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La thérapie par chélation est une forme de traitement médical dans laquelle un ligand chélateur est utilisé pour éliminer sélectivement un métal de l'organisme. Lorsque le métal existe sous forme d'ion divalent, comme le plomb (Pb 2+) ou le mercure (Hg 2+ ) , la sélectivité vis-à-vis du calcium (Ca 2+) et du magnésium (Mg 2+ ) est essentielle afin que le traitement n'élimine pas les métaux essentiels.
La sélectivité est déterminée par divers facteurs. En cas de surcharge en fer , pouvant survenir chez les personnes atteintes de β- thalassémie ayant reçu des transfusions sanguines , l'ion métallique cible est à l' état d'oxydation +3 et forme donc des complexes plus stables que les ions divalents. Il forme également des complexes plus stables avec les ligands donneurs d'oxygène qu'avec les ligands donneurs d'azote. La déféroxamine , un sidérophore naturel produit par l'actinobactérie Streptomyces pilosus , a été initialement utilisée comme agent de chélation. Des sidérophores de synthèse, tels que la défériprone et le déférasirox , ont été développés à partir de la structure connue de la déféroxamine. La chélation s'effectue avec les deux atomes d'oxygène.
La maladie de Wilson est due à un défaut du métabolisme du cuivre , entraînant une accumulation de cuivre métallique dans divers organes. L'ion cible est le Cu²⁺, un ion divalent . Cet ion est classé comme intermédiaire selon la classification d'Ahrland, Chatt et Davies . Cela signifie qu'il forme des complexes d'affinité comparable avec les ligands dont les atomes donneurs sont N, O ou F, et avec ceux dont les atomes donneurs sont P, S ou Cl. La pénicillamine , qui contient des atomes donneurs d'azote et de soufre, est utilisée car ce type de ligand se lie plus fortement aux ions cuivre qu'aux ions calcium et magnésium.
Le traitement des intoxications aux métaux lourds tels que le plomb et le mercure est plus complexe, car les ligands utilisés présentent une faible spécificité pour le calcium. Par exemple, l'EDTA peut être administré sous forme de sel de calcium afin de limiter l'élimination concomitante du calcium osseux et du métal lourd. Les facteurs déterminant la sélectivité pour le plomb par rapport au zinc, au cadmium et au calcium ont été étudiés.
où α est le facteur de sélectivité, N le nombre de plateaux théoriques, et k<sub> A </sub> et k<sub> B </sub> les facteurs de rétention des deux analytes. Les facteurs de rétention sont proportionnels aux coefficients de distribution. En pratique, il est possible de séparer des substances dont le facteur de sélectivité est très proche de 1. C'est notamment le cas en chromatographie en phase gazeuse, où des colonnes de 60 m de long sont envisageables, offrant ainsi un très grand nombre de plateaux théoriques.
En chromatographie d'échange d'ions, le coefficient de sélectivité est défini d'une manière légèrement différente
Le coefficient de sélectivité potentiométrique définit la capacité d'une électrode sélective aux ions à distinguer un ion particulier des autres. Ce coefficient, K<sub> B,C</sub>, est évalué à partir de la réponse électromotrice (f.é.m.) de l'électrode dans des solutions mixtes de l'ion principal B et de l'ion interférent C (méthode d'interférence fixe) ou, de façon moins optimale, dans des solutions séparées de B et C (méthode des solutions séparées) . Par exemple, une électrode à membrane sélective aux ions potassium utilise la valinomycine, un antibiotique macrocyclique naturel . Dans ce cas, la cavité du cycle macrocyclique a la taille idéale pour encapsuler l'ion potassium, mais est trop grande pour lier fortement l'ion sodium, l'interférent le plus probable.
Des capteurs chimiques sont en cours de développement pour des molécules et des ions cibles spécifiques. Dans ce système, la cible (invité) forme un complexe avec le capteur (hôte). Le capteur est conçu pour présenter une adéquation optimale en termes de taille et de forme avec la cible, afin d'assurer une sélectivité de liaison maximale. Un indicateur est associé au capteur et subit une modification lorsque la cible forme un complexe avec celui-ci. Cette modification se traduit généralement par un changement de couleur (du gris au jaune sur l'illustration), observable par absorbance ou, avec une sensibilité accrue, par luminescence . L'indicateur peut être fixé au capteur par l'intermédiaire d'une entretoise (configuration ISR) ou être éloigné du capteur (configuration IDA).
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