée aussi en utilisant une phase micellaire. Ce concept présenté pour la première fois en 1998 par Quirino et Terabe, puis appelé « sweeping » peut-être défini comme une extraction de proche en proche d‟analytes par une pseudo-phase micellaire qui pénètre dans la zone échantillon et balaye les analytes [148,149].

La Figure I-5 présente les différentes étapes mises en jeu dans des conditions où il n‟y a pas d‟EOF. Le capillaire est tout d‟abord conditionné par l‟électrolyte de séparation contenant des micelles, puis une large zone d‟échantillon dépourvu de micelles est injectée hydrodynamiquement (a). Lors de l‟application de la tension de séparation, les micelles de l‟électrolyte pénètrent dans la zone échantillon et par interactions hydrophobes et/ou

38 électrostatiques entrainent les analytes de proche en proche qui sont ainsi accumulés (b). L‟application continue de la tension entraine ensuite la séparation des analytes par MEKC (c).

Figure I-5 : Schéma de principe de la préconcentration par sweeping avec des micelles anioniques. (a) Conditionnement du capillaire par le BGE contenant des micelles, puis par une grande zone d‟échantillon ne contenant pas de micelle. (b) Application de la tension : les micelles migrent dans la zone échantillon et entrainent de proche en proche les analytes qui sont concentrés. (c) Séparation des analytes focalisés par MEKC.

La préconcentration des analytes est dictée par l‟affinité de ceux-ci pour les micelles, ce qui est traduit par l‟équation ci-dessous :

) 1 ( k C

C_sweep  _inj  (11)

où, Csweep correspond à la concentration des analytes concentrés par les micelles, Cinj la concentration initiale des analytes dans l‟échantillon injecté et k le facteur de rétention [149,150]. Le volume d‟injection maximal dépend alors des facteurs de rétention.

L‟analyse détaillée du mécanisme de cette méthode a révélé que l‟écoulement électroosmotique n‟influence pas les gains en sensibilité obtenus [151]. Il est possible aussi de

39 travailler avec des matrices de conductivité inférieure, égale ou supérieure à celle de l‟électrolyte [152]. Dans ce dernier cas, les micelles, qui entraînent les analytes, sont concentrées par amplification du champ, voire par un mécanisme de t-ITP, si les conditions inhérentes à ce mécanisme sont respectées [153-155]. Il a été montré qu‟avec cette configuration, les analytes ayant de faibles facteurs de rétention peuvent être plus efficacement concentrés [156]. Ceci résulte de l‟augmentation locale de la concentration en micelles et donc de l‟augmentation du facteur de rétention (puisque celui-ci est proportionnel à la concentration en micelle). Toutefois, il y a encore de nombreux doutes quant à l‟avantage réel de cette configuration pour les analytes ayant des facteurs de rétention élevés. En outre, comme mentionné auparavant pour les méthodes d‟amplification du champ, la différence de conductivité entre l‟échantillon et l‟électrolyte ne doit pas être trop grande, sinon des effets néfastes de piston peuvent apparaître.

La nature de la pseudo-phase a une influence sur les facteurs de rétention des analytes et donc sur les gains en sensibilité. Bien que le dodécylsulfate de sodium (SDS) soit généralement utilisé, d‟autres agents ont été présentés : (i) des tensioactifs anioniques tel que l‟octanesulfonate de sodium [157], (ii) des tensioactifs neutres (Brij-35, Brij-38) [158] et des copolymères neutres [159], (iii) des tensioactifs cationiques tels que du bromure de dodécyltriméthylammonium [160] et des liquides ioniques (bromure de 1-cétyl-3- méthylimidazolium) [161]. Dans certains cas, l‟utilisation de tels tensioactifs permet d‟obtenir des gains en sensibilité plus élevés, du fait de l‟augmentation des affinités des analytes pour la phase micellaire.

Plus généralement, une variation de vitesse peut-être obtenue par un phénomène de complexation dynamique, notamment entre un soluté neutre et un agent complexant chargé. Par la suite la séparation peut-être réalisée en CZE. C‟est par exemple le cas avec les ions borate, l‟acide éthylène diamine tétraacétique (EDTA), l‟acide 1,2-diamine tétraacétique, des cyclodextrines chargées [162-164,165]. Le même mécanisme est observé, quoique les équations dictant les concentrations des analytes soient légèrement différentes.

Ainsi, les gains en sensibilité obtenus sont très variables puisqu‟ils dépendent de la nature des analytes et de la phase extractante et peuvent aller de quelques centaines à 10 000 [166-170]. Le sweeping est une méthode très avantageuse car (i) aussi bien les analytes chargés que les neutres sont concentrés (à la différence des méthodes par amplification de champ électrique), (ii) elle est facile à mettre en œuvre, (iii) dans la majorité des cas il n‟est pas nécessaire de dessaler les échantillons et (iv) elle est applicable aux échantillons de grande conductivité (sang, urine…). Dès lors, elle est sûrement la méthode de

40 préconcentration la plus utilisée et les applications sont nombreuses. On peut citer par exemple la détermination de musc dans des produits cosmétiques [167], des benzodiazépines dans l‟urine [168], des antibiotiques dans des perfusions [169], des flavonoïdes dans l‟urine [170].

Récemment, des auteurs ont introduit une variante du sweeping où l‟échantillon injecté et l‟électrolyte ne contiennent pas de micelles, dite « Transient trapping » (tr-trapping) [171]. A la place une courte zone d‟électrolyte contenant des micelles est introduite entre l‟électrolyte et l‟échantillon. L‟étude détaillée du mécanisme par simulation et expériences a révélé qu‟un gradient de concentration en micelles est créé dans cette courte zone parce que la mobilité électrophorétique des micelles est plus faible que celle du co-ion de l‟électrolyte. En conséquence, les analytes qui entrent dans cette zone sont piégés, donc concentrés, pendant un certain temps avant d‟être ensuite relâchés et la séparation se poursuit. La durée pendant laquelle les analytes sont piégés dépend des conditions opératoires (concentration en micelles, conductivité de l‟électrolyte et de l‟échantillon, mobilité électrophorétique du co-ion de l‟électrolyte), mais aussi de la nature des analytes, c'est-à-dire de l‟affinité que ceux-ci ont pour la phase micellaire [172]. Le mécanisme se rapproche donc très fortement du sweeping et des gains en sensibilité de l‟ordre de 400 ont été rapportés pour l‟analyse de pigments dans des eaux ultra-pures [171]. Cette configuration est sûrement une nouvelle voie très intéressante pour l‟avenir, car, comme les micelles ne sont pas présentes dans l‟électrolyte, le couplage avec la spectrométrie de masse semble tout à fait envisageable.

I.4.3. Préconcentration par déplacement d’un équilibre de distribution