extraction de lipides chlorelles prépa BCPST

[macda55]

Bonjour, nous sommes un groupe de TIPE de prépa BCPST

Actuellement, nous avons mis en culture des chlorelles en milieu stérile, et dans différentes conditions, afin de voir l'impact des paramètres : luminosité, température, enrichissement du milieu nutritif, sur la prolifération des algues, en les comptant régulièrement. Je vous joins notre rapport d'étape afin que vous visualisiez mieux le projet.

Pour le moment, nous avons une question cruciale : comment extraire les lipides de nos solutions de chlorelle ?
En effet, la finalité de notre projet est dans une optique écologique puisque les lipides produites par les chlorelles sont utilisées pour fabriquer de l'agrocarburant. Il nous est alors essentiel d'extraire les lipides produites dans le but d'une quantification et d'une comparaison.

Cependant, nos cultures contiennent 100 mL par erlen-meyer, et tous les protocoles que nous trouvons nécessitent du matériel que nous n'avons pas ou sont infaisables à notre échelle.

Auriez-vous une solution ? Ce serait vraiment une grande avancée pour nous.
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[Tibosax]

Quel est le problème avec le protocole cité dans votre rapport ? Il m'a l'air pourtant relativement simple à mettre en place.

[macda55]

Comment ça ? Il n'y a pas de protocole dans notre rapport... Justement nous devons le chercher !

[Flyingbike]

Extraction de Folch !

[A voir en vidéo sur Futura]

[macda55]

Ce protocole n'est pas faisable car le méthanol et le chloroforme sont malheureusement interdits en milieu scolaire

[Tibosax]

Je parlais de "A rapid method of total lipid extraction and purification".

Le methanol et le chloroforme interdit ? J'en doute. Les TPs de chimie par exemple requièrent souvent du chloroforme pour faire des re-cristallisation. Mon avis c'est que vos profs/aides de labos, n'ont pas envie de s'embêter avec vous. Essayez de faire les yeux doux à votre prof de chimie.

Leur dangerosité est nulle pour peu qu'ils soient manipulés sous hotte et avec des gants. Ni l'un ni l'autre ne sont cancérigènes, et la dose mortelle est au delà de 50 mL d'ingestion pour les deux. Donc rien à craindre d'une éventuelle petite goutte sur la peau.

[Flyingbike]

que faites vous apres avec vos lipides ?

il y a la solution extraction à l'acétone mais ca dépend de ce que vous voulez faire après.

[Tibosax]

Bon, je crois que vous pouvez aussi vous en sortir avec de l’éthanol et du KOH : http://link.springer.com/article/10.1007/BF02523411

Il s'agit d'une saponification et du extraction simultanée. Encore une fois ça dépend de ce que vous voulez faire ensuite, car vous n'allez récupérer que les acides gras et pas les lipides en entier.

[macda55]

Merci de vos réponses ! Notre but est de les quantifier pour déterminer si certains facteurs optimisent cette production de lipides puisque nos chlorelles sont dans différentes conditions. Il nous faut pouvoir comparer la quantité de lipides produites par les différents échantillons.

[Flyingbike]

oui j'ai bien compris mais les quantifier comment ?

[Tibosax]

Je doute que la quantité de lipide en tant que telle en général diffère d'une condition à l'autre. C'est surtout la vitesse de croissance et donc la masse sèche qui a une chance de varier. La variation de la quantité de lipide ne sera qu'une conséquence de cela. Par ailleurs, étant donné la variabilité en terme d'efficacité inhérente aux techniques de purifications, j'ai bien peur que n'importe quelle variation expérimentale soit masquée par les variations intrinsèquement liées à la technique. Prenez garde à faire un plan d'expérience qui vous permettra de tester cette hypothèse de manière statistique.

[macda55]

Prenez garde à faire un plan d'expérience qui vous permettra de tester cette hypothèse de manière statistique.

Que voulez-vous dire par là ?
Par ailleurs nous avons fait des recherches et la production de lipides doit pouvoir évoluer de manière corrélée avec l'optimisation de la croissance des algues non ? Selon vous il serait plus judicieux de s'intéresser uniquement à la croissance de nos populations de chlorelles, et non à leur production de lipides ? Pouvons-nous tout de même extraire les lipides ou du moins les mettre en évidence afin de montrer que plus de lipides sont produites dans tel ou tel échantillon ?
Pour les quantifier nous aurions aimer les extraire afin de mesurer le volume de lipides produits, et, si c'est vraiment impossible, au moins les mettre en évidence et pourquoi pas utiliser un logiciel comme mesurim ? Qu'en pensez-vous ?

Merci de vos réponses

[Tibosax]

Ce que je veux dire, c'est que votre mesure risque d'être largement décorrélée des conditions expérimentales, parce que les variations liées à la procédure d'extraction occulteront les variations réelles liées aux conditions expérimentales. Dans ce cas, il est nécessaire de répéter suffisamment de fois l’expérience, et d'effectuer des tests statistiques. Donc il faut absolument que vous anticipiez ce point, réfléchissiez à combien de réplicats il est raisonnablement possible de réaliser, et si cela sera suffisant.

C'est de loin le point les plus important pour les TIPE. Personnellement, la conclusion de mon TIPE était : on ne peut pas dire s'il y a une différence, soit parce que la mesure n'est pas assez précise pour rendre compte de la variation, soit parce qu'il n'y a tout simplement pas de variation. Et ça n'a pas posé de problème. Les correcteurs accordent moins d'importance à l'originalité du sujet et des expériences qu'à la qualité du plan expérimental et à l'analyse des données.

Si vous avez les moyens de discriminer différents types de lipides, je vous conseille de vous focaliser sur ce point. On pourrait par exemple imaginer étudier le rapport sphingolipides/phospholipides. Si on considère que l'efficacité de la procédure d'extraction est la même pour les deux types de lipides, alors le rapport n'est pas affecté par les aléas de la purification.

PS: Vous savez déjà qu'il y a des lipides dans les chlorelles, puisque toutes les membranes du vivant sont composées de lipides ! Montrer qu'on peut extraire des lipides n'a aucun intérêt, il faut aller au-delà !

[Tibosax]

Vous pouvez aussi mesurer le degré d'insaturation des lipides purifiés : il n'est pas impossible que les chlorelles produisent des lipides plus ou moins insaturés selon les conditions. En plus, la mesure degré d'insaturation est une étape importante dans l'industrie, pour des considérations pratiques (pour lesquelles on préfère les lipides saturés) autant que diététiques (pour lesquelles on préfère les lipides insaturés).

La méthode Wijs, est une méthode chimique, qui ne nécessite que du matériel que vous avez à disposition (spectrophotomètre, iodure de potassium, amidon, sulfate de sodium, cyclohexane). Il faut également de l'iodure de chlore, mais il peut être remplacé par du diiode (moins réactif) si besoin.

Liens:
http://people.umass.edu/~mcclemen/581Lipids.html
https://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9thode_de_Wijs

[macda55]

Merci beaucoup pour vos réponses.

Pour le degré d'insaturations, la méthode semble bien mais qu'est ce que le réactif de Wijs ?

Et pour faire cette expérience, il faut tout de même que nous ayons extraits nos lipides... De plus, cette expérience ne va pas être influencée par le fait que nous ne pourrons pas distinguer lipides membranaires et lipides de la membrane ? Parce que le résultat est peut-être prévisible notamment pour les chlorelles à haute température : les lipides membranaires ne seront-elles pas moins insaturés pour compenser l'augmentation de fluidité membranaire ?

Au final, quelle méthode d'extraction me conseillez-vous ? Nous avons discuté de plusieurs mais laquelle vous semble la plus adéquate selon nos possibilités ? Tout en sachant que nous cherchons à comparer les productions par les différents échantillons d'algues, et pourquoi pas s'intéresser à leurs caractéristiques ?

[Tibosax]

Il serait temps d'apprendre à trouver les informations par vous même et à réfléchir par vous même vous ne pensez pas ? On vous a déjà bien aidé.

[macda55]

Oh ne vous fâchez pas je tentais le coup c'est tout !
J'ai justement fait beaucoup de recherches aujourd'hui, et pour le coup je ne vais pas vous demander de l'aide mais simplement un avis, en gros dites-moi si vous trouvez ça cool :

Après avoir trouvé dans des publis américaines quelles sortes de lipides sont présentes dans les chlorelles, je me propose de non pas quantifier mais les caractériser qualitativement, en mesurant les indices d'acidité, de saponification et d'iode II. Ainsi on verrait si certains paramètres du milieu engendrent une production de lipides de meilleure qualité pour faire du biocarburant, et peut-être que l'on pourrait réaliser les expériences correspondantes directement avec la solution de chlorelles ??

Merci de m'avoir donné l'idée ! Vous pensez ça jouable ??

Merci encore !