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LICENCE PROFESSIONNELLE INDUSTRIES PHARMACEUTIQUES, COSMETOLOGIQUES ET DE

SANTE

Année universitaire 2016/2017

1ère session

CORRIGÉ Epreuve d'Electrophorèse Capillaire (EC)

UE 6 Correcteur de l’épreuve : Lionel GODIN

Durée de l’épreuve : 30 minutes

Documents et tablette non autorisés Calculatrice autorisée

1 – Instructions générales o Ne pas dégrafer le fascicule o Ecrire lisiblement o Ne rien inscrire dans les marges o Respecter les modalités de réponses proposées o Toute fraude ou tentative de fraude fera l’objet de poursuites disciplinaires

(décret n° 92-657 du 13 juillet 1992)

2 – Instructions particulières à l’épreuve o Vérifier que le cahier est complet : il comporte 5 feuilles numérotées de 1 à 5,

celle-ci comprise.

N° d’anomymat NOTE SUR 20

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1ère PARTIE : THÉORIE (11 points) 1ère question (1,5 points) Indiquer le principe générale de l’électrophorèse. Sur quelle période du vingtième siècle ont eu lieu les premières électrophorèses ? Citer le nom du chimiste suédois à qui on attribu la paternité de l’électrophorèse. Qu’a-t-il reçu pour la mise au point de cette technique ? 2ème question (2 points) Le flux électro-osmotique est une particularité de l’électrophorèse capillaire. Pourquoi se produit-il ? 3ème question (1 point) Le flux électrophorétique auquelle est soumise une molécule chargée, est caractérisé par la mobilité électrophorétique µe. Exprimer µe en fonction de la vitesse v et de la valeur du champ électrique E :

Réponse du candidat : L’électrophorèse est une méthode de séparation basée sur les différences de vitesse de migration d’espèces chargées soumises à un champ électrique uniforme. Cette technique de séparation a été développée dans les années 1930 par le chimiste suédois Arne Tiselius pour étudier les protéines du sérum. Il a reçu le prix Nobel en 1948 pour cette étude.

Réponse du candidat :

µ! = vE

Réponse du candidat :

Le flux électro-osmotique est la migration du tampon vers la cathode lors d’une séparation par électrophorèse. Cet écoulement est dû à la double couche électrique qui se développe à l’interface (surface interne du capillaire/solution). Aux pH > 3, la paroi interne du capillaire en silice est chargée négativement, ce qui conduit à la formation de cations tampons dans la double couche électrique adjacente à la paroi. Les cations de cette double couche sont attirés vers la cathode, et puisqu’ils sont solvatés, ils entraînent l’ensemble de la solution avec eux.

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4ème question (1 point) Lors d’une électrophorèse capillaire, la molécule chargée est donc soumise aux deux flux cités précédemment. Donner la relation entre la mobilité apparente µapp, et les mobilité électro-osmotique µeo et électrophorétique µe : 5ème question (1,5 points) Un cation inorganique a une mobilité électrophorétique µe = 5,13.10-4 cm2.s-1.V-1. Ce cation est séparé d’autres cations par électrophorèse capillaire de zone dans un capillaire de longueur totale L = 50,0 cm, sous une différence de potentiel U = 20 kV. Dans ces conditions de séparations, la valeur de la vitesse du flux électro-osmotique était veo = 0,65 mm.s-1 vers la cathode. Calculer la mobilité électro-osmotique correspondante. Vous donnerez le résultat en cm2.s-1.V-1. 6ème question (1,5 point) En déduire la valeur de la mobilité apparente. Vous donnerez le résultat en cm2.s-1.V-1. 7ème question (2,5 points) Le détecteur est placé à une distance utile lu = 40,0 cm de l’entrée du capillaire. Déterminer le temps de migration tm du cation dont la mobilité électrophorétique est donné dans la question 5. Vous donnerez le résultat en minutes.

Réponse du candidat :

µ!" = v!"E =

v!"UL

= v!".LU =

0,065 x 50,020000 = 1,625.10!! cm!. s!!.V!!

Réponse du candidat :

µapp = µep + µeo = 5,13.10-4 + 1,625.10-4 = 6,755.10-4 cm2.s-1.V-1

Réponse du candidat :

µ!"" = v!""E =

l!E. t!

Réponse du candidat :

µapp = µep + µeo

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2ème PARTIE : INSTRUMENTATION & APPLICATION (9 points) 8ème question (3 points) On considère une installation d’électrophorèse capillaire comportant un capillaire de verre de silice non-traité, à « paroi négative », dont le schéma de principe est reproduit ci-dessous :

Indiquer directement sur le schéma, la cathode, l’anode, le capillaire, le détecteur, la source de haute tension, et le sens de la migration d’une solution se trouvant à l’intérieur du capillaire.

Suite de la réponse du candidat :

t! = l!

E. µ!""=

l!. LU. µ!""

= 40,0 x 50,0

20000 x 6,755. 10!! = 148 s = 2,47 min

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9ème question (1,5 points) Indiquer classiquement les valeurs des longueurs et des diamètres internes des capillaires utilisés en électrophorèse capillaire. Indiquer également les valeurs extrêmes de ddp utilisables. 10ème question (2 points) Rappeler en quoi consiste l’électrophorèse capillaire de zone. Préciser en particulier l’ordre de séparation des différentes espèces chargées, l’état du tampon utilisé ainsi que celui du champ électrique. 11ème question (2,5 points) En électrophorèse de zone, indiquer directement sous les pics, la nature de l’espèce chimique séparée, sachant que la solution ne contient qu’une seule molécule neutre, 2 anions et 2 cations.

Réponse du candidat :

Les capillaires utilisées ont des longueurs comprises entre 20 et 100 cm pour des diamètres internes compris entre 10 et 100 µm. Les ddp utilisables sont comprises entre – 30kV et + 30 kV.

Réponse du candidat :

La séparation des ions et des espèces neutres s’effectue sous l’action des 2 migrations électrophorétique et électroendosmotique. Les cations sont séparés les premiers, puis l’ensemble des espèces neutres avec la même vitesse et enfin, en dernier, les anions. La composition du tampon (acide (phosphate ou citrate) ou basique (borate)) est homogène sur l’intégralité du capillaire, et le champ électrique est constant au cours de l’analyse.