Brevet FR2422954A1 — publié le 19791109

L'invention concerne des accessoires d'analyse, en particulier ceux qui comprennent des moyens permettant de supporter des produits chimiques separés ou des mélanges de produits chimiques, ainsi que des procédés et appareils pour la fabrication de ces accessoires. L'invention concerne aussi des appareils et méthodes dans lesquels on peut utiliser de tels accesoires. En laboratoire et en diagnostic, spécialement dans les laboratoires pathologiques, il se produit fréquemment des situations ou un technicien ou un diagnosticien a besoin de quantités définies de réactifs analytiques formés d'un seul agent chimique ou d'un mélange d'agents-chimiques ou de réactifs biologiques de diagnostic tels que des sérums ou des anticorps, sous une forme facile à utiliser et à accéder.Pour les préparer, le technicien ou le cher cheur doit préparer la composition voulue et distribuer avec pre- cision la quantité voulue du réactif obtenu, de façon manuelle ou semi-automatique, habituellement en phase liquide, dans des récipients appropriés L'invention a pour objet un accessoire d'analyse qui comprend un support absorbant dont certaines zônes reçoivent une composition chimique appliquée de manière à définir sur le support une ou plusieurs zône prédéterminées ou zônes de deuxième sorte, chacune de ces dernieres portant un produit chimique non miscible à la composition chimique susdite. L'accessoire peut comprendre un corps absorbant comportant une partie principale, lesdites zônes prédéterminées étant reliées à la partie principale et délimitées par des côtés découpés et ladite composition chimique De préférence, le support absorbant est une bande de matière absorbante dont un bord longitudinal porte une pluralité de saillies en forme de créneaux, chaque saillie portant une quantité définie de produit chimique . Le support absorbant peut être une bande de papier absorbant, par exemple, de papier filtre. Des produits chimiquesoumélanges de produits chimiques différents peuvent être portés par des saillies respectivement différentes Les produits chimiques peuvent être des réactifs d'analyse. Cet accessoire est particulièrement avantageux pour la sélection d'échantillons d'essai destins à la même analyse,auquel cas toutes les zônes prédéterminées du support absorbant contiennent le même produit chimique ou melange de produits chimiques, ou lorsqu'un même échantillon doit subir plusieurs analyses différentes, auquel cas les zônes prédéterminées du support absorbant portent des produits chimiques différents ou des mélanges différents de produits chimiques. Les zônes prédéterminées du support absorbant sont constituées par une combinaison originale de forme et d'agent chimique hydrophobe dont on imprègne le papier support. Un second aspect de l'invention a pour objet un procédé de fabrication de l'accessoire d'analyse ci-dessus, le procédé consistant en ce que l'on applique à un support absorbant une composition chimique hydrophobe de manière à définir sur celui-ci une ou plusieurs zônes prédéterminées de deuxième sorte et que l'on applique, sur chacune de ces dernières, un produit chimique non miscible à ladite composition chimique hydrophobe. Sous un troisième aspect, l'invention a pour objet un appareil destiné au procédé de fabrication de l'accessoire d'analyse décrit, comprenant des moyens pour appliquer ladite composition chimique sur des zônes définies d'un support absorbant, des moyens pour découper le support de papier absorbant de manière à former une bande dont un bord longitudinal porte plusieurs saillies en forme de créneaux, des moyens permettant de saisir ensemble une plural il té desdites bandes côte à côte, les salies étant en juxtaPosi- tion, et des moyens dans lesquels on peut plonger dans des réactifs les saillies en forme de créneaux de ladite pluralité de bandes. Sous un quatrième aspect, l'invention a pour objet un appareil dans lequel on peut utiliser l'accessoire d'analyse décrit, l'appareil comportant un plateau creux dont le fond crénelé présente une pluralité de renfoncements dont la forme correspond à celle des saillies formées sur la bande de matière absorbante, le plateau ayant la configuration voulue pour maintenir physiquement séparée chaque zône du support qui porte un produit chimique. Chacun des renfoncements peut présenter une paroi de fond qui, en service, est inclinée par rapport à l'horizontale de sorte que les saillies portées par un support sont situées, en service, en dessous des autres zônes du support. D'autres aspects, particularités et avantages de l'invention apparaîtront dans la description ci-après qui se réfère aux dessins annexés sur lesquels la figure 1, représente un accessoire d'analyse selon l'invention, La figure 2, un appareil destiné à être utilisé dans un procédé de fabrication del'accessoire de la figure I et la figure 3 un mode de réalisation d'un plateau destiné à être utilisé avec l'accessoire d'analyse de la figure 1. Comme on peut le voir à la figure 1, l'accessoire d'analyse est constitué par un élément allongé Il en matière absorbante, par exemple en papier-filtre, présentant des saillies 12 formant des créneaux le long d'un de ses bords lonoitudinaux. Dans l'exemple représente par les dessins, l'accessoire présente quatre saillies 12, mais la bande 11 peut présenter, sur son bord, tout nombre désiré de saillies. On applique une composition chimique à chaque saillie pour former une barrière 13 empêchant les produits chimiques à base de liquide portés par lesdites saillies d'émigrer vers le corps de la bande 11. Si les produits chimiques sont des réactifs d'analyse en solution aqueuse, la barrière est généralement formée d'une composition chimique hydrophobe, par exemple, une solution à base de silicium, un polymère ou une cire. On peut appliquer la solution hydrophobe au rouleau ou par d'autres procédés appropriés, sur des feuilles de papier-filtre choisies pour leur résistance aux manipulations et leurcaractère chimique convenable. On applique sur le papier la solution formant barrière de facon telle que, lorsqu'on découpe le papier pour former les saillies, on obtienne un quatrième côté de manière à constituer les zônes prédéterminées. Pour assurer une fonction complète de barrière, il peut arriver que certaines matières que l'on applique au papier, soit au rouleau, soit par sérigraphie, soit par tout autre procédé approprié, nécessitent un traitement particulier, par exemple thermique, ou l'inclusion d'un catalyseur pour compléter la polymérisation. La nature exacte de la so lution de barrière dépend des applications auxquelles sont destinés les accessoires d'analyse. Lorsque l'on a convenablement traité les feuilles de papier absorbant par un agent chimique de bar rière, on les imprime et on les découpe à la forme voulue, en utilisant des procédés et appareils connus en imprimerie, pour obtenir une certaine quantité d'accessoires d'analyse 10. On maintient alors ensemble côte à côte plusieurs accessoires d'analyse dans un dispositif de serrage indiqué par la référence générale 19, les saillies 12 de chaque accessoire étant juxta- posées. On peut maintenir ensemble, pour former un bloc 18 repre senté par la figure 2, des groupes comprenant des centaines ou même des milliers de supports. A chaque extrémité de l'accèssoire, une zone supplémentaire du papier présente des perforations médianes. Ces particularités permettent de mettre en place commodément les accessoires dans un dispositif de serrage, comme on l'indiquera plus loin. Pour maintenir plusieurs centaines ou milliers de ces accessoires, les saillies étant juxtaposées, on place à chaque extrémité du nombre choisi d'accessoires deux plaques métalliques 20 dont la forme correspond à celle des accessoires d'analyse et on les maintient ensemble par deux boulons qui traversent les perforations ménagées dans le papier à cet effet. Le bloc d'accessoires maintenu entre les plaques est alors placé de manière que chacun des blocs de saillies 12 soient situé dans l'une des auges en matière plastique ou autre,21. Pour augmenter la vitesse d'imprégnation des saillies, il est préférable que le fond des auges, sur lequel reposent les saillies, présente des cannelures 22 qui permettent d'ajouter la solution de réactif dans un espace le long duquel la solution puisse voyager en dessous des saillies. On maintient le bloc 18 au moyen du dispositif de serrage 19 et on plonge pendant un temps prédéterminé ( par exemple 30 à 50 secondes) dans les auges 21 contenant les comnositions de réactifs analytiques destinées à imprégner chacune des diverses sailies 12. Chaque auge doit être suffisamment large pour recevoir les saillies. Pour permettre une migration rapide des solutions d'imprégnation le long du bloc formé par plusieurs bandes le contour du fond des auges doit être tel qu'il reste un espace entre le bord inférieur des saillies et le fondde l'auge. A condition que l'addition des solutions d'imprégnation ne soit pas plus rapide que l'absorption, on peut effectuer l'addition de façon simple au moyen de pipettes. Pour éviter un débordement, on peut facile ment calculer la quantité de solution qui peut être absorbée par les saillieset celle qui peut être contenue par chaque auge et introduire seulement dans chaque auge la quantité correspondante. Comme on l'a dit, le bloc 18 de bandes est maintenu, les saillies 12 étant dans les auges 20, pendant un temps prédéter- miné au bout duquel la majeure partie du liquide 23 contenu dans le les auges imbibe les saillies de papier absorbant. La migration de l'agent chimique contenu dans les auges à travers les saillies 12 et jusque dans le corps de la bande Il est interdite par la barrière hydrophobe formée en 13 dans chaque saillie. Au bout d'un temps qui a été prédéterminé, on retire le bloc 18 des auges. Certaines saillies 12 peuvent être imprégnées de produits chimiques respectivement différents ou mélanges de ceux-ci, nécessaires à des essais différents sur un même échantillon, ou encore, toutes les saillies peuvent être imprégnées du même produit chimique ou mélange de produits, en plaçant le bloc dans un plateau creux contenant une solution pour faire le même essai sur une plu ralité d'échantillons. Selon la sensibilité des produits chimiques qu'on utilise pour imprégner les saillies, on peut adopter un procédé de séchage simple, par exemple, on peut sécher la bande 11 à l'air chaud, sous vide ou par congélation. Après séchage, les saillies 12 contiennent des quantités con- nues du réactif d'imprégnation, premièrement selon la concentration de produits chimiques dans le vehicule liquide, deuxièmement selon les caractéristiques de retenue ou d'absoption d'eau du support et troisièmement selon le volume du support qui absorbe la solution. Il peut se produire, si l'on utilise l'accessoire d'analyse décrit pour certains échantillons pathologiques, des situations entraînant un rique de contamination ou d'infection. C'est le cas si, après avoir traité le support par un échantillon pathologique ( par exemple du sang ou des bactéries), on le place directement sur la paillasse. I1 est envisagé, en pareil cas, que ce risque particulier puisse être réduit au minimum grâce à un plateau comme celui de la figure 3. Le plateau est formé soit d'une matière peu couteuse ( par exemple une matière-plastique), ce qui permet de le jeter après usage, soit d'une matière ( par exemple le verre) qui est facile à stéréliser à l'autoclave. Comme on peut le voir par la figure 3, le plateau présente aussi la forme voulue pour réduire le risque de contamination croisée entre saillies adjacentes 12 , du fait qu'il presente un fond crénelé 30, faisant,de préférence, un angle avec l'hori zontale ( en service) et plusieurs piliers 31 constituant sur ledit fond une pluralité de renfoncements et ayant la forme et la position voulue pour être situés entre les saillies 12 adjacentes de tout accessoire placé dans le plateau.Le fond 30 est de préférence incline, par rapport à l'horizontale, d'un angle de 5 à 45 de sorte- que la saillie 12 d'un accessoire se trouve en dessous du corps 11 de celui-ci quand le plateau est en service. Si l'accessoire doit servir à analyser des échantillons pathologiques, le plateau peut être muni d'un couvercle ( non représente) permettant d'essayer des échantillons sur un temps dtincu- bation prolongé. De plus, si l'essai doit s'effectuer sur un temps prolongé, le plateau peut être muni, comme indiqué en 32 sur la figure 3, d'une gorge dans laquelle on peut mettre de l'eau pour empêcher la déshydratation dela solution d'essai dans les renfoncements pendant le temps de l'expérience. EXEMPLE I Un exemple d'application de l'accessoire d'analyse et de ses avantages peut être démontré dans son utilisation pour la détermination de l'activité biochimique de bactéries appartenant à la famille des Enterobacteriaceae. Les laboratoires qui isolent ces organismes ont fréquemment besoin d'identifier et de différencier des souches pour surveiller la contagion secondaire en milieu hospitalier ou la réaction du patient la chimiothérapie. Pour réaliser cette différenciation, le chercheur doit étudier le comportement biochimique des organismes. Traditionnellement, les chercheurs se procurent des flacons ou des tubes contenant chacun une formule bien définie et vérifiée. Ces échantillons sont ou bien préparés au laboratoire des chercheurs ou bien achetés dans le commerce; aprèsquoion inocule à un organisme inconnu une sélection de différents échantillons et après incubation, l'on note les diverses réactions. L'inconvénient de ces essais réside dans la manipulation incommode, puisque chaque organisme nécessite de 3 à 25 échantillons, dans l'incommodité du maniement et du stockage et dans le coùt élevé de la matière, en raison de la main d'oeuvre nécessitée par sa préparation. Cet exemple de l'application de l'accessoire d'analyse Il montre l'avantage de la préparation et de l'usage. On prend des feuilles de papier-filtre Whatman n03 et on les imprègne de l'agent chimique hydrophobe, au rouleau ou autrement, pour former des barrières en vue d'une mise en place cor recte par rapport à la configuration de découpage de l'emporte- pièce convenablement conçu. On peut alors imprimer sur le papier-filtre des identifications concernant les essais à exécuter sur les saillies ou tout autre texte voulu. Dans cet exemple, on utilise un accessoire d'analyse muni de 20 saillies et on apporte simultanément sur les saillies par le procédé décrit plus haut (voir figure 2), vingt solutions différentes de réactif. Les solutions ainsi apportées servent à déterminer la propriété de fermentation des hydrates de carbone que possèdent des organismes de la famille des Enterobacteriaceae. Les ingrédients sont les suivants: (1) Adonitol (11) Lactose (2) Amygdaline (12) Mannitol (3) Amylose (13) Mannose (4) Arabinose (14) Mélibiose (5) Arbutine (15) Raffinose (6) Cellibiose (16) Rhamnose (7) Dextrose (Glucose) (17) Saccharose (8) Dulcitol (18) Sucrose (9) Fructose (19) Sorbitol (10) Inositol (20) Tréhalose Peptone Sels tampons ) Bleu de Bromothymol ) Ingrédients normaux (indicateur de pH) ) Eau ) Le temps nécessaire pour que chaque saillie se sature dépend du nombre d'accessoires de 11 ensemble et de la qualité du papier mais,même s'il y en a plusieurs centaines , le temps nécessaire est inférieur à une minute. Lorsque chaque saillie est saturée, il ne se produit plus de nouvelle absoption de solution, grâce à la barrière hydrophobe incorporée au papier. Les accessoires d'analyse étant saturés des solutions décrites sur leurs saillies, on peut alors les sécher pour stabiliser les réactifs. A cet effet, par exemple, on peut simplement placer les accessoires encore fixés entre les deux plaques dans une chambre à vide, en présence d'une quantité appropriée d'un desséchant tel qu'un gel de silice. Sous vide, l'eau est retirée des saillies on peut utiliser d'autres modes de séchage. Pour démontrer l'utilisation des accessoires d'analyse préparés dans cet exemple, on suit la méthode suivante. On place un accessoire d'analyse dans un plateau en matière plastique comme indiqué plus haut. On prend une seule colonie bactérienne ( Enterobacteriaceae ) d'une culture d'agar-agar sur plaque et on prépare une suspension de la bactérie dans 3 ml d'agaragar à 2 % que l'on a préalablement fait fondre- en la faisant bouillir et en la maintenant à une température de 50 à 50 C. On porte la suspension de bactéries et d'agar-agar à la pipette, sur chacune des saillies. Le volume de la suspension est déterminé par la hauteur de la paroi de la partie du plateau qui entoure les saillies. Etant donné que le solvant de l'agar-agar est l'eau, la barrière hydrophobe empêche la migration dans le corps de l'accessoire d'analyse. A mesure que la température de l'agar-agar s'abaisse rapidement en dessous de 450C ( point de gélification de 45 + 30C ), le mélange forme un gel qui redissout le réactif dans les saillies. I1 faut placer un couvercle de matière plastique bien ajusté par dessus le plateau décrit contenant l'accessoire d'analyse et faire incuber le tout à 370C pendant 18 à 24 heures. Après incubation, les sucres qui ont fermenté sous l'action de la bactérie ont changé de couleur, du bleu au jaune, par suite de l'abaissement du pH. On peut répéter tout le processus si nécessaire en prenant d'autres accessoires d'analyse fabriqués dans cet exemple. Pour maintenir la stabilité des accessoires fabriqués selon cet exemple, il faut,de préference, les stocker à 40C dans un récipient fermé, en présence d'un desséchant. Dans cet exemple, on a montré comment fabriquer et utiliser un accessoire d'analyse du genre décrit, dans lequel 20 saillies portent chacune un réactif d'analyse différent. La solution d'essai était sous forme de gel, mais on pourrait aussi utiliser une suspension de la bactérie dans l'eau distillée. EXEMPLE 2 Dans une situation ou chacune des saillies de l'accessoire d'analyse décrit à l'exemple 1 porte le même reactif d'analyse, on suit le même procédé, si ce n'est qu'au lieu d'ajouter 20 solutions différentes de réactif d'analyse à 20 auges différentes, on ajoute une solution dans une auge dans laquelle on place toutes les saillies et on les laisse absorber la quantité voulue pour les saturer. Donc, en prenant l'une des solutions décrites, on obtient un accessoire d'analyse où 20 saillies reposant dans le plateau démontrent la propriété qu'ont 20 organismes différents de faire fermenter le sucre à étudier. On voit par ces deux exemples que les applications de l'accessoire d'analyse en matière de diagnostic sont nombreuses et avantageuses. I1 doit être précisé que, selon un mode particulier de réalisation, les saillies comportent une ligne d'amorces de découpe destinée à faciliter leur séparation éventuelle d'avec la partie principale de l'accessoire d'analyse. R R V E N D I C A T I O N S 1 - Accessoire d'analyse,caracterisé en cequ'il comprend un support absorbant dont certaines zônes reçoivent une composition chimique appliquée de manière à définir sur le support une ou plusieurs zônes prédéterminées ou zônes de deuxième sorte, chacune de ces dernières portant un produit chimique non miscble à la composition chimique susdite. 2- Accessoire d'analyse selon la revendication I, caractérisé en ce qu'il comprend un corps absorbant comportant une partie principale, lesdites zônes prédéterminées étant reliées à la partie principale et délimitées par des côtés découpés et ladite composition chimique. 3- Accessoire d'analyse selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support absorbant est une bande de matière absorbante dont un bord longitudinal porte une pluralité de saillies en forme de créneaux, chaque saillie portant une quantité définie de produit chimique. 4- Accessoire d'analyse selon la revendication 3, caractérisé en ce que le support absorbant est une bande de papier absorbant et que les saillies peuvent en être détachées facilement. 5- Accessoire d'analyse selon l'une des revendlca; ons 1 à I, caractérisé en ce que des zônes de deuxième sorte portent des produits chimiques respectivement différents. 6- Accessoire d'analyse selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ceque la composition chimique est constituée Far une solution à base de silicium 7- Procédé de fabrication de l'accessoire selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'on applique à un support absorbant une composition chimique hydrophobe de manière à definir sur celui-ci une ou plusieurs zônes prédéterminées de deuxième sorte et que l'on applique, sur chacune de ces dernières, un produit chimique non miscible à ladite composition chimique hydrophobe. 8- Procédé de fabrication selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'on applique des produits chimiques différents à des zônes respectivement différentes de deuxième sorte. 9- Procédé de fabrication selon les revendications 7 et 8 dans lequel le support absorbant est une bande de papier absorbant présentant, le long d'un de ses bords longitudinaux, une plurales de saillies, caractérisé en ce que l'on applique à une zône défi nie de chaque saillie la composition chimique et qu'ensuite on plonge les saillies dans les produits chimiques qu'elles doivent porter. 10- Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'on sèche les accessoires après immersion des saillies. 11- Procédé selon l'une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que la composition chimique est une solution à base de silicium. 12- Appareil destiné à la fabrication d'un accessoire d'analyse, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'application de compositions chimiques à des régions déterminées d'un support absorbant de manière à définir d'autres régions du support, des moyens de découpage du support absorbantà une forme désirée et des moyens d'application de quantités connues d'un produit chimique aux régions ainsi définis du support. 13- Appareil selon la revendication 12, caractérisé en ce que les moyens de coupe sont conçus pour découper le support absorbant sous la forme d'une bande dont un bord longitudinal présente une pluralité de saillies en forme de créneaux et qu'ils comprennent encore des moyens permettant d'enserrer côte à côte une plu ralité de bandes semblables, leurs saillies étant juxtaposées, et des moyens dans lequels on peut plonger les saillies de la pluralité de bandes. 14- Appareil de diagnostic destiné à être utilisé avec l'accessoire selon l'une des revendications 3, 4 et 5, caractérisé en ce qu'il comporte un plateau creux dont le fond crénelé présente une pluralité de renfoncement dont la forme correspond à celle des saillies formées sur la bande de matière absorbante, le plateau ayant la configuration voulue pour maintenir physiquement séparée chaque zône du support qui porte un produit chimique. 15- Appareil selon la revendication 14, caractérisé en ce que la paroi de fond est inclinée par rapport à l'horizontale de sorte que les saillies portées par le support et logées dans chacun des renfoncements sont, en service, inclinées et situées en dessous des autres régions du support.