La chromatographie englobe une famille de techniques de séparation qui distribuent les composants d’un échantillon entre deux phases : une phase stationnaire (solide ou liquide immobilisé sur un support solide) et une phase mobile (liquide, gaz ou fluide supercritique). Les composants qui interagissent plus fortement avec la phase stationnaire migrent plus lentement, tandis que ceux ayant une plus grande affinité pour la phase mobile s’éluent plus tôt. Cette migration différentielle produit la séparation.
Le paramètre fondamental décrivant la rétention est le facteur de rétention (k), défini par k = (t_R − t_M) / t_M, où t_R est le temps de rétention et t_M est le temps mort. La sélectivité (α) entre deux composants est le rapport de leurs facteurs de rétention : α = k₂/k₁. Une séparation complète nécessite à la fois une sélectivité adéquate et une efficacité de colonne suffisante. L’équation de résolution rassemble ces éléments :
R_s = (√N / 4) * (α − 1 / α) * (k₂ / 1 + k₂)
où N est le nombre de plateaux théoriques. Cette équation montre que la résolution peut être améliorée en augmentant N (colonnes plus longues, particules plus petites), en optimisant α (changement de la phase stationnaire ou de la composition de la phase mobile) ou en ajustant k (changement de la force éluante).
L’efficacité de la colonne est décrite par la théorie des plateaux, qui traite la colonne comme une série d’étapes d’équilibration discrètes (plateaux théoriques). L’équation de Van Deemter relie la hauteur équivalente à un plateau théorique (HETP) à la vitesse linéaire (u) :
HETP = A + B/u + Cu
Le terme A représente la diffusion de Eddy (qualité du remplissage), le terme B représente la diffusion longitudinale (significative à faible débit en GC) et le terme C représente la résistance au transfert de masse (importante à haut débit en HPLC). Le minimum de cette courbe de Van Deemter définit la vitesse optimale de la phase mobile pour une efficacité maximale.
Les méthodes chromatographiques sont classées par phase mobile (liquide, gaz, fluide supercritique) et par format. La chromatographie sur colonne utilise des colonnes remplies ou capillaires. La chromatographie planaire (chromatographie sur couche mince, CCM) sépare sur une couche d’adsorbant plane. Dans la chromatographie liquide, les modes comprennent la chromatographie en phase normale (phase stationnaire polaire), en phase inverse (phase stationnaire apolaire), par échange d’ions, par exclusion stérique et par affinité, chacun adapté à des classes particulières d’analytes.
