Brevet FR2583879A1 — publié le 19861226

La présente invention a pour objet une cellule de mesure d'un appareil de chromatographie en phase liquide. Le secteur technique de l'invention est celui de la construction des appareils de chromatographie. Les appareils de chromatographie en phase liquide comportent une colonne de chromatographie équipée d'une ou plusieurs sorties qui comportent chacune une cellule de mesure électrochimique qui délivre un pic de courant dont l'amplitude est caractéristique de la composition de la solution qui sort de la colonne et traverse la cellule et varie en fonction de la concentration du produit contenu dans la solution. On connaît des cellules de mesure de chromatographe qui comportent deux demi-blocs solides en un matériau isolant et résistant à l'agression par les solvants utilisés en chromatographie, par exemdeux demi-blocs en polytétrafluoréthylène (téflon) ou en trifluoromonochloroéthylène (Kel-F), qui sont séparés par un joint très mince qui délimite avec les deux demi-blocs un espace intermédiaire aux deux extrémités duquel débouchent un conduit d'arrivée et un conduit de départ du liquide sortant de la colonne de chromatographie. Ces cellules connues comportent, en outre, une électrode de référence qui est portée à un potentiel fixe, par exemple 0,8 V, par rapport à une électrode de référence (généralement Ag/AgCl), le circuit étant fermé par une électrode auxiliaire. Ces électrodes sont placées au contact du liquide qui circule dans l'espace intermédiaire entre les demi-blocs et un courant d'électrolyse circule entre l'électrode de mesure et l'électrode auxiliaire. On mesure ce courant et, plus particulièrement les pics d'intensité qui correspondent à la sortie de la colonne d'une solution contenant un composant déterminé du mélange qui est fractionné par la colonne. Les appareils de chromatographie sont utilisés pour fractionner des mélanges contenant des quantités très faibles de certains composants par exemple certains métabolites présents dans des fermenteurs tels que des catécholamines, des chlorophénols, des enzymes, des composés organométalliques etc... On mesure des intensité de courant de l'ordre de 10 9A et on arrive à détecter des proportions de certains composants de -12 l'ordre de 10 g/litre. La sensibilité et la précision sont des qualités essentielles des cellules de mesure équipant les appareils de chromatographie. Ces qualités dépendent beaucoup de la nature de l'écoulement du film très mince de liquide qui circule dans l'espace intermédiaire entre les deux demi-blocs de la cellule. Pour que cet écoulement soit parfaitement laminaire, les faces en regard des deux demi-blocs doivent être polies pour obtenir un état de surface exempt d'aspérités de même qualité que le poli brillant d'une surface réfléchissante de miroir astronomique. Dans les cellules connues à ce jour, l'électrode auxiliaire et l'électrode de mesure sont constituées à leur extrémité qui est au contact avec le liquide par une pastille de carbone vitreux qui est insérée dans la matrice en matière plastique composant chaque demi-bloc avant polissage de celle-ci. La présence de ces pastilles en carbone vitreux ou en tout autre matériau conducteur qui ont une dureté tres différente de celle de la matrice qui les entoure rend le polissage tres difficile. De plus, le carbone vitreux est tres cassant. I1 faut rectifier avec une grande précision la face de chaque pastille en carbone vitreux qui est en contact avec le film de liquide avant d'insérer cette pastille dans la matrice en matiere plastique isolante et cette rectification est très onéreuse. L'objectif de la présente invention est de procurer des cellules de mesure pour des appareils de chromatographie en phase liquide, dans lesquels au moins l'une des deux faces en regard des deux demi-blocs qui délimitent espace dans lequel circule le film de liquide, ne comporte aucune tige faisant fonction d'électrode et ayant une composition différente de celle du demi-bloc qui débouche sur ladite face, de sorte qu'il est possible d'obtenir un tres bon polissage brillant de ladite face. Les cellules de mesure pour appareils de chromatographie en phase liquide qui font l'objet de la présente invention comportent de façon connue, deux demi-blocs solides,séparés par un joint,qui délimitent, avec ledit joint, un espace intermédiaire très mince; des moyens pour faire circuler dans ledit espace intermédiaire un film de liquide sortant d'une colonne de chromatographie en phase liquide, une électrode de référence, une électrode auxiliaire et une électrode de mesure qui sont en contact électrique avec ledit film de liquide et des moyens pour mesurer l'intensité du courant qui circule entre l'é- lectrode de mesure et l'électrode auxiliaire. L'objectif de 1 invention est atteint au moyen d'une cellule dans laquelle l'un au moins des demi-blocs est constitué par un matériau conducteur et comporte une électrode qui est une tige conductrice qui est engagée dans la masse dudit demi-bloc et qui ne débouche pas sur la face interne dudit demi-bloc. Selon un mode de réalisation préférentiel, ledit matériau conducteur est composé d'un mélange d'une résine isolante et de particules d'une charge conductrice. Avantageusement ledit matériau conducteur est un mélange d'un polyhalogénure d'éthylène et de particules de graphite contenant une proportion en poids de graphite comprise entre 12% et 20% du poids total. De préférence, les deux demi-blocs sont composés du même matériau conducteur. L'invention a pour résultat de nouvelles cellules de mesure destinées à équiper un appareil de chromatographie en phase liquide. Les cellules selon l'invention ont une meilleure sensibilité que les cellules connues dans lesquelles les faces en regard des deux demi-blocs composant une cellule sont hétérogènes du fait que l'élec- trode de mesure et l'électrode auxiliaire débouchent sur ces deux faces. Les faces d'une cellule de mesure selon l'invention qui sont placées au contact du liquide ont une composition homogène et peuvent être polies avec un très bon etat de surface suivant un polibrillant d'où une circulation en régime parfaitement laminaire du film de liquide qui permet d'obtenir des pics d'intensité de courant parfaitement reproductibles pour des liquides de même composition. Les clules selonl'invention permettent de détecter de très faibles quantités de produits tels que par exemple des proportions de caté -12 cholamines de l'ordre de 10 g/litre. Les cellules comportant des demi-blocs composés d'une résine polymérisée par exemple d'un polyhalogénure d'éthylène tel que du polytétrafluorure d'éthylène (téflon) ou du polytrifluoromonochlo roéthylène(Kel-F) et d'une charge conductrice qui est composée de particules très fines de graphite présentent l'avantage d'être inattaquablespar tous les éluants utilisés en chromatographie, d'hêtre bons conducteurs de l'électricité et d'être faciles à polir. La description suivante se réfère aux dessins annexés qui représentent, sans aucun caractère limitatif, des exemples de réalisation d'une cellule de mesure selon l'invention. La figure 1 est une vue en perspective d'un premier mode de réalisation d'une cellule de mesure selon l'invention destinée à un appareil de chromatographie en phase liquide. La figure 2 est une coupe transversale selon II-II de la cellule selon la figure 1. La figure 3 est une coupe transversale d'un autre mode de réalisation préférentiel d'une cellule de mesure selon l'invention. Les figures 1 et 2 représentent une cellule de mesure qui équipe une sortie d'une colonne de chromatographie en phase liquide. Cette cellule comporte deux demi-blocs 1 et 2 ayant par exemple une forme parallélépipédique. Un joint isolant électrique 3 très mince, ayant par exemple une épaisseur de 0,1 mm, est intercalé entre les deux demi-blocs qui sont reliés entre eux par quatre tirants 4. Le joint 3, qui est par exemple en polytetrafluoréthylène (téflon) comporte une découpe centrale 5, représentée en pointillés sur la figure 1, qui a par exemple la forme d'un trou ovalisé. La découpe 5 du joint et les deux faces des deux demiblocs situées en regard l'une de l'autre délimitent un espace 6 intermédiaire entre les deux blocs. Un premier tube 7 ayant une extrémité filetée est vissé dans un alésage 8 fileté dans le bloc 1. L'alésage 8 se termine par un contre-alésage 9 de tout petit diamètre, de l'ordre du IOème de millimètre, qui débouche à une extrémité de l'espace 6. Le tube 7 est connecté par un petit tube souple sur une sortie de la colonne de chromatographie et il amène à la cellule le liquide qui sort de la colonne par cette sortie. Un deuxième tube 10 ayant une extrémité filetée est vissé dans un alésage fileté 11 qui traverse la plus grande partie du demi-bloc 2 et qui est prolongé par un contre-alésage 12, de tout petit diamètre qui débouche à l'extrémité de l'espace 6 qui est opposée au débouché du contre-alésage 9. Le liquide sortant de la colonne entre dans la cellule par le tube 7, il circule dans l'espace 6 sous la forme d'un film très mince en régime laminaire et il sort par le tube 10. La cellule de mesure comporte trois électrodes. Une pre mière électrode 13 sert d'électrode de référence. Elle est en tourée par une gaine isolante 14 qui est filetée et qui est vissée dans un alésage 15 creusé dans le demi-bloc 1. L'alésage 15 ne traverse pas tout le bloc et il est prolongé par un contre-alésage 16 de petit diamètre, qui débouche dans l'espace 6. L'extrémité de l'électrode 13 est en contact avec le liquide qui pénètre dans l'alésage 15 à travers le contre-alésage 16. Une deuxième électrode dite électrode auxiliaire, comporte une tige métallique 17 qui traverse en partie le bloc 1 et qui est en contact avec une petite pastille 18 en carbone vitreux qui est emmanchée dans le bloc 1 et dont la face interne est au contact du liquide qui circule dans l'espace 6. Une troisième électrode, dite électrode de mesure ou électrode de travail est constituée par une tige métallique 19 qui est insérée dans la masse du demi-bloc 2 et qui ne débouche pas sur la face interne dudit bloc, c' est-a-dire sur la face qui délimite l'espace 6. On a représenté schématiquement sur la figure 1 un coffret 20 contenant les circuits électriques et électroniques de l'appareil. Les lignes 21 en traits mixtes reliant le coffret 20 aux trois électrodes représentent les conducteurs de mise en tension des électrodes. L'électrode de mesure 19 est portée à un potentiel déterminé par rapport à l'électrode de référence 13. Le circuit de mesure est fermé à travers l'électrode auxiliaire 17. Un potentiomètre permet d'ajuster la différence de potentiel entre l'électrode de mesure et l'électrode de référence. Une électrolyse du liquide qui circule dans l'espace 6 a lieu et on mesure l'intensité du courant d'électrolyse très faible qui circule dans l'électrode de mesure. Cette intensité présente un pic au moment où un des produits présents dans le mélange qui est frac tionné par la colonne de chromatographie sort de cette colonne et traverse la cellule. La forme et l'amplitude du pic permettent de déterminer la nature et la concentration du produit contenu dans l'éluant sortant de la colonne. La figure 2 représente un premier mode de réalisation d'une cellule de mesure selon l'invention. Dans ce mode de réalisation le demi-bloc supérieur 1 est un bloc isolant électrique qui est composé par exemple de polytétrafluorure d'éthylène (téflon) ou de polytrifluoromonochloro~ethy- lène (Kel-F) comme dans les cellules connues. Dans ce cas, l'électrode auxiliaire comporte une pastille 18 en carbone vitreux qui est placée au contact du film liquide circulant dans l'espace 6. Le demi-bloc inférieur 2 est un bloc conducteur et l'élec- trode 19 est engagée dans la masse de ce bloc et ne débouche pas sur la face interne du demi-bloc 2, le contact électrique ayant lieu par l'intermédiaire du bloc conducteur 2. Il en résulte que la face interne du demi-bloc inférieur ne présente aucune hétérogénéité et il est donc très facile de polir celle-ci, pour obtenir un polibrillant. Selon un mode de réalisation préférentiel, le bloc conducteur 2 est composé d'une résine polymérisable isolante qui n'est pas attaquée par les éluants et les solvants utilisés habituellement comme phase liquide dans un chromatographe et cette résine est chargée de particules très fines de graphite qui rendent le bloc conducteur. De préférence, la résine est du polytétrafluorure d'éthylène (téflon) ou du polytrifluoromonochloro-éthylène (Kel-F) et elle contient une proportion en poids de graphite comprise entre 12% et 20%. Pour une teneur en graphite inférieure à 12 Z, la conductibilité est insuffisante. Pour une teneur en graphite superieure à 20 %, le matériau obtenu devient fiable et il ne peut pas être poli. La figure 3 représente une variante de construction d'une cellule selon l'invention. Les parties homologues sont représentées par les mêmes repères. Le demi-bloc inférieur 2 est identique à celui de la figure 2. Le demi-bloc supérieur 1 est également un bloc conducteur ayant la même composition que le demi-bloc 32. L'électrode de référence est inchangée. L'électrode auxiliaire 17 est engagée dans la masse du demi-bloc supérieur 1 et elle ne débouche pas sur la face interne de celui-ci, le contact électrique se faisant par l'intermédiaire du matériau conducteur. Dans ce cas, les faces internes des deux demi-blocs ne présentent aucune hétérogénéité et peuvent être polies sans difficulté. Selon une autre variante non représentée, dans le cas des figures 2 et 3, on peut supprimer la tige 17 et la pastille 18 et mettre le tube métallique 7 à la masse, de sorte qu'il remplit la fonction d'électrode auxiliaire. Dans ce cas, la face interne du demi-bloc supérieur ne comporte aucune hétérogénéité, même s'il n'est pas en un matériau conducteur et on peut donc construire des cellules selon l'invention dans lesquelles seul le demi-bloc qui reçoit l'électrode de mesure est en un matériau conducteur. Toutefois, pour des raisons de fabrication en série, il est avantageux de construire les deux demi-blocs dans le meme matériau conducteur. REVENDICATIONS 1. Cellule de mesure d'un appareil de chromatographie en phase liquide du type comportant deux demi-blocs solides (1, 2) séparés par un joint (3) qui délimitent avec ledit joint un espace intermédiaire très mince (6), des moyens pour faire circuler dans ledit espace intermédiaire un film de liquide sortant d'une colonne de chromatographie en phase liquide, une électrode de référence (13), une électrode auxiliaire (17) et une électrode de mesure (19), qui sont en contact électrique avec ledit film du liquide et des moyens (20) pour mesurer l'intensité du courant qui circule entre l'électrode de mesure et l'électrode auxiliaire, caractérisée en ce que l'un au moins desdits demi-blocs (2) est constitué par un matériau conducteur et il comporte une électrode (19) qui est une tige conductrice qui est engagée dans la masse dudit demi-bloc et qui ne débouche pas sur la face interne dudit demi-bloc. 2. Cellule de mesure selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit matériau conducteur est composé d'un mélange d'une résine isolante et de particules d'une charge conductrice. 3. Cellule de mesure selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit matériau conducteur est un mélange d'un polyhalogénure d'éthylène solide et de particules de graphite contenant une proportion en poids de particules de graphite comprise entre 12 Z et 20 Z du poids total. 4. Cellule de mesure selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les deux demi-blocs sont composés du même matériau conducteur.