Chapitre 7
Chromatographie d’exclusion stérique
La chromatographie d’exclusion stérique (CES) permet de séparer les molécules suivant
leur taille. Elle utilise pour cela des phases stationnaires qui comportent des pores dans
lesquels les composés vont pouvoir diffuser, plus ou moins suivant leur volume. La vitesse
de migration d’un composé va donc dépendre, pour une même famille de molécules, de
sa masse moléculaire. Bien que l’efficacité des séparations n’atteigne pas celle que l’on
observe habituellement en CLHP, la CES est devenue irremplaçable aussi bien dans le
domaine de la séparation des macromolécules naturelles que dans l’étude de la répartition
en masses des polymères de synthèse. L’efficacité des séparations n’atteint cependant pas
celle de la CLHP : la différentiation des composés par leur taille n’est pas le procédé
le mieux adapté aux molécules petites ou moyennes. En revanche, elle s’avère très utile
pour beaucoup de produits industriels qui sont des mélanges de substances de masses très
différentes. L’instrumentation est comparable à celle utilisée en CLHP.
7.1 PRINCIPE DE LA CHROMATOGRAPHIE D’EXCLUSION
STÉRIQUE (CES)
La chromatographie d’exclusion stérique (CES) est basée sur la différence de pénétration
des molécules de l’échantillon dans la phase stationnaire (fig. 7.1). La séparation résulte de
l’existence de pores dans la phase stationnaire, dont le diamètre est comparable à celui des
espèces présentes lorsqu’elles sont en solution dans la phase mobile. On désigne la CES par
filtration sur gel quand la phase stationnaire est hydrophile (phase mobile aqueuse) et par
perméation de gel quand elle est hydrophobe (la phase mobile est un solvant organique).
Le volume total V M de phase mobile dans la colonne peut être décomposé en deux parties : le volume interstitiel V I (extérieur aux pores) et le volume V p qui est celui des pores.
V I représente le volume de phase mobile nécessaire pour transporter, d’une extrémité à
l’autre de la colonne, une grosse molécule supposée exclue des pores et V M = V I + V P ,
le volume correspondant pour une petite molécule pouvant rentrer dans tous les pores. Les
volumes d’élution V e sont donc compris entre V I et V M . On a :
V e = V I + K V P
(7.1)
soit
K =
V e − V I
V M − V I
(7.2)
Chromatographie d’exclusion stérique
La chromatographie d’exclusion stérique (CES) permet de séparer les molécules suivant
leur taille. Elle utilise pour cela des phases stationnaires qui comportent des pores dans
lesquels les composés vont pouvoir diffuser, plus ou moins suivant leur volume. La vitesse
de migration d’un composé va donc dépendre, pour une même famille de molécules, de
sa masse moléculaire. Bien que l’efficacité des séparations n’atteigne pas celle que l’on
observe habituellement en CLHP, la CES est devenue irremplaçable aussi bien dans le
domaine de la séparation des macromolécules naturelles que dans l’étude de la répartition
en masses des polymères de synthèse. L’efficacité des séparations n’atteint cependant pas
celle de la CLHP : la différentiation des composés par leur taille n’est pas le procédé
le mieux adapté aux molécules petites ou moyennes. En revanche, elle s’avère très utile
pour beaucoup de produits industriels qui sont des mélanges de substances de masses très
différentes. L’instrumentation est comparable à celle utilisée en CLHP.
7.1 PRINCIPE DE LA CHROMATOGRAPHIE D’EXCLUSION
STÉRIQUE (CES)
La chromatographie d’exclusion stérique (CES) est basée sur la différence de pénétration
des molécules de l’échantillon dans la phase stationnaire (fig. 7.1). La séparation résulte de
l’existence de pores dans la phase stationnaire, dont le diamètre est comparable à celui des
espèces présentes lorsqu’elles sont en solution dans la phase mobile. On désigne la CES par
filtration sur gel quand la phase stationnaire est hydrophile (phase mobile aqueuse) et par
perméation de gel quand elle est hydrophobe (la phase mobile est un solvant organique).
Le volume total V M de phase mobile dans la colonne peut être décomposé en deux parties : le volume interstitiel V I (extérieur aux pores) et le volume V p qui est celui des pores.
V I représente le volume de phase mobile nécessaire pour transporter, d’une extrémité à
l’autre de la colonne, une grosse molécule supposée exclue des pores et V M = V I + V P ,
le volume correspondant pour une petite molécule pouvant rentrer dans tous les pores. Les
volumes d’élution V e sont donc compris entre V I et V M . On a :
V e = V I + K V P
(7.1)
soit
K =
V e − V I
V M − V I
(7.2)