Brevet FR2270576A1 — publié le 19751205

L'invention est relative à un appareil de traitement ou d'analyse d'un ensemble d'échantillons. Elle concerne plus particulièrement un tel appareil qui comporte un poste fixe de traitement ou d'analyse d'échantillons et un support pour ledit ensemble d'échantillons 7 ce support étant propre à être entraîné périodiquement en rotation, lesdits échantillons étant disposés, sur ce support, selon un cercle dont le centre est situé sur l'axe de rotation dudit support, les échantillons étant ainsi amenés, pour y etre traités ou analysés, les uns après les autres audit poste fixe. L'invention concerne également un support pour un tel appareil. Dans des appareils connus de ce genre on prévoit un support ou plateau métallique contenant des logements destinés à recevoir des récipients séparés contenant les échantillons à traiter ou analyser. Ces récipients sont disposés un par un sur le support ou plateau puis après le traitement ou l'analyse de chaque échantillon au poste fixe, lesdits récipients sont enlevés du plateau. Pour identifier chaque échantillon et ses caractéristiques une étiquette est, en général, collée sur le récipient correspondant. Dans un tel appareil connu l'installation et l'évacuation des récipients sur le plateau sont effectuées de façon manuelle par un opérateur ; ces opérations sont donc relativement longues. En outre, le repèrage et ltopposîtion d'S5brmations sur chaque récipient sont également- des opérations qui prennent un certain temps. - notamment dans les appareils destinés à analyser par chromatographie des échantillons d'acides aminés-- les moyens d'entrai- nement du support et les moyens de traitement ou d'analyse d'échantillons sont relativement complexes. La présente invention a pour but de remédier aux incon vénients mentionnés ci-dessus et, en particulier, de fournir un appareil du genre en question dans lequel les moyens d'entrainement du support d'échantillons et les moyens de commande du traitement ou de l'analysez d'un échantillon - lorsque celui-ci se trouve au poste fixe de traitement ou d'analyse - sont de réalisation particulièrement simple Un autre but de l'invention est de permettre la'réalisation d'un support pour un appareil du genre susvisé qui puisse servir au stockage d'ennmagasinage d'un ensemble d'échantillons avant leur traitement ou analyse. Un autre but, encore, de l'invention est de fournir un tel support qui soit de réalisation simple et économique et qui puisse être fabriqué en série. Un autre but de l'invention est de fournir un tel support qui puisse être installé aisément et rapidement dans un appareil de traitement20analyse d'échantillons. Un autre but enfin de l'invention est de permettre la réalisation d'un support du genre en question sur lequel les informations relatives à chaque échantillon puissent être inscrites et lues rapidement, en particulier par une installation de traitement automatique de données. Le support, conforme à l'invention, pour un ensemble d'échantillons et qui est destiné à être installé sur un appareil de traitement ou d'analyse desdits échantillons, les échantillons se trouvant tous sur un cercle dont le centre est situé sur un axe dudit support, ce support lorsqu'il est installé dans ledit appareil étant propre à être entraîné périodiquement en rotation selon ledit axe de façon que chaque échantillon puisse se trouver à un poste fixe de traitement ou d'analyse dans ledit appareil, est caractérisé en ce qu'il comporte-un ensemble de récipients pour contenir les échantillons, ces récipients formant une pièce d'un seul tenant avec l'ensemble du support et ce dernier étant réalisé par moulage, de préférence en une matière plastique telle que le polypropylène. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention le support comporte des bras radiaux en nombre égal à celui des récipients, ces récipients étant disposés aux extrémités de ces bras radiaux. Avantageusement, le support comprend une couronne cylindrique dont l'axe est confondu avec celui du support, cette couronne formant également une pièce d'un seul tenant avec le reste du support et étant destinée à supporter les informations relatives à chaque échantillon. Dans un mode de réalisation particulier du support conforme à l'invention les bras radiaux, aux extrémités desquels se trouvent les récipients, présentent une souplesse suffisante pour que ces récipients puissent se déplacer parallèlement à l'axe de rotation du support lorsqu'un effort est exercé sur ces récipients parallèlement à cet axe et, de préférence, dans ce cas, les parois de fond des récipients comportent une ouverture. Avantageusement, les parties supérieure et inférieure de chacun de ces récipients sont, en forme intérieure, évasées vers l'extérieur. L'appareil de traitement ou d'analyse destine à recevoir ladite réalisation particulière de support comprend, conformement à l'invention, des moyens d'injection pour injecter, a un poste fixe, un liquide a l'extremite superieure de chaque récipient du support qui se trouve audit poste fixe et des moyens d'evacuation de ce liquide à la partie inferieure de chaque recipient, ces moyens- d'evacuation se trouvant egalement audit poste fixe. Selon un autre aspect de l'invention qui s'utilise de preférence, mais non exclusivement, avec les dispositions susmentionnées, l'appareil de traitement ou d'analyse d'échantillons, conforme à l'invention, est destiné à recevoir un support solidaire d'un arbre de façon à être entraîné périodiquement en rotation afin que les échantillons se trouvant sur le support soient disposés les uns après les autres audit poste fixe de traitement ou d'analyse, et est caractérise en ce qu'il comporte, d'une part, des moyens moteurs pour entraîner périodiquement ledit arbre, d'autre part, un second arbre parallèle àu premier et entrainé par lesdits moyens moteurs et, d'autre part enfin, des moyens à came solidaires du second arbre pour commander, par un déplacementplrallèle auxdits arbres, le traitement ou l'analyse d'un échantillon à chaque fois qu'un tel échantillon se trouve audit poste fixe. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description du mode de réalisation préféré de l'invention, cette disposition étant faite en se reférant aux dessins ci-annexés sur lesquels - La figure i représente, en coupe verticale, un appareil confor me-à l'invention doté d'un support selon l'invention, - la figure 2 illustre en vue de dessus le support montré sur la figure 1 et, - la figure 3 montre dans une autre position, une partie de I'appa reil représenté sur la figure 1. L'appareil et le support que l'on va décrire en relation avec les figures 1 et 2 sont destinés à faire partie d'un système d'analyse par chromatographie d'échantillons d'acides aminés. On sait que pour effectuer une telle analyse par chromatographie on utilise une colonne (non montrée) contenant une résine échangeuse d'ions. L'échantillon d'acides aminés à analyserest d'abord élué dans un premier solvant ou éluant puis l'échantillon ainsi élué est envoyé dans la colonne. Après cette opérationynenvoie successivement dans ladite colonne des éluants de forces ioniques croissantes. Ce système comporte, en outre, un photomètre (non représenté) qui permet d'analyser les liquides sortant de la colonne de chromatographie. L'-appareil représenté sur la figure 1 comprend, tout d'abord, un support 1 d'échantillons contenant un ensemble de récipients porte-échantillons 3 qui sont répartis à la periphérie de ce support 1 suivant un cercle d'axe 2. Conformément à l'invention lesdits récipients forment une pièce d'un seul tenant avec l'ensemble du support. De plus, ce support est réalisé en polypropylène par moulage. Le polypropylène est particulièrement avantageux dans l'application envisagée étant donné que ce matériau est résistant aux traitements de stérilisation 1. Les récipients 31 32 323 qui se trouvent à la périphérie du support 1 sont disposés à l'extrémité de bras radiaux 41' 42... 423. L'angle au centre d entre deux bras successifs est constant. Toutefois, l'angle au centre entre les bras 423 et 41 n'a pas la valeur , mais la valeur 2 . Dans l'exemple, l'angle i vaut 15 . Comme on le verra ci-après, chacun de ces bras, de référence générale 4, présente une souplesse telle qu'il peut être déformé, au moins parallèlement à l'axe 2, de façon que chaque récipient, de référence génerale 3, puisse être déplacé parallèlement audit axe 2, c'est-à-dire, dans l'exemple, dans la direction verticale. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 1 et 2, le support comporte une partie centrale 5 percée d'une ouverture 6 présentant des irrégularités 7, 7a et 7b (figure 2). Des bras radiaux supplémentaires Si, 82... .823 relient la pièce centrale 25 à une couronne 9 d'axe 2 et qui se prolonge sur une certaine distance vers le haut. Ces bras radiaux supplémentaires, de référence générale 8, comportent chacun des nervures 10 et li (figure i) de renforcement ; en effet, ces bras 8 n'ont pas besoin de présenter la même souplesse que les bras 4. Dans l'exemple, les bras 4 se trouvent dans le prolongement des bras 8 correspondants. La partie centrale 5 du support 1 comprend, sur sa face inferieure, un trou borgne 12 destine à coopérer avec un ergot (non représenté) de l'appareil représenté sur la figure 1. Ce trou borgne 12 - et l'ergot correspondant - permet de positionner le support ou plateau 1 dans l'appareil. En d'autres termes, si on a pris soin, prealablement à la mise enroule de l'appareil, de conferer une position prédeterminée audit ergot, chaque récipient porte-échantillon a également une position bien déterminée au debut du fonctionnement de l'appareil. Le support 1 s'installe de façon extremement simple sur l'appareil representé sur la figure 1 étant donné qu'il suffit de le disposer, par son ouverture 6, au bout d t un arbre 13 dont il sera question ci-après. Enfin, les irrégularités 7, 7a et 7b de ltouverture 6, qui sont des saillies dirigées vers l'intérieur de cette ouverture, permettent, comme le trou borgne 12, de positionner le support l sur l'appareil de traitement ou d'analyse. En effet, ces irrégularités coopèrent avec des cannelures (non montrées) correspondantes de l'arbre 13. Comme representé sur la figure 1, chaque récipient 3 est, dans l'exemple, rempli de petites billes 14 de verre et comprend, dans sa partie inférieure, un orifice 15 de faible diamètre. De façon enso connue, les petites billes 14 ont pour but de retenir par capillarité les échantillons liquides introduits dans les récipients 3. Enfin, en forme intérieure, les parties supérliire et inférieure, respectivement 16 et i7, de chaque récipient 3 sont évasées vers l'extérieur. Pour la partie inférieure 17 cette forme évasée se trouve au-dessous de la paroi refond 15a dans laquelle est pratiquée une ouverture 15. Comme représenté sur la figure 1, ces parties supérieure et inférieure ont, chacune, la forme d'un tronc de cône. On notera d'ores et dejà certains avantages, particulièrement importants, du support que l'on vient de decrire en relation avec les figures 1 et 2. Un premier avantage de ce support réside dans le fait qu'il est réalise d'une seule pièce par moulage ainsi sa fabrication est particulièrement economique et il peut être eventuellement jeté, du fait de son faible prix de revient, après usage. Un second avantage de ce support est que les récipients porte-echantillons forment une pièce d'un seul tenant avec l'ensemble du support et qu'ainsi le temps de préparation du traitement ou de l'analyse est réduit à l'introduction des échantillons liquides dans lesdits récipients ; au contraire, dans les appareils connus jusqu'à ce jour, il faut déposer un par un, les récipients porte-échantillons sur un support ou plateau.Un troisieme avantage dudit support est que les informations relatives à chaque échantillon peuvent être inscrites rapidement et sans risque d'erreur sur la couronne 9 ; ces informations relatives à chaque échantillon peuvent être, par exemple, la date de prise de celui-ci, l'identité d'un malade, la nature dudit échantillon. Les informations portées par la couronne 9, au niveau de chaque récipient 3, peuvent être inscrites de diverses manières.Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, ces informations sont constituées par des perforations de façon que l'appareil conforme à l'invention puisse être commandé par un appareil de traitement numérique de données ; bien entendu, dans ce cas, il sera nécessake de prévoir un ensemble de sources et de cellules photoélectriques pour pouvoir détecter lesdites informations ayant la forme de perforations. I1 est à noter enfin que de telles informations constituées par des perforations peuvent être difficilement effacées. On va maintenant décrire en relation avec la figure 1, les moyens d'entrainement du support 1 ainsi que les moyens d'injection et d'évacuation qui permettent de raccorder chaque récipient 3 se trouvant à un poste fixe, d'une part à une pompe d'injection d'éluant et, d'autre part à la colonne de chromatographie (non représentée). Les mouvements de ces divers éléments sont commandés par un même moteur électrique 20 d'arbre 21 vertical entrainant une roue dentée 22. La roue dentée 22 engrène avec un autre engrenage 23 qui entraine un arbre 24. Au-dessus de l'engrenage 23 est disposée une autre roue dentée 25 solidaire de l'arbre 24 et donc entraînée par ce dernier. La roue 25 entraîne un engrenage 26 fixé à l'arbre 13. Dans l'exemple les arbres 13 et 24 sont supportés par deux plaques ou armatures parallèles et horizontales 27 et 28. ffs diamètres des divers engrenages 23, 25 et 26 sont tels que, lorsque l'arbre 24 effectue un tour complet l'arbre 13 n'effectue qu'une rotation de 15 (1/24 ème de tour). La partie inférieure de la roue dentée 26 comporte un ensemble de logements ou retraits 29 en nombre égal à celui des logements du support 1 ; ces-retraits 29 sont disposés sur la péri phérie inférieure de la roue 26, dans une disposition angulaire analogue à celle des récipients porte-échantillons à la périphérie du support 1. Ces logements ou retraits 29 sont destinés à coopérer avec une bille 30 poussée vers le haut par un ressort 31 solidaire de l'armature 27. Une telle disposition permet due conférer des positions angulaires déterminées à l'arbre 13 et donc au support 1. De cette manière lorsque la bille 30 est introduite dans un logement 29 un récipient porte-échantillons se trouve dans une position bien déterminée pour coopérer avec les moyens d'injection et d'évacuation qui seront décrits ci-après. L'arbre 24 entraîne également uneplaque ou pièce 32 disposée entre la roue 25 et la face inférieure de l'armature 28. Cette plaque 32 comporte une première face supérieure 32a qui occupe une fraction de la périphérie de la partie supérieure de ladite pièce 32 ; cette pièce comprend également une seconde face supérieure 32b qui occupe la fraction restante de la partie supérieure de ladite plaque 32. La seconde face 32-b se trouve audessus de la première face 32a. En d'autres termes la face 32b est en saillie vers le haut par rapport à la face 32a. Comme on le verra ci-après cette plaque ou pièce 32 joue le rôle d'une came. L'appareil représenté sur figure 1 comprend, en outre, un organe d'évacuation 33 qui est solidaire de l'armature 28. L'ex- trémité supérieure 33a de cet organe a, en forme extérieure, les mêmes dimensions et la même forme troncônique que la partie (intérieure) inférieure 17 des récipients 3 porte-échantillons. La partie inférieure de cet organe est formée par une saillie 34 qui repose sur la face 32a ou la face 32b de la pièce 32. Ledit organe 33, solidaire de l'armature 28, peut se déplacer verticalement, c'est-à-dire parallèlement à l'axe 2, tout en étant normalement repoussé contre la face 32a ou la face 32b grâce à un ressort 35 également solidaire de l'armature 28. Cet organe 33 est normalement raccordé à une canalisation d'évacuation (non montrée) vers la colonne de chromatographie (non représentée) grâce à une ouverture latérale 36. Bien entendu, l'extrémité troncônique 33a dudit organe et l'ouverture 36 sont raccordées l'une à l'autre par des canalisations intérieures 37. Au-dessus de l'armature 28 est disposée une autre armature ou plaque horizontale 38 qui supporte un organe d'introduction 39 de position fixe. L'extrémité inférieure 39a de cet organe 39 a, en forme extérieure, les mêmes dimensions et la même forme tron cônique que l'extrémité intérieure 16 de chaque récipient porteéchantillons. L'organe 39 est destiné à introduire les éluants avec les récipients porte-échantillons. A cet effet, cet organe 39 est raccordé, par une ouverture supérieure 40, à une canalisation (non représentée) reliée à une pompe (non représentée) de distribution des éluants. A la différence de l'organe d'évacuation 33, l'organe d'introduction 39 a une position fixe par rapport à l'armature supérieure 38. Le matériau constitutif des organes 33 et 39 est de préférence unernière plastique --connue sous la dénomination Kel-F. De toute façon ce matériau devra être choisi de manière telle que, lorsque les extrémités 33a et 39a sont appliquées contre les parties évasées, respectivement 17et i 16, il ne se produise aucune- fuite, même si la pression du liquide fournie par la pompe d'injection est relativement élevée. Dans l'exemple le plateau et les organes 33 et 39 sont réalisés de façon telle qu'ils peuvent supporter des pressions pouvant atteindre 70 atmosphères. On va maintenant décrire en relation avec les figures 1 et 3 le fonctionnement' de l'appareil et du support conformes à l'invention. La première opération consiste à remplir les divers récipients d'un plateau ou support 1 par les échantillons que l'on désire analyser par chromatographie. A chaque fois qu'on remplit un tel récipient les informations relatives à l'échantillon introduit dans ce récipient sont inscrites sur la couronne 9. Après que tous les récipients du plateau 1 aient été remplis par des échantillons, on dispose ledit plateau dans appareil représenté sur la figure 1 en enfilant simplement ltouverture 6 en bout de l'arbre 13. L'opération suivante consiste à mettre en route l'appareil d'analyse par chromatographie. A cet effet, le moteur 20 est mis sous tension périodiquement, de façon à faire tourner l'arbre 21 d'un "pas". Un pas de l'arbre 21 correspond à un tour de l'arbre 24 et, donc, à 1/24ème de tour de l'arbre 13. La commande du moteur 20 est agencée de façon telle que l'arrêt de celui-ci corresponde au positionnement précis d'un récipient 3 au poste fixe contenant les organes d'introduction 39 et d'évacuation 33. Dans cette position, représentée sur la figure 3, le récipient 3 se trouve disposé de telle manière que son ouverture supérieure 16 se trouve plaquée contre l'extrémité inférieure 39a de l'organe 39 et que son ouverture inférieure se trouve plaquée contre l'ex trémité supérieure 33a de l'organe 33.Dans cette position, la saillie 34 repose sur la face 32b de la plaque 32 et la bille 30 se trouve dans un logement 29. Lorsque le plateau 1 est ainsi immobilisé, les organes 39 et 33 étant appliqués respectivement contre les extrémités supérieure 16 et inferieure 17 d'un récipient 3, la pompe d'injection (non montrée) est mise en route afin d'injecter par l'ouverture 40 de l'organe 39 un premier éluant qui, en passant dans le récipient 3 entrainera l'échantillon d'acides aminés contenu dans ce récipient vers la colonne de chromatographie. Après cette première opération d'injection on fait passer, toujours grâce à ladite pompe d'injection successivement les cinq autres éluants à travers le récipient 3 vidé de l t échan- tillon et vers la colonne de chromatographie en passant par l'organe d'évacuation 33. Après ces diverses opérations relatives à un échantillon l'arbre 21 est tourné automatiquement d'un pas de façon que les mêmes opérations soient effectuées sur l'échantillon contenu dans le récipient immédiatement suivant. La commande de l'avance d'un pas est réalisée grace à un dispositif de traitement de données (non représenté).Après que l'échantillon contenu dans le dernier récipient 323 (figure 2) ait, ainsi, eté analysé le plateau 1 est encore tourne et s'arrête automatiquement. La-détection de la fin de l'analyse relative à tous les échantillons contenus dans le support 1 es-t effectuee grâce à l'absence d'un bras ..424lt entre les bras radiaux 423 et 41 Le plateau 1 doit alors être enlevé de 1 t appareil. Etant donné que ce plateau est réalisé en grande série, par moulage, il est d'un faible prix de revient et il peut donc être jeté après usage. Il est à noter que l'angle de valeur 2 ventre les bras 41 et 423 permet de mettre en place le plateau 1 sur 1 t appareil. L'appareil et le plateau que l'on vient de décrire, en relation avec les figures 2 et 3, peut se prêter à de nombreuses va riantesde réalisation sans que l'on sorte, pour celà, du cadre de l'invention. Parmi les variantes relatives au plateau, il convient, tout d'abord, de mentionner quril n'est pas indispensable que chaque récipient 3 dispose d'une ouverture 15 dans sa paroi inférieure isba. Un tel plateau ne sera pas, bien entendu, utilisable avec un appareil du genre de celui représente sur la figure 1, avec des organes d'introduction 39 et d'évacuation 33, étant donné que, dans ce cas, les solvants ou éluants ne pourront pas être passés à travers chaque récipient ; il conviendra alors de prélever les échantillons à l'aide d'une seringue ou d'un autre moyen de prélèvement.On remarquera ici qu'il n'est pas indispensable que les éluants, à l'exception du premier, passent à travers le récipient; en effet, dans une variante (non montrée), ceux-ci passent, à travers une canalisation séparée, directement depuis la pompe d'injection jusqu'à la colonne de chromatographie. En d'autres termes, dans cette variante, chaque récipient du support ne réalise la connexion entre la pompe et la colonne que pour le premier éluant. Dans une autre variante, également non représentée, et qui concerne le cas où le plateau comprend une ouverture 15 de sa paroi inférieure 15a, ce n'est pas l'organe 33 qui est mobile mais c'est, au contraire, l'qrgane supérieur 39. Dans ce cas, l'organe 39 comporte une saillie (du genre de la saillie 34) dans sa partie supérieure et la plaque 32 est disposée au-dessus de ladite saillie supérieure de l'organe d'introduction, les faces 32a et 32b étant alors les faces inférieures de cette plaque. Outre les avantages du support et de l'appareil qui ont déjà été mentionnés en relation avec la description des figures i et 2, on notera que la commande de la rotation du plateau i et de la mise en communication du récipient 3 avec les organes d'introduction et d'évacuation, à l'aide d'un moteur unique 20 est de réalisation particulièrement simple. Bien qu'on n'ait décrit que l'application, de l'appareil et du support, conformes à l'invention, à l'analyse d'acides aminés par chromatographie, ledit appareil et ledit support pourront être utilisés à chaque fois qu'un ensemble d'échantillons doit être traité ou analysé selon des opérations déterminées, effectuées à chaque fois qu'un récipient porte-échantillons se trouve a,un poste fixe. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Support pour ensemble d'échantillons destiné à un appareil de traitement ou d'analyse desdits échantillons, ce support, lorsqu'il est installé dans ledit appareil, étant propre à être entraîné périodiquement en rotation, les échantillons se trouvant tous, normalement, sur un cercle dont le centre est situé sur l'axe de rotation dudit support, caracterisé en ce qu'il comporte un ensemble de récipients pour contenir les échantillons, ces récipients formant une pièce d'-un seul tenant avec le reste du support et ledit support étant réalise par moulage. 2. Support selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une pièce ou armature centrale percée d'une ouverture centrée sur ledit axe. 3. Support selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ces qui comporte des bras radiaux en nombre égal à celui desdits récipients, ces récipients étant disposés aux extrémités des bras radiaux. 4. Support selon la revendication 3, caractérisé en ce que la paroi de fond de chaque récipient comporte une ouverture. 5. Support selon les revendicgtions 3 et 4, taracterise en- ce que le matériau constituant ledit support et la forme et les dimensions desdits bras radiaux sont telles que ces bras présentent une souplesse suffisante pour que les récipients puissent se déplacer paallèlement audit axe de rotation lorsqu'un effort est exercé sur ces récipients parallèlement à cet axe de rotation. 6. Support selon la revendication 4, caradterisé en ce que, en forme intérieure, la partie supérieure de chaque récipient est évasée vers l'extérieur et en ce que la partie inférieure de chaque récipient, au-dessous de chaque paroi de fond est évasée vers l'extérieur. 7. Support selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu il comprend une couronne solidaire du reste du support et destinée à présenter des informations codées associées à chaque récipient et relatives aux échantillons contenus dans ces récipients. 8. Support selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite couronne a une forme cylindrique et qu'elle forme une pièce d'un seul tenant avec le reste du support, lesdites informations codées se présentant sous la forme de perforations de cette couronne cylindrique. 9. Support selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que l'angle au centre entre les positions de deux récipients successifs a une valeur constante à l'exception de l'angle au centre entre deux récipients voisins déterminés, ce dernier angle étant supérieur audit angle de valeur constante. 10. Support selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau constitutif dudit support est le polypropylène.