1.5.4 La dérivation
La dérivation est une autre technique permettant
d'augmenter la sensibilité et les performances de l'analyse «
Headspace ». Il s'agit d'une « réaction chimique quantitative
entre un réactif et une molécule peu ou non volatile pour
augmenter sa volatilité, par diminution des tensions internes (liaisons
inter- et intramoléculaires) comme, par exemple, l'estérification
des fonctions carboxyliques » (Sternberg 2003 - 2004).
Elle concerne principalement les alcools, les acides et les
amines qui sont des composés pouvant présenter certaines
difficultés lors des analyses de par la présence de liens
hydrogènes. Ces espèces peuvent se condenser ou s'adsorber au
niveau de l'orifice lors de l'injection ou au niveau de la colonne, ce qui
provoque une diminution de la réponse de l'appareil. Elles
présentent également une grande solubilité au sein des
échantillons aqueux, ce qui provoque une diminution du signal (Restek
2000).
La dérivation peut permettre de diminuer les effets
d'adsorption lors de l'injection dans le GC et également d'augmenter la
volatilité de l'analyte. Pour ce faire, toute une série de
réactions sont possibles comme l'estérification,
l'acétylation, la silylation ou l'alkylation. Ces réactions se
déroulent souvent à hautes températures au sein même
du vial et peuvent créer une pression supplémentaire à
celle tolérée par le septum et le récipient ; il existe
donc des septums spéciaux pouvant tolérer un certain excès
de pression. Il faut toutefois être attentif au fait que ces
réactions de dérivation peuvent dans certains cas faire
apparaître des produits de réactions volatils et perturbent
l'analyse du « Headspace » (surtout dans le cas où
leur temps de rétention est proche de celui de l'analyte) (Restek
2000).
14
1.5.5 Préparation de l'échantillon
La préparation de l'échantillon doit se faire de
telle sorte que la concentration de l'analyte dans la phase gazeuse soit
maximale tout en minimisant les contaminations pouvant provenir de la matrice.
Par exemple l'eau peut poser problème en se recondensant dans la ligne
de transfert.
Les échantillons fortement concentrés peuvent
également être responsables de « carry over1
» ; c'est pourquoi on conseille de procéder par ordre croissant de
concentration lors d'une analyse. Dans le cas où on est certain que
l'échantillon précédent a contaminé la colonne,
celle-ci peut être chauffée à sa température
maximale pour en quelque sorte la « décrasser ».
De même, le fait de travailler avec des
températures plus élevées au niveau de la ligne de
transfert permet de diminuer le phénomène de « carry over
» (Restek 2000).
? Echantillon solide
Les échantillons solides fréquemment
analysés en « Headspace » sont les médicaments, les
matériaux pour emballages imprimés (films plastiques,
aluminium,...), les sols et les polymères (Kolb and Ettre 2006).
Il s'avère parfois difficile pour ce type
d'échantillons d'atteindre l'équilibre (étape
indispensable pour les analyses quantitatives). En effet, les substances
volatiles à analyser peuvent parfois être emprisonnées dans
l'échantillon ce qui nécessite un temps considérable pour
atteindre l'équilibre. Il faut donc pouvoir garantir
l'établissement de celui-ci et ce, dans un laps de temps raisonnable.
Dans un tel cas, il est alors nécessaire de modifier l'état
physique de l'échantillon.
Pour les formes solides, il existe donc trois types
d'approches:
- soit l'analyse du solide tel quel (méthode valable
pour les solides permettant d'atteindre l'équilibre facilement)
- Soit l'ajout d'un solvant (dans le cas où le solide ne
permet pas d'atteindre l'équilibre) - Soit le broyage du solide (dans le
cas où le solide ne permet pas d'atteindre l'équilibre)
L'ajout d'un solvant permet de transférer
l'échantillon dans le liquide, ce qui est intéressant car le
travail sur matière liquide s'avère être nettement plus
simple, l'équilibre étant en
1 Il s'agit d'une contamination provenant d'une
analyse précédente et qui provoque l'apparition d'un pic parasite
sur le chromatogramme.
15
principe atteint nettement plus rapidement. Cependant, cette
approche provoque bien souvent une diminution du signal en comparaison avec
l'analyse sur poudre sèche (à cause de la viscosité du
solvant,...). Il y a donc une certaine perte de sensibilité. Cette
méthode présente un second inconvénient ; en effet, le
solvant organique utilisé entraîne bien souvent une solubilisation
de l'analyte. Ce phénomène va donc provoquer une augmentation du
coefficient de partage (généralement faible dans les
échantillons solides) diminuant ainsi la concentration d'analyte en
phase gazeuse (Grob and Barry 2004).
Le broyage, quant à lui, permet d'augmenter la surface
disponible pour le passage dans le « Headspace ». Pour moudre le
solide sans générer de chaleur excessive, on utilise en
général la technique du cryobroyage qui consiste à broyer
l'échantillon en présence de dioxyde de carbone ou d'azote
liquide. Cette technique permet de réduire nettement la taille de
l'échantillon tout en évitant les pertes et dégradations
pouvant provenir d'une augmentation de température (Kolb and Ettre
2006).
Cette diminution de taille permet de réduire nettement
le temps de diffusion et d'atteindre plus facilement l'équilibre. Il
faut noter que les échantillons préparés par ce
procédé doivent être mélangés avant
d'être analysés s'ils ont été stockés un
certain temps car un gradient de concentration a pu s'établir durant le
stockage (Grob and Barry 2004).
? Echantillon Liquide
La préparation des échantillons liquides en SHE
se fait habituellement de manière assez simple. En
général, l'échantillon est tout simplement introduit dans
le vial qui est ensuite rapidement scellé pour limiter les pertes (Grob
and Barry 2004).
| 
