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Mémoire Pour l’obtention du Mastère en chimie analytique Présenté par LATIFA BE

Mémoire Pour l’obtention du Mastère en chimie analytique Présenté par LATIFA BEN SAAD ÉTUDE DE LA SÉPARATION DES FLUOROQUINOLONES PAR HPLC: APPLICATION À L’ÉTUDE DE LEUR DÉGRADATION PAR RAYONNEMENT GAMMA Soutenu le 19 /12/2013 devant les membres du Jury: Mr Mohamed Taieb BEN DHIA FST Président Mme Rim CHAOUACHI ISBST Examinatrice Mme Faten BOUJELBANE ATTIA CNSTN Encadreur Mr Fathi OUESLATI CERTE Invité Centre National des Sciences et Technologies Nucléaires Université Tunis El Manar Faculté des Sciences de Tunis Dédicace Je dédie ce travail à … A mes parents, Pour m’avoir soutenue tout au long de mes études. Pour m’avoir permise d’être qui je suis. A mes sœurs, Pour tous les bons moments passés ensemble. Pour avoir été toujours présentes à mes cotés quand j’en avais besoin. A mes frères, Qu’ils trouvent dans ce modeste travail la preuve de mon amour et ma gratitude éternelle. A mes amis et à tous ceux que j’aime et qui m’aiment. Remerciements Ce travail a été réalisé au Centre National des Sciences et Technologie Nucléaire (CNSTN) au sein de l’Unité de Radiochimie, en vue de l’obtention du mastère de recherche en Chimie Analytique à la Faculté des Sciences de Tunis. Au terme de ce travail, je tiens d’abord à remercier respectueusement Monsieur le Professeur Hafedh BELMABROUK, Directeur Général du CNSTN qui m’a donné l’opportunité d’effectuer ce stage au sein de son honorable établissement. J’adresse ma gratitude à Madame Zohra AZZOUZ BERRICHE, Chef de l’Unité de Radiochimie, pour m’avoir accordé sa confiance en m’accueillant au sein du laboratoire de Radiochimie. Je remercie infiniment Madame Faten BOUJELBANE, Maitre-assistante au Centre National des Sciences et Technologies Nucléaires pour son encadrement, sa disponibilité ainsi ses conseils qui m’ont été précieux. Je remercie également Monsieur Fathi OUESLATI, Maitre–assistant au Centre de recherche et des Technologies des eaux pour son aide et ses conseils. Mes vifs remerciements s'adressent à Monsieur Mohamed Taieb BEN DHIA, Maitre de Conférences à la Faculté de Sciences de Tunis, qui a accepté de présider ce jury. Je présente à Madame RIM CHAOUACHI, Maître-assistante à l’Institut Supérieur de Biotechnologie de Sidi Thabet, mon profond respect et ma sincère gratitude pour l’honneur qu’elle me fait en examinant ce travail. Mes sincères remerciements s'adressent à Monsieur Mohamed SAMAALI, Technicien Supérieur au sein du laboratoire de Radiochimie et ainsi qu’à mes collègues et à l’ensemble du personnel du Centre National des Sciences et Technologies Nucléaires pour leurs encouragements et leurs aides. Sommaire Introduction générale ............................................................................................................... 1 Chapitre I : Présentation des fluoroquinolones et leurs propriétés physico-chimiques .... 2 I. Les antibiotiques en médecine humain ............................................................................... 3 1. Présentation générale des fluoroquinolones.................................................................... 3 2. Structure chimique des fluoroquinolones ....................................................................... 4 3. Mode d'action des fluoroquinolones ............................................................................... 4 4. Les propriétés pharmacologiques des fluoroquinolones ................................................. 5 5. Les effets indésirables ..................................................................................................... 5 II. Classification des quinolones ............................................................................................. 5 1. La première génération ................................................................................................... 6 2. La deuxième génération .................................................................................................. 6 3. La troisième génération................................................................................................... 6 4. La quatrième génération ................................................................................................. 6 III. Présentation des principes actifs utilisés .......................................................................... 6 1. Les caractéristiques physico-chimiques de Lévofloxacine ............................................. 7 2. Les caractéristiques physico-chimiques de l’Enoxacine ................................................. 8 3. Les caractéristiques physico-chimiques de Loméfloxacine ............................................ 8 4. Les caractéristiques physico-chimiques de Ciprofloxacine ............................................ 9 5. Les caractéristiques physico-chimiques de l’Enrofloxacine ......................................... 10 II. Les principaux travaux antérieurs effectués sur les fluoroquinolones ............................. 11 Chapitre II : La technique d’analyse utilisée : La chromatographie liquide à haute performance HPLC ................................................................................................................ 13 I. La chromatographie ........................................................................................................... 14 1. Historique ...................................................................................................................... 14 2. Définition de la chromatographie ................................................................................. 14 II. La chromatographie liquide à haute performance (HPLC) .............................................. 15 1. Principe de la HPLC ..................................................................................................... 15 2. Appareillage .................................................................................................................. 16 a. Le réservoir de la phase mobile ................................................................................. 16 b. La pompe ................................................................................................................... 17 c. L’injecteur ................................................................................................................. 17 d. La colonne ................................................................................................................. 17 e. Le détecteur ............................................................................................................... 19 f. L’enregistreur ............................................................................................................. 19 3. Les grandeurs caractérisant la qualité de séparation et la performance de la colonne . 19 4. Les grandeurs de rétention ............................................................................................ 22 5. Aperçu sur les paramètres chromatographiques de séparation ..................................... 24 Chapitre III : Optimisation d’une méthode de séparation des fluoroquinolonnes .......... 28 I. Optimisation d’une méthode de séparation des fluoroquinolones .................................... 29 1. Matériels ....................................................................................................................... 29 2. Réactifs et produits chimiques ...................................................................................... 29 a. Réactifs et solvant utilisés ......................................................................................... 29 b-Préparation des solutions ........................................................................................... 30 3. Choix de la longueur d’onde d’analyse ........................................................................ 30 II. Choix de la phase stationnaire ......................................................................................... 31 III. Optimisation du pH de la phase mobile .......................................................................... 37 IV. Choix du modificateur organique ................................................................................... 39 Chapitre IV : Etude de l’effet d’irradiation gamma sur les fluoroquinolones ................. 42 I. la radioactivité ................................................................................................................... 43 1. Définition de la radioactivité ........................................................................................ 43 2. Les principaux types de la radioactivité ........................................................................ 43 a. La radioactivité alpha ............................................................................................... 43 b. La radioactivité beta .................................................................................................. 44 c. La radioactivité gamma ............................................................................................. 44 3. Les caractéristiques de la radioactivité gamma ............................................................ 45 4. Les doses Radioactives ................................................................................................. 45 II. Les facteurs de dégradation d’un principe actif ............................................................... 46 III. Technologie de l’irradiation ........................................................................................... 46 1. Définition de l’irradiation ............................................................................................. 46 2. Types de rayonnements ionisants utilisés ..................................................................... 47 3. Application de l’irradiation gamma dans l’industrie .................................................... 47 4. Avantages de l’irradiation gamma ................................................................................ 47 5. les inconvénients de l’irradiation gamma ..................................................................... 48 IV. Effets du rayonnement ionisant gamma sur la matière .................................................. 48 V. La réactivité des fluoroquinolonnes vis-à-vis des rayonnements gamma ....................... 49 1. l’effet d’irradiation gamma sur les fluoroquinolones de concentration égale à 100 ppm ........................................................................................................................................... 49 2. Effet de la concentration des fluoroquinolones sur la dégradation ............................... 56 3. Effet des doses sur la dégradation des fluoroquinolones .............................................. 59 Conclusion générale ............................................................................................................... 63 Références bibliographiques Liste des figures Figure 1 : Synthèse de l’acide nalidixique ............................................................................... 3 Figure 2 : Formule semi-développée d’une molécule de fluoroquinolone .............................. 4 Figure 3 : Formule semi-développée de la Lévofloxacine...................................................... 7 Figure 4 : Formule semi-développée de l’Enoxacine .............................................................. 8 Figure 5: Formule semi-développée de la Loméfloxacine ...................................................... 9 Figure 6: Formule semi-développée de la Ciprofloxacine ..................................................... 10 Figure 7: Formule semi-développée de l’Enrofloxacine ....................................................... 11 Figure 8: Principe de fonctionnement d’une chaine HPLC ................................................... 15 Figure 9: Les organes d’une chaine HPLC ............................................................................ 16 Figure 10 : Structure d’un pic ................................................................................................ 22 Figure 11 : Sens d’évolution de la polarité des solvants ........................................................ 25 Figure 12 : Spectre UV de la Ciprofloxacine ........................................................................ 31 Figure 13: Chromatogramme du mélange des cinq fluoroquinolonnes enregistré dans les conditions opératoires : phase mobile : tampon phosphate (0,02M) – acétonitrile (80/ 20 v/v) à pH = 5 ; colonne Xterra RP-18 ........................................................................................... 33 Figure 14 : Chromatogramme du mélange des cinq fluoroquinolonnes enregistré dans les conditions opératoires : phase mobile : tampon phosphate (0,02M) – acétonitrile (80/20 v/v) à pH = 5 ; colonne PRISM RP-18 .......................................................................................... 33 Figure 15: Variation de la résolution (Rs) en fonction du type de la colonne ....................... 35 Figure 16 : Variation des temps de rétention (tr) des fluoroquinolones par les deux colonnes : ............................................................................................................................... 36 Xterra RP-18 et PRISM RP-18 .............................................................................................. 36 Figure 17: Variation des temps de rétention des fluoroquinolones en fonction du pH ......... 38 Figure 18: Chromatogramme du mélange des cinq fluoroquinolones enregistré dans les conditions opératoires : phase mobile : tampon phosphate (0,02 M) – acétonitrile (80/20, v/v) à pH = 6 ; ........................................................................................................................ 39 colonne Xterra RP-18 ............................................................................................................ 39 Figure 19: Chromatogramme du mélange des cinq fluoroquinolonnes enregistré dans les conditions opératoires ; phase mobile: tampon phosphate (0,02M) – acétonitrile (80/20; v/v) à pH = 3; ................................................................................................................................ 39 Colonne Xterra RP-18............................................................................................................ 39 Figure 20:Variation de la résolution (Rs) en fonction du pH ................................................ 40 Figure 21: Chromatogramme du mélange des cinq fluoroquinolones enregistre dans les conditions opératoires ; phase mobile: tampon phosphate (0,02M) –méthanol (70/30; v/v) à pH = 3; colonne Xterra RP-18 ............................................................................................ 41 Figure 22: Réaction de désintégration gamma....................................................................... 45 Figure 23: Chromatogrammes de la solution de Ciprofloxacine (100 ppm) avant irradiation (a) et après irradiation (b) : enregistrés avec; phase mobile : tampon phosphate (0,02M) – acétonitrile (80 :20 v/v) à pH = 3 ; colonne Xterra RP-18 (250 mm x 4,6mm ; 5µm) .......... 50 Figure 24: Chromatogrammes de la solution de l’Enoxacine (100 ppm) avant irradiation (a) et après irradiation (b), enregistrés avec : phase mobile : tampon phosphate (0,02M) – acétonitrile (80/20 ; v/v) à pH = 3 ; colonne Xterra RP-18 (250mm x 4,6mm ; 5µm) .......... 51 Figure 25: Chromatogrammes de la solution de Lévofloxacine (100 ppm) avant irradiation (a), après irradiation (b), enregistrés avec : phase mobile : tampon phosphate (0,02M) – acétonitrile (80/20 ; v/v) à pH = 3 ; colonne Xterra RP-18(250 mm x 4,6mm ; 5µm) .......... 52 Figure 26: Chromatogrammes de la solution de Loméfloxacine (100 ppm) avant irradiation (a), après irradiation (b), enregistrés avec; phase mobile : tampon phosphate (0,02M) – acétonitrile (80/20 ; v/v) à pH = 3 ; colonne Xterra RP-18(250 mm x 4,6mm ; 5µm) .......... 53 Figure 27: Chromatogrammes de la solution de l’Enrofloxacine (100 ppm) avant irradiation (a), après irradiation (b), enregistrés avec; phase mobile : tampon phosphate uploads/Science et Technologie/ memoire-latifa-ben-saad.pdf