11.23 : Chromatographie en fluide supercritique

La chromatographie en fluide supercritique (SFC) constitue un substitut avantageux à la chromatographie en phase gazeuse (GC) et à la chromatographie liquide (LC) pour certains échantillons, car elle fusionne les principaux attributs des deux techniques. La SFC permet la séparation et l'analyse de composés que la GC ou la LC ne gèrent pas facilement. Ces composés sont traditionnellement non volatils ou thermiquement instables, ce qui rend la GC inadaptée et dépourvue de groupes fonctionnels nécessaires à l'analyse HPLC.

La SFC utilise une phase mobile de fluide supercritique, souvent du CO₂, qui a des propriétés entre celles d'un gaz et d'un liquide. La viscosité du fluide supercritique est la même que celle des gaz, tandis que la densité est plus proche d'un liquide et le coefficient de diffusion est intermédiaire entre le gaz et le liquide. La faible température critique et la pression critique du CO₂ peuvent être facilement atteintes et maintenues.

La SFC offre un meilleur temps d'analyse et une meilleure résolution que la HPLC conventionnelle. Elle convient à l'analyse des composés organiques non polaires et peut également analyser les solutés polaires, y compris un modificateur organique comme le méthanol.

La SFC partage une instrumentation similaire à celle de la GC et de la HPLC, avec l'ajout d'un limiteur de pression qui maintient la pression critique. Les colonnes tubulaires remplies et ouvertes peuvent être utilisées comme phases stationnaires dans la SFC. Dans la SFC, les colonnes remplies offrent un plus grand nombre de plateaux théoriques et peuvent gérer des volumes d'échantillons plus importants que les colonnes tubulaires ouvertes. La faible viscosité des milieux supercritiques rend ces colonnes plus longues que celles que l'on trouve dans la LC. Les colonnes tubulaires ouvertes ressemblent aux colonnes à paroi en silice fondue (FSWC), tandis que les colonnes remplies sont généralement en acier inoxydable. Au départ, la SFC n'utilisait que des phases stationnaires polaires, mais l'utilisation croissante de modificateurs a élargi la gamme de phases applicables. Cela permet de modifier les mécanismes de rétention en ajustant les compositions des phases stationnaires et mobiles, en intégrant de nombreuses phases stationnaires HPLC dans la SFC. La SFC utilise divers détecteurs et permet de séparer de grosses molécules à des températures relativement plus basses, ce qui se traduit par une efficacité accrue et un couplage simplifié avec la MS ou la FT-IR.

Les applications de la SFC comprennent l'analyse des polymères, des combustibles fossiles, des cires, des médicaments et des produits alimentaires.