8 • Électrophorèse capillaire et électrochromatographie
125
+
-
enceinte de sécurité
anode
capillaire
électrolyte
alimentation
HT
0-30 kV
sens de migration
cathode
électrolyte
détecteur
longueur utile
longueur totale L
-
+
électrophorégramme
2
6
4
1
0
5
3
2
6
4
1
5
3
35 muA
temps de migration (min)
U
de
mAbs.
mV
S
séparation de cations
tension 20 kV (5µA)
capillaire 75 µm x 60 cm
électrolyte « Ionselect »
conc. 1 ppm pour chaque ion
détection UV 214 nm
1 NH
2 K+
3 Ca++
4 Na+
5 Mg++
6 Li+
4 +
Figure 8.2 Une installation d’électrophorèse capillaire.
L’électrolyte est une solution aqueuse ionique, filtrée, dégazée contenant divers additifs. L’échantillon est introduit dans la partie amont du capillaire (cf. 8.3). Au-delà de
5 − 600 V/cm (ddp totale 30 kV si L = 50 cm) une isolation particulière devient nécessaire pour éviter arcs et fuites de courant en atmosphère humide. La distance effective
de migration est plus courte d’une dizaine de centimètres que la longueur totale L
du capillaire. En bas : un électrophorégramme typique d’une séparation de quelques
cations (ordonnées en unités de milliabsorbance). L’électrolyte est un mélange commercial. La non-symétrie des pics est due à ce que les cations de l’échantillon vont plus vite
que les ions de l’électrolyte. Ils seraient symétriques si ces vitesses étaient pratiquement
identiques (reproduit avec l’autorisation de la société Waters).
8.2 MOBILITÉ ÉLECTROPHORÉTIQUE
ET FLUX ÉLECTRO-OSMOTIQUE
Les particules en suspension dans un liquide, de même que les molécules solvatées, peuvent
porter une charge électrique résultante dont la grandeur et le signe dépendent à la fois de
leur taille, de leur nature et de celle de l’électrolyte, en particulier de son pH (fig. 8.3). Cette
charge provient de la fixation, à leur surface, d’ions contenus dans l’électrolyte tampon.
Sous l’effet de divers phénomènes ou actions agissant simultanément, température, viscosité, différence de potentiel, ces particules vont avoir des vitesses de migration d’autant
plus grandes qu’elles seront plus petites et porteuses de charges plus importantes.
Pour chaque ion la vitesse limite de migration v EP résulte de l’équilibre entre la force
électrique F qui s’exerce dans le champ E sur la particule de charge q, et les forces de
frottement qui découlent de la viscosité h du milieu. La séparation dépend ainsi du rapport
volume/charge de l’ion hydraté. Les espèces neutres se séparent mal entre elles, à moins
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit
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anode
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HT
0-30 kV
sens de migration
cathode
électrolyte
détecteur
longueur utile
longueur totale L
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électrophorégramme
2
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0
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5
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35 muA
temps de migration (min)
U
de
mAbs.
mV
S
séparation de cations
tension 20 kV (5µA)
capillaire 75 µm x 60 cm
électrolyte « Ionselect »
conc. 1 ppm pour chaque ion
détection UV 214 nm
1 NH
2 K+
3 Ca++
4 Na+
5 Mg++
6 Li+
4 +
Figure 8.2 Une installation d’électrophorèse capillaire.
L’électrolyte est une solution aqueuse ionique, filtrée, dégazée contenant divers additifs. L’échantillon est introduit dans la partie amont du capillaire (cf. 8.3). Au-delà de
5 − 600 V/cm (ddp totale 30 kV si L = 50 cm) une isolation particulière devient nécessaire pour éviter arcs et fuites de courant en atmosphère humide. La distance effective
de migration est plus courte d’une dizaine de centimètres que la longueur totale L
du capillaire. En bas : un électrophorégramme typique d’une séparation de quelques
cations (ordonnées en unités de milliabsorbance). L’électrolyte est un mélange commercial. La non-symétrie des pics est due à ce que les cations de l’échantillon vont plus vite
que les ions de l’électrolyte. Ils seraient symétriques si ces vitesses étaient pratiquement
identiques (reproduit avec l’autorisation de la société Waters).
8.2 MOBILITÉ ÉLECTROPHORÉTIQUE
ET FLUX ÉLECTRO-OSMOTIQUE
Les particules en suspension dans un liquide, de même que les molécules solvatées, peuvent
porter une charge électrique résultante dont la grandeur et le signe dépendent à la fois de
leur taille, de leur nature et de celle de l’électrolyte, en particulier de son pH (fig. 8.3). Cette
charge provient de la fixation, à leur surface, d’ions contenus dans l’électrolyte tampon.
Sous l’effet de divers phénomènes ou actions agissant simultanément, température, viscosité, différence de potentiel, ces particules vont avoir des vitesses de migration d’autant
plus grandes qu’elles seront plus petites et porteuses de charges plus importantes.
Pour chaque ion la vitesse limite de migration v EP résulte de l’équilibre entre la force
électrique F qui s’exerce dans le champ E sur la particule de charge q, et les forces de
frottement qui découlent de la viscosité h du milieu. La séparation dépend ainsi du rapport
volume/charge de l’ion hydraté. Les espèces neutres se séparent mal entre elles, à moins
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit