Brevet FR2348269A1 — publié le 19771110

L'invention est relative à des récipients du type de ceux utilisés pour les analyses chimiques ou biologiques, et notamment pour contenir les milieux d'essai pour l'identification des micro-organismes. Dans la pratique, en particulier dans les laboratoires medi- caux, le nombre important d'analyses à effectuer, et principalement d'analyses de routine, impose la systématisation des opérations. Qn a ainsi proposé des ensembles contenant des séries de milieux permettant d'aboutir à ltidentification de micro-organismes par la mise en évidence de leurs caractéristiques de croissance sur ces différents milieux. Il en est résulté une première simplification des opérations effectuées. Néanmoins, les récipients actuellement utilisés pour réaliser ces opérations d'analyse sont souvent mal adaptés à un travail répétitif rapide et présentant un minimum de risques d'erreurs, en particulier les risques de contamination lorsque l'analyse effectuée met en jea des micro-organismes. L'invention a pour but de fournir des récipients pour les analyses, et notamment pour les analyses biochimiques, qui soient d'une utilisation à la fois simple et store. A cette fin, l'invention se propose de fournir un récipient qui permette de limiter le nombre des manipulations de réactifs ou de milieux, et dont la mise en oeuvre ne demande qu'un minimum d'opérations très simples. L'invention se propose également de fournir des dispositifs se prêtant bien à la systématisation, voire même à l'automatisation des analyses. les récipients du type de ceux utilisés pour les essais ou analyses biologiques ou chimiques, selon l'invention, comprennent au moins un premier et un second compartiments superposés, séparés par une membrane mince fracturable, dont la rupture, au moment de l'utilisation du récipient, permet la mise en communication des deux compartiments, et, par suite, le contact de leurs contenus respectifs, le premier compartiment contenant une composition réactive ou un milieu de culture, et le second compartiment contenant au moins un élément solide mobile servant de support et de véhicule à une ou plusieurs substances qui sont introduites dans le premier compartiment au moment de l'utilisation, le second comparti ment- étant lui-même isolé de l'eitérieur par une membrane mince fracturable. Dans la suite de la description, on se référera à des récipients comportant deux compartiments. En pratique, ce cas est en effet le plus usuel. Il n'en reste pas moins que les caractéristiques exposées pour des récipients à deux compartiments peuvent s'appliquer sans difficulté lorsque leur nombre est supérieur à deux. La forme exacte des récipients, leurs dimensions ou les matériaux dont ils sont formés sont principalement fonction de l'usage auquel on les destine. Ils peuvent donc varier sans pour autant qu'on sorte du cadre de la présente invention. Une forme générale avantageuse, parce qu'elle répond bien aux exigences pratiques, est celle d'un tube à essais, ou encore d'une cuve telle que celles que l'on utilise pour les mesures photométriques. Ces formes et ces dimensions permettent de développer les réactions dans un volume facile à manipuler. En outre, sous cette forme générale, les récipients selon l'invention se prêtent aisément à l'observation ou à la mesure des réactions mises en oeuvre par les techniques habituellement utilisées dans ce domaine. Néanmoins, d'autres formes ou d'autres dimensions peuvent être utilisées. Le choix des matériaux pour constituer ces récipients dépend de plusieurs facteurs. Il faut nécessairement que le ou les matériaux soient parfaitement inertes vis-à-vis des milieux ou des réactifs qu'ils contiennent, ou encore de ceux qui se développent au cours de leur utilisation. Pour les études dans lesquelles des micro-organismes sont mis en jeu, il faut encore que ces matériaux puissent être stérilisés sans difficulté. En outre, dans la mesure où les analyses effectuées nécessitent une observation ou une mesure optique, les matériaux utilisés doivent être transparents.Le verre, ou mieux certains matériaux plastiques comme le polystyrène, ou des matériaux synthétiques, polyester, polyalkylène, ou polyami- de, tels que ceux respectivement commercialisés sous les noms "macrolon", "TPX", trogamide, conviennent bien pour la réalisation de ces récipients. Les matériaux plastiques transparents sont particulièrement préférés. Ils offrent une bonne inertie chimique vis-à-vis d'une grande variété de milieux et de réactifs. Ils se travaillent facilement et, notamment dans le cadre de la présente invention, la fixation des membranes minces s'obtient sans diffi culté par des techniques habituelles de soudage ou de collage. Les membranes minces qui séparent les compartiments entre eux, ou qui ferment les récipients selon l'invention, doivent nécessairement pouvoir être rompues sans effort important de la part de l'utilisateur. Elles seront suffisamment résistantes pour ne pas se rompre pendant leur transport, sous 11 effet du poids des réactifs des milieux ou des éléments supports contenus dans le récipient. Ces membranes doivent encore être imperméables aux réactifs contenus dans le récipient. En pratique, on utilise avantageusement des feuilles métalliques ou en matériau polymère, de quelques centièmes de millimètres d'épaisseur. le ou les éléments solides mobiles contenus dans le second compartiment peuvent présenter une forme quelconque. On choisit, de préférence, des formes arrondies, billes, granules ou disques, pour qu'ils ne risquent pas d'endommager les membranes minces0 Leurs dimensions doivent leur permettre de passer sans difficulté dans le premier compartiment lorsque, au moment de l'utilisation, la paroi de séparation est rompue. Pour ces éléments, on utilise des matériaux inertes, de préférence plus denses que les réactifs ou les milieux de cultures contenus dans le premier compartiment, et poreux afin qu'ils puissent retenir la ou les substances dont ils constituent, au moins en partie, le support. On utilise avantageusement des billes de céramique, de verre ou de matériaux plastiques. les réactifs ou milieux contenus dans le premier compartiment du récipient peuvent entre de natures ou sous des formes très variées, notamment de liquides, ou liquides visqueux. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention utile pour les analyses bio- logiques, le premier compartiment contient un milieu de culture pour des micro-organismes. Les récipients selon l'invention présentent en particulier l'avantage de pouvoir contenir des milieux liquides, chaque compartiment étant fermé de façon étanche. Dans un mode particulièrement préféré de réalisation de l'invention, le premier compartiment contient un milieu de culture du type de ceux que l'on qualifie de ''visqueuxtl, et qui ont fait l'ob- jet de la demande de brevet français nO 75 23851 dépave le 30 juillet 1975. Ces milieux présentent la particularité de permettre la culture simultanée des micro-organismes à croissance aérobie stricte, anaérobie stricte, ou mixte aérobie-anaérobie. Suivant leur type, les micro-organismes se développent respectivement soit à la surface de ces milieux, à une certaine distance de la surface, ou dans ltensemble du milieu, ce qui permet de les caractériser. Le rôle de l'élément solide mobile contenu dans le second compartiment est, comme il a été dit, de servir de support et de véhicule pour introduire une ou plusieurs substances dans le premier compartiment. En effet, en fixant sur un support certains réactifs qui doivent être introduits au moment de l'utilisation, et qui n'interviennent qu'en faible quantité, on rend l'opération plus facile et plus strie. Ces réactifs sont notamment sous forme de substances adsorbées et séchées, obtenues à partir de liquides visqueux. Pour faire passer ces substances du second compartiment, où elles sont conservées, au premier compartiment, où elles sont mélangées aux autres constituants du milieu de culture ou du milieu réactionnel, il suffit de rompre la membrane séparant les deux compartiments.La chute du support entraine nécessairement celle du produit dont il est enduit. Cette disposition est particulièrement utile lorsque la substance à introduire est à l'état sec et sous un très faible volume. C'est le cas notamment de certains agents utilisés pour les analyses- d'identification de micro-organismes, par exemple les enzymes ou certains antibiotiques. De même, par l'intermédiaire de cet élément support, on peut introduire dans le milieu réactionnel les échantillons à analyser sans que l'instrument portant la prise d'essai, une pipette par exemple ou un manche d'ensemencement, entre en contact avec ledit milieu réactionnel. Ainsi, lorsque pour une étude particulière, par exemple pour un antibiogramme, on introduit successivement des prises d'essais identiques dans une série dé milieux différents, ceci peut être réalisé sans changer ni nettoyer l'instrument portant la prise d'essai, et sans risque d'entratner un peu d'un milieu dans un autre, et donc sans risque de fausser le résultat de l'analyse. Dans le cas des tubes contenant un milieu de culture "visqueux", l'utilisation de cet élément solide, une bille par exemple, est particulièrement avantageuse. En effet, en déposant la prise d'essai sur la bille, puis en faisant tomber celle-ci dans le milieu de culture, l'ensemencement a lieu tout au long de la chute de la bille jusqu'au fond du tube. Si, par contre, on n'utilise pas cette bille et que l'on dépose l'échantillon à analyser à la surface, il faut attendre la sédimentation des micro-organismes sous effet de leur propre poids, ce qui peut être très long, pour que l'ensemencement soit complet. L'élément solide mobile est également utile pour homogénéiser le mélange réactionnel. En agitant lé récipient, l'élément se déplace dans le milieu réactionnel en effectuant ainsi une agitation interne qui facilite le mélange des constituants. Grâce aux caractéristiques qui viennent autre indiquées, on dispose de récipients pour des analyses chimiques ou biologiques qui peuvent contenir des milieux ou des réactifs isolés du milieu extérieur jusqu'au moment de ltutilisation et qui sont contenus dans le récipient même dans lequel ils sont utilisés, évitant ainsi toute opération de transvasement. En outre, ces récipients peuvent renfermer différents réactifs ou milieux dont la conservation exige qu'ils soient séparés jusqu'au moment de l'utilisation. Les milieux et réactifs ainsi contenus sont encore avantageusement prédosés au moment de la fabrication des récipients, compte tenu des proportions désirées pour la réaction, ou, dtune façon plus générale, pour les conditions d'utilisation ultérieures de ces réactifs.On limite ainsi au maximum les opérations effectuées par l'utilisateur inexpérimenté, et les risques d'erreurs qui peuvent résulter de ces opérations. On réduit aussi le temps consacré à chaque analyse. Suivant un mode particulier de réalisation de l'invention, le récipient est constitué par un assemblage d'au moins deux éléments séparables, chacun des éléments constituant un compartiment du récipient. L'élément constituant le premier compartiment comporte alors une seule ouverture fermée, avant usage, par une membrane mince fracturable. L'élément constituant le second compartiment comporte deux ouvertures également fermées par des membranes. Les deux éléments présentent, en outre, des moyens d'assemblage disposés de telle façon que, une fois assemblés pour former le récipient, l'ouverture du premier compartiment vienne en regard d'une ouverture du second compartiment. Pour des raisons de commodité, un assemblage par simple emboitement à friction des éléments les uns dans les autres est préféré, mais on peut prévoir d'autres dispositions, comme par exemple la fixation par vissage d'un élément sur l'autre. Lorsquton forme le récipient de la façon qui vient d'être dite, les compartiments séparés doivent répondre aux conditions qui sont exigées du récipient complet. En particulier, les ouvertures par lesquelles ces compartiments communiqueront, lors de l'utili- sation, avec les autres compartiments du récipient ne sont ferme que par des membranes minces fracturables. Cette disposition, qui consiste à composer le récipient à partir des compartiments séparés, permet une plus grande souplesse d'utilisation, et multiplie les combinaisons possibles à partir d'un nombre restreint ltéldnenS de base, les récipients selon l'invention sont en outre avantageusement pourvus de moyens permettant de former des ensembles comprenant chacun une série de récipients juxtaposés.Cette disposition, comme il a été indiqué plus haut, permet notamment de regrouper dans un seul dispositif les différentes réactions conduisant à l'identification de micro-organismes suivant des schémas bien connus Pour la réalisation de ces séries, on peut utiliser les moyens les plus variés. Par exemple, les récipients. comportent des moyens d'assemblage mutuels du type tenon-mortaise, prévus sur le corps du récipient. On peut aussi prévoir de fixer les récipients les uns aux autres en les mettant en contact par des surfaces rendues adhési ves, ou encore en utilisant un ruban adhésif ; mais tout autre moyen permettant d'obtenir un assemblage stable peut etre utilisé. D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la suite de la description et des dessins annexés dans lesquels - la fig. 1 est une vue schématique en perspective, face avant enlevée, d'un récipient selon l'invention - la fig. 2 est une vue en perspective, face avant enlevée, d'un récipient selon l'invention - la fig. 3 est une coupe-perspective d'un autre mode de réalisation de l'invention - la fig. 4 est une vue en perspective, face avant enlevée, d'un récipient selon l'invention comprenant deux pièces séparées - la fig. 5 est une vue en perspective d'un dispositif présentant des moyens d'assemblage - la fig. 6 est une vue partielle en coupe au niveau des moyens d'assemblage de la fig. 5 - la fig. 7 est une vue en perspective du récipient avec une variante des moyens d'assemblage - la fig. 8 est une coupe d'une partie du récipient de la fig. 7 - la fig. 9 est une vue en perspective d'une série de récipients selon l'invention. Dans ces dessins, on n'a pas représenté les milieux ou réac- tifs contenus dans les récipients0 Sur le schéma de la fig, 1, on distingue une cuve 1, comprenant deux compartiments 2 et 3 séparés par une paroi 4. Le compartiment supérieur est fermé par une paroi mince 5, et un élément solide mobile représenté par une bille 12. la disposition de la paroi 4, dans le tube, est illustrée notamment à la fig. 2. Un épaulement, à l'intérieur du tube, permet la fixation de la paroi de façon simple, par soudage ou collage par exemple. A la fig. 4, les deux compartiments composant le récipient sont représentés disjoints. leur assemblage est obtenu par embofte- ment, le rebord supérieur du compartiment t venant en butée sur ltépaulement 6 du compartiment 1'. On remarque, pour ce dernier, la présence de deux parois minces fracturables, 4' et 5, délimitant un volume fermé, tandis que le compartiment inférieur est lui-meme fermé par une paroi mince fracturable 4. les récipients représentés aux fig. 5 et 6 illustrent plus particulièrement un mode de fixation des récipients les uns aux au tres. Sur ces récipients, les quatre faces de la partie supérieure portent alternativement des "pions" mgle 7 et femelle 8. L'assemblage de deux ou plusieurs tubes est réalisé, dans ce cas, par emboitement. Aux fig. 7 et 8, on a représenté d'autres moyens de fixation, constitués par une rainure 9 entourant la partie supérieure du récipient, et destinée à recevoir une tige ou un fil semi-rigide, non représenté. La tige ou le fil sont introduits par pression dans la rainure 9, et s'y trouvent maintenus par les petites saillies 10. les séries de tubes sont obtenues, dans ce cas, par juxtaposi tion-de ceux-ci sur une même tige (ou sur deux tiges disposées de part et d'autre de la série de tubes). Lorsque les tubes ont, dans leur partie supérieure, une section plus grande, comme c'est le cas pour ceux qui sont représentés aux fig. 2, 3, 4, 5, 7 et 9, ils peuvent entre disposés sur des portoirs constitués par deux barres, de la façon représentée à la fig. 9 (barres 11). le mode d'utilisation des récipients selon 11 invention est des plus simples. Après avoir éventuellement composé les tubes à partir des compartiments distincts, ou regroupé plusieurs tubes en une série, on rompt la membrane fermant le second compartiment, puis la membrane séparant les deux compartiments. Cette opération peut être faite éventuellement à l'aide de l'instrument portant l'échantillon à analyser. Avantageusement, l'échantillon peut titre déposé sur l'élément solide mobile avant de rompre la membrane s6- parant les deux compartiments. les opérations ultérieures, incubation, mesure, sont effeckees suivant les méthodes connues. Dans la suite de la description sont donnés quelques exemples d'application des dispositifs selon l'invention. 10) Tube pour l'identification de micro-organismes On utilise des tubes tels que ceux représentés à la fig. 2. le compartiment inférieur est rempli d'un milieu de culture visqueux, contenant de la peptone de viande et obtenu par dissolution de gélose à raison de 1,4 g/l. Ce milieu est déposé dans des conditions stériles, et maultenu à l'abri des contaminations par la membrane scellée séparant les deux compartiments. Le compartiment supérieur contient un antibiotique séché sur un support poreux, par exemple une bille de céramique. Le second compartiment est également fermé par une membrane mincescellée, étanche à l'air et à lthumidité. L'antibiotique, sensible à lthumidité, se trouve ainsi-préservé de façon durable, et le milieu réactionnel conserve toutes ses propriétés jusqu'au moment de son utilisation. Au moment de celleci, on fracture les deux membranes simultanément. La bille portant l'antibiotique tombe dans le milieu de culture contenant la peptone. On agite pour homogénéiser le milieu. On ajoute la prise d'essai avec une pipette ou au moyen d'une autre bille imbibée de cette prise d'esssai. Le tube est ensuite incubé et analysé dans des conditions traditionnelles. Les milieux de culture et les produits qui leur sont ajoutés (dans le cas présent, des antibiotiques) peuvent faire partie de séries connues servant à des analyses systématiques (antibiogramme} Dans ce cas, il est commode de rassembler, dans une même présentation, les différents tubes constituant la série déterminée. Comme on l'a indiqué plus haut, dans ces conditions, la formation ordonnée de ces séries peut être obtenue par accolage ou fixation des tubes les uns aux autres. Des tubes pour le développement des micro-organismes, afin de les identifier, peuvent de façon analogue être réalisés en jouant sur les exigences nutritionnelles spécifiques de ces micro-organismes. Dans ce cas, on isolera des milieux minimums de culture, disposés dans le compartiment inférieur, les constituants sources de carbone et d'énergie. Ces derniers, comprenant par exemple des glucides ou des acides organiques, sont maintenus à l'état sec dans le compartiment supérieur. Cette séparation des constituants du milieu de culture permet une conservation non limitée. Le milieu est, comme précédemment, complété juste avant l'ensemencement, en rompant la paroi séparant les deux compartiments et en agitant. 20) Tube Pour analyse du taux d'urée dans le sang Un tube, analogue à ceux décrits dans l'exemple précédent, contient, dans le compartiment inférieur, une solution tampon et un indicateur coloré de pH. Dans le compartiment supérieur se trouve placée, sur un support (une bille poreuse), de l'uréase à l'état sec qui peut ainsi être conservée sans altération. Au moment de l'utilisation, on fait passer l'enzyme dans le compartiment inférieur, et l'on ajoute une quantité connue du sang ou du sérum à analyser. Sous l'effet de l'uréase, l'urée sérique est hydrolysée avec formation d'ammoniaque, dont la quantité est fonction du taux d'urée dans l'échantillon analysé. La mesure peut entre effectuée, de façon connue, par détermination de la variation de coloration, à l'aide d'un photomètre. On dispose ainsi, grâce à l'invention, de récipients particulièrement utiles pour l'étude des micro-organismes. Parmi les nom breux avantages conférés par ces récipients, il convient d'insister sur ceux qui sont liés à l'usage des milieux de culture visqueux. En effet, dans l'art antérieur dont il a été question plus haut, les milieux 11visqueux" sont définis comme présentant une viscosité suffisante pour que des micro-organismes aérobies stricts même mobiles, ne puissent se développer quten surface ou à proximité de celle-ci, cette viscosité n'excédant cependant pas celle qui entratnerait une diminution de fluidité trop importante, empêchant la sédimentation de micro-organismes dans ce milieu, sous l'effet de la pesanteur. Autrement dit, la viscosité est limitée dans sa valeur supérieure par l'effet de sédimentation des micro-organismes déposés en surface et qui doivent pour se développer - c'est le cas de ceux qui sont anaérobies - s'éloigner de la surface du milieu de culture. En disposant la prise d'essai contenant les micro-organismes sur une bille ou tout autre élément support suffisamment dense, la pénétration du milieu peut être obtenue avec des milieux dont la viscosité est nettement plus élevée que celle qui permet aux micro-organismes de sédimenter sous l'effet de leur propre poids. Dans la pratique, il suffit donc de disposer d'une combinaison d'un milieu de culture "visqueux" et d'une bille de densité telle quelle puisse traverser le milieu sous l'effet de son propre poids pour réaliser un ensemencement complet.Le domaine de viscosité des milieux de culture utilisable s'an trouve donc considérablement accru. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullenent à cela de ses modes d'application, non plus qutà ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes ; en particulier, celles dans lesquelles l'introduction dans un milieu d'une ou plusieurs substances par l'intermédiaire des éléments solides susdits, notamment billes, et plus particulièrement celles dans lesquelles l'ensemencement de milieux tels que définis ci-dessus avec des micro-organismes, par l'intermédiaire de ces mêmes éléments solides, ou billes, s'efSectuent dans des récipients d'essais ayant une structure auelconq-ae. REVENDI CATI ONS 1 - Récipient d'essai pour analyse chimique ou biologique, comprenant au moins un premier et un second compartiment superposés, séparés par une membrane mince fracturable, dont la rupture, lors de l'utilisation, permet la mise en communication des deux compartiments, ledit premier compartiment contenant une composition servant de réactif chimique ou de milieu de culture, et ledit second compartiment contenant au moins un élément solide mobile servant de support et de véhicule pour une ou plusieurs substances à introduire dans le premier compartiment au moment de l'utilisation, ledit second compartiment étant lui-même isolé de ltextérieur par au moins une membrane mince fracturable. 2 - Récipient selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier compartiment contient un milieu de culture pour des micro-organismes à l'état liquide, visqueux ou sec. 3 - Récipient selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément solide mobile sert de support à une substance dont la conservation exige quelle soit préservée, jusqu'au moment de l'utilisation, du contact avec les autres constituants de la composition contenue dans le premier compartiment. 4 - Récipient selon la revendication 3, caractérisé en ce que la substance est un antibiotique ou un enzyme à 11 état sec ou adsorbé sur un support constitué par une bille0 5 - Récipient selon l'une quelconque des revendications pré cédentes, caractérisé en ce que l'élément solide mobile est constitué par une bille de matériau inerte poreux. 6 - Récipient selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément solide mobile est constitué d'une bille de verre poreux, de céramique, de matière plastique, ou de tout autre matériau à la fois inerte et plus dense que le milieu de culture contenu dans le premier compartiment. 7 - Récipient selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est formé par l'assemblage d'éléments séparés correspondant chacun à un compartiment, chaque élément étant pourvu de moyens permettant l'assemblage desdits compartiments pour former le récipient. 8 - Récipient selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est pourvu de moyens permettant de l'assembler à un ou plusieurs récipients semblables, de façon à former des séries. 9 - Procédé d'identification de micro-organismes, caractérisé en ce que l'on utilise un récipient comprenant, dans un premier compartiment, un milieu de culture, dans un second compartiment séparé du premier de façon étanche par une membrane, un élément solide portant un antibiotique séché, le récipient étant lui-même fermé par une membrane, que l'on rompt lesdites membranes au moment de l'utilisation de sorte que l'élément solide tombe dans le milieu de culture et que l'antibiotique se dissolve dans celui-ci, et que l'on ajoute au mélange ainsi formé la prise d'essai éventllellement disposée sur un support constitué par une bille. 10 - Procédé d'identification de micro-organismes, caractérisé en ce que l'on utilise un récipient comprenant, dans un premier compartiment, un milieu de culture de type visqueux, dans un second compartiment séparé du premier par une membrane, une bille poreuse, le récipient étant lui-même fermé par une membrane, que, au moment de l'utilisation, on rompt la membrane fermant le récipient, qu'on dépose la prise d'essai sur la bille, puis qu'on rompt la membrane séparant les deux compartiments pour faire tomber la bille dans le milieu de culture, celui-ci étant ainsi ensemencé tout au long de la chute de la bille. 11 - Procédé d'ensemencement par des micro-organismes de milieux de cultures, caractérisé en ce que la prise échantillon contenant ces micro-organismes est déposée sur une bille ou un support solide mobile dont la densité est supérieure à celle du milieu à ensemencer, et que l'on fait tomber cette bille ou support dans le milieu, lesmicro-organismes entraînés se déposant dans le milieu tout au long de la chute. 12 - Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le milieu de culture est suffisamment visqueux pour que les micro-organismes aérobies stricts, même mobiles, ne puissent se développer qu'en surface ou à proximité de celle-ci, cette viscosité n'excédant cependant pas celle pour laquelle la bille ou le support solide ne pourrait plus traverser ce milieu sous l'effet de son propre poids.