Développement de microsystèmes électrochromatographiques en copolymère d'oléfine cyclique

Development of electrochromatographiy in cyclic olefin copolymer microsystems

• Auteur / Autrice : Yoann Ladner
• Direction : Gérard Crétier, Karine Faure
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie analytique
• Date : Soutenance le 19/11/2012
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Chimie (Lyon ; 1995-....)
• Jury : Président / Présidente : Abdelhamid Errachid El Salhi
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Hervé Cottet
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Marie-Claude Millot, Myriam Taverna

Mots clés

Mots clés contrôlés

Alcènes

Copolymères

Électrochromatographie

Photopolymères

Mots clés libres

Monolithe

Photopolymérisation

Électrochromatographie

Miniaturisation

Copolymères d'oléfine cyclique (COC)

Monoliths

Photopolymerization

Electrochromatography

Miniaturisation

Cyclic olefin copolymer (COC)

Résumé

Ce manuscrit est consacré à l'élaboration de phases stationnaires monolithiques organiques pour lesmicrosystèmes électrochromatographiques plastiques. La partie bibliographique situe d'abord l'intérêt destechniques électrocinétiques en microsystème. Ensuite, l'état de l'art sur l'utilisation des monolithes dans cestechniques séparatives est présenté en portant une attention particulière à la description du processus dephotopolymérisation. La fonctionnalisation de surface du copolymère d'oléfine cyclique (COC) est ensuitedétaillée afin d'envisager l'ancrage du monolithe aux parois du canal.La partie expérimentale a porté tout d'abord sur le développement et la caractérisation de deux monolithesacrylates dédiés à la chromatographie à polarités des phases inversées. Le travail expérimental s'est ensuiteorienté vers le développement d’un nouveau procédé permettant la synthèse et l’ancrage du monolithe dansles microcanaux en COC, ceci en une seule étape et à partir des photoinitiateurs de type I. Ce protocolepermet l'obtention d'efficacités intéressantes qui restent cependant inférieures à celles obtenues en capillaire.Des adaptations des conditions d'irradiation ont alors été apportées pour la synthèse de ces monolithes àl’intérieur des microsystèmes afin d'obtenir des efficacités de l’ordre de 250 000 plateaux/m. Pour terminer,les domaines d'applications et la longévité du dispositif ont été illustrés par la séparation de différentesfamilles de solutés (PAH, mycotoxines, catécholamines, acides aminés, amines biogènes) et l'analysed'échantillons réels tels que les vins (pour déterminer la teneur en certaines amines biogènes : histamine ettyramine).

This manuscript is dedicated to the synthesis of organic monolithic stationary phases in plasticelectrochromatographic microchips. The bibliography part shows the benefit of electrokinetic techniques formicrosystems. After an overview on the use of monoliths in separation techniques, the manuscript is focusedon the description of photopolymerization process. Finally, a detailed review of the different protocols offunctionnalization of cyclic olefin copolymer (COC) surface to allow anchoring of the monolith to thechannel walls is produced.The experimental study firstly deals with the development and characterization of two acrylate monolithsdedicated to the reversed phase mode in chromatography. Then, the experimental part focus on a new onestepmethod for the simultaneous synthesis and anchoring of organic monolith inside COC microchipchannel, thanks to the use of type I photoinitiators. This protocol improves efficiencies which neverthelessstay below those obtained in capillary. Further, the adjustment of the irradiation conditions allows to reachup to 250 000 plates/m. Finally, the field of applications and the durability of microsystem have beenillustrated by the separation of different kinds of solutes (HAP, mycotoxins, catecholamines, biogenicamines) and the analysis of real matrices such as wine samples (for the quantitative determination of twobiogenic amines : histamine and tyramine).