1.2 Principe général
La méthode d'extraction « Headspace
» est relativement simple et regroupe en fait une famille de
techniques basées sur un principe commun, l'établissement d'un
équilibre entre une phase solide ou liquide une phase gazeuse (Zhu and
Chai 2005). Dans toutes ces techniques, l'échantillon, solide ou
liquide, est introduit dans un flacon en verre qui est ensuite scellé.
Ensuite les analytes volatils sont libérés de la matrice complexe
pour les faire passer en phase gazeuse (c'est cette phase que l'on appelle
« Headspace » ou « Espace de
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tête). Ensuite un aliquote de la phase gazeuse est
prélevé et introduit dans le chromatographe gazeux où il
est analysé (Grob and Barry 2004).
La taille du flacon doit donc être suffisante pour
permettre à la phase gazeuse de prendre place. L'échantillon peut
être analysé tel quel ou être additionné d'un solvant
de dilution ou d'un agent pouvant modifier la matrice (Restek 2000).
L'étape cruciale se situe au niveau de
l'équilibre qui s'établit avec la phase gazeuse ; lors du
prélèvement de l'échantillon il faut être certain
que l'équilibre soit atteint (Grob and Barry 2004).
Deux grands types de « Headspace » ont
été développés. D'une part la méthode
statique où, une fois l'équilibre atteint, un aliquote de la
phase gazeuse est prélevé et transféré à la
GC. D'autre part la méthode dynamique (aussi appelée «
Purge and Trap ») où l'équilibre n'est jamais
atteint étant donné que la phase gazeuse « Headspace »
est continuellement renouvelée pour être piégée sur
une matière adsorbante (Grob and Barry 2004).
1.3 Avantages et désavantages
La chromatographie gazeuse couplée au « Headspace
» (HSGC) permet de travailler sans utiliser de solvant organique ce qui
n'est généralement pas le cas en GC classique. Ici le liquide
d'extraction est remplacé par un gaz qui est en fait le solvant
idéal pour les composés fortement volatils (Kolb and Ettre
2006).
Elle permet donc d'analyser directement un échantillon
sous forme solide ou liquide tout en évitant l'effet de matrice, ce qui
est avantageux pour la plupart des substrats biologiques ou environnementaux
qui sont relativement complexes (Rouseff, Cadwallader et al. 2001). D'autre
part, ce procédé permet un réel gain de temps au niveau de
la préparation des échantillons, une étape relativement
chronophage (Sitaramaraju, van Hul et al. 2008). En effet, dans la plupart des
laboratoires, cette étape représente en fait les 2/3 du temps
dépensé pour une analyse (la plupart des échantillons
nécessitant un traitement préalable adapté à la
technique analytique). L'HS-GC permet également de diminuer les erreurs
qui peuvent apparaître lors de cette étape de préparation.
Ces erreurs peuvent être causées par des impuretés, des
pertes d'échantillon,...
Sa facilité d'utilisation et son automatisation sont
également deux points positifs (le premier modèle
automatisé est apparu en 1967) (Restek 2000).
Toutefois, pour que ce type d'extraction soit utilisable, il
faut que la substance recherchée soit fortement volatile. Il faut aussi
pouvoir garantir l'établissement de l'équilibre entre la phase
gazeuse et l'échantillon (aussi appelé « phase
condensée ») (Grob and Barry 2004). Le risque
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de perte de gaz lors du transfert de l'échantillon vers
la chromatographie gazeuse est aussi problématique pour certains types
de « Headspace » (Poole 2009).
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