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Concept
Chromatographie d'exclusion stérique
Résumé
La chromatographie d'exclusion stérique (SEC pour size exclusion chromatography en anglais) est une méthode de chromatographie en phase liquide permettant de séparer des macromolécules en fonction de leur volume hydrodynamique. Elle est notamment utilisée pour faire l'étude de polymères. Suivant la nature des deux phases en présence, elle est encore désignée par chromatographie sur gel perméable (GPC pour gel permeation chromatography) ou par filtration sur gel (GFC pour gel filtration chromatography).
Contrairement aux méthodes de chromatographie d'affinité (comme l'high performance liquid chromatography), le principal phénomène physique permettant la séparation des différentes macromolécules constituant le polymère n'est pas basé sur l'affinité chimique avec le support, mais idéalement sur la taille des macromolécules en solution (leur volume hydrodynamique). En réalité, ces deux mécanismes de séparation sont continuellement en compétition au sein de la colonne; les conditions expérimentales sont alors établies pour minimiser les mécanismes enthalpiques d'affinité au profit de ceux entropiques d'exclusion stérique.
Le mécanisme d'exclusion stérique est fondé sur l’équilibre thermodynamique entre deux phases, le solvant interstitiel dans le volume mort et le solvant contenu dans le volume poreux . Si est le coefficient de partage, le volume d’élution d’une macromolécule est défini par :
L’évolution du coefficient de partage en fonction, d’une part de la taille de la chaîne macromoléculaire et de sa topologie, d’autre part de la distribution de la taille des pores, a une origine purement entropique. La fonction de partage d’une chaîne de taille donnée, à l’intérieur d’un pore de volume dont la paroi est impénétrable, peut être obtenue par l’énumération de toutes les conformations possibles prises au hasard.
Les macromolécules dessinées en ligne continue correspondent aux conformations autorisées et les macromolécules dessinées en pointillé correspondent aux conformations impossibles car franchissant la paroi.
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