Polarimétrie : définition, principe de mesure et importance pour les secteurs pharmaceutique, chimique et agroalimentaire

Qu’est-ce que la polarimétrie ?

Un polarimètre permet de déterminer la direction de polarisation de la lumière et le pouvoir rotatoire des substances optiquement actives. Parmi ces substances figurent notamment les sucres, les acides aminés et d’autres molécules chirales. C’est pourquoi la polarimétrie est utilisée en chimie, en pharmacie, en analyse alimentaire et en biochimie.

Lors de la mesure, on distingue deux grandeurs :

• Angle de rotation optique : valeur mesurée directement correspondant à la rotation du plan de polarisation.
• Angle de rotation spécifique : une valeur qui tient également compte de la concentration de l’échantillon et de la longueur du tube de mesure.

Comment fonctionne un polarimètre ?

Une lumière polarisée linéaire traverse un échantillon liquide optiquement actif. L’échantillon fait tourner le plan de polarisation d’un angle déterminé. Le polarimètre détecte cette variation. L’angle de rotation mesuré fournit des informations sur la substance étudiée.

KRÜSS cite comme exemple le saccharose et le fructose : le saccharose fait tourner le plan de polarisation dans le sens des aiguilles d’une montre, tandis que le fructose le fait tourner dans le sens inverse des aiguilles d’une montre. C’est ainsi que l’on peut distinguer ces deux substances l’une de l’autre.

Pourquoi la polarimétrie est-elle importante ?

L’angle de rotation peut fournir des informations sur la structure moléculaire, la pureté et la concentration d’une substance optiquement active. La mesure s’effectue sans altérer chimiquement ni détruire l’échantillon.

Les domaines d’application typiques sont les suivants :

• Contrôle de la qualité lors de la fabrication de principes actifs pharmaceutiques
• Contrôle d’identité des substances chirales dans le laboratoire chargé de la réception et de l’expédition des marchandises
• Détermination de la concentration et de la pureté dans les industries agroalimentaire, de l’amidon et du sucre
• Tâches analytiques en chimie, pharmacie, analyse des denrées alimentaires et biochimie

Exemple pratique de polarimétrie : contrôle final après chromatographie préparative

Les multiples applications de la polarimétrie se manifestent également dans les flux de travail modernes en laboratoire. Citons par exemple le contrôle final après une séparation chromatographique préparative, par exemple après une SFC ou une FlashPrep. Une fois la purification effectuée, l’échantillon obtenu est analysé à l’aide d’un polarimètre. La mesure polarimétrique sert ici d’étape analytique supplémentaire afin d’évaluer les propriétés de la substance obtenue et de garantir la qualité du résultat.

Pour ce type d’applications, il est essentiel de disposer de systèmes de mesure précis, reproductibles et faciles à utiliser. Les polarimètres de la série P9000 d’A. KRÜSS Optronic ont été développés pour les applications exigeantes en laboratoire et en contrôle qualité. Ils aident les utilisateurs à déterminer la rotation optique ainsi qu’à surveiller les facteurs d’influence pertinents tels que la température, la qualité des échantillons et la stabilité des mesures. Ils contribuent ainsi à la fiabilité des résultats dans l’industrie pharmaceutique, la chimie et l’analyse alimentaire.

Remarque : cet exemple pratique s’appuie sur une application client décrite par IGZ.

Cuvettes de polarimètre et volume des échantillons

Les cuvettes rectangulaires en verre de la série P9000 permettent un contrôle visuel sur toute la longueur de la cuvette. Cela permet de détecter les bulles d’air, les particules et les stries. La cuvette est chauffée par ses parois latérales afin de favoriser une répartition homogène de la température.

Pour une mesure avec la cuvette de 100 mm de long, KRÜSS indique un volume d’échantillon minimal de 1,3 ml. La cuvette peut être remplie à l’aide d’une seringue, soit directement dans le polarimètre thermostaté, soit à l’extérieur de l’appareil.

Les cuvettes équipées de la technologie RFID sont détectées automatiquement. L’appareil enregistre alors les données pertinentes relatives aux cuvettes, telles que leur longueur, leur matériau et leurs paramètres de régulation de température.

La polarimétrie permet d’analyser des échantillons liquides optiquement actifs en fonction de leur angle de rotation. Elle est notamment utilisée pour déterminer la concentration et la pureté, ainsi que pour le contrôle d’identité et de qualité. Grâce à son système de régulation de température Peltier intégré, à ses systèmes d’assistance pour la surveillance des échantillons et des valeurs mesurées, ainsi qu’à ses fonctions permettant de maintenir un environnement de travail contrôlé, la série P9000 est conçue pour les tâches de mesure exigeantes en laboratoire et dans le domaine du contrôle qualité.

La polarimétrie a-t-elle éveillé votre intérêt ?
Nous serons ravis de vous aider à choisir la solution la mieux adaptée à vos besoins en matière de mesure. En collaboration avec vous, nous analyserons vos besoins et vous conseillerons dans le choix du polarimètre le mieux adapté à votre application, que ce soit en laboratoire, au contrôle qualité ou en production.

N’hésitez pas à nous contacter pour bénéficier d’un conseil personnalisé ou d’une solution sur mesure adaptée à votre application.

FAQ sur la polarimétrie

Qu’est-ce que la polarimétrie ?

La polarimétrie est une méthode de mesure analytique permettant de déterminer l’activité optique de substances. Elle consiste à mesurer l’angle de rotation du plan de polarisation de la lumière polarisée linéairement induit par un échantillon optiquement actif. La rotation mesurée fournit des informations sur les propriétés de la substance, telles que sa concentration, sa pureté et sa composition.

Que mesure un polarimètre ?

Un polarimètre mesure l’angle de rotation optique d’un échantillon. Celui-ci indique de quel angle une substance optiquement active dévie le plan de polarisation de la lumière. La valeur mesurée permet notamment de déterminer la concentration, la pureté ou l’identité d’une substance.

Comment fonctionne un polarimètre ?

Un polarimètre génère une lumière polarisée linéairement qui traverse un échantillon contenant des molécules optiquement actives. Ces molécules font tourner le plan de polarisation de la lumière. L’appareil mesure l’angle de rotation et en déduit la valeur de mesure de l’échantillon.

Quels sont les matériaux pouvant être analysés par polarimétrie ?

La polarimétrie permet de mesurer des substances optiquement actives. Parmi celles-ci figurent notamment les sucres tels que le saccharose et le fructose, les acides aminés, les principes actifs chiraux ainsi que d’autres molécules présentant une structure asymétrique. Cette méthode est donc fréquemment utilisée dans l’industrie pharmaceutique, l’analyse alimentaire, la chimie et la biochimie.

Quelle est la différence entre l’angle de rotation optique et l’angle de rotation spécifique ?

L’angle de rotation optique est l’angle mesuré directement, autour duquel un échantillon fait tourner le plan de polarisation de la lumière. L’angle de rotation spécifique tient également compte de facteurs tels que la concentration, la longueur de mesure et la température. Cela permet de mieux comparer entre elles les valeurs mesurées sur différents échantillons.

Pourquoi la température est-elle importante lors des mesures polarimétriques ?

La température influe sur la rotation optique de nombreuses substances. Même de faibles écarts de température peuvent modifier les résultats de mesure. C’est pourquoi les polarimètres modernes sont équipés d’un système de régulation précise de la température, par exemple grâce à des systèmes Peltier intégrés, afin de garantir la reproductibilité des mesures.

Quelles sont les applications de la polarimétrie dans l’industrie pharmaceutique ?

Dans l’industrie pharmaceutique, la polarimétrie est notamment utilisée pour l’identification, le contrôle qualité et la détermination de la concentration des principes actifs optiquement actifs. Elle permet notamment, dans le cas des substances chirales, d’obtenir des informations supplémentaires sur leur composition et leur pureté.

Quelle est l’importance de la polarimétrie dans l’industrie agroalimentaire ?

En analyse alimentaire, la polarimétrie est fréquemment utilisée pour déterminer les concentrations en sucres et en glucides. On la retrouve notamment dans l’industrie sucrière, l’industrie de l’amidon ainsi que dans le contrôle qualité des denrées alimentaires et des boissons.

Que sont les substances optiquement actives ?

Les substances optiquement actives sont des molécules capables de faire tourner le plan de la lumière polarisée linéairement. Ce phénomène est souvent dû à une structure moléculaire chirale, dans laquelle une molécule n’est pas identique à son image miroir. Parmi les exemples, on peut citer de nombreux sucres, acides aminés et principes actifs pharmaceutiques.

Pourquoi utilise-t-on la polarimétrie pour les contrôles qualité ?

La polarimétrie permet d’effectuer des mesures rapides et non destructives, sans altération chimique de l’échantillon. Cette méthode est donc particulièrement adaptée aux contrôles de routine, aux contrôles à la réception des marchandises et à la surveillance des processus de production.

Quels facteurs peuvent influencer la précision d’une mesure polarimétrique ?

La précision d’une mesure polarimétrique dépend, entre autres, des facteurs suivants :

• Température de l’échantillon
• Concentration de la solution
• Longueur et qualité de la cuvette de mesure
• Bulles d’air ou particules dans l’échantillon
• Pureté et homogénéité de la solution de mesure

Les polarimètres modernes aident les utilisateurs à éviter les erreurs de mesure grâce à des contrôles automatiques de stabilité et à des systèmes d’assistance.

Quels sont les avantages de la polarimétrie par rapport aux autres méthodes d’analyse ?

La polarimétrie est une méthode d’analyse rapide, non destructive et relativement simple. Elle ne nécessite souvent que de faibles quantités d’échantillon et convient particulièrement au contrôle de routine des liquides optiquement actifs.

Quel rôle joue la série P9000 de KRÜSS dans les mesures polarimétriques ?

La série P9000 de KRÜSS permet d’effectuer des mesures polarimétriques précises grâce à des fonctions telles que la régulation de température par effet Peltier intégrée, la reconnaissance automatique des cuvettes, le contrôle de la cellule d’échantillonnage et la vérification de la stabilité des valeurs mesurées. Elle est donc particulièrement adaptée aux applications en laboratoire exigeant un haut niveau de précision et de documentation.

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Quelles sont les normes et les exigences réglementaires applicables aux polarimètres dans l’industrie pharmaceutique ?

Dans les domaines pharmaceutiques réglementés, les exigences issues notamment des pharmacopées telles que la Pharmacopée européenne (Ph. Eur.) et la Pharmacopée américaine (USP), ainsi que des dispositions telles que le 21 CFR Part 11 et l’annexe 11 de l’UE, jouent un rôle important. Celles-ci portent notamment sur l’intégrité des données, la documentation et les enregistrements électroniques.

Références

Cet article a été rédigé exclusivement sur la base des sites Web suivants, ainsi que de l’exemple de client fourni par IGZ :

• https://www.kruess.com/produkte/polarimeter/polarimeter-p9000-p-mit-peltier-temperierung/
• https://www.kruess.com/campus/polarimetrie/
• https://igz.ch/news/wasseraktivitaet-aw-definition-messung-und-bedeutung-fuer-lebensmittel-pharma-und-kosmetik/