– UEVIII : – Sciences analytiques- 2016-2017

2016-2017
Généralités
Généralités
– UEVIII : – Sciences analytiquesSemaine : n°1 (du 05/09/16 au
09/09/16)
Date : 06/09/2016
Heure : de 10h30 à
11h30
Binôme : n°7
Professeur : Pr. GOOSSENS
Correcteur : n°25
Remarques du professeur
•
•
Sciences analytiques : regroupent un grand nombre de méthodes faisant appel au sens de la logique et
non du par cœur.
Ne pas hésiter à envoyer des mails : jean-franç[email protected]
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Fichiers pdf mis sur Moodle après le cours
•
Aller aux ED et aux TP car cela aide à apprendre et surtout poser des questions avant de venir aux TP.
PLAN DU COURS
1)
Introduction :
2)
Les méthodes de séparation
A)
1)
Cas des solides et des liquides
Mélange hétérogène :
1 SOLIDE ET 1 LIQUIDE
2 LIQUIDES NON MISCIBLES
2)
3)
Mélange homogène :
Méthodes physiques et physico-chimiques
A)
Méthodes spectroscopiques (dans l'UV ou dans le visible)
B)
Méthodes d'analyse dans le domaine pharmaceutique
4)
Les sciences analytiques à la faculté de pharmacie
5)
La spectroscopie
A)
Introduction
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2016-2017
1)
Généralités
Introduction :
Sciences analytiques : enchainement de méthodes analytiques qui donnent des informations qualitatives et
quantitatives sur l'échantillon étudié (pouvant être reçu à l'hôpital, en officine, en laboratoire). On peut être amené
à faire des analyses pour détecter un composé nocif ou minéral ou organique.
Informations sur la composition d'un échantillon :
•
Nature : minérale ou organique.
•
Structure : laboratoire, hôpital, officine, industrie pharmaceutique...
•
Fonction biologique : l'échantillon contient-il plutôt de l'ADN ou des protéines ?
•
Quantité: proportion en pourcentages ou en concentration
Comment ça marche ?
Dans tous les cas, une procédure en 3 étapes principales est utilisée
1. Séparation
2. Identification
3. Quantification
Echantillon : lors de l'analyse d'un produit (exemple 500g de poudre), on fait d'abord un échantillonnage : je
prend des échantillons à différents endroits de la poudre. On ne va pas tout analyser pour ne pas perdre l'ensemble.
L'échantillonnage est un processus très utilisé tout au long de la chaine de fabrication d'un médicament.
1. Séparation des constituants d'un mélange : regarder combien de constituants il y a dans la poudre ou dans
le liquide (sels minéraux..). On va mettre en place des méthodes séparatives : premières méthodes
analytiques mises en place pour séparer les différents constituants.
2. Identification : permet de déterminer la nature des différents composés du mélange (minéral, organique,
biologique…). On peut mettre en place 2 types de méthodes :
-Méthodes chimiques : on fait réagir le composé que l'on suppose être présent dans le mélange
pour le détecter. On a déjà une idée de ce que l'on veut identifier. (chimie organique).
-Méthode physique ou physico-chimiques : utilisent les propriétés particulières de la matière.
Exemple : Si je veux identifier un composé coloré : utilisation de l'UV visible pour le détecter.
1. Quantification
2. Interprétation des résultats : méthode statistique. (vu avec Lemdani).
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2016-2017
2)
Généralités
Les méthodes de séparation
A)
Cas des solides et des liquides
Un mélange peut-être solide et liquide : mélange hétérogène.
Un mélange peut-être uniquement liquide : association de plusieurs liquides miscibles : mélange homogène.
1)
Mélange hétérogène :
1 SOLIDE ET 1 LIQUIDE
Utilisation d'un filtre ou par décantation. Si les particules sont trop fines, utilisation de l’attraction terrestre par
décantation puis centrifugation possible pour séparer les constituants.
2 LIQUIDES NON MISCIBLES
Exemple de l'huile et de l'eau.
Il va falloir faire une rupture d'émulsion : utilisation d'une ampoule à décanter laissant l'attraction terrestre faire
son œuvre.
2)
Mélange homogène :
A partir d’un mélange homogène, je peux obtenir un mélange hétérogène en précipitant un des constituants par
ajout d’un élément. On peut ensuite séparer les différents constituants selon les méthodes citées ci-dessus
concernant les mélanges homogènes.
Souvent, (dans 90% das cas), on est confronté à un mélange homogène liquide, on utilise alors des techniques
analytiques
•
Par transfert de phase :
-Liquide/Liquide : si un composé est dans un liquide, j'aurais besoin de le faire passer dans un
autre solvant qui ne soit pas de l'eau. J’aurai alors un transfert d'une phase aqueuse à organique. On parle
d'extraction liquide-liquide (ELL). Bien sur les solvants ne doivent pas être miscibles.
-Liquide/solide : le composé était dans un liquide, je vais le faire traverser sur un solide qui
piègera le composé. (Ex : charbon actif).
•
Par technique membranaire
•
Par chromatographie : basée sur ces notions d'extraction liquide/solide.
•
Par électrophorèse capillaire ? Cf diapo
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Généralités
Dans 10% des cas, il s’agit de l’analyse d'un solide (cas de suicides, toxicologie)
•
Shake-Flask : mise du solide en phase liquide. Par agitation du composé. Extraction liquide-liquide.
•
Soxlhet
•
Extraction sous pression : utilisation d'une pompe pour améliorer le rendu
•
MAE : accélère l'extraction, assisté par les micro-ondes qui donnent de l'énergie au système.
•
Espace de tête (headspace) : transfert de phase liquide-gazeux. Pilulier rendu hermétique, l’espace au
dessus du liquide sera chauffé, les constituants passent alors de l'état liquide à l'état gazeux. On pique dans
le pilulier pour ne récupérer que les gaz.
•
SFE
•
Changement d'état : soit plusieurs liquides aux températures d'ébullition différentes : on va faire une
distillation (ex : alcool distille plus vite qu'une solution aqueuse). Ou alors, par sublimation : passage d'un
liquide à l'état solide.
3)
Méthodes physiques et physico-chimiques
A)
Méthodes spectroscopiques (dans l'UV ou dans le visible)
Très souvent, ces méthodes seront couplées, ajoutées derrière le système séparatif : une chaine d'évènements se
déroule alors : méthode séparative puis physiques.
Si on veut détecter la présence de molécules, un panel de techniques s'ouvre :
•
RMN et spectroscopie
•
Spectrométrie d'absorption dans l'UV et dans le visible
•
Spectrométrie en IR utilisée souvent par les organiciens
•
Spectrométrie de fluorescence :Technique en grande voie de développement permettant de détecter de très
petites quantités.
On retrouve souvent des ions → méthode d'absorption atomique à mettre en place.
La fluorescence X est dédiée à l'étude des atomes alors que la fluorescence tout court est dédiée à l’étude
moléculaire.
Des techniques de pointe se développent au milieu du XXe siècle, beaucoup plus précises et fines (dosages de
composés à très faible concentration). -Techniques vues en ELC comme la spectrométrie de masse.-
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B)
Généralités
Méthodes d'analyse dans le domaine pharmaceutique
Elles sont utilisées dans de nombreux domaines. La pharmacopée européenne est la référence de connaissance
relatant tous les médicaments distribués en Europe (FDA aux USA). Elle sert à fixer les exigences relatives à la
composition qualitative et quantitative des médicaments. Elle couvre les principes actifs mais aussi les excipients.
Texte extrait du diapo : « La Pharmacopée Européenne définit les exigences relatives à la composition qualitative
et quant des médocs, les essais à effectuer sur les médocs et sur les substances et matériaux utilisés pour leurs
fabrication. Elle couvre les substances actives, les excipients et les préparations.... »
Tout au long de la vie du médicament, des méthodes sont utilisées :
1. Recherche fondamentale pour la découverte de nouvelles
Cibles thérapeutiques
Isolement ou synthèse de molécules potentiellement actives
Criblage
2. Essais précliniques (animaux) : étude
De pharmacologie expérimentale (effet de la molécule in vitro ou sur animal)
Toxicologique
Pharmacocinétique (devenir de la molécule dans l'organisme)
3. Essais cliniques (homme) : étude efficacité/tolérance
Analyse biomédicales
4. Mise au point du procédé de fabrication
Etude de stabilité du PA lors des étapes de fabrication
Stabilité lors du stockage
5. Fabrication industrielle
Contrôle qualité de la matière première, produit fini
Exemple de l’asthme :
1- Recherche de protéines dans une biopsie de poumon. Les protéines y sont très nombreuses, il faut donc recourir
à des techniques séparatives pour choisir la cible thérapeutique. Ensuite, il faut synthétiser le pro-médicament
puis mettre en place des techniques pour vérifier que les molécules synthétisées ont bien une action sur la cible
thérapeutique --> Méthode analytique de fluorescence souvent.
2- Identification de la molécule LEAD ou HIIT : tests sur des animaux à doses croissantes (souris) pour
déterminer la dose que l’on pourra administrer à l’homme. Il faudra ensuite doser le composé dans différents
tissus pour vérifier qu’il ne soit pas stocké ou encore éliminé
3- Essais cliniques chez l’homme : il faut encore doser le composé dans le sang
4- Procédé de fabrication : il faut déterminer la durée pendant laquelle le médicament est actif afin de pouvoir
donner une date de péremption.
5- Contrôle du produit fini : du principe actifs mais aussi des excipients
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4)
Généralités
Les sciences analytiques à la faculté de pharmacie
Sciences analytiques :
•
Sciences « fondamentales » sont utilisées par de nombreuses disciplines pharmaceutiques (voir schéma cidessus)
5)
La spectroscopie
A)
Introduction
Spectroscopie ≠ Spectrométrie = mesure
Pour faire une étude spectroscopique j'ai besoin de 2 éléments :
1. Radiation (lumière -UV, visible, IR-) : générée grâce à un appareil : une lampe ou un laser. Elle est
considérée comme un rayonnement électromagnétique. Cette radiation est double ( en RMN on ne
s'intéresse qu'à la composante magnétique et en spectroscopie on s'intéresse qu'à la composante
électronique).
2. Molécule ou atome que je veux analyser. On va la regarder sous sa forme énergétique. (Ex : pour casser
une liaison H-H il me faut de l'énergie : fission nucléaire). Un atome est certes seul mais les électrons qui
gravitent autour du noyau ont eux-mêmes un énergie que l'on pourra étudier.
→ Etude de l’interaction entre la radiation et la matière.
Lors de la mesure de cette interaction, je vais regarder la modification d'énergie de cette matière. Je vais fournir à
la molécule une énergie provenant de la radiation et ensuite étudier la variation d'énergie →la transition
énergétique de la matière.
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