Brevet FR2358926A1 — publié le 19780217

La présente invention concerne un proedde d'excitation d'une espèce chimique pour lui conférer de la mobilité vue de l'orientation, de la remise en place et du transport et en vue de la séparation d'autres espèces, par conduite des opérations dans l'intervalle de conduetivité convenable da milieu et plus spécialement dans l'intervalle de semi-conductivité sous i'induc- tion par un champ électrique intense à la valeur minimale et optimale de l'intensité du courant ou à pro2dmlté de cette valeur. De tels systèmes se distinguent par un mouvement moleculaire ou transport très rapide, appelé ci-après propulsion électromoléculaire, de zeme que par une très grande re'solution des espèces moléculaires. Cette résolution permet des fractionnements analytiques très fins. Par comparaison avec les techniques habituelles, la mobilité atteint des valeurs remarquablement élevés et le systè- me gagne en souplesse d'applications. L'invention procure un procédé pour conférer la mobilité a' des molécules considerees jusqu'ici comme non mobiles en raison de leur caractère non polaire. Avec les molécules polaires, comme certains dérivés metalliques, la résolution atteinte est plus grande qu'avec les milieux conducteurs ou électrolytes aqueux classiques. L'invention a notamment pour objet la preparation de systèmes et milieux appropries au sein desquels le transport moléculaire semi-conducteur peut etre exécuté de manière fi > ble. La conduction dans l'ensemble du système est entretenue dans l'intervalle de semi-conductivité par ajustement du degre de conductivite du milieu qui est la phase de mobilit4.Des tensions élec- triques très élevées peuvent être entretenues avec des courants faibles, de sorte que le dégagement de chaleur (IRT) permet encore d'utiliser des moyens et des procédés courants Au contraire des procédés classiques de transport électrochimique, l'invention n'exige que des courants très faibles en raison du caractère semi-conducteur exploité. Cette particularité evite souvent la nécessité d'utiliser des vecteurs de chaleur extérieurs et permet d'utiliser un appareillage peu encombrant et peu puissant.Un autre avantage du procédé est que le faible 4chauffement atteint réduit au minimum les perturbations par diffusion. Les faibles intensités électri- ques qui suffisent aux fins de l'invention sont voisines de lssopti- mum pour le mouvement moléculaire tel qu'il est induit par l'interaction d'attraction et de répulsion dans le champ électrique et, dans ces conditions, il devient possible d'entretenir un effet mi gratoire très important qui est proportionnel à la tension électrique appliquée. L'effet migratoire est représentatif de la nature moléculaire de l'agent qui peut être distingue nettement de molécules ayant une structure sernblable ou apparentée, mais non identique. La mobilité propre d'une substance en cm par seconde permet son classement et son identification.Une bonne résolu- tion moléculaire peut titre atteinte sur une distance de quelques cm et en quelques secondes ou minutes, la durée diminuant avec la distance et avec la augmentation de la tension électrique. La Demanderesse a découvert que certains courants peu intenses sont voisins de l'optimum pour la propulsion électromoléculaireX ils sont définis comme etant une fonction de seuil,qui dépend de la nature moléculaire des agents traités. Le seuil est l'état d'excitation dans un système de solvatation - adsorption. Les intervalles habituellement observés s'étendent de 2x10-7 à 1,6x10-5 ampère par cm sur un substrat de cellulose.Ce seuil est le courant minimal necessaire pour amorcer la propulsion électromoléculaire et est habituellement voisin du courant optimal nécessaire pour un système déterminé. Les opérations sont effectuées dans l'intervalle de semi-conductivite > où une conductivité suffisamment élevée est atteinte avec une tension électrique élevée tandis que le courant est de l'ordre du courant de seuil. Le procédé peut entre applique au transport semi-conducteur en phase liquide ou en phase gazeuse. En raison de la possibilité d'un transport moléculaire et de l'utilisation d'une phase mobile Ie procédé est un procédé par semi-conduction en milieu fluide. Il se distingue ainsi des procédés en phase solide sessile et des procédés par sehi-eonduction en phase amorphe. En raison de l'effet sur le caractère électromoléculaire par induction et réaction jusqu'å des champs élec- triques convenables le procédé trouve ses applications dans les grandes classes d'espèces moléculaires, notamment les ions inor ganiques, les molécules organiques, les colloïdes et les cristalloïdes.Le procedé est donc applicable à des composés inorganiques comme ceux formés par le fer, le cuivre, le nickel, le cobalt, les métaux des terres rares, les mtaux lourds et le zirconium,de m?me qu'à la séparation des formes solvates de dérivés metalliques. Il est applicable aussi à d'autres substances comme les protéines, antibiotiques, vitamines, antihistaminiques, acides aminés, colorants et constituants du sang. En e6-mmie prparative, les réac- tions effectuées dans les conditions de la propulsion électromole culaire permettent de déplacer les équilibres pour améliorer les rendements. Le procédé permet d'extraire sélectivement un produit d'C-'quilibre d'une zones réaction ou de chasser les impuretés ou sous-produits. La propulsion électromoléculaire est extrêmement: rapide pour les extractions. En chimie appliquée, le procédé est utile lorsqu'il est désirable d'obtenir une pénétration rapide et/ou sélective, par exemple pour appliquer ou éliminer un colorant. Les colorants et autres molécules décelables d'un mélange peuvent neutre déposés sélectivement suivant un motif choisi au préalable en raison de leur sensibilité sélective à la propulsion électromoléculaire. Un autre avantage de l'invention est qu'elle permet de séparer, caractériser ou étudier des molécules d'après les différences du seuil de sensibilité. L'invention permet d'intervenir à des niveaux différents dans diverses conditions de pit, de températures, de nature du milieu et d'autres facteurs internes ou externes. Une application de l'invention serait un procédé dans lequel le système serait exploité è une valeur inférieure de seuil pour une première séparation,puis à des valeurs suivantes de seuil pour l'achèvement de la résolution. Les particularités opératoires importantes pour l'application de l'invention sont: 1. L'ajustement de la phase d'opération dans le domaine de semi - conductivité pour permettre le travail au seuil mole- culaire ou près de celui-ci avec une tension électrique maximale ou commode à entretenir dans le système. 2. L'établissement du courant optimal au seuil moléculaire ou au voisinage de celui-ci pour une tension déterminée qui est efficace pour la résolution moléculaire. 3. L'utilisation de ces composantes dans le système et l'agencement des caractéristiques de ce dernier Rouir assurer la stabilité d'ensemble, la reproductibilité et la sécurité. Une utile analogie de ce phénomène et de ses relations avec l'électrochimie est une comparaison entre la semi-conductivité en physique des solides et l'électrotechnique thermionique antérieure. Certaines similitudes peuvent être déduites des particu larités énumérées ci-après du procédé de propulsion électromoléculaire. 1. La consommation d'énergie et la dimension sont ré duites au minimum. 2. Les pertes électrothermiques réduites au minimum autorisent le travail à petite échelle avec une augmentation de l'intensité du champ se traduisant par une résolution plus rapide et une faible distorsion, 3. La détérioration du système par une grande consommation d'énergie induisant des effets-thermiques est annulée. Par exemple sous des densités de courant plus élevées que celles entretenues suivant l'invention, la mobilité et la résolution des espèces moléculaires peuvent tre modifiées. 4. Le degré et le mode d'utilisation des forces électriques ne sont pas limités au domaine de conductivité classique comme pour les transports ioniques dans un électrolyte aqueux liquide. Dès lors, de très nombreuses substances peuvent être trois tées, étudiées ou utilisées par le procédé de propulsion électromoléculaire. Il convient de citer à ce propos des systèmes dont la contribution électrique ou ionique à prévoir d'après leur structure moléculaire est médiocre. De plus, de nombreuses substances non aqueuses, hydrophobes ou autrement non polaires même qu'ioni que s, polaires, covalentes, aprotiques ou autrement conductrices entrent en ligne de compte. 5. Llexécution des opérations au seuil ou au voisinage de celui-ci est possible avec une efficacité de propulsion électrique élevéedans l'ensemble. Ces seuils sont caractéristiques des substances en question et généralement très peu élevés. Le procédé est applicable avec des intensités juste suffisantes pour assurer la propulsion des espèces moléculaires au prix d'une parte par échauffement négligeable. Des facteurs agissant en sens contraire sont notamment le refroidissement par évaporation, la capacité thermique, la convection thermique et l'écoulement électroendosmotique. L'exécution des opérations pour des valeurs croissantes et échelonnées du seuil induit la propulsion d'espèces moléculaires différentes à leur valeur propre et caractéristique. Ce mode opératoire constitue une technique de haute résolution supplémentaire permettant une discrimination moléculaire. Ce moyen de discrimination est amélioré en outre par le fait que la vitesse de propulsion est également une grandeur propre de l'espèce moléculaire. La vitesse peut être modifiée sensiblement par adaptation de la nature du milieu. A propos du seuil de propulsion, il convient de noter que le comportement de l'espèce moléculaire détermine le potat où l'adhérence ou attraction moléculaire pour le substrat est compensée par l'apport total d'énergie. Cet apport est formé pat l'apport d'énergie électrique extérieur et par apport d'énergie du à toute autre fonction de partition supplémentaire en vigueur. Les molécules sont alors libres de sedéplacer ou d'être entratnées par le champ électrique ou d'autres vecteurs. Les propriétés électriques du système apparaissent comme non linéaires a mesure que le courant gagne en intensité après l'entretien d'uns tension électrique initiale déterminée Les systèmes préférés se stabilisent rapidement et subsistent dans létal d'équilibre électrique pendant la séparation,bien que le procédé puisse être exécuté avec des modifications graduelles des aractéristîques élec triques.Lorsque l'absence de stabilité suscite des ifficultés, mais que le milieu est par ailleurs à considérer comme utile, la vitesse d'évolution de la résistance du système peut eAtre at ténuée par addition d'une résistance extérieure suffisamment importante, par exemple égale ou supérieure à la résistance interne du système. En variante, il est possible d'utiliser un élément électrique actif capable de percevoir dans un système les valeurs de courant-tension ou de température et de régler ces facteurs ou leurs modifications en agissant sur la source d'énergie élec- trique. Ce mode opératoire est intéressant aussi comme mesure de sécurité. Un examen des constituants pour la formation des milieux a montré que certaines combinaisons de composés ne se prêtent pas à la propulsion électromoléculaire pour des valeurs stables du courant. Lorsqufune tension électrique constante est entretenue, ces combinaisons månifestent continuellement une résistance différente -comme si un condensateur était chargé. Cet effet ressort d'un examen du diagramme de la Fig. I portant en ordonnées l'intensité I et en abscisses le temps qui illustre l'évolution du courant en fonction du temps sous tension constante, tl et t2 étant des durées de l'ordre- de quelques secondes ou minutes. Une matière ou un mélange ayant des propriétés électri- ques de type A (intensité toujours croissante) peut finalement donner lieu au jaillissement d'un arc électrique. Une matière ou un mélange de type C (courant croissant puis déeroissant) s'échauffe avec évaporation puis brale, charbonne ou sèche Un mélange de type B constitue un milieu préférable pour la régulation électri- que puisqu'il permet la reproductibilité des essais et que le réajustement des propriétés électriques n'est pas difficile. Les matières ayant un comportement électrique de type A peuvent être choisies délibérément comme constituants d'un milieu pour compenser les propriétés d'une matière sinon de type C,et réciproquement. De-mme, les propriétés électriques d'un composé déterminé peuvent changer avec la nature des autres substances auxquelles il est mélangé. Des exemples de composés manifestant le comportement de type A dans certains mélanges et le comportement de type B dans d'autres sont donnés ci-après. En règle générale, il convient de choisir un constituant de milieu qui manifeste le comportement de type B conjointement avec les autres constituants du système. Composés Tyne de comnortement N,N-diméthylacétamide dans l'eau A N,-diméthylacétamide dans le formamide A N,N-diméthylformamide dans l'eau B carbonate du 1,2-propanediol cyclique dans l'eau A carbonate d'éthylène dans l'eau B 3-méthylsulfolane dans l'eau A 2-pyrrolidinone dans l'eau A N-méthylformamide dans l'eau A N-méthylacétamide dans l'eau B alcool tétrahydrofurfurylique dans l'eau B dioxyde de tétrahydrothiophène dans le formamide A diacétonealcool dans le formamide A diacétonealcool dans le thiodiéthylèneglycol 3 éther éthylique de diéthylèneglycol dans le formamide A éther éthylique de diéthylèneglycol dans le thiodiéthylèneglycol B La propulsion électromoléculaire diffère de I'électrophorèse et de la diélectrophorèse sous de nombreux rapports. La réponse en propulsion électromoléculaire ne semble pas être fortement influencée par la viscosité et est accentuée par une augmentation de la constante diélectrique de la solution, alors que la mobilité électrophorétique est inversement proportionnelle à la constante diélectrique, de sorte que la propulsion électromoléculaîr peut être effectuée pour des valeurs de la constante diélectrique qui excède de beaucoup celles admissibles en électrophorèse. Par exemple, la propulsion électromoléculaire dans des milieux dont la constante diélactrique atteint 190 s'est révélée possible, par exemple dans le N-méthylacétamide. La vitesse de migration en cm par seconde d'une e perce chimique transportée par propulsion électromoléculaire est nettement supérieure aux vitesses atteintes en diélectrophorese et en électrophorèse. Cette différence ressort du diagramme de la Fig. 2 portant en ordonnées le logarithme de la vitesse de migration et en abscisses la conductivité. Certains indices portent à croire que la propulsion électromoléculaire a lieu par des interactions doiureur/acce-- teur de protons et par formation de complexes de transfert de charge électronique pour le transport. On peut se référer à ce propos à R. Foster, Organic Charge-Transfer Complexes (1969). En pratique, le choix d'un milieu relativement non conducteur est décissif pour la conduite du procédé.- Différents milieux et diverses techniques permettent de réaliser la semi-conduc- tivité. La conduction peut être effectuée dans des milieux solides ou semi-solides,comme des gels,de même qu'en phase gazeuse, outre dans des aérosols, des mousses et des liquides. Des combinaisons de ces différents états de phase sont possibles aussi,comme la phase fondue, les bains à haute température, les phases-pseudo cristallines (phases paracristallines et mésomorphes), outres les états glacés, bourbeux, vitreux, plastiques, fibreux, filamentai- res, poreux et pulvérulents.Les échangeurs d'ions, les milieux à perméabilité sélective et les membranes, les-membranes de dia- lyse, les tamis moléculaires et les sources d'ions spécifiques conviennent comme supports et obstacles. Le procédé peut être exécuté de manière continue ou non. De nombreuses substances sont relativement diélectriques et beaucoup d'entre elles sont des composés organiques non polaires. Certaines de ces substances ont une conductivité intermédiaire ou sont susceptibles d'un ajustement de leur caractère conducteur par addition d'une quantité relativement faible d'agents auxiliaires. L'opération semble analogue au dopage et à l'implantation dans le domaine de la physique des solides. Une matière relativement polaire peut servir de milieu ,comme il en est d'une solution aqueuse après limitation de la teneur en ions du système pour l'ajustement de la conductivité à la valeur voulue.De même, des substances supnressives peuvent être ajoutées à un système conducteur, les substances utiles étant celles qui exercent un effet suppresseur supérieur au simple effet de dilution dans le système. De plus, l'effet suppresseur des substances non polaires incorporées à des mélanges par ailleurs conducteurs constitue un moyen fort général et utile pour agir sur la conductivité.Il est important de rappeler qu'en dehors de ces différentes tecbni- ques, d'autres facteurs qui peuvent favoriser certaines propriétés supplémentaires des matières utilisées en fonction d'une application pariculîire sont la mîscibilité, la compatibilité, la toxicité, le point débullition, le point de fusion, la réactivité, le prix de revient, la facilité d'élimination, l'aptitude à la dialyse et l'osmolaîité. Une matière à constante diélectrique élevée est souvent préférée en raison de sa caPacité à conserver les charges formées dans le système (notamment par solvatation ou interaction) ou les charges autrement acquises ou induites des espèces chimiques Des solvants mixtes peuvent entre utilisés avec un agent d'association qui est habituellement un cosolvant semipolaire. Par matière semi-polalre, il convient d'entendre une matière ayant une certaine conductivité qui augmente lors de la dilution dans de lieau ou un autre milieu de polarité analogue ou lors d'une addition d'un sel ionique soluble.Suivant l'invention la solvatation d'un composé très ionique dans un composé non polaire à l'intervention d'un composé semi-polaire ne se traduit généralement que par une faible augmentation de la conductivité alors que laWsolution du compose ionique dans le composé semipolaire peut être modérément conductrice. En fait, le compos non polaire peut être considéré comme supprimant les possibilités d'une conduction modérée,avec formation d'un système ternaire. Le système ternaire comprend dès lors un constituant inerte, un constituant de conductivité et un constituant semi-polaire,corntae respectivement, le xylène, le bromure d'ammonium et le diméthyl- formamide. De plus, une augmentation considérable de la quantité de composé semlpolaire agissant comme solvant peut n'améliorer que médiocrement la conductivité. L'addition d'un volume relativement petit d'un autre solvant semi-poîre (système quaternaire) peut alors augmenter très sensiblement la conductivité du système complet. Le cosoivant, ni seul,ni avec le composé non polaire, avec ou sans agent ionique solvaté,n'approche de la conductivité ainsi atteinte.Cette technique pour augmenter la conductivité d'agents essentiellement non polaires constitue un moyen de mise en oeuvre intéressant pour des substances comme le xylène, le p cymène, les huiles minérales et les solvants chlorés Un exemple de système quaternaire est un système formé par le xylène, le bromure d 'ammonium, le diméthylacétamide et le diméthylformamide. Les effets ci-dessus peuvent être exercés aussi dans des systèmes qui ne sont pas aisément ionisables et-dont les-const- tuants sont choisis suivant des facteurs tels que la constante diélec- trique et l'aptitude à céder un proton que manifestent les molécules de solvant. Lorsque la capacité de donneur d'un milieu peut donner naissance à des molécules solvatées, un pouvoir donneur élevé dans un système à constante diélectrique élevée tend aisément à la conservation des charges ioniques créées.Des milieux particulièrement utiles sont ceux ayant une constante di électrique de plus de 10 qui tendent à maintenir les charges formées par les échanges donneur/ac- cepteur de protons. Les milieux utilisés suivant l'invention sont liquides à la température ambiante ou au voisinage de celle-ci et ont un point d'ébullition suffisámment élevé pour résister à la chaleur dégagée. Les points d'ébullition sont généralement de plus de 1400C et de préférence de plus de 165 C. Ces milieux ne doivent pas être capables de dissoudre l'agent chimique auquel la mobilité doit etre conférée,mais la solubilisation est préférable pour la séparation d'espèces moléculaires différente s. L'invention est davantage illustrée par les exemples suivants relatifs à la séparation d'espèces chimiques dans les milieux indiqués. L'appareil est une cellule à séparation en pOlyéthylène haute densité subdivisée en deux compartiments de 15 mI. La cellule est conçue pour résister sans danger aux champs électriques intenses et aux pertes par conduction des milieux dans ces champs, de mtme qu'aux solvants corrosifs et très puissants utilisés. Une électrode en platine dans chaque compartiment est connectée à une source de courant continu fonctionnant généralement avec une intensité de 1,25 mA. Cette source est capable de fonctionner dans des conditions imposées avec des tensions variables dans les intervalles de O à 100 ZuA, de O à 1 mA et de O à 10 mA pour les études de seuil et les opérations des procédés décrits. Une mèche en papier-filtre dans chaque compartiment est connectée aux extrémités opposées du substrat en papier-filtre occupant la partie supérieure de la cellule. Le papier-filtre a une largeur de 5 cm et une longueur de 10 cm et,sauf indication contraire, est du papier Whatman n 3. Normalement, la chute de tension électrique dans le systeme est localisée sensiblement au support imprégné, par exemple pour 70 à BO sinon davantage. La cellule est protégée par un couvercle transparent. Un solvant convenable peut être choisi parmi les glycols de bas poids moléculaire,dont la conductivité est augmentée par une petite quantité d'un additif. Les systèmes solvants ci-après sont utiles pour les colorants relativement non polaires et autres composés organiques solubles. Les solvants indiqués s'utilisent pour séparer des mélanges d'agents chimîques,comme des colorant s, de la dibromomercurifluorescéine et du riboflavinephosphate de sodium sous les tensions et intensités indiquées.Les caractéris- tiques électriques sont dites $'stabilisées" lorsqu'elles atteignent des valeurs indiquées et restent constantes pendant les quelques minutes (généralement 2 à 10 minutes) au cours desquelles la sépia ration est effectuée. Exem- Constituants du solvant Caractéristiques ple électriques sta bilisées 1 0,3 ml d'eau, 0,2 de tampon Sôrensen à pH 7,0, 24,5 ml de propylèneglycol, la quan tité d'eau dans un tel système n'excédant de préférence pas environ 2% li kV/mA 2 2,0 ml de dimêthylacétamide, 1,0 mi de phé nol et 25,0 mi de propylèneglycol 8 kV/mA 3 2,5 ml de formamide, 22,5 mi de propylène glycol 5,5 kV/mA Le milieu de l'exemple 3 est excellent pour la résolution des colorants dans le mélange suivant: safranine 0, rouge de toluylène (rouge neutre) et riboflavinephosphate de sodium. Ce milieu est utile aussi pour séparer les colorants de la classe des rhodamines. Au contraire de la mobilisation par transport ionique classique, la mobilisation des dérivés métalliques n'est pas aisément réalisée même lorsque ces dérivés sont solubles dans le milieu. Toutefois, par ajustement de la composition du milieu et de ses propriétés électriques conformément à l'invention, il est possible d7atte2ndre une résolution très fine dans un système que celui ci-après > qui illustre un nouveau mode de fonctionnement décrut. Des exemples d'ions métalliques appropriés sont les ions Co++, Cu++ et Ni apportés par des sels tels que les chlorures et nitrates. Exemple Constituants du solvant Caractéristiques @@@@ @@@@@@@@@@@@ @@ @@@@@@@ @@@@@@@@@@@@@@@@ électriques sta ilisées 4 10 ml de diméthylformamide, 15 ml de propylèneglycol et 1 mi de triéthanol amine (non indispensable) 8 kV/mA Un système non aqueux à base d'ester est également satisfaisant comme illustré ci-après. L'éther éthylique d'éthylè- neglycol peut être remplacé par d'autres composés apparentés comme l'éther hexylique d'éthlèneglycol, l'acétate d'éther éthylique d'éthylèneglycol, l'éther méthylique de diéthylèneglycol et ltaee- tate d'éther méthylique de diéthylèneglycol. Exemple Constituants du solvant Caractéristiques électriques stabilisées 5 4 mi de formamide, 14 ml d'éther éthy- lique d'éthylèneglycol, 34 ml de phtaiate de diméthyle 15 kV/mA Les systèmes ci-après sont utiles pour séparer des ions métalliques et des complexes, parmi lesquels on a utilisé des complexes métalliques formés par la dithizone, le nltroso p- naphtol, le pyrocatéchol, le violet de méthyle la rhodamine B, la 8-hydroxyquinoléine et le dibenzoylméthane. Exemple Constituants du solvant Caractéristiques électriques sta bilisées 6 30 mi de méthoxyéthoxyéthanol, 30 mi de carbonate du 1, 2-p- ropanediol cyclique et 3 gouttes d'acide nitri que (1:30 dans l'eau) 6 kV/1,25 mA Le milieu de l'exemple 6 assure une résolution mLlti- zone (5 minutes) avec les 8-hydroxyquinoléinates de métaux des terres rares comme le scandium et l'europium, de meme qu'avec d'au- tres métaux tels que le nickel. Les dérivés des métaux lourds et du dibenzoyiméthane et la rhodamine ont d'excellentes propriétés de mouvement,alors que le déplacement des nitrates de métaux lourds est très faible et que le déplacement da chlorure de hafnium es nul. Une mobilité satisfaisante est également obtenue avec les chlorures de Co++, Cu++ et Ni++. Dans l'exemple ci-dessus, le chlorure de nickel donne lieu à trois zones avec des colorations en bleu et violet.Ces effets reproductibies montrent le pouvoir de résolution très éleve de ce mode opératoire. On peut aussi observé qu'il se forme une série de complexes métalliques, par exemple par échange donneur/ accepteur de protons,qu'1l est possible de résoudre suivant ce taude opératoire. Cette ressource inhabituelle est mise en évidence dans un autre cas où il se forme non seulement plusieurs zonesçmais aussi des entités positives et négatives mobiles. Les mobilités atteintes dans le système suivant sont de plus de 2 cm par minute. Exemple Constituants du solvant Caractéristiques électriques sta ~~~~~~~~ ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ bilisées 7 15 ml de méthoxyéthoxyéthanol, 6 kV/mA 15 ml de carbonate du 1,2-nropanediol CoCl2 cyclique, 13 ml de carbonate d'éthylè- 2-3 zones (+ et -) ne et 3 gouttes d'acide nitrique NiC12 (1:30 2-3 zones (+ et -) CuCl2 4-5 zones (+ et -) essai de 6 minutes Le milieu de l'exemple 7 confire aussi une excellente mobilité pour les sels d'europium, de lutéthium, de thalliun et d'ytterbium. La position, la vitesse et le caractère des zones sont propres a l'agent dans le système examiné. Ainsi, dans le système ci-après, le chlorure de nickel et le chlorure de cobalt donnent 1 et 2 zones respectivement,alors que le mélange donne 3 zones correspondant aux3 entités métalliques.De plus, les zones présentent 3 colorations dans des nuances très discernables de rose et de bleu. Exemple Constituants du solvant Caractéristiques électriques sta @@@ bilisées 8 21 ml de carbonate du 1,2-propane- 7,8-7,6 kV/1,25 mA diol cyclique, 9 ml de méthoxyéthoxy- essai de 6 minutes méthanol, 8 ml de Y-butyrolactone et 3 gouttes d'acide nitrique (1:30) Le groupe des métaux des terres rares,de même que le couple hafnium-zirconium,constituent les ensembles les plus diffi- ciles à résoudre. De plus, tout comme le hafnium et le zirconium qui forment un couple particulièrement difficile à résoudre, les métaux des terres rares comprennent trois sous-groupes majeurs. Les systèmes ci-après sont utiles pour les métaux de transition et métaux lourds,de même que pour les sels des métaux des terres rares et les sels de zirconium et de hafnium, par exemple les métaux d'un nombre atomique de 21 et plus. Exemple Constituants du solvant Caractérisitques électriques' stabilisées 9 15 ml de carbonate du 1,2-propanediol 9,6-7,2 kV/1,25 mA cyclique, 15 ml de méthoxyéthoxyétha- essai de 3 minutes nol, 13 ml de carbonate d'éthylène, 3 gouttes d'acide nitrique (1::30) Dans un système comprenant du carbonate de propsnediol cyclique, de l'acide nitrique, du méthoxyméthoxyéthanol et de l'al- cool tétrahydrofurfurylique en proportions semblables à celles in diluées ci-dessus, la saframine 0 se déplace aisément sous 500 V et 100 A tandis qu'une impureté orange reste immobile Ceci constitue un exemple de la séparation des constituants par atteint te du seuil de l'un des composés dans un mélange. L'exemple ci-après fait ressortir que l'acidification par un acide inorganique n'est pas essentielle. Exemple Constituants du solvant Caractéristiques électriques sta- bilisées 10 12 ml de 1,2-propylèneglycol, 3 nil 14 kv/1,5 mA d'acide dichioroacétique, 16 mi d'étho xyéthoxyéthanol De mime, des milieux contenant des bases telles que la triéthanolamine ou la Y-picoline au lieu d'un acide permettent de séparer les métaux. L'application de l'invention à des composés organiques est illustrée davantage par les systèmes suivants utilisés pour la séparation de sulfamides, à savoir la sulfamérizine, la suifa- guani ine et la sulfaméthazine. Exemple Constituants du solvant Caractéristiques électriques sta- bilisées Il 20 ml de méthoxyéthoxyéthanol, 12 mi de 5,8-5,0 kV/i, 25 mA l-méthyl-2-pyrrolidinone et 0,8 ml da- essai de 4 minutes cide dichloracétique Ce dernier système, quoique lent permet d'obtenir des zones différentes avec la famille de colorants comprenant les rhodamines 5G, 6G et B éventuellement en mélange. Le milieu ci-après assure une résolution poussée des colorants ci-dessus en 20 à 25 secondes avec des mobilités de plus de 12 cm par minute. Exemple Constituants du solvant Caractéristiques électriques sta bilisées 12 24 ml de carbonate de 1,2-propanediol 13,2 kV/0,8 mA cyclique, 12 ml de diacétate d'éthy lène, 6 ml de salicylaldéhyde et 3 gouttes d'acide nitrique (1:30) 13 24 mi de carbonate de l,2propanediol 13-12,6 kV/mA cyclique, 12 mi de diacétate 'éthy- lène, 6 ml de salicylaldéhyde, 2 ml de bromure d'ammonium (solution saturée dans le méthoxyéthoxyéthanol) 2 ml de phosphate de tributyle et 4 gouttes d'hydroxyde de tétraméthylammonium (à environ 25% dans le méthanol) il convient de noter que l'urée ou le propylèneglycol dans de tels systèmes en concentrations même plusieurs fois nolaire ne modifie pas la conductivité, mais peut augmenter la mobilité des molécules de protéine. Ces substances agissent comme diluants ou suppresseurs et sont utiles dans les solutions aqueuses pour les fractionnements biochimiques de substances telles que les protéines et enzymes. La mobilité de l'albumine dans de tels systèmes peut excéder celle des colorants solubles dans les glycols, comme le montrent les résultats ci-après relatifs à la migration depuis l'origine. Exemple Constituants du solvant Caractéristiques électriques stabilisées 14 16 ml de chlorhydrate de tris (hy- 6 kV/2 mA droxyméthyl) aminométhane (0,03 M), papier Whatman n 1 40 ml de propylèneglycol et 50 ml de albumine 32 à 38mm; glycérol colorant soluble 19 mm; essai de 6 minutes Comme discuté plus en détail ci-après, il est possible d'améliorer la vitesse et le degré de résolution des systèmes cidessus avec des înitiateurs,suppresseurs et/ou stabilisants. On exécute aussi le procédé en ajoutant un échantillon à un lit d'un gel fait de gélose, de silice et de gélatine. Ce mode opératoire permet de séparer des colorants, des protéines et d'autres composés organiques. Le milieu et ses propriétés électriques sont conformes aux indications des exemples précédents. Les séparations de quantités importantes sont également réalisées dans une colonne comprenant comme support de la cellulose ou des minéraux en poudre. Un système fort utile pour les substances non polaires, qui permet de résoudre les isomères du méthylnaphtalène et assure une bonne résolution de la rhodamine 63 et de la rhodamine 6G, outre des colorants alimentaires, comprend 21 ml de carbonate de propy lène cyclique, 9 rai de méthoxyéthoxyéthanol, 12 mi d'alcool tétrahy- drofurfurylique et 3 gouttes d'acide nitrique (1:30). Dans les milieux ci-dessus,différents composés Permet tent la réalisation de diverses fonction importantes. On trouvera ci-après à titre d'illustration un certain nombre de ces composés regroupés par catégories suivant leurs fonctions courantes.Toute- fois, ces catégories ne sont pas rigidement définies du fait que certains composes peuvent entrer dans plusieurs catégories simultanément. Ainsi, le phtalate de diméthyle est un bon suppresseur mais intervint aussi coi:-e agent de base inerte lorsqu'il constitue le milieu de base.De plus, il peut insolubiliser ou limiter la mobilité ou encore influencer d'autres facteurs, améliorant ainsi la résolution. L'eau est utile avec un solvant modérément puissant ayant une constante diélectrique élevée et une capacité limitée à céder des protons. Toutefois, l'eau est généralement moins utile corme constituant majeur sous tension électrique élevée dans les systèmes qui ne sont pas refroidis de l'extérieur en rai- son de son point d'ébullition peu élevé. TABLEAU I Agentsde base pour milieu inerte Caractéristiques:conductivité minimale du solvant, véhicules inertes et limiteurs de solubIlité p-cymène, huiles minérales, n-décanol, o-octanethiol, xylène. Inhibiteurs ou suppresseurs Caractéristiques: influence négative sur la conductivité phosphate de tributyle, phtalate de diméthyle, triacétine, chlorure de 2-éthylhexyle Agentsde base cour milieu neutre Caractéristiques: conductivité faible à médiocre, avec tendance à conductivité croissante avec un solvant de dilution, solubili sants efficaces et agents d'interaction: -butyrolactone, carbonate de 1,2-pronanediol cyclique, propyrene- glycol, 2-phénoxyéthanol, 2-éthyl-1,3-hexanediol, 1,1-dioxyde de tétrahydrothiophène et méthoxyéthoxyéthanol. Agentspour milieu très actif Caractéristiques: forte influence sur la conductivité, donneurs de protons, dissolvants e Agents acido-basiques : Ethylphosphonate de diéthyle, N-cyclohexyl-2-pyrrolidone, éther bis-(2-méthoxyéthylique), triamide hexaméthylèneophosphorique, aminoéthylpipérazine, imino-bi s-propylamine, 2,2' -iminodiéthanol, 2-aminoe'thanol, triéthylènetétramine, triéthanolamine, acide mercaptopropionique, acide mercaptoacétique. Agents de conduetivité acide perchlorique, acide dichloracétique, formamide, bromure d'ammonium, iodure de pyridazine, acide nitrique, acide mercaptoacétique Agents de base nour milieu actif Caractéristiques: conductivité légère avec tendance à augmenter la conductivité des milieux neutres, solvants puissants : 2-chloroaeetamide diméthylformami de , N,N-diméthylacétamide, l-mé - thyl-2-pyrrolidone, diméthylsulfoxyde, carbonate dxéthylène cyclique, 2, 5-hexanedione. Avents de modification isophorone, nitrobenzène, sali cylaldéhyde, 4-hydroxy-4-méthyl 2-pentanone, acétate d'éthylène Y-picoline > c-dichlorobenzène. Un point de départ pour la mise en é-7idence et le choix d'un milieu solvant destiné à une espèce chimique particulière est la détermination des milieux- qui stabilisent cette espèce ou sont compatibles avec elle et qui conduisent à un excellent coefficient de partage en faveur de cette espèce lors d'une chromatographie sur le substrat à utiliser,à divers pH. La conductivité est alors ajustée en vue de l'application dans le procédé de rXin- vention par addition du solvant comme constituant majeur à un milieu de base compatible qui a une conductivité convenablement ajustée ou bien la conductivité du solvant peut être adaptée pour la formation d'un milieu de base au moyen des agents repris au tableau 1. La mobilité est normalement atteinte à une intensité d'environ 1,25 mA qui est généralement supérieure à l'intensité de seuil. Un nouvel ajustement peut être nécessaire pour le début de la mobilité ou. pour l'affinage de la séparation par retouche de la composition du système comme indiqué précédemment. Par exem ple,un ajustement peut être réalisé avec des agents complexants, des agents modificateurs, des solvants analogues choisis par examen chromatographique, de m8me que par correction du pli et apport de substrats moins actifs comme le Teflon. Les substances ci-après se répartissent en trois catégories principales qui sont indiquées. D'autres facteurs entrant en ligne de compte sont l'aumentation du domaine d'existence à l'état liquide, la constance diélectrique, la valeur peu élevée de la viscosité, la compatibilité et la miscibilité avec l'eau, l'influence de donneur et d'accepteur et la neutralité. 1. La catagorie principale comprend des composés dont le point d'ébullition est égal ou supérieur à 1600C et qui sont liquides à la température ambiante au voisinage de celle-cie Ce sont en général de bons solvants. 2. De nombreux composés utiles dont le point d'ébul- lition est inférieur à 160 C ou dont le point de fusion est un peu supérieur à la température ambiante. Ils sont souvent ut- lisés en pourcentages modérés pour modifier les systèmes. Souvent aussi, ils peuvent être liquéfiés par une quantité mineure due cosolvant ou entre incorpores å des systèmes utilisés à l'état fon- du. 3. Les derniers agents sont des agents de modification dont le point de fusion peut être sensiblement plus enlevé et qui s'utilisent en solution avec d'autres milieux ou dans des systèmes à l'état fondu. Sur la base des propriétés physiques et des essais d'orientation par chromatographie et dissolution, de mctme que par ajustement des milieux comme decrit ici, le spécialiste peut choisir de nombreux composés appropriés parmi les composés connus ou synthétisables. L'échantillonnage ci-après est donc limité et uniquement illustratif:: TABLEAU II Aldéhydes, cétones et nitriles cinnamaldéhyde, 1,2-cyclohexanedione, 4-anisaldéhyde, p-chloroph- tetole, butyrophénone, 4-chloro-3-hydroxybutyronitrile, cyanoacétate d'êthyle, glutaronitrile, hexachloroacétone, iminodiaeé tonitrile, 2,k-imidoxolidinedione, 2-hydroxyacétophénone, p-méthoxyphénylacétonitrile, o-méthylanisole, 2-méthylpipérazine-N,N'-di carboxyaldéhyde, -morpholinoearboxaldéhyde, nicotinonitrile, 5-ni- trosalicylaldéhyde, nicotinaldéhyde, picolinonitrile, 2-pipéridone, pimélonitrile, pipéronal, 1,4-pipérazinedicarboxaldéhyde, pyrrole 2-carbaldéhyde, pyridine-3-carbaldéhyde, tétrahydroionone, vératraldéhyde. Alcools, lvcols. phénols et polyglycols 2-amino-2-méthyl-1-propanol, cédrol, 3-chloro-1,2-propanediol, cyanoéthylsaccharose, déhydroisophytol, déhydrolinalol, dichlorotriéthylèneglycol, 2,6-dinitrothymol, alcool furfurylique, 3-hy- droxycamphre, hydroxyéthylpipérazine, 5-hydroxy-2-(hydroxyméthyl)4H-pyranne-4-one, 5- indanol, dlKmenthol, 2-mercaptoéthanol, N-méthylol-2-pyrrolidone 2,2', 2'-nitrilotriéthanol, 2-nitro-1-propanol, alcools de lanoline polyéthoxylés (5+), 4-pyridinepropanol, 2,5-tétrahydrofurannediméthanol, 1,1,1-trichloro-2-méthyl-2-propanol et son hydrate, thiodiéthanol. Amides et composés apparentés urée, N-éthyl-p-toluènesulfonamide, N-2-hydroxyéthylacétamide, méthylsulfonamide, N-éthylformamide, picramide, thioacétamide, 2-turamide, acétate de formamidine, acide 4-acétamidobutyrique, 2-acétoacétamido-4-méthlthiazole, anthranilamide, chloralformamide, diacétamide, diamide N,N'-diallyltartrique, n-butyramideX cin namamide, N-méthylncotinamide, N-i sopropylsalicylamide, 5-hydrory- valéramide, N-méthylpropionamide, isonipécotamide, 2-hydroxyéthoxyacétamide, N-hydroxyacétamide, 3 ,5-dinitrobenzamide, N,N-diméthylacétoacétamide, N,N-diéthyl-1-pipérazinecarboxamide, N-éthylacétamide, hexaméthylphosphoramide, N-formylhexaméthylèneimine, 2,2,2trichloroacétamide, p-nitrobenzamide, sulfamide, N-sulfonylstéara mide, thionicotinamide, pyrazinamide, carbonate de 2-hydroxyéthyle, l-naphtalèneacétamide, carbazate de t-butyle, lactamide, N-méthyldiacétamide, p-acétamidobenzaldéhyde. Ester s ehloroacétate de butyle, carbonate de bis-(2-chloroéthyle), stéarate de butyle, chloroacétate de 2-chloroéthyle, méthylcarbanate d'e.thyle, dimercaptoacétate du glycol, acétate d'hydroxyéthyle, nitrite d'isopentyle, carbonate de phényle oléate de méthyle, dibenzoate du polyoxyéthylèneglycol (200), oléate de tétrahydrofurfuryle, borate de tributyle, citrate de tributyle, diisobutyrate du 2,2,4-triméthyl-1,3-pentanediol. Ethers éther dibenzylique, diméthoxytétraéthylèneglycol, diméthylpolysiloxanne, phtalate de diéthoxyéthyle, éther N-butylphénylique, éthers cycliques, o-éthoxyphénol, 1-éthoxynaphtalène, éther diméthylique du glycérol, p-hexyloxyphénol, ricinoléate de méthoxyéthyle, éther 2-vinyloxyéthylique. Composés divers acides, bases et sels de Lewis, tétranitrométhane, N-acétylmorpholine, acriflavine, acides aminés, benzothiazole, o-aminophta-l hydrazide, butylsulfone, hydrogénophosphate de bis-(2-étbyîhexyle), pyrophosphate acide de diméthyle, voie de cyamopsis, l-nitrosopi- péridine, indole, pyridazine, iodure de triméthylsulfoxonium. Au des et sels inorganiques cedrène, sulfure de triméthylène, chloropicrine, stéarate de lithi, sels inorganiques, borogluconate de calcium, acides ami nophosphoriques, séléniure de diphényle, éthylcamphorate de bis muth, iodure de soufre, acide trichlorométhylphosphonique, acide picramique, acide aminoéthanethiosulfonique. tes composés du genre de ceux ci-dessus peuvent être répartis en catégories par addition goutte à goutte d'eau distillée et mesure de la conductivité. La courbe de dilution/conducti- vité indique l'allure d'évolution de la conductivité en fonction de la dilution,de mee que le point de rebroussement ou le palis de conductivité atteint pour une dilution raisonnable, permettant la répartition en différentes catégories comme solvants très actifs, solvants actifs, etc. Les résultats ci-après illustrent l'application de cette technique (les résistances sont exprimées en mégohms). La résistance très peu élevée aux dilutions indiquées prouve que l'acide dichloracétique et l'acide mercaptoacétique appartiennent à la catégorie des milieux fort actifs. La valeur un peu plus élevée pour le carbonate d'éthylène et la 2,5-hexanedione les classe parmi les milieux actifs. Un tel mode opératoire permet un classement très aisé des différents milieux. Cette technique facilite l'adaptation de la conductivité d'un milieu en vue d'une application particulière par observation de la résistance à différentes dilutions. Composé Résistant du milieu valeur initiale addition d'eau o*R 0. ml 0,05 ml 1 ml acide dichloracêtique 100 0,042 0,001 acide mercaptoacétique 1 0,050 carbonate d'éthylène 0,2 0,20 o,065 2,5-hexanedione 7 2,2 0,060 Souvent une miscibilité meme partielle avec l'eau suffit pour indiquer le degré d'activité prévisible. De plus, les études peuvent être faites par addition d'autres substances que l'eau. Par exemple, le thiodiéthylèneglycol , l'acide dichloracétique et le formamide permettent les essais.Ces cotosés ont alors une miscibilité différente et un autre profil de dissolution.Parmi ces agents, le formamide a une constante diélectrique fort élevée et une conductivité plus grande que celle de l'eau alors que la conductivité du thiodiéthylèneglycol est du meme ordre de grandeur que celle de l'eau et atteint la même cordue- tivité que l'eau lors-qu'une goutte de cette dernière est ajoutée, e'est-à-dire lorsque la dilution par l'eau est encore très faible. Les modifications de conductivité ainsi atteintes par dilution avec des agents non aqueux peuvent être davantage caractérisées par observation de la modification du plateau en conséquence de l'ad- dition d'une quantité mineure d'un solvant secondaire qui peut être l'eau. I1 est ainsi possible d'établir une relation entre l'influence des solvants secondaires de type actif ou très actif (ou de type inerte pour un effet de suppression) et le profil de conductivité.Ces effets sont variables et caractéristiques des agents dilués auxquels le diluant secondaire est ajouté. De plus, il est possible dZétudier la courbe de conductivité en fonction dela dilution avec un diluant particulièrement conducteur qui peut etre un système déjà ionise ou plus conducteur. Par exemple, la dilution des composés hydroxylés et des éthers avec une solution aqueuse de nitrate d'ammonium relativement conductrice et. de l'aci- de acétique peut entre citée également. La comparaison peut être faite également avec les deux derniers systèmes dont les conducti- vités sont équivalentes.Dans le cas du 1,3-butanediol, du 2,2méthoxyéthoxyéthanol, du 2-oxydiéthanol, de l'éther bis -2-métho- xyéthylique et du sorbitol en solution aqueuse å 405 ou à 57 en volume, la dilution des solutions aqueuses conductrices mentionnées ci-dessus par ces derniers composés fait ressortir en géne ral une diminution analogue de la conductivité dans l'intervalle des additions > bien que certaines courbes particullères puissent s'en déduire. Ainsi, l'activité relative et le profil de suppression des divers diluants devient évident.De cette manière, une aif- férence sensible avec l'éther bis-(2-méthoxyéthylîque) est nettement évidente. Des différences sont également à relever dans les effets du sorbitol aqueux en différentes concentrations,par comparaison avec des agents non aqueux, sur la solution aqueuse ionisée de nitrate d'ammonium, les effets étant par ailleurs quelque peu moins prononcés que sur une solution diluée d'acide acétique. En outre, les divers systèmes peuvent faire l'objet d'un examen quant à leur influence sur les équilibres, l'ionisation et/ou la formation de complexes pour les agents intéressants et à différentes valeurs du pli. Une bibliographie détaillée de ces différen tes possibilités permet un choix moins empirique du système a utiliser. L'invention permet déjà de disposer d'une importante série de systèmes solvants de base propres à la mise au point de nouveaux milieux pour des applications particulières. Comme il ressort des exemples ci-dessus et d'une enu- mération de composés chimiques, le procédé de l'invention permet pour partie la séparation et la mobilisation d7especes chimiques qui sont avantageusement unies à an support comme un papier-fil- tre dans un milieu peu conducteur dans lequel est entretenue une différence de potentiel électrique éleves L'agent de base du mi- lieu comprend un ou plusieurs composés, par exemple organiques ou inorganiques, comme des glycols, éthers, esters, diones, lactones, amides, nitriles et alcools,outre de l'eau.Un agent choisi parmi l'eau, les acides, les bases et les sels peut entre ajouté au milieu pour l'ajustement de sa conductivité La tension électrique utilisée est d'environ 50 à 25.000 volts/èm. Lorsque la tension électrique est fort élevée, en particulier avec des substances gazeuses ou-volatiles, un refroidissement peut etre nécessaire. L'intervalle préféré est d'environ 200 à 3.000 volts/cm, dans le- quel le procédé peut être exécuté sans refroidissement extérieur. La conductivité du milieu est de préférence ajustée de façon que la densité de courant soit d'environ 0,2 à 100 A/cm sur la base de la surface, par exemple, d'un papier-filtre servant de substrat. L'intervalle préféré est de 1,4 à 54 A/cm. Pour le travail sur une grande échelle et avec refroidissement extérieur, la densité de courant peut excéder 100 A/cm.Après ajustement convenable de sa conductivité, le milieu est soumis à une diffé rence de potentiel électrique suffisamment élevée avec une intensité faible (à peu près la valeur de seuil) de manière à induire la séparation des espèces chimiques à une allure d'environ 1 cm/seconde à environ 0,25 cm/minute. Dans les exemples ci-dessus, aucun refroidissement extérieur n'est nécessaire dans les conditions indiquées. La résolution de la séparation par propulsion élec tromoléculaire peut tertre amplifiée par un raffinement de la mise en composition du milieu; Par exemple, un milieu formé de 5 ml de carbonate de prppanediol cyclique, de i ml de propylèneglycol, de 2 mi de N-méthylacétamide et de 0,4 mi d'alcool tétrahydrofurfu- rylique permet de fractionner le mélange de rhodamine B et de rhodamine 6G de l'exemple 12 sur une distance beaucoup inférieure aux 3,6 cm nécessaires dans l'exemple 12. L'amélioration de la résolution, qui abrège les distances de séparation,permet de réduire au minimum les effets de diffusion. Il est possible d'améliorer la résolution de manière générale comme décrit ci-après. Après le choix d'un solvant qui convient pour l'espèce chimique à transporter, cette dernière fait l'objet d'une évaluation de ses propriétés comme donneur et accepteur de protons. Les propriétés comme donneur et accepteur d'un certain ombre d'espèces chimiques sont mentionnées dans la lit tèrature, par exemple dans V. Gutmann, Coordination Chemistrv in on-Aoueous Solutions 8).Le milieu doit alors être addi- tionné alun constituant que entre en interaction par fonction de donneur/accepteur de protons avec l'espèce chimique. Souvent, les propriétés de l'espèce chimique comme donneur et accepteur de protons ne sont pas répertoriées ou sont compliquées. Il est en tout cas possible de déterminer la nature des constituants du mi lieu qui améliorent la résolution en essayant le système par addition d'un donneur de protons très puissant à un échantillon,puis d'un accepteur de protons très puissant à un autre.Si le donneur augmente la mobilité ou vitesse de déplacement du composé, des donneurs de différentes forces sont essayés pour la détermination de celui qui améliore le plus la mobilité et la résolution. Le mode opératoire est le même Si l'accepteur de protons augmente la mobilité de l'espèce chimique. L'addition d'un constituant qui peut entrer en interaction avec l'espèce chimique à transporter par mecanisn de donneur et accepteur de protons semble faciliter la mobilisation initiale de cette espèce chimique. La constante diélectrique du milieu est alors ajustée ,si nécessaire,à une valeur modérément élevée. Il peut être nécessaire également de corriger l'instabilité électrique du milieu par addition d'un agent de compensationcomme indiqué en détail précédemment. Suivant un autre aspect de l'invention, l'amélioration des propriétés des milieux semi-conducteurs permet aussi, pour certaines espèces chimiques,d'exercer une propulsion électromoleculai- re observable à l'oeil nu sous des tensions électriques relativement peu élevées et avec des courants plus faibles que dans les procédés exécutés sous tension électrique élevée décrits précédemment.Des champs de moins de 50 volts/cm et meme de moins de 20 volts/cm sur des supports classiques ont pu être utilisés. Par exemple, il est possible d'effectue la propulsion électromolécu laire avec des puissances atteignant à peine 3x10-6 à 1,7x10-5 watt pour 2 à 4 volts et 1,5 à 4,2 uA, la distance parcourue esant de quelques cm sur du papier-filtre Whatman né1. Dans ce cas, la propulsion électromoléculaire est exercée avec des potentiels de quelques millivolts par cm pour une puissance de quelques dixièmes de microwatts par cm2. La limite inférieure de la tension électrique pour la propulsion électromoléculaire est le début de la manifestation de la diffusivité électrique.De plus, certains agents se sont révélés aussi propres à abaisser le courant de seuil d'une espèce chimique. Des tensions électriques de 0,05 à 50 volts/cm dans le milieu entretenant une densité de courant de 0,001 à 0,2 ou 4 XuAZem2 conviennent. La modification d'un milieu pour la propulsion e-lec- tromoléculaire sous tension électrique peu élevée avec abaissement du courant de seuil est effectuée sensiblement comme la modification pour l'amélioration de la résolution. Spécifiquement > le milieu est additionné d'initiateurs et d'agents de mobilisation. Les initiateurs sont des composés qui abaissent le courant de seuil d'une espèce chimique déterminez et les agents de mobilisation sont des composés qui augmentent la mobilité d'une espèce chimique déterminée.Les classes de composés utiles comme initiateurs et de composés utiles comme agents de mobilisation se recouvrent pour partie, c'est-à-dire que certains composés exercent les deux fonctions. En règle générale, les composés qui entrent en interaction par un mécanisme de donneur et d'accepteur de protons avec l'espèce chimique à transporter et les composés à constante diélectrique élevée sont utiles pour l'initiation et la mobilisation. Des exemples de composés qui sont souvent utiles tant pour l'ini- tiation que la mobilisation sont le -méthylacétamide et le salicylaldéhyde. Les initiateurs permettant d'améner le courant de seuil à une valeur d'à peine 0,2 à 0,002 ou 0,001 A/cm et la propulsion électromoléculaire peut être effectuée avec de telles intensités à une allure plus lente mais- encore efficace sous des tensions électriques qui sont à peine de 0,05 å 10 soltsfem. Une valeur de 0,05 volt/cm est un minimum pratique pour une expérience parce que des effets de tension propres au système se manifestent dans ce domaine. Dans l'ensemble, la tension électrique haute ou basse pour la propulsion électromoléculaire peut s'échelonner de 0,05 à 25.000 volts/cm pour des puissances de l,2xlO a 5x10-5 watt/cm. Les exemples ci-après illustrent comment le courant de seuil est abaissé au moyen d'initiateurs qui modifient des milieux propres à la propulsion électromoléculaire suivant les critères de semi-conductivité et de compatibilité avec les espèces chimiques décrits ci-dessus à propos de la propulsion électromo léculaire sous tension électrique élevée. exemple Constituant du solvant 16 7 ml de propylèneglycol, 3 ml de diacétone alcool (agent de mobilisation améliorant aussi la résolution), 2,2 ml de -méthylace'tamide (composé à haute constante diélectrique pour l'initiation et la mobilisation) et 1,3 ml de formamide (même fonction) 17 21 nI de carbonate de propanediol cyclique, 9 ml de mé thoxyet'hoxyéthanol, 12 ml d'alcool tétrahydrofurfurylique et 3 gouttes d'acide nitrique dilué à 1:3 avec de l'eau. Le milieu de l'exemple 16 permet de séparer les rhoda mines,de nême que la vitamine B12 et le riboflavine de sodium. Le milieu de l'exemple 17 permet de séparer la rhodamine B et la rhodamine 6G sur moins de 0,5 cm. L'alcool tétrahydrofurfurylique améliore la mobilité des composés en accentuant les différences moléculaires. En l'absence de ce composé, ces deux espèces ont des vitesses à peu près équivalentes sur plusieurs cm. La conductivité du milieu de l'exemple 17 peut être augmentée aussi par addition goutte à goutte d'agents de conductivité, d'initiateurs ou d'agents de mobilisation qui conduisent aux résultats électriques repris ci-après Agent Expérience sur papier-filtre de 4 cm x 1 cm tension et puissance en intensité uwatts acide nitrique à 1: :30 dans l'eau 4V) i,2/uA 17 bromure d'ammonium saturé dans le glycol 10V, l,lXuA ll formamide 10V, 1,2 A 12 N-méthylacétamide 20V, 2,uA 40 N-méthylformamide 10V, 4,1 A 40 triamide hexaméthylphosphorique 10V, 3,5uA 35 La propulsion électromoléculaire permet de mobiliser des espèces biochimiques à un courant de seuil élevé, comme les protéines, polypeptides, acides nucléiques, stéroïdes, lipides, lipoprotéines et acides gras. Les protéines et autres composés biochimiques sont susceptibles d'une dégradation thermique et chimique et sont habituellement manipulés en solution aqueuse, souvent refroidie et tamponnée par un électrolyte.Toutefois, l'eau comme constituant majeur des milieux pour propulsion élec tromoléculaire offre l'inconvénient de former des solutions électrolytiques et de tendre à s'évaporer. Par conséquent, l'adapta- tion des systèmes riches en eau à la propulsion électromoléculai- re et l'application de cette technique aux protéines et substances apparentes et en milieu non aqueux exigent des précautions particulières. Comme l'activité des composés biochimiques tient a leur intégrité de structure et à leur sensibilité, la mise au point de milieux conservant cette activité constitue aussi l'un des bats de l'invention. te mode opératoire général pour former un milieu aqueux pour propulsion électromoléculaire des protéines comprend l'abaisse- ment de la conductivité de l'eau par addition d'un suppresseur, l'ajustement de la constante diélectrique par addition d'un agent à constante diélectrique élevée,si la chose est necessaire 4t l'addition d'initiateurs et/ou d'agents de mobilisation qui favorisent le mouvement des protéines. Comme deà indiqué, un certain nombre de composés se sont révélés propres à supprimer la conductivité de l'eau dans une mesure variable et donc à atténuer les inconvénients de la haute conductivité des milieux aqueux. Ces composes sont aussi des solvants des protéines miscibles au milieu. La suppression de la conductivité conduit aux résultats illustrés par l'exemple suivant, Ex1PLE 18 On mélange divers solvants compatibles avec les prothéines à de l'eau dans un rapport en volume de 16/9.Dans la mesure du possible, on utilise des solvants purs > du fait que les traces d'impuretés des solvants de qualité industrielle peuvent influencer l'aptitude à supprimer la conductivité. (Cette particularité est illustrée par les valeurs mentionnées pour les composés (7) et (18) qui sont en fait la mue substance de deux origines différentes).La suppression de la conductivité, exprimée par le rapport de la conductivité à~eelle de 17eaua les valeurs suivantes: Composés modérément suppresseurs (1) thiodiéthylèneglycol 2,2 (2) 2,6-diméthyimorpholine 2,6 (3) méthoxyéthoxyéthanol 2,6 (4) 2-pyrrolidone 2,7 Composés plus fortement suppresseurs (5) t-butyrolaetone . 3,3 (6) sorbitol 3,8 (7) 1,3-butanediol 3,6 (8) propylèneglycol 3,6 (9) diméthylformamide 3,6 Composés fortement suppresseurs (10) diméthylacétamide 4,8 (11) alcool tétrahydrofurfurylique 4,6 (12) butoxyéthoxypropanol 5,0 (13) 6-hexanolactone 5,0 (14) oxydiéthanol 5,4 (15) diacétine 5,6 Suppresseurs très puissants (16) 2-[2-(éthoxyéthoxy)éthoxy]éthanol 8,3 (17) 1-[[2-(2-méthoxy-1-méthylénthoxy)] 1-méthyléthoxy]-2-propanol 10 (18) 1,3-butylèneglycol 12 ke choix d'un solvant suppresseur approprié doit être fait compte tenu de l'effet exercé par la suppression sur la migration des protéines.Ainsi, les composés (10), (11) et (13) peuvent favoriser la mobilité des protéines alors que les compo- sés (3), (4), (9), (14) et (18) peuvent être moins favorables sous ce rapport. D'autres solvants pour les composés biochimiques sont notamment les alcools,comme le méthylcarbitol, les phosphonates, comme l'éthylphosphonate de diéthyle, les lactones, comme la 6-he xanolactone, et les sucres. La compatibilité des solvants avec le substrat est un autre point à envisager. Un solvant mal choisi peut attaquer le substrat et en modifier la porosité ou en détruire la structure, entre autres. Le choix judicieux du solvant permet, par exemple, d'utiliser des plaques échangeuses d'ions en couche rnince,de même que des pellicules cellulosiques, par exemple en nitrocellulose ou en acétate de cellulose,outre des gels d'agarose, d'acrylamide ou de silice imprégnés d'un milieu propre à la propulsion électromoléculaire. Une quantité trop importante d'un suppresseur puissant peut conduire à un système dont la résistance interne est tellement élevée qu'il subit un échauffement résistif sensible, surtout lorsque le courant de seuil est élevé. Par conséquent, un suppresseur moins puissant est souvent satisfaisant. Les intensités de seuil nécessaires pour les protéines et substances apparentées sont souvent de l'ordre de 4,6 mA/50 cm2 sinon davan tage sur substrat de cellulose, au lieu de 1,2 mA/50 cm2 sinon moins pour la plupart des autres composés. Un abaissement de la teneur en eau des milieux pour propulsion électromoléculaire de la façon décrite ci-dessus peut modifier la constante diélectrique de ces milieux. Cette modifica- tion peut etre compensée et la constante diélectrique élevée,fa- vorable à la propulsion éîectromoléculaire,peut être rétablie par addition de composés dont la constante diélectrique est fort élevée. Des exemples d'agents permettant un tel ajustement de la constante diélectrique sont l'hydroxyéthylformamide, le N-méthylfor- mamide, le formamide, le N-méthylacétamide et les composés apparentés. En règle générale, les N-alL-1amides et N-arylamides sont utiles.Souvent ces composés,surtout lorsqu'ils ne sont que de pureté industrielle, tendent à augmenter la conductivité du milieu par un effet contraire au mécanisme de suppres-sion. Cette contribution à la conductivité peut servir à compenser une résistance interne trop élevée induite par un agent suppresseur puissant. Les valeurs de seuil élevées des composés biochimiques peuvent être avantageusement atténuées et leur mobilité pour la propulsion électromoléculaire peut être accrue au moyen d'initiateurs et agents mobilisants. De nombreuses protéines sont particulièrement sensibles à l'action d'accepteurs de protons qui augmentent leur mobilité, mais sont relativement inertes à l'égard de la mobilisation par les donneurs de protons. Les agents initiateurs,généralement en faible concentration, contribuent sensiblement à l'abaissement du courant de seuil et lorsqu'ils servent aussi d'agents de mobilisation,à l'augmentation de la mobilité. Pour les protéines, les initiateurs peuvent etre utilisés pour amener le seuil depuis 4,6 mA/50 cm jusqu'à 3,4 - 1,0 mA/SO (zn2 (20/uA/em ) sous des tensions électriques de 50 à 25.000 volts/cm. Des agents intéressants comme initiateurs opérant la mobilisation et constituant aussi d'utiles solvants sont le nitrobutanol, l'acétate de 3-acétyl-3-chloropropyle, le salicylaldéhyde, le Nméthylacétamide, l'acide borique, les phénols, le guaiacol, l'acide fumarique, l'acide barbiturique, la pipérazine, le furfural, le phosphate de tributoxyéthyle, l'alcool ss,ss,ss-trichloro-t- butylique, le diméthyl-1,3-dioxolanne-4-méthanol, le 2-éthylsulfonyléthanol, l'alcool tétrahydrofurfurylique, les pyrrolidones N substituées7 le diméthylsulfoxyde, le 2,2-oxydiéthanol, le carbonate d'éthylène cyclique, la tétraméthylurée, le thiodiethylè- neglycol, le l-éthynylcyclohe7nol, le tétrahydro-3-furanol, l'acétate de 2,6-diméthyl-m-dioxanne-4-yle, le 2,5-bi s-(hydroxy- méthyl)tétrahydrofuranne et divers amides et en particulier les N-aikylamides, N,Ndia1kylamines et hydroxyamides,de marne que d'autres accepteurs de protons et des tampons. Très souvent, les. composés dont la constante diélectrique est élevée agissent par mobilisation et initiation. L'électrophorèse des protéines est souvent effectuée en milieu alcalin en raison de l'influence des points isoélectri- ques sur l'électrophorèse. Au contraire, le transport par pro pulsion.êlectromoîéculaire des protéines peut avoir lieu en milieu acide. Les tampons peuvent être préparés au moyen des agents hio- logiquement compatibles ci-après, de même qu'au moyen de tris(hydro xyméthyl)aminométhane, de véronal ou de phosphates suivant Sörensen. Des exemples de tampons acides utiles pour la propulsion électromoléculaire des protéines et substances apparentées sont énumérés ci-après: hydroxyde de te'traméthylamtionium/acide acétique, trié thyîènetétramine/acide 2,2-oxydiacétique, diméthylamine/acide picrique, diéthanolamine/acide dichloracétique, triéthanolamine/acide dichloracétique, pipérazine/acide dichloracétique. On connais des agents permettant de préparer des tampons ne nuisant guère aux systèmes biologiques sensibles.D'autres agents sont suffisamment inoffensifs pour permettre les travaux biologiques. Des critères supplémentaires dans ce dernier cas sont un point de fusion peu élevé, un bon intervalle d'existence à l'état liquide, la solubilité dans l'eau ou dans d'autres solvants, l'activité comme solvant, l'inertie, la fonctionnalité etc. TABLEAU III Tampons biologiquement compatibles et tampons zwitterioniques acide cyclohexylaminoéthane sulfonique, N'-2-hydroxyéthylpipérazine/acide N'-2-éthanesulfonique, acide tris-(hydroxyméthyl)méthylaminopropane sulfoni que. TABLEAU IV outres agents utiles pour la préparation de milieux destinés à des systèmes biologiques acide p-acétamidocaproTque, acide L-&alpha;-acétamido-ss-mercaptopropio- nique, acétamidopheol, acétanilide, allantolne) alantolactone, i-allyl-2,5-diméthoxy-3,4-méthylènedioxybenzène, butyrate de namyle, acide anhydrométhylène citrique, ss-L-arabinose, arabitol, acide arachidonique, acétate de benzyle, 1,3-bis-(hydroxyméthyl)urée, 2-éthylhexylphosphonate de bis-(2-éthylhexyle), éthoxy-(1020) glucose, linoléate d'éthyle, lévulinate d'éthyle, 3-éthyl-1hexanol, 2-éthyl-2-méthylsuccinimide, 2-éthylsulfonyléthanol, diacétate de l'éthylèneglycol, 1-éthynylcyclohexanol, eugénol, farnésol, fructose, # -lactone d'acide D-gluconique, glutathion, acide glycérophosphorique, 2,6,10,15,19,23-hexaméthyltétracosane, 3-hydroxy-2-butanone, acide 2-hydroxybenzylphosphinique, N-(2-hy- droxyéthyl)palmitamide, lactone d'acide 5-hydroxy-2-héxénoïque, 2,6,10,15,19,23-hexaméthyl-2,6,10,14,18,22-tétracosahexène, #-lac- tone d'acide 15-hydroxypentadécanoïque, 5-hydroxy-2-(hydroxyméthyl) 4-pyrone, acide 3-hydroxy-3,7, 11-triméthyldodécanoïque, ichtyocolle acide isoascorbique, isoeugénol, acide inositolhexaphosphorique, myristate d'isopropyle, acide isovalérique, isovaleramidec. acide kojique, acide lactobionique, acide linoléique, acide lipoïque, méthylalacétamide, nicotinate de méthyle, &gamma;-méthyl-&alpha;,ss-crotonolac- tone, N-méthylpyrrolidinone, 1-méthoxy-4-propénylbenzène, p-métho xybenzaldéhyde, alcool p-métqoxybenzyllque, alcool myristylique, 3,4-(méthylènedioxy) benzaldéhyde, ascorbate de nicotinamide, monoéthanolamine d'acide nicotinique, 2-nitro-2-propyl-1,3-propanediol, acide octanoique, acide oléique, huiles neutres, acide orotique, N-(pentothényl)-ss-aminoéthanethiol, acide pentothénique, beurre de cacao, # -caprolactame, sels de choline, 2-(chlorophényl)3-méthyl-2,3-butanediol, cinéole, acide citrique, &alpha;;,ss-cyclopentamé thylènetétrazole, éthylphosphonate de diéthyle, N,N-diéthylisova- léramide, N,N-diéthyl-m-toluamide, 2,2-diméthyl-1,3-dioxolane-4méthanol, acétate de 2,6-diméthyl-m-dioxanne-4-yle, diméthylpolysiloxanne, 2,3-époxy-2-éthylhexanamide, éicosaméthylnonasiloxanne, éthoxybenzène, O-éthoxybenzamide, propoxy(10-20)glucose, chloral du pentaérythrltol, tétraacétate de pentaérythritol, 3-pentanone, 3-phénoxy-1,2-propanediol, acide phénoxyacétique, monooléate de polyoxyéthylène(20) sorbitan, &alpha;;-phénylbutyramide-2-phényl-2-hydro xypropionamide, 2-phényl-6-chlorophénol, sel de pipéridinium, éther polyoxyéthylèneglycol p-nonylphénylique, stéarate de polyoxyéthy lène, alcool polyvinylique, polyvinylpyrrolidone, amides d'acides gras N-polyoxyéthylénés, éther diéthylèneglycolique du 6-propyl pipéronylbutanol, 3-pyridineéthanol, 2-pyrrolidinone, éther pisooctylphénylique de polyoxyéthylèneglycol, stéroïdes naturels et leurs dérivés comme les extraits de lanoline, salicylamide, acide sorbique, tannins, hydrate de cis-terpinéol, tétrahydro 3-furanol, étherpolyéthylèneglycolique d'alcool tétrahydrofurfury lique, 3,7,11,15-tétraméthyl-2-hexadiène-1-ol, 2,6,10,14-tétraméthylpentadécane, éther diméthylique de tétraéthylèneglycol, thiamine, sels et dérivés, théophylline et sels, o-thiocrésol, acide thujique, tiglicamide, tocophérols et tocols, 2,2,2-trichloroéthanol, triéthylèneglycol, 3,5,5-triméthyl-2,4-oxadolidinedione, acide undécylénique, vératrole, viologènes, colorants vitaux, valérolactone, vitamines K, A et dérivés, agents mouillants. Les. milieux préparés comme ci-dessus avec combinai son d'eau, dXun ou plusieurs suppresseurs, d'un ou plusieurs agents augmentant la constante diélectrique et d'un ou plusieurs initiateurs (et/ou agents de mobilisation ) permettent de séparer des protéines dans un délai de l'ordre de la minute sur quelques cm de papier-filtre Whatman alors que la même séparation sur le meme substrat exigerait jusqu'à 16 heures sur plus de 15 cm par électrophorèse. Différentes protéines et composés apparentés ne sont pas solubles dans l'eau. Par exemple, certains dérivés de protéi nes,comme les polypeptides, kératines et prolamines,ne sont pas solubles dans l'eau. Cette difficulté peut être surmontée-dans certains cas au moyen d'un milieu aqueux modifié, mais un milieu non aqueux augmente la souplesse d'application Une variante des systèmes aqueux pour propulsion électromoléculaire s'appliquant aux protéines et autres cotnposés biochimiques comprend d'autres solvants analogues à l'eau par l'indice de donneur de protons (NP = 18,o pour l'eau) et la constante diélectrique (= 81,0 pour l'eau).Des composése'ciale- ment utiles sont le carbonate d'ét' @ene cyclique (NP = 16,4, = 89,1, P. b. = 2450C) et le carbonate de propanediol-l,2 (NP = s: @ 15,1, = 69,0, P.Eb = 2i00C) , Ces-solvants confèrent une très bonne stabilité à la chaleur au milieu et permettant de travailler avec une resistivite électrique plus élevée dans un champ électrique plus intense sans qu'un refroidissement extrieur devienne nécessaire. Certains solvants ont uneaptitude supérieure à celle de l'eau pour dissoudre les protons. Ainsi, les kératines qui ne sont pas solubles dans l'eau se dissolvent dans des solvants tels que le diméthylsulfoxyde. Les prolamines peuvent être solubilisées dans les glycols? les éthers glycoliques et certains alcools. Les solvants qui sont des accepteurs de protons modérés conviennent pour une solubilisation compensée et peuvent meme constituer la base du milieu. Les solvants de ce genre sont notamment le monochlorure d'iode, le dioxyde de soufre et le-fluo- rure d'hydrogène. Par exemple, le fluorure d'hydrogène anhydre est un bon solvant pour les protéines fibreuses normalement inso- lubies dans l'eau. Les collagènes,de même que les élastines et réticulines,résistent particulièrement à la solubilisation dans les milieux aqueux,mais se dissolvent dans les milieux non aqueux. Les milieux pour la propulsion électromoléculaîre des protéines peuvent comprendre d'autres solvants des protéines choisis pour conférer des propriétés particulières parai les glycols, les amides, les éthers, les pyrrolidones, les lactones les sulfoxydes, les phénols, les alcools et les phosphonates. Des systèmes aqueux convenant pour le transport des protéines en conformité avec le tableau ci-dessus des agents suppresseurs lorsque le rapport en volume- du solvant a' l'eau est de 16/9 sont les mélanges suivants: EXEMPLE 18A16 ml de thîodiéthylèneglycol, 9 ml d'eau, 2 gouttes d'éthanolamine pour séparer des mélanges de protéines comprenant notamment la cytochrome C et la myoglobine, caractéristique électrique 1,8 kV/1,2 mA. EXEMPLE 18B16 ml de 6hexanolactone, 9 ml d'eau et 3 gouttes d'éthanolamine, provoque le mouvement des protéines et leur résolution, caractéristique électrique: 1kV/1,2 mA. EXEMPLE 18C16 ml de diméthylacétamide, 9 ml d'eau et 4 gouttes d'éthanolamine, permet de séparer les protéines, caractéristique électrique 1,6 kV/1,2 mA. Les trois exemples ci-après illustrent des milieux non aqueux représentatifs de ceux convenant pour la propulsion électromoléculaire de l'albumine humaine ou bovine,de l'hémoglobine, de la cytochrome C, de la myogîobine et de la pancréatine. De plus, des protéines peuvent être se.parées du sang complet au cours d'expériences effectuées en présence des débris cellulaires. Le phénol est un constituant utile pour ces dernières séparations. EXEMPLE 19 Constituants du solvant 12 ml de carbonate d'éthylène cyclique, 6 ml d'éthoxyéthoxyéthanol, 6 ml de thiodiéthylèneglycol et 6 gouttes de tampon formé par le dichloracétate de tris-(hydroxyméthyl) aminométhane. EXEMPLE 20 Constituants du solvant 7 ml de carbonate d'éthylène cyclique, 7 ml d'éthoxyéthoxyéthanol, 9 ml d'acide oxydiacétique, 1,5 mi de formamide et 6 gouttes de tampon de dichloracétate de tris-(hydroxyméthyl)aminométhane EXEMPLE 21 Constituants du solvant 10 ml de carbonate d'éthylène cyclique, 4 ml de N-méthylpyrrolidone, 3 mi d'alcool furfurylique, 2,5 g d'acideborique, 4 ml de 1,3-butylèneglycol et 16 gouttes de tampon de dichloroacétate de pipéridine (pH 3,7), orangé d'acridine comme indicateur fluorescent. L'exemple -ci-après illustre un milieu pour propulsion électromoléculaire et les conditions électriques nécessaires pour la séparation des albumines et spécialement des globulines. Exemple Constituants du solvant Caractéristiques électriques stabilisées 22 10 ml de carbonate d'éthylène cyclique, 5,2 kV/2,0 à 4 ml de butylèneglcyol, 4 ml de mé- 3,6 mh, papier thylpyrrolidinone, 2 mi de formamidine Whatman no 1 (initiateur), 2,5 g d'acide borique, (10 cm) 3 ml de furfural (tampon et mobilisa- tion), 16 gouttes de dichloroacétate de pipérazine comme tampon de pli 3,7 (tampon et mobilisant) jaune d'acri dine (indicateur fluorescent) Le même milieu permet de séparer la cytochrome C, l'hémoglobine, la myoglobine, l'albumine, l'yohimbine et atropi- ne. Des colorants constituant des traceurs peuvent être intéressants pour l'observabion-visuelle de la séparation d'espuces biochimiques naturellement incolores, comme il ressort des exemples 21 et 22. Il est indispensable que le colorant ne nuise pas à la résolution. Le bleu de bromophênol est d'usage courant avec les protéines du sérum, nais peut migrer séparément de la protéine lors de la propulsion électromoléculaire. En présence de réactifs sensibles à l'état redox, le bleu de méthylène convient souvent et le glutathion à l'état oxydé ou réduit convient comme tampon contre les réactions redox.Les colorants du type de la safranine s'associent aux enzymes protéolytiques et en modifient la solubilité et sont donc intéressants pour les séparer. Un traceur fluorescent facile à combiner, comme l'organé d'acri- dine, pris en quelques mg, permet l'observation visuelle de nombreuses substances, notamment les protéines en lumiere ultraviolette sans altération de leurs propriétés de migratlon. D'autres traceurs, comme les agents azurants, les agents de condensation fluorescents et neume les anticorps fluorescents,permettent d'observer le mou- vement des protéines. D'autres traceurs pour travaux biochimi- ques et autres sont les colorants vitaux tels que les flavines et la primuline.Le bleu Nil peut être spécialement utile tant isolément qu'en association avec d'autres colorants en lumière ultraviolette ou solaire. Le rouge neutre avec l'esculine reste sensible à une dilution d'environ 1.000x en lumière solaire uni- quemert. Les colorants visibles en éclairage ultraviolet sont également utiles pour localiser des charges positives ou négati- ves faibles dans les édifices biologiques. Les anticorps et autres traceurs radioactifs,de même que-les dérivés radioactif s, peuvent se révéler utiles, par exemple l'isothiocyanate de rhodamine B, l'isothiocyanate de fluorescéine, la p-isothiocyanato- acridine, la 4-chlorométhyl-1-acridine et le bromure de 1-éthyl-2 [3-(1-éthylnaphtol[1,2,&alpha;]-thiazoline-2-ylidène)-2-méthylpropé- nyl]napht[1,2]thiazolium. D'autres traceurs possibles sont le mêthosulfate de phénazine, le bleu brillant Remazol R, le bleu de thiazoline, la protoporphyrine IX, l'acide citrazinique, la quinine, la lisanine, les rhodamines, les acides de cleves et l'umbelliférone. L'invention a aussi pour objet la réalisation de mi- lieurde propulsion électromoléculaire gazeux semi-conducteurs permettant une conduction modérée-sans qu'il soit nécessaire de faire le vide ou d'entretenir une température ou une tension élec trique fort élevée. L'application des techniques de préparation des milieux de propulsion électromoléculaire liquides la préparation des milieux gazeuxpermet datteindre une conductivité élevée sans qu'un potentiel élevé soit nécessaire. La réalisation d'un milieu gazeux pour propulsion électromoléculaire vise à augmenter la conductivité du gaz jusque dans le domaine de semi-conductivité ou à toute autre valeur desirée pour une application quelconque. Les gaz ont été utilisés jusqu'à présent abondamment dans l'industrie comme isolants. La conduction en milieu gazeux est généralement centrée sur la constante diélectrique élevée des gaz. La conduction a lieu d'habitude dans une enveloppe ou dans un autre milieu sous dépressions relatives, sous l'impulsion d'une source d'énergie (comme un filament thermoélectrique) qui permet de maîtriser la conduction. Dans de tels appareils les composés à constante diélectrique relativement faible sont nui sigles. La eozductlvite du milieu gazeux est également importante pour l'ionisation et la formation d'un plasma.La production d'électricité par déplacement d'un gaz conducteur dans un champ magnétique (magnétodynamique en phase gazeuse) a été essayée, mais a rendu nécessaire l'entretien de températures élevées qui provo queux la corrosion des rgclplents, Il est à présent possible d'obtenir des gaz conducteurs à la température ambiante ou à une température peu différente par application de la propulsion électromoléculaire qui devrait permettre la production de l'électricité de manière commode. La constitution d'un milieu gazeux pour propulsion électromoléculaire est un moyen utile pour examiner les propriétés moléculaires de la matière. De plus, un tel milieu permet de construire des appareils à conduction gazeuse Imposée utiles pour la transmission sans fil par exemple dans des noyaux de transformateur sans bobine), pour des études d'émission lumineuse, pour des transports de charge en phase gazeuse, pour des transports molé oculaires en phase gazeuse, pour la diffusion en phase gazeuse par effet électrique et pour des appareils à étincelles électriques sous faible différence de potentiel.Un milieu pour propulsion électromoléculaire permet aussi de modifier les systèmes de combustion et les conditions dans lesquelles . lieu la combustion elle même dans les moteurs à combustion par augmentation de la distance de propagation de l'étincelle (ce qui permet, par exemple,que les électrodes de la bougie d'allumage soient plus encartées et que le succès de la propagation dépende moins d'un front d'explosion). L'a préparation d'un milieu semi-conducteur gazeux pour propulsion électromoléculaire obéit aux mêmes principes que la préparation d'un milieu semi-conducteur liquide pour propul- sion e-.lectromolécuîaire. Des milieux comprenant un certain nombre de constituants, par exemple trois ou quatre, sont nécessaires pour une modification sensible de la conductivité de la phase gazeuse l'amenant dans le domaine de la semi-conductivité. Les agents dont l'effet est de faciliter l'interaction donneur/accepteur de protons,d'augmenter la conductivité et d'accroître la constante diélectrique sont utiles. Par exemple, l'eau agit par liaison d'hydrogène en phase vapeur tant comme donneur que comme accepteur et entre en interaction avec des donneurs de protons s'échelonnant des acides forts aux alcools (par exemple le 1,1,1,3,3, 3-hexaflùoropropane- 2-ol) et avec des accepteurs comme les amines telles que les psri- dines, les éthers, les alcools et les cétones. En règle générale, les solvants les plus conducteurs,ou actifs pour la propulsion électromoléculaire se sont révélés particulièrement utiles pour la conduction en phase gazeuse. De plus, le mélange des agents peut accroître la conductivité. Par exemple, l'introduction de quelques gouttes de triéthylènetétramine au fond d'un tube à essai en verre enfoncé dans un bain de sable modérément chauffé fait baisser la résSstan- ce entre les électrodes disposées à 0,5 cm l'une de l'autre et à 2,5 cm du fond du tube depuis plus de 106 ohms dans l'air jusqu'à 109 ohms. L'addition d'un petit cristal d'iode fait baisser la résistance à moins de 8 x 105 ohms. Une addition de formamide au lieu d'iode conduit à 1,5 x 106 ohms et l'addition conjointe de ces deux agents fait baisser la résistance au-dessous de 5 x 195 ohms. Avec certains agents, on atteint une résistance de quelques centaines d'ohms sous une tension électrique peu importante (5 à 10 volts) à peu près à la température ambiante et sous la pression atmosphérique. Agent Résistance de la Ordre d'addition Cellule Quantité ajou- Quantité cumu tée, parties lée dans le mé lange, parties tétraméthylurée oo ( > 100 mégohms) 5 5 + N-méthylacéta mide 1,70 mégohm 1,5 6,5 + 12 75 kohm 1 7,5 + diéthylamine 18 kohm 1,5 9 Les agents qui sont utiles pour former des milieux gazeux pour propulsion électromoléculaire sont notamment l'iode, les autres halogènes, outre les sels et amines volatils, les dérivés nitrés dont le chlorure de nitrosyle, les chlorures d'acide, l'hydrazine, les oxyhalogénures, le dioxyde de soufre, le fluorure d'hydrogène, l'ammoniac et d'autres donneurs ou accepteurs de protons onergiques,de même que leurs combinaisons et les substances qui en dégagent.Les milieux semi-conducteurs formés de ces composés suivant les principes appliqués pour les milieux liquides et mo ciliés comme indiqué permettent de maîtriser la conduction n8me sous la pression atmosphérique dans l'air. Les agents chimiques à haut point d'ébullition cités à propos des milieux liquides pour propulsion électromoléculaire doivent être amenés à une température élevée pour exercer leurs effets dans la propulsion élec tromoléculaire en phase gazeuse. Les solvants à point d'ábulli- tion moins élevés sont donc avantageux pour la préparation des milieux gazeux pour propulsion électromoléculaire. Un milieu gazeux pour propulsion électromoléculaire peut autre soumis à une tension électrique qui est ,par exemple, de 0,1 à 30,800 volts/cm qui induit une conduction continue nlu- tot qu'un jaillissement d'étincelles. Des agents modificateurs peuvent entre ajoutés à ces milieux de manière à les rendre susceptibles de faire jaillir un arc dans l'intervalle de 110 à 30.000 volts/cm et donc d'être utiles dans des systèmes d'alimentation en combustible pour modifier ou étendre la propagation de l'étincelle et/ou la vaporisation électrothermique avant l'allumage. L'invention a aussi pour objet l'application de la propulsion électromoléculaire dans un gel. La consistance du gel peut s'échelonner de l'état fluide à l'état ferme. Les gels sont généralement susceptibles d'un ajustement de la résistance par addition dune petite quantité d'un agent de conductivité et d'un agent à haute constante diélectrique comme le formamide ou un autre amide ou alkylamide, si nécessaire avec un tirs solvant améliorant la miscibilité. Le milieu pour propulsion électro- moléculaire peut être introduit par lavage dans le gel ou bien le gel peut être forme en présence de ce milieu.Une difficulté de l'utilisation des gels pour la propulsion électromoléculaire est que les sous-produits subsistant après la formation du gel doivent etre éliminés au cas où ils nuisent à l'ajustement de la conductivité ou au transport. Les gels d'agar-agar, d'alcool polyvinylique, de silice; d'amidon, de carboxypolyméthylène (en vente sous le nom de Carbo- pol) et de kérosène modifié par un additif (en vente sous le nom de Crash Safe Aviation Set Fuel) sont des exemples de gels ccave- nant comme milieux pour la propulsion électromoléculaire lorsqu'ils sont additionnés d'agents convenables modifiant la conductivité, suivant les princIpes décrits précédemment. Les acrylamides conviennent aussi. Un exemple d'un gel formé de manière à contenir un solvant pour propulsion électromoléculaire est l'alcool polyvi- nylique gélifié dans l'alcool tétrafurfurylique.L'orthosilicate de tétraéthyle, qui donne un gel vitreux et limpide avec de nombreux gels organiques, assure la compatibilité avec de nombreux milieux organiques pour propulsion électromoléculaire. La gélatine donne aussi des gels limpides. Des exemples d'espèces chimiq-ues qui peuvent astre transportés dans de tels gels sont les colorants et meme les matières particulaires qui peuvent se déplacer rapidement dans des gels fluides comme le kérosène pour aviation gélifié. Les tensions électriques et courants sont ajustés comme pour la propulsion électromoléculaire sur support de cellu- lose. Un courant un peu plus intense que 1,2 mA/50 cm2 peut aussi etre choisi avec les gels en couche mince (jusqu'à 3,2 mm). Les gels d'une épaisseur de 9,5 à 12,7 na ou davantage exigent une limitation prudente du courant pour qu'un échauffement excessif soit évité. Lors des séparations par propulsion électromoléculai- re, les gels permettent une amélioration de la résolution en raison de leur structure finement poreuse. Le mouvement des co- lorants induit par propulsion électromoléculaire dans les gels permet une étude analytique de la structure et des propriétés des gels eux-mêmes. L'appareil utilisé pour la propulsion électromolé- culaire sur gel diffère de celui utilisé pour les milieux liqui- des du fait que le substrat en papier-filtre est remplacé par le gel. La propulsion électromoléculaire sur gel est illustrée par les exemples suivants. Exemple Constituants du solvant 23 glycol, bromure d'ammoniumet formamide 24 5% en poids/volume de cérésine ou de cire microcris talline dans 20 ou 30% de xylène,outre des constituants pour propulsion électromoléculaire compatibles avec le xylène . Les constituants pour propulsion électromoléculaire mentionnés dans l'exemple 24 peuvent former le système quaternaire décrit plus haut ou tre le bromure d'ammonium dans le mêthoxy- éthoxyéthanol, le 2(2-éthoxyéthoxy)éthanol, le diméthylformamide, le diméthylacétamide, le diméthylsulfoxyde, le n-butanol ou la N-methylpzyrrolidinone O Les champs électromagnétIques en plus du potentiel électrique peuvent etre utilisés à différentes fins en propulsion électromoléculalre. Une seconde électrode agencée dans un certain angle par rapport aux électrodes entretenant le potentiel électrique propulseur permet d'écarter une espèce chimique de son trajet en ligne droite.De même, une ou plusieurs électrodes disposées dans un certain angle par rapport aux électrodes entretenant le potentiel électrique propulseur permettent de compenser de petites déviations latérales ou étalements d'une espèce cheminant sur le substrat et de combattre les effets de 1a diffusion. De plus, une paire d'électrodes réalisant l'équilibre peut être agencée perpendiculairement au trajet de l'espèce en mouvement pour l'observation du passage des différentes zones de l'espèce chimique en fonction de l'évolution des forces électriques entre cette paire d'électrodes. Des champs électriques continus pulsés peuvent remplacer le champ électrique continu propulseur pour atténuer l'échauffement. En variante encore,un champ alternatif peut etre superposé au champ continu propulseur pour exploiter les pro piétés diélectriques et semiconductrices du milieu de méme que pour bénéficier de l'effet Debye-Falkenhagen (effet de solvant). R @ -V E N D I C A T I O N S. 1 - Procédé, caractérisé en ce qu'on confère de la ma- bilité à une espèce chimique en constituant un milieu de transport semi-conducteur et en imposant dans celui-ci une tension électrique d'environ 0,05 à 25.000 volts/cm qui est suffisamment élevée pour établir une densité de courant d'environ 0,001 à 400 A/cm et égale ou supérieure au courant-de seuil de l'espèce dans ce milieu, seuil au-dessous duquel cette espè.ce reste sensiblement im- mobIle, de manière à imprimer un mouvement rapide à cette espèce. 2 - Procédé, caractérisé en ce qu'on confère de la mobilité à une espèce chimique en constituant un milieu de transport semi-conducteur permettant d'opérer sous une tension électrique élevée et avec une faible densité de courant et en Imposant dans ce milieu une tension électrique d'environ 50 à 25.000 volts/cm qui est suffisamment élevée pour établir une densité de courant. d'environ 0,2 à 400 /uh/cm2 et égale ou supérieure au courant de seuil de l'espèce dans ce milieu, seuil au-dessous duquel cette espèce reste sensiblement immobile, de manière à imprimer un mouve- ment rapide à cette espèce. 3 - Procédé, caractérisé en ce auson confère de la mobilité à une espèce chimique en constituant un milieu de transport semi-conducteur fluide contenant un constituant choisi parmi les agents de mobilisation et initiateurs et en imposant dans ce milieu une tension électrique d'environ 0,05 à 50 volts/cm qui est suffisamment élevée pour établir une densité de courant d'environ 0,001 à 0,2 a/cm et égale ou supérieure au courant de seuil de l'espèce dans ce milieu, seuil au-dessous duquel cette espèce reste sensiblement immobile, de manière à imprimer un mouvement rapide à cette espèce. 4 - Procédé de propulsion e'lectromolécWlaîre, caractérisé en ce qu'on constitue un milieu de transport semi-conducteur permettant la conduction sous une tension électrique d'environ 0,05 à 30.000 volts/cm dans le milieu.