Polarimétrie Analyse dans l'industrie, la recherche, le développement
Analyse des substances optiquement actives par détermination de l’angle de rotation
Un polarimètre est un appareil permettant de déterminer la direction 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 dans les domaines de la chimie, de la pharmacie, de l’analyse alimentaire et de la biochimie. La mesure distingue deux grandeurs.
Angle de rotation optique – Il s’agit de la mesure détectée qui indique la rotation du plan de polarisation.
Angle de rotation spécifique – Il s’agit de la valeur qui prend en compte la concentration de l’échantillon ainsi que la longueur du tube de mesure.
Pour déterminer ces variables mesurées de manière fiable, le polarimètre doit enregistrer 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.
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). Dans cette interaction, la direction de polarisation de l’onde lumineuse est tournée d’un certain angle – l’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 ainsi que 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.
Échantillons Propriétés et Influences sur la mesure
Chiralité
La chiralité décrit la propriété fondamentale d'une molécule de ne pas coïncider avec son image dans un miroir. L'activité optique exploitée dans la polarimétrie ne se produit que pour 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 de mesure obtenue - est influencée par la température, la longueur d'onde de la lumière et la longueur du trajet optique. La longueur du chemin optique est déterminée par la longueur du tube de mesure ou de la cuvette utilisée. Un trajet optique plus long se traduit par un angle de rotation plus important. L'angle de rotation augmente également avec la croissance de la concentration. Pour la température et longueur d’onde, il dépend de la substance à analyser si l'augmentation de ces grandeurs permet de mesurer un angle de rotation plus ou moins important. Exemple : Alors que l'angle de rotation du saccharose diminue avec la croissance de la température, il en va autrement pour le quartz - il augmente avec la croissance de la température.
Enantiomères
Les énantiomères sont des paires concrètes de molécules symétriques. 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 énantiomères ont la même formule brute et les mêmes liaisons, mais diffèrent dans leur disposition spatiale en tant qu'images miroir. 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).
Importance de la chiralité et des énantiomères
De nombreuses substances pharmacologiquement actives sont chirales et se présentent donc sous forme d’énantiomères. Bien que les énantiomères aient la même formule brute et des propriétés physiques quasiment identiques – comme la densité ou l’indice de réfraction – il est difficile de les distinguer ou de les séparer par des méthodes ou des procédés classiques comme la HPLC (chromatographie liquide haute performance). C’est précisément pour cette raison que des méthodes comme la polarimétrie sont si importantes, car elles utilisent 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 les énantiomères sont-ils étudiés dans l’industrie pharmaceutique ?
Malgré leur similitude structurelle, les énantiomères peuvent avoir des effets biologiques totalement différents . La raison en est qu’ 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 zones hautement réglementées
Série P9000 : Sûr. Conforme. Entièrement automatique.
Avec la nouvelle série P9000, KRÜSS Optronic pose de nouveaux jalons dans le domaine de la polarimétrie. Les polarimètres mesurent jusqu’à ±0,1 °C grâce à de nouveaux systèmes d’assistance et à une surveillance intelligente des échantillons, ainsi qu’à une régulation de la température stable.
- 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
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Plus d'informationsNormes 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).
Les normes en polarimétrie régissent 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, sous l’angle des « meilleures pratiques ». 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 connues dans lesquelles il est fait 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.
Échantillons et valeurs de mesure
Angle de rotation des substances optiquement actives pour chaque secteur d’activité
Mesure de 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 médicamenteux ainsi qu’au contrôle de l’identité des substances chirales dans le laboratoire d’entrée et de sortie des marchandises.
Dans l’industrie alimentaire, de l’amidon et du sucre, les mesures polarimétriques sont utilisées pour déterminer la concentration et la pureté. Chaque secteur ayant ses propres exigences en matière de technique de mesure, nous proposons une large gamme d’appareils et de tubes de mesure différents pour répondre à ces besoins.
Quelles sont les substances qui peuvent être mesurées ?
Vous trouverez ci-dessous un aperçu complet de 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.
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 industries pharmaceutique, chimique, cosmétique, alimentaire et des boissons. Cette méthode permet 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 les appareils de mesure pour garantir une séparation parfaite des énantiomères, déterminer la concentration de substances optiquement actives ou analyser les relations entre les propriétés toxiques et pharmacologiques.
Dans la fabrication de produits alimentaires, les analyseurs vérifient la pureté des matières premières ou donnent des informations sur les qualités des produits. L’éventail des applications des appareils de mesure est large.
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.
Comment utiliser - Vidéos sur les produits
Nous proposons différentes solutions de polarimètres, d ‘étalons de calibration et d ‘accessoires en fonction de l’Application.
- En plus de notre nouvelle série P9000, nous continuons à proposer la série éprouvée série P8000 avec régulation de la température de l’échantillon d’eau.
- Le PEDL est principalement utilisé à des fins de formation. P1000-LEDIl mesure la rotation optique selon le principe de la pénombre.
- Une solution économique est le 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 Pharmacopée), l’étalonnage et l’ajustage des appareils de mesure KRÜSS Optronic peuvent être réalisés avec précision et simplicité.
Comment utiliser - Vidéos sur les produits
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