Flash Purification : Introduction à cette technique de purification

Origines, de la chromatographie à la Flash Purification :

Le terme “chromatographie” est née en 1906 grâce au botaniste russe Mikhail Tswett. 
Celui-ci utilisait, depuis 1903, des colonnes d’adsorption pour séparer les pigments de plantes. 
En grec ancien, krôma signifie “couleur” et graphein “écrire”, soit littéralement : écrire avec des couleurs. 

La chromatographie est une technique de séparation des composés présents dans un échantillon donné. Celle-ci peut être analytique, on cherche alors à identifier les composés présents, ou préparative, il s’agit dans ce cas de purifier les composés.

Le principe de la chromatographie est le suivant :
Les composés de l’échantillon sont entrainés par une phase mobile (éluant) qui peut être par exemple liquide ou gazeuse au contact d’une phase fixe ( également nommée phase stationnaire). Selon les phases choisies et les caractéristiques des composés, ceux-ci seront élués à des vitesses différentes ce qui permet leur séparation et leur identification.
La vitesse de migration des espèces contenus dans l’échantillon dépend donc de l’interaction avec la phase stationnaire (phénomène d’adsorption ou désorption), la phase mobile ou de leur solubilité. De nombreux facteurs sont donc à prendre en compte pour la réussite d’une chromatographie et le choix des phases doit être adapté.

C’est en 1978, aux Etats-Unis à l’université Columbia que née le terme Flash column Chromatography grâce à W. Clark Still et son équipe. Ils décrivent que lorsque le solvant est conduit dans la colonne par l’application d’une pression positive, cela accélère la phase mobile et  la séparation devient  plus rapide et davantage qualitative.

Qu’est-ce que la Flash chromatographie ? 

Définition :

La Flash chromatographie est une technique utilisée pour purifier un échantillon brut. 
C’est une technique de séparation qui est très appréciée car elle est simple, rapide et peu coûteuse (notamment en comparaison avec l’ HPLC ou encore l’ UPLC ). 

Principe :

La particularité de la Flash chromatographie est qu’elle est basée sur l’interaction entre les composés que l’on souhaite séparer, la phase stationnaire et la phase mobile (le solvant que l’on va passer dans la colonne de Flash chromatographie). La pression nécessaire est faible (moins de 320 psi) comparé à l’HPLC où elle est supérieure à 1000 psi.
Le but est, à partir d’un échantillon brut, d’isoler et obtenir des composés purs .
Il s’agit du même procédé décrit précédemment pour la chromatographie: la séparation des composés d’un échantillon brut se base sur les différentes affinités qu’ont les espèces contenues dans l’échantillon avec la phase mobile et la phase stationnaire. Ces différentes affinités et interactions vont engendrer des migrations qui vont différer selon les espèces en présence.
La séparation n’est possible que si tous les composés ont des propriétés d’adsorption et désorption différentes avec la phase mobile et la phase stationnaire.

Définitions :

Adsorption :  ( à ne pas confondre avec l’absorption) : Phénomène par lequel des solides pulvérulents ou poreux, des solutions retiennent à leur surface des molécules, des ions en phase gazeuse ou liquide.
Désorption : Phénomène inverse de l’adsorption : les liaisons ioniques entre ions, molécules et substrat se brisent et les ions ou molécules précédemment adsorbées se détachent du substrat. 

Au delà de ces interactions, d’autres facteurs sont déterminants pour obtenir des purifications de qualité. Ainsi, la qualité de vos purifications dépendra de votre choix de solvant, de la phase stationnaire, la technique d’injection de votre échantillon sur colonne flash (injection liquide ou dépôt solide) ainsi que des conditions obtenues sur plaque CCM.
Les résultats obtenus en CCM (chromatographie sur couche mince) permettent de prédire l’élution des composés en Flash chromatographie, la corrélation est similaire entre ces deux méthodes.
Raison pour laquelle, il est important de prendre en compte les résultats obtenus en CCM pour obtenir le meilleur Rf ( rapport frontal) pour la purification et permettre une bonne transposition sur colonne Flash.

Les avantages de la Flash chromatographie :

Cette technique de séparation et purification est très populaire dans les laboratoires car ses avantages sont nombreux.

• Grande rapidité de la purification, gain de temps important
• Volume de collecte plus faible
• Temps d’évaporation réduit
• Coût de l’instrumentation très abordable
• Coût des consommables très attractifs, colonne économique
  
• Grande capacité de charge des colonnes
• Colonne réutilisable de très nombreuses fois pour des silices greffés
• Grande diversité de phase stationnaire (Silice vierge, silice greffée (NH2, diol, Cn, …), Alumine, Echange d’ion…)
• Large gamme  (détecteurs, passeur d’échantillons …)
• Développement de méthode aisé (transposition CCM- Flash et HPLC -Flash/Prep)

La purification (Flash chromatographie et LC preparative) & Interchim :