Quelle technique de chromatographie liquide choisir ? Voici les caractéristiques de l’HPTLC, de l’HPLC et leur complémentarité.
La chromatographie liquide est une technique incontournable dans l’analyse chimique. Elle permet la séparation, l’identification et la quantification de composés dans divers domaines comme la pharmaceutique, l’agroalimentaire ou l’environnement.
Deux méthodes dominent ce domaine : la chromatographie liquide haute performance (HPLC) et la chromatographie sur couche mince haute performance (HPTLC).
Si l’HPLC est souvent privilégiée pour sa précision et sa sensibilité, l’HPTLC offre des avantages uniques, en faisant une alternative incontournable pour de nombreuses applications. Cet article compare ces deux techniques et explique pourquoi elles peuvent coexister dans un laboratoire et être complémentaires.
HPLC : La référence analytique historique pour la quantification
L’HPLC repose sur une séparation des composés par une phase mobile liquide poussée à travers une colonne remplie de phase stationnaire. L’HPLC a été développée dans les années 1960 pour améliorer la chromatographie liquide classique. Grâce à l’introduction de pompes à haute pression et de colonnes remplies de particules de granulométrie faibles, elle est devenue une technique de séparation incontournable en chimie analytique.
Elle est particulièrement reconnue pour :
- Sa haute sensibilité : permet d’analyser des traces de composés à très faibles concentrations.
- Sa résolution élevée : séparation précise des analytes, même dans des mélanges complexes.
- Son application en analyse quantitative : quantification rigoureuse et décrite dans les Pharmacopées.
Toutefois, l’HPLC peut présenter plusieurs limitations :
- Consommation de solvants : Génère beaucoup de déchets chimiques, peu écologique.
- Contamination : La contamination des colonnes ou des systèmes fluidiques peut entraîner des problèmes de reproductibilité et nécessiter des nettoyages fréquents.
- Difficulté de séparer ou détecter certaines substances comme les petites molécules très polaires, ou les molécules n’ayant pas de chromophores.
HPTLC : Une technique chromatographique innovante, rapide et durable
L’HPTLC est une évolution de la TLC (Thin-Layer Chromatography), apparue dans les années 1930. Dans les années 1970-1980, des améliorations significatives ont transformé cette technique en une méthode analytique performante et standardisée. Entre autres : automatisation des étapes et détection avancée. Elle utilise des plaques de silice de haute résolution sur lesquelles les échantillons sont appliqués. Ils sont ensuite séparés grâce à un système de solvants qui migre par capillarité.
Avantages clés de l’HPTLC :
- Permet d’analyser plusieurs échantillons simultanément : contrairement à l’HPLC qui fonctionne en série, l’HPTLC permet une analyse de 20 échantillons en parallèle sur une même plaque, accélérant le processus.
- Méthode écologique et économique : utilise moins de solvants et produit moins de déchets que l’HPLC, réduisant l’impact environnemental et les coûts.
- Peu d’entretien et de consommables coûteux : les plaques HPTLC sont abordables et permettent d’éviter la contamination d’un système complet, car elles sont à usage unique.
- Multiplicité des détections : les composés séparés peuvent être observés sous lumière blanche, UV ou après révélation chimique. Ils peuvent également être élués pour être ensuite analysés par spectrométrie de masse, ce qui permet d’effectuer plusieurs détections orthogonales en une analyse.
En revanche, cette technique analytique possède quelques points d’attention :
- L’HPTLC, bien que décrite dans certaines pharmacopées, est moins couramment validée que l’HPLC dans les analyses industrielles critiques.
- Selon les équipements utilisés, la reproductibilité peut dépendre des conditions expérimentales (humidité, température). Avec l’évolution des technologies, des modules automatisés d’HPTLC remédient à ces problèmes.
L’HPLC et l’HPTLC ne sont pas en concurrence, mais plutôt complémentaires dans de nombreux domaines. Certaines analyses nécessitent d’abord un screening rapide avec l’HPTLC, suivi d’une quantification avec des méthodes HPLC. Dans d’autres cas, l’HPTLC est préférable à l’HPLC pour séparer et détecter certaines molécules. L’utilisation de la phase normale (par opposition à la phase inverse en LC) peut être plus adaptée selon les applications. Les différents modes de détection, comme les révélateurs chimiques, peuvent améliorer certaines identifications. Les molécules n’ayant pas de chromophore sont les parfaits exemples. Voici quelques cas concrets où les deux techniques se complètent efficacement.
Des exemples d’équivalence et de complémentarité de chromatographies
Botanique : Hydrolyse sur plaque HPTLC vs HPLC pour la quantification des saponines de Solidago virgaurea
« Selection of Crude Solidago virgaurea L. ssp. Extracts based on Two Fast and Efficient Chromatographic Methods (High-Performance Thin-Layer Chromatography or High-Performance Liquid Chromatography) for the Quantification of Total Saponins. »
Lise Laurençon, Thi Kieu Tiên Do, Francis Hadji-Minaglou, Sylvain Antoniotti, Xavier Fernandez (2016).
https://link.springer.com/article/10.1556/1006.2016.29.6.2
L’article résume le développement analytique et évalue les performances de deux méthodes : une en HPTLC-densitométrie et une en HPLC-ELSD pour la quantification des saponines de Solidago virgaurea. Les deux méthodes ont étés validées en termes de spécificité, linéarité, LOD/LOQ, précision, répétabilité et exactitude.
- L’HPTLC, grâce à une hydrolyse directement sur la plaque, simplifie l’analyse en transformant les saponines en aglycones détectables. Une meilleure séparation est aussi possible.
- L’HPLC permet une analyse fine des structures intactes, mais requiert plus de préparation et une interprétation plus complexe.
Ici l’HPTLC se démarque :
- En consommant 20 fois moins de solvants que l’HPLC
- Et en étant beaucoup plus rapide : 16-20 h en HPTLC contre 92 h pour 100 analyses en HPLC.
Agro-alimentaire : Détection des sucres dans les aliments
« Comparison of two orthogonal liquid chromatographic methods for quantitation of sugars in food. »
Gertrud E. Morlock, Gulnar Sabir (2011).
https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/10826076.2011.571118
L’étude compare l’HPTLC-UV et l’HPLC-ELSD pour l’analyse de sept sucres dans divers échantillons alimentaires. L’analyse des sucres est challengeant car la majorité de ces derniers n’absorbent pas la lumière et n’émettent pas de fluorescence. Les détecteurs les plus couramment utilisés en HPLC sont :
- le RID (Refractive Index Detector), détecteur par indice de réfraction. Le RID est contraignant pour les laboratoires car il est très long à stabiliser et réagit à toute variation de température. Dans cet article, l’HPTLC est utilisée pour un premier screening des sucres dans les aliments, suivie d’une validation quantitative par HPLC.
- L’ELSD (Evaporative Light Scattering Detector), détection par diffusion de la lumière évaporative permet d’analyser des composés non UV-actifs (sucres, lipides) en détectant la diffusion de lumière après évaporation du solvant. Il offre une détection universelle et une bonne sensibilité, cependant sa réponse est non linéaire.
Dans cet article, l’HPTLC-UV est comparée à l’HPLC-ELSD. Les deux méthodes sont orthogonales en termes de séparation et de détection, mais les résultats montrent que l’HPTLC est aussi efficace, voire meilleure que l’HPLC pour la quantification des sucres dans les aliments. L’HPTLC se démarque notamment par une sensibilité 8 fois supérieure à celle de l’HPLC-ELSD.
Conclusion : une complémentarité essentielle entre l’HPLC et l’HPTLC
L’HPLC et l’HPTLC sont deux méthodes complémentaires de quantification, chacune présentant des atouts spécifiques en fonction des exigences analytiques. L’HPLC, grâce à son nombre de plateaux théoriques plus élevé, offre une excellente résolution et une grande précision dans la séparation des analytes, ce qui la rend idéale pour les matrices complexes nécessitant une identification fine. L’HPTLC, en revanche, permet une quantification robuste et rapide grâce à l’analyse simultanée de plusieurs échantillons, tout en offrant une flexibilité accrue dans les modes de détection, notamment par densitométrie, spectrométrie de masse ou révélation chimique.
Les avancées technologiques, notamment l’automatisation et le couplage avec la spectrométrie de masse (HPLC-MS et HPTLC-MS), permettent aujourd’hui d’augmenter la performance et la sensibilité des deux méthodes, élargissant ainsi leur champ d’application. L’HPTLC apporte des bénéfices environnementaux et économiques significatifs en réduisant la consommation de solvants et en limitant les déchets, tout en offrant une grande fiabilité analytique.
Le choix entre ces deux techniques dépend des besoins spécifiques en termes d’efficacité, de rapidité, de robustesse et de coût analytique. Loin d’être concurrentes, l’HPLC et l’HPTLC forment un duo analytique puissant, permettant aux laboratoires d’optimiser leurs analyses en fonction des exigences scientifiques et industrielles, garantissant ainsi des résultats précis, reproductibles et adaptés aux différentes applications analytiques modernes en 2025.
