CHAPITRE II
MISE AU POINT D’'UNE MÉTHODE SPECTROGRAPHIQUE DE DOSAGE DU BENZÈNE DANS L’ATMOSPHÈRE, LE SANG ET LES ORGANES
Les méthodes physiques, proposées par les divers auteurs, pour le dosage du benzène, qu’elles soient basées sur l’adsorption au moyen de charbon actif ou de gel de silice, ou sur la réfractométrie, n’offrent aucune spécificité.
Par contre, la réaction de caractérisation par spectrographie ultra-violette, indiquée par W. H. FuzweiLzer et J. BARNES [76] et par S. A. Scxou [181], nous a paru d’un grand intérêt toxicologique, en raison de sa sensibilité et de sa spécificité.
Nous avons pensé qu'il serait possible de mettre au point, à partir de cette réaction, une méthode de dosage.
Nous en avons donc entrepris l'étude et avons rendu cette réaction quantitative, grâce à un dispositif pratique récemment réalisé par R. FABre et L. Amy [59], pour la mesure de l'absorption dans l’ultra-violet.
Le benzène, le toluène et les xylènes possèdent un spectre d'absorption dans l’ultra-violet qui permet leur identification.
L’œil étant insensible à cette région du spectre, les mesures d'absorption ne peuvent se faire directement au spectrophotomètre comme on peut le faire pour la lumière visible. Par contre, les bandes d'absorption peuvent être mises en évidence par la photographie. Pour étudier l'absorption ultra-violette d’un composé déterminé en solution, on forme l’image de son spectre sur une plaque photographique et l’on obtient, après développement, un cliché présentant un noircissement variable avec les différentes longueurs d’onde considérées, ce qui permet de connaître les zones d'absorption dans l’ultra-violet.
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L'étude du spectre d'absorption dans l’ultra-violet de la vapeur de benzène, déjà effectuée par de nombreux auteurs, dans le but d'’élucider sa structure spaciale, a été reprise, en 1922, par V. Henri [98]. |
La vapeur de benzène était placée dans le vide, sous des pressions variables, et la source lumineuse était une étincelle à haute fréquence éclatant dans l’eau entre deux électrodes d'aluminium. L'auteur a montré l'existence de 350 raies très fines et rapprochées, leurs intensités étant entre elles dans le rapport de 1 à 6.500.
Le spectre d'absorption ultra-violette du benzène liquide ou de ses solutions dans divers solvants organiques a été ‘étudié également par V. HexR1 [98]. Ce spectre dérive du spectre de vapeur par fusion, avec élargissement des bandes et, de plus, léger décalage vers le rouge. Il est formé de deux groupes de bandes : le premier, constitué par huit bandes situées entre 2.690 et 2.290 TA le second, par trois bandes dans l’utra-violet extrême.
Ces bandes sont asymétriques du côté des grandes longueurs d'onde, où elles présentent un épaulement. Leurs positions varient légèrement avec le solvant.
Nous avons préféré au spectre de vapeur, le spectre d'absorption du benzène en solution, dont l'intérêt toxicologique nous à paru plus élevé. Ces solutions peuvent être, en effet, facilement obtenues à partir d’atmosphères et même d'organes. Elles sont de manipulation facile et peuvent être conservées longtemps sans modification.
Nous avons effectué nos recherches sur des solutions de benzène dans l'alcool pur pour spectrographie et nous avons utilisé, plus spécialement, les bandes B.C.D.E. du spectre étudié par V. HENRI [98].
La mesure de l'absorption d’une radiation consiste à comparer deux intensités lumineuses : l’intensité incidente To et celle du faisceau transmis après passage à travers la substance absorbante : Id. Par définition la densité optique est donnée To
par la formule : d — log. 10 —, ? Ia
c’est le logarithme du rapport
de ces deux densités.
EN GTiEe
La densité optique est proportionnelle à l'épaisseur 1 du liquide traversé par le rayon lumineux, à sa concentration c en composé absorbant et à un coefficient d'absorption :, ne dépendant, pour une longueur d'onde déterminée, que de Ja nature du composé examiné.
Ona:d—lces:
Il n’est pas possible de déduire directement du noircissement de la plaque en chaque point du spectre, l'intensité du rayonnement qui l’a impressionnée, de nombreuses causes extérieures influençant le noircissement (longueur d'onde, temps d'exposition, température, état hygrométrique de l'air, conditions du développement, nature de l’'émulsion).
Le cliché permet seulement d'établir si les quantités d'énergie lumineuse l’ayant impressionné sont ou ne sont pas égales. On s’efforcera donc de réaliser l'égalité de noircissement, entre le fux lumineux ayant traversé la cuve d'absorption et le flux incident atténué dans un rapport connu, soit par modification du temps de pose, ce qui est compliqué et peu sûr, soit par un dispositif approprié.
Divers moyens ont été proposés pour réaliser l’affaiblissement du flux : diaphragmes, coins étalonnés, polariseurs, secteurs tournants. R. FaBre et L. AMY [59], après avoir passé en revue et critiqué ces divers procédés, proposent un dispositif d'absorption utilisant la réflexion vitreuse. C’est cette méthode que nous utiliserons.
Le dispositif expérimental dont nous nous sommes servi comprend :
1° Une source lumineuse ultra-violette (S).
20 Deux cuves, l’une (A) contenant la solution à étudier, l’autre (B) renfermant l’alcoo! témoin.
3° Un spectrographe (C).
4 Un appareil producteur d’étincelles de haute fréquence.
5° Le! dispositif d'absorption (D) dû à R. FABRE et L. Amy [59].
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1° Source lumineuse.
La source lumineuse (S) est une lampe à hydrogène de Chalonge et Lambley, modèle Dunoyer, fonctionnant sous une tension pouvant varier de 1.500 à 2.000 volts. Elle est montée sur le secondaire d’un transformateur (T), dont le primaire est alimenté par le secteur. Le régime de la lampe peut varier entre des limites assez étendues ; l’intensité du courant est réglée au moyen d'un rhéostat (R).
L’absorption devant porter sur la région ultra-violette du spectre comprise entre 2.700 et 2.200 U.À., région pour laquelle le spectre est parfaitement continu, la lampe à hydrogène est fermée par une fenêtre en quartz, transparente à ce rayonnement.
Une circulation d’eau refroidit le tube intérieur, siège de la
décharge lumineuse, et permet de prolonger le temps de pose, sans crainte d'élévation de température.
20 Cuves.
Les solutions sont placées dans les cuves de Jobin (A) et (B), à faces parallèles, limitées par des lames de quartz, laissant entre elles un intervalle pouvant varier de 0 mm., 01 à 20 mm.
30 Spectrographe.
On utilise le grand spectrographe de Féry fournissant un spectre de 215 mm. de longueur, qui s'étend du visible à 2.200 U.A. dans l’ultra-violet. La fente (F) est réglable à l’aide d’un tambour (G), gradué en 1/200€ de millimètre. Le châssis (H),
porteur de la plaque, mobile verticalement, permet d’effectuer, sur un même cliché, onze spectres successifs de 2 mm. de hauteur.
Le faisceau lumineux traverse la cuve renfermant la solution à étudier et arrive sur une petite lentille (L) cylindro-sphérique, qui donne, sur la fente du spectrographe, une image linéaire de la source. Cette lentille est fixée sur une glissière qui coulisse
dans la direction même du prisme et permet une mise au point exacte.
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40 Appareil producteur d’étincelles de haute fréquence pour l'obtention des raies d’émission du fer.
Ce spectre du fer complète les clichés et permet le repérage des longueurs d'onde, à 1 U.À. près, dans la région 2.300 U. À. et, à 4 ou 5 U.À. près, dans la région 4.000 U. À.
5° Dispositif d'absorption de R. FABRE et L. AMY [59].
Il comporte une pile de lames de quartz inclinées par rapport à l’axe de la pile et les unes par rapport aux autres, sans qu'il y ait aucun couple de lames parallèles. Le rayonnement lumineux qui les rencontre s’atténue de la fraction constante qui, s’y réfléchissant, est éliminée.
Le dispositif est constitué par une pile (P) de 25 lames de quartz de 0 mm., 5 d'épaisseur, protégées de la poussière par un carter, dont les faces d’entrée et de sortie sont munies de 2 lames de quartz supplémentaires, ce qui porte leur nombre à 27. Ces lames sont disposées, isolément ou par groupes, sur des glissières de telle sorte qu'on peut en placer un nombre quelconque sur le trajet du faisceau lumineux. L'ensemble est monté sur un plateau mobile permettant de placer devant le faisceau incident, soit la solution en expérience, soit le solvant pur et les lames.
On utilise la technique des spectres imbriqués, consistant à alterner, sur la même plaque photographique, les spectres à étudier et les spectres du solvant pur, plus ou moins affaiblis par l’interposition d’un nombre de lames variable.
Pour les points où 1l y a égalité entre les deux systèmes de spectre, la densité optique du corps dissous correspond à celle de la pile de lames de quartz. Cette densité varie légèrement avec la longueur d’onde, la correction est facilement établie.
M. le Professeur TassiLLy, a mis aimablement à notre disposition le spectrographe de Féry au laboratoire de physique de la Faculté de Pharmacie ; qu'il trouve ici l'expression de notre respectueuse reconnaissance.
Par la suite, nos recherches ont été poursuivies dans les laboratoires de contrôle de l’Académie de Médecine dirigés par
M. le Professeur René FABee.
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Les plaques utilisées étaient des plaques au gélatinobromure d'argent Lumière, à sensibilité extrême et à grand contraste. Nous avons dû leur substituer, en raison des dimensions du châssis de notre second spectrographe, les plaques Anecra anti halo Guilleminot.
La mise en place des clichés et leur développement s'effectuent dans l’obscurité absolue ; le réactif utilisé pour le développement est ainsi composé :
DISCO IE Se re Cr nat à 5 g TO UM ORES MEN M dharoec 8 g.
Bromure de potassium. .:........". dep Sulfite de sodium cristallisé. ........ 50 g. Carbonate de potassium............. 35 g.
Hautes Dr este. 1000 g.
Le révélateur, conservé à l’abri de la lumière est employé dilué au 1/2, pour accentuer les contrastes.
Après lavage, le fixage se fait également à l'obscurité, trente minutes, dans la solution suivante :
Hyposulfite de sodium cristallisé..... 250 0. Sol-bisulfite de sodium... ."...:..:.... 25 cm° AÉRE NUITS CPI ONE RO PE PR 1000 g
Après lavage pendant deux heures à l’eau courante les plaques sont mises à égoutter verticalement.
