Technique permettant de décortiquer les caractéristiques chimiques et physiques des molécules, la spectroscopie vibrationnelle est précieuse dans le domaine pharmaceutique. Les chercheurs du laboratoire de Chimie Analytique de l’Université de Liège, spécialistes dans ce domaine de recherche, collaborent régulièrement avec des entreprises pharmaceutiques pour contrôler leurs matières premières, produits finis et procédés.

Le terme « spectroscopie vibrationnelle » pourrait facilement faire penser à une méthode de torture d’un autre temps ou encore à une méthode d’exploration des cavités de notre corps s’apparentant à l’endoscopie…Coupons court aux élucubrations : la spectroscopie vibrationnelle est une technique permettant d’obtenir des informations chimiques et physiques grâce à l’analyse des vibrations du milieu étudié, qu’il s’agisse de molécules en solution ou d’un solide. C’est une des grandes thématiques de recherche du laboratoire de Chimie Analytique du Département de Pharmacie de l’Université de Liège dirigé par le Professeur Philippe Hubert et dont les recherches se concentrent sur la qualité des médicaments, de la matière première jusqu’au produit fini. « Au sein du laboratoire de Chimie Analytique se dégagent trois grands axes de recherche : le développement, l’optimisation robuste et la validation de méthodes permettant d’analyser des échantillons pharmaceutiques et biologiques, la chimiométrie qui consiste en l’application d’outils mathématiques et statistiques permettant d’obtenir un maximum d’informations à partir d’un grand nombre de données et enfin la spectroscopie et l’imagerie vibrationnelle », explique le Docteur Eric Ziemons, spécialiste de ce dernier axe de recherche. « La spectroscopie vibrationnelle s’est fortement développée depuis le début des années 2000 et est maintenant très répandue dans le milieu pharmaceutique pour le contrôle des matières premières, des produits finis mais aussi des étapes clés d’un procédé afin d’obtenir des produits répondant aux normes de qualité réglementaires », indique le chercheur.

Faire vibrer les molécules pour les mettre à nu

Il existe trois grandes techniques de spectroscopie vibrationnelle appelées moyen infrarouge (MIR), proche infrarouge (NIR) et Raman. Dans le cadre de la Technologie de contrôle des procédés ou « PAT », la première est utilisée pour des applications plus spécifiques, et les deux suivantes sont souvent considérées comme complémentaires. « La spectroscopie proche infrarouge est une technique tout à fait mature à l’heure actuelle tandis que celle basée sur la diffusion Raman en plein développement et offre des avantages au niveau de l’interprétation des signaux obtenus. C’est une technique également très prometteuse dans le secteur des biotechnologies », explique Eric Ziemons.  Sans entrer dans le détail de ces différentes techniques, elles sont toutes les trois basées sur le même principe : faire vibrer les molécules d’un échantillon et récolter des informations sur les liaisons chimiques des molécules qui le composent. « Nous obtenons ainsi deux types d’information : des caractéristiques chimiques et également physiques (structure cristalline, taille des particules, dureté d’un comprimé) », reprend le spécialiste. « Ces techniques présentent de grands avantages par rapport aux méthodes classiques telle que la chromatographie liquide. Alors que l’analyse d’un médicament par cette dernière nécessite plusieurs minutes, celle par spectroscopie vibrationnelle ne prend que 5 à 10 secondes, et ce, sans avoir à préparer l’échantillon auparavant. Couplée à de l’imagerie, elle permet de cartographier précisément un ou plusieurs composés de la matrice pharmaceutique », indique Eric Ziemons. Autre avantage non négligeable, notamment dans le cadre du suivi des procédés ou dans la lutte contre la contrefaçon des médicaments : la spectroscopie vibrationnelle est une méthode non destructive. L’échantillon analysé peut donc être récupéré pour être soumis à d’autres analyses.