Polymères à empreintes moléculaires pour l'extraction sélective de composés de milieux biologiques

Molecularly imprinted polymers for selective extraction of analytes from biological samples

Laboratoire Environnement et Chimie Analytique (LECA), UMR CNRS 7121, École supérieure de Physique et de Chimie Industrielles (ESPCI) 10, rue Vauquelin - 75231 Paris Cedex 05

Auteur de correspondance : florence.hugon@espci.fr

Reçu : 25 Juillet 2007
Accepté : 10 Novembre 2007

Résumé

L'analyse de composés d'intérêts présents dans les échantillons biologiques nécessite des méthodes de séparation et de détection performantes ainsi qu 'une étape préalable de traitement de l'échantillon afin de préconcentrer l'analyte et de purifier la matrice. La méthode de choix reste l'extraction sur phase solide (SPE), cependant, l'utilisation des supports conventionnels d'extraction mettent enjeu une rétention basée sur des interactions hydrophobes ce qui conduit fréquemment à la coextraction de composés de polarité similaire. Un apport en sélectivité au niveau de l'extraction peut être obtenu par des supports d'immunoaffinité basés sur l'utilisation d'anticorps spécifiques de l'analyte recherché greffés sur un support solide (immunoadsorbants). Cependant, le coût et le temps nécessaires à la production d'anticorps ont récemment conduit à l'émergence d'une technique alternative basée sur la synthèse de polymères hautement réticulés possédant des cavités spécifiques d'une molécule modèle. Ces polymères à empreintes moléculaires (MIPs) possèdent des propriétés comparables ci celles des immunoadsorbants en termes de sélectivité avec, en plus, l'avantage d'un coût de développement réduit et d'une plus grande stabilité thermique et chimique. Le mécanisme de rétention mis en jeu lors de l 'étape d'extraction repose, comme pour les immnuoadsorbants, sur un mécanisme de reconnaissance moléculaire. Les interactions mises enjeu lors de la reconnaissance sont pour la plupart des interactions non covalentes de type liaisons hydrogène, π-π ou électrostatiques. Les polymères sont synthétisés en général sous forme de monolithe et utilisés soit en cartouche d'extraction ou directement intégrés dans le système d'analyse. Les nombreuses et récentes applications des MIPs pour des extractions à partir d'échantillons biologiques tels que le plasma ou l'urine ont permis de confirmer le réel potentiel de ces nouveaux supports synthétiques pour l'extraction sélective de composés cibles.

Abstract

The analysis of interest compounds from biological samples requires a procedure of pretreatment in order to preconcentrate the analytes and clean-up the matrix. Despite its attractive features, classical sorbents used in SPE retain analytes by non selective hydrophobic interactions that lead to a partial coextraction of interfering substances. So, sorbents displaying more selective interactions are powerful tools for the development of sensitive and more reliable methods. Immunoaffinity supports can be used to obtain a selective extraction. They are based on the immobilization of specificantibodies developed against the target analyte (Immunosorbent). Nevertheless, the cost and the time required to produce antibodies lead to the development of a new polymeric material: the Molecularly Imprinted Polymers (MIP). These supports possess molecular recognition sites designed for the analyte of interest. With performances similar to immunosorbents in terms of selectivity, MIPs present a better thermic and chemical stability and the cost of synthesis is also reduced. Like immunosorbents, their retention mechanism is based on molecular recognition. In most cases, the developed interactions during the extraction are non covalent like - hydrogen bondings, π-π or electrostatic interactions. The most common approach to the synthesis is the bulk polymerisation to obtain a monolithic polymer. MIPs for SPE can be conditioned in cartridges or directly integrated in the analytical system. Many applications have already highlighted the high potential of MIPs for the selective extraction of target compounds from biological samples.