FR2862759A1 - Installation d'analyse de flux renfermant un dispositif de transfert de flux ainsi que procedes mis en oeuvre a l'aide de cette installation - Google Patents
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Abstract
Installation d'analyse de flux liquides renfermant d'une part au moins deux systèmes fluidiques sous pression A, B et un dispositif de transfert de flux actif permettant de transférer à une fréquence définie réglable des volumes définis de flux, entre ces systèmes fluidiques, ce dispositif de transfert actif étant constitué d'une partie circulaire mobile en rotation rapide ou rotor (1) contigu par l'une de ses faces ou première face à une partie fixe ou stator (2), ces deux parties (1.2) étant maintenues en vis-à-vis de manière étanche, ainsi que d'organes d'action de préférence pilotés électroniquement pour commander en continu ou en discontinu des mouvements de rotation alternatifs ou successifs du rotor (1) d'un angle α déterminé, ce à une fréquence f définie réglable, de façon à permettre un transfert contrôlé de flux entre les systèmes fluidiques (A et B), en maintenant l'indépendance de ces systèmes.
Description
Actuellement, la chromatographie multidimensionelle nécessite
l'utilisation d'une ou plusieurs vannes de commutation permettant de diriger le flux, constitué d'une phase éluante contenant des analytes, sortant de la première colonne de chromatographie directement vers une
seconde colonne de chromatographie ou vers une colonne chromatographique courte intermédiaire permettant de stocker les analytes élués de la première colonne avant de les transférer vers la seconde.
Souvent, plusieurs colonnes chromatographiques intermédiaires sont placées en parallèle de manière à pouvoir alterner leur fonction de stockage des analytes élués de la première colonne et de transfert vers la seconde, ce qui nécessite des installations sophistiquées et onéreuses.
En outre, le principal obstacle auquel on se heurte lors de la mise en oeuvre de procédés de séparation et d'analyse par chromatogra- phie multidimensionnelle est lié au fait que les phases éluantes utilisées dans les colonnes de chromatographie successives doivent être compatibles, ce qui n'est souvent pas le cas.
A titre d'exemple la chromatographie en phase normale et la chromatographie en phase inverse sont actuellement réputées incompatibles.
On se heurte également à des problèmes similaires lors de l'analyse et du dosage des analytes séparés sur une colonne de chromatographie en phase liquide à l'aide d'un détecteur situé directement en aval de celle-ci. En effet, dans une telle analyse, la phase éluante qui véhicule les analytes doit parallèlement correspondre à la phase liquide mise en oeuvre au niveau du détecteur, et l'on rencontre là encore des problèmes d'incompatibilité.
La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients en proposant une installation d'analyse de flux par chromato- graphie en phase liquide permettant d'effectuer en aval d'une séparation sur une première colonne, une seconde séparation plus fine sur une seconde colonne, similaire ou différente de la première, et/ ou un dosage des analytes séparés ce dans des conditions essentiellement indépendantes les unes des autres.
Selon l'invention, une telle installation renferme d'une part au moins deux systèmes fluidiques sous pression indépendants comportant chacun une source de pression distincte, à savoir un système fluidique principal équipé d'un premier système de séparation par chromatographie en phase liquide et le cas échéant d'un détecteur et au moins un circuit fluidique secondaire équipé d'un second système de séparation par chromatographie en phase liquide et/ou d'un détecteur, et d'autre part un dispositif de transfert de flux entre ces systèmes fluidi- ques.
La caractéristique essentielle de cette installation est liée à la configuration particulière du dispositif de transfert de flux.
Selon l'invention, celui-ci est en effet constitué par un dis-positif de transfert actif permettant de transférer à une fréquence définie io réglable des volumes de liquide, constitués par une première phase éluante contenant des analytes, sortant du premier système de séparation, dans le système fluidique secondaire, en amont du second système de séparation ou du détecteur.
Ce dispositif de transfert actif comporte une partie circu- laire mobile en rotation rapide ou rotor contiguë par l'une de ses faces ou première face à une partie fixe ou stator, ces deux parties étant mainte-nues en vis-à-vis de manière étanche, ainsi que des organes d'action de préférence pilotés électroniquement pour commander des mouvements de rotation alternatifs (c'est-à-dire en va-et-vient par inversion du sens de rotation), ou successifs (c'est-à-dire dans le même sens de rotation) du rotor d'un angle a déterminé, ce à une fréquence f définie réglable, de façon à permettre un transfert de flux entre les systèmes fluidiques, en maintenant l'indépendance de ces systèmes.
Selon l'invention, la rotation très rapide du rotor (en règle générale quelques millisecondes) peut être assurée par un système électromécanique ou un système pneumatique, ou par tout autre système adapté.
Selon une caractéristique préférentielle de l'invention, les débits D 1, D2, ... de fluide dans le système fluidique principal et dans le ou le(s) système(s) fluidique(s) secondaire(s) est(sont) réglable(s).
Dans sa configuration de base, l'installation conforme à l'invention renferme deux systèmes fluidiques, à savoir un système fluidique principal et un système fluidique secondaire et le rotor est équipé de deux cavités identiques de volume V calibré, creusées sur sa première face et disposées symétriquement de part et d'autre de son centre.
Ces cavités sont susceptibles de coopérer avec quatre pas-sages de fluide percés dans le stator dont une première paire est connectée au système fluidique principal tandis que la seconde paire est connectée au système fluidique secondaire de façon à permettre l'écoulement du flux de ces systèmes au travers des cavités du rotor, selon la position angulaire de ce dernier.
Ainsi, le flux introduit dans l'un des passages d'une paire peut entrer par une extrémité d'une cavité du rotor et ressortir par l'autre extrémité de cette même cavité pour s'écouler au travers de celle-ci dans le second passage de la paire.
Compte tenu de cette configuration, à chaque rotation du rotor, chacune des cavités est alternativement connectée au système fluidique principal ou au système fluidique secondaire.
La figure 1 est une vue en coupe d'une partie du rotor 1 et d'une partie du stator 2 montrant la manière dont est assuré l'écoulement d'un flux circulant dans un système fluidique au travers d'une cavité 3 du rotor.
Deux passages 4, 4' appariés dans lesquels le flux circule comme indiqué par les flèches sont connectés au système fluidique.
Le flux pénètre dans la cavité 3 par l'extrémité d'un premier passage 4 du stator 2 et en ressort par le second passage 4'.
Les figures 2a, 2b et 2c sont des schémas illustrant le fonc- tionnement du dispositif de transfert de flux équipant une installation correspondant à la configuration de base de l'invention renfermant deux systèmes fluidiques à savoir un système fluidique principal A et un système fluidique secondaire B dans lesquels les flux circulent selon les flèches.
Le flux circulant dans le système fluidique principal A est représenté par des croisillons alors que le flux circulant dans le système fluidique secondaire B est représenté en grisé.
Le dispositif de transfert de flux comporte un rotor 1 dont la première face est équipée de deux cavités identiques 3.1, 3.2 décalées de 30 180 .
Le rotor 1 peut se trouver dans deux positions distinctes par rotation de 180 .
Les rotations peuvent être soit successives soit alternatives. Le stator 2 en vis-à-vis du rotor 1 comporte quant à lui 35 deux paires de passages de fluide 4.1, 4'1; 4.2, 4'2.
La première paire de passages de fluide 4.1, 4'1 est connectée au système fluidique principal A alors que la seconde paire de passages de fluide 4. 2, 4'2 est connectée au système fluidique secondaire B. La figure 2a représente le dispositif de transfert de flux en position initiale.
La figure 2b représente le dispositif de transfert de flux après une rotation du rotor 1 de 180 .
La figure 2c représente ce même dispositif de transfert de flux après l'écoulement des fluides circulant dans les systèmes fluidiques AetB.
Une telle installation permet un transfert quantitatif ou non des flux entre le système fluidique principal et le système fluidique secondaire.
Pour que le transfert soit quantitatif, par exemple du système fluidique principal vers le système fluidique secondaire, il est néces- saire que le débit Dl de fluide dans le système fluidique principal, la fréquence de basculement f du rotor et le volume V des cavités soient tels que: D 1f.V.
Il est également nécessaire que le débit D2 de fluide dans le système fluidique secondaire soit supérieur ou égal au débit D 1 de fluide 20 dans le système fluidique principal (D2 D1).
Dans ces conditions, la cavité est au plus remplie entière-ment entre deux rotations du rotor et la totalité du fluide qui a pénétré dans la cavité placée dans le système fluidique principal entre deux rotations du rotor sort de cette cavité entre les deux rotations suivantes, sur le système fluidique secondaire.
Si les débits D2 et D 1 sont égaux, le fluide est totalement transféré du système fluidique principal vers le système fluidique secondaire sans être modifié, c'est-à-dire dilué.
Si D2 > D 1, le fluide est entièrement transféré du système fluidique principal vers le système fluidique secondaire et entre deux volumes transférés s'intercale un volume défini du fluide du système fluidique secondaire.
Il est à noter que ces volumes peuvent éventuellement être remélangés à la sortie du dispositif de transfert de fluide, sur le système fluidique secondaire, ce par un dispositif de mélange particulier pouvant à titre d'exemple être constitué par un fritté ou une chambre de mélange de très faible volume mort. Ce dispositif particulier permet de s'affranchir de difficultés liées à la non miscibilité de certains systèmes fluidiques.
Si au contraire le débit D 1 dans le système fluidique principal, la fréquence f de basculement du rotor et le volume V des cavités sont tels que D 1 > f.V, le transfert de fluide du système fluidique principal vers le système fluidique secondaire n'est pas total et une partie seulement du fluide du système fluidique principal est transférée vers le système fluidique secondaire.
Si D2 f.V, le fluide transféré du système fluidique principal vers le système fluidique secondaire n'est pas modifié (dilué) par le fluide du système fluidique secondaire.
Si D2 > f.V, un volume défini du fluide du système fluidique secondaire s'intercale entre deux volumes transférés du système fluidique principal vers le système fluidique secondaire.
Une telle installation peut permettre de réaliser des analyses par chromatographie à deux dimensions dans des conditions essen- tiellement indépendantes les unes des autres. A cet effet il est nécessaire de monter un premier système de séparation par chromatographie sur le système fluidique principal, en amont du dispositif de transfert de flux, et un second système de séparation par chromatographie sur le système fluidique secondaire, en aval du dispositif de transfert de flux.
Cette installation peut également permettre si l'on remplace le second système de séparation par chromatographie par un détecteur tel qu'un spectromètre de masse ou un spectromètre UV, de piloter ce détecteur essentiellement indépendamment des conditions d'élution de la séparation chromatographique effectuée sur le système fluidique principal.
L'installation conforme à l'invention présente de multiples avantages par rapport aux systèmes de chromatographie à deux dimensions utilisés antérieurement.
Elle permet notamment d'associer en ligne deux colonnes de chromatographie sans qu'à aucun moment elles ne soient couplées en série, ce qui permet d'éviter toute fluctuation brutale de la pression de fluide dans chacun des deux systèmes.
L'installation conforme à l'invention permet en outre de transférer en continu la totalité d'une phase éluante sortant d'un premier système de séparation par chromatographie ainsi que tous les analytes qu'elle contient vers un second système de séparation par chromatographie, tout en la modifiant par dilution si nécessaire et ce dans une large mesure.
Il est ainsi possible de moduler la rétention dans le second système de séparation par chromatographie indépendamment des conditions d'élution dans le premier système de séparation, ou encore grâce à la modification de la nature de la phase éluante mise en oeuvre dans le se- s cond système de séparation de rendre compatibles des systèmes chromatographiques réputés incompatibles comme par exemple la chromatographie en phase normale et la chromatographie en phase in-verse.
Selon l'invention il est également possible de laisser une faible partie du flux sortant du premier système de séparation par chromatographie continuer son chemin sur le système fluidique principal en aval du dispositif de transfert de flux, et de suivre ainsi l'intégralité de l'analyse effectuée sur le premier système de séparation à l'aide d'un détecteur placé sur le système fluidique principal en aval du dispositif de transfert de flux.
Le domaine d'utilisation de l'installation conforme à l'invention peut être élargi en augmentant le nombre de cavités du rotor et/ou le nombre de systèmes fluidiques.
A cet effet, et selon une autre caractéristique de l'invention: - le rotor est équipé d'une série de n cavités identiques, n étant au moins égal à 3, de volume V calibré, creusées sur sa première face, réparties symétriquement autour de son centre et distantes angulairement d'un angle a tel que n.a = 360 , et - le stator est percé d'au moins deux paires de passages de fluide res- 25 pectivement connectées au système fluidique principal et au système fluidique secondaire, - au moins deux cavités voisines étant respectivement susceptibles de coopérer avec une paire de passages de fluide, de façon à permettre l'écoulement du flux du système fluidique principal et du flux du sys- tème fluidique secondaire au travers de ces cavités, selon la position angulaire du rotor.
Selon une première variante de l'invention, une telle installation renferme deux systèmes fluidiques à savoir un système fluidique principal et un système fluidique secondaire ainsi qu'un dispositif de transfert de flux dont le rotor est équipé de plus de deux cavités.
Selon cette variante, le stator comprend, tout comme dans la configuration de base de l'installation, deux paires de passages de fluide respectivement connectées au système fluidique principal et au système fluidique secondaire.
Ces deux paires de passages de fluide sont positionnées sur deux cavités voisines.
Le rotor peut se trouver dans autant de positions distinctes que de cavités et se déplace entre ces positions par des rotations successives d'un angle a, toujours dans le même sens de rotation.
Selon cette première variante et contrairement à la configuration de base de l'installation conforme à l'invention chaque cavité n'est pas remplie alternativement par le fluide du système fluidique principal et par le fluide du système fluidique secondaire, mais après avoir été remplie par le fluide du système fluidique principal, une cavité donnée est connectée sur le système fluidique secondaire de façon à transférer son contenu dans ce dernier système et à être remplie par le fluide circulant dans celui-ci, puis lors de rotations ultérieures du rotor est placée dans une ou plusieurs positions d'attente jusqu'à être à nouveau connectée sur le système fluidique principal.
Une telle configuration présente l'avantage de diminuer au maximum l'angle de rotation du rotor entre chaque transfert de fluide en- tre le système fluidique principal et le système fluidique secondaire.
Les figures 3a à 3e et les figures 4a à 4e sont respective-ment des schémas illustrant le fonctionnement du dispositif de transfert équipant une installation conforme à cette première variante de l'invention renfermant deux systèmes fluidiques, à savoir un système fluidique principal A et un système fluidique secondaire B dans lequel les flux circulent selon les flèches.
Le flux circulant dans le système fluidique principal A est représenté en grisé alors que le flux circulant dans le système secondaire B est représenté par des croisillons.
Selon les figures 3a à 3e le dispositif de transfert de flux comporte un rotor 1 mobile en rotation dans le sens inverse des aiguilles d'une montre et dont la première face est équipée de trois cavités identiques 3. 1, 3.2, 3.3 décalées de 120 .
Le rotor 1 peut se trouver dans trois positions distinctes par 35 rotations successives de 120 .
Le stator 2 contigu au rotor comporte quant à lui deux paires de passages de fluide 4.1, 4'1; 4.2, 4'2. 10
La première paire de passages de fluide 4.1, 4'1 est connectée au système fluidique principal A alors que la seconde paire de passages de fluide 4. 2, 4'2 est connectée au système fluidique secondaire B. La figure 3a représente le dispositif de transfert de flux en position initiale.
La figure 3b représente le dispositif de transfert de flux après une rotation du rotor 1 de 120 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.
Les sorties des cavités n'ont pas été représentées pour simplifier le schéma.
La figure 3c représente ce même dispositif après écoulement des fluides.
La figure 3d représente le dispositif de transfert de flux après une nouvelle rotation du rotor de 120 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Les sorties des cavités n'ont pas été représentées pour simplifier le schéma.
La figure 3e représente la même position après écoulement des fluides.
Selon les figures 4a à 4e, le dispositif de transfert de flux comporte un rotor 1 dont la première face est équipée de six cavités identiques 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6 décalées de 60 .
Le rotor 1 peut se trouver dans six positions distinctes par rotations successives de 60 dans le sens inverse des aiguilles d'une 25 montre.
Le stator 2 contigu au rotor 1 comporte quant à lui deux paires de passages de fluide 4.1, 4'1; 4.2, 4'2.
La première paire de passages de fluide 4.1, 4'1 est connectée au système fluidique principal A alors que la seconde paire de passages de fluide 4. 2, 4'2 est connectée au système fluidique secondaire B. La figure 4a représente le dispositif de transfert de flux en position initiale.
La figure 4b représente le dispositif de transfert de flux 35 après une rotation du rotor 1 de 60 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.
Les sorties des cavités n'ont pas été représentées pour simplifier le schéma. io
La figure 4c représente la même position après écoulement des fluides.
La figure 4d représente ce même dispositif de transfert de flux après une nouvelle rotation du rotor 1 de 60 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Les sorties des cavités n'ont pas été représentées pour simplifier le schéma.
La figure 4e représente la même position après écoulement des fluides.
Cette première variante de l'invention permet bien entendu io les mêmes applications que la configuration de base de celle-ci.
Selon une seconde variante de l'invention, l'installation peut également permettre d'effectuer une analyse par chromatographie à au moins trois dimensions ou une analyse par chromatographie à au moins deux dimensions couplée à un dosage des analytes séparés, ce dans des conditions essentiellement indépendantes les unes des autres.
Une telle installation renferme au moins trois systèmes fluidiques sous pression indépendants les uns des autres, à savoir un système fluidique principal équipé d'un premier système de séparation par chromatographie en phase liquide, un premier système fluidique se- condaire équipé d'un second système de séparation par chromatographie en phase liquide et un second système fluidique secondaire équipé d'un troisième système de séparation par chromatographie en phase liquide et/ou d'un détecteur.
Selon cette seconde variante de l'invention, le rotor est équipé d'au moins quatre cavités identiques susceptibles de coopérer avec au moins quatre paires de passages de fluide percées dans le stator de façon à permettre un transfert de flux entre le système fluidique principal et le premier système fluidique secondaire et entre le premier système fluidique secondaire et le second système fluidique secondaire suite à des mouvements de rotation successifs du rotor d'un angle a.
Les figures 5a à 5e sont des schémas illustratifs du dispositif de transfert de flux équipant une installation correspondant à la seconde variante de l'invention renfermant trois systèmes fluidiques, à savoir un système fluidique principal A, un premier système fluidique se- condaire B et un troisième système fluidique secondaire C dans lesquels les flux circulent selon les flèches.
Le flux circulant dans le système fluidique principal A est représenté en grisé alors que le flux circulant dans le système fluidique secondaire B est représenté par des croisillons et le flux circulant dans le système fluidique secondaire C est représenté par des pointillés.
Chacun de ces systèmes fluidiques est équipé d'un système séparatif par chromatographie en phase liquide cl, c2 ou c3.
Le dispositif de transfert de flux comporte un rotor 1 dont la première face est équipée de six cavités identiques 3.1, 3.2, 3.3,3.4, 3.5, 3.6 décalées de 600.
Le rotor 1 peut se trouver dans six positions distinctes suite à des rotations successives de 60 .
lo Le stator 2 contigu au rotor 1 comporte quant à lui quatre paires de passages de fluide 4.1, 4'1; 4.2, 4'2; 4"2, 4"'2; 4.3, 4'3.
La paire de passages de fluide 4.1, 4'1 est connectée au système fluidique principal A alors que les deux paires de passages de fluide 4.2, 4'2 et 4"2, 4"'2 sont connectées au premier système fluidique secondaire B et que la paire de passages de fluide 4.3, 4'3 est connectée au second système fluidique secondaire C. Plus précisément, le second système de séparation par chromatographie en phase liquide C2 est branché entre les passages de fluide 4'2, 4"2 alors que les passages de fluide 4.2, 4"2 sont directement branchés sur le premier système fluidique secondaire B. La figure 5a représente le dispositif de transfert de fluide en position initiale.
La figure 5b représente le dispositif de transfert de flux après une rotation du rotor 1 de 60 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Les sorties des cavités n'ont pas été représentées pour simplifier le schéma.
La figure 5c représente la même position après écoulement des fluides.
La figure 5d représente le dispositif de transfert de fluide après une nouvelle rotation du rotor 1 de 60 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Les sorties des cavités n'ont pas été représentées pour simplifier le schéma.
La figure 5e représente la même position après écoulement des fluides.
Une telle installation permet donc de transférer le flux sortant du premier système de séparation Cl, quantitativement ou non, en continu ou non, vers l'entrée du second système de séparation C2, et le flux sortant du second système de séparation C2, quantitativement ou non, en continu ou non, vers l'entrée du troisième système de séparation C3.
Toutes les possibilités décrites pour les systèmes de chromatographie à deux dimensions s'étendent à ce système de chromatogra- phie à trois dimensions, et ce pour le transfert du premier système séparatif vers le second et du second vers le troisième.
Il est possible, en ajoutant autant de cavités et autant de systèmes fluidiques et de paires de passages de fluide que nécessaire au dispositif de transfert de flux d'une telle installation, de la transformer en un système de chromatographie multidimensionnelle.
Il est à noter que dans un tel système, quatre passages de fluide doivent toujours être associés aux systèmes fluidiques intermédiaires.
Conformément à cette seconde variante de l'invention il est également possible, en remplaçant le dernier système de séparation par chromatographie par un détecteur, notamment un spectromètre de masse ou un spectromètre UV, d'effectuer l'analyse du flux sortant du système de séparation précédent, dans ce détecteur, dans des conditions essentiellement indépendantes des conditions d'élution de la séparation utilisées dans ce système de séparation par chromatographie.
Selon une troisième variante de l'invention, l'installation peut également permettre d'effectuer une analyse par chromatographie à deux dimensions parallèles sur trois systèmes chromatographiques indépendants ou de coupler une analyse par chromatographie à au moins un dosage des analytes séparés dans des conditions essentiellement indépendantes.
Une telle installation renferme au moins trois systèmes fluidiques sous pression indépendants les uns des autres, à savoir un système fluidique principal équipé d'un premier système de séparation par chromatographie en phase liquide, un premier système fluidique secondaire équipé d'un second système de séparation par chromatographie en phase liquide ou d'un détecteur et un second système fluidique secondaire équipé d'un troisième système de séparation par chromatographie en phase liquide ou d'un détecteur.
Selon cette troisième variante de l'invention le rotor est équipé de trois cavités identiques distantes angulairement d'un angle de 120 susceptibles de coopérer avec trois paires de passages de fluide percées dans le stator de façon à permettre un transfert alternatif de flux en- tre le système fluidique principal et le premier système fluidique secondaire et entre le système fluidique principal et le second système fluidique secondaire suite à des mouvements de rotation alternatifs du rotor d'un angle de 120 .
Dans une telle installation, le fluide sortant du premier système de séparation par chromatographie peut être transféré sur le second système de séparation par chromatographie ou sur un détecteur et/ ou sur le troisième système de séparation par chromatographie ou sur un détecteur.
Lorsque le second et/ou le troisième système de séparation par chromatographie sont remplacés par un détecteur, celui-ci peut être piloté essentiellement indépendamment des conditions d'élution de la séparation chromatographique dans le premier système fluidique.
Les figures 6a à 6e sont des schémas illustrant le fonction- nement du dispositif de transfert de flux équipant une installation correspondant à la troisième variante de l'invention renfermant trois systèmes fluidiques, à savoir un système fluidique principal A, un premier système fluidique secondaire B et un second système fluidique secondaire C dans lesquels les flux circulent selon les flèches.
Le flux circulant dans le système fluidique principal A est représenté en grisé alors que le flux circulant dans le premier système fluidique secondaire B est représenté par des croisillons et que le flux circulant dans le second système fluidique secondaire C est représenté par des pointillés.
Selon les figures 6a à 6e le dispositif de transfert de flux comporte un rotor 1 dont la première face est équipée de trois cavités identiques 3.1, 3.2, 3.3 décalées de 120 .
Le rotor peut se trouver dans trois positions distinctes suite à des rotations alternatives de 120 .
Le stator 2 contigu au rotor 1 comporte quant à lui trois paires de passages de fluide 4.1, 4'1; 4.2, 4'2; 4.3, 4'3.
La première paire de passages de fluide 4.1, 4'1 est connectée au système fluidique principal A alors que la seconde paire de passages de fluide 4. 2, 4'2 est connectée au premier système fluidique se- condaire B et que la troisième paire de passages de fluide 4.3, 4'3 est connectée au second système fluidique secondaire C. La figure 6a représente le dispositif de transfert de flux en position initiale.
La figure 6b représente la position du dispositif de transfert de flux après une rotation du rotor 1 de 120 dans le sens inverse des aiguillesd'une montre. Les sorties des cavités ne sont pas représentées pour simplifier le schéma.
La figure 6c représente cette même position du dispositif de transfert de flux après écoulement des fluides.
La figure 6d représente la position du dispositif de transfert de flux après une nouvelle rotation de 120 , cette fois dans le sens des aiguilles d'une montre. Les sorties des cavités n'ont pas été représentées 1 o pour simplifier le schéma.
La figure 6e représente la même position du dispositif de transfert de flux après écoulement des fluides.
On peut connecter un système de séparation par chromatographie sur chacun des systèmes fluidiques A, B et C de manière à réali- ser des analyses par chromatographie en deux dimensions dites parallèles.
Ce type d'analyse consiste à transférer le fluide sortant du premier système de séparation par chromatographie ainsi que les analytes qu'il contient en partie vers l'entrée du second système de séparation et en partie vers l'entrée du troisième système de séparation.
Ainsi, après une première séparation sur le premier système, la séparation se poursuit en parallèle sur les deux autres systèmes qui peuvent être de nature totalement différente.
Toutes les possibilités d'application décrites pour les systè- mes de chromatographie à deux dimensions s'étendent bien entendu à ce système de chromatographie à deux dimensions parallèles, et ce pour le transfert du flux sortant du premier système de séparation par chromatographie en simultané ou en alterné vers le second ou vers le troisième.
Il est également possible de substituer au deuxième sys- tème de séparation par chromatographie et/ou au troisième un détecteur tel qu'un spectromètre de masse ou un spectromètre UV.
Dans le premier cas, on peut ainsi réaliser une analyse par chromatographie en deux dimensions avec, en sortie du premier système de séparation par chromatographie, un système de détection pouvant travailler dans des conditions essentiellement indépendantes des conditions de séparation.
Dans le second cas, on peut ainsi réaliser une double détection en sortie de la séparation par chromatographie dans des conditions essentiellement indépendantes des conditions de séparation.
Il est également envisageable d'ajouter un troisième détec- teur sur le système fluidique principal, en aval du dispositif de transfert de flux.
L'invention concerne également un procédé d'analyse d'un échantillon par chromatographie multidimensionnelle à l'aide d'une installation du type susmentionné comportant un système fluidique principal équipé d'un premier système de séparation par chromatographie en phase liquide dans lequel peut circuler une première phase éluante, au moins un système fluidique secondaire équipé d'un second système de séparation par chromatographie en phase liquide dans lequel peut circuler une seconde phase éluante, ainsi qu'un dispositif de transfert actif de flux en- tre ces systèmes fluidiques, ce dispositif permettant de transférer, à une fréquence définie réglable, des volumes V définis du flux sortant du premier système de séparation par chromatographie en phase liquide dans le système fluidique secondaire en amont du second système de séparation par chromatographie en phase liquide.
Selon l'invention un tel procédé est caractérisé par la suc- cession des étapes suivantes: - on injecte l'échantillon à analyser dans le premier système de séparation par chromatographie en phase liquide, - on fait circuler la première phase éluante dans le système fluidique 25 principal et la seconde phase éluante dans le système fluidique secondaire, et - on transfère au moins une partie du flux, constitué par la première phase éluante contenant des analytes sortant du premier système de séparation par chromatographie en phase liquide dans le système flui- digue secondaire, en amont du second système de séparation par chromatographie en phase liquide de façon à effectuer une analyse de l'échantillon par chromatographie à au moins deux dimensions.
Conformément à ce procédé, il est particulièrement avantageux de régler d'une part les débits D 1 et D2 de la première et de la se- conde phase éluante dans le système fluidique principal et dans le système fluidique secondaire, et d'autre part la fréquence de transfert f de façon à transférer la totalité ou seulement une partie du flux du système fluidique principal dans le système fluidique secondaire, et à diluer plus ou moins le flux ainsi transféré.
Il est à noter que conformément à l'invention, le transfert de flux peut être permanent ou discontinu pendant la durée de l'analyse.
Dans le premier cas, la totalité du flux sortant du premier système de séparation par chromatographie en phase liquide est analysée dans le second système de séparation par chromatographie en phase liquide.
Dans le second cas, une partie seulement des composés analysés dans le premier système est analysée dans le second.
Il est également possible d'effectuer le transfert en continu du flux sortant du premier système vers le second pendant presque toute la durée de l'analyse mais de stopper ce transfert pendant une partie de celle-ci de manière à éliminer du système secondaire une partie des com- posés élués dans le système principal.
On peut également envisager d'effectuer le transfert en continu pendant une première partie de l'analyse puis de le stopper lors-que tous les composés intéressants ont été transférés vers le second système de séparation par chromatographie.
Le premier système de séparation par chromatographie peut alors être rincé ou rééquilibré alors que l'analyse se poursuit dans le second système.
L'invention se rapporte également à un procédé d'analyse d'un échantillon par chromatographie en phase liquide à l'aide d'une ins- tallation du type susmentionné comportant un système fluidique principal dans lequel peut circuler un débit D 1 de phase éluante, au moins un système fluidique secondaire équipé d'un détecteur, notamment d'un spectromètre de masse ou d'un spectromètre UV et dans lequel peut circuler un débit D2 de phase liquide, ainsi qu'un dispositif de transfert actif de flux entre ces systèmes fluidiques, ce dispositif permettant de transférer, à une fréquence f définie réglable, des volumes V définis du flux sortant du système de séparation par chromatographie en phase liquide dans le système fluidique secondaire, en amont du détecteur.
Un tel procédé est caractérisé par la succession des étapes 35 suivantes: - on injecte l'échantillon à analyser dans le système de séparation par chromatographie en phase liquide, - on fait circuler la phase éluante dans le système fluidique principal et la phase liquide dans le système fluidique secondaire, et - on transfère au moins une partie du flux, constitué par la phase éluante contenant des analytes, sortant du système de séparation par chromatographie en phase liquide dans le système fluidique secondaire, en amont du détecteur, ce en réglant d'une part les débits D 1 et D2 de la phase éluante et de la phase liquide dans le système fluidique principal et dans le système fluidique secondaire, et d'autre part la fréquence de transfert f de façon à transférer la totalité ou seulement une partie du flux du système fluidique principal dans le système fluidique secondaire et à diluer plus ou moins le flux ainsi transféré.
Il est à noter que dans le cadre de l'invention, le pilotage des volumes à transférer à des fréquences discrètes peut toujours se faire en continu ou en discontinu. L'indépendance des flux liquides dans les diffé- rents circuits assure une totale versatilité du système qui permet ainsi d'atteindre des buts opératoires distincts et des plus divers.
Claims (9)
1 ) Installation d'analyse de flux liquides renfermant d'une part au moins deux systèmes fluidiques sous pression indépendants comportant chacun une source de pression distincte, à savoir un système fluidique principal (A) équipé d'un premier système de séparation par chromatographie en phase liquide et le cas échéant d'un détecteur, et au moins un système fluidique secondaire (B) équipé d'un second système de séparation par chromatographie en phase liquide et/ou d'un détecteur, et d'autre part un dispositif de transfert de flux entre ces systèmes fluidiques, caractérisée en ce que le dispositif de transfert de flux est un dispositif de transfert actif permet-tant de transférer à une fréquence définie réglable des volumes définis de liquide, constitués par une première phase éluante contenant des analytes, sortant du premier système de séparation par chromatographie en phase liquide, dans le système fluidique secondaire (B), en amont du second système de séparation par chromatographie en phase liquide ou du détecteur, ce dispositif de transfert actif étant constitué d'une partie circulaire mobile en rotation rapide ou rotor (1) contiguë par l'une de ses fa-ces ou première face à une partie fixe ou stator (2), ces deux parties (1.2) étant maintenues en vis-à-vis de manière étanche, ainsi que d'organes d'action de préférence pilotés électroniquement pour commander des mouvements de rotation alternatifs ou successifs du rotor (1) d'un angle a déterminé, ce à une fréquence f définie réglable, de façon à permettre un transfert de flux entre les systèmes fluidiques (A et B), en maintenant l'indépendance de ces systèmes.
2 ) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les débits D 1 et D2 de fluide dans le système fluidique principal (A) et 30 dans le ou les systèmes fluidiques secondaires (B) sont réglables.
3 ) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 renfermant deux systèmes fluidiques à savoir un système fluidique principal (A) et un système fluidique secondaire (B), caractérisée en ce que le rotor (1) est équipé de deux cavités (3.1, 3.2) identiques, de volume V calibré, creusées sur sa première face et disposées symétriquement de part et d'autre de son centre, ces cavités étant susceptibles de coopérer avec quatre passages de fluide (4.1, 4'1; 4.2, 4'2) percés dans le stator (2), une première paire (4.1, 4'1) de ces passages de fluide étant connectée au système fluidique principal (A) tandis que la seconde paire (4.2, 4'2) est connectée au système fluidique secondaire (B) de façon à permettre l'écoulement du flux de ces systèmes, au travers des cavités (3.1, 3.2) du rotor (1), selon la position angulaire de ce dernier.
4 ) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que - le rotor (1) est équipé d'une série de n cavités (3) identiques, n étant au moins égal à 3, de volume V calibré, creusées sur sa première face, ré-parties symétriquement autour de son centre et distantes angulaire-ment d'un angle a tel que n a = 360 , et - le stator (2) est percé d'au moins deux paires de passages de fluide 15 (4.1, 4'1, 4.2, 4'2) respectivement connectés au système fluidique principal (A) et au système fluidique secondaire (B), - au moins deux cavités (3.1, 3.2) voisines étant respectivement suscep- tibles de coopérer avec une paire de passages (4.1, 4'l, 4.2, 4'2) de fluide, de façon à permettre l'écoulement du flux du système fluidique 20 principal (A) et du flux du système fluidique secondaire (B) au travers de ces cavités, selon la position angulaire du rotor (1).
5 ) Installation selon la revendication 4, renfermant au moins trois systèmes fluidiques sous pression (A, B, C) indépendants les uns des autres, à savoir un système fluidique principal (A) équipé d'un premier système de séparation par chromatographie en phase liquide, un premier système fluidique secondaire (B) équipé d'un second système de séparation par chromatographie en phase liquide et un second système fluidique secondaire (C) équipé d'un troisième système de séparation par chromatographie en phase liquide et/ou d'un détecteur, caractérisée en ce que le rotor (1) est équipé d'au moins quatre cavités (3.1, 3.2, 3.3, 3.4) identiques susceptibles de coopérer avec au moins quatre paires de passages de fluide (4.1, 4'1; 4.2, 4'2; 4"2, 4"'2; 4.3, 4'3) percés dans le stator (2) de façon à permettre un transfert de flux entre le système fluidique principal (A) et le premier système fluidique secondaire (B) et entre le premier système fluidique secondaire (B) et le second système fluidique secondaire (C) suite à des mouvements de rotation successifs du rotor (1) d'un angle a.
6 ) Installation selon la revendication 4, renfermant trois systèmes fluidiques sous pression (A, B, C) indépendants les uns des autres, à savoir un système fluidique principal (A) équipé d'un premier système de séparation par chromatographie en phase liquide, un premier système fluidique se- s condaire (B) équipé d'un second système de séparation par chromatographie en phase liquide et/ou d'un détecteur et un second système fluidique secondaire (C) équipé d'un troisième système de séparation par chromatographie en phase liquide et/ou d'un détecteur, caractérisée en ce que le rotor (1) est équipé de trois cavités (3.1, 3.2, 3.3) identiques distantes angulairement d'un angle de 120 susceptibles de coopérer avec trois paires de passages (4.1, 4'1; 4.2, 4'2; 4.3, 4'3) de fluide percés dans le stator (2) de façon à permettre un transfert alternatif de flux entre le système fluidique principal (A) et le premier système fluidique secondaire (B) et entre le système fluidique principal (A) et le second système fluidique secondaire (C) suite à des mouvements de rotation alternatifs du rotor (2) d'un angle de 120 .
7 ) Procédé d'analyse d'un échantillon par chromatographie multidimensionnelle à l'aide d'une installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 comportant un système fluidique principal équipé d'un premier système de séparation par chromatographie en phase liquide dans lequel peut circuler une première phase éluante, au moins un système fluidique secondaire équipé d'un second système de séparation par chromatogra- phie en phase liquide dans lequel peut circuler une seconde phase éluante, ainsi qu'un dispositif de transfert actif de fluide entre ces systèmes fluidiques, ce dispositif permettant de transférer, à une fréquence f définie réglable, des volumes V définis du flux sortant du premier système de séparation par chromatographie en phase liquide dans le système flui- dique secondaire, en amont du second système de séparation par chromatographie en phase liquide, caractérisé en ce que - on injecte l'échantillon à analyser dans le premier système de séparation par chromatographie en phase liquide, - on fait circuler la première phase éluante dans le système fluidique principal et la seconde phase éluante dans le système fluidique secondaire, et - on transfère au moins une partie du flux, constitué par la première phase éluante contenant des analytes, sortant du premier système de séparation par chromatographie en phase liquide dans le système fluidique secondaire, en amont du second système de séparation par chromatographie en phase liquide, de façon à effectuer une analyse de l'échantillon par chromatographie à au moins deux dimensions.
8 ) Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'on règle d'une part les débits D 1 et D2 de la première et de la seconde phase éluante dans le système fluidique principal et dans le système fluidique secondaire et d'autre part la fréquence de transfert f de façon à transférer la totalité ou seulement une partie du flux du système fluidique principal dans le système fluidique secondaire et de diluer ou non le flux ainsi transféré.
9 ) Procédé d'analyse d'un échantillon par chromatographie en phase liquide à l'aide d'une installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 comportant un système fluidique principal équipé d'un système de séparation par chromatographie en phase liquide et dans lequel peut circuler un débit D 1 de phase éluante, au moins un système fluidique secondaire équipé d'un détecteur, notamment d'un spectromètre de masse ou d'un spectromètre UV et dans lequel peut circuler un débit D2 de phase liquide, ainsi qu'un dispositif de transfert actif de flux entre ces systèmes fluidiques, ce dispositif permettant de transférer à une fréquence f définie réglable des volumes V définis du flux sortant du système de séparation par chromatographie en phase liquide dans le système fluidique secondaire, en amont du détecteur, caractérisé en ce que on injecte l'échantillon à analyser dans le système de séparation par chromatographie en phase liquide, - on fait circuler la phase éluante dans le système fluidique principal et une phase liquide dans le système fluidique secondaire, et - on transfère au moins une partie du flux, constitué par la phase éluante contenant des analytes, sortant du système de séparation par chromatographie en phase liquide dans le système fluidique secondaire, en amont du détecteur, ce en réglant d'une part les débits D 1 et D2 de la phase éluante et de la phase liquide dans le système fluidi- que principal et dans le système fluidique secondaire, et d'autre part la fréquence de transfert f de façon à transférer la totalité ou seulement une partie du flux du système fluidique principal dans le système fluidique secondaire et à diluer et/ ou mélanger plus ou moins le flux ainsi transféré.
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| EP2807410B1 (fr) * | 2012-07-17 | 2017-08-30 | Idex Health & Science LLC | Methode de transfert d'un échantillon liquide au moyen d'une vanne d'échantillonage |
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2003
- 2003-11-24 FR FR0313706A patent/FR2862759B1/fr not_active Expired - Fee Related
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| US10036736B2 (en) | 2012-07-17 | 2018-07-31 | Idex Health & Science Llc | Liquid sampling valve |
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