Brevet FR2005872A1 — publié le 19691219

On. connaît des dispositifs pour le dépôt d1échantillons sur colonne chromatographique dans lesquels les récipients ou cartouches d'échantillons sont insérés successivement dans des circuits hydrauliques et raccordés au moyen de plusieurs soupapes ou robinets, de 5 sorte que les échantillons parviennent successivement à la colonne„ Un inconvénient de ces dispositifs est leur complexité et leur manque de fiabilité dans l'exploitation. Sans d'autres dispositifs connus de dépôt d'échantillons, les échantillons successifs destinés à l'analyse sont disposés dans de 10 petites masses d'échangeurs d'ions confinées dans des cartouches iii= diriduelles entre deux plaques poreuses. Ces cartouches qui peuvent se présenter en un grand nombre sont amenées successivement à l'endroit où., au début de chaque analyse, la cartouche est pressée à partir du haut au moyen d'un poussoir approprié, à travers lequel 15 est dirigée, par une pompe, la solution d'élution correspondante » Chaque cartouche individuelle se trouve appliquée au début de l'aes-lyse et pendant tout le déroulement de esHs-ei sur le débouché du raccordement de communication supérieur de la colonne. Se cette .manière, chaque cartouche individuelle devient une partis du cireait 20 hydraulique de la colonne pendant tout le tsmps do l'analyse. Un ia= convénient réside dans ces conditions en ce qu'au début de 1'analyse de chaque nouvel échantillon, on doit arrêter la pompe @t attends® que la pression sur la colonne tombe pratiquement à zéro*, On doit ensuite libérer l'élément d'appui, soulever celui-ci en même temps 25 que la cartouche, remplacer celle-ci par une autre, et rabaisser ©m» suite le support de cartouche lorsque la nouvelle cartouche est à la place de la précédente ; il faut rabaisser ensuite 1'élément de pression «t remettre la pompe en isarche pour rétablir le coursât de liquide vers la colonne chromatographique. Ceci entrais® comme ©os-30 séquences, les trois phénomènes suivants s en premier lieu, on po?à du temps entre l'arrêt d'une analye® (arrêt de la poap®) et le débat de l'analyse suivante (remise en route de 2& pompe). En second liea9 un inconvénient très importent consiste en ce qee la eharge d'éefeas~ geur d'ions de la colonne est soumise à d©s variations d® pressios 35 allant depuis la valeur maxiffl&le de service jtzsq&'à pendes t 1' échange des cartouches. Ceci n'était pas tellement important des® les processus chromatographiqaes anciens où. l'on disposait d'iaee charge importante dans les propriétés mécaniques desjefcargesde eelo&» ne. Dans les procédés chromât©graphiques modernss de haut rendement, 40 par contre, des facteurs essentiels de limitation sont les proprié BAD ORIGINAL 69 10884 2 2005872 tés mécaniques des charges de colonne, leur résistance limitée et la déformation permanente croissante des grains de résine, une augmentation progressive des résistances hydrauliques et par conséquent aussi des pressions jusqu'à ce que celles-ci atteignent des valeurs 5 tout à fait Inacceptables pouvant aller jusqu'au blocage complet de l'écoulement dans la colonne. Ceci se produit notamment lorsque la aharge de la colonne est soumise à des variations de pression, ce toi est nécessairement le cas dans les dispositifs considérés. Le troisième Inconvénient est le fait qu'une nouvelle analyse ne peut 10 être commencée immédiatement après la fin de l'analyse précédente® ©'eet»à-dira après la génération et rentabilisation, mis aussi que l'on peut envisager un recouvrement partiel des diverses analysea, ©•est-à-dire que l'on peut vouloir entamer une analyse alors que l8 analyse précédente est encore en cours. 15 Sous les inconvénients précités sont évités par le dispositif de dépôt d'échantillons suivant l'invention. Selon une diepositiea eessatieUe de celle-®! B sa dispositif comports un élément de pression disposé a»-à«ss&s do la cartoische d'échantillons avec possibilité do ffîoiïveme&t axial j à son extrémité inférieur® débouche ..an 20 caaal qui est en liaison avee un® canalisation souple et se raccords è sas @a®sl eoiaié dans lo corps d'us commutateur hydraulique qui contient sm boisss&u. E»sai ds camus» le corps du dit commutateur !»ydraulique étant d® son côté muai à© sanaux de talle sorte qa9®a position bass® de l'élément de pression, cet élément de pression 25 forme», ave© les cartouches qui sont portées sur un transporteur mobile en rotation et sn sans axial? ainsi qu'avec lea autres éléments précitésg uxi circuit d® dérivation (by-pass) conjointement avec la celoaaa chroffiatograpbiaue et la pompe associées. Grâce au fait que lors de l'échange des cartouches il n'est 30 plus nécessaire d'interrompre l'écoulement à travers la colonne, il devient possible, non seulement d'utiliser des .pressions de travail notablement plue élevées 5 mis de gagner en outr© du temps, car la nouvelle analyse peut déjà commencer dans la partie supérieure da la colons.© au. moment où l'analyse précédente s© termine dans la par-35 tie inférieur® de celle-ci. Oes inconvénients ont uns importance considérable dans les appareils d'analyses ®edames, avant tout dans les analyseurs de s#l® aminés. On peut asgmsmtar notablement l'efficacité des analyses mi-as en sa© d'application ®,ut©asatiqG.© d© nombreux échantillons pour 40- d@® analyse® successives, cette efficacité pouvant BAD ORIGINAL 69 10884 3 2005872 dépasser le double de celles qu'il était possible d'envisager jusqu'à présent : lorsqu'il faut compter par exemple pour une analyse une durée maximale ou inférieure à 2 heures, ce temps peut être réduit grâce au dispositif selon l'invention en deçà de la moitié. A 5 part les avantages déjà indiqués,, le dispositif proposé offre encore l'avantage important que les cartouches d'échantillons peuvent être libérées très peu de temps après l'expulsion de l'échantillon après début de l'analyse et que cette cartouche ou tout autre qui peut se trouver dans le transporteur commun peut être soumise à une 10 opération de traitement quelconque car là plupart du temps, il n* est pas nécessaire qu'une cartouche quelconque se trouve insérée dans le circuit hydraulique même pendant le déroulement de l'analyse automatique d'un échantillon quelconque. les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront 15 d'ailleurs de la description qui suit à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue schématique en élévation, partie en coupe, d'un dispositif selon l'invention ; la figure 2 montre le même dispositif dans un autre état ; 20 la figure 3 montre une autre forme de réalisation de l'invention. Suivant la forme de réalisation de la figure 1, le corps 1 d'un commutateur hydraulique contient une série de canaux de liaison et comporte un boisseau 2 qui, dans la position de travail représentée à la figure 1 où l'échantillon n'est pas en cours de transfert de 25 la cartouche 3 dans la colonne 4, est basculé dans la position indiquée, pour laquelle le levier 5* qui est solidaire dudit boisseau, est basculé d'environ 60° vers la gauche de la verticale. Dans cette position, la pompe 6 refoule la solution d'élution ou plusieurs solutions successives, à travers la canalisation 7, le canal 8, le 30 canal coudé 9 qui lui fait suite dans le boisseau 2, puis par le canal 10 dans la canalisation de liaison 11 qui mène à l'entrée supérieure de la colonne 4* Un autre canal coudé 12 qui est ménagé dan» le ooxps 1 et qui est en communication par une canalisation souple 13 avec l'élément de pression 14, est, dans cette position 35 de la pompe 6, déconnecté. L'élément de pression 14 se trouve soulevé dans la position indiquée au moyen, par exemple, du ressort 15, de sorte que sa face inférieure où débouche la canalisation 13 se trouve séparée des cartouches 3 qui se trouvent elles-mêmes légèrement soulevées par le transporteur 16, de sorte qu'elles sont écar-40 tées de la surface du corps 1 et donc séparées du canal 17 de ce BAD ORIGINAL 69 10884 4 2005872 corps. Le circuit de dérivation 12, 13, 3, 17 eet complètement séparé dans cette phase} de la pompe 6 et de la colonne 4. Avant la fin. de l'analyse ou de la rentabilisation, vont intervenir une série de mouvements qui conduisent à la situation repré-5 sentée à la figure 2 où. l'échantillon, vient d'être refoulé de la cartouche 3 par l*éloant. Entre les positions représentées aux figures 1 et 2, il se déroule une série de mouvements partiels qui ne sont pas détaillés sur les figures et peuvent être exposésjh.u mieux en référence à la figure 1. 10 Le transporteur 16 des cartouches d'échantillons 3, qui peut présenter une forme allongée, une forme de disque 03 analogue, peut être déplacé à volonté par rapport à la position de la figure 1 et permettre un échange à volonté d'une cartouche quelconque, au cours même d'une analyse. 15 La préparation de l'analyse d'an nouvel échantillon commence par l'amenée de la cartouche 3 contenant cet échantillon dans la position où. l'axe de la cartouche se présente en regard de l'axe du canal 17 et de l'élément de pression 14» Le transporteur 16 s'abaisse ensuite de manière à amener la 20 cartouche 3 au contact, par son extrémité inférieure, du débouché du canal 17 ou du joint d'étanchéité ménagé à cet effet. La phase suivante est l'abaissement de l'élément de pression 14 à 1'encontre du ressort 15 par le moyen d'une commande.automatique ou d'une action manuelle, cette commande étant simplement représentée sur 25 les figures 1 et 2 par un élément de pression 18. La pression d'application exercée par l'élément 14 doit être suffisante pour qu'un joint étanche soit établi aussi bien entre l'élément 14 et la cartouche 3 qu'entre cette dernière et le débouché du canal 17 ; le circuit de dérivation 12, 13» 3» 17 se trouve ainsi fermé de mani.è-30 re é tanche en vue de la commutation dans la colonne 4 de l'écoulement du liquide d'élution qui est refoulé par la pompe 6 à travers ce circuit. Ceci est rendu possible par rotation du boisseau 2 dans la position indiquée à la figure 2, donc d'un, angle de 60° en sens inverse des aiguilles d'une montre, le levier 5 étant abaissé 35 dans sa position dirigée vers le bas. Comme on le voit, le liquide refoulé par la pompe 6 réalise la phase de transfert de l'échantillon de la cartouche 3 vers la colonne 4 : l'échantillon non absorbé dans la charge mais simplement confiné à l'état liquide dans la cartouche 3 peut se trouver simplement transporté sur la colon-40 ne 4 ; ou encore le liquide d'élution assure dans cette phase en BAD ORIGINAL 69 T0884 5 2005872 peu de temps l'élution de l'échantillon absorbé sur la charge de résine de la cartouche pour son transfert sur la colonne 4* Dans tous les cas, le temps de maintien de la situation représenté à la figure 2 où le circuit de dérivation doit être fermé de façon étan-5 che peut être très petit par rapport à la durée totale de l'analyse,, La figure 3 montre en vue oblique latérale une autre forme de réalisation du dispositif suivant l'invention. Le corps du commutateur hydraulique 19 réalisé par exemple en plexiglas contient un boisseau horizontal 20 tout comme dans le cas précédent des figures 10 1 et 2. La différence principale consiste en ce que ce boisseau 20 comporte deux canaux parallèles 21 et 22 qui le traversent. Ces canaux 21 et 22 sont indiqués en traits interrompus en position verticale, et en pointillé en position tournée d'environ 60® dans 1* sens des aiguilles d'une montre. Le boisseau 20 est monté dans le 15 corps 19 non pas directement mais par l'intermédiaire d'une manchette d'étanchéité 23 et d'une autre manchette semblable 24* Cîes deux manchettes sont écartées l'une de l'autre par uns entretoise tubulaire 25» et» à l'aide d'une bague 26, elles peuvent être mises sous tension par serrage d'une vis 27 au moyen d'une tête 28. La 20 corps du commutateur hydraulique 19 comporte des canaux verticaux et obliques 31* 33, 34, 36 tels que représentés, en vue oblique, à la figure 3* Dans la position de base, pour laquelle le boisseau 2© est dans une position où les canaux 21, 22 sont inclinés de 60°0 les solutions d'élution circulent à travers une aiguille d'addac-25 tion 29» le canal 30, le canal oblique 31> le canal 22 du boisseau, le canal doublement coudé 32, puis le second canal 21 du boisseau pour aboutir dans les canaux obliques 33 et 34 et de là dans 1s sa-nal principal vertical inférieur 35 qui mènent directement à la colonne 4. 30 Soutes ces fonctions sont semblables à celles des figures 1 et 2 et les éléments extérieurs notamment les eartouehss? les colonnes et analogues ont été supprimés dans un souci de simplification du dessin. Après rotation du boisseau dans la position où. le g canaux 21 35 et 22 sont verticaux, le circuit qui vient d'être décrit se trouve interrompu et les solutions d'élution s'écoulent du canal 30 dans le second canal oblique 36, le canal vertical 37 et le canal 22 da boisseau, et de là dans le canal 38 du corps 19 et dans une aiguille de sortie 39 qui se raccorde à l'élément de pression 14 selon 40 la figure 1. Cet élément n'a pas, non plus, été représenté à la ÔAD ORIGINAL 69 10884 6 2005872 figure 1 pas plue que les cartouches ; on y voit cependant les éléments qui serrent à former un raccordement étanche entre les cartouches et le canal 40» Ges éléments comportent avaat tout une bague élastique' 41 qui entoure une aiguille creuse 42, laquelle ect 5 fixée par son extrémité inférieure dans le corps 19» Pour la position verticale des canaux 21, 22, les solutions d'élution s'ésos-lent par conséquent dans le circuit de dérivation comprenant la cartouche, puis dans les canaux verticaux 40, 21 et 35, en direction de la colonne chroaatographique. BAD ORIGINAL 69 10884 7 2005872 REVENDICATIONS 1) Dispositif pour le dépôt d'échantillons sur des colonnes chromatographiques du genre comportant des cartouches formant récipients à échantillon sur un transporteur mobile, caractérisé en ce qu'il comporte un élément de pression axialement mobile à l'aplomb 5 des cartouches, le dit élément de pression comportant à son extrémité inférieure un canal qui communique par une canalisation souple avec un canal coudé formé dans le corps d'un commutateur hydraulique comportant un boisseau tournant à deux canaux, le corps de ce commutateur étant muni de canaux aménagés de telle sorte qu'en po-10 sition abaissée dudit élément de pression et dudit transporteur portant au moins une cartouche, l'élément de pression, la cartouche, le boisseau avec ses canaux, la canalisation souple et les canaux ménagés dans le corps du commutateur forment un circuit de dérivation avec la colonne chromatographique et la pompe. 15 2) Dispositif selon 1, caractérisé en ce que le boisseau du. commutateur hydraulique comporte deux canaux qui sont disposés dans des plans différents et qui sont perpendiculaires à son axe, des canaux ménagés le corps du commutateur assurant dans une pre mière position du boisseau l'écoulement de l'éluant vers la colon-20 ne, par l'intermédiaire d'un circuit de dérivation comportant la cartouche, tandis que dans une seconde position du boisseau ils permettent l'écoulement direct de l'éluant vers la colonne.