Brevet FR2475735A1 — publié le 19810814

La présente invention concerne des analyseurs d'échantillons liquides. Dans les analyseurs connus, lors d'une séquence analytique, les distributeurs de réactifs servent à déterminer des parametres bien définis et distribuent donc, lors de cette séquence, les mêmes réactifs. Ces distributeurs et les contenants de réactifs étant ainsi interdépendants, ils forment des ensembles immuables, dont les déplacements éventuels respectifs les uns par rapport aux autres sont préréglés et se répètent toujours de la même manière, sans modification sélective possible. Il y a répétition continuelle du même mouvement allant par exemple, du contenant de réactif au contenant dans lequel il est distribué en passant éventuellement par le contenant de l'échantillon. Ces analyseurs connus sont dépourvus de tout pouvoir sélectif entre des réactifs différents. et sont incapables de choisir et distribuer, de manière automatique et immédiate, des réactifs différents. Ils ne peuvent donc déterminer des paramètres différents sur un même échantillon ou sur plusieurs échantillons, que s'ils disposent d'autant de distributeurs qu'il y a de paramètres à déterminer. Cette multiplication, par le nombre de paramètres, du nombre de distributeurs, qui sont généralement très sophistiqués, aboutit à un ensemble complexe, fragile et onéreux. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et elle propose à cet effet un analyseur comprenant un ensemble de contenants d'échantillons, un ensemble de contenants de réactifs, un ensemble de tubes réactionnels, au moins une cuve de lecture et un distributeur, lesdits éléments étant mobiles les uns par rapport aux autres selon un programme sélectif choisi à l'avance, de telle sorte qu'en fonction du paramètre à déterminer pour un échantillon donné, le distributeur se place automatiquement et imnédiatement en position par rapport au contenant de l'échantillon considéré, aux contenants des réactifs correspondant à ce paramètre et par rapport à un tube réactionnel ou à la cuve de lecture, en vuede des opérations de prélèvement, de distribution, de réaction et d'analyse.Ce positionnement relatif entre les différents éléments de l'analyseur peut être commandé manuellement par l'opérateur ou bien automatiquement par tout moyen connu, informatique ou autre. I1 peut être effectué en commandant soit le déplacement-du distributeur seul, soit celui des ensembles des contenants, soit encore les déplacements des deux à la fois. Plusieurs exemples de réalisation de l'invention seront décrits à présent en détail en regard du dessin annexé dans lequel La figure 1 représente une vue schématique en plan d'un analyseur dont le distributeur seulement est mobile ; Les figures 2 et 3 représentent des vues en plan de deux dispositions de-l'analyseur dans lesquelles l'ensemble des contenants de réactifs, l'ensemble des contenants d'échantillons et l'ensemble des tubes réactionnels sont mobiles par rapport au distributeur ; et La figure 4 montre une vue en plan d'un analyseur dans lequel le distributeur est mobile par rapport à l'ensemble de contenants de réactifs, tandis que les ensembles des contenants d'échantillons et des tubes réactionnels sont mobiles par rapport au distributeur. Avec référence à la figure 1, l'analyseur d'échantillons liquides comprend un support matériel fixe C en forme de couronne circulaire qui porte une pluralité de contenants, tels que des tubes ou des alvéoles, destinés à recevoir des échantillons ou des réactifs différents. Les contenants 1 à 29 par exemple, qui forment l'ensemble R, contiennent des réactifs, les contenants 30 à 73 formant l'ensemble T, sont initialement-vides et jouent le rôle de tubes réactionnels et les contenants 74 à 86 constituant l'ensemble S sont remplis des échantillons à analyser. Le distributeur est constitué par un bras 87 de longueur sensiblement égale au rayon moyen de la couronne et qui est monté tournant autour d'un axe A passant par une de ses extrémités, de sorte que son autre extrémité, conformée en tête de distribution 89, se déplace en regard des ensembles de tubes ou d'alvéoles R, S et T. La tête de distribution porte un conduit de distribution 88 susceptible de s'abaisser et de se relever selon son axe, afin de pouvoir prélever ou distribuer les liquides contenus dans les différents tubes ou alvéoles. Le bras distributeur 87 est entraîné par un moteur pas à pas, non représenté, qui peut être commandé selon un programme informatique. Les instructions relatives aux échantillons sont introduites par tout moyen connu, par exemple par clavier, carte programme, carte graphitée. Elles peuvent être enregistrées sur cassette ou autre et être éventuellement modifiables. Bien entendu, le bras tournant peut être remplacé par tout autre moyen équivalent. On pourra par exemple, utiliser un élément de distribution porté par un chariot qui se déplace au-dessus des ensembles de tubes ou d'alvéoles R, S et T. Le conduit de distribution 88 contient de façon connue, un piston solide ou un piston liquide, miscible ou non avec les différents liquides à distribuer. Pour éviter toute souillure d'un échantillon par l'échantillon précédemment distribué, l'extrémité du conduit 89 est soigneusement nettoyée après chaque distribution, aussi bien intérieurement - par exemple en faisant émerger le piston solide à l'extérieur de ladite extrémité ou en évacuant un excès de fluide moteur dans un évier de vidange 91 - qu'extérieurement en plongeant l'extrémité du conduit dans un bac de rinçage 92. Pour certains paramètres, il arrive parfois que le volume d'échantillon à mesurer soit très faible et donc très difficile à manipuler. I1 est alors indiqué de prédiluer cet échantillon dans une cuve de dilution 90. On pourra alors travailler sur un volume plus important de liquide dilué. La cuve de dilution 90, l'évier de vidange 91, le bac de rinçage 92 et une cuve de lecture 93 sont disposés côte à cate sur la couronne C entre les ensembles S et T. Les tubes réactionnels 30 à 73 sont prévus pour les analyses pour lesquelles les mélanges ne peuvent être faits directement dans la cuve de lecture (préincubation pendant un temps déterminé à une température déterminée, traitements particuliers, réactifs prédistribués immunoenzymologie, etc...). On exposera à présent différents modes de fonctionnement de l'analyseur, les échantillons, identifiés positivement, ayant été placés en position convenable sur la couronne. Les instructions relatives aux différents paramètres qui doivent être déterminés sur ces différents échantillons sont à données par exemple par un programme informatique. Dans un premier exemple, l'analyseur est programmé pour déterminer successivement, pour chaque échantillon, chacun des paramètres demandés. On supposera que l'on désire mesurer les paramètres de l'échantillon 78 et que pour cela, la détermination du premier, du deuxième et du troisième paramètres se fasse par lecture directe du mélange dans la cuve de lecture 93 avec un seul réactif, respectivement 12, 18, 2Q, que la détermination du quatrième paramètre se fasse également par lecture directe du mélange dans la cuve de lecture, mais avec quatre réactifs 24, 25, 26, 27, que la détermination du cinquième paramètre se fasse avec un seul réactif 28 mais après incubation de dix minutes à 300C, que la détermination du sixième paramètre se fasse avec deux réactifs 20, 21 après incubation cinq minutes à 370C et après addition d'un troisième réactif 22, juste avant la lecture (réactif de démarrage). Le bras de distribution 87 tourne, plaçant l'extrémité du conduit de distribution 88-très exactement au-dessus du tube ou de l'alvéole contenant le réactif 12. Après que le conduit 88 se soit abaissé pour que son extrémité plonge dans le réactif, le distributeur y aspire le volume nécessaire et se relève. Le bras de distribution tourne ensuite et vient placer très exactement l'extrémité du conduit 88 au-dessus du tube ou de l'alvéole contenant l'échantillon 78. Cette extrémité s'abaisse pour plonger dans l'échantillon, après quoi le distributeur aspire le volume précis d'échantillon voulu et se relève. Le bras 87 tourne ensuite et vient placer très exactement l'extrémité du conduit 88 au-dessus de la cuve de lecture 93. Cette extrémité s'abaisse et distribue un volume précis d'échantillon chasse par un volume précis de réactif. La lecture du résultat de l'analyse s'effectue dans la cuve de lecture. Pendant cette lecture, l'excès de réactif est évacué dans l'évier de vidange 91, 1'extOrieur du conduit distributeur est rincé par plongée dans le bac de rinçage 92 puis séché et l'opération est renouvelée exactement de la même manière pour la détermination des deuxième et troisième paramètres (réactif 18, échantillon 78 et réactif 20, échantillon 78). Pour la détermination du quatrième paramètre on aspire dans le conduit de distribution des volumes nécessaires et précis des réactifs 24, 25, 26, 27, puis un volume précis d'échantillon 78. On distribue ensuite simultanément ces réactifs et l'échantillon dans la cuve de lecture 93 et on procède au vidage , rinçage, séchage de l'extrémité du conduit distributeur. Pour la détermination du cinquième paramètre, on effectue les opérations suivantes : aspiration du réactif 28, aspiration de l'échantillon 78, distribution dans le tube réactionnel 45 qui est thermostaté à 300C, prélèvement du mélange réactionnel au bout de dix minutes, transfert de ce mélange dans la cuve de lecture 93, vidange, rinçage, et enfin9 séchage de l'extrémité du conduit distributeur, Le sixième paramètre se mesure après avoir effectué les opérations suivantes : aspiration du réactif 20, aspiration du réactif 21, aspiration de l'échantillon 78 et distribution dans le tube réactionnel 66 thermostaté à 370C. Après les cinq minutes d'incubation nécessaires, le bras distributeur 87 va prélever le volume voulu de réactif 22, en distribue un volume précis dans le tube réactionnel 66 et transfère le mélange réactionnel final dans la cuve de lecture 93.L'analyseur procède ensuite au traitement de l'échantillon suivant, pour déterminer les différents paramètres demandes. La cuve de lecture est vidée, rincée et séchée automatiquement entre deux lectures et/ou changée automatiquement. Compte tenu du pouvoir sélectif de l'analyseur vis-àvis des réactifs, on peut également opérer de la manière suivante s on aspire d'abord, dans le conduit de distribution l'échantillon, ou l'échantillon dilué, en quantité suffisante (soit pour une seule analyse, soit pour l'ensemble des analyses des paramètres demandés pour cet échantillon) et l'on aspire ensuite successivement les réactifs voulus en volumes précis. Ces derniers sont ensuite distribués, chassés, par l'échantillon (dilué ou non) et l'on pourra ensuite passer à la distribution de réactifs suivants. Dans un deuxième exemple de fonctionnement, l'analyseur est programmé pour déterminer le même paramètre successivement sur différents échantillons. Pour cela, on peut opérer de différentes manières - Comme dans le premier exemple, on effectue successivement le prélèvement du réactif, le prélèvement du premier échantillon, la distribution du mélange, soit dans la cuve de lecture, soit dans un tube réactionnel, ces opérations étant répétées pour chaque échantillon avec le même réactif. - On prélève un volume suffisant de réactif pour le traitement de tous les échantillons, on prélève le premier échantillon, on distribue ledit échantillon et un volume précis de réactif, on prélève l'échantillon suivant mais pas le réactif et ainsi de suite - On prélève un volume d'échantillon (ou de sa dilution) suffisant pour tous les paramètres demandés et on le distribue dans les tubes réactionnels. On prélève ensuite un volume suffisant de réactif pour tous les échantillons, on le distribue dans les tubes réactionnels correspondant à ce paramètre et on transfère ensuite les mélanges réactionnels dans la cuve de lecture 93. Il est également possible, selon l'invention, de programmer l'analyseur pour qu'il puisse effectuer la détermination successive des différents paramètres sur les échantillons et la détermination du même paramètre sur l'ensemble de tous les échantillons, l'opérateur ayant également la possibilité d'intervenir quand il le désire pour déterminer un ou plusieurs paramètres sur un ou plusieurs échantillons. Sur le dessin, l'analyseur ne comporte qu'une seule cuve de lecture, mais il peut disposer d'un carrousel à nombre important de cuves de lecture. Si celles-ci sont assez nombreuses, elles pewent replacer l'ensemble T des tubes réactionnels. De même, on n' a représenté qu'une seule cuve de lecture appartenant à un seul appareil de lecture. I1 peut y avoir plusieurs appareils de lecture, de même nature ou de nature différente, comportant chacun une seule cuve de lecture ou plusieurs cuves de lecture. Avec référence à la figure 2, les ensembles R, S et T sont respectivement disposés à la périphérie de supports circulaires ioo, 101 et 102 montés tournants autour d'axes respectifs 103, 104 et 105 passant par leur centre. La longueur du bras de distribution 87 et la position de son centre de rotation A sont choisies pour que le conduit de prélèvement 88 décrive un cercle U tangent à la fois aux cercles formés par les ensembles R, S et T. Sur ce cercle sont disposés, à des emplacements fixes, la cuve de dilution 90, l'évier de vidange 91, le bac de rinçage 92 et la cuve de lecture 93. Le bras de distribution 87 est entraîné par un moteur, selon un programme prédéterminé, pour que le conduit 88 se trouve en regard de l'un des tubes les plus proches des ensembles R, S et T, qui, dans le cas de la figure 2, sont le tube de réactif 1, le tube d'échantillon 80 et le tube réactionnel 40. Le fonctionnement est le même que pour l'analyseur de la figure 1, mais ici ce sont les déplacements des ensembles Rt S et T qui sont programmés. Le réactif, l'échantillon et le tube réactionnel destiné à les recevoir sont amenés en position fonctionnelle et le bras de distribution 87 peut effectuer les opérations de prélèvement et de distribution nécessaires en passant de l'un à l'autre. Le mode de réalisation de la figure 3 ne diffère de celui de la figure 2 que par le fait que les trois supports circulaires 100, 101 et 102, de rayons croissants, sont concentriques et sont montés tournants autour d'un unique axe passant par leur centre commun 103. Les ensembles sont programmés pour que le réactif, l'échantillon et le tube réactionnel voulus se placent en regard du conduit de distribution 88. Dans l'analyseur de la figure 4, on retrouve le principe de l'analyseur de la figure 1. Le bras de distribution 87 est monté tournant par rapport à l'ensemble R des réactifs. L'ensemble S des échantillons et l'ensemble T des tubes réactionnels sont montés tournants sur des supports circulaires indépendants 101 et 102 tangents au support 100 de l'ensemble R. Le support 100 comprend au moins deux intervalles vides 106, 107 dans lesquels se placent respectivement l'échantillon voulu et le tube réactionnel voulu. Dans un mode de réalisation non représenté, deux desdits ensembles R, S et T sont portés par une même couronne fixe, tandis que l'autre ensemble est porté par un support circulaire monté tournant autour de son axe et dont la périphérie interfère avec celle de la couronne fixe. Quant au bras, il est monté tournant radialement par rapport à la couronne fixe de sorte qu'il peut se placer soit en regard de l'un des contenants des deux ensembles fixes, scit Cri regard de la position dans laquelle la couronne qui porte ces derniers et le support mobile inter fièrent. Bien entendu de nombreuses autres dispositions peuvent Autre choisies. Ainsi, dans les exemples décrits, le distributeur ne comporte qu'ut seul poste de distribution, un seul conduit de distribution 88. I1 peut comporter plusieurs postes de distribution, plusieurs conduits de distribution, ces postes de distribution etant dépendants (même support 8788, meme moteur actionnant leurs pistons, liquides moteurs de lecme nature, ...), plus ou moins dépendants (un de ces éléments en connus) ou totalement indépendants. D'autre part, dans ces exemples le système de distribution sert également au transfert des mélanges réactionnels, des tubes réactionnels, jusqu'aux cuves de lecture.Les systèmes de transfert peuvent castre dépendants, plus ou moins dépendants, ou totalement indépendants du, ou des, distributeurs. Si, par exemple, on double les cuves de lecture et les tubes réactionnels et Si le distributeur comporte deux postes de distribution on peut faire deux analyses simultanément, ou une analyse et une réaction témoin . Si le distributeur comporte quatre postes de distribution,deux peuvent, par exemple, servir pour les distributions et deux aux transferts (transfert simultané de deux mélanges réactionnels ou d'un mélange réactionnel et d'un mélange témoin, dans les deux cuves de lecture). Dans ces exemples également, les différents appareils de lecture sont fixes. lis peuvent être mobiles et à la manière des distributeurs ils peuvent se mettre automatiquement et très précisément en position fonction nelle. Dans tous les exemples décrits, on a supposé que le conduit distributeur décrivait un cercle, mais il est évident que l'on ne sort pas du cadre de l'invention si la trajectoire suivie par ledit conduit est rectiligne, ovale ou ayant une forme courbe quelconque. Ainsi, sur la figure 1, l'axe du distributeur est différent de celui des supports 100, 101, 102. Il peut ttre le même et la tête distributrice peut passer d'un support à l'autre par tout moyen connu, par exemple, par simple allongement linéaire du bras 87, déplacement de cette te'te sur le bras 87, linéairement comme sur la figure 2, ou en suivant une courbe de forme quelconque. Certains des supports 100, 101, 102 peuvent être alors soit fixes ou mobiles d'une manière continue0 soit les uns mobiles d'une manière sélective et les autres immobiles ou mobiles d'une manière continue Deux supports peuvent etre concentriques et le troisième non concentrique. En résumé, toutes les combinaison possibles entrent dans le cadre de l'invention et les supports peuvent être linéaires ou avoir une forme quelconque. Le support C peut éventuellement être mobile d'une manière sélective. REVENDI QTIONS 1.- Analyseur d'échantillons liquides, caractérisé en ce qu'il comprend un distributeur 87, un ensemble S de contenants d'échantillons 74 à 86, un ensemble R de contenants de réactifs 1 à 29, un ensemble T de tubes réactionnels 30 à 73 et au moins une cuve de lecture 93, lesdits éléments étant mobiles les uns par rapport aux autres selon un programme sélectif choisi à l'avance, de telle sorte qu'en fonction du paramètre à déterminer pour un échantillon donné, le distributeur se place automatiquement et immédiatement en position par rapport au contenant de l'échantillon considéré, aux contenants des réactifs correspondant à ce paramètre, et par rapport à un tube réactionnel ou à la cuve de lecture, en vue des opérations de prélèvement, de distribution, de réaction et d'analyse. 2.- Analyseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les déplacements du distributeur et/ou des ensembles R, S, T suivent une courbe de forme quelconque, circulaire, rectiligne ou autre. 3.- Analyseur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits contenants des ensembles R, S et T et la cuve de lecture sont disposés à la périphérie d'un même support C circulaire et fixe et en ce que ledit distributeur est constitué par un bras 87 monté tournant par une extrémité autour d'un axe passant par le centre A dudit support et portant à l'autre extrémité un conduit de prélèvement et distribution 88 à piston de commande solide ou fluide, la longueur dudit bras étant égale au rayon dudit support C, de sorte que le conduit de prélèvement 88 peut être positionné successivement exactement en regard des contenants, tubes et cuve de lecture choisis pour la détermination du ou des paramètres recherchés (figure 1). 4.- Analyseur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les ensembles R, S et T sont portés par trois supports circulaires 100, 101, 102 différents, montés tournants autour de leur centre respectif, et en ce que le bras 87 est monté pivotant entre un nombre limité de positions dans lesquelles le conduit 88 se trouve respectivement en regard d'un contenant d'échantillons, en regard d'un contenant de réactif et en regard d'un tube réactif ou de la cuve de lecture. 5.- Analyseur selon la revendication 4, caractérisé en ce que les trois supports 100, 101 et 102 tournent autour d'axes distincts 103, 104, 105 et en ce que le conduit de distribution 88 décrit un cercle passant audessus d'au moins un contenant de chacun des trois ensembles R, S et T (figure 2). 6.- Analyseur selon la revendication 4, caractérisé en ce que les trois supports sont cencentriques et tournent autour d'un meme axe 103 (figure 3 > . 7.- Analyseur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'un desdits ensembles R est porté par un support circulaire fixe, tandis que les deux autres ensembles S et T sont portés par des supports circulaires montés tournants autour de leur axe et dont la périphérie interfère, avec celle de l'ensemble fixe et en ce que le bras est monté tournant radialement par rapport à l'ensemble R, de sorte qu'il peut se placer, soit en regard de l'un des contenants de l'ensemble fixe R, soit en regard del'une des deux positions 40, 80 dans lesquelles les ensembles tournants interfèrent avec l'ensemble fixe R (figure 4). 8.- Analyseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que deux desdits ensembles sont portés sur une même couronne circulaire fixe, tandis que l'autre ensemble est porté par un support circulaire monté tournant autour de son axe et dont la périphérie interfère, avec celle de la couronne fixe et en ce que le bras est monté tournant radialement par rapport à la couronne fixe de sorte qu'il peut se placer soit en regard de leun des contenants des deux ensembles fixes, soit en regard de la position dans laquelle la couronne qui porte ces derniers et le support mobile interfère. 9.- Analyseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le distributeur est constitué par un chariot. 10.- Analyseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que sur la courbe décrite par le conduit de distribution 88 sont disposés une cuve de dilution 90, un évier de vidange 91, un bac de rinçage 92 et au moins une cuve de lecture. 11.- analyseur selon l'une des revendications 1 et 8, caractérisé "n ce qu'il comporte une pluralité de cuves de lecture montées en carrousel. 12.- Analyseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les cuves de lecture appartiennent au mamie analyseur et sont immobiles. l.- Analyseur selon l'une des revendications 1 à îî, Caractérisé en ce que les cuves de lecture appartiennent au nome analyseur et sont mobiles. 14.- Analyseur selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que les cuves appartiennent à des analyseurs différents et sont immobiles. 15.- Analyseur selon l'une des revendications 1 à 11, caractérise en ce que les cuves appartiennent à des analyseurs diffrents et sont mobiles. 16.- Analyseur selon l'une des revendicatipns précédentes, caractérisé en ce que les appareils de lecture sont mobiles selon un programme sélectif de telle sorte qu'ils se trouvent automatiquement et immédiatement en position fonctionnelle. 17.- Analyseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le distributeur comporte plusieurs postes de distribution pouvant fonctionner simultanément. 1Sv Analyseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le distributeur sert également au transfert des mélanges réactionnels. 19.- Analyseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ou les systèmes de transfert des mélanges réactionnels sont différents du distributeur. 20.- Analyseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les supports des ensembles tournants, le bras de distribution 87 et éventuellement le carrousel de cuves de lecture sont entratnés par des moteurs pas à pas, qui, pour chaque paramètre à déterminer, sont susceptibles de placer le bras, l'échantillon å analyser, le réactif particulier à utiliser, le tube réactionnel ou la cuve de lecture choisie dans les positions respectives nécessaires pour le prélèvement et la distri bution. 21.- Analyseur selon la revendication 20, caractérisé en ce que lesdits moteurs sont commandes automatiquement, par exemple par un programme informatique. 22.- Analyseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits contenants 1 à 89 sont constitués par des alvéoles ou des cuves de lecture portés ou òrmés sur les supports respectifs. 23.- Analyseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le piston moteur du conduit distributeur 88 est solide et peut émerger hors de l'extrémité dudit conduit. 24.- Analyseur selon l'une des revendications 1 à 22, caractérisé en ce que le piston moteur est un fluide miscible aux liquides à distribuer. 25.- Analyseur selon l'une des revendications 1 à 22, caractérisé en ce que le piston moteur est un fluide non miscible aux liquides à distribuer. 26.- Procédé pour la détermination successive de différents paramètres sur un même échantillon liquide, dilué ou non, au moyen d'un analyseur selon l'une des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à prélever la quantité totale d'échantillons nécessaire à la mesure de tous les paramètres recherchés, à prélever ensuite le ou les réactifs voulus pour la détermination d'un paramètre, à distribuer ces réactifs en meme temps que le volume nécessaire d'échantillons et à poursuivre cette opération, successivement, pour les différents réactifs correspondant aux différents paramètres à déterminer.