Brevet FR2516654A1 — publié le 19830520

Appareil d'essai à l'échelle microscopique convenant pour une chimie clinique La présente invention concerne les appareils d'essai à l'échelle microscopique convenant pour des procédés d'essais chimiques cliniques. L'utilisation de plateaux de microtitrage dans les procédés de diagnosticscliniques destinés à une multiplicité d'applications, par exemple pour la culture microbienne d'échan- tillons septiques provenant de malades comme c'est le cas dans l'essai de sensibilité et d'identification microbienne, ainsi que pour les procédés de titrage concernant des échantillons de fluides corporels, par exemple un titrage immunologique est bien cnue. Un des modes de réalisation d'un tel plateau de micro- titrage consiste en un plateau en matière plastique (par exemple moulé par injection) contenant huit rangées de douze micro- cuvettes ayant une capacité en liquide d'une fraction d'un uillilitre. Diverses tentatives ont été faites pour améliorer la. commodité d'utilisation de tels appareils à l'échelle microsco- pique Des exemples sont décrits par exemple dans H Park, J Immunol Méthodes, 20 ( 1978) 349-355) (Réceptacles à passages traversants); Brevet GB 2 012 955 (Perles emprisonnées à l'intérieur de réceptacles) et P Pelgner (Zble Bakt Hyg. I Abt Orig A 240, 112-117 ( 1978) (Ensembles de tubes de réaction et d'éléments d'insertion enclenchés). On a également décrit dans le brevet britannique n O 1 414 479 que l'on peut effectuer des réactions de titrage radioimmunologiques en utilisant (a) un réceptacle à échan- tillons et (b) un élément portant un réactif et muni d'une poignée que l'on introduit dans les réceptacles pendant le déroulement du procédé de titrage radioimmunologique. Selon la présente invention, on obtient un appareil commode pouvant être appliqué à de nombreuses formes de procédé d'essai clinique et spécialement de titrage immuno- b logique, par exemple de titrage immunologique associé à' des enzymes et de titrage immunologique associé à une fluorescence. L'appareil représente une combinaison d'un support portant de nombreux eléments d'insertion destinés à des cuvettes de réac- tion, et un plateau qui comporte un évidement principal destiné au support et aux éléments d'insertion portés par ce dernier, lorsqu'on ne l'utilise pas ou lorsqu'il est en attente prêt à' être utilisé, et une pluralité de cuvettes de réaction dispo- sées suivant un dessin complémentaire du dessin d'une pluralité deséléments d'insertion de manière que l'on puisse introduire en une seule fois plusieurs des éléments d'insertion dans les cuvettes de réaction correspondantes. our des raisons de commodité, le plateau peut comprendre plusieurs séries de cuvettes de réaction de manière que l'on puisse introduire une pluralité des éléments d'inser- tion tout d'abord dans une des séries de cuvettes du plateau puis dans une ou plusieurs séries successives selon ce qu'exige le déroulement de la réaction particulière et la convenance de l'utilisateur. On obtient également grâce à l'invention un appareil pouvant être appliqué aux mêmes procédés d'essais, cet appareil représentant une combinaison d'un support portant un grand nombre d'éléments d'insertion destinés a des cuvettes de réac- tion, et un plateau miuni d'une pluralité de cuvettes de réaction disposées suivant un dessin complémentaire du dessin d'une pluralité deséléments d'insertion, de manière que l'on pi sse introduire en une seule fois plusieurs des éléments d'insertion dans les cuvettes de réaction correspondantes, le support et le plateau portant des moyens de repérage ou de positionnement complémentaires pour permettre l'introduction des éléments d'insertion suivant une orientation d'appariement voulue entre les éléments d'insertion et les cuvettes, et pour empêcher une introduction incorrecte dans l'orientation inverse Les moyens de repérage complémentaires peuvent, par exemple, se présenter sous la forme d'un élément mâle ou-d'un élément femelle, par exemple en forme de fente, a une seule ou aux deux extrémités d'une rangée de cuvettes, et un élément femelle ou un élément mâle complémentaire fixe au bloc d'eléments d'insertion à la position complémentaire Ceci a pour but d'empêcher une association incorrecte des parties de l'appareil par l'utili- sateur pendant l'exécution des essais et des titrages pour lesquels l'appareil est conçu. Il est souvent commode de donner aux éléments d'in- sertion une forme qui est sensiblement le complément de la forme des cuvettes de réaction, de manière que le liquide de réaction contenu dans une cuvette ayant par exemple une section droite circulaire et un fond plat ou arrondi, soit obligé de se répartir suivant une forme analogue à une coquille lorsque l'on introduit l'élément d'insertion complémentaire dans la cuvette. On va décrire ci-après de façon plus détaillée des modes de réalisation préférés de la présente invention à titre uniquement illustratif en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: la figure t est une vue en perspective d'un plateau qui fait partie d'un des modes de réalisation de l'appareil selon la présente invention; la figure 2 est une vue en coupe suivant A-A de la figure 1; la figure 3 est une vue de face d'un support complé- mentaire portant des éléments d'insertion destinés à,des cuvettes de réaction, ce support conjointement avec le plateau des figures 1 et 2 formant un des modes de réalisation de l'appareil selon la présente invention; la figure 4 est une vue en coupe d'un support du type représenté sur la figure 3, cette vue illustrant un des modes de fixation entre le support et des éléments d'insertion; la figure 5 est une vue en plan d'un autre plateau qui fait partie d'un second mode de réalisation d'un appareil selon la présente invention; il la figure 6 est une vue en plan d'un troisième plateau qui fait partie d'un troisième mode de réalisation d'un appareil selon la présente invention; et les figures 7 et 8 sont, respectivement,-une vue en plan et une vue de face représentant sous une forme partielle- ment schématique un support qui porte des éléments d'insertion destinés à des cuvettes de réaction et qui est adapté pour former, en combinaison, soit avec le plateau de la figure 5 soit avec le plateau de la figure 6, un mode de réalisation correspondant d'un appareil selon la présente invention. En se référant-aux figures 1-2, on voit qu'un plateau 1 en matière plastique contient une pluralité de cuvettes en matière plastique (par exemple comme représentées en 2) d'en- viron 7 mm de diamètre intérieur et d'environ 9 mm d'espacement de centre à centre Les cuvettes peuvent avoir une profondeur d'environ 9 mm et leur fond être sensiblement plat ou sensible- ment hémisphérique Des éléments al'insertion 3 (représentés sur les figures 3-4) de forme sensiblement complémentaire et ayant un diamètre intérieur d'environ 5 mm et une profondeur d'en- viron 8 mm sont montés de façon fixe en une rangée sur un support approprié 4 Grâce à leur dimension et à leur espacement, tous les éléments d'insertion de la rangée peuvent être intro- duits en même temps dans une des rangées de cuvettes du plateau 1 La proximité immédiate des parois des cuvettes et des éléments d'insertion a pour effet que le liquide dans la cuvette est obligé, entre la cuvette et l'élément d'insertion, de se répartir en prenant la forme d'une coquille et sa faible épais- seur tend à accélérer le déroulement des réactions ayant lieu entre le sensibilisateur de la surface de l'élément d'insertion et le liquide. Le nombre d'éléments d'insertion disposé sur le support 4 peut être fixé selon les désirs et peut avantageusement correspondre au nombre de cuvettes dans une rangée du plateau 1. La figure 3 montre un support comportant douze éléments d'in- sertion fixés. Si on le désire, les eléments d'insertion peuvent être montés de façon amovible sur le support 4 Le montage peut être effectué de n'importe quelle façon voulue, par exemple par un emmanchement à la presse d'un tenon et d'une mortaise, ou par vissage, ou encore par collage à l'aide d'un adhésif Dans une variante, on peut former d'une seule pièce les éléments d'insertion et le support, par exemple en les moulant dans une matière appropriée, telle que par exemple du Nylon ou du poly- styrène La figure 4 montre schématiquement un des modes de fixation appropriés par embottement et vissage entre un élément d'insertion 3 et un support 4. Les extrémités des éléments d'insertion qui, lors de leur introduction dans les cuvettes, atteignent la profondeur la plus grande vers le tond sont de préférence sensibilisées à l'aide d'un agent liant spécifique, par exemple pour former un immunoabsorbant Des procédés pour effectuer cette sensibi- lisation sont décrits, par exemple, dans la demande de brevet européen antérieure N O O 014 530 qui est citée ici à titre de réf é -^ce Les extrémités des éléments d'insertion peuvent, si on le désire, porter des ondulations, des nervures, des rai- nures ou autres reliefs analogues pour augmenter la surface de réaction spécifique disponible. Comme on peut le voir sur les dessins (figure 1), le plateau l comporte trois rangées de cuvettes, à' savoir les rangées 5, 6 et 7 Chaque rangée est disposée de manière à se conformer au support 4 et aux éléments d'insertion Pendant l'utilisation, le support 4 et les éléments d'insertion peuvent, par exemple, être introduits dans la rangée 5 et être maintenus en contact avec le contenu liquide de celle-ci, puis enlevés et lavés si on le désire, par exemple dans l'eau courante, avant d'être introduits dans la rangée 6 pour une autre réaction que l'on fait suivre, si on le désire, par un autre lavage avant une introduction dans la rangée 7 pour une autre réaction. Comme représenté sur le dessin, les cuvettes de la rangée 7 sont allongées latéralement de manière à présenter une forme elliptique ou ovolde afin qu'un volume de liquide plus grand puisse être maintenu pendant la réaction avec la surface sensibilisée de l'élément d'insertion Si on le désire, on peut imprimer une agitation par un mouvement d'oscillation aux éléments d'insertion ainsi qu'au contenu des cuvettes pendant la réaction dans le cas de cette forme de cuvette. bne caractéristique facultative représente également sur la figure 1 la présence d'une ou de deux nervures ou ailettes s''tendant vers l'extérieur depuis les parois d'extremité des cuvettes de forme allongée de la rangée 7 Une telle ailette est référencée 9 sur la figure 1 Ces ailettes peuvent améliorer la stabilité du bloc d'éléments d'insertion 3 montés sur le support 4 lorsqu'on l'introduit dans les cuvettes de forme allongée de la rangée 7. L'agencement représenté est bien entendu susceptible de toute permutation et recombinaison voulues de ces diverses caractéristiques décrites, mais il trouve une application particulière dans le titrage immunologique et, dans ce cas, les cuvettes des rangées 5 et/ou 6 peuvent contenir un ou plusieurs liquides échantillons et/ou liquides réactifs con- tenant des réactifs de fixation marqués,soit ensemble,soit separement, selon ce qu'exige le format de titrage,et les cuvettes de la rangée 7 peuvent contenir soit un substrat pour un enzyme devant être fixé aux éléments d'insertion quand le titrage est un titrage par fixation en association avec les enzymes, soit un agent de dissolution pour un marqueur radio- actif ou fluorescent fixé quand le titrage est un radiotitrage ou un titrage par fluorescence. Le plateau 1 contient également une grande cuvette 8 pour l'emmagasinage des éléments d'insertion montés et de la poignée 4 En général, on peut prévoir-une mince pellicule ou toute autre feuille de recouvrement étanche afin de favoriser une bonne stabilité d'emmagasinage pour les éléments d'insertion sensibilisés et tout autre réactif d'essai accesoire dosé dans les cuvettes des rangées 5, 6 et 7. On peut donc voir que la présente invention comprend un appareil tout prêt pour un titrage immunologique en asso- ciation avec des enzymes ou en association avec une fluores- cence, cet appareil conforme à l'invention décrit dans le présent exposé comportant des doses de réactif pour titrage immunologique dans les cuvettes du plateau, et un sensibili- sateur immunologique approprié appliqué aux surfaces des éléments d'insertion supportés par le support Par exemple, dans la rangée 5 et/ou la rangée 6 des cuvettes peut se trouver une dose d'une petite quantité stabilisée et étalonnée d'une substance devant être titrée ou d'un fixateur spécifique associé a cette substance, en conjugaison, dans chaque cas, avec une substance de marquage La cuvette 8 peut contenir un bloc d'éléments d'insertion montés sur un support en vue de leur introduction dans les cuvettes, les éléments d'insertion étant sensibilisés grâce à une immobilisation sur ces éléments de petites quantités soit de la substance devant être titrée soit d'un fixateur spécifique associé à cette substance La rangée 7 des cuvettes peut contenir un substrat pour un enzyme quand celui-ci est utilisé comme substance de marquage Le choix des reactifs est illustré dans un large éventail, par exemple dans les demandes de brevets européens nu O 014 530, O 042 755, 0 038 642 et O 045 103, la demande de brevet britannique N O 2 074 727 et le brevet belge N O 889 855 Des procédés de conservation appropriés sontpar exemple, ceux mentionnés dans le brevet britannique N O 1 574 707. Par exemple, dans le cas d'un titrage associé à des enzymes pour un antigène tel que la B 2-microglobuline et devant être effectué d'une manière qui est connue dans la mesure ou les reactifs sont concernés, les rangées de cuvettes 5 et/ou 6 peuvent contenir des doses de petites quantités étalonnées d'antigène, par exemple la B 2-microglobuline, sous une forme conjuguée en association avec une substance de marquage, par exemple la phosphatase alcaline Une dose d'un substrat de phosphatase peut être disposée dans les cuvettes de la rangée 7, a et les éléments d'insertion disposés dans la cuvette 8 peuvent comporter un anticorps pour l'antigène immobilisé sur les cuvettes en petite quantité normalisée (étalonnée) Pour obtenir un emmagasinage satisfaisant, on recouvre de préférence l'ensemble complet avec une feuille de recouvrement étanche adhésive (non représentée sur les dessins). Un autre mode de réalisation de l'invention est représenté par la vue en plan de la figure 5 Le plateau avec les cuvettes de microtitrage et la cuvette servant de récep- tacle pour un bloc d'éléments d'insertion supporté par un support ressemble d'une façon générale à celui des figures t et 2, avec les autres caractéristiques suivantes Chaque rangée de cuvettes est pourvue d'un moyen permettant de positionner un bloc complémentaire d'éléments d'insertion suivant une orien- tation d'appariement voulue entre les éléments d'insertion et les cuvettes, de telle sorte que le bloc d'éléments d'insertion ne puissent pas être mis en place si l'utilisateur essaie d'introduire ces éléments d'insertion suivant une orientation incorrecte (inversée) Deux mortaises dissemblables 10 et Il sont formées de façon adjacente à chaque rangée de cuvettes. Dans le mode de réalisation représenté, elles se présentent sous la forme de fentes orientées respectivement de façon parallèle et de façon perpendiculaire à la longueur de la rangée de cuvettes. un mode de réalisation de l'invention dans lequel cette caractéristique est associée à un plateau comportant une seule rangée de cuvettes est représenté par la vue en plan de la figure 6. Les figures 7 et 8 montrent pair une vue en plan et une vue de face (partielle) le bloc correspondant d'éléments d'insertion 3 portés par un support 4 Sur la figure 8, un seul élément d'insertion est représenté de façon complète, les axes en traits interrompus représentant les emplacements des onze éléments d'insertion restants comme sur la figure 3 Pour correspondre aux fentes 10 et 1 i des plateaux représentés sur 16654 les figures 5 et 6, le bloc d'éléments d'insertion des figures 7 et 8 comporte à chaque extrémité un tenon complémentaire 12 et 13 Les tenons 12 et 13 sont fixés au support 4, soit par le fait qu'ils font partie intégrante de ce dernier ou qu'ils y sont collés à demeure, soit qu'ils peuvent être assu- jettis par emboîtement à force ou par emmanchement à la presse mais cela de façon amovible Chaque tenon 12 et 13 comporte une partie inférieure 14 et 15 qui concorde avec la fente correspondante du plateau de cuvettes mais qui ne concorde pas avec les fentes se trouvant aux extrémités opposées des rangées de cuvettes On ne peut donc introduire les éléments d'inser- tion 3 dans la rangée de cuvettes que dans un seul sens Cette caractéristique convient spécialement lorsque différentes conditions de titrage sont utilisées dans différentes cuvettes d'une rangée et permet une identification séparée des séquences de réaction par colonne Dans des variantes des agencements représentés sur les figures 5-8, et cela dans le cadre de l'invention, les tenons et mortaises complémentaires peuvent avoir d'autres formes que celles référencées 10-15 Par exemple, il est particulièrement avantageux que les mortaises se présentent sous forme de fentes dont la longueur est orientée perpendiculairement à la direction de la longueur des rangées de cuvettes, la longueur de chaque fente étant plus grande que la largeur des cuvettes, et que les fentes à chaque extrémité soient espacées de façon différente de la première ou de la dernière cuvette de la rangée de cuvettese Les tenons ont une forme, des dimensions et une orientation complémentaires Ceci évite toutes sortes d'erreurs de posi- tionnement pendant l'utilisation A cette fin, il est commode de repérer certaines ou toutes les colonnes de cuvettes, les rangées de cuvettes et les éléments d'insertion ou le support avec des lettres, des chiffres, des couleurs ou autre symbole pour aider l'utilisateur à effectuer des essais au moyen de l'appareil. Les caractéristiques décrites ci-dessus peuvent bien -35 entendu être utilisées dans n'importe quelle permutation ou combinaison, qui apparaîtront au technicien en la niatière dans le but d'adapter la forme de l'appareil d'essai au format de combinaisons de réactions appropriées à n'importe quelle adsorption ou autre titrage connus devant être effectués. il REVENDICATIONS 1 Appareil convenant pour exécuter des essais chimiques cliniques et des titrages tels que des titrages immunologiques, cet appareil comprenant un plateau de cuvettes de microtitrages et étant caractérisé par le fait qu'il com- prend, en combinaison, un support ( 4) portant un grand nombre d'éléments d'insertion ( 3) destinés aux cuvettes ( 2) de réaction de microtitrage et un plateau ( 1) comportant à la fois un évidement principal ( 8) pour le support et les éléments d'insertion portés par celui-ci, et une pluralité de cuvettes de réaction ( 2) disposées suivant un dessin complémentaire au dessin d'une pluralité des éléments d'insertion, de manière que l'on puisse introduire plusieurs éléments d'insertion à la fois dans les cuvettes de réaction correspondantes. 2 Appareil suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte un support portant une rangée d'éléments d'insertion et un plateau pourvu de plusieurs - rangées ( 5,6 y 77) de cuvettes disposées de anieère que l'on puisse introduire successivement les éléments d'insertion dans chacune des rangées de cuvettes. 3 Appareil suivant les revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que les éléments d'insertion portés par le support et les cuvettes placées dans le plateau ont une forme sensiblement complémentaire les uns par rapport aux autres de manière que le liquide de réaction, lorsqu'il est contenu dans une cuvette dans laquelle on a introduit un élément d'insertion, est obligé de prendre une répartition analogue a une coquille entre la paroi de la cuvette et l'élément d'insertion. 4 Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les surfaces des éléments d'insertion portent un sensi 1 ilisateur immunologique et que des réactifs complémentaires facultatifs pour un titrage immuno- logique dosé et stabilisé dans les cuvettes de réaction. 5 Appareil suivant la revendication 4, caractérisé par le fait qu'il se presente sous une forme emmagasinable, un élément de fermeture étanche enfermant à la fois les cuvettes ainsi aue les éléments d'insertion et de support placés dans l'évidement principal. 6 Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 à, 5, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens de positionnement complémentaires ( 10, 11; 14, 15) à la fois sur le support et sur le plateau pour permettre l'introduction des éléments d'insertion dans les cuvettes suivant une orientation d'appariement voulue et pour empêcher une introduction incor- recte dans l'orientation inverse. 7 Appareil convenant pour effectuer des essais chimiques cliniques ainsi que des titrages tels que des titrages immunologiques, cet appareil comprenant un plateau de cuvettes de microtitrage et étant caractérisé par le fait qu'il comprend, en combinaison, un support ( 4) portant un grand nombre d'éléments d'insertion ( 3) destinés à des cuvettes de réaction, et un plateau ( 1) muni d'une pluralité de cuvettes de réaction ( 2) disposées suivant un dessin complémentaire du dessin d'une pluralité des éléments d'insertion de manière que l'on puisse introduire plusieurs eléments d'insertion à la fois dans les cuvettes de réaction correspondantes, le support et le plateau portant des moyens de positionnement complémentaires ( 10, 11; 14, 15) pour permettre l'introduction des éléments d'insertion suivant une orientation voulue entre ces éléments d'insertion et ces cuvettes, et pour empêcher une introduction dans l'orientation inverse. 8 Appareil suivant les revendications 6 ou 7, caractérisé par le fait qu'il comprend des mortaises dissem- blables ( 10, 11) adjacentes à chaque extrémité d'une rangée de cuvettes dans le plateau et des tenons complémentaires ( 14, 15) fixés au support. 9 Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 à d utilisé pour effectuer un titrage immunologique comprenant un titrage immonologique associé à des enzymes ou associé à une fluorescence.