Au cours de cette étude de nombreux MIP ont été synthétisés en suivant une procédure de polymérisation par voie radicalaire en bloc décrite en annexe 6. Cette approche consiste à introduire les différents réactifs dont l’AIBN utilisé comme initiateur dans un tube à sceller. La solution est dégazée sous flux d’azote pendant dix minutes avant de mettre le tube au bain marie à 60°C pendant 24 heures pour réaliser une initiation thermique. Ensuite, le polymère est broyé et tamisé pour avoir des
107 particules dont la taille est comprise entre 25 et 36 µm. Afin, d’éliminer les particules les plus fines, une étape de sédimentation est réalisée avec un mélange hydroorganique, méthanol/eau (80/20, v/v). Enfin, 50 mg de particules de polymère sec sont conditionnées entre deux frittés dans des cartouches d’extraction de 1 mL et la molécule empreinte est éliminée en percolant un solvant de lavage approprié. Un polymère de référence, polymère non-imprimé (NIP), est synthétisé en parallèle dans les mêmes conditions sans introduire la molécule empreinte afin de contrôler la sélectivité du support imprimé. De nombreux travaux publiés ont montré que ces NIP peuvent présenter une structure et donc une surface spécifique différente, et souvent plus élevée. Cependant, cela reste un support témoin non idéal mais intéressant pour l’évaluation de la présence de cavités spécifiques au sein d’un MIP. Une autre voie pourrait consister à synthétiser un support avec une autre molécule de taille similaire mais de structure différente. Cependant, cela peut engendrer un coût de synthèse supérieur.
L’ensemble des MIP synthétisés et caractérisés dans cette étude sont présentés dans le Tableau III. 3.
Tableau III. 3. : Synthèses par polymérisation radicalaire réalisées au cours de cette étude.
MIP template monomère Agent réticulant solvant
MIP 1 2,4-DNT 2-VP EGDMA ACN
MIP 2 2,4-DNT MAA EGDMA ACN
MIP 3 2,4-DNT AA EGDMA ACN
MIP 4 2,4-DNT MAA EGDMA DCM
MIP 5 2,4-DNT AA EGDMA Chloroforme
MIP 6 2,4-DNT MAA DVB DCM
MIP 7 2,4-DAT Styrène DVB MeOH
Les MIP 1 à 6 ont été synthétisés avec le 2,4-DNT comme template et différents monomères polaires, la 2-VP, le MAA et l’AA avec un ratio molaire
template/monomère/agent réticulant de 1/4/20. Pour les MIP 1 à 3, les autres réactifs
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l’ACN. Pour les MIP 4 et 5 des solvants plus apolaires ont été employés. Quant au MIP 6, il a été synthétisé avec le DVB comme agent réticulant pour favoriser le développement d’interactions π -π lors de la procédure d’extraction. Enfin, le MIP 7 a été synthétisé dans le but de développer des interactions hydrophobes et de types π -π entre le styrène et un analogue structural du 2,4-DNT, le 2,4-diaminototluène (2,4- DAT), en présence de DVB, dans un ratio molaire de 1/4/20.
La caractérisation des MIP a été réalisée par l’établissement de profils d’élution en analysant par LC/UV toutes les fractions d’extraction, à savoir la solution après percolation (P), la fraction de lavage (L), et la fraction d’élution (E). Pour cela, certaines fractions sont injectées directement et d’autres demandent une évaporation ou une dilution. Le traitement des fractions est décrit en annexe 7.
III. 3. 3. Evaluation des MIP fondés sur une rétention par
interactions polaires
III. 3. 3. 1. Caractérisation des MIP 1, 2 et 3
Les MIP 1, 2 et 3 ont été synthétisés avec le 2-VP, le MAA et l’AA comme monomères fonctionnels accompagnés d’EGDMA et en présence d’ACN, solvant aprotique et moyennement polaire, pour ne pas entrer en compétition avec le monomère lors du développement des interactions monomère-template. Ces MIP diffèrent donc par le monomère employé et sont tous les trois suceptibles de développer des interactions polaires avec la molécule empreinte, le 2,4-DNT. Par ailleurs, le MIP 2 correspond à la synthèse de MIP la plus employée dans la littérature pour développement des cavités sélectives lorsque le développement d’interactions polaires (liaisons hydrogène ou interactions électrostatiques) est recherché.
Des MIP synthétisés avec le MAA ou l’AA et le 2,4,6-TNT ou le 2,4-DNT comme molécule empreinte avec l’EGDMA et l’ACN ont d’ailleurs déjà été employés pour l’extraction de ces composés sur des capteurs en phase gazeuse [181-182] ou dans l’eau [186] et ont ainsi montré la possibilité de les piéger sélectivement, un taux de fixation plus importante ayant été observé sur MIP que sur NIP.
La caractérisation de ces MIP est réalisée en développant une procédure d’extraction comme en SPE sur support conventionnel. Pour cela, le solvant de synthèse est choisi comme solvant de percolation pour favoriser l’établissement des mêmes
109 interactions polaires que celles qui ont pu se former pendant la synthèse. Ainsi, l’ACN dopé avec le 2,4-DNT est donc percolé sur 50 mg de support imprimé. Une solution de lavage composée d’ACN à 10 % de MeOH est ensuite appliquée dans le but d’éliminer les interactions non spécifiques, c'est-à-dire pour rompre les interactions polaires pouvant se développer en dehors des cavités. Pour finir, l’élution est réalisée avec du MeOH pur pour rompre l’ensemble des interactions encore formées entre le 2,4-DNT et les cavités du polymère. Cette procédure a été appliquée aux NIP 1, 2 et 3 en parallèle pour pouvoir montrer la sélectivité des supports imprimés, la solution de lavage devant alors éliminer le 2,4-DNT du NIP tout en maintenant celle-ci fixée sur le MIP. Les profils d’élution obtenus dans ces conditions sur les MIP 1, 2 et 3 sont similaires et il en est de même pour les NIP 1, 2 et 3 c’est pourquoi un seul profil d’élution, correspondant à la moyenne des rendements obtenus dans chaque fraction sur les MIP 1, 2 et 3 d’une part et des NIP 1, 2 et 3 d’autre part, est présenté Figure III. 6 pour les MIP et pour les NIP.
Figure III. 6 : Profils d'élution moyen obtenus avec les MIP 1, 2 et 3 ; P : 1 mL d’ACN dopé avec le 2,4-DNT (500 ng), L : 1 mL d’ACN/MeOH (90/10, v/v) et E : 1 mL de MeOH.
Ce profil montre une perte de 80 % du 2,4-DNT dans la fraction de percolation et les 20 % restant sont récupérés dans la fraction de lavage. Cela traduit une faible rétention du 2,4-DNT sur le MIP. Les taux de récupération obtenus pour chacune des fractions des NIP sont similaires à ceux des MIP ce qui démontre l’absence de cavités au sein des MIP et la faiblesse des interactions polaires formées entre les groupements fonctionnels du 2,4-DNT et le monomère, ce qui nuit à la formation de cavités bien définies lors de la polymérisation.
0 20 40 60 80 100 P L E tau x d e r écu p ér at io n ( % ) MIP NIP
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Aucune optimisation de la procédure d’extraction ne peut ainsi être envisagée pour améliorer ces taux de récupération puisque la perte a lieu à la percolation, étape durant laquelle le solvant le plus favorable au développement des interactions polaires au sein de ce support, c’est-à-dire le solvant de synthèse, a été utilisé. Cependant, l’emploi d’un solvant de synthèse moins polaire que l’ACN pourrait favoriser le développement de cavités lors de la synthèse, ce qui a été envisagé.