Brevet FR2740551A1 — publié le 19970430

La présente invention concerne l'électro-analyse d'au moins une espèce électroactive, et notamment ionisée, dans un état initial d'oxydation (Eo), dénommée ci-après A, à l'état de trace, dans un échantillon liquide, ayant ci-après le volume V, par potentiométrie avec élution (stripping) coulométrique, ceci en utilisant une électrode de travail en contact électrique avec cet échantillon. Conformément à la présente invention, par "espèce électroactive", on entend une espèce chimique, dans le sens le plus large, susceptible de subir des changements d'état d'oxydation. Cette espèce chimique peut être par exemple, un atome, un ion, une molécule, un complexe, un système moléculaire comportant des ligands. Conformément à l'invention, et comme décrit ci-après, cette espèce doit pouvoir être retenue dans un de ses états d'oxydation sur ou dans l'électrode de travail, par tout mécanisme approprié, et physique, chimique, ou physico-chimique, par exemple par adsorption, amalgamation, etc.... Par "échantillon liquide", on entend toute quantité d'un milieu liquide, dans lequel l'espèce électroactive, et notamment ionisée, se trouve à l'état de trace, que le milieu liquide à analyser soit mis directement au contact de l'électrode de travail, ou préalablement dilué ou mélangé avec une matrice liquide, notamment un solvant complexant, et/ou avec un agent modificateur de l'état d'oxydation de l'espèce électroactive. Préalablement à l'électro-analyse, le milieu liquide peut être fractionné ou non, de manière à soumettre éventuellement une fraction déterminée dudit milieu à l'électro-analyse. Par "à l'état de trace", on entend des concentrations molaires par unité de volume dans le milieu liquide d'origine, au plus égales à 10 pmol/l, et préférentiellement comprises selon l'invention entre 0,01 et 10 gmol/l, ou des concentrations pondérales au plus égales à 1 mg/l, et comprises entre 1 et 1000 4g/l. Comme dit précédemment, l'espèce électroactive doit pouvoir changer d'état d'oxydation lors de l'application d'un courant ou d'un potentiel, de préférence au contact électrique d'une électrode de travail, en se déposant et étant retenue sur cette dernière, par tout moyen physique et/ou chimique approprié, tel que formation d'un amalgame, dissolution dans, ou dépôt sur, une phase métallique, par exemple de l'or, complexation, adsorption, absorption, ou encore par des forces d'attraction électrostatiques. Les espèces électroactives considérées peuvent être aussi bien des cations, des métaux nobles, des anions, des molécules, ou encore des complexes. A titre d'exemple on citera notamment le plomb, le cadmium, le cuivre, le bismuth, le thallium, le nickel, le zinc, l'argent, le platine, et des halogénures comme espèces électroactives susceptibles d'être détectées et quantifiées selon la présente invention. Et conformément à l'invention, et comme on le verra ci-après, l'espèce électroactive considérée est susceptible de changer d'état d'oxydation, pendant l'élution coulométrique, c'est-à-dire d'être oxydée ou réduite par le biais d'un élément tiers dissous dans l'échantillon. Pour la mise en oeuvre d'une électro-analyse selon l'invention, l'espèce électroactive doit passer par plusieurs états d'oxydation, différents les uns des autres ou certains étant les mêmes, mais le nombre total d'électrons transférés au cours de chaque élution de l'analyse doit être connu. Ces états sont les suivants: - un état zéro (Eo) ou initial, existant après préparation de l'échantillon; - un état premier (EI), égal ou différent de l'état initial (Eo), existant après une phase principale d'électrolyse ou d'adsorption; - un état second (EII), différent de l'état premier (EI), différent ou égal à l'état (Eo), existant après une étape d'élution coulométrique principale; - et un état troisième (EIII), différent de l'état second (EII), différent ou égal à l'état (EI), et existant après au moins une étape de post-électrolyse suivie d'une post-élution coulométrique. A titre d'exemple préférentiel d'application d'une électro-analyse selon l'invention, mais de manière non exclusive, on se référera à la recherche et à la quantification de métaux lourds, à l'état de traces, directement dans un échantillon de sang entier, en présence d'oxygène dissous et parasite. La technique électroanalytique de potentiométrie avec élution coulométrique a été bien décrite et définie dans la littérature scientifique et technique disponible. On se référera en particulier à la thèse publiée, par Monsieur Yudong WANG, intitulée "Stripping Potentiometry: Novel Methodology and Electrode Design", du Department of Analytical and Marine Chemistry, University of Gôteborg and Chalmers University of Technology, Gôteborg, 1994. Un avantage déterminant de cette technique est qu'elle ne nécessite pas d'étalonnage préalable, par exemple avec des échantillons liquides standards, puisqu'il suffit théoriquement de mesurer un temps d'oxydation ou réduction, avec un courant constant, pour déterminer la quantité, et la concentration de l'espèce, l'élution étant terminée lorsqu'on observe ou détecte un potentiel prédéterminé d'arrêt entre les électrodes de travail et de référence. Un autre avantage de cette technique est qu'elle est indépendante, quant à la mesure effectuée, de la surface de contact de l'électrode de travail avec l'échantillon liquide. Classiquement, et sous sa forme élémentaire, la potentiométrie avec élution coulométrique, ou "stripping coulométrique", consiste à effectuer les phases suivantes, et telles qu'illustrées schématiquement par les Figures 3 et 4. Dans ces figures les références numériques 16, 17, et 18 représentent une électrode de travail, une goutte d'échantillon à analyser, et un film de mercure respectivement: (a) pendant une phase principale, on effectue, soit une électrolyse pratiquement exhaustive de l'espèce électroactive, qui se trouve dans un état initial (Eo), à un potentiel prédéterminé, soit une complexation pratiquement exhaustive de ladite espèce avec adsorption sur ladite électrode, tout en créant au voisinage de l'interface échantillon liquide/électrode de travail un régime de convection, moyennant quoi pratiquement toute l'espèce électroactive se trouve déposée et retenue, dans un premier état d'oxydation (EI), égal ou différent de l'état initial (EO), sur l'électrode de travail; on arrête, le cas échéant, l'électrolyse et ledit régime de convection; la Figure 3 montre ainsi la formation d'un amalgame de mercure sous forme de film 18 et d'espèce électroactive à partir d'une goutte 17 déposée sur l'électrode 16, après application d'un potentiel d'électrolyse et de convection; (b) pendant une phase d'élution coulométrique principale, représentée par la Figure 4, on applique à l'électrode de travail 16 un courant prédéterminé, ce qui provoque un changement de l'état d'oxydation de l'espèce (A), de l'état (EI) à un état second (EII); ceci a pour effet de détacher et diffuser pratiquement toute l'espèce électroactive, sous forme oxydée ou réduite depuis l'électrode de travail 16 jusque dans l'échantillon 17; la valeur du courant prédéterminé d'oxydation ou réduction, en relation avec le temps mesuré de la phase d'élution coulométrique, permet théoriquement de déterminer la quantité, et donc la concentration de l'espèce électroactive, originellement présente dans l'échantillon liquide 17. Cette technique de base a été développée et améliorée sous différentes formes. En particulier, conformément à l'article intitulé "Coulometric Stripping Potentiometry", de Daniel Jagner et Yudong Wang, faisant partie de la thèse identifiée précédemment, il est connu de répéter plusieurs fois le stripping ou élution, selon une technique dite de "multi-stripping", en réitérant plusieurs fois le cycle suivant de post-élution coulométrique, tel qu'illustré par les Figures 5 et 6, dans lesquelles les références sont les mêmes que pour les Figures 3 et 4: (c.a) pendant une étape de post- électrolyse, on applique à l'électrode de travail 16 un potentiel prédéterminé, pendant un temps plus court que celui de la phase principale (a), en l'occurrence, d'électrolyse, compte tenu de la cessation du régime de convection existant pendant la phase (a); ce potentiel prédéterminé permet de changer l'état second (EII) d'oxydation de l'espèce (A), en un état troisième (EIII), pour au moins une quote-part de ladite espèce ayant diffusé dans l'échantillon liquide 17 pendant la phase d'élution (b), mais n'ayant pas eu le temps de diffuser trop loin de l'électrode de travail 16 (cf. Figure 5); (c.b) pendant une étape de post-élution, on applique à l'électrode de travail 16 un courant prédéterminé, strictement égal au courant prédéterminé de la phase (b) d'élution coulométrique principale, provoquant un changement de l'état d'oxydation de l'espèce (A), de l'état (EII) à l'état (EIII), afin de détacher et diffuser l'espèce électroactive, depuis l'électrode de travail 16 dans l'échantillon liquide 17 (cf. Figure 6). En théorie, en utilisant la technique potentiométrique et coulométrique définie précédemment, il est possible de déterminer la concentration de l'espèce électroactive (A), uniquement à partir du courant prédéterminé d'oxydation ou réduction pendant la phase d'élution, et de la mesure de la durée de cette dernière. En pratique, il faut tenir compte des éléments tiers, oxydants ou réducteurs, présents dans le milieu liquide, générant de manière parasite en quelque sorte un courant moyen équivalent d'oxydation ou réduction, appelé iche, lors de la phase d'élution coulométrique. Ainsi, et à titre d'exemple, en considérant l'électro-analyse d'un métal lourd dans un échantillon liquide, avec une électrode de travail à film ou goutte de mercure, il existe nécessairement dans le milieu liquide des agents oxydants parasites, par exemple de l'oxygène dissous dans l'eau, en concentration sensiblement constante si l'atmosphère au-dessus de la cellule d'oxydation est l'air ambiant. Ce problème peut être évité en maintenant une atmosphère neutre autour de la cellule d'analyse, par exemple en purgeant le système d'analyse avec de l'azote. Toutefois, une telle action est lourde et coûteuse à mettre en oeuvre, en termes de moyens et de temps, ce qui empêche son application à des fins d'analyses routinières. Pour chaque espèce électroactive, la détermination et la prise en compte de ce courant moyen équivalent d'oxydation ou réduction, détermine la précision de la mesure de la concentration ou quantité de l'espèce électroactive. Jusqu'à présent, et comme enseigné par la publication précitée, le courant moyen équivalent d'oxydation ou réduction, ich, était obtenu pour chaque espèce électroactive, par une série de mesures distinctes et préalables à l'analyse proprement dite, à partir d'un échantillon liquide ayant une concentration prédéterminée en espèce électroactive, et en faisant varier pour chaque mesure le courant d'élution. De cette manière, le courant moyen équivalent d'oxydation ou réduction, ichem, peut être obtenu en traçant une courbe ayant pour ordonnée l'inverse du temps d'élution, et en abscisse le courant d'élution, et en procédant à partir de cette courbe à une régression linéaire et une extrapolation pour un courant d'élution égal à 0. Bien entendu, la nécessité de procéder à cette série de mesures préalables diminue l'attrait de la potentiométrie avec élution coulométrique, en tant que méthode d'électro-analyse. Et la présente invention a donc pour objet de remédier à cet inconvénient, en proposant un procédé et un dispositif d'électro-analyse, permettant d'obtenir la valeur du courant moyen équivalent d'oxydation ou réduction, ich, à partir du seul échantillon liquide, et pendant la mesure proprement dite de la concentration ou quantité de l'espèce électroactive. Conformément à l'invention, l'objectif précité est satisfait à partir des choix suivants, en combinaison: - tout d'abord on recourt pour l'électroanalyse essentiellement au "multi-stripping" précédemment décrit et défini; - on fixe ensuite les conditions opératoires suivantes: (i) le courant de post-élution coulométrique pendant la phase (c.b) précédemment définie d'un cycle de post-élution est fixé égal au courant d'élution coulométrique du premier cycle d'élution (b), à savoir ioxi, et le courant de post-élution coulométrique d'un autre cycle de post-élution, à savoir iox2 est différent de, et notamment plus faible que ioxl; (ii) le courant de post-élution coulométrique, iox2, pendant l'étape (c.b) précédemment définie d'un cycle de post-élution est différent de, et notamment plus faible que, le courant d'élution principale ioxi, et le courant iox2 de post-élution coulométrique d'un autre cycle de post-élution est strictement égal à iox2. En mesurant le temps d'élution coulométrique principal tsi, et les temps de post-élution coulométrique ts2 et ts3 respectivement des deux cycles successifs de post-élution coulométrique, on détermine le courant moyen équivalent d'oxydation ou réduction à l'électrode de travail, ichem, à partir du seul échantillon mesuré, selon l'équation (Ia), (Ib), ou (Ic): ichem = (ts3.iox2 - f.ts2.iox1)/(f.ts2 - ts3) (Ia) dans laquelle f est égal à (ts2/tsl). (nl-2/n3-2) ou ichem = (aioxl - iox2)/(1-a) (Ib) dans laquelle a = [(tsl.ts3/ts22). (n3-2/ni-2)] ou ichem = [(nl-2.ts2.iox2)-(n3-2.f. tsl.ioxl)] (n3-2.f.tsl) - (nl-2.ts2) (Ic) dans laquelle f = ts3/ts2 selon que l'on applique un courant iox1 ou iox2 respectivement dans un premier cycle de post-élution, équations dans lesquelles ni-2 est le nombre d'électrons transférés lors de l'élution principale, et n3-2 est le nombre d'électrons transférés lors de chacune des deux post-élutions, et partant, on détermine la quantité d'espèce électroactive présente dans l'échantillon liquide, selon l'équation (II), à savoir: [A] = tsl.(ioxl + ichem).Vn1- 2F (II) équation (II) dans laquelle [A] est exprimée en Mmol/l, V est le volume de l'échantillon en l1, et F est le Faraday en Coulombs par équivalents. Grâce à l'invention, il est possible de réduire les temps d'électroanalyse à une durée totale n'excédant pas cinq minutes environ. Le procédé selon la présente invention se caractérise encore, par au moins l'une quelconque des conditions opératoires suivantes: - l'électrolyse selon la phase (a) est effectuée pendant une durée au moins égale à 4 fois t, t étant le temps de demi-réaction de l'électrolyse de l'espèce électroactive; cette durée assure une réduction ou oxydation quasi-complète de l'espèce électroactive; - le courant d'élution principale ioxl est compris entre 0,1 MA et 500.A, et de préférence entre 20 et LA; - l'électrolyse selon la phase (a) dure plusieurs minutes, tandis que la post-électrolyse du cycle de post-élution coulométrique ne dure que quelques secondes; - le courant d'une autre post-élution est environ quatre fois moins important que ioxl; - l'échantillon liquide analysé comprend en outre un agent modificateur de l'espèce électroactive et notamment ionisée, favorisant son électro-analyse; - l'espèce électroactive est notamment un métal ionisé, et l'échantillon liquide le contenant comprend également un excès molaire d'agents oxydants, tels que du mercure II et/ou de l'or III; - le volume V de l'échantillon liquide est au plus égal à 100 il et de préférence compris entre et 10 et 50 pl. La figure 1 décrit schématiquement un dispositif d'électro-analyse permettant notamment la mise en oeuvre du procédé particulier selon l'invention, défini ci-dessus. Ce dispositif comprend principalement une cellule 7 électrochimique, comportant de manière intégrée dite "trois-en-un", une électrode de référence 8 du type Ag/AgCl, une contre-électrode 9 en argent, et une électrode 4 de travail du type carbone vitreux, avec un milieu liquide 6, conducteur de l'électricité, assurant une liaison ou contact électrique entre les électrodes et l'échantillon liquide 1 déposé, sous la forme d'une goutte, sur les trois électrodes. L'électrode de travail 4 proprement dite comprend deux enveloppes cylindriques en verre, coaxiales, l'une externe 7 et l'autre interne 15, un bouchon 4 constituant l'électrode proprement dite, en carbone vitreux, permettant de supporter un film de mercure, et en relation avec un conducteur électrique axial 5, et un bouchon annulaire 3 en céramique poreuse. Une bague 2 en matière plastique, amovible, permet de maintenir la goutte de l'échantillon liquide sur la surface frontale et extérieure de l'électrode de travail 4. Un générateur de convection est associé à la cellule 7 électrochimique, et consiste en un manchon 10, adapté pour recevoir l'extrémité de la cellule 7 opposée à la surface de contact avec l'échantillon liquide, et contenant un moteur électrique 11 dont l'arbre est couplé à un excentrique 12. L'équipement précédemment décrit est par exemple vendu par la Demanderesse sous la référence TraceLab 20. Cet équipement comporte entre autres une unité 14, PSU22, de commande et contrôle de l'ensemble des composants actifs, dont les électrodes, du type ordinateur personnel, avec une horloge interne permettant d'effectuer des mesures selon une fréquence au moins égale à 0,1 kHz, et de préférence au moins égale à 30 kHz. Cette unité de commande et contrôle est chargée avec un programme permettant à la fois: - de contrôler et piloter les phases et étapes d'électro- analyse précédemment décrites; - de régler et contrôler les paramètres opératoires précédemment identifiés; - de mesurer et stocker les paramètres de sortie, et principalement les temps d'élution coulométrique, et de post-élution coulométrique; - et de calculer le courant moyen équivalent d'oxydation ou réduction, selon l'équation (I), et/ou la quantité d'espèce électroactive, et notamment ionisée, présente, selon l'équation (II). Un tel programme est par exemple chargé et commercialisé, mais sans les équations (I) et (II), par la Demanderesse sous l'appellation TAP2. Différents périphériques de sortie peuvent être associés à l'unité de commande et contrôle, tels qu'écran et imprimante. La présente invention est maintenant décrite selon la procédure suivante, effectué avec le dispositif d'électro-analyse précédemment décrit, en utilisant les conditions opératoires suivantes: - le liquide de remplissage 6 de l'électrode combinée trois-en-un est de l'acide chlorhydrique 3M; - avec le générateur de convection 11/12, la cellule de travail, et donc l'électrode de travail 4 sont mises en vibration pendant la phase d'électrolyse, à une fréquence d'environ 40 Hz, suivant une trajectoire elliptique dont les rayons sont 1 et 1,25 mm; - le volume de l'échantillon liquide 1 placé sur l'électrode de travail est de l'ordre de 10 à 50 pl avant chaque analyse; - le film usagé de mercure ou d'or est essuyé avec un tissu imprégné d'éthanol acidifié, sauf dans le cas de la détermination du cuivre II sur film d'or; - la phase (a) d'électrolyse est effectuée pendant une durée au moins égale à 4 fois le temps de demi-réaction électrolytique; - le régime de convection, vibratoire, généré par le moteur 11 et l'excentrique 12, est arrêté pendant les 10 dernières secondes de l'électrolyse, avant d'engager la phase d'élution coulométrique principale (b); - le courant d'élution coulométrique principale, ioxi est compris entre 20 et 40 4A; pendant cette phase d'élution coulométrique, le régime hydrodynamique, en vibration, n'est pas repris; - chaque étape de post-électrolyse dure environ 10 secondes; comme déjà dit, le courant de post-élution est égal au courant d'élution principale, en ce qui concerne le premier cycle de post-élution; - le courant de deuxième post-élution est quatre fois inférieur à celui de l'élution principale, par ailleurs égal au courant de la première post-élution. DETERMINATION DU TEMPS DE DEMI-REACTION ELECTROLYTIQUE, A SAVOIR te Pour chaque espèce électroactive, ce temps de demi-réaction est déterminé en faisant varier la durée de l'électrolyse. Pour les différentes espèces électroactives étudiées, ce temps de demi-réaction varie entre 25 et 50 secondes. Par conséquent, une durée de la phase (a) d'électrolyse de l'ordre de quatre minutes correspond à au moins quatre fois le temps de demi-réaction. DETERMINATION DU COURANT MOYEN EQUIVALENT D'OXYDATION A titre de contrôle, le courant équivalent d'oxydation est déterminé, d'une part selon le protocole de l'invention définie précédemment, c'est à dire pendant la mesure proprement dite et directement sur l'échantillon liquide en cours d'analyse, et d'autre part selon l'art antérieur, c'est à dire par des expériences préalables et distinctes de l'analyse proprement dite. Dans ce dernier cas, chaque échantillon liquide est fractionné en sous-échantillons, et chaque sous-échantillon est analysé en utilisant des courants d'oxydation appliqués à l'électrode de travail, iox, différents. Comme déjà indiqué, selon l'art antérieur, le courant moyen équivalent d'oxydation, iche, est déterminé par une représentation graphique de l'inverse de la durée de la phase d'élution, en fonction du courant appliqué, et par extrapolation de la régression linéaire obtenue pour un courant d'oxydation nulle. Les deux voies de détermination du courant moyen équivalent d'oxydation sont illustrées à la figure 2 comportant deux parties (a) et (b). La figure 2a montre les courbes d'élution obtenues après une phase d'électrolyse de quatre minutes à au moins 1,25 volts, dans trois sous-échantillons contenant 0,2M d'acide chlorhydrique, 600 mg/l de Hg(II) et 200 gg/l de Zn(II), et après une élution subséquente avec trois courants respectivement égaux à 40,20 et 10gA (courbes I à III de la figure 2a). Les courbes d'élution de la figure 2b ont été enregistrées à partir d'un quatrième sous-échantillon, en utilisant le même potentiel d'électrolyse. La courbe I a été obtenue lors de l'élution principale, avec un courant égal à 40 MA. La courbe II a été obtenue pendant la première étape de post-élution, en utilisant un courant également égal à 40 vA. Et la courbe III a été obtenue pendant la deuxième étape de post-élution, en utilisant un courant égal à 10 MA. Le courant moyen équivalent d'oxydation, ich, évalué à partir de la figure 2a est égal à 6,3 pA, et celui obtenu à partir de la figure 2b, et de l'équation (I) est de 6,2 vA. L'accord entre ces deux valeurs, restant dans la limite des erreurs expérimentales attendues, démontre la validité des principes selon l'invention. LIMITE DE DETECTION La limite de détection en potentiométrie avec élution coulométrique dépend du temps réel d'acquisition des données par l'unité de commande et contrôle. Afin de détecter et localiser un pic d'élution, il est nécessaire qu'au moins 20 à 30 mesures aient été faites sur ce pic. Avec une fréquence de mesure de l'ordre de 90kHz, la durée d'apparition d'un pic d'élution peut être d'au moins 120 à 3030 gs. Les limites de détection indiquées dans le tableau I ont été estimées, à partir d'un seuil de détection temporelle de 0,30 ms. ELEMENTS SOLUBLES DANS LE MERCURE Les éléments pouvant être amalgamés, les plus fréquemment analysés avec une technique d'élution voltammétrique ou potentiométrique sont Zn(II), Cd(II), Tl(I), Cu(II) et Bi(III). Tous ces éléments ont été étudiés selon le procédé d'électro-analyse de l'invention, et les résultats sont résumés dans le tableau I ci-après. De manière à permettre une comparaison entre ces éléments, le même liquide conducteur de l'électricité a été utilisé, à savoir 0,20 M acide chlorhydrique, en présence de 600 mg/l de Hg(II). Et la même phase d'électrolyse est intervenue pour tous ces éléments, selon une durée de 4 minutes, dont 10 secondes sans le régime hydrodynamique précisé précédemment, et les mêmes courants ont été appliqués à l'électrode de travail, à savoir, 40 pA pendant la phase d'élution coulométrique principale et la première étape de post-élution, et 10 MA pendant la deuxième étape de post-élution. Le potentiel d'électrolyse pour Cu(II) et Bi(III) était de -0,70 V, et de -1,5 V pour les autres éléments. Tous les échantillons liquides avaient un volume de 12 p1, avec trois concentrations différentes, respectivement de 10, de 50 et de 200 gg/l. Les courants équivalents chimiques précisés dans le tableau I sont ceux déterminés pour une concentration de 200.g/l. Comme le montre le tableau I, il existe un bon accord entre les concentrations introduites et les concentrations trouvées selon le procédé d'électro-analyse de l'invention. Effectivement, pour les valeurs de 200 et pg/L, la différence relative est inférieure à 3 % pour les différents éléments. Toutes les mesures effectuées retrouvent les valeurs des concentrations introduites, avec un taux inférieur à 100 %. Pour cinq mesures consécutives du même échantillon, tous les résultats sont en accord à 98 % près; l'imprécision de 2 % étant majoritairement attribuée à des erreurs liées au pipettage des échantillons liquides de 12 Ml. Comme attendu, l'accord entre les concentrations introduites et les concentrations trouvées est moins important, pour des niveaux de l'ordre de 10 gg/l. A ces concentrations relativement faibles, les temps d'élution sont de l'ordre de quelques millisecondes, ce qui introduit quelques erreurs dans l'intégration automatisée du pic d'élution. S'agissant du thallium, on a mis en évidence que le signal d'élution disparaissait pratiquement à une concentration de 10 gg/l. Des expériences distinctes ont révélé, en diminuant la concentration en Hg(II), et le courant appliqué à l'électrode de travail, que des taux d'accord entre valeurs introduites et valeurs trouvées pouvaient être satisfaisants en dessous de 10 gg/l. A l'évidence, le potentiel d'équilibre entre Tl(Hg) et Tl(I) est moins réversible que pour les autres éléments étudiés, ce qui requiert soit une plus grande concentration de thallium dans le mercure, soit une cinétique d'oxydation plus lente, pour déterminer la concentration en thallium. Les courants équivalents chimiques précisés dans le tableau I sont compris entre 6,4 MA pour le zinc et 0,52 MA pour le bismuth. La grande différence en termes de courant d'oxydation entre le zinc et le cadmium est attribuée à la contribution des protons dans l'oxydation du zinc amalgamé en solution acide. Les courants chimiques équivalents sont beaucoup plus faibles pour le cuivre et le bismuth, que pour le cadmium et le thallium, ce qui montre que la contribution de l'oxydation chimique à partir de l'oxygène dissous est contrôlée de manière cinétique, et non par la diffusion de l'oxygène dans l'échantillon liquide. Les limites de détection précisées dans le tableau I montrent, comme attendu qu'elles sont inversement proportionnelles au nombre d'électrons impliqués dans l'oxydation de l'élément considéré. Du fait des variations entre les différents courants équivalents chimiques, le rapport entre les limites de détection de concentrations du tableau I ne correspond pasexactement à un rapport entre nombres entiers. Quand on corrige ces variations, et qu'on les normalise avec le seuil de détection limite du Bi(III), les rapports entre les limites de détection pour Zn(II), Cd(II), Tl(I), Cu(II) et Bi(III) sont de 1,52; 1,51; 2,99; 2,98 et 1,00 respectivement. Le procédé et le dispositif d'électro-analyse précédemment décrits présentent les avantages déterminants suivants: - ils permettent de détecter et d'analyser des éléments à l'état de traces, ayant une concentration de l'ordre de la nanomole; - ils apportent une grande exactitude et fidélité; - plusieurs éléments peuvent être déterminés simultanément, par exemple le cuivre Cu(II) et le plomb Pb(II) dans de l'eau, après addition d'une matrice modificatrice, par exemple une solution acidifiée de Hg(II). Tableau I Element Conc. Conc. Signal Courant Nombre Limite de détection introduite trouvée d'élution chimique électrons pg/l (durée) ms jA lg/1 nM pg Zn(II) 200 196,1 149,7 6,4 2 0,40 6,1 4,8 49,8 38,0 2 0,39 6,0 4,7 11,0 8,4 2 0,36 5,5 4,3 Cd(II) 200 196,8 94,8 2,8 2 0,63 5,6 7,6 51,4 24,7 ___ 2 0,61 5,4 7,3 10,5 5,0 ____ 2 10,60 5,3 7,2 (I)1{ 200 199,4 26,1 3,2 1 2,30 11,2 27,6 51,5 6,8 1 2,21 10,8 26,5 23,4 3,1 _1 2,41 11,8 28,9 Cu(II) 200 199,9 88,9 1,0 1 0,67 10,6 8,1 49,8 22,1 _1 0,67 10,7 8,0 8,8 3,9 1 0,76 12,1 9,1 Bi(III) 200 198,7 81,5 0,52 3 0,74 3,5 8,9 [___]50 51,1 21,0] 3 0,71 3,4 8,6 10,4 4,2 ___ 3 0,71 3,4 8,6 Selon un autre exemple, la détermination de nickel est possible grâce à un agent complexant, par exemple un sel sodé de diméthylglyoxime (DMG). Conformément à l'étape (a) du procédé selon l'invention, cette complexation est quasiment exhaustive et le complexe formé est adsorbé sur une électrode constitué par un film de mercure. L'équation correspondant à cette complexation et adsorption peut être représentée de manière générale comme suit: Ni2++ 2DMG- ==========> Ni[DMG]2(ads) On effectue ensuite une réduction du nickel par stripping cathodique, conformément à l'étape (b) selon la présente invention, et l'équation générale suivante: Ni[DMG]2(ads) + 2e- ===========> Ni + 2DMG- Dans un exemple spécifique, la quantité de nickel dans un échantillon est déterminée à partir d'un complexe de 50 gg/l de nickel avec du DMG de concentration égale à 0,1 mM, dans un tampon phosphate à pH6. L'élution principale cathodique (étape b) est effectuée à un courant de 49 pA. Les étapes (c.b) de post-élution et de calcul sont essentiellement les mêmes que pour la détermination de métaux lourds par amalgamation, la réoxydation du nickel et réadsorption du complexe étant effectuée par une électrolyse anodique, correspondant à l'étape (c.a). La détermination du nickel par cette technique a donné le résultat de 49,7 gg/l de nickel présent dans l'échantillon, par rapport à la valeur connue de 50 ug/l de départ. REVENDICATIONS 1) Procédé d'électro-analyse d'au moins une espèce électroactive, A, dans un état initial d'oxydation (Eo) et notamment ionisée, à l'état de trace, dans un échantillon liquide de volume V, par potentiométrie avec élution (stripping) coulométrique, en utilisant une électrode de travail en contact électrique avec ledit échantillon, ladite espèce électroactive étant susceptible d'être oxydée ou réduite à nouveau en solution, pendant l'élution coulométrique, par un élément tiers dissous dans ledit échantillon, procédé selon lequel: (a) pendant une phase principale, on effectue, soit une électrolyse pratiquement exhaustive de l'espèce électroactive, soit une complexation pratiquement exhaustive de ladite espèce avec adsorption sur ladite électrode, tout en créant au voisinage de l'interface échantillon liquide/électrode de travail un régime de convection, moyennant quoi pratiquement toute l'espèce électroactive se trouve déposée et retenue, dans un premier état d'oxydation (EI), égal ou différent de l'état initial (Eo), sur l'électrode de travail; on arrête, éventuellement, l'électrolyse et ledit régime de convection; (b) pendant une phase d'élution coulométrique principale, on applique à l'électrode de travail un courant prédéterminé, provoquant un changement de l'état d'oxydation de l'espèce électroactive (A), de l'état (EI) à un état (EII), identique ou différent de (Eo) afin de détacher et diffuser pratiquement toute l'espèce électroactive, depuis ladite électrode de travail jusque dans l'échantillon; (c) on effectue au moins deux fois le cycle de post-élution coulométrique suivant: (c.a) pendant une étape de post-électrolyse, on applique à l'électrode de travail un potentiel prédéterminé permettant de changer l'état d'oxydation de l'espèce électroactive (A) de l'état second (EII) à un troisième état (EIII), identique ou différent de (EI) d'au moins une quote-part de l'espèce électroactive ayant diffusé dans l'échantillon liquide pendant la phase d'élution (b); (c.b) pendant une étape de post-élution, on réapplique à l'électrode de travail un courant prédéterminé, provoquant un changement de l'état d'oxydation de l'espèce électroactive (A) de l'état (EIII) à l'état (EII), afin de détacher et diffuser ladite quote-part de l'espèce électroactive, depuis ladite électrode de travail dans ledit échantillon liquide, caractérisé en ce que, moyennant l'une quelconque des conditions opératoires suivantes, à savoir: (i) le courant de post-élution coulométrique pendant l'étape (c.b) précédemment définie d'un cycle de post-élution est fixé égal au courant d'élution coulométrique du premier cycle d'élution (b), à savoir ioxl, et le courant de post-élution coulométrique d'un autre cycle de post-élution, à savoir iox2, est différent de, et notamment plus faible que ioxi; (ii) le courant de post-élution coulométrique, iox2, pendant l'étape (c. b) précédemment définie d'un cycle de post-élution est différent de, et notamment plus faible que, le courant d'élution principale iox1, et le courant iox2 de post-élution coulométrique d'un autre cycle de post-élution est strictement égal à iox2; la mesure du temps d'élution coulométrique principale tsi, et des temps coulométriques ts2 et ts3, respectivement des deux cycles de post- élution coulométrique, permet de déterminer, à partir du seul échantillon liquide, le courant moyen équivalent d'oxydation ou réduction à l'électrode de travail, ichem, selon l'équation (Ia), (Ib), pour la première condition opératoire, ou (Ic) pour la seconde condition opératoire: ichem = (ts3.iox2 - f. ts2.ioxl)/(f.ts2 - ts3) (Ia) dans laquelle f est égal à (tsz/tsl).(n,-2/n3-2) ou ichem = (aioxl iox2)/(l1-) (Ib) dans laquelle a = [(tsl.ts3/ts22). (n3-2/ni-2)] ou ichem = [(nl-2.ts2.iox2)-(n3-2.f.tsl. ioxl)] (n3-2.f.tsl) - (nl-2.ts2) (Ic) dans laquelle f = ts3/ts2 selon que l'on applique un courant ioxl ou iox2 respectivement dans un premier cycle de post-élution, équation dans lesquelles nl-2 est le nombre d'électrons transférés lors de l'élution principale, et n3-2 est le nombre d'électrons transférés lors de chacune des deux post-élutions, et partant, la quantité d'espèce électroactive présente dans l'échantillon liquide [A], selon l'équation (II): [A] = tsl. (ioxl + ichem).Vnl-zF (II) équation (II) dans laquelle [A] est exprimée en gmol/l, V est le volume de l'échantillon en 1gl, et F est le Faraday en Coulombs par équivalents. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la phase principale est une phase d'électrolyse pratiquement exhaustive de l'espèce électroactive. 3) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la phase principale est une phase de complexation exhaustive de ladite espèce avec adsorption sur ladite électrode. 4) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'électrolyse selon la phase (a) est effectuée pendant un temps au moins égal à 4.t, t étant le temps de demi-réaction de l'électrolyse de l'espèce électroactive (A). ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que iox1 est compris entre 0,1 pA et 500 MA, et de préférence entre 20 et 40 pA. 6) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'électrolyse selon la phase (a) dure plusieurs minutes, tandis que la post-électrolyse selon (c.a) dure plusieurs secondes. 7) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que iox2 est différent de, et notamment environ quatre fois moins important que ioxi. 8) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'échantillon liquide comprend en outre un agent modificateur de l'espèce électroactive ionisée. 9) Procédé selon la revendication 1, selon lequel l'espèce électroactive est un métal ionisé, caractérisé en ce que l'échantillon liquide contient un excès molaire d'agent oxydant, tel que du mercure (II) ou de l'or (III). ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le volume V de l'échantillon liquide est au plus égal à 100 Ml, et de préférence compris entre 10 et 50 pl. 11) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les durées de phases d'élution coulométrique n'excèdent pas ls. 12) Dispositif d'électro-analyse d'au moins une espèce électroactive (A), dans un état initial d'oxydation (Eo), et notamment ionisée, à l'état de trace, dans un échantillon (1) liquide de volume V, par potentiométrie avec élution (stripping) coulométrique, comprenant une cellule (7) d'oxydation comportant, une électrode de référence (8), une contre-électrode (9), une électrode (4) de travail, un liquide de remplissage (6) conducteur de l'électricité entre lesdites électrodes, et ledit échantillon liquide, un générateur (11,12) de convection, au voisinage de l'interface échantillon (1) liquide/électrode de travail (4), ainsi qu'une unité (14) de commande et contrôle de la cellule électrochimique, programmée pour effectuer les phases suivantes: (a) une phase principale, soit d'électrolyse pratiquement exhaustive de l'espèce électroactive, soit de complexation pratiquement exhaustive de ladite espèce avec adsorption sur ladite électrode, en activant le générateur de convection (11,12), moyennant quoi pratiquement toute l'espèce électroactive (A) se trouve déposée et retenue, dans un premier état d'oxydation (EI) égal ou différent de l'état initial (Eo); puis arrêt de l'électrolyse et du générateur de convection; (b) une phase d'élution coulométrique principale, pendant laquelle on applique à l'électrode de travail (4) un courant prédéterminé, provoquant un changement de l'état d'oxydation de l'espèce (A), de l'état (EI) à un état (EII), identique ou différent de (Eo), afin de détacher et diffuser pratiquement toute l'espèce électroactive, sous forme réoxydée ou réduite à nouveau, depuis ladite électrode de travail dans ledit échantillon; (c) un cycle de post-élution coulométrique, répété au moins deux fois, et comprenant les étapes suivantes: (c.a) une post- électrolyse, pendant laquelle on applique à l'électrode de travail (4) un potentiel prédéterminé permettant de changer l'état d'oxydation de l'espèce (A) de l'état second (EII) à un troisième état (EIII), d'au moins une quote-part de l'espèce électroactive ayant diffusée dans l'échantillon liquide pendant la phase (a); (c.b) une étape de post-élution coulométrique, pendant laquelle on applique à l'électrode de travail (4) un courant prédéterminé, provoquant un changement de l'état d'oxydation de l'espèce électroactive (A) de l'état (EIII) à l'état (EII), afin de détacher et diffuser ladite quote-part, depuis ladite électrode de travail dans ledit échantillon; caractérisé en ce que l'unité de commande et contrôle est programmée pour régler les paramètres suivants, à savoir: (i) le courant de post-élution coulométrique pendant la phase (c.b) précédemment définie d'un cycle de post-élution est fixé égal au courant d'élution coulométrique du premier cycle d'élution (b), à savoir ioxl, et le courant de post-élution coulométrique d'un autre cycle de post-élution, à savoir iox2 est différent de, et notamment plus faible que ioxi; (ii) le courant de post-élution coulométrique, iox2, pendant l'étape (c.b) précédemment définie d'un cycle de post- élution est différent de, et notamment plus faible que, le courant d'élution principale ioxi, et le courant iox2 de post-élution coulométrique d'un autre cycle de post-élution est strictement égal à iox2; et pour mesurer et stocker les paramètres suivants: - le temps de la phase d'élution coulométrique principale, ts1, en secondes - et les temps des étapes de post-élution coulométrique, ts2 et ts3, respectivement des deux cycles successifs de post-élution coulométrique et pour calculer le courant moyen équivalent d'oxydation ou réduction à l'électrode de travail, ichem, selon l'équation (Ia), (Ib) ou (Ic): ichem = (ts3. iox2 - f.ts2. iox1l) / (f.ts2 - ts3) (Ia) dans laquelle f est égal à (ts2/ts1).(n1-2/n3-2) ou ichem = (aioxl - iox2) / (l-a) (Ib) dans laquelle a = [(tsl.ts3/ts2) (n3- 2/nli-2)] ou ichem = [(nl-2.ts2.iox2) - (n3-2.f. tsl.ioxl)] (n3-2.f. tsl) - (nl-2.ts2) (Ic) dans laquelle f = ts3/ts2 selon que l'on applique un courant ioxl OU iox2 respectivement dans un premier cycle de post-élution, équations dans lesquelles ni-2 est le nombre d'électrons transférés lors de l'élution principale, et n3-2 est le nombre d'électrons transférés lors de chacune des deux post- élutions, et partant, la quantité d'espèce électroactive présente dans l'échantillon liquide [A], selon l'équation (II): [A] = tsl.(ioxl + ichem).Vnl-2F (II) équation (II) dans laquelle [A] est exprimée en pmol/l, V est le volume de l'échantillon en gl, et F est le Faraday en Coulombs par équivalents. 13) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de commande et contrôle comporte une horloge interne permettant d'effectuer les mesures selon une fréquence au moins égale à 0,1 kHz, et de préférence au moins égale à 30 kHz.