La chromatographie en fluide supercritique (SFC) utilise un fluide supercritique — une substance au-dessus de sa température critique et de sa pression critique — comme phase mobile. Le dioxyde de carbone (CO₂) est le fluide le plus utilisé (T_c = 31,1 °C, P_c = 73,8 bar) car il est non toxique, ininflammable, chimiquement inerte et facilement disponible. En tant que fluide supercritique, le CO₂ possède une densité semblable à celle d’un liquide (fournissant un pouvoir solvant) et une viscosité et diffusivité semblables à celles d’un gaz (permettant des débits élevés avec une faible contre-pression et un transfert de masse rapide), ce qui donne des séparations à la fois plus rapides et plus efficaces qu’en HPLC.
L’instrumentation SFC comprend une pompe capable de délivrer du CO₂ à l’état liquide (généralement refroidi), une pompe à modificateur pour ajouter des co-solvants organiques, un injecteur, un four à colonne, un régulateur de contre-pression (BPR) pour maintenir la pression du système et un détecteur. Le BPR doit maintenir la phase mobile supercritique dans toute la colonne, puis permettre la dépressurisation avant la détection. Des modificateurs tels que le méthanol, l’éthanol ou l’acétonitrile (généralement 1-40 %) sont ajoutés pour augmenter la force solvatante du CO₂, qui seul est non polaire et insuffisant pour éluer les analytes polaires. L’ajout d’eau ou d’additifs acides/basiques peut encore étendre la gamme de polarité.
Un avantage clé de la SFC est sa compatibilité avec une large gamme de détecteurs. La détection UV/Vis est la plus courante, mais la SFC s’interface naturellement avec la spectrométrie de masse (MS) car la phase mobile CO₂ est volatile et facilement éliminée, réduisant le bruit de fond par rapport à la HPLC-MS. La détection par ionisation de flamme (FID) est possible lorsque le CO₂ est utilisé sans modificateurs organiques (contrairement à la HPLC), faisant de la SFC-FID un outil puissant pour quantifier les composés n’absorbant pas les UV tels que les lipides et les hydrocarbures. Les séparations chirales sont particulièrement réussies en SFC car la phase mobile à faible viscosité permet l’utilisation de longues colonnes chirales avec une efficacité élevée, et les propriétés de solvatation du CO₂ améliorent souvent la reconnaissance chirale.
Comparée à la HPLC, la SFC offre des temps d’analyse plus courts, une consommation de solvant plus faible (réduisant le coût et l’impact environnemental) et une équilibration de colonne plus rapide. Comparée à la GC, la SFC peut analyser des composés thermolabiles et non volatils sans dérivatisation. La SFC est largement utilisée dans l’industrie pharmaceutique pour les séparations chirales, l’analyse de pureté et la purification par chromatographie flash. Dans le domaine des produits naturels, la SFC sépare les lipides, les terpènes et les huiles essentielles. La technique est devenue la méthode de choix pour les séparations chirales préparatives, où la facilité d’élimination du solvant du CO₂ simplifie grandement l’isolement du produit.
