Brevet FR2231429A1 — publié le 19741227

L'invention, due à Calvin, Albert SARAVIS, est relative à ltélectrophorèse, notamment à l'immuno-électrophorèse, et concerne plus particulièrement un appareillage perfectionné pour effectuer diverses réactions ou séparations par électrophorèse. Les réactions ou séparations par électrophorèse sont effectuées dans de minces couches de gels, disposés de manière à être en contact avec des liquides conducteurs de l'électricité, tels que des solutions tampons, dans lesquels sont immergées des électrodes. Le milieu sur lequel doivent être effectuées les réactions ou séparations est normalement appliqué sur la couche de gel tandis qu'un potentiel électrique est appliqué aux électrodes. En raison des différences de mobilité des molécules du milieu examiné, certaines d'entre elles sont séparées des autres et/ou sont amenées à participer à des réactions biophysiques dans la couche de gel.Du fait de la nature toxique ou infectieuse de certains des milieux utilisés, il est important que l'opérateur ou l'individu qui effectue ltopération évite d'entrer en contact avec les milieux, aussi bien qu'avec la solution tampon elle-même. L'invention fournit un appareillage pour effectuer des réactions ou des séparations par électrophorèse, construit et agencé de telle manière que l'appareillage puisse être utilisé d'une manière répétée avec un minimum de risques pour l'opérateur d'en- trer en contact avec les échantillons de l'essai ou avec n'importe quelle partie de l'appareillage ou du circuit électrique, avec lesquels les échantillons ou la solution tampon entrent en contact. Les procédés utilisés pour se servir de l'appareillage et pour remplacer la couche de gel après usage sont simples et efficaces de manière à faciliter l'emploi de l'appareillage par des opérateurs n'ayant qu'un minimum d'entrainement. Le dispositif peut avantageusement être utilisé pour toutes sortes d'électrophorèses, notamment entre autres l'électrophorèse quantitative et l'immuno-électrophorèse. L'invention est expliquée plus en détail ci-après à l'aide de deux de ses modes de réalisation, pris à titre illustratif mais nullement limitatif, en se référant aux dessins annexés dans lesquels - la fig. 1 est une vue en coupe suivant la ligne 1-1 de la figure 2, montrant un mode de réalisation de l'invention, - la fig. 2 est une vue en coupe longitudinale suivant la ligne 2-2 de la figure 1, - la fig. 3 est une vue éclatée en élévation longitudinale, partiellement déchirée et en coupe, montrant un autre mode de réalisation de l'invention, différent par le mode d'assemblage, et - la fig. 4 est une vue en coupe montrant le mode de réalisation de la figure 3 après assemblage. Comme on le voit sur les dessins, l'appareillage des figures 1 et 2 comporte un réservoir 10 séparé en deux compartiments par une cloison médiane non perforée 12. Le réservoir et la cloison sont de préférence construits en une matière plastique synthétique qui est à la fois électriquement isolante et résistante à l'attaque par les solutions tampons qu'il est amené à contenir. En travers de chacun des compartiments séparés par la cloison 12 s'étend un mandrin cylindrique 14, 16, réalisé également en une matière plastique électriquement isolante, sur lequel est enroulée une électrode hélicoïdale de fil de platine 18, 20, qui va jusqu'à des bornes 22, 24 agencées de manière à être raccordées à une source appropriée de courant continu (non représentée ici).La forme hélicoïdale de ce fil facilite l'élimina- tion des bulles qui autrement pourraient affecter la conductibilité. Les électrodes sont disposées de manière à fournir un circuit électrique court d'une électrode à l'autre, en cours d'utilisation. En travers de chaque compartiment s'étendent aussi des cloisons supplémentaires 26, 28, 30, 32 munies chacune de fentes 34, 34, au voisinage immédiat des bords supérieurs et inférieurs, pour assurer la circulation de la solution tampon et fournir des trajets de conduction ionique. A la partie supérieure de ces cloisons est monté d'une manière amovible un élément d'appui 36 également en matière plastique qui-sert à soutenir une couche support 38 en matière plastique souple qui porte, liée à sa face supérieure, une mince couche de gel 40. L'élément d'appui 36 étant supporté par les cloisons 26, 28, 30 et 32 est toujours maintenu à la hauteur désirée à l'intérieur du réservoir et sert de base stable pour maintenir la couche de gel et son support dans une position fixe au cours de l'application du milieu à examiner et du fonctionnement du dispositif, ce qui assure des conditions d'essai uniformes.La couche support en matière plastique peut être un produit approprié insoluble dans l'eau tel qu'un polymère de vinyle ou un polymère acrylique, mais est de préférence transparente et est constituée de préférence par un polyester tel que du téréphtalate de polyéthylène commercialisé sous la marque "Mylar" ou "Cronar". La couche de gel peut être constituée par du dextrane à liaison transversale, du polyacrylamide ou tout autre gel habituellement utilisé dans ce but, mais est constitue de préférence par de l'agar-agar ou gélose. il peut être constitué par une couche de gel aqueux fraichement préparé ou de gel qui a été antérieurement préparé puis desséché et qui est réhydraté soit avant d'être placé dans l'appareillage, soit après y avoir été placé.Lorsque la couche support est transparente, l'élément d'appui 36 est de préférence opaque et noir ou de toute autre couleur sombre afin de faciliter l'inspection visuelle de la couche de gel au cours du fonctionnement de l'appareillage. Le couvercle 42 qui repose sur les parois du réservoir 10 est muni d'une ouverture 44 disposée au-dessus de la couche de gel 40 et, à sa partie inférieure, au voisinage immédiat des côtés de l'ouverture 44, est fixée une couche de matière absorbante 46 d'environ 3,1. à 6,3 mm d'épaisseur, placée de manière à porter sur chaque bord opposé de la couche de gel 40 et s'étendant latéralement en s'écartant de l'ouverture 44 jusqu'à une position située au-delà du bord de la couche de gel.La couche de matière absorbante peut être constituée par une matière hydrophile quelconque telle que de l'étoffe de coton, du papier filtre, de la cellulose régénérée, de l'éponge à pores ouverts, ou des matières analogues capables d'agir à la manière d'une mèche à l'égard du liquide électroconducteur. Chaque couche de matière absorbante s'étend de là vers le bas, supportée par un élément rigide de renforcement en matière plastique 48, en passant par des fentes appropriées 50 ménagées dans l'élément d'appui 36. Dans le mode de réalisation représenté ici, l'appareillage est conçu de manière à recevoir une couche support 38 en forme de bande allongée étroite ; des fentes additionnelles 52 peuvent être prévues dans l'élément d'appui 36 de manière à loger d'autres couvercles présentant des couches de matière absorbante plus largement espacées, de manière à recevoir des couches supports et des couches de gel de dimensions et de formes différentes. Une roue dentée 54 est montée sur une paroi extérieure du réservoir 10 et une roue dentée réceptrice 56 est montée à ltextrémité opposée du réservoir 10 ; cette dernière roue est munie d'une poignée de manivelle 58 et est agencée de manière que ses dents engrènent dans des trous appropriés ménagés dans le bord de la couche support 38. Au cours du fonctionnement du dispositif, les compa-rtiments sont remplis avec des liquides électroconducteurs appropriés, par exemple des solutions tampons telles qu'une solution aqueuse de barbital de sodium jusqu'à un niveau ne dépassant pas l'élé- ment d'appui 36. L'élément d'appui 36 est ensuite mis en place sur la partie supérieure des cloisons et une bande de couche support portant sur sa surface supérieure une couche appropriée de gel et logée dans un dévidoir d'alimentation non représenté, est guidée par la roue dentée 54, passe sur la face supérieure de l'élément d'appui 36 sur toute la largeur de celui-ci, puis sur la roue dentée 56.Le couvercle 42 est ensuite mis en place, les couches de matière absorbante 46 plongeant dans les solutions tampons de chaque côté de la cloison 12 et servant de mèche pour transporter la solution tampon jusqu'au contact avec les bords opposés de la couche de gel 40, d'où elle s'infiltre complètement à travers la couche de-gel pour fournir un trajet électroconducteur d'une électrode à l'autre. Le mode de construction de l'appareillage permet aux mèches 46 d'être appliquées simultanément et uniformément sur les bords de la couche de gel 40 et évite à l'opérateur d'avoir, à un moment quelconque, à mettre ses mains ou ses doigts en contact avec les mèches 46. En utilisant un adhésif approprié pour fixer les mèches à la partie inférieure du couvercle 42, on peut enlever et remettre en place les mèches au moment où on le désire et si on le désire.De plus, du fait que le niveau de la solution tampon à l'intérieur des compartiments est inférieur au niveau de la pellicule de gel 40 disposée sur la couche support 38, et du fait que les fentes 50 sont plus larges que l'épaisseur combinée de la matière absorbante 46 et de l'élément de renforcement 48, il n'y a aucune possibilité de court-circuit intervenant en dessous de la pellicule de gel. Les quantités mesurées du milieu à examiner sont placées, en les faisant passer par l'ouverture 44, en des emplacements situés à une certaine distance l'un de l'autre sur la couche de gel 40, et les électrodes sont connectées à une source appropriée de courant continu basse tension (environ 25 Volts).Après que la réaction ou la séparation désirée s'est produite, comme on peut s'en rendre compte par exemple par inspection visuelle, par l'ouverture 44, sur le fond noir de l'élément d'appui 36, la poignée de manivelle 58 est manoeuvrée pour faire avancer la bande de couche support avec la couche de gel fixée à celle-ci, la couche de gel utilisée étant stockée si on le désire tandis que la couche fraiche est avancée en dessous de l'ouverture 44 à la partie supérieure de l'élément d'appui 36. De nouveaux milieux à examiner sont ensuite introduits de la même manière. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 3 et 4, le réservoir 100, en matière plastique synthétique, ouvert à sa partie supérieure est muni d'une cloison 102 non perforée, disposée en son milieu, qui divise le réservoir en deux compartiments étanches aux liquides. Chaque paroi d'extrémité 104, 105 du réservoir est munie d'un épaulement en retrait 106 agencé de manière à supporter d'une manière amovible une extrémité de l'élément d'appui ou l'élément de pontage 108 qui sert à supporter, sur sa face supérieure, la couche support 38 portant sa pellicule de gel 40. L'élément de pontage 108 supporte aussi deux cloisons 110, 112, situées à une certaine distance l'une de autre, agencées de manière à se trouver respectivement de chaque côté de la cloison 102 lorsque les extrémités de l'élément de pontage sont supportées par les épaulements 106, 106.Chaque cloison porte, sur sa face non conductrice de l'électricité la plus voisine de la cloison 102, une électrode 114, 116 d'un métal tel que l'argent ou le platine, constituée par une pellicule ou un ruban mince et étroit disposé par exemple par électrolyse, par projection ou par une technique analogue et lié à la surface de la cloison. Dans une extrémité de l'élément support 108 sont montés des connecteurs électriques à balonnette, du type mâle, 118, 118 dont chacun est relié à une extrémité d'une électrode 114, 116 par un fil métallique conducteur approprié 120, 120. Dans une paroi d'extrémité 105 est montée, au-dessus de l'épaule- ment 106, une paire de connecteurs du type femelle 122, 122, dans une position leur permettant de recevoir, de façon amovible, les connecteurs 118, 118 lorsque l'élément de pontage est dans la position où il est supporté par les épaulements 106, 106. Les connecteurs 122, 122 sont connectés, par des fils métalliques appropriés, à une source convenable de courant électrique continu (non représentée ici).Une fente 124 est prévue au voisinage de l'arête supérieure de chaque cloison 110, 112, au-dessus des électrodes 114, 116 de manière à permettre la circulation convenable de la solution tampon ou électrolytique et à fournir un trajet électroconducteur court à partir de chaque électrode ; de plus, les parties d'extrémités inférieures des cloisons 110, 112 sont coupées en oblique pour permettre la mise en place et l'enlèvement de l'élément de pontage, de la manière représentée sur la figure 3. Une paire de fentes 126, 126 est prévue dans l'élé- ment de pontage 108, chaque fente étant disposée latéralement à l'extérieur respectivement des cloisons 110, 112, pour permettre à une mèche de passer à travers la fente pour venir en contact avec le liquide. Le couvercle 130, dont les arêtes sont reçues et supportées par les épaulements 132 prévus dans les parois du réservoir 100, est muni d'une ouverture centrale 134 disposée de manière à recouvrir la pellicule de gel 40 reposant sur l'élément d'appui 108, lorsque le dispositif est assemblé, et est par ailleurs analogue au couvercle 42 du premier mode de réalisation ; c'est ainsi qu'il est muni de deux mèches de matière absorbante 136, 136, qui sont supportées par les éléments de renforcement 138, 138 fixés à la partie inférieure du couvercle 130 dans une position telle qu'elles puissent s'étendre en passant par les fentes 126, 126 de l'élément d'appui 108, et qui ont leurs arêtes supérieures avoisinantes situées à une certaine distance l'une de l'autre de manière à entrer en contact avec des parties marginales opposées de la pellicule de gel 40. Un dispositif de fermeture 140 présentant des poignées 142, 142 pour les mains ou les doigts est agencé de manière à s'engager à l'intérieur de l'ouverture 134 du couvercle 130 afin d'assurer son étanchéité aux poussières et de réduire l'évaporation de l'électrolyte au cours du fonctionnement du dispositif. Au cours de l'utilisation du dispositif, les deux compartiments sont remplis, au niveau désiré, d'une solution tampon appropriée et l'élément d'appui 108 est mis en place, les connecteurs 118, 122 étant réunis de la manière représentée sur la figure 3. La pellicule de gel 40 avec sa couche support 38 peut être disposée le long de la partie centrale de la face supérieure de l'élément d'appui 108, soit avant, soit après mise en place de l'élément support ; après quoi le couvercle 130 est mis en place, ses arêtes étant supportées par les épaulements 132 et les bords des mèches 136, 136 étant au contact et recouvrant les par ties marginales opposées de la pellicule de gel 40.Les dimensions et les jeux-des divers éléments composants du dispositif sont tels que, lorsque l'élément d'appui 108 est en place avec ses extrémités reposant sur les épaulements 106 et avec les connecteurs 118 et 122 enfichés, les faces inférieures des mèches 136, qui sont élastiques une fois gonflées par la solution liquide tampon, sont en contact doux mais ferme avec les bords des faces supérieures de la pellicule de gel 40, également gonflées par le liquide, assurant ainsi un circuit électrique continu d'une électrode à l'autre, par l'intermédiaire de la solution tampon, des mèches et de la pellicule de gel. Les échantillons à examiner sont placés sur la surface de la pellicule de gel 40 aux emplacements désirés et sont soumis à l'analyse par application d'un courant électrique approprié aux électrodes, comme dans le mode de réalisation des figures 1 et 2. Certains des éléments tels que le réservoir, l'élément de pontage, le couvercle et le dispositif de fermeture, ou la totalité de ces éléments peuvent être réalisés en une matière plastique transparente,afin de faciliter l'observation de l'échantillon et de l'intérieur du réservoir. il est souhaitable que la surface de l'élément d'appui 108, située directement en dessous de la pellicule de gel 40 disposée sur sa couche support 38, puisse être opaque et colorée, par exemple en noir, pour fournir un contraste de couleur avec l'échantillon et faciliter l'observation de ce dernier. On se rend compte que le mode de construction de l'invention facilite le changement de la solution tampon et de la couche de gel avec un minimum de risque de contamination pour l'opérateur, du fait qu'il n'est pas nécessaire de toucher ou de manipuler les parties en matière absorbante ou le liquide tampon. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite hululement à ceux de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus spécialement indiqués elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Appareillage d'électrophorèse comportant deux compartiments contigus, construits et agencés chacun pour contenir une réserve de solution tampon, une électrode située à l'intérieur de chaque compartiment et disposée de manière à être submergéepar la solution tampon contenue dans le compartiment correspondant, des moyens pour connecter ces deux électrodes à une source de tension électrique, et des moyens d'appui pour supporter et maintenir en place au-dessus de la surface des réserves de solution tampon une couche support imperméable sur la face supérieure de laquelle est disposée une couche de gel d'électrophorèse, lequel appareillage est caractérisé en ce qu'il comporte en outre un couvercle, pour les compartiments précités, présentant une ouverture située au-dessus de l'emplacement de la couche de gel et agencée de manière à permettre d'introduire par cette ouverture le milieu destiné à être soumis à l'électrophorèse, ce couvercle comportant, fixée sur sa face inférieure au voisinage immédiat de chacun des côtés opposés de cette ouverture, une couche de matière absorbante disposée de manière à porter sur chacun des bords opposés de la couche de gel, chacune de ces couches de matière absorbante s'étendant latéralement à partir de l'ouverture jusqu'à une position située au-delà du bord de la couche de gel sous-jacente, puis de là vers le bas à l'intérieur d'un des compartiments, chacune de ces couches de matière absorbante étant réalisée et disposée de manière à venir en contact avec la réserve correspondante de solution tampon. 2. Appareillage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour faire avancer la couche support, avec sa couche de gel, le long de ses moyens d'appui. 3. Appareillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'appui de la couche support s'étendent audessus des compartiments précités et qu'ils sont munis de fentes par lesquelles la couche de matière absorbante s-'étend vers le bas. 4. Appareillage d'électrophorèse, comportant deux compartiments contigus, construits et agencés chacun pour contenir une réserve de solution tampon, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'appui amovibles pour supporter et maintenir en place au-dessus de la surface des réserves de solution tampon une couche support imperméable sur la face supérieure de laquelle est disposée une couche de gel d'électrophorèse, ces moyens d'appui comportant une paire d'électrodes et des moyens pour supporter chacune de ces électrodes à l'intérieur de chacun des compartiments dans une position telle qu'elle soit en contact avec la solution tampon correspondante et des moyens pour connecter d'une manière amovible ces électrodes à une source de tension électrique, et un couvercle, pour ces compartiments, présentant une ouverture placée au-dessus de l'emplacement de la couche de gel et agencée de manière à permettre d'introduire par cette ouverture le milieu destiné à être soumis à l'électrophorèse, ce couvercle comportant, fixée sur sa face inférieure au voisinage immédiat de chaque côté opposé de cette ouverture, une couche de matière absorbante placée de manière à porter sur chaque bord opposé de la couche de gel, chacune de ces couches de matière absorbante s'étendant latéralement à partir de l'ouverture jusqu'à un emplacement situé au-delà du bord de la couche de gel sous-jacente, puis de là vers le bas à l'intérieur d'un des compartiments, chacune des couches de matière absorbante étant réalisée et agencée de manière à venir en contact avec la réserve correspondante de solution tampon. 5. Appareillage selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens pour supporter chaque électrode comportent une cloison s'étendant vers le bas à l'intérieur de chaque compartiment. 6. Appareillage selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de connexion électrique détachables comportent une connexion entre les moyens d'appui et la paroi du comparti ment,