Analyse par polarimétrie dans l’industrie, la recherche et le développement
Analyse des substances optiquement actives par détermination de l’angle de rotation
Un polarimètre est un appareil permettant de déterminer le sens de polarisation de la lumière et le pouvoir rotatoire des substances optiquement actives. Ces substances comprennent notamment les sucres, les acides aminés et d’autres molécules chirales. C’est pourquoi la polarimétrie est une méthode d’analyse importante en chimie, en pharmacie, en analyse alimentaire et en biochimie. La mesure distingue deux grandeurs.
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Angle de rotation optique – Il s’agit de la valeur mesurée qui indique la rotation du plan de polarisation.
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Angle de rotation spécifique – Il s’agit de la valeur qui tient compte de la concentration de l’échantillon ainsi que de la longueur du tube de mesure.
Pour déterminer ces variables mesurées de manière fiable, le polarimètre doit mesurer avec précision le trajet de la lumière polarisée et la rotation qui en résulte. La question se pose donc de savoir comment un polarimètre est techniquement construit et comment fonctionne le processus de mesure.
Contenu
Comment fonctionne un polarimètre ?
Les instruments d’analyse mesurent le changement du plan de polarisation de la lumière polarisée linéairement après qu’elle soit entrée en contact avec une substance optiquement active (chirale) (par ex. du sucre). Lors de cette interaction, la direction de polarisation de l’onde lumineuse subit une rotation d’un angle donné, appelé angle de rotation.
Exemple : le saccharose (en bas) fait tourner le plan de polarisation dans le sens des aiguilles d’une montre, tandis que le fructose (en haut) le fait tourner dans le sens inverse. Cela permet de distinguer clairement les deux substances.
L’angle de rotation fournit des informations précieuses sur la structure moléculaire, la pureté et la concentration de la substance étudiée.
Le fonctionnement de cette méthode d’analyse ne peut être pleinement compris que si certaines caractéristiques des échantillons examinés sont connues. En effet, toutes les substances n’influencent pas la lumière polarisée – cette capacité est liée à certaines caractéristiques et influences.
Caractéristiques des échantillons et influences sur la mesure
chiralité
La chiralité désigne la propriété fondamentale d’une molécule de ne pas être superposable à son image miroir. L’activité optique exploitée en polarimétrie n’apparaît que chez les molécules chirales. Leur structure spatiale, correspond à une image miroir qu’aucune rotation ne peut faire coïncider. La main gauche correspond à la molécule, la droite à son reflet – malgré la rotation, elles ne se superposent jamais exactement.
De nombreux composés chimiques ont exactement ce comportement. Leur absence de symétrie leur permet de faire pivoter le plan de polarisation de la lumière. Cette activité optique est mesurée et fournit des informations sur la structure, la pureté et la composition.
Influences sur la mesure
L’activité optique – et donc la valeur mesurée – est influencée par la température, la longueur d’onde de la lumière et la longueur du trajet optique. La longueur du trajet optique est déterminée par la longueur du tube de mesure ou de la cuvette utilisé. Il faut savoir qu’une longueur optique plus longue entraîne un angle de rotation plus important. Même lorsque la concentration augmente, l’angle de rotation s’accroît. En ce qui concerne la température et la longueur d’onde, c’est la substance à analyser qui détermine si la croissance de ces paramètres entraîne une augmentation ou une diminution de l’angle de rotation.
Exemple : alors que l’angle de rotation du saccharose diminue lorsque la température augmente, il en va autrement pour le quartz : son angle de rotation augmente lorsque la température augmente.
Enantiomères
Les Enantiomères sont des paires de molécules qui sont l’image miroir l’une de l’autre. Elles peuvent également être comparées à nos mains : Les deux mains sont constituées des mêmes « composants » – la paume et les cinq doigts – mais elles sont symétriques et ne coïncident pas.
Les Enantiomères ont la même formule moléculaire et les mêmes liaisons, mais se distinguent par leur configuration spatiale, qui est celle de l’image miroir de l’autre. Ces formes inversées peuvent avoir des propriétés très différentes – un énantiomère peut avoir un goût sucré, l’autre un goût amer. Exemple : limonène = le limonène R sent l’orange, le limonène S sent le citron. Pour les produits pharmaceutiques : Exemple : Ibuprofène = médicament avec énantiomères R et S (seul l’énantiomère S est pharmacologiquement actif).
Signification de la chiralité et des Enantiomères
De nombreuses substances pharmacologiquement actives sont chirales et se présentent donc sous forme d’Enantiomères. Bien que les Enantiomères aient la même formule moléculaire et des propriétés physiques quasi identiques – telles que la densité ou l’indice de réfraction –, il est difficile de les distinguer ou de les séparer à l’aide de méthodes ou de techniques classiques telles que la HPLC (chromatographie liquide haute performance). C’est précisément pour cette raison que des méthodes telles que la polarimétrie revêtent une telle importance, car elles exploitent une propriété qui diffère : l’activité optique.
Des appareils modernes tels qu’un polarimètre KRÜSS Optronic permettent alors d’effectuer des mesures très précises de l’angle de rotation et de fournir des résultats reproductibles, même en cas de très faibles concentrations ou d’échantillons sensibles. Grâce à leurs systèmes d’assistance innovants, ces instruments sont particulièrement adaptés au contrôle de qualité pharmaceutique et à la recherche.
Pourquoi étudie-t-on les Enantiomères dans l’industrie pharmaceutique ?
Malgré leur similitude structurelle, les Enantiomères peuvent avoir des effets biologiques totalement différents . La raison : ils réagissent différemment avec les enzymes, les récepteurs et d’autres cibles biologiques, qui sont elles-mêmes chirales. Il en résulte des différences parfois importantes en :
- Mécanisme d’action
- Activité pharmacologique
- Toxicité
- Effets secondaires
- des propriétés sensorielles (par ex. odeur, goût)
Exemple : la substance thalidomide – dans le somnifère thalidomide, elle était présente sous forme de racémate (rapport énantiomérique 1:1). Un énantiomère était tératogène, c’est-à-dire qu’ingéré, il provoquait des malformations chez l’embryon. L’incident tragique de la fabrication de la thalidomide a incité de nombreux pays à introduire des directives légales qui doivent être respectées lors du développement de médicaments chiraux.
Pour répondre aux normes élevées de l’industrie pharmaceutique et de la production alimentaire, nous avons développé des systèmes d’assistance de pointe qui garantissent l’analyse des substances optiquement actives au plus haut niveau.
Polarimètres pour les domaines hautement régulés
Série P9000 : Sûr. Conforme. Entièrement automatique.
Avec sa nouvelle série P9000, KRÜSS Optronic établit de nouvelles références en matière de polarimétrie. Les polarimètres mesurent à l’aide de systèmes d’assistance innovants, d’un système intelligent de surveillance des échantillons et d’une régulation de la temperature stable à ±0,1 °C près.
- L’échantillon peut être rempli directement dans l’appareil de mesure tempéré et contrôlé en direct par caméra. Les bulles d’air, les particules, les inhomogénéités et les gradients de température sont détectés et évités de manière fiable.
- Une LED d’état signale que la mesure est prête, tandis que le système vérifie en permanence la stabilité des valeurs mesurées et n’accepte que les valeurs qui répondent à des critères de qualité définis.
La série P9000 fournit des résultats fiables, fait gagner du temps & répond aux exigences réglementaires les plus strictes telles que 21 CFR Part 11 et EU Annex 11.
Vidéo Systèmes d’assistance série P9000
Voir le film produit de la série P9000
Normes et directives
Qualité de mesure certifiée selon les normes mondiales
Un polarimètre vous permet de déterminer les propriétés caractéristiques de substances sans les modifier chimiquement ou les détruire. En particulier pour les applications sensibles et hautement réglementées, ces analyseurs sont utilisés conformément aux exigences normatives. Les appareils de mesure doivent être conformes aux normes industrielles (par ex. GMP, GAMP 5) ou des fonctions exigées par les normes, par exemple conformément à la norme 21 CFR Part 11 (par exemple, audit trail).
En polarimétrie , les normes régissent , dans une optique de « bonnes pratiques », les conditions environnementales et la préparation des échantillons, ainsi que les tolérances de mesure, les caractéristiques et l’équipement d’un appareil ou d’un moyen d’étalonnage. En utilisant les instruments d’analyse conformément aux normes, vous pouvez garantir que les mesures sont effectuées correctement et selon des procédures reproductibles.
Vous trouverez ci-dessous un aperçu de toutes les normes et directives dont nous avons connaissance et qui font référence à la polarimétrie. Remarque: Il s’agit d’un bref aperçu général en guise de synthèse. Nous pouvons discuter des spécifications des différents modèles de polarimètres A.KRÜSS lors d’une consultation personnelle. N’hésitez pas à nous contacter.
Aperçu des normes relatives aux polarimètres
Échantillons et valeurs de mesure
Angle de rotation des substances optiquement actives pour chaque secteur
On mesure l’angle de rotation des substances optiquement actives dans les liquides. Les valeurs obtenues servent au contrôle de qualité lors de la fabrication de principes actifs pharmaceutiques ainsi qu’à la vérification de l’identité des substances chirales dans le laboratoire chargé du contrôle des entrées et des sorties de marchandises.
Dans l’industrie agroalimentaire, de l’amidon et du sucre, on utilise des mesures polarimétriques pour déterminer la concentration et la pureté. Chaque secteur ayant ses propres exigences en matière de techniques de mesure, nous proposons une large gamme d’appareils et de tubes de mesure afin de répondre à ces besoins.
Quelles sont les substances qui peuvent être mesurées ?
Vous trouverez ci-dessous un aperçu complet des différents échantillons et de leurs angles de rotation spécifiques. La plupart des données se réfèrent à des conditions de mesure standard (T = 20 °C et λ = 589 nm). Les conditions différentes sont indiquées en conséquence.
Remarque : cet aperçu est une première orientation. Quels modèles Nous nous ferons un plaisir de vous conseiller personnellement sur le modèle le mieux adapté à vos besoins de mesure spécifiques. Contactez-nous à tout moment.
Aperçu des échantillons pour polarimètres
Domaines d’application typiques
Un large éventail d’applications. Des résultats précis.
L’analyse des substances optiquement actives est l’une des principales méthodes de contrôle de qualité dans les secteurs pharmaceutique, chimique, cosmétique, alimentaire et des boissons. Ces méthodes permettent de déterminer l’identité et la qualité des substances, ainsi que leur concentration dans les mélanges. De même, il est possible d’étudier la progression des réactions et des conversions de substances.
L’industrie pharmaceutique utilise ces appareils de mesure pour garantir une séparation parfaite des Enantiomères, déterminer la concentration de substances optiquement actives ou analyser les liens entre les propriétés toxiques et pharmacologiques.
Dans la production alimentaire, les appareils d’analyse permettent de vérifier la pureté des matières premières ou de fournir des informations sur les qualités des produits. Le champ d’application de ces appareils de mesure est très vaste.
Pour information, vous trouverez ci-dessous un aperçu des domaines d’application typiques, des substances étudiées, des normes associées et des polarimètres KRÜSS Optronic que nous recommandons.
Domaines d’application des polarimètres
Comment utiliser – Vidéos sur les produits
En fonction de l’application , nous proposons différentes solutions de polarimètres, des étalons de calibration et des accessoires.
- Outre notre nouvelle série P9000, nous continuons à proposer la série série P8000 avec régulation de la température de l’échantillon par eau.
- Le P1000-LEDest principalement utilisé à des fins de formation ; il mesure la rotation optique selon le principe de la pénombre.
- Le modèle modèle P3000: il est utilisé lorsqu’une précision de mesure de ±0,01° est suffisante.
- Grâce aux plaques de contrôle en quartz certifiées PTB (conformes aux normes OIML, ICUMSA et à la Pharmacopée), l’étalonnage et l’ajustage des appareils de mesure KRÜSS Optronic s’effectuent avec précision et simplicité.
Comment utiliser – Vidéos sur les produits
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