Brevet FR2138020A1 — publié le 19721229

La chromâtographie sur couche mince est un procédé très • f souple et très économique d'analyse par séparation de compositions inconnues. On utilise un appareillage extrêmement simple et la manipulation et la mise en oeuvre sont relativement simples. 5 On utilise largement la chromatographie sur couche mince en médecine et en "biologie,pour l'analyse des produits pharmaceutiques, par exemple des stupéfiants, des tranquillisants, des barbituriques, des amphétamines, etc., des matières naturelles actives du point de vue biologique, par exemple des hormones, 10 des prostaglandines, des stéroïdes, des amino-acides et des polypeptides, ainsi que d'autres matières telles que des pesticides, des toxines organiques, etc. la chromatographie sur couche mince nécessite d'extrêmement faibles quantités d'échantillons, habituellement de l'ordre d'une fraction d'un micro-15 gramme ou de quelques microgrammes, si bien qu'elle convient parfaitementjaux. cas où on dispose de quantités extrêmement faibles de matières. Du fait de la commodité de la chromatographie sur couche mince, on lui a consacré une importante littérature, concernant 20 l'utilisation des solvants, des matières adsorbantes et des révélateurs, pour l'analyse de composés très divers. On a aussi déterminé les valeurs pour des composés très divers, dans des conditions diverses (Rf est le rapport de la distance parcourue par le composé à la distance parcourue par la frontière 25 du solvant). Néanmoins, cette valeur dépend des conditions et il est habituellement souhaitable de disposer d'une référence permettant une comparaison directe. Bien qu'on puisse obtenir certaines informations sur la nature de la matière inconnue par isolement, il reste souvent une large plage de possibilités pour 50 la composition chimique de produit inconnu. En conséquence, on constate qu'il est nécessaire dans la plupart des cas de conserver nombre relativement important de solution de référence permettant la comparaison du produit inconnu à la référence. De plus, lorsqu'on prépare le chromatographe, il est 35 souhaitable de disposer d'une goutte relativement délimitée de solution inconnue.Plus la tache formée par la goutte est large ou i SX3.Ï* 16 . diffuse.lorsqu'elle est formée initialement,et plus elle est diffuse/ 72 17627 2 2138020 chromâtographe. Il faut donc prendre bien soin de disposer lentement des quantités minuscules de solution inconnue sur le chromâtographe, de sécher la tache et d'ajouter une autre quantité minuscule jusqu'à ce que la totalité de la matière 5 inconnue soit disposée. Les problèmes généraux posés par la chromatographie sur couche mince sont décrits, par exemple, dans l'ouvrage de Stahl, "Thin Layer Chromâtography", Springer-Verlag, New York, 1969 et dans le bulletin technique.NQ 22 "Thin Layer Chroma-10 tography", de Brinkmann Instruments, Inc., New York, 1962. Selon l'invention, les chromatograph.es à couche mince sont entaillés, de manière que, grâce au retrait de la zone entaillée, il se forme des trous dans lesquels on peut disposer des éléments rapportés. Les parties entaillées sont proches 15 d'une extrémité du chromâtographe» Les éléments rapportés sont imprégnés d'une ou plusieurs compositions de référence et peuvent coopérer étroitement avec la zone entaillée. De plus, des éléments non imprégnés sont destinés à être imprégnés par la solution inconnue qui peut être 20 disposée dans une ou plusieurs des zones entaillées. Les éléments rapportés sont logés étroitement dans la zone entaillée de manière à former une surface pratiquement continue. Le chroma-tographe est alors développé de manière normale, de façon que le solvant migre d'une extrémité vers l'autre sur une distance 25 notable. Les tâches sont alors révélées de manière connue. La comparaison de la référence et de l'échantillon inconnu permet la détermination de la présence d'un composé de référence dans le composé inconnu. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressor-30 tiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé, sur lequel : la figure 1 est une perpesctive d'un chromâtographe à couche mince ; la figure 2 est une élévation latérale 'd'un chr cmatcgraphe 35 à couche mince comportant un renfort ; et la figure 3 est une perspective d'un disque. 72 17627 3 2138020 Il existe divers chroraatographies à couche mince qui f comprennent différentes matières adsorbantes et différents dispositifs destinés à stabiliser ces matières. Habituellement, llépaisseur de la couche adsorbante est comprise entre 0,2 et 5 2 mm environ, le plus souvent entre 0,5 et 1,5 mm environ. Des matières adsorbantes très utilisées sont le gel de silice, l'alumine, le kieselguhr, le noir de carbone, l'oxyde de magnésium, etc. On peut stabiliser les chromatographes de diverses manières par adhésion de la matière adsorbante sur un support, 10 par exemple une feuille métallique ou une plaque de verre, ou par imprégnation d'une feuille de fibre de verre qui est préférable/ selon l'invention. lié chromât ographe habituel a une largeur de 1 à 10 cm environ et une' longueur de 10 à 100 cm environ. Evidemment, on 15 peut utiliser selon l'invention une largeur et une longueur quelconques, en fonction de la dimension de l'appareillage disponible, du nombre de matières à analyser, ainsi que de la disponibilité des chromatographes à couche mince. Lorsqu'on met en oeuvre l'invention, on. peut utiliser 20 un chromâtographe classique à couche mince,et, à une distance de l'ordre d'environ 1 à 3 cm, habituellement de l'ordre de 2 cm, d'une extrémité,sont réalisées un certain nombre de petites entailles, de manière qu'elles permettent le retrait facile de la zone entaillée en. laissant un trou. Ces zones entaillées . 25 peuvent être retirées au moment de la fabrication du chroma-tographe à couche mince où elles peuvent être présentes dans le chromâtographe avant l'utilisation. Dans le cas où , on entaille plusieurs zones, il est plus commode de laisser les zones entaillées sur place, de manière qu'on ne retire que le "30 nombre nécessaire pour former un trou destiné à la mise en place d'un élément rapporté. Les éléments rapportés de référence .sont imprégnés avec une ou plusieurs compositions de référence, à des concentrations connues. Un ou plusieurs des éléments imprégnés avec.la même 35 référence ou des références différentes sont pressés dans les trous ou les orifices de manière à former une surface pratiquement continue sur le chromâtographe. Un ou plusieurs éléments peuvent être imprégnés séparément avec un ou plusieurs échantil- 72 17627 4 2138020 Ions identiques ou différents ou introduits de manière analogue dans des trous disponibles. On met alors en oeuvre le mode opératoire normal, en introduisant le chromatographe dans une cuve contenant suffi-5 samment de solvant, de manière que le chromâtographe soit immergé sur quelques millimètres, le solvant migre normalement jusqu'à une distance fixée à partir d'une extrémité, et le chromâtographe est alors retiré de la cuve et séché. Suivant les composés traités, on les observe par fluores-10 cence ou on les révèle par des colorants,des matières oxydantes, etc. Les matières adsorbantes de chromatographie contiennent souvent des matières qui permettent .l'observation directe des taches de certains composés. Par exemple, on peut introduire des matières fluorescentes,et des composés qui suppriment la 15 fluorescence sont alors observables. Par comparaison de la tache formée par l'échantillon inconnu avec les taches des références, il est possible de faire une détermination de la présence d'une ou plusieurs matières de référence dans l'échantillon d'origine inconnue et de doser qualitativement la quan-20 tité de matière. Les éléments rapportés disposés dans les trous peuvent avoir une forme quelconque correspondant à celle de la zone entaillée du chromâtographe. De préférence, la zone entaillée est circulaire mais elle peut aussi être rectangulaire, carrée 25 ou d'une autre forme. La configuration de la zone entaillée est normalement telle que la plus grande dimension est comprise entre 3 et 6 mm, de préférence de l'ordre de 5 mm. Des éléments rapportés non imprégnés sont utilisés pour le produit inconnu, et sont trempés dans une solution contenant le produit inconnu, 30 puis séchés. Les éléments peuvent être erytoute matière convenable, par exemple sous forme d'une matière adsorbante supportée (comme décrit en détail dans la suite du présent mémoire), en papier-filtre ou en autre matière adsorbante. Les éléments ' sont avantageusement préparées par pul-35 vérisation sur une feuille de matière adsorbante, séchage de la feuille et découpe des éléments. Les éléments de référence peuvent comprendre plus d'un 72 17627 s 2138020 constituant, notamment lorsqu'il existe une famille de composés ayant des propriétés analogues et séparés par le même système de matière adsorbante et de solvant. Les combinaisons souhaitables sont la morphine et les matières analogues, les barbi-5 turiques, certains groupes de tranquillisants , par exemple les benzodiazacycloheptanes, différents groupes de stéroïdes, des prostaglandines, des insecticides phosphatés courants, des insecticides à base de carbamate courants, des fongicides halogénés, des insecticides halogénés, des amphétamines, etc. 10 Suivant la facilité de détection, un microgramme du composé inconnu peut suffire et il n'en faut presque jamais plus, mais on utilise habituellement une quantité comprise entre environ 2 et 200 microgrammes, de préférence entre 2 et 50 microgrammes. La quantité de matière imprégnée dans l'élément 15 rapporté peut être facilement déterminée par la quantité de solution de concentration connue qui est adsorbée par l'élément rapporté. Les familles de matières qu'on peut imprégner dans un disque unique sont,par exemple,les suivantes. La morphine et 20 les composés associés ont normalement une aminé tertiaire et une ou plusieurs fonctions oxy ou oxo. Des exemples de morphine et de composés analogues physiomimétiques sont l'hydromorphone, l'oxymorphone, la codéine, l'hydrocodone, la pholcodine, la dextrométhorphane, la phénazocine et la dionine. 25 Les composés physiomimétiques analogues de la morphine sont la méthadone et ses analogues structuraux, notamment la dextromoramide, la dipipanone, la phénadoxone, la propoxyphène ("Darvon") et l'acétylméthadone. Une autre catégorie de composés comprend la mépéridine 30 et ses composés analogues, ainsi que 1'alphaprodine, l'alvodine et 1'aniléridine. Une autre catégorie de composés comprend les catécholamines, notamment la cotaïnine, la narcéine, la noscapine, la papavérine 1'épinéphrine et L-dopa. Des composés analogues de catécholamines 35 sont ceux qui ont des noyaux phényle non-hydroxy lé s, par exemple l'amphétamine, la parédrine, l'éphédrine, la métham-phétamine et la noréphédrine. 72 17627 6 2138020 Une autre catégorie de composés est constituée par les t » barbiturates qui sont les acides barbituriques disubstitues en 5,5 ou leurs sels de sodium. les substituants en position 5 sont normalement hydrocarbonés et ont habituellement 1 à 6 5 atomes de carbone. Des exemples de barbituriques sont le véronal, le médinal, le luminal, le prominai, le sonéryl, le nembutal, l'amytal, le dial, le phénadornç,le séconal, l'évipan, le phénobarbital et le pentothal. Un autre produit pharmaceutique important est la cocaïne 10 et l'ecgonine qui est son produit hydrolyse. Parmi les familles de stéroïdes intéressantes, on peut citer les androgènes (hormones mâles), les oestrogènes (hormones femelles), les gestogènes et les corticostéroïdes, notamment les minéralocorticoïdes et des glucocorticoïdes. 15 TJn autre composé intéressant est le tétrahydrocanni- binol qui est un ingrédient actif de la marijuana. Un autre groupe de composés intéressant est celui des tranquillisants, qui comprend le "Méprobamate", les benzodiazo-cycloheptanes, par ..exemple le "Librium", le "Diazépam" ou 20 1'"Oxazépam" et la phénothiazine, par exemple la "Chloropromazine", la "Vesprine", le "Phénergan", le "Diparcol", et le "Pyrrolazote". Un autre groupe de composés est formé des sapogénines et des saponines, parmi lesquelles on utilise beaucoup la digitale. D'autres groupes de composés sont les vitamines, qui, 25 du fait de leurgètructures très diverses, ne sont probablement analysées qu'en tant que groupes de composés de structure 'chimique analogue, par exemple en vitamines D. De plus, divers saccharides et polysaccharides peuvent être analysés, Comme indiqué précédemment, on peut analyser des pesticides, normalement 30 par des groupes tels que phosphate, carbamate, thiocarbamate, sulfénamide , polycyclique halogène, etc. D'autres polypeptides et amino-acides divers peuvent être analysés, par exempl^ie tryptophane, l'alanine, la glutamine, l'acide aspartique, la tyrosine, la cystine, l'angiotonine, 35 l'hormone lutéinique, l'insuline, l'hormone stimulant le follicule, etc. Evidemment, la liste qui précède est purement illustrâtive, 72 17627 7 2138020 car on peut mettre en oeuvre l'invention avec toute matière qui r peut subir une chromatographie, et elle assure une grande commodité à la fois pour la préparation de la tache formée sur le chrooatographe- et de la référence destinée à être comparée 5 avec l'échantillon inconnu. On va maintenant décrire un exemple particulier de mise er>6euvre de l'invention, en référence au dessin. D'abord, on obtient un échantillon inconnu, soit à partir d'un fluide biologique tel que l'urine, la salive, le sang soit d'un autre, 10 et on le traite de manière appropriée, de façon qu'on puisse extraire une catégorie de composés. Par exemple, si les composés de base tels que des aminés doivent être extraits, on utilise normalement un pH élevé. Si on veut extraire des composés acides, on utilise normalement un faible pH. (Evidemment, on peut 15 mettre en oeuvre l'invention avec des corps autres que les fluides*du corps, par exemple des râclures de plantes, des plantes digérées, des matières de contamination et toute autre matière dont un constituant est a déterminer). Après traitement du fluide biologique de manière con-20 venable, 'on extrait la solution avec un solvant non miscible à l'eau, de manière à former une couche organique et une couche aqueuse. La couche organique contient la matière inconnue. Suivant l'essai particulier, on peut alors traiter la solution organique de diverses manières pour retirer les matières 25 qui peuvent interférer, pour stabiliser la solution ou même pour modifier le produit inconnu, de manière à le rendre apte à se comporter convenablement lors de l^èhromatographie. Après traitement approprié, la solution organique est alors concentrée à la concentration voulue, de matière que l'élément rapporté 30 contienne suffisamment de matière. Selon l'invention, un grand nombre d'éléments rapportés 10 sont formés, comme représenté sur là figure 3, et ils ont de préférence une forme circulaire. Le chromâtographe 12 est habituellement rectangulaire et il comporte un repère 14 de 35 positionnement à une extrémité. Le cas échéant, une ligne 16 de limite est tracée et indique la distance à laquelle le solvant doit pouvoir progresser. Plusieurs zones entaillées 18 sont disposées à proximité 72 17627 8 2138020 du bord opposé au repère 14. Deux ou plusieurs zones entaillées sont réalisées de manière à permettre le retrait facile de la partie entaillée qui laisse alors un trou. L'élément rapporté 10 a la même forme que la zone entaillée, et il se loge de façon 5 étroite, en formant une surface pratiquement continue dans laquelle migre le solvant. • Deux ou plusieurs zones 18 entaillées sont retirées de manière à laisser la place à des éléments rapportés. Un élément 10 non imprégné est trempé dans la solution concentrée inconnue 10 qu'il absorbe, l'élément est alors mis à sécher puis disposé dans -un trou formé par le retrait d'une partie entaillée. De préférence, bien que cela ne soit pas essentiel, le produit inconnu est disposé au milieu. Si on suppose qu'on veut déterminer la présence d'une catégorie particulière de composés|ou un certain nombre de 15 catégories différentes de composés qui peuvent subir une chromatographie avec le système adsorbant-solvant utilisé, une ou plusieurs références|peuvent être disposées dans une ou plusieurs zones entaillées. Les éléments rapportés sont cohérents, si bien qu'ils ne 20 se déforment pas lorsqu'on les manipule normalement. On peut les réaliser de diverses manières. Dans le cas des chromatographes ayant un renfort 20, par exemple en verre ou formé d'une feuille de métal supportant une couche 21 d'adsorbant, l'élément peut aussi être réalisé en matière adsorbante qui 25 adhère à un renfort. Lorsque ce renfort est en verre, il est normalement préférable d'assurer la stabilité nécessaire à .l'aide de fibres de verre telles qu'on en utilise avec les chromatographes classiques à couche mince disponibles dans le commerce. On peut disposer d'autres couches pour stabiliser l'élément rap-30 porté. On constate que l'élément qui est supporté par la fibre de verre peut être utilisé comme élément rapporté dans d'autres chromatographes, par exemple des chromatographes renforcés par une feuille métallique ou de verre. Dans une variante, on peut avantageusement utiliser diverses qualités de papier-filtre. 35 Après mise en place du nombre voulu d'éléments rapportés, correspondant aux références et aux.échantillons appropriés, le chromatographe 12 est disposé dans.une cuve qui contient une quantité suffisante de solvant pour que ce dernier recouvre 72 17627 9 2138020 la partie inférieure du chromatographe sur quelques millimètres. On dispose un couvercle sur la cuve pour empêcher l'évaporation, et le solvant migre jusqu'au repère 16. Il faut habituellement d'une quinzaine de minutes à quelques heures. On retire alors 5 le chromâtographe de la cuve, on laisse s'évaporer le solvant et, suivant les composésjparticuliers à observer, on développe le chromâtographe de diverses manières Comme indiqué précédemment, un certain nombre de composés sont sensibles de manière particulière à certains colorants. 10 Dans une variante, le chromâtographe peut être disposé dans une cuve de vapeur d'iode et développé. De plus, certaines matières sont sensibles aux composés oxydants ou bien décolorent l'oxydant coloré ou se colorent de manière à être identifiables, la comparaison de la coloration de la référence avec celle de 15 1'échantillon permet la détermination qualitative de la quantité d'échantillon inconnu. Sur la figure 1, le chromâtographe est représenté après développement, deux échantillons étant utilisés avec une seule référence comprenant quatre constituants, le chromâtographe 20 indique/le second échantillon contient l'un des constituants correspondant aux taches de la référence 24. l'autre échantillon contient un constituant 26 qui n'est pas présent dans la référence. l'invention concerne donc un procédé simplifié permettant 25 de conserver un grand nombre de références destinées à être utilisées dans la chromatographie en couche mince. De cette manière, l'analyse chromâtographique est très simplifiée par comparaison directe de la référence à l'échantillon inconnu, selon le même chromâtographe. De plus, l'application de llé-30 chantillon inconnu sur le chromatographe est très simplifiée, car l'application localisée est sûre et très efficace. l'invention est très avantageuse dans les laboratoires d'analyse, le nombre de produits pharmaceutiques, même courants, dont on abuse ou qu'on consomme à trop grande dose, est élevé. 35 II est présomptueux pour un laboratoire de petites dimensions de conserver une bibliothèque de produits pharmaceutiques purs sous forme convenable. Même les grands laboratoires ayant des capacités indéfinies ne peuvent pas conserver suffisamment de 72 17627 10 2138020 produits pharmaceutiques de référence pour assurer l'identification des taches rencontrées dans les produits inconnus. En général, les composés purs ne sont pas disponibles chez les fournisseurs et il faut souvent les demander à des fabricants. 5 Lorsqu'on considère le grand nombre des fabricants, on a une idée de la difficulté de la constitution d'une bibliothèque de produits pharmaceutiques. Le problème est accru, car l'utilisation de pilules ou de capsules pour obtenir le produit pharmaceutique de référence ne donne pas satisfaction dans de 10 nombreux cas. De plus, du fait des possibilités d'abus et des règlements, de nombreux produits pharmaceutiques, par exemple la morphine et l'héroïne, ne peuvent être obtenus qu'avec de grandes difficultés. L'invention permet la résolution de ces problèmes et assure la réalisation d'une bibliothèque commode 15 et efficace de produits pharmaceutiques destinés à une analyse chromâtographique en couche mince. Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourr^4pporter toute équivalence technique dans ses éléments 20 constitutifs sans pour autant sortir du cadre de l'invention, qui est défini dans les revendications annexées. 72 17627 n 2138020 REVENDICATIONS f 1. Procédé de chromatographie d'une solution inconnue à l'aide d'un chromât ographe à couche mince ayant une surface adsorbante comportant une petite zone évidée, à proximité 5 d'une extrémité du chromâtographe, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'on immerge dans la solution à la concentration voulue un élément rapporté cohérent dont la configuration est telle qu'il se loge étroitement dans la zone entaillée, on introduit l'élément rapporté dans la zone entaillée et on 10 réalise la chromatographie avec un système solvant, qui migre de la partie voisine de la zone entaillée vers l'extrémité opposée du chromatographe. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en.ce que l'élément rapporté est séché après immersion dans ladite 15 solution et avant l'introduction dans la zone entaillée. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surf ace adsorbante est en gel de silice ou en alumine et est supportée par des fibres de vèrre, du verre ou une feuille métallique. 20 - 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce .que l'élément rapporté est circulaire et a un diamètre compris entre 3 et 6,5 mm. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs zones entaillées, équidistantes d'une 25 extrémité du chromatographe, et en ce qu'on introduit dans une zone entaillée au moins un élément rapporté imprégné d'au moins un composé de composition connue, avant la réalisation de la chromatographie. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en 30 ce que le composé de composition connue est un composé biologique ment actif. 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément rapporté est imprégné à l'aide de plusieurs composés de composition connue, appartenant aux catégories 35 des stupéfiants, des barbiturates, des amphétamines, des stéroïdes, des catécholamines ou des tranquillisants. 8. Chromatographe à couche mince, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs zones entaillées formant des trous 72 17627 12 2138020 après retrait de la partie entaillée, les diverses parties r entaillées étant' disposées linéairement parallèlement à une extrémité du chromatographe et à proximité de cette extrémité» 9» Chromatographe selon la revendication 8, caracté-5 risé en ce que la matière adsorbante est du gel de silice ou de l'alumine et est supportée par des fibres de verre ou une feuille métallique. 10o Eléments adsorbants cohérents rapportés destinés à la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisés 10 en ce qu'ils ont une forme pratiquement régulière, en ce qu'ils comportent une couche cohérente adsorbante, de préférence en papier-filtre?et en ce que leur plus grande dimension est comprise entre 3 e^v6,5 mm. 11. Elément selon la revendication 10, caractérisé en 15 ce qu'il est en gel de silice ou en alumine, ^supporté par des fibres de,verre ou une feuille, et de préférence en gel de silice supporté par des fibres, de verre. 12. Elément selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il est imprégné d'au moins 1 à 500 microgrammes environ 20 d'un barbiturate, d'un stupéfiant , d'un tranquillisant, d'un si stéroïde, d'une amphétamine, d'une catécholamine, d'un polypeptide, d'un hypnotique ou d'un stimulant du système nerveux central.