Brevet FR2015747A1 — publié le 19700430

La présente invention est relative d'une façon générale aux pipettes, et concerne plus particulièrement un dispositif à pipettes de microdosage qui est adapté pour débiter des liquides tels que du plasma ou des réactifs avec un degré de précision et de reproduction extrêmement élevé. Les pipettes utilisées antérieurement pour le dosage de liquides avaient généralement divers inconvénients tels que le défaut de précision dans la reproduction de quantités déterminées et désirées de liquide, le défaut de propreté dû à la manipulation manuelle des embouts distributeurs utilisés, ou pour d'autres causes telles que la contamination croisée ou parce que les pipettes utilisées étaient d'une structure compliquée, d'un prix d'achat élevé et d'une utilisation difficile. Le principal but de l'invention est de réaliser un dispositif à pipettes qui soit approprié pour distribuer avec précision des liquides dans l'intervalle de volume de 5 à i 000 lambdas (microlitres) et qui soit construit et agencé de façon à éliminer la contamination croisée et les autres contaminations des échantillons distribués. L'invention a pour objet un dispositif qui utilise une micropipette de précision, en combinaison avec un râtelier à instruments formant plateau de montage d'embouts et avec un extracteur d'embouts, ce râtelier étant construit et agencé de façon à éviter tout contact manuel avec les embouts utilisés. Suivant une autre caractéristique, l'invention propose l'emploi d'embouts en matière plastique à jeter après usage, obtenus par un moulage de précision et non mouillables. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexes, donnés uniquement à titre d'exemples - la Fig. i est une vue en perspective du dispositif suivant l'invention, qui montre la façon dont on doit utiliser le ratelier à instruments et plateau de montage d'embouts, ainsi qu'un extracteur d'embouts; - la Fig. 2 est une vue partielle à échelle agrandie, suivant la ligne 2-2 de la Fig. 1; - la Fig. 7 est une vue de dessous à échelle agrandie, montrant l'extracteur d'embouts; - la Fig. 4 est une vue à échelle agrandie et en coupe, sui vantla ligne 4-4 de la Fig. 2; - la Fig. 5 est une vue partielle montrant la pipette en cours d'utilisation; - la Fig. 6 est une vue en plan du râtelier à instruments et plateau de montage d'embouts; - la Fig. 7 est une vue en coupe suivant la ligne 7-7 de la Fig. 6;; - la Fig. 8 est une vue partielle, à échelle agrandie, montrant la façon dont on enlève un embout de son plateau de montage; - la Fig. 9 est une vue suivant la ligne 9-9 de la Fig. 8; - la Fig. 10 est une vue partielle d'une forme de pipette légèrement modifiée. La Fig. i représente le dispositif suivant l'invention, qui comprend deux boîtes 2 et 3, la boîte 2 portant un râtelier 4 à pipettes ou à instruments formant plateau de montage d'embouts, tandis que la boîte 3 porte un extracteur d'embouts 5. Le rsstelier à instruments et plateau de montage 4 est constitué, comme on peut le voir en détail sur les Fig. 6 et 7, par une plaque de base 6, de préférence en matière plastique, de forme générale rectangulaire, comportant un rebord périphérique 7 qui coopère avec une lèvre périphérique saillante 8 pour permettre d'emboîter le râtelier et plateau de montage d'embouts dans la partie supérieure de la botte 2 et de le retenir sur le bord supérieur de cette boîte.Ce râte- lier et plateau comporte une série de réceptacles 9, espacés les uns des autres et destinés à recevoir et porter des embouts 10 de forme conique, qui sont formés par moulage de précision, résistants aux agressions chimiques, non mouillables, et que l'on peut jeter après un seul usage. Les embouts 10 représentés sont pourvus de nervures 14 dont les extrémités inférieures formant épaulements s'appuient sur la face supérieure de la plaque de base 6 pour porter les embouts sur cette plaque. Il convient de remarquer que les embouts 10 sont coniques intérieurement et qu'ils reçoivent les extrémités inférieures coniques, de forme complémentaire, des pipettes 17 suivant 1'invention. Pour le transport du dispositif suivant l'invention, les embouts 10 sont normalement enfermés dans des sachets en matiere plastique logés dans les boîtes 2 et 3. Pour l'utilisation du dispositif, on extrait habituellement de léurs sachets le nombre d'embouts destinés à etre utilisés en un meme jour et on les insère dans les réceptacles 9 du plateau de montage 4.Auparavant, on a de préférence rangé les sachets en matière plastique dans un emplacement approprié, par exemple dans une armoire. Les pipettes il utilisées en combinaison avec les embouts 10 sont adaptées pour être montées dans des cavités espacées 12, ouvertes à leurs deux extrémités, prévues dans la partie centrale de la plaque de base 6 du râtelier et plateau 4; ces cavités 12 présentent chacune un épaulement annulaire destiné à supporter les pipettes 11, ainsi qu'on peut le voir en particulier sur la Fig. 7. Les pipettes présentent un épaulement annulaire 13 destiné à prendre appui sur les épaulements des cavités lorsqu'elles ne sont pas utilisées. Les pipettes i1 comprennent un corps principal cylindrique creux 16, qui est ouvert à son extrémité inférieure et dans lequel est vissée la partie terminale supérieure 17, de plus grand diamètre, d'une tige creuse ou corps tubulaire inférieur 18, qui est de diamètre réduit, ce corps 18 présentant, au-dessous de l'épaulement 13, une partie terminale inférieure 19, tronconique et effilée, qui est destinée à s'ajuster sans jeu dans les embouts 10. Il convient de remarquer que, lorsque la partie terminale 19 est engagée dans un embout 1C, il subsiste un espace annulaire 20 entre l'épaulement 13 et la face supérieure de l'embout 10, ce qui permet d'enlever facilement l'embout au moyen de l'extracteur d'embouts 5, ainsi qu'on le montrera dans la suite. L'extracteur d'embouts 5 comprend une partie supérieure rectangulaire et plane 21, munie d'une aile périphérique 22 qui s'éténd sur trois de ses côtés et est destinée à s'appuyer sur les parties marginales supérieures externes de trois côtés de la boite 3, le quatrième côté de la partie 21 étant espacé du quatrième côté de la boîte 3 lorsque cette partie 21 est montée sur cette boîte, de façon à laisser subsister un espace libre 24. -L'extracteur d'embouts 5 comporte également une aile intérieure 23, légèrement écartée de l'aile 22, pour recevoir le bord supérieur de la boîte 3 entre les deux ailes; cette aile intérieure s'étend également le long du quatrième côté de la partie supérieure 21, le long de l'ouverture 24, et est incurve vers l'intérieur en 25, pour contourner une encoche transversale 26 pratiquée dans la partie supérieure 21et de largeur suffisante pour recevoir la partie tronconique 19 de la tige 18 juste au-dessous de l'épaulement 13 et au-dessus de l'embout 10 lorsqu'un embout est fixé à cette partie tronconique 19. t'espa- ce 20 permet donc d'insérer la partie terminale tronconique 19 lorsqu'on veut enlever un embout, ce retrait s'effectuant en inclinant légèrement la pipette 11, comme représenté sur la Fig. 1, de sorte qu'on peut ainsi enlever l'embout 10 sans le toucher de la main, pour éviter toute contamination. La pipette 11 comporte un bouton supérieur extérieur 27 qui est fixé à l'extrémité supérieure d'un piston plongeur 28, lequel traverse l'extrémité supérieure du corps 16 et se prolonge vers le bas dans la cavité intérieure de ce corps; sur ce plongeur est fixée une bague de calibrage 29, qui coulisse verticalement dans une cuvette de calibrage 30, laquelle coulisse à son tour dans la cavi- té intérieure du corps 16.Un ressort de compression secondaire 31, relativement rigide, s'appuie par son extrémité supérieure contre le fond de la cuvette de calibrage 30, en tendant ainsi à appuyer le bord supérieur de cette cuvette contre la surface interne de la paroi supérieure du'corpus 16 tandis que l'extrémité inférieure de ce ressort s' appuie sur la face supérieure d'un manchon 32 de retenue du ressort, qui s'étend vers le bas à l'intérieur du corps 16 et s'appuie sur le disque 33 de maintien d'une bague torique, appuie yé lui-même sur la face supérieure de la tige 18. Le piston plongeur 28 comporte une partie inférieure ou piston inférieur 34, de section réduite, qui se prolonge vers le bas à 1'intérieur du corps 16, traverse le disque 33 et est engagé dans la tige 18. La cavité intérieure de la tige 18 a un diamètre qui permet au piston 34 de s'y ajuster à coulissement et, lorsque le bouton 27 et la collerette de calibrage 29 sont dans leurs positions extrêmes supérieures, représentées sur la Fig. 4, il subsiste un espace 35 à l'intérieur de la tige 18, pour permettre à ce piston de descendre. Le piston 34 est muni, dans la forme représentée, d'un prolongement 36 de section réduite, qui est engagé de haut bas dans la partie conique 19 de la tige 18, l'alésage central de la partie tronconique recevant le prolongement 36 à ajustage glissant.La surface supérieure de la partie terminale élargie 17 de la tige 18 forme une cavité centrale destinée à recevoir une bague torique 37 qui entoure le piston 34 à joint étanche et est maintenue en place par le disque de retenue 33. Un ressort de compression principal 38 entoure le piston 34 à l'intérieur du corps 16 et s'appuie par une extrémité sur le corps principal du piston plongeur 28 et, par son autre extrémité, dans une cavité appropriée pratiquée dans le disque de retenue 33. Ce ressort a une force très inférieure à celle du ressort secondaire 31. Le fonctionnement est le suivant. L'utilisateur saisit la pipette comme représenté sur la Fig. 1, en tenant le corps 16 dans sa main, de façon à pouvoir actionner le bouton 27 du plongeur avec son pouce. Lorsque l'utilisateur presse le bouton, à l'encontre de la tension du ressort principal 38, ce bouton rencontre une butée constituée par l'entrée en contact de la collerette de calibrage 29 avec le fond de la cuvette de calibrage 30, le bouton 27 se trouvant alors dans la position représentée en traits mixtes sur la Fig. 4. Cette course, comprise entre la position détendue et l'arrêt, constitue le mouvement principal ou de calibrage ou dosage, et comprime légèrement le ressort principal 38.A ce moment, en exer çant une pression supplémentaire, on peut presser le bouton du plongeur pour l'amener à sa position extrême inférieure, c'est-àdire la position dans laquelle la surface inférieure du bouton est en contact direct avec la paroi supérieure du corps 16, comme représenté sur la Fig. 5. Cette course, au-delà de la course de calibrage, constitue le mouvement secondaire ou excédentaire. Pour prélever et débiter une quantité précise de liquide, l'- utilisateur extrait tout d'abord la pipette de sa cavité 12 du râtelier et plateau 4. Ensuite, il enfonce la partie tronconique 19 de la tige 18 dans la cavité d'un embout 10, exerce une ferme pression de haut en bas, puis tire verticalement. Ce mouvement extrait l'embout 10 puisque le frottement retient l'embout sur la pipette. Ensuite, l'utilisateur enfonce le bouton 27 jusqu'au premier arrêt, c'est-à-dire qu'il exécute le mouvement principal ou calibré, ce qui se manifeste par l'arrivée en butée de la collerette 29 avec le fond de la cuvette 30, avant d'introduire l'embout dans la solution échantillon.Il introduit l'embout dans la solution échantillon, à une profondeur d'environ 3 mm, puis laisse le bouton 27 revenir doucement à sa position initiale, après quoi il peut enlever la pipette de la solution échantillon et essuyer éventuellement l'embout à l'aide d'une matière non pelucheuse, et sans toucher l'ouverture de l'embout. Il introduit ensuite l'embout dans un récipient récepteur, qui est par exemple un tube à essais 39, en appuyant l'embout contre la paroi latérale de ce tube. Il presse alors doucement le bouton 27 du plongeur jusqu'au premier arrêt et, après une pause, il presse le bouton jusqu'à sa deuxième position ou position extrême inférieure, à l'encontre de la tension du ressort secondaire rigide 31, comme représenté sur la Fig. 5. Tout en maintenant le bouton dans sa position extrême inférieure, il retire doucement la pipette, en faisant glisser l'embout 10 contre la paroi interne du tube à essais 39 pour éliminer toute trace de liquide, après quoi il introduit la pipette dans l'encoche 26 de l'extracteur d'embouts 5, comme représenté sur la Fig. 1, pour détacher l'embout 10. Le mouvement du bouton 27 jusqu'au premier arrêt fait passer le piston 34 de la position représentée en traits continus sur la Fig. 4 à la position représentée en traits interrompus sur cette figure, et ceci constitue la course qui se produit pendant le chargement de la pipette. Le mouvement compris entre la position représentée en traits interrompus et le bas de la cavité 35 représente -la course excédentaire du piston, produite pendant le mouvement que le plongeur 27 décrit pour placer le piston 34 dans sa deuxième position ou position extrême inférieure, et qui fait décrire au prolongement 36 de ce piston sa course excédentaire qui passe de la position représentée en traits interrompus sur la Fig. 4 à la position extrême inférieure représentée en traits continus sur la Fig. 5, dans laquelle l'extrémité inférieure du prolongement de diamètre réduit du piston est à peu près à l'affleurement de l'extrémité inférieure de la partie tronconique 19. Cette course excédentaire du piston, c'est-à-dire la course décrite au-delà de la course calibrée a pour but d'éliminer à peu près toute trace de liquide de 1'embout 10. En modifiant l'épaisseur de la collerette de calibrage 29 et/ou la dimension de la cuvette 30 et le diamètre du prolongement 36 du piston, on peut faire varier la capacité de la pipette. Le piston plongeur 34 peut avoir éventuellement un diamètre uniforme sur toute sa longueur, comme représenté -en 34' sur la Fig. 10. Sur cette figure, le ressort principal 38' s'étend dans le corps tubulaire 18' et la bague torique 37' est montée à proximité de la partie tronconique 19'. - REVENDICATIONS. 1 - Dispositif de prélèvement à pipettes, caractérisé en ce qu'une pipette comprend un corps cylindrique creux présentant une partie supérieure à peu près plane et une partie terminale inférieure tronconique percée, un embout creux tronconique, de forme complémentaire de celle de la partie terminale inférieure tronconique du corps, et pouvant se fixer par friction sur cette partie en vue de retenir l'embout sur le corps, un piston qui se déplace à l'intérieur du corps et qui s'enfonce dans la partie terminale inférieure tronconique, la partie terminale supérieure du piston é- mergeant de bas en haut à travers la partie supérieure du corps, un bouton fixé à l'extrémité supérieure du piston à l'extérieur du corps, un ressort de compression principal relativement faible qui entoure le piston et est interposé entre une partie de ce piston et le corps pour tendre à repousser le piston de bas en haut à l'intérieur du corps, une cuvette de calibrage logée dans le corps à proximité de la partie supérieure de ce corps, une collerette de calibrage fixée sur le piston, normalement en contact avec la surface interne de la partie supérieure du corps et pouvant se déplacer à l'intérieur de la cuvette, et un ressort de compression secondaire relativement rigide interposé entre le fond de la cuvette et le corps, l'enfoncement du bouton, en surmontant la tension plus faible du ressort principal jusqu'à ce que la collerette de calibrage bute sur le fond de la cuvette de calibrage, constituant le mouvement calibré du plongeur, et l'enfoncement consécutif du bouton, à l'encontre de la tension plus forte du ressort secondaire relativement rigide, et qui se poursuit jusqu'à ce que le bouton bute sur la partie supérieure du corps, constituant la course excédentaire du plongeur. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'une bague torique entoure lé piston à l'intérieur du corps cylindrique de la pipette, pour fermer le joint entre le piston et le corps, un organe de retenue de la bague torique étant en contact avec cette bague d'un côté et avec le ressort principal de l'autre côté, et un manchon de retenue étant placé dans le corps de la pipette et s'appuyant sur l'organe de retenue de la bague torique par une extrémité, entourant le ressort principal pour le guider, et s'appuyant par son autre extrémité Contre le ressort secondaire. 3 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les embouts amovibles de pipette sont munis de nervures présentant des épaulements formant butées, le dispositif comprenant de plus un ensemble formant râtelier à instruments et plateau de montage d'embouts qui présente une face supérieure plane creusée de réceptacles espacés les uns des autres, destinés à recevoir les em bouts, les épaulements de butée des nervures servant d'appui pour porter les embouts sur la face supérieure du râtelier et plateau, le plateau comportant une aile destinée à s'ajuster sur la partie supérieure d'une boîte, le râtelier et le plateau comportant des cavités destinées à porter les pipettes lorsque ces dernières ne sont pas en utilisation. 4 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le corps de la pipette comporte une partie inférieure ou tige de section réduite, qui se termine par ladit-e partie terminale inférieure tronconique pour permettre l'introduction du corps dans des récipients étroits, le corps de la pipette comportant en outre un épaulement situé à proximité de la partie terminale inférieure tronconique et servant de point d'appui pour détacher les embouts du corps pendant l'utilisation. 5 - Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend un extracteur d'embouts qui comporte une plaque supérieure plane munie d'ailes périphériques destinées à s'emboîter sur une boîte, cette plaque supérieure pressentant une encoche transveraale destinée à recevoir la partie terminale inférieure tronconique de la pipette au-dessus d'un embout monté sur cette partie terminale, le basculement de la pipette, lorsqu'on l'a introduite dans l'encoche, ayant pour effet de faire ejecter l'embout de la pipette par l'épaulement saillant combiné avec l'extracteur d'embouts pour faire tomber l'embout dans la boîte sans qu'il y ait eu contact manuel avec l'embout.