Brevet FR2013443A1 — publié le 19700403

La présente invention est relative à des dispositifs de manipulation de liquides pour le traitement biologique et industriel de petits échantillons par des analyses successives et, plus particulièrement, elle concerne un récipient perfectionné adapté pour recevoir une série de tubes à orifice, ce récipient étant habituellement incorporé aux appareils d'analyse de particules que l'on trouve dans le commerce sous la dénomination "Compteur de Coultec". La technique que concerne cette invention peut être classée parmi les inventions et produits connus sous la dénomination com-]_0 merciale "Compteur Coulter". Le brevet britannique n° 722.413 décrit un appareil de base pour effectuer une analyse à l'aide d'un tube ayant un orifice microscopique, c'est-à-dire un tube à orifice. De nombreux brevets et applications ont trait à des dispositifs perfectionnés et à des procédés pour mettre en oeuvre 15 l'analyse de particules avec un tube à orifice. Le brevet brittan-nique n° 1.I6Ô.130 décrit un appareil électronique et un procédé pour utiliser simultanément une série de tubes à orifice pour l'analyse améliorée de particules. La présente invention concerne un récipient à orifices perfectionné et les éléments qui lui 20 sont immédiatement associés. Un récipient à orifices pour un appareil d'analyse récemment commercialisé et basé partiellement sur les brevets cités ci-dessus,. comprend une petite poche en verre ayant une large ouverture à son extrémité supérieure et un orifice d'entrée de liquidg près de cette ouverture. Un trou pour pçj le liquide communique avec le fond de la poche par une tige cylindrique courte afin de permettre au moins une fois par cycle d'analyse la purge et le rinçage dirigé vers le haut du récipient. Bien que ce récipient fonctionne convenablement, il présente un certain nombre de caractéristiques indésirables. L'échantillon qui jq entre tangentiellement et qui est dirigé vers le bas tend à se pulvériser et à jaillir dans la chambre de la poche si la pression et d'autres paramètres d'écoulement ne sont pas réglés convenablement. Il en résulte une utilisation peu économique d'échantillons très petits, une plus grande difficulté à nettoyer le récipient par rinçage etc. Les solutions de rinçage dirigées vers le haut ont également tendance à jaillir et à former des bulles et diminuait par conséquent l'efficacité du processus de nettoyage et allongent ce processus parcfequ'il faut le répéter*et exigent donc une quantité de solution de rinçage plus importante. Ou encore la purge de l'échantillon et de la solution de rinçage manquent de 24496 2013443 régularité et par conséquent le nettoyage uniforme et approprié du récipient pour chaque échantillon successif est difficile à réaliser. De ce fait, la précision de l'analyse des particules peut être bien moindre. 5 L'invention permet de surmonter les difficultés inhérentes au récipient et ses éléments associés de l'art antérieur en fournissant "un récipient perfectionné ayant une forme de poche et dont tous les tubulures sont situés près de son fond, bien en-dessous de la chambre de la poche. Un trou vertical à section régulière 10 fait communiquer les tubulures l'un avec l'autre et avec la chambre, et ce trou est défini par une paroi latérale qui décrit un segment d'une courbe à chaînette, son ouverture la plus grande débouchant dans la chambre de la poche sans solution de continuité. Le but principal de l'invention consiste à fournir un réci-15 pient perfectionné dans lequel le fluide est transmis régulièrement dans la chambre principale du récipient à travers un trou évasé allongé. En outre, un but de l'invention consiste à fournir un récipient dont la chambre de liquide est séparée de ses tubulures PO associés par un trou défini par une paroi latérale qui décrit la racine carrée d'une courbe à chaînette, de telle sorte que la section du trou est une fonction hyperbolique de la distance à partir de son extrémité inférieure la plus petite. Par conséquent, l'invention a pour objet un appareil pour 25 l'analyse d'échantillons de liquide comprenant un récipient ayant une partie en forme de poche qui définit une chambre de liquide ayant des extrémités supérieure et inférieure, caractérisé en ce qu'il présente un trou allongé s'étendant vers le bas à partir'de ladite extrémité inférieure, et une portion à tubulures communi-30 quant avec ce trou à un endroit qui est éloigné de la chambre, le trou ayant une configuration qui favorise l'écoulement régulier de liquide dans la poche à une vitesse nettement plus petite et diminuant graduellement par rapport à celle de la portion à tubulures, et la relation "entre la chambre, le trou et la portion à tubulures 35 est telle que l'écoulement de liquide vers et à partir de la chambre à travers le trou et la portion à tubulures est régulier et exempte de jaillissement et de barbotages disruptifs. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante donnée uniquement à titre d'exemple et ^0 faite en se référant au dessin annexé sur lequel : 69 24498 3 2013443 la Pig. 1 est une vue en perspective d'un récipient suivant l'invention combiné à des tubes à orifice pour des globules blancs et aux éléments de détection associés,et une représentation schématique d'un appareil de mesure de l'hémoglobine ; 5 la Fig. 2 est une vue en coupe suivant la ligne 2-2 de la Pig. 1 ; et la Pig. 3 est une vue à plus grande échelle en coupe d'un détail de la Fig. P prise suivant un plan vertical suivant la ligne 3-3. 10 H est utile d'examiner tout d'abord le schéma général du dispositif d'analyse récemment commercialisé et mentionné plus haut en expliquant les fonctions qui sont exécutées dans la partie destinée à manipuler le liquide dans le dispositif entier. L'échantillon de sang est pris par toute manière appropriée 15 et identifié par une étiquette appropriée, en général sous forme d'une carte présentant des parties vierges sur lesquelles l'information désirée est imprimée par l'imprimante de l'appareil. L'appareil possède un tube d'aspiration plongé dans l'échantillon et aspire une quantité de liquide dans le circuit de liquide. Une PO partie minime de cet échantillon sanguin est transféré dans une première chambre de mélange avec une quantité donnée de diluant, la première dilution se produisant dans cette chambre. A partir de celle-ci, une première portion de la première dilution entre dans une seconde chambre de mélange avec un agent de séparation 25 injecté et un réactif pour hémoglobine, la première portion restant dans cette seconde chambre pendant un temps suffisant pour permettre aux globules rouges de se casser pour relâcher leur hémoglobine. Ensuite, une seconde portion est prélevée de la première chambre de mélange et diluée davantage dans une troisi-30 ème chambre de mélange pour fournir l'échantillon de globules rouges. Une fois constitués, les échantillons résultants sont manipulés séparément. L'échantillon ne contenant que de l'Mémoglobine et des globules blancs est introduit dans un récipient, objet de ^5 l'invention, comportant trois tubes à orifice, et aspiré dans les trois tubes simultanément sous une pression constante et pendant un temps prédéterminé. Les tubes à orifice contiennent des électrodes respectives et il est prévu une électrode commune dans le récipient, de sorte que trois signaux sont obtenus grâce au passa-40 8e de globules blancs dans les tubes à orifice. Un circuit élec 69 24498 4 2013443 tronique applique une sortie à un détecteur qui réalise directement un comptage des globules blancs. L'échantillon de globules blancs, qui contient l'hémoglobine, permet de mesurer la quantité d'hémoglobine dans son récipient à 5 tube à orifice. Par conséquent, ce récipient fournit des faces ; .d'observation parallèles à travers lesquelles.-un faisceau de lumière appropriée peut être dirigé .dans la suspension et dans un dispositif photo-sensible afin de fournir les. informations concernant le paramètre, relatif à l'hémoglobine de ljéchantillon initial. 10 Un circuit.électronique approprié connecté à la sortie du dispositif „photo-sensible fournit une grandeur qui représente l'hémoglobine. ... - . Entre temps, la suspension de globules rouges est dirigée ■ dans un récipient similaire comportant des tubes à orifice, des 15 électrodes reliées à un circuit'électronique pour détecter des signaux résultant de l'examen de la.suspension pendant' qu'elle • - passe dans l,e tube à orifice. ..Un circuit ou pompe à vide, fournit une pression constante et, tout comme dans le cas du dispositif pour les globules blancs, l'examen se produit pendant un temps 20 donné représentant l'écoulement d'un volume-donné de. liquide à travers les trois tubes à orifice. L'appareil comprend-des moyens pour remplir et vider les divers récipients ainsi que des moyens pour éliminer des quantités superflues de:- liquide. Une fois mises en route, les opérations 25 sont continues et les échantillons respectifs ne se contaminent pas entre eux. En se référant aux Figs. 1 et. 2, le récipient 90 est de ■ préférence un' vase en verre ouvert à l'extrémité supérieure comme représenté en 210 et étroit à sa portion inférieure comme montré 30 en 212;. Une chambre 214 plutôt étroite en particulier dans la portion 212 est formée à l'intérieur du récipient et des tubes à orifice 1.44 disposés dans- la chambre sont aplatis de sorte qu'une quantité minimale d'échantillon monte à un niveau relativement élevé dans la chambre 214. Par exemple, un niveau est indiqué en 216 35 sur la Fig. ? au-dessus .des orifices 146.• -Les tubes à orifice sont ■' - ^ montés dans une plaque 218""à "l ' aide" de,laquelle on peut soulever -bu abaisser eh même temps^- les trois, rtubes* à orifice ;> Cette plaque est engagée dans un-support large (-iiDn'ajfepteéiâ'errfcé-O'-XîUÈi eést posé par-dessus l' extrémité supérieure du- récipient 90. Des. capuchons 40 219 sont montés sur les ig^tré-mités supéœleiireïs ûes tubes à'orifice, 69 24498 5 2013443 et agencés pour être reliés à un dispositif d'aspiration de liquide (non représenté) au moyen d'une canalisation 198. Le récipient présente au voisinage de son fond, des faces 220 et 222 qui sont parallèles et planes. Une source lumineuse, 5 (projecteur, filtre, 202, 204 etc. du type classique) dirige un faisceau 224 vers un dispositif 206 de mesure de l'hémoglobine à travers la même suspension qui est utilisée pour effectuer le comptage des globules blancs. L'échantillon est introduit à partir d'une canalisation 120 dans un tubulure 226 dont le trou 10 228 est perpendiculaire à la portion 4 de conduite spécialement conçue et présentant un trou allongé 5> de préférence de section circulaire et ayant un profil courbe é^asé qui dans un mode de réalisation préféré, est défini par une paroi intérieure 6 et qui est tracé suivant la racine carrée d'un petit segment d'une 15 courbe à chaînette c'est-à-dire un cosinus hyperbolique, qui fait accroître régulièrement 11 air.e de la section transversale du trou, suivant la formule classique de la courbe à chaînette : I _J a a. a _ 20 Y = Xitest égal à la distance à partir du fond, £ est égal au rayon du trou et a est une constante de proportionnalité. ?5 Bien que d'autres courbes donnent satisfaction, la section transversale pouvant être autre que circulaire, elliptique par exemple, on a constaté qu'une relation suivant la courbe à chaînette entre la section transversale et la distance à partir du ■50 fond donne lieu à d'excellents résultats du point de vue débit régulier du liquide. Une conduite transversale 7 qui relie des tubulures 8 et 9 au trou 5 est prévue à l'extrémité inférieure. Les tubulures 8 et 9 sont destinées à être reliées à des canalisations de liquide 25 138 et 135, respectivement afin de faciliter le rinçage et le nettoyage du récipient. La disposition de ces éléments est représentée à échelle très agrandie à la Fig. 3, qui illustre clairement le contour régulier du trou 5 à partir de la conduite transversîtle 7 jusqu'à la jonction du trou avec la chambre 214. La section 40 transversale du trou 5 qui s'agrandit de façon continue provoque 24496 6 2013443 un débit de liquide régulier, sans à-coups et non-turbulent à partir des tubulures 8 et 226 à travers le trou 5 dans la chambre 214. La longueur et la forme du trou 5 peuvent exiger des modifications légères pour atteindre des résultats optimaux,en fonction 5 de la vitesse de l'écoulement,de la pression et de la viscosité du liquide et de l'aire des sections transversales des parties 5, 7 et 228. Dans les conditions les moins exigeantes, le trou 5 peut être efficace s'il est seulement évasé, par exemple conique. Par conséquent, la configuration la plus simple du trou 5 10 est celle qui présente un orifice large qui est contigu au fond de la chambre 214, et qui constitue une première dimension périphérique avec une forme régulière, tel qu'un cercle ou une él-lipse j le deuxième orifice débouchant sur la conduite 7 constituant une deuxième dimension périphérique plus petite que la 15 première avec une forme régulière qui peut,ou ne peut pas avoir la même forme que la première périphérie. La forme du trou entre les deux extrémités est régulière pour augmenter au maximum la régularité du débit traversant le trou 5 et entrant dans la chambre 214. L'accroissement de l'aire de la section transversale 20 en direction de la chambre 214 réduit uniformément la vitesse de l'écoulement du liquide dans cette direction .afin de réduire au minimum le jaillissement et la turbulence de surface. En se référant de nouveau aux Fig. 1 et 2, chaque tube à orifice 144 présente sa propre électrode intérieure 230 que relie 25 un conducteur 2J1 à un détecteur (non représenté). Une électrode commune 252 mise à la masse et pourvue d'un conducteur 233* est disposée dans la chambre 214 de sorte que, au passage à travers les orifices, les particules produisent des signaux aux bornes des électrodes et aux conducteurs électriques 231 et 233 connectés 50 à. celles-ci pour le comptage, l'évaluation de dimension etc. Chacun des trois orifices est éclairé par une source de lumière 234 qui produit un faisceau ?38, un condenseur quelconque 256 étant utilisé pour focaliser le faisceau 238. Chaque faisceau 238 passe à travers l'orifice associé^habituellement situé très près de la paroi laté-55 raie 222 et est dirigé ensuite sur un minoir 239 à partir duquel l'image de l'orifice peut être projeté sur un écran à poudre de verre. De cette façon, les trois orifices et leurs états de fonctionnement peuvent simultanément être observés optiquement. En supposant que le récipient 90 et les tubes à orifice 144 69 24498 7 2013443 sont vides et nettoyés, la combinaison des éléments fonctionne de la façon suivante. Une quantité mesurée d'échantillon de liquide est introduite dans la canalisation 120 et s'écoule régulièrement dans le trou 5 à travers la tubulure 226 et son trou 228, et monte 5 dans la chambre 214 jusqu'à ce que les orifices 146 soient immergés. L'échantillon ne s'écoule pas dans la conduite transversale J, en raison de la fermeture de clapets prévus dans les canalisations 135 et 138. Grâce à la forme du trou 5.» l'échantillon qui entre n'a pas ou pratiquement pas de tendance à jaillir ou à barboter vers 10 le haut dans la chambre 214. Les paramètres de l'échantillon sont ensuite mesurés par l'équipement électronique et optique, pendant qu'une très petite quantité d'échantillon est aspirée dans les tubes à orifice à . travers les orifices 146. Ensuite, la canalisation 130 est ouverte 15 et le récipient est vidé de l'échantillon. Ensuite, la canalisation 13$ est ouverte afin de.fournir la solution de rinçage qui, par la fermeture des canalisations 120 et 133, entre dans le.trou 5 et la chambre 214 pour les rincer. De nouveau, la forme, du trou 5 facilite l'obtention de caractéristiques d'écoulement qui assurent 20 que le récipient est bien nettoyé, Enfin, la canalisation 138 est couverte (fencuvea^t la solution de rinçage est éliminée de façon à permettre la réception de l'échantillon suivant dans le récipient. Si nécessaire, des rinçages répétés peuvent être effectués à partir d'une ou de plusieurs sources à travers une ou plusieurs 25 canalisations, telle ^que la canalisation 135. Par conséquent, le récipient 90 en soi ainsi que la combinaison d'éléments sont très appropriés pour réaliser Les buts susvi-sés. En dehors des variantes suggerées du mode de réalisation préféré, des considérations particulières peuvent entraîner d'autres modifications qui sont considérées comme entrant d§.ns le cadre de l'invention. 69 24490 2013443 ' REVENDICATIONS 1. Appareil pour l'analyse d'échantillons liquides comprenant un récipient ayant une portion en forme de poche qui définit une chambre ayant "des extrémités supérieure et inférieure, caractérisé en ce qu'il comprend un trou allongé (5) descendant à partir de 5 l'extrémité inférieure. (212) et une portion à tubulures (226,8,9) communiquant avec le trou (5) à un emplacement éloigné de l'extrémité inférieure (212) de la chambre, le trou (5T ayant une configuration qui favorise l'écoulement régulier du liquide dans ladite poche à une vitèsse nettement inférieure et diminuant régulièrement , 10 par rapport à celle de la portion à tubulures, et la relation entre la chambre' (214), ie trou (5) et la portion à tubulures (22é/8,9) est telle que l'écoulement de. liquide vers et à partir de la chambre & travers le trou et la portion à tubulures est.régulier et à peu près exempt de jaillissements et de barbotages disrup-15 tifs. 2. Appareil suivant la revendication 1 agencé pour loger une série de tubes à orifice d'analyse de particules, caractérisé en ce que l'extrémité supérieure (210) de la chambre est ouverte pour recevoir les tubes à ouverture (ls44), l'extrémité inférieure (212) 20 de la chambre est pratiquement.fermée et plus étroite près de l'emplacement des orifices (146) des tubes à orifice (144), ledit trou (5) ayant une section transversale adjacente à l'extrémité inférieure,(212) de la chambre,_similaire à celle de l'extrémité inférieure et sensiblement plus grande que la section transversale 25 au voisinage de la portion à tubulures, cette dernière comprenant des moyens de passage de liquide agencés pour recevoir au moins deux liquides et de fournir un orifice de vidage du récipient. 3» Appareil selon la revendication 1 pu 2, dans lequel il est prévu au moins un tube à orifice (144) d'analyse de particules, j5Q caractérisé en çe que le récipient (90) et le tube à orifice (144) ont une forme tel que le.tube à orifice peut être enlevé facilement de l'extrémité supérieure du récipient et s'étend vers le bas, son orifice (l46) étant disposé.de telle manière qu'une.quantité minimale d'échantillon liquide entrant dans. la ■chambre (2Î4) à 35 partir de la partie située en dessous du.niveau 4e l'orifice, immerge ;ce dernier, le trou allongé (5) ayant- une configuration axiale régulière disposé?-dans lef récipient (90) en .s'étendant vers 69 24498 2013443 le bas en un point situé en dessous du niveau de l'orifice (146) du tube à orifice (l44), et ladite portion à tubulures communique avec le trou en un point qui est éloigné axialement du tube à orifice pour la fourniture exclusive d'échantillon liquide. 5 ' * 4. Appareil suivant les revendications 1, 2 ou 3 caractérisé en ce que ie trou (5) a une section qui change régulièrement et est * définie par une paroi latérale (65 présentant' un profil" courbe sur la presque totalité de sa longueur à partir de, la portion à "tubulures vers 11 extrémité inférieure (21^ de la chambre. 10 5- Appareil suivant les revendications 1, 2, 3 ou 4, caracté risé en ce que le trou (5) a une section transversale circulaire "et une paroi latérale (6) qui est tracée suivant un segment d'une courbé mathématiquement déterminée. 6. Appareil suivant 11 une quelconque des revendications 1 à 15' 5 caractérisé en ce que le trou (5) a une section transversale qui sUit une fonction hyperbolique sur la presque totalité de sa longueur. 7. Appareil suivant lTune des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que le trou (5) est défini par une paroi latérale qui est 20 tracée suivant là racine carrée d'un segment de courbe à chaînette sur la presque totalité de sa longueur. 8. Appareil suivant l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que l'extrémité supérieure (210) est ouverte à l'atmosphère, la portion à tubulure fournissant la seule communication avec le 25 trou (5) et la chambre (214), là longueur du £rou (5) étant notablement plus grand que son diamètre moyen, de sorte qu'il est graduellement évasé suivant sa longueur. 9- Appareil suivant l'une des revendications 2 à 8 dans lequel il est prévu des moyens.^électro-optiques prévus à l'extérieur ■50 du récipient pour réaliser l'analysé d'échantillons liquides dans lé récipient, caractérisé en ce que lesdits moyens électro-optiques (2?4,2]56j 238,239) se trouvent à une position éloignée du'trou 5, de la portion à tubulures et du tube à orifice (144), et le récipient à une forme plate et des parois parallèles (220,222) pour 25 l'alignement avec les moyens électro-optiques. "10. Appareil suivant l'unie des revendications 1 a 9 caractérisé en ce qu'il comprend des électrodes (230,231) disposées dans la chambré (214) pour être immergées par l'échantillon de liquide eh raison de l'écoulement de 1 échantillon à partir du' trou (5) 40 dans la chambre (214).