Brevet FR2674631A1 — publié le 19921002

La présente invention est relative à un dispositif de chromatographie planaire mettant en oeuvre une pression réduite comme flux forcé La chromatographie en couche mince (CCM), également appelée chromatographie planaire est une méthode de séparation par migration différentielle entre une phase stationnaire et une phase mobile. Les premières CCM ont été réalisées sur des plaques de silice, dont la granulométrie était de l'ordre de 15 Rm et l'épaisseur d'environ 1 mm. La séparation des produits chromatographiés peut être améliorée lorsque l'on diminue le diamètre des grains et/ou l'épaisseur de la plaque ; on obtient alors des plaques dites HPTLC (High Performance Thin Layer Chromatography). Cette amélioration entraîne un inconvénient majeur, à savoir l'augmentation du temps nécessaire pour atteindre une hauteur équivalente à un plateau théorique donné, et ce en raison de la diminution du diamètre des grains. Pour remédier à cet inconvénient, on a proposé plusieurs solutions a. forcer l'éluant et augmenter sa vitesse à travers la plaque en utilisant des pompes. Cette solution présente notamment les inconvénients suivants . l'adsorbant sur les plaques, n'est pas recouvert hermétiquement par la membrane, ce qui entraîne une limitation à la migration du solvant le solvant peut migrer au dessus de la couche d'adsorbant, c'est-à-dire entre la membrane et l'adsorbant, et non dans l'adsorbant. Pour pallier les inconvénients de cette méthode et notamment les distances de migration limitées, une équipe hongroise a développé une nouvelle méthode de chromatographie planaire liquide, appelée OPTLC (Overpressured Thin Layer Chromatography), notamment décrite dans les articles suivants : E. TYHAK et al. (J. Chromat., 1979, 174, 75-81 ; J. Chromat., 1981, 211, 4551 ; J. Chromat., 1989, 471, 375-387) ; H.F. HAUCK et al. (J. Chromat., 1983, 262, 113-120) ; E. TYHAK (J. Pharm. Biomed. Anal., 1987, 5, 3, 191-203) ; Z. WITKIEWICZ et al. (J. Chromat., 1986,373, 111-140) et les Demandes de brevets français suivants : n 2 483 248, n 2 495 779, n 2 575 810 et n 2 580 406. La caractéristique principale de cette méthode réside dans le fait que la couche d'adsorbant de la plaque est complètement recouverte par une membrane flexible qui est pressurisée et la phase mobile est introduite dans la couche mince, sous pression, à l'aide d'une pompe. Un dispositif de mise en oeuvre de cette méthode est notamment décrite comme suit dans la Demande de brevet 2 483 248 ou la Demande de brevet 2 580 406 une plaque de CCM placée sur un support en verre ou en plastique, comprenant une partie inférieure et une partie supérieure, est recouverte complètement à sa partie supérieure d'une membrane en plastique (membrane de pression), bien adaptée à sa surface, en raison de la pression de gaz appliquée dans l'espace délimité par la membrane et la partie supérieure du bloc de support du dispositif. L'entrée de gaz et la jauge de pression (manomètre, par exemple), en combinaison avec une seringue pour l'introduction du solvant et une entrée pour l'introduction de l'échantillon sous pression sont à la partie supérieure du bloc-support. Dans ce dispositif, la pression externe sur la membrane doit toujours être supérieure à la pression exercée sur l'éluant (solvant) et entraîne ainsi une surpression. La partie supérieure et la partie inférieure du bloc-support sont bloquées à l'aide de clips. Ce dispositif et le procédé qui en découle, présentent un certain nombre d'avantages et notamment permettent d'optimiser les conditions de séparation en ajustant le débit d'éluant. Toutefois, l'OPTLC présente néanmoins un certain nombre d'inconvénients - la nécessité de préparer les plaques de chromatographie, préalablement à leur utilisation, pour créer 4 joints étanches - la présence d'une phase vapeur au niveau de la couche adsorbante, pendant le développement - la nécessité notamment de deux pompes à pression, une pompe à éluant et une pompe pour la mise sous pression de la plaque par l'intermédiaire de la membrane de pression, qui adhère hermétiquement à ladite plaque. La présente invention s'est, en conséquence, donné pour but de pourvoir à un dispositif de chromatographie planaire en flux forcé qui répond mieux aux nécessités de la pratique que les dispositifs en surpression utilisés jusqu'à présent, notamment en ce qu'il a l'avantage de ne nécessiter aucune préparation préalable de la plaque (rigide ou souple) de chromatographie et en ce qu'il est d'une utilisation particulièrement simple. La présente invention a pour objet un dispositif de chromatographie planaire à développement en flux forcé, caractérisé en ce qu'il comprend une chambre de développement, associée à des moyens de mise en pression réduite de ladite chambre, laquelle chambre contient au moins une plaque de chromatographie recouverte d'une couche d'adsorbant approprié et des moyens pour recouvrir hermétiquement ladite/lesdites plaques. Selon un mode de réalisation avantageux dudit dispositif, ledit moyen de mise en pression réduite est notamment une trompe à vide. Selon un autre mode de réalisation avantageux dudit dispositif, les moyens pour recouvrir hermétiquement la plaque de chromatographie sont constitués d'une membrane hydrophobe et imperméable aux solvants de migration. Selon une disposition avantageuse de ce mode de réalisation, ladite membrane est constituée d'une mousse de polyéthylène à cellules fermées. Ladite membrane de polymère est soit de dimension identique à la plaque de chromatographie, soit légèrement plus petite que cette dernière. Ce dispositif crée, de manière inattendue, une mise en pression réduite homogène au niveau de la chambre de développement, et en conséquence au niveau de la couche adsorbante et provoque ainsi une bonne application de la membrane de polymère sur le support chromatographique. Ce dispositif présente un certain nombre d'avantages par rapport à 1'OPTLC, outre sa simplicité de mise en oeuvre - le vide créé dans la chambre de développement, notamment à l'aide d'une seule pompe, permet à la fois d'appliquer la membrane de polymère sur la plaque de chromatographie, de façon homogène, de permettre la migration de la phase mobile par "traction", à vitesse constante, et non par "poussée" comme cela est le cas dans les systèmes par surpression, ce qui a l'avantage d'accroître la sensibilité du dispositif chromatographique et de diminuer le temps de migration (obtention de résultats dans un temps nettement plus court que dans les dispositifs de l'Art antérieur) et de pouvoir utiliser n'importe quelle plaque chromatographique du commerce. L'ensemble de ces caractéristiques, propres au dispositif conforme à l'invention, permet, en outre - d'éviter le développement de la phase vapeur de la plaque, et - de dégazer la plaque. Selon un autre mode de réalisation avantageux dudit dispositif, il peut comprendre plusieurs plaques chromatographiques séparées par une membrane appropriée, ce qui permet une analyse simultanée de plusieurs paramètres et/ou la séparation d'un grand nombre de solutés en un seul développement. La présente invention a également pour objet un procédé de détection et/ou de dosage en chromatographie planaire, caractérisé en ce que dans une chambre de développement chromatographique contenant une plaque de chromatographie appropriée recouverte d'une couche d'adsorbant convenable, la migration de la phase mobile à travers la phase stationnaire est réalisée par traction, par application, dans ladite chambre de développement, d'une pression réduite. Outre les dispositions qui précèdent, l'invention comporte encore d'autres dispositions, qui ressortiront de la description qui va suivre. L'invention sera mieux comprise à l'aide du complément de description qui va suivre, qui se réfère à des exemples de mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention et à une description détaillée du dispositif de l'invention, avec référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente une vue en perspective d'un mode de réalisation préféré du dispositif conforme à l'invention, à une plaque - la figure 2 représente une coupe transversale du mode de réalisation de la figure 1 - la figure 3 représente une vue illustrant le fonctionnement d'un dispositif conforme à l'invention - la figure 4 représente une courbe qui montre l'influence de la pression sur la distance parcourue par le solvant. I1 doit être bien entendu, toutefois, que ces dessins et les parties descriptives correspondantes, sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'invention, dont ils ne constituent en aucune manière une limitation. On se réfère d'abord aux figures 1 à 4, qui illustrent un mode de réalisation du dispositif conforme à l'invention. La figure 1 représente une vue en perspective d'un mode de réalisation préféré du dispositif conforme à l'invention, comprenant une chambre de développement chromatographique 10 délimitée, dans la réalisation représentée, par les parois 11 et 12 ; la paroi inférieure (paroi 12) est avantageusement associée à un étrier 13, qui permet d'obtenir une chambre de développement de taille plus ou moins importante, selon les besoins. La chambre de développement 10 est associée à des moyens de mise sous pression réduite, non représentés, au niveau de l'orifice 14. La chambre de développement 10 contient, dans la réalisation représentée, une plaque chromatographique 20, recouverte d'une couche adsorbante convenable pour la chromatographie sur couche mince à réaliser et une membrane polymérique 30 qui s'applique hermétiquement et de manière homogène, sur ladite couche adsorbante, lors de l'application de la pression réduite. Les parois 11 et 12 sont fixées par tout moyen approprié. Les plaques chromatographiques 20 sont, de préférence, et ce, de manière non limitative, des plaques de verre pré-enduites d'un gel de silice ("KIESELGEL" G60 F254, MERCK). La membrane polymérique 30 est de préférence, mais de manière non limitative, une membrane polyéthylénique hydrophobe à cellules fermées ("RECTICEL", FRANCE dimensions 180 x 200 x 3 mm) qui fournit une pression légère sur la surface de la plaque chromatographique 20 ainsi, la seule voie de passage pour le solvant, durant la chromatographie, est à l'intérieur de la couche adsorbante. Les caractéristiques physico-chimiques de cette membrane polyéthylénique sont les suivantes Tableau I . Capacité d'absorption d'eau 0 % . Ignibilité inflammable . Masse volumique 30 kg/m3 . Perte à la dessiccation 1 % . Stabilité (72 h) à haute température (110 c) pas de changement à basse température (-18-C) pas de changement à la lumière UV (350 nm, 32 C) pas de changement Le Tableau II ci-après précise le comportement de cette membrane vis-à-vis des solvants communément utilisés en CCM. Tableau II SOLVANT COEFFICIENT DE DILATATION eau méthanol 14 % éthanol 16 % n butanol 16 % acétone 16 % heptane 15 % toluène 32 % chloroforme 29 % éthyle acétate 16 % diéthyle éther 13 % hexane 16 % acétonitrile 16 % méthyle éthyle cétone 16 % acide chlorhydrique 20 % acide acétique 16 % acide formique 5 % ammoniaque 17 % pyridine 16 % La figure 2 représente une coupe transversale du mode de réalisation de la figure 1, en position fermée. La figure 3 représente une vue en perspective du mode de réalisation de la figure 1. Le fonctionnement de tels dispositifs, illustré à la figure 3, est le suivant Après dépôt des échantillons à analyser sur la couche adsorbante de la plaque de chromatographie 20, celle-ci est introduite dans la chambre de développement 10, de telle sorte que la partie qui contient les dépôts d'échantillon se trouve du côté opposé (côté A du dispositif conforme à l'invention) à l'orifice 14 (côté B du dispositif conforme à l'invention), on immerge le côté A du dispositif conforme à l'invention, hermétiquement fermé à l'aide des moyens de fermeture 15, dans un réservoir 50 contenant la phase mobile 51 (solvant approprié) et on connecte la chambre de développement à une trompe à vide, par l'intermédiaire de l'orifice 14. Ce dispositif crée une mise en pression réduite homogène au niveau de la chambre de développement et plus particulièrement au niveau de la couche adsorbante et permet de réaliser une CCM à pression réduite, encore dénommée Lowpressured thin layer chroinatography (LPLC). Exemple 1 : Influence de la pression réduite sur la chromatographie. Les distances parcourues par un solvant (méthanol) à différents moments de la migration sont mesurés (Z). Ces distances sont représentées sur la figure 4, en fonction du temps. On peut voir que la vitesse de la phase mobile dans la chambre de développement à pression réduite est une fonction de la pression (P) et que cette relation n'est pas linéaire. Seule une diminution progressive de pression AP permet d'avoir une relation linéaire, si AP=f(t). Le dispositif de pression réduite permet donc la diminution progressive de P au cours de l'analyse pour assurer la linéarité de l'équation Z = kt Exemple 2 : Dosage du pyruvate de sodium à l'aide du dispositif conforme à l'invention. 5 dépôts de 5 Fl d'une solution de pyruvate de sodium à 1 g/l sont appliqués sur une plaque de silice TLC sans fluorescence (Merck, Darmstatd, RFA) de 200x200 mm. La plaque est placée dans un dispositif conforme à l'invention, comme décrit précédemment. La phase mobile est constituée de Isopropanol 70 Eau déminéralisée 35 La migration s'effectue sous une faible dépression, correspondant à 1 mm de Hg de dépression. La révélation est réalisée à l'aide du procédé décrit dans la Demande de Brevet Européen n 909107753.4, par dérivation sous pression avec une solution de pourpre de bromocrésol Pourpre de bromocrésol 40 mg Ethanol 50 % 100 ml NaOH concentré q.s.p. pH 10 Parallèlement on réalise une migration en CCM, dans les mêmes conditions opératoires. Dans les deux cas, une zone de démixage appa raît, mais avec une largeur nettement plus faible lorsque la chromatographie est réalisée à l'aide du dispositif conforme à l'invention ; de plus, les spots de pyruvate de sodium sont situés au dessus de la zone de demixage pour la CCM, contrairement à la chromatographie réalisée avec le dispositif conforme à l'invention. Les Rf des spots sont de 0,85 dans les deux cas. Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes de mise en oeuvre, de réalisation et d'application qui viennent d'être décrits de façon plus explicite ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes qui peuvent ve nir à l'esprit du technicien en la matière, sans s'écarter du cadre, ni de la portée, de la présente invention. REVENDICATIONS 1') Dispositif de chromatographie planaire à développement en flux forcé, caractérisé en ce qu'il comprend une chambre de développement (10), associée à des moyens de mise en pression réduite de ladite chambre, laquelle chambre contient au moins une plaque de chromatographie (20) recouverte d'une couche (21) d'adsorbant approprié et des moyens (30) pour recouvrir hermétiquement ladite/lesdites plaques. 2 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen de mise en pression réduite est notamment une trompe à vide. 3 ) Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens (30) pour recouvrir hermétiquement la plaque de chromatographie sont constitués d'une membrane hydrophobe et imperméable aux solvants de migration. 4 ) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite membrane est constituée d'une mousse de polyéthylène à cellules fermées. 5 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs plaques chromatographiques séparées respectivement par une membrane appropriée. 6 ) Procédé de détection et/ou de dosage en chromatographie planaire, caractérisé en ce que dans une chambre de développement chromatographique contenant une plaque de chromatographie appropriée recouverte d'une couche d'adsorbant convenable, la migration de la phase mobile à travers la phase stationnaire est réalisée par traction, par application, dans ladite chambre de développement, d'une pression réduite.