Brevet FR2640378A1 — publié le 19900615

L'invention a trait à un osmometre statique. Un osmomètre est un appareil servant à mesurer la pression osmotique entre une solution et son solvant, qui permet de faire des expériences dans divers domaines de la bioLogie et de la physico-chimie. Un type d'osmomètre largement répandu, appelé osmomètre statique, comprend deux enceintes solidaires séparées par une membrane semi-perméable, c'st-a-dire Laissant passer les moLécules de soLvant et pas celles de soluté. Chaque enceinte comprend usuellement deux orifices mettant en communication L'intérieur de l'enceinte avec l'exterieur, un orifice étant prévu pour le remplissage de L'enceinte et un orifice étant prévu pour permettre L'introduction, dans L'enceinte, d'une extrémité d'une sonde de mesure. Ces orifices débouchent sur la surface supérieure de l'osmometre, à L'opposé de sa surface d'appui sur un support plan. Pour mesurer la pression osmotique avec un osmomètre de ce type, on maintient, selon une direction sensiblement verticale, un tube capillaire plongé dans chacune des deux enceintes, remplies respectivement de deux solutions de concentration différentes du même soluté dans Le même solvant. On ajuste le niveau dans les deux tubes.La pression osmotique se déduit de la différence de niveau qui s'établit entre les colonnes de liquide contenues dans les tubes capillaires. Une plaque convenablement graduée, disposée derriére les tubes -capil- Laires, permet d'en faire La lecture directe. L'osmométre classique qui vient d'être décrit présente plusieurs lacunes dont la plus importante est qu'vil ne permet pas d'effectuer de mesure volumétrique (mesure des flux d'ions ou de soluté, par exemple). A cette lacune rédhibitoire s'ajoutent quelques défauts qui en rendent l'utilisation délicate et malcommode : ainsi, il présente une certaine fragilité au niveau de sa membrane qui peut se rompre Lorsque la pression osmotique dépasse une va leur donnée. En outre, dans la mesure ou ses deux enceintes sont solidaires et ne communiquent avec l'exte- rieur que par deux orifices de dimensions réduites, il est malaisément nettoyable. Enfin, il exige pour sa mise en oeuvre l'utilisation d'un matériel auxiliaire destiné à maintenir en place les tubes capillaires et La plaque graduée. L'invention a pour but d'améliorer un osmomètre statique clas- sique en comblant les lacunes mentionnées plus haut, en particulier en Le rendant propre à effectuer des mesures volumétriques età permettre L'étude de la diffusion libre en général, ainsi que le transport actif d'ions. Conformément à l'invention, un osmomètre comprenant deux enceintes séparées par une membrane et deux tubes capillaires sensiblement parallèles montés respectivement sur les enceintes avec une de leurs extrémités débouchant dans L'enceinte correspondante, est remarquable en ce qu'il comprend au moins trois moyens d'appui pour reposer sur un support avec tes tubes capillaires sensiblement horizontaux. Lorsqu'il repose sur ces moyens d'appui, L'osmomètre permet d'effectuer des mesures de volume. Selon une caractéristique de l'invention, t'os- Osmomètre comprend en outre une platine, sensiblement per pendicuaire à la direction longitudinale des enceintes, portant des moyens de fixation pour les tubes capillaires et portant au moins l'un des moyens d'appui. Selon une autre caractéristique de l'invention, la platine comprend, sur une face opposée à une face portant les moyens de fixation pour tubes capillaires, des moyens de fixation pour deux organes de mesure, l'un au moins des moyens d'appui portés par la platine étant constitué par un de ces moyens de fixation. Grace à cet agencement, l'osmomètre est totalement autonome et il est équipé pour effectuer tous les types de mesures destinés å quantifier les échanges osmotiques. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la membrane est prise en sandwich entre deux tamis rigide. De la sorte, elle ne risque pas de se déformer sous L'effet d'une pression osmotique élevée: en outre elle ne risque pas de se détériorer, garantissant ainsi l'exactitude des mesures de volume, et elle donne à L'apareil une réponse immédiat. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, les enceintes sont constituées par des récipients assujettis l'un à L'autre de façon démontable par aboutement au moyen d'une bride de serrage articulée à une extrémité extérieure d'une enceinte et comprenant des moyens de serrage pour faire pression sur L'extrémité extérieure de l'autre enceinte. L'osmomètre peut être ainsi facilement démonté et nettoyé. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation donné à titre illustratif et sans intentions limitatives. On se reportera aux dessins annexés sur Lesquels : - la figure 1 est une vue de face, en coupe partielle selon A.A de la figure 2, d'un osmomètre statique conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue de dessus en coupe partielle selon B.B de la figure 3, de l'osmomètre représenté sur la figure 1, et ; - les figures 3 et 4 sont des vues de côté de L'osmomètre représenté sur les figures précédentes, dans deux états de montage, la figure 4 comprenant une coupe radiale partielle d'une enceinte de l'osmometre. L'osmomètre représenté sur les figures comprend deux enceintes 1,2 constituées chacune d'un récipient comprenant un corps tubulaire 3 fermé à son extrémité extérieure par un bouchon circulaire 4 et muni, à son extrémité intérieure, d'une plaque de jonction 5. Chaque plaque de jonction 5 est percée d'un trou circulaire de même axe que le corps 3 et de diamètre légèrement inférieur au diamètre intérieur du corps 3. Sur sa face extérieure, la plaque de jonction 5 comprend un épaulement pratiqué sur le bord du trou, destiné à recevoir et à pincer, en coopération avec L'épaulement de la plaque de jonction de l'autre enceinte, le bord d'une membrane 6 circulaire, semi-perméable, prise en sandwich entre deux tamis 7 circulaires rigides.La plaque de jonction 5 comprend en outre, débouchant sur sa face extérieure, une rainure circulaire 8, concentrique au corps 3. La rainure 8 est destinée au logement d'un joint torique 9. Sur la face extérieure d'une plaque de jonction 5 débouchent deux trous d'axes parallèles à celui du corps 3 et sur la face extérieure de l'autre plaque de jonction 5 font saillie deux tétons 10,11 de diamètres et de dispositions relatives identiques à ceux desdits trous. Cet ensemble trous-tétons définit une position d'assemblage des enceintes 1 et 2 où les plaques de jonction 5, qui sont symétriques, coincident exactement. Chaque plaque de jonction 5 s'étend de part et d'autre du corps 3 selon une direction diamétrale pour former, vers le bas, une moitié d'une base oblongue et vers le haut, une partie d'un organe de support pour une platine dont il sera question plus loin. La base, qui résulte de l'assemblage de deux plaques de jonction 5, a son axe longitudinal perpendiculaire à l'axe longitudinal des enceintes 1,2 et présente une surface d'appui plane parallèle à ce même axe. Pour que l'osmomètre ainsi corstitué ne puisse pas basculer de part et d'autre de sa base, chaque enceinte est munie d'un pied 13 constitué par un téton cylindrique implanté radialement dans son bouchon 5, les surfaces d'appui de la base et des pieds 13 étant coplanaires. Les enceintes 1,2. sont assemblées l'une à L'autre au moyen d'une bride de serrage 14 permettant de réaliser L'étanchéité à la périphérie de la membrane 6, c'està-dire entre les enceintes. La bride de serrage 14 comprend deux tirants 15 ayant sensiblement La même longueur que les deux enceintes aboutées et se prolongeant à une de leurs extrémités par un doigt 16 perpendiculaire. Les tirants sont reliés au niveau de leur extrémité qui n'est pas munie du doigt 16 par une entretoise 17 qui les maintient parallèles et écartés l'un de L'autre d'une distance Légèrement supérieure à la largeur des plaques de jonction 5 les doigts 16 étant tournés l'un vers l'autre et ayant leurs axes longitudinaux confondus.L'entretoise 17 comprend en son milieu un trou fileté d'axe parallèle à l'axe des tirants 15, dans lequel est engagée une vis 18 ayant une tête appropriée à la saisie manuelle. Les doigts 16 sont prévus pour être engagés dans des trous radiaux, de formes complémentaires, percés dans l'épaisseur du bouchon 5 d'une enceinte Ces trous sont opposés sur le diamètre parallèle au plan d'appui de l'osmo- mètre défini par sa base et ses pieds 13. L'assemblage des enceintes 1,2 de l'osmomêtre au moyen de la bride de serrage 14 est réalisé de la façon suivante : on engage les doigts 16 dans les trous de l'enceinte 1 prévus à cet effet. On pose de préférence l'enceinte 1 sur son bouchon 4, la bride 14 étant rabattue sur le plan de support de l'enceinte. On place ta membrane 6 et les tamis 7 sur L'épaulement du trou de la plaque de jonction 5, puis on pose t'enceinte 2 sur L'enceinte 1. Grâce aux tétons de calage 10,11 on est assuré que le positionnement respectif des enceintes est exact. On fait alors pivoter la bride 14 d'environ 90" de façon à amener L'extrémité de la vis 18 au dessus du centre du bouchon 4 de L'enceinte 2. On serre la vis. Le corps 3 de chaque enceinte comprend deux trous 19,20 d'axes perpendiculaires au plan d'appui de L'osmomètre, situés dans un plan diamétral à l'opposé de la base et des pieds 13 de L'osmomètre. Un premier trou 19, situé à proximité du bouchon 5, est destiné à recevoir un organe de mise à niveau 21 du liquide dans L'enceinte. Cet organe de mise à niveau 21 est constitué par une seringue 22 munie d'un robinet 23 à sa base. Il est assujetti hermétiquement à L'enceinte au moyen d'un bouchon conique 24, fait d'un matériau élastique, enserrant La base de La seringue 22, entre L'extrémité de son canal et le robinet 23. L'autre trou 20 est situé à proximité de la plaque de jonction 5.Ce trou est prévu our permettre l'immersion de l'extrémité d'un organe de mesure - tube capillaire 25 (figures 1,2,3) ou sonde électrochimique 26 (figure 4) - dans Le liquide contenu dans L'enceinte. Les tubes capillaires 25 ou les sondes électrochimiques 26 sont assujettis à l'osmomètre par des moyens de fixation solidaires d'une platine 27 rectangulaire, elle-même montée, de façon démontable, sur un organe de support 30 constitué par l'extension supérieure des plaques de jonction 5. La platine 27 qui est constituée d'une simple plaque aux bords latéraux rabattus à angle droit, comprend sur chacune de ses faces quatre ou deux pinces 28,29 respectivement disposées, le cas échéant par paires sur deux axes parallèles à l'axe longitudinal de la platine, la distance séparant ces axes étant sensiblement égale à celle qui sépare les axes des trous 20 de deux enceintes assemblées. L'organe de support 30 comprend deux fentes 31, 32 perpendiculaires à l'interface des plaques de jonction 5 et disposées de telle façon que, Lorsque la platine 27 est engagée dans la fente 31 (respectivement 32 > et que les pinces 28 (respectivement 29) sont tournées vers l'axe longitudinal de l'appareil, les axes définis par les deux paires de pinces 28 (respectivement 29) soient confondus avec les axes des trous 20. Ces deux positions sont illustrées sur les figures 1,2,3 d'une part et sur la figure 4, d'autre part.Une fois engagée dans la fente 31 (respectivement 32), la platine 27 peut être bloquée sur l'organe de support 30 au moyen d'une vis à tête moletée 33 (respectivement 34) engagée dans un trou fileté pratiqué dans l'épaisseur d'une plaque de jonction 5 et s'étendant perpendiculairement à la fente concernée, entre cette fente et le bord latéral de la plaque de jonction. Lorsque Les mesures effectuées au moyen de l'os Osmomètre requièrent l'utilisation de tubes capillaires 25, ceux-ci sont assujetti de façon étanché à L'enceinte respective, au niveau de leur extrémité inférieure, par un bouchon conique 35 fait d'un matériau élastique, qui leur est concentrique. L'osmomètre qui vient d'être décrit est adapté à délivrer Les indications relatives à la pression osmotique fournies usuellement par ce type d'appareil : il est alors posé en appui sur sa base et ses pieds 13 sur un support plan sensiblement horizontal, les tubes capillaires etant donc perpendiculaires à ce support, c'est-à-dire sensiblement verticaux. Conformément à l'invention, cet osmomètre est également adapté à délivrer des informations relatives au volume des liquides contenus dans les enceintes 1,2. Pour pouvoir recueillir ces informations, il est nécessaire de disposer l'osmomètre de façon que les tubes capillaires 25 soient sensiblement à l'horizontale. L'osmométre selon l'invention est donc muni de moyens d'appui permettant de le poser sur un support plan de façon que les tubes capil Laires 25 soient sensiblement parallèles à ce support. En se reportant à la figure 2, on voit que ces moyens d'appui sont avantageusement constitués par une extrémité de l'entretoise 17, par au moins une des pinces 29 (Les deux sur ta figure) et par une cale 36 fixée, à proximité du doigt 16, au tirant 15 assujetti à ladite extrémité d'entretoise. Comme on peut Le voir sur la figure 1, La platine 27 comprend, sur sa face destinée à recevoir les tubes capillaires 25, deux échelles graduées pour chaque tube, une échelle graduée en pression et une échelle graduée en voLume, qui permettent de lire directement la différence de pression qui s'est étabLie entre les deux enceintes Lorsque les tubes capillaires sont verticaux au moment de L'équilibre de la réaction, et La variation des volumes de liquide dans chacune d'elLes (notamment en fonction du temps) pendant l'échange osmotique lorsque tes tubes capillaires sont horizontaux. Le corps tubulaire des enceintes 1,2, leur bouchon 4 et leur plaque de jonction 5 sont avantageusement faits d'un matériau transparent, tel que le matériau commer coalise sous La marque plexiglas. L'osmomètre ainsi constitué permet de visualiser les échanges osmotiques. La mise en oeuvre de l'osmomètre qui vient d'être décrit, pour des mesures qui requièrent l'utilisation des tubes capillaires 25, se fait de la façon suivante. L'osmomètre, dont les enceintes ont été préalablement assem blées, est posé sur un support plan sensiblement horizontal, en appui sur sa base et ses pieds 13. On engage La platine 27 dans la fente 31 et on serre la vis à tête moletée 33. On enfile un bouchon 35 à une extrémité de chacun des deux tubes capillaires 25. Chaque tube est introduit, par cette extrémité, dans Le trou 20 d'une enceinte et le bouchon 35 qu'elle porte y est emmanché à force. Simultanément on engage le tube dans les pinces 28 située à l'aplomb du trou 20 On remplit ensuite approximativement les enceintes 1,2, par leur trou 19, avec les solutions sur lesquelles on désire mener une expérience. On monte alors sur chaque enceinte un organe de mise à niveau 21 rempli de la solution correspondante, dont on emmanche à force le bouchon 24 dans un trou 19. On ouvre le robinet 23 des organes de mise à niveau et on fixe le volume initial de chaque enceinte, lisible sur l'échelle graduée correspondante des tubes capillaires 25,en poussant ou en tirant le piston des seringues 22. On ferme les robinets 23. Selon que l'on veut faire des mesures de pression ou de volume on laisse l'osmomètre dans sa position de remplissage ou on le fait basculer de 90" pour le mettre en appui sur l'entretoise 17, la cale 36 et les pinces 29. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit et elle est susceptible de variantes de réalisation. En particulier, si dans l'os- Osmomètre décrit on a utilisé comme moyens d'appui, en les adaptant légèrement le cas échéant, des éléments remplissant par ailleurs une fonction spécifique (entretoise 17, pinces 29), il va de soit qu'il n'y a rien d nécessaire à cela et que L'on pourrait équiper L'osmomètre de moyens d'appui spécifiques permettant de Le poser tubes capillaires parallèles à un support horizontal. REVENDICATIONS 1. Osmométre comprenant deux enceintes (1,2) séparées par une membrane (6) et deux tubes capillaires (25) sensiblemen parallèles montés respectivement sur les enceintes (1,2) avec une de leurs extrémités débouchant dans l'enceinte correspondante, caractérisé en ce qu'il comprend au moins trois moyens d'appui (17,36,29) pour reposer sur un support avec les tubes capillaires (25) sensiblement horizontaux. 2. Osmomètre selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une platine (27), sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale des enceintes, portant des moyens de fixation (28) pour les tubes capillaires (25 > et portant au moins l'un des moyens d'appui (29). 3. Osmomètre selon la revendication 2, carac térisé en ce que la platine (27) comprend, sur une face opposée à une face portant les moyens de fixation (28), des moyens de fixation (29) pour deux organes de mesure. 4. Osmomètre selon la revendication 3, caractérisé en ce que au moins un des moyens de fixation (29) pour organe de mesure constitue le moyen d'appui porté par la platine (27). 5. Osmomètre selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la membrane (6) est prise en sandwich entre deux tamis (7) rigides. 6. Osmomètre selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque enceinte (1,2) comprend un organe de mise à niveau (21) pour ajuster le niveau d'un liquide dans L'enceinte. 7. Osmomètre selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'organe de mise à niveau (21) est constitué par une seringue (22) sur le canal de sortie de laquelle est disposé un robinet (23). 8. Osmomètre selon une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les enceintes (1,2) sont constituées par des récipients assujettis l'un à l'autre de façon démon table par aboutement au moyen d'une bride de serrage (14) articulée à une extrémité extérieure d'une enceinte (1) et comprenant des moyens de serrage (18) cour faire pression sur L'extrémité extérieure de L'autre enceinte (2).