Le carbonate de lithium est utilisé comme sel basique modéré dans certaines applications biochimiques spécialisées. Il est particulièrement employé dans les études de supplémentation en ions lithium, la stabilisation des acides nucléiques et les processus de précipitation dépendants du pH, en raison de sa faible solubilité dans l’eau et de la chimie caractéristique des carbonates.
Propriétés chimiques
Le carbonate de lithium (Li₂CO₃, masse molaire 73,89 g/mol) se présente sous forme de poudre cristalline blanche et inodore avec une structure monoclinique (densité 2,11 g/cm³, point de fusion 723 °C). Son réseau cristallin (groupe d’espace C₂/c) est caractérisé par des ions lithium coordonnés aux atomes d’oxygène des groupements carbonates plans (CO₃²⁻). Le composé est faiblement soluble dans l’eau (environ 1,3 g/L à 20 °C), avec une solubilité augmentant significativement sous pression de dioxyde de carbone, en raison de la formation de bicarbonate de lithium (LiHCO₃) métastable.
En solution aqueuse, les ions carbonate subissent une hydrolyse conduisant à des conditions alcalines (pH ~11,3 en solution saturée). À des températures élevées supérieures à 1000 °C, le carbonate de lithium se décompose thermiquement en oxyde de lithium (Li₂O) et dioxyde de carbone (CO₂).
Applications biochimiques
En biologie moléculaire, le carbonate de lithium est utilisé à des concentrations de 10 à 50 mM dans des tampons TE pour stabiliser l’ADN plasmidique superenroulé lors de la lyse alcaline, les ions lithium réduisant la cinétique de renaturation de l’ADN par rapport aux ions sodium. En recherche neurochimique, il est employé à plus faibles concentrations (1–5 mM) pour reproduire l’inhibition médiée par le lithium de la glycogène synthase kinase-3 bêta (GSK-3β) dans des cultures cellulaires neuronales.
En chimie des protéines, des suspensions saturées de carbonate de lithium sont utilisées pour la précipitation sélective des protéines contenant de l’acide γ-carboxyglutamique (Gla), telles que la prothrombine, en conditions alcalines. Par ailleurs, en laboratoire analytique, son comportement de solubilité dépendant du dioxyde de carbone est exploité pour la quantification du lithium dans des échantillons biologiques, notamment le sérum, à l’aide de techniques telles que la spectrométrie de masse à plasma induit (ICP-MS) après extraction sous forme de bicarbonate.
