Development of new methodologies of in-situ electrokinetic preconcentration techniques in capillary electrophoresis for trace analyses
Développement de nouvelles méthodologies de préconcentration électrocinétique in-situ en électrophorèse capillaire pour l'analyse de traces
Résumé
Capillary electrophoresis is a powerful separation technique, but it suffers from a lack of sensitivity when optical detectors are used. In order to resolve this problem, in-situ electrokinetic preconcentration techniques are available. During these researches, some of these techniques had been investigated. First of all, it was shown the coating of silica capillary walls by linear polyacrylamide reduced efficiently the electroosmotic flow even in complex acidic media which improve the electrokinetic preconcentration yields. Secondly, the hyphenation of field amplification with electrokinetic injection and "sweeping" was examined. The mechanism of this technique was deeply studied thanks to chemometric approaches and simulation. The results allowed to clarify the influence of experimental parameters and to simplify the optimization procedure. Following these results, an analytical procedure for the analyses of herbicides in tap water was developed and detection near to the specified level of European Union was obtained without any extraction procedure. Thirdly, it was shown the utilization of ionic liquids in the so-called technique "Micelle to Solvent Stacking" provided sensibility enhancements of 10 by comparison with classical surfactants (application to herbicides and anti-inflammatory drugs). Finally, thanks to the use of a specific aptamer, a proof of concept was developed for the selective preconcentration of Ochratoxine A in wine. This last work open new perspectives for the utilization of these biological tools in capillary electrophoresis.
L'électrophorèse capillaire, quoiqu'étant une technique analytique très puissante, souffre d'un manque en sensibilité avec les détecteurs spectrophotométriques. Pour palier ce problème il est possible d'utiliser des méthodes de préconcentration électrocinétiques in-situ. Les travaux menés au cours de cette thèse se sont attachés à développer de nouvelles méthodologies de préconcentration électrocinétique. Tout d'abord, il a été montré que le greffage des capillaires de silice avec du polyacrylamide linéaire permet en milieu acide complexe de réduire fortement l'écoulement électroosmotique ce qui favorise la mise en œuvre des techniques de préconcentration. Ensuite, le couplage de deux méthodes de préconcentration, l'amplification de champ électrique avec une injection électrocinétique et du sweeping a été examiné. En étudiant le mécanisme grâce à des plans d'expérience et de la simulation, l'influence des paramètres expérimentaux ainsi que leurs rôles ont été éclaircis et la procédure d'optimisation simplifiée. A la suite de ces résultats, une procédure d'analyse d'herbicides présents dans des eaux de distribution a été développée, permettant leur détection à un niveau proche de celui spécifié par l'Union Européenne sans étape préalable d'extraction. Ensuite, l'utilisation de liquides ioniques à longue chaîne pour améliorer la sensibilité d'une méthode appelée " Micelle to Solvent Stacking " a été étudiée et des améliorations d'un facteur 10 ont été obtenues par rapport aux gains obtenus avec des surfactants classiques (application à des herbicides et des anti-inflammatoires). Enfin, pour améliorer les gains en sensibilité avec de plus une spécificité élevée, une preuve de concept a été développée en utilisant un aptamère pour l'analyse sélective d'Ochratoxine A à l'état de trace dans le vin, ce qui ouvre de nouvelles perspectives pour l'utilisation de cet outil biologique en électrophorèse capillaire.