Brevet FR2125552A1 — publié le 19720929

.2125552 L'invention concerne une centrifugeuse pour le traitement par intermittences d'un liquide, notamment d'un liquide contenant des particules plus lourdes en suspension. La centrifugeuse selon l'invention est conçue tout particulièrement pour le trai-5 tement de prélèvements sanguins, opération pour laquelle il faut, par exemple, laver d'abord des globules sanguins au moyen d'un liquide de lavage et les mélanger ensuite à un liquide réactif. Un exemple d'un tel traitement est l'examen sérologique, appelé "Test de Coombs", qu'on effectue pour observer si des globules rouges s'agglomèrent après avoir été mélangés à du sérum antiglo-buline. Avant de les mélanger au sérum antiglobuline, on doit laver plusieurs fois les globules sanguins au moyen d'une solution de chlorure de sodium pour les débarrasser des protides indésirables. Après chaque lavage, le liquide de lavage utilisé est sépa-15 ré par centrifugation des globules sanguins en même temps que les protides éliminés au lavage. Tant au lavage qu'au mélange avec l'antisérum, les globules sanguins doivent être agités convenablement dans le liquide de lavage ou l'antisérum. Avec des analyseurs automatiques, tels que les appareils 20 automatiques de détermination du groupe sanguin, dans lesquels des échantillons prélevés sur divers donneurs doivent etre rapidement amenés et soumis successivement à différentes analyses, des difficultés se sont présentées pour effectuer des analyses exigeant une centrifugation des échantillons. C'est ainsi, par exemple, que le 25 court laps de temps disponible pour chaque échantillon et le volume réduit de chacun d'eux (par exemple 1 minute et 1 à 2 cm^) posent des problèmes difficiles. Un autre problème réside dans la nécessité d'éviter qu'un échantillon ne soit souillé par des résidus d'un échantillon précédent. 30 Le but que s'est fixé l'invention est de résoudre ces problèmes. La centrifugeuse selon l'invention se distingue, non seulement en ce qu'elle permet un traitement efficace et rapide de quantités de liquide même petites avec un risque réduit de souillure des échantillons et des réactifs, mais aussi en ce qu'el-35 le est de construction très simple et peu encombrante. Les caractéristiques de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, faite en se référant au dessin annexé sur lequel : la J?ig. 1 représente en coupe axiale un exemple d'une 40 centrifugeuse selon l'invention, et 72 05340 2. 2125552 la Fig. 2 est une vue à plus grande échelle d'une partie de la Fig. 1 La centrifugeuse représentée est conçue pour l'exécution du test de Coombs, mais l'invention n'est nullement limitée à ce 5 traitement dans ses applications. Des exemples d'autres traitements seront donnés par la suite. La centrifugeuse représentée au dessin comporte un corps, désigné par 10 dans son ensemble et se composant d'un bloc supérieur 11, d'un bloc inférieur 12 réuni rigidement au précédent 10 et d'un chapeau 13 rendu solidaire de ce dernier. Le bloc inférieur 12 et le chapeau 13 servent de logement à un rotor 14, tournant autour d'un axe vertical et entraîné à grande vitesse, par exemple à .20 000 tours/minute, par un moteur 15 et une transmission à courroie 16. La centrifugeuse est mobile dans son en-15 semble verticalement et horizontalement par rapport à un porte-échantillons 17 à trois réservoirs 18, 19, 20, à savoir un réservoir 18 contenant l'échantillon de sang devant être traité, un réservoir 19 contenant un liquide de lavage (solution physiologique de chlorure de sodium) et un réservoir 20, initialement vide •20 et destiné à recevoir l'échantillon de sang traité. Il va de soi ' qu'inversement la centrifugeuse peut être immobile, alors que le porte-échantillons 17 est déplaçable horizontalement et/ou verticalement . Le rotor 14 est traversé par un tuyau souple et lisse 21 25 en matière plastique, de préférence en polytétrafluoréthylène (vendu notamment sous la marque "Téflon"). Le tuyau est concentrique au rotor à ses extrémités, mais présente une partie cambrée 22 qui s'écarte de l'axe du rotor dans un plan diamétral entre les extrémités. Le tuyau 21 est traversé coaxialement par 30 un tuyau flexible intérieur 23, qui est donc pareillement concentrique au rotor à ses extrémités et ^présente une partie cambrée 24 qui s'écarte de l'axe dans un plan diamétral à l'intérieur du rotor. En haut et en bas, le tuyau 23 ressort du rotor 14 et peut tourner par rapport au rotor autour de son axe propre cambré à 35 l'intérieur du rotor. Le tuyau 23 est également en matière plastique, de préférence en polypropylène qui possède des propriétés remarquables de résistance à la fatigue et est en même temps lisse, de sorte qu'aucun frottement notable ne s'oppose à la rotation. Aussi longtemps qu'aucun couple de freinage extérieur n'agit sur 40 le tuyau 23, celui-ci tourne avec le rotor sans tourner par râp- 72 05340 3. 2125552 port à lui. Le tronçon ressortant vers le bas du tuyau intérieur 23 traverse le chapeau 13, auquel est fixé un guidage tubulaire 25. L'extrémité inférieure du tuyau est reliée de façon étanche à 5 une canule 26 délassant vers le bas le guidage 25. La partie inférieure du chapeau 13 sert de palier à l'extrémité inférieure du rotor 14 et contient également un dispositif de freinage 27, constitué par un fil ou un ruban élastique 28, qui est enroulé plusieurs fois autour du tuyau, 23 et fixé par ses- extrémités à 10 des bagues -29. Ï5n faisant tourner l'une des bagues 29, on peut serrer le fil pu le ruban 28 autour du tuyau pour l'empêcher de tournerdans son action, ce-dispositif de freinage est donc analogue à un frein à ruban conventionnel. La rotation est imprimée à la Dague de préférence au moyen d'un levier (non-représenté) 15 ressortant du chapeau 13. • , ' Le tronçon utile ressortant vers le. haut du tuyau 23 est logé dans le bloc inférieur 12. L'extrémité supérieure du tuyau est évasée et entourée d'un coussinet 30, qui est muni d'une bride radiale tournée vers l'intérieur. Le coussinet 30 est blo-20 qué en rotation avec l'extrémité évasée du tuyau et fixe la position de ce dernier tant axialemënt que radialement. Il est entouré d'un dispositif de freinage 31, analogue au dispositif de freinage 27 et actionné en même temps que celui-ci pour empêcher le tuyau 23 de tourner.. 25 A l'extrémité supérieure du tuyau 23, la centrifugeuse est pourvue d'un dispositif pour l'introduction dans le tuyau d'un réactif, à savoir le sérum antiglobuline (sérum-de Coombs) dans le présent exemple. Ce dispositif, qui est représenté à plus grande échelle sur la Fig. 2, comporte une seringue 32 pleine de 30 sérum antiglobuline et une douille 33 en un matériau élastique. La douille 33 est portée par le bloc inférieur 12 et se'prolonge vers le bas jusqu'au voisinage de l'extrémité supérieure de la partie cambrée 24. La douille est munie d'un perçage borgne, qui débouche, à l'extrémité supérieure.pourvue d'une bride-support et 35 possède un tronçon supérieur■évasé,- ainsi qu'un tronçon inférieur rétréci. L'extrémité inférieure'du tronçon rétréci communique avec une fente 34, se fermant,d'elle-même et-débouchant à'l'extrémité inférieure de la douille. La canule 35 de la seringue-"32 est introduite dans rie tronçon inférieur rétréci, dont les parois en-40 serrent la canule de façon étanche. Lorsque le piston 36 de la 72 05340 4. 2125552 seringue est repoussé vers le bas, le sérum antiglobuline est refoulé à travers la fente 34 dans la partie cambrée 24 au tuyau. Le tronçon supérieur évasé du perçage borgne de la douille 33 forme une chambre 37 autour de la canule 35. Cette chambre com-5 munique par une ouverture 38 de la paroi de la douille avec l'intérieur du tuyau 23 et, par un tube 39 entourant la canule, avec un canal 40 se trouvant dans le bloc supérieur 11. La surface externe du tube 39 s'applique hermétiquement a la fois sur la douille 33 et sur le bloc 11. Le canal 40 est raccordé à une pom-10 pe non représentée, permettant d'engendrer une dépression et une surpression dans le canal et, par suite, à l'intérieur du tuyau 23. Comme le montre clairement la Fig. 2, la douille 33 est légèrement recourbée dans la zone de l'ouverture 38, de sorte que celle-ci est à très faible distance de la face interne du tuyau 15 23. Le liquide contenu dans le tronçon supérieur évasé du tuyau peut être ainsi aspiré efficacement dans le canal, même pendant la rotation du tuyau. Pour repousser vers le bas le piston 36 de la seringue 32, il est prévu une vis 41, qui est introduite dans un support 20 42 assujetti au bloc 11 et qu'on fait tourner d'un angle déterminé correspondant à chaque dosage du sérum antiglobuline. Cette rotation est effectuée au moyen d'un dispositif d'actionnement approprié (non représenté), par l'intermédiaire d'une roue dentée 43 susceptible de coulisser axialement par rapport à la vis, mais 25 sans tourner. La vis repousse ainsi le piston vers le bas, de sorte qu'un volume prédéterminé de sérum (quelques gouttes) est refoulé à travers la canule 35 et la fente 34. Le support 42 est monté de manière aisément amovible sur le bloc 11 afin que la seringue puisse être remplacée ; le bloc 11 portant la seringue 30 32 est pareillement disposé de manière facilement amovible sur le bloc 12, afin qu'il puisse être conservé dans une armoire frigorifique pendant les périodes de non-utilisation de la centrifugeuse . Le test de Coombs est effectué à la manière suivante à 35 l'aide de la centrifugeuse représentée. Les dispositifs de freinage 27 et 31 sont initialement hors d'action de sorte que le tuyau 23 peut participer à la rotation du rotor 14 sans tourner par rapport à celui-ci. La centrifugeuse ou le porte-échantillon 17 est déplacé verticalement jus-40 qu'à ce que la pointe de la canule 26 du tuyau plonge dans le 72 05340 5. 2125552 réservoir de sang 18. Au moyen de la pompe raccordée au canal 40, le sang est aspiré vers le haut dans le tuyau 23 et maintenu dans la partie extérieure de la partie cambrée 24 du tuyau sous l'action de la force centrifuge ; cette partie constitue un récipient 5 dans lequel a lieu le traitement. Les globules sanguins sont concentrés instantanément par la force centrifuge sur la partie de la face interne de ce récipient de traitement située tout à fait à l'extérieur. La centrifugeuse et/ou le porte-échantillon 17 est alors 10 déplacé verticalement et horizontalement, jusqu'à ce que la canule 26 du tuyau plonge dans le liquide de lavage qui est" contenu dans le réservoir 19 et dont une quantité prédéterminée est aspirée dans le tuyau et reste dans la partie cambrée 24. Après aspiration du liquide de lavage dans le récipient 15 de traitement, on met en action les dispositifs de freinage 27 et 31 pour empêcher le tuyau 23 de tourner, ou au moins pour l'amener à tourner plus lentement que le rotor 14. Le tronçon du tuyau 23 constituant le récipient de traitement tourne alors autour de l'axe de rotation du rotor 14 et tourne simultanément par rapport 20 au rotor autour de son propre axe courbe. Il en résulte qu'en chaque point de ce tronçon du tuyau la force centrifuge varie et change de direction par rapport à ce point; pendant un tour complet, la force centrifuge est dirigée en chaque point tantôt de l'axe du tuyau vers ledit point, tantôt de ce point vers l'axe. 25 Les globules sanguins qui s'étaient rassemblés antérieurement sur la paroi du récipient de traitement sont par conséquent détachés et forcés d'exécuter dans le liquide un mouvement de va-et-vient., changeant constamment de direction. La distance comprise entre la partie située tout à fait à l'extérieur du récipient de traitement 30 et l'axe de rotation est faible comparativement au diamètre intérieur de la section du tuyau. La distance maximum peut être égale au double du diamètre intérieur par exemple, ce qui veut dire qu'en chaque point la force centrifuge varie sur la face interne du tuyau, au sommet de la partie cambrée 24, entre 50 et 1QOf° de 35 la valeur maximum (qui peut être d'environ 1000 g par exemple) pendant chaque tour complet. Le brassage très énergique des globules sanguins, provoqué par les variations de la force centrii'uge conjointement à la tendance qu'a le liquide de participer à la rotation du tuyau par 40 rapport au rotor, a pour conséquence que les globules sanguins 72 05340 2125552 sont lavés très rapidement (une durée de lavage de quelques secondes est suffisante) et efficacement par le liquide de lavage et débarrassés des protides indésirables. Contrairement aux centrifugeuses de lavage connues, tous 5 les globules sanguins sont en outre lavés avec certitude, car aucun d'eux ne peut se déposer sur la paroi du récipient de traitement . Après un lavage de quelques secondes, les dispositifs de freinage 27 et 31 sont desserrés, de sorte que le tuyau 23 tourne 10 de nouveau avec le rotor 14, sans tourner par rapport à celui-ci. Les globules sanguins sont alors soumis en permanence à une force centrifuge orientée vers un seul et même point du tuyau. Etant donné que les globules sanguins n'ont à parcourir vers l'extérieur qu'un très court trajet (quelques millimètres) avant d'at-15 teindre la paroi du récipient de traitement, ils n'ont besoin que d'une centrifugation de quelques secondes pour se rassembler sur cette paroi. Une nouvelle quantité de liquide de lavage est alors aspirée dans le récipient de traitement. Elle chasse le liquide de 20 lavage précédemment utilisé, qui est évacué par aspiration à travers le canal 40. Celui-ci peut être maintenu constamment en dépression et, pour aspirer la quantité nouvelle de liquide de lavage, le rotor peut être freiné afin que la force centrifuge ne s'oppose pas à l'aspiration. Le cycle de lavage sus-décrit est 25 répété jusqu'à l'achèvement du lavage des globules sanguins. Le liquide de lavage, évacué par aspiration du tuyau 23 à travers le canal 40, s'écoule dans celui-ci par l'ouverture 38 de la douille 33, la chambre 37 et le tube 39. La bride tournée vers l'intérieur du coussinet 30 et la faible distance entre l'ou-30 verture 38 et la face interne du tuyau empêchent le liquide de lavage de s'échapper vers le haut par l'extrémité supérieure du tuyau 23 et de pénétrer dans le logement du tuyau. Une fois le lavage terminé, la centrifugeuse peut être mise à l'arrêt ou freinée jusqu'à une vitesse de rotation réduite, 35 cependant que le liquide de lavage est évacué par aspiration et que les globules sanguins lavés demeurent sur la paroi du tuyau où la force centrifuge les a amenés à adhérer. La centrifugeuse est ensuite remise en marche et la seringue 32 actionnée pour refouler du sérum antiglobuline à travers la fente 34, qui agit 40 comme un clapet de retenue et empêche donc que le liquide de la 72 05B4Q 7. 2125552 vage pénètre, lors de l'aspiration, depuis le récipient de traitement dans la douille 33 ; le sérum antiglobuline est très sensible à la souillure. En raison de la présence de la fente 34 à l'extrémité de la partie cambrée 24 du tuyau, le sérum refoulé 5 est instantanément chassé par la force centrifuge à l'intérieur du récipient de traitement. les dispositifs de freinage 27 et 31 sont alors mis de nouveau en action, de sorte que le sérum antiglobuline est mélangé aux globules sanguins dans le récipient de traitement. Après 10 que la canule 26 du tuyau ait été placée au-dessus du réservoir vide 20 du porte-échantillon, le rotor 14 de la centrifugeuse est arrêté, ce qui permet au liquide contenu dans le récipient de traitement de s'écouler dans le tuyau vers le bas. le canal 40 ainsi que l'intérieur du tuyau 23 sont mis en légère surpression, 15 de sorte que le liquide est refoulé vers le bas dans le réservoir ' 20 en vue de l'analyse. Avant le traitement de l'échantillon suivânt, oh fait passer à travers le tuyau une nouvelle quantité de liquide "de lavage pour éliminer les résidus éventuels de l'échantillon précé-20 dent. Le rotor de la centrifugeuse peut être arrêté pendant cette opération. A la demande ou en cas de besoin, on peut rassembler en une unité plusieurs centrifugeuses agencées conformément au dessin, pour traiter simultanément plusieurs échantillons. Toutes 25 les centrifugeuses de cette unité peuvent être entraînées par un seul et même moteur, le rotor de la centrifugeuse qui est entraînée directement par le moteur faisant alors tourner par"'!'intermédiaire d'une courroie le rotor de la centrifugeuse * suivante, et ainsi de suite. L'unité de centrifugeuses peut posséder-dè ce 30 fait un encombrement très réduit. L'invention vient d'être exposée en référence particulière au test de Coombs, c'est-à-dire à la variante de ce test dénommée test de Coombs direct. Comme signalé déjà, la centrifugeuse selon l'invention peut être utilisée également pour d'autres trai— 35 tements, parmi lesquels on peut citer à titre d'exemple le test de Coombs indirect, qui consiste à mélanger du sérum du sang devant être analysé à des globules rouges du groupe 0 Rh + et à le traiter ensuite au sérum antiglobuline de la manière sus-décrite. Un autre exemple est la séparation des glooules sanguins et du 40 plasma avec lavage ultérieur des globules. 72 05340 s. 2125552 REVENDICATIONS 1.- Centrifugeuse pour le traitement d'un liquide, en particulier d'un liquide contenant des particules plus lourdes en 5 suspension, par exemple du sang, centrifugeuse qui comporte un récipient prévu dans le rotor et servant au traitement, ainsi que des moyens pour amener le liquide à traiter au récipient pendant la rotation du rotor et qui est caractérisée par un tuyau flexible (23) traversant le rotor (14) et ressortant de celui-ci dans 10 la zone de l'axe de rotation, tuyau qui forme à l'intérieur du rotor une partie cambrée (24) dont la partie la plus éloignée de l'axe de rotation constitue le récipient de traitement et ledit tuyau pouvant tourner dans le rotor autour de son axe propre par rapport au rotor, par des moyens (26, 40) raccordés au tuyau pour 15 introduire le liquide à traiter dans le récipient de traitement et l'en évacuer après le traitement, et par des organes de freinage (27, 31) qui sont agencés pour agir sur le tuyau (23), de façon à amener ce dernier à tourner par rapport au rotor autour de son axe propre pendant la rotation du rotor. 20 2.— Centrifugeuse suivant la revendication 1, caractéri sée en ce qu'aux emplacements où il ressort du rotor (14) le tuyau (23) est concentrique au rotor. 3.- Centrifugeuse suivant la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que le tuyau (23) est en matière 25 plastique. 4.- Centrifugeuse suivant la revendication 3 caractérisée en ce que le tuyau (23) est en polypropylène. 5.- Centrifugeuse suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le tuyau (23) traverse concentriquement 30 un guidage tubulaire (21) fixe dans le rotor (14). 6.- Centrifugeuse suivant la revendication 5, caractérisée en ce que le guidage (21) est en matière plastique, notamment en polytétrafluoréthylène. 7.- Centrifugeuse suivant l'une des revendications 1 à 35 6, caractérisée en ce que l'axe de rotation du rotor (14) est sensiblement vertical, en ce que l'extrémité inférieure du tuyau (23) est raccordée à une canule (26) susceptible d'être introduite dans un réservoir de liquide, et en ce que l'extrémité supérieure du tuyau est reliée à une pompe pour aspirer le liquide vers le haut 40 dans le récipient de traitement et pour expulser dudit récipient 72 05340 9. 2125552 le liquide aspiré. 8.- Centrifugeuse suivant la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens raccordés à l'extrémité supérieure du tuyau (23) et destinés à amener un réactif liquide 5 au récipient de traitement. 9.- Centrifugeuse suivant la revendication 7 ou la revendication 8, caractérisée en ce que la pompe est agencée de façon à extraire par aspiration vers le haut du récipient de traitement une fraction légère séparée du liquide. 10 10.- Centrifugeuse suivant l'une quelconque des revendi cations 7 à 9» caractérisée en ce que la canule (26) peut être introduite dans un réservoir (18) contenant le liquide a traiter et dans un ou plusieurs réservoirs (19) contenant un liquide de traitement. 15