Brevet FR2213105A1 — publié le 19740802

La présente invention est relative aux récipients utilisés dans des appareils automatiques d'analyse chimique par centrifugation, pour traiter de petites quantités d'un échantillon par exemple de sang. Il est connu dans la technique antérieure, notamment par les demandes de brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 845 992 du 30 Janvier 1969 et NO 253 167 du 15 Mai 1972 au nom de la Demanderesse d'utiliser avantageusement un récipient comportant une chambre latérale et qui est entraSné en rotation sur son propre axe de façon à séparer des matières ayant des densités différentes. Lorsqu'un mélange tel que du sang contenant des érythrocytes est placé dans un tel récipient et entraîné à des vitesses élevées, les cellules se sédimentent et se séparent du plasma qui reste vers le centre tandis que ces cellules se déplacent vers l'extérieur dans la chambre latérale. Cependant, lorsque la rotation se ralentit, le liquide présente une tendance à continuer de tourner dans la chambre latérale en raison de l'inertie de la masse fluide. Ceci provoque alors un re-mélange partiel des échantillons. D'une façon générale, l'invention a pour objet un récipient destiné à être utilisé dans un dispositif de centrifugation automatique au moyen duquel ce récipient peut être entraîné en rotation autour de son axe à peu près vertical de façon à séparer des matières présentant des densités différentes, ce récipient comportant un col à rebord formant un cylindre autour dudit axe vertical, et approprié pour permettre l'introduction d'un bouchon, une paroi supérieure externe qui prolonge ledit col à l'extrémité inférieure du cylindre, cette paroi supérieure faisant un angle supérieur à 900, mais inférieur à 1800 avec ledit cylindre, et ayant une partie qui se raccorde à une paroi inférieure interne de sorte que le récipient présente une chambre latérale entre des parties desdites parois externe et interne, entourant au moins partiellement ledit axe central. Suivant le perfectionnement apporté par l'invention, il est prévu plusieurs chicanes disposées à certains intervalles dans la chambre latérale et s'étendant partiellement entre les parois de la chambre latérale de façon à permettre une répartition uniforme du sédiment lors de la centrifugation, mais en empêchant un re-mélange de ce sédiment lors de la décélération. Il peut être prévu à la fois des chicanes verticales et horizontales. D'une façon générale par conséquent, l'invention a pour objet de prévoir des chicanes entre les parois interne et externe de la chambre latérale afin d'empêcher un nouveau mélange de l'échantillon. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparat- tront au cours de la description qui va suivre faite en se référant aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemples et dans lesquels: la Fig. la est une vue en perspective d'un mode de réalisation d'un récipient suivant l'invention; la Fig. lb est une vue en perspective d'un autre mode de réalisation d'un récipient suivant l'invention; la Fig. 2a montre en perspective la paroi interne du récipient représenté à la Fig. la; la Fig. 2b montre en perspective la paroi interne du récipient représenté à la Fig. lb; la Fig. 2c montre en perspective la-même paroi externe et le col pour les récipients représentés aux Fig. la et lb;; les Fig. 3a à 3i montrent des exemples de récipients de la technique antérieure tels que décrits dans les demandes de brevet précitées; la Fig. 4a est une vue en coupe d'un récipient suivant l'invention procurant de bons résultats; la Fig. 4b est une vue analogue à celle de la Fig. 4a, mais d'un mode de réalisation ne procurant pas de bons résultats; la Fig. 4c est une vue analogue à celle de la Fig. 4a d'un récipient procurant de bons résultats; la Fig. 4d est une vue analogue à celle de la Fig. 4a, d'un mode de réalisation procurant des résultats particulièrement satisfaisants; la Fig. 4e est une vue analogue à celle de la Fig. 4a d'un récipient suivant l'invention procurant de bons résultats; la Fig. 4f est une vue analogue à celle de la Fig. 4a d'un récipient ne procurant pas de bons résultats;; la Fig. 4g est également analogue à celle de la Fig. 4a pour un mode de réalisation procurant de bons résultats; la Fig. 4h est une vue analogue à celle de la Fig.4a d'un mode de réalisation d'un récipient ne procurant pas de bons résultats; la Fig. 5 est une vue en perspective du récipient représenté en coupe à la Fig. 4e; la Fig. 6a est une vue en coupe d'un récipient comportant des chicanes- suivant l'invention; la Fig. 6b est une autre vue en coupe d'un agencement de chicanes suivant l'invention; la Fia. 7a est une vue en perspective d'un agencement comportant des chicanes horizontales; la Fig. 7b est une autre vue en perspective d'un mode de réalisation comportant des chicanes horizontales; la Fig. 7c est une vue en coupe d'un récipient comportant des chicanes horizontales, en position de versement;; la Fig. 7d est une vue d'une chicane en spirale prévue sur la paroi interne du récipient. D'une façon générale, un récipient suivant l'invention est tel que représenté aux Fig. la et 2a. Ces récipients désignés par la référence 11 présentent une forme conique avec un col 13 qui se prolonge en une paroi externe 14, et un cône central constitué par une paroi interne 15a, les parois 14 et 15a étant reliées ensemble de façon étanche de façon à réaliser une chambre latérale étroite circulaire 17 entourant l'axe central du récipient. Le récipient représenté aux Fig. la et 2a diffère de celui représenté aux Fig. lb et 2b en ce qu'une cavité 19b est ménagée dans le sommet du cône central formé par la paroi interne -15b. Ces cavités apparaissent clairement lorsque la paroi interne est séparée de la paroi externe comme représenté aux Fig. 2a, 2b et 2c.Aux Fig. 2a et 2b, une par tie de la paroi externe est représentée solidaire de la paroi interne pour montrer comment l'un ou l'autre des cônes représentés aux Fig. 2a ou 2b peut être fixé de façon étanche par insertion dans la partie inférieure de l'élément représenté en 2c. Ainsi, le col 13 et la paroi externe 14 représentés aux Fig. la et 1b sont anålo- gues. Aux Fig. la et 2a, le cône central 15a comporte un sommet 19a arrondi. Aux Fig. lb et 2b, ce sommet du cône présente une-cavité 19b. Le principe de l'invention est également applicable aux récipients représentés aux Fig. 3a à 3i et décrits dans les demandes de brevet précitées. Si le mélange, tel que du sang, contenant des érythrocytes est placé darus le récipient et si ce dernier est entraîné en rotation à des vitesses élevées, habituellement d'environ 8 000 à 15 000tr/mn, les celluses se déposent et se séparent du plasma. Lorsqu'on laisse le récipient revenir au repos, on trouve le plasma au-dessus des cellules, et le plasma peut alors être facilement séparé de ces dernières. rivant l'invention, un récipient comportant un cône central 15b présentant une cavité 19b telle que représentée à laFig. 2b est particulièrement avantageux.Dans ce cas, le plasma peut être extrait au moyen d'une pompe ou autre dispositif d'aspiration sans aucun risque de plonger I'embout du dispositif d'aspiration dans les cellules déposées du fait qu'il ne reste aucune cellule dans la cavité formée au sommet du cône interne. Lors du ralentissement de la rotation du récipient lorsque ce dernier vient au repos, le liquide présente une tendance à tourner dans les chambres latérales du récipient en raison de l'inertie de la masse fluide.-Ceci a pour résultat un nouveau mélange partiel de l'échantillon, à moins que le précipité n'adhère étroitement à la matière. Ceci n'est pas le cas avec le sang. Un tel nouveau mélange peut être arrêté au moyen d'un obstacle tel qu'une barrière disposée entre les parois interne et externe. Ceci présente le défaut que les cellules tendent à s'empiler contre cette barrière. Ceci est particulièrement néfaste si le sang est coagule, auquel cas la totalité du caillot peut rester contre la barrière. En bref, les barrières tendent à empêcher une répartition uniforme du dépôt autour de la chambre latérale ou espace étroit délimité entre les parois des cônes interne et externe. Suivant un mode de réalisation de l'invention, des chicanes verticales sont disposées autour de l'espace annulaire délimité entre la paroi interne 15a ou 15b et la paroi externe 14, ou dans la chambre latérale, ces chicanes ne s'étendant pas complètement de la paroi externe jusqu'à la paroi interne. les différentes configurations possibles données à titre d'exemples de réalisation sont représentées aux Fig. 3a à 3i et, dans leur application au récipient représenté aux Fig. la et lb, sont représentées schématiquement aux Fig. 4a à 4h qui montrent des coupes horizontales du récipient faisant apparattre la paroi interne 15a ou 15b, la paroi externe 14 et les chicanes disposées autour des parois. La Fig. 3a montre un récipient circulaire 115 présentant une partie centrale 117 en forme de disque ou chambre latérale, un col 119 et une partie médiane 121'en forme de tonneau. La chambre laté rale est délimitée par le disque central 117, par un fond 123 dont la forme se rétrécit vers le bas et par une partie cylindrique inférieure 125 présentant dans sa région inférieure des cavités intérieures 127 destinées à permettre de maintenir le récipient et servant de moyen de retenue ou d'entraînement en rotation. Le récipient représenté aux Fig. 3a et 3b est conçu pour contenir 5 ml de sang. Ce récipient peut être réalisé avec n'importe quelle dimension et peut contenir ou non un anti-coagulant. Si le récipient représenté à la Fig. 3a est entraîné en rotation autour de son axe vertical, le sang est entraîné latéralement par la force centrifuge pour prendre la position représentée à la Fig. 3g. Lorsque la rotation s'arrête, le sérum ou le plasma descend, pour prendre la position représentée à la Fig. 3h. les cellules les plus lourdes avec ou sans le caillot sont entraînées dans la chambre latérale. La forme du récipient peut être telle que représentée à la Fig. 3c qui montre un récipient 115a dont la chambre latérale présente des ailes 117a ayant en section une forme analogue à celle d'un bouton de porte, auquel cas un grand volume peut être recueilli dans la chambre latérale sans qu'il soit nécessaire de réaliser le récipient avec un orifice d'une grandeur indue. D'autres formes sont également possibles et l'une de celles-ci est représentée à la Fig. 3b qui montre un récipient 115b ayant de grandes ailes 117b. il est également avantageux d'utiliser la forme représentée aux Fig. 3e et 3f qui présentent des ailes inclinées 117c. le récipient ayant la forme représentée aux Fig. 3e et 3f présente l'avantage de ne pas nécessiter un petit orifice- sur la chambre latérale. Lorsque le récipient s'arrête de tourner, les érythrocytes restent dans la chambre latérale où ils sont maintenus par gravité.Ceci est particulièrement avantageux lorsque l'on utilise de grands volumes. Lorsqu'il tourne, le récipient représenté à la Fig. 3a entrasse les cellules 129 dans le disque externe (Fig. 3g). le sérum ou plasma 131, débarrassé des cellules tombe alors librement lorsque la rotation s'arrête, laissant en arrière les cellules dans la partie en forme de disque (Fig. 3h). Dans des opérations consécutives, lorsqu'un agent de précipitation des protéines est ajouté au sérum, le précipité présente une forte cohérence. Dans ce cas, on peut utiliser uné forme telle que représentée à la Fig. 3d. Si l'on fait tourner le récipient à une vitesse de 12 000 tr/mn ce précipité est recueilli dans les angles des ailes 117d et est tassé. Lorsque l'on arrête la rotation, le produit de la centrifugation tombe au fond, le précipité adhérant aux angles. les Fig. 4a à 4h montrent en coupe transversale horizontale des récipients tels qu'envisagés suivant l'invention afin de montrer la forme de l'espace annulaire délimité par la chambre latérale. La Fig. 4a illustre le principe de l'invention. Dans ce mode de réalisation, il est prévu des chicanes internes 20a fixées sur la paroi interne et des chicanes externes 22a fixées sur la paroi externe. Lorsque le récipient en rotation accélère, un chemin sinueux est formé pour la répartition des cellules ou du caillot si 1.' on doit centrifuger du sang. Le couple élevé existant aux vitesses importantes provoque une répartition uniforme de la matière pour obtenir l'équilibre. Lorsque le récipient ralentit, la matière tassée et les matières qui surnagent peuvent alors difficilement tourbillonner en raison du fait qu'il n'existe pas de chemin libre, les chicanes se chevauchant. Aux faibles vitesses de décélération, la force est faible et le récipient se déplace lentement. La distance entre les parois est de l'ordre de 4 mm.Les chicanes ont une dimension d'approximativement 7 mm laissant seulement subsister un passage d' 1 mm. Ces chicanes remplissent de façon appropriée un rôle de limitation de telle sorte qu'un re-mélange dû à un tourbillonnement ne peut pas se produire. La Fig. 4b est un exemple d'une configuration ne donnant pas de résultats satisfaisants. Si les chicanes verticales sont fixées seulement sur la paroi interne 15b, elles agissent comme des palettes d'un mélangeur et provoquent un nouveau mélange des échantillons lorsque le récipient ralentit jusqu a l'arrêt. Il en est ainsi en raison du fait que la matière est frappée par les. chicanes et projetée vers l'extérieur. Par contre, l'exemple représenté à la Fig. 4c est efficace à cet égard en raison du fait que les chicanes 22a sont situées sur la paroi externe 14c et qu'un obstacle est ainsi présenté à un nouveau mélange. L'effet obtenu est ainsi opposé à celui produit par l'agencement représenté à la Fig. 4b. Pour cette raison, il est avantageux de disposer la plupart des chicanes sur la paroi externe. Lorsque l'on augmente le nombre de chicanes verticales, l'effi- cacité de la séparation augmente. Cependant, une limite pratique existe en raison du fait qu'il ne reste bientôt plus de volume résiduel pour recueillir le précipité. Une configuration procurant une efficacité élevée consiste à prévoir huit chicanes 20d, 22d qui sont toutes, à l'exception d'une ou de deux chicanes 20d, fixées sur la paroi interne 14d. Ceci est représenté à la Fig. 4d sur laquelle on voit que sept chicanes 22d sont prévues sur la paroi externe 14d et une chicane 20d est prévue sur la paroi interne 15d. Un effet analogue peut être obtenu en réalisant la paroi externe et/ou la paroi interne, avec des échancrures. Ceci permet d'utiliser des récipients d'une capacité plus grande sans diminuer l'ef- ficacité avec laquelle on empêche un nouveau mélange de l'échantillon. Les Fig. 4e et 4g, 4f et 4h constituent des exemples de tels agencements qui sont tous efficaces. Les Fig. 4e à 4h représentent des variantes des exemples représentés aux Fig. 4a à 4d. Dans l'exem- ple de la Fig. 4e, la paroi externe 14e présente des échancrures, à la Fig. 4f ls paroi interne 15f présente des échancrures, à la Fig. 4g les deux parois interne et externe 14g et 15g présentent des échancrures; suivant l'exemple de la Fig. 4h, les parois 14h et 15h présentent toutes deux des échancrures mais ces échancrures sont décalées les unes par rapport aux autres. Comme on peut sty attendre, l'exemple représenté à la Fig. 4f, étant analogue à celui représenté à la Fig. 4b tend à provoquer un re-mélange des échantillons et est en conséquence indésirable. La Fig. 5 est une vue en perspective de l'exemple représenté à la Fig.4e dans un but de clarté. On voit aux Fig. 6a et 6b une vue en coupe verticale du récipient montrant l'emplacement d'une chicane verticale interne et d'une chicane verticale externe, les chicanes étant appliquées'aux deux récipients représentés respectivement aux Fig. la et lb. On remarquera que les chicanes s'étendent seulement sur une partie de la hauteur du cône. Ceci est voulu en raison du faitque cet agencement permet une répartition facile de l'échantillon, au début de la centrifugation. Après cette opération, le dépôt se trouve dans Ces parties inférieures et les chicanes n'ont pas besoin de s'étendre plus haut. Une seconde raison pour ne ps prolonger les chicanes vers le haut est qu'elles gêneraient lors du versement de la solution hors du récipient.Ces chicanes tendent à agit comme des guides amenant la matière vers le haut depuis la partie inférieure vers le sommet, facilitant ainsi un nouveau mélange lorsque l'on-tente de vider la matière qui surnage. Cette matière peut être extraite par aspiration au moyen d'une seringue ou par versement hors du récipient. Lorsque l'on aspire cette matière, il est avantageux d'utiliser l'exemple représenté à la Fig. 6b en raison du fait que l'on est empêché de plonger l'em- bout du dispositif aspirateur dans la couche inférieure lorsqu'on l'introduit dans le récipient. Lorsque l'on désire obtenir la matière déposée, celle-ci peut également être aspirée. En variante, on peut désirer vider la matière séparée en la versant. Ceci est particulièrement important en raison du fait qu' il est plus facile de verser que d'aspirer dans certains cas. En outre, lorsque l'on désire prélever le résidu, qui peut être fortement tassé, il est avantageux de vider au préalable la matière surnageant. Si le dépôt n'est pas extrêmement tassé, il tend-à glisser vers l'extérieur de dessous la couche supérieure, produisant un nouveau mélange des échantillons. Pour éviter les problèmes précités d'un nouveau mélange des échantillons lors du versement, il est avantageux de prévoir une ou plusieurs chicanes horizontales comme représenté aux Fig. 7a, 7b, 7c. Suivant l'exemple de la Fig. 7a, la paroi interne 15m d'un récipient comportant une chicane horizontale 24m présente la forme d'un anneau qui entoure la paroi interne. Une partie du fond de 1' espace annulaire et de la paroi externe est représentée fixée afin de montrer comment elle peut être raccordée de façon étanche à l'un ou l'autre des exemples représentés aux Fig. 2c, 5 ou 7b. A la Fig. 7b, la paroi externe 14m est représentée comme comportant une chicane 26m prévue sur la paroi externe, ayant également la forme d'un anneau. Ces chicanes ne s'étendent pas d'une paroi à l'autre, permettant ainsi à la matière de se déposer et remplissant encore la fonction de faciliter le versement sans mélange. On voit à la Fig.7c comment ceci agit sur la décantation, des chicanes horizontales étant prévues sur les parois anterne et externe. Comme on le voit à la Fig. 7c, la chicane interne 24m retient le précipité situé dans la partie supérieure du récipient pendant le versement tandis qu'en même temps la chicane externe 26m sert à retenir le dépôt et à 1' empêcher de se déverser à partir de la partie inférieure du récipient. Ainsi, une chicane externe et une chicane interne 24m, 26m servent à retenir le dépôt lorsque l'on effectue un versement comme représenté dans la vue en coupe verticale de la Fig. 7c. On a constaté que lorsque du sang est agé de plusieurs heures, le caillot tend à devenir dur et caoutchouteux. Ceci produit une matière élastique cohérente qui tend à reposer sur la partie supérieure des chicanes verticales. Dans ce cas, on utilise une chicane horizontale en spirale telle que représentée à la Fig. 7d, qui est particulièrement avantageuse. Be récipient tourne,d'une façon telle que cette chicane agit à la façon d'une vis pour forcer le caillot à descendre. Dans l'exemple représenté à la Fig. 7b on voit une chicane 24p en spirale fixée sur la paroi interne l5. Bien entendu ce type de chicane pourrait également être fixé sur la paroi externe comme dans l'exemple de la Fig. 7b. La chicane en spirale est en réalité un compromis entre la chicane verticale et la chicane horizontale et sert à tirer avantage des propriétés de chacun de ces types de chicanes. Revendications 1 - Récipient destiné à être utilisé dans un dispositif de centrifugation automatique au moyen duquel le récipient peut être entraîné en rotation sur son axe à peu près vertical de façon à séparer des matières de densités différentes, ce récipient étant du type comportant un col à rebord formant un cylindre autour dudit axe vertical et approprié pour permettre l'introduction d'un bouchon, et une paroi supérieure externe qui prolonge ledit col à l'extrémité inférieure du cylindre, cette paroi supérieure faisant un angle supérieur à 900, mais inférieur à 1800 avec ledit cylindre, et ayant une partie qui se raccorde à une paroi inférieure interne de telle sorte que le récipient présente une chambre latérale délimitée entre des parties desdites parois externe et interne et entourant au moins partiellement ledit axe, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs chicanes disposées à certains intervalles dans ladite chambre latérale et s'étendant partiellement entre les parois de cette chambre latérale afin de permettre une répartition uniforme du sédiment lors de la centrifugation tout en empêchant un re-mélange de ce sédiment lors de la décélération. 2 - Récipient creux pour centrifugation du type décrit à la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend à sa partie supérieure un col vertical de forme générale tubulaire permettant d'introduire une matière dans le récipient ou de l'en extraire, une chambre annulaire située au-dessous dudit col et présentant en section une forme tronconique et délimitée par une première paroi coaxiale audit col et par une seconde paroi disposée vers l'intérieur par rapport à la première paroi et à peu près parallèlement à celle ci, ayant un diamètre notablement plus grand que le diamètre maximal du col et communiquant avec ce dernier, ladite chambre annulaire étant adaptée pour recevoir et retenir les composants les plus lourds de ladite matière lors d'une rotation à grande vitesse du récipient autour de son axe, les composants les plus légers de la matière se plaçant à l'intérieur par rapport aux composants les plus lourds, dans le récipient, et à peu près au droit dudit col lors de l'arrêt de la rotation, et plusieurs chicanes disposées à certains intervalles dans la chambre latérale et s'étendant partiellement entre lesdites parois afin de permettre une répartition uniforme du sédiment lors de la centrifugation, mais en empêchant un re-mélange de ce sédiment lors d'une décélbration. 7 - Récipient suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdites chicanes sont verticales. 4 - Récipient suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdites chicanes sont horizontales. 5 - Récipient suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte également des chicanes horizontales. 6 - Récipient suivant la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites chicanes sont fixées sur ladite paroi externe. 7 - Récipient suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'au moins plus de la moitié desdites chicanes est fixée sur la paroi externe. 8 - Récipient suivant l'une quelconque des revendications 6 -et 7, caractérisé en ce que lesdites chicanes sont formées par une paroi présentant des échancrures. 9 - Récipient suivant l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que lesdites chicanes sont des chicanes verticales qui s'étendent partiellement entre les parois. 10 - Récipient suivant l'une quelconque'des revendications 6 et 7 lorsqu'elles dépendent de la revendication 2, caractérisé en ce-que lesdites chicanes sont des cloisons verticales. 11 - Récipient suivant la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites chicanes sont en spirale. 12 - Récipient suivant la revendication 11, caractérisé en ce que lesdites chicanes sont en forme de vis.