Techniques Chimiques pour la Biologie: Cours – Exercices S3

Techniques Chimiques pour la Biologie
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Plan du Cours

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CHAPITRE 1 : Techniques de préparation du matériel biologique (Animal, végétal et cultures microbiennes)
I. Introduction:
II- L’animal entier
III- La Plante entière
IV- les différents types de prélèvements pour l’analyse microbienne
V- Les organes isolés
VI- Les tissus
VII- Méthodes générales de préparation de systèmes cellulaires
VIII- Les homogénats d’organes et Fractionnement des constituants cellulaires
IX. Conservation des échantillons (animaux, végétaux, bactéries et champignons)

CHAPITRE 2 : Techniques de précipitation
I. Généralités
II. Principe de base
III. La solubilité des protéines
IV. Influence du pH
V. Influence des solvants organiques
VI. Influence des électrolytes
VII. Technique de séparation par les sels

CHAPITRE 3 : Techniques d’Extraction
I. Introduction
II. Extraction solide – liquide
III. Extraction liquide – liquide

CHAPITRE 4 : Techniques de fractionnement et de purification
I. Techniques de décantation, centrifugation et ultracentrifugation
II. Technique de Dialyse
III. Techniques de chromatographie
IV. Techniques électrophorétiques
V. Méthodes Optique

Travaux dirigés – Travaux pratiques

  • Techniques d’isolement des systèmes biologiques ;
  • Techniques chromatographiques liquide-liquide, liquide-solide ;
  • Techniques d’HPLC et de CPG
  • Electrophorèse ;
  • Spectrophotométries.

Introduction

Techniques chimiques pour la biologie : L’extraction d’une espèce chimique donnée peut se faire grâce à un entrainement par vapeur ou par solvant qui permet d’extraire une espèce chimique d’un milieu solide ou liquide par solubilisation dans un solvant. L’espèce chimique passe du mélange du départ vers le solvant dans lequel elle est plus soluble. On distingue des extractions liquide-liquide, solde-liquide et celle faisant intervenir un fluide supercritique.

*Technique/technologie : c’est l’utilisation de la connaissance fondamentale dans le but d’une application pratique

*Chimie : Science qui étudie les divers constituants de la matière, leurs propriétés, transformations et interactions.

Tech. Chimique : utilisation des connaissances fondamentales de la physicochimie d’un système, pour développer (mettre au point) un procédé (méthode) afin d’explorer ou exploiter le système.

Ces techniques sont mises au point par des chimistes, physiciens ou biologistes ou autres

Explorer = Analyser : déterminer la nature (qualité) et/ou la quantité d’un (ou des) composants du système.
=technique analytique qualitative ou quantitative.

Exploiter= utiliser le système, ou extraire (isoler, préparer) en quantité un (ou plusieurs) composant du système pour son utilisation ultérieure.
= technique préparative .

Remarques : Souvent, une même technique (basée sur les mêmes propriétés physico chimique d’un composé) peut être utilisée en analytique ou en préparative ; la différence fondamentale est d’échelle, en particulier la quantité de matière (système) initiale (source du composé d’intérêt) manipulée et, forcément, la taille (la capacité) des (dispositifs) équipements utilisables.

Nous nous intéresserons aux techniques analytiques.

les propriétés physicochimiques exploitées pour analyser (ou préparer) les biomolécules sont :

les propriétés physiques, c’est-à-dire des propriétés qui peuvent être observées ou mesurées sans modifier la nature chimique de la biomolécule .Ce sont par exemple la masse, la forme, l’interaction avec la lumière (absorption, fluorescence , indice de réfraction), la densité , la charge électrique, la température d’ébullition ou d’évaporation …Ces propriétés servent souvent à identifier la biomolécules ( propriété intensive comme la densité)mais peuvent aussi servir à sa quantification lorsque la propriété en question est dite extensive (proportionnelle à la masse, comme l’absorption de la lumière).Ces propriétés sont souvent mises en évidence grâce à des dispositifs (instruments, appareils)électroniques et informatiques .

Les propriétés chimiques, c’est-à-dire impliquant la réactivité chimique de la biomolécule et donc l’altération de sa nature chimique. Ces propriétés sont exploitées pour développer des tests qualitatifs pour mettre en évidence la présence d’une molécule particulière dans un milieu (exemple : test antidopage des sportifs), ou alors pour quantifier une molécule grâce à la stœchiométrie de la réaction (dosage du produit de réaction).

Une technique analytique peut être basée sur les propriétés chimique, physiques ou combiner les deux types de propriétés, sachant que les deux types de propriétés dont intimement reliées.

*Biologie : c’est la science naturelle qui étudie la vie et les organismes vivants, leurs structures physiques, processus chimiques, interactions moléculaires, mécanismes physiologiques, développement et évolution

Un organisme vivant est un système physico-chimique individualisé, mais ouvert (thermodynamiquement) sur son environnement (milieu extérieur) .Il est constitué par des molécules et éléments chimiques en perpétuelles interactions entre eux, produisant des structures et générant des processus et mécanismes assurant les échanges de matière et d’énergie avec le milieu extérieur, et ainsi le développement et l’évolution de l’organisme.

Biosystème : nous appellerons biosystème tout système (physico-chimique) moléculaire, constitué par des biomolécules (des molécules produites par un organisme vivant ou intégrées activement dans sa composition).Ces biomolécules peuvent êtres soit organisées en un individu unicellulaire ou multicellulaire ou alors simplement dissoutes ou incorporées dans un environnement solide(ou semi solide), liquide ou gazeux.

Dans un biosysteme (le système entier) la (les) biomolécule d’intérêt (sujet de l’étude analytique ou préparative) est appelée (s) analyte, le reste du biosysteme est appelé matrice.

La chimie analytique est la partie de la chimie qui concerne l’analyse des produits, c’est-à-dire l’identification et la caractérisation de substances chimiques connues ou non. La substance chimique dont on cherche à déterminer les propriétés est appelée « analyte ».

Ses applications vont du suivi de production (vérifier qu’une chaîne fabrique un produit conforme aux spécifications) à l’enquête policière (déterminer la nature d’une trace, la provenance d’une terre, d’une peinture, etc.).


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Cours de EXTRACTION LIQUIDE-LIQUIDE PDF 23

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