Brevet FR2654835A1 — publié le 19910524

La présente invention concerne des microcolonnes de chromatographie en matière plastique. Par microcolonnes on désigne, au titre de la présente invention des colonnes de chromatographie dont le diamètre intérieur est inférieur ou égal à 0,5 mm. Les colonnes chromatographiques de ce type connaissent un intérêt croissant dans le domaine de l'analyse chimique car elles permettent d'obtenir un pouvoir de résolution élevé sur de faibles quantités de matière. Elles se prêtent tout particulièrement bien à la chromatographie en phase liquide sous haute pression (HPLC). Les microcolonnes sont réalisées essentiellement en silice fondue. En dépit des avantages (transparence, flexibilité, inertie chimique), ce matériau présente divers inconvénients et notamment sa fragilité et sa dureté. De ce fait les microcolonnes doivent être manipulées avec précaution. Par ailleurs elles sont particulièrement difficiles à couper en raison de cette fragilité.On sait en effet qu'il est souvent nécessaire d'éliminer en cours d'utilisation l'extrémité d'entrée des microcolonnes dans laquelle la phase stationnaire s'est tassée. En effet la présence de vides nuit à leur efficacité. De plus le manque d'élasticité de la silice fondue ne facilite pas le compactage de la phase stationnaire lors du remplissage des colonnes. Enfin il est apparu nécessaire de désactiver et/ou de modifier chimiquement les parois internes des microcolonnes en silice pour en améliorer les performances. Cf : demande internationale publiée sous le n0 WO 88/07886. La présente invention a pour objet des microcolonnes exemptes des inconvénients précités. Plus particulièrement, la présente invention se propose de mettre à la disposition de l'industrie des microcolonnes de chromatographie robustes et qui de ce fait peuvent être aisément manipulées sans risque de casse, coupées pour en éliminer les extrémités et/ou en adapter commodément la longueur. Un second objectif de la présente invention réside dans la mise au point de colonnes dont les parois présentent un pouvoir de dilatation suffisant sous l'effet d'une surpression pour en faciliter le remplissage et en augmenter le compactage de la phase stationnaire. Enfin un troisième objectif de la présente invention réside dans la mise au point de microcolonnes présentant une inertie chimique telle qu'elle rend inutile tout traitement de désactivation des parois. Plus spécifiquement la présente invention a pour objet des microcolonnes pour chromatographie, constituées par un tube de diamètre intérieur inférieur ou égal à 0,5 mm contenant une phase stationnaire, caractérisées en ce que le tube est en polyétheréthercétone. Les polyétheréthercétones (PEEC) sont des polymères connus comportant une pluralité de motifs récurrents de formule et obtenus par polycondensation d'un bisphénol avec un dihalogénure aromatique, (Cf : brevet américain 4.320.224). Les microcolonnes en PEEC sont exemptes des inconvénients signalés pour les colonnes en silice fondue. Plus particulièrement elles peuvent être manipulées aisément et coupées sans risquer de les briser. Cette possibilité permet d'éliminer l'extrémité de la colonne la moins compacte après son remplissage par une phase stationnaire. En outre, par suite de l'élasticité des parois, il est possible de provoquer lors du remplissage du tube en PEEC une dilatation de ses parois sous l'effet d'une surpression exercée dans la colonne par exemple jusqu'à 400 bar ; après remplissage, le retour à la pression normale permet la contraction des parois du tube ce qui a pour effet de contribuer au compactage du garnissage et par conséquent d'augmenter l'effica- cité des colonnes. La phase stationnaire des microcolonnes selon la présente invention est constituée par les matériaux habituellement utilisés dans les colonnes de chromatographie. A ce titre on peut citer la silice et les silices greffées ou modifiées. Pour l'obtention des microcolonnes selon l'invention on fait appel à des tubes en PEEC présentant un diamètre intérieur inférieur ou égal à 0,5 mm et compris de préférence entre 0,15 mm et 0,45 mm. L'épaisseur de la paroi du tube n'est pas critique ; en général elle est comprise entre 0,65 mm et 0,80 mm. Le remplissage des tubes en PEEC par la phase stationnaire est réalisé selon les procédés connus. De façon générale le remplissage est conduit par passage du matériau choisi en suspension dans un liquide adéquat (butanol par exemple) dans le tube après mise en place à l'extrémité opposée à celle d'introduction de la suspension d'une barrière poreuse destinée à retenir la phase. A ce titre on peut faire appel à des matériaux inertes tels que des filtres en résines fluorés frittées (par exemple polytétrafluoroéthyléne), en verre fritté. La dimension des pores de ces frittés est choisie en fonction du diamètre moyen des particules de la phase stationnaire. Le maintien en place des frittés peut être assuré par tout moyen approprié. Chaque extrémité des colonnes selon la présente invention peut être pourvue des dispositifs de raccordement usuels, d'une part à un dispositif d'injection du produit à analyser, (entrée des colonnes), d'autre part aux dispositifs d'analyse. On peut en particulier mettre en place à l'entrée de la colonne un raccord en PEEC de type connu. L'extrémité de sortie peut être équipée par un tube capillaire en matériau approprié, par exemple en silice fondue, de diamètre externe inférieur au diamètre interne de la microcolonne, et de diamètre interne compris entre 15 pm et 150 pm. La liaison entre la paroi interne de la microcolonne et la paroi externe du capillaire peut être assurée par tout moyen approprié, par exemple au moyen d'une colle à base de résine durcissable (résine époxy par exemple). Le capillaire peut être utilisé comme moyen de maintien du fritté, ce dernier reposant alors sur son extrémité. La longueur du capillaire extérieure à la microcolonne n'est pas critique et peut varier entre 0 cm et 10 cm. Les microcolonnes selon l'invention peuvent être utilisées notamment en HPLC. En raison de l'inertie chimique des PEEC elles conviennent tout particulièrement bien à l'analyse chromatographique de produits et de milieux biologiques. L'exemple suivant illustre l'invention et montre comment elle peut être mise en pratique. 1) Préparation d'une microcolonne Dans un tube en PEEC de 150 mm de longueur et de 0,25 mm de diamètre interne on met en place, à 1 cm d'une des extrémités du tube, un fritté en polytétrafluoréthyléne de diamètre de pore égal à 2 pm. On introduit ensuite dans le tube en PEEC par l'extrémité la plus proche du fritté un tube capillaire en silice fondue recouverte de polyimide sur sa face externe, présentant un diamètre interne de 50 pm et un diamètre externe de 180 pm. Lorsque le capillaire est en contact avec le fritté on introduit une colle à base de résine époxy pour assurer la liaison du tube et du capillaire. Ce dernier dépasse du tube d'une longueur de 7 cm. La microcolonne ainsi obtenue est remplie de méthanol au moyen d'une pompe pouvant délivrer des débits de 0,5 à 500 #l/mn. On introduit ensuite au moyen d'une pipette, dans une buse de remplissage constituée par un tube d'acier de 4,6 mm de diamètre interne et de 20 mm de longueur, une suspension de 20 mg de silice de marque commerciale ROSIL C 18 de 3 pm de diamètre particulaire dans 0,2 ml de butanol-1, puis une quantité suffisante de méthanol pour remplir complètement la buse. La microcolonne est alors connectée à la buse de remplissage au moyen d'un connecteur en PEEC de marque commerciale INTERCHIM 40 F et la buse de remplissage à la pompe qui délivre le méthanol avec un débit de 70 #l/mn. On pompe dans ces conditions 5 ml de méthanol, ce qui porte la pression dans la microcolonne à 400 bar. La pompe est alors arrêtée et on laisse revenir la pression relative à 0 bar, après quoi la microcolonne prête à l'emploi est séparée de la buse de remplissage. 2) Utilisation d'une microcolonne La colonne remplie obtenue précédemment est connectée d'une part à une vanne d'injection de marque commerciale VALCO C14 W, elle-même reliée à une pompe comportant un corps de pompe, une tête de pompe et un module manométrique et d'autre part, par son capillaire, à un détecteur de marque commerciale JASCO 875 UV équipé d'une microcellule de marque commerciale ALLTECH de 200 nl et de 0,25 mm de trajet optique, par l'intermédiaire d'un raccord de marque commerciale PARKER d'un diamètre interne de 1,7 mm. La microcolonne est testée au moyen d'un mélange contenant - toluène : 450 mg - paraxylène : 400 mg - fluorène : 10 mg - fluoranthène : 21 mg dans 100 ml d'un mélange acétonitrile/eau à 75/25% en volume. Les conditions de chromatographie sont les suivantes - Eluant : Nature : mélange à 75/25% en volume d'acétonitrile et d'eau distillée. . Débit : 1 pl/mm . Pression : 30 bar - Détection : par uv à A = 254 nm ; 0, 032 Do pleine échelle AT = 1 - Volume injecté : 60 nl Dans ces conditions les temps de rétention sont les suivants - toluène : 14 mn - paraxylène : 17,7 mn - fluorène : 22,4 mn - fluoranthène : 33 mn L'efficacité de la microcolonne, exprimée par le nombre de plateaux, a été calculée pour chacun des pics du chromatogramme au moyen de la formule dans laquelle - N est le nombre de plateau x. - tr est le temps de rétention exprimé en secondes. - ô est la largeur à mi-hauteur du pic exprimée en secondes. La microcolonne décrite ci-avant présente une efficacité de 97000 plateaux/m pour le pic du fluoranthène. A titre comparatif on a préparé une microcolonne en silice fondue revêtue extérieurement par du polymide, ayant 0,5 mm de diamètre externe et 0,32 mm de diamètre interne selon le procédé utilisé pour la microcolonne en PEEC puis on l'a utilisée pour séparer le mélange d'hydrocarbures décrit précédemment, dans les mêmes conditions. Le calcul a montré que l'efficacité de cette microcolonne s'élevait à 52000/m plateaux pour le pic du fluoranthène. REVENDICATIONS Microcolonnes pour chromatographie, constituées par un tube de diamètre intérieur inférieur ou égal à 0,5 mm contenant une phase stationnaire, caractérisées en ce que le tube est en polyétheréthercétone.