Brevet FR2522812A1 — publié le 19830909

Procédé pour délivrer de très faibles doses à partir d'un échantillon liquide et dispositif pour la mise en oeuvre du procédé L'invention concerne un procédé permettant de délivrer, à partir d'un éhantillon liquide, de très faibles doses, de l'ordre de dix microlitres, par exemple, ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre dudit procédé. L'obtention de si petits volumes peut etre particulièrement avantageuse dans le cas d'analyses, notamment médicales. En effet, il est alors possible d'éviter aux patients de subir des prises de sang au moyen de seringues, et d'utiliser pour constituer l'échantillon liquide fractionnable quelques gouttes de sang recueillies au bout d'un doigt à l'aide d'un appareil approprié. Il est important par ailleurs, compte tenu du très faible volume de l'échantillon recuellll) par exemple 100 microlitres, représentant le volume de deux gouttes, de disposer d'un appareil qui permette d'utiliser pratiquement l'intégralité de l'échantillon, sans risque d'altération de ce dernier. Egalement, pour éviter des risques de contamination, il est souhaitable de disposer d'un appareil qui ne puisse être utilisé que pour un seul individu, ce qui impose un prix de revient peu élevé, l'appareil n'étant pas réutilisé après une opération de fractionnement propre à un individu. Enfin, s'agissant de si faibles doses, il importe d'éviter une rétention par capillarité de traces de liquide sur les parois, car sinon les mesures seraient faussées. L'invention a- pour but un procédé et un dispositif permettant d'obtenir les objectifs précités. L'invention a pour objet un procédé pour délivrer, à partir d'un échantillon liquide, de très faibles doses, utilisant un dispositif comprenant un bottier comportant un réceptacle de stockage pour ledit échantillon, relié par un conduit d'alimentation capillaire à une pre mitre cellule ou précuve, elle-même en relation par un conduit de remplissage capillaire avec une cellule calibrée communiquant d'une part avec ledit réceptacle par une tubulure capillaire de trop plein et d'autre part avec le milieu extérieur par un conduit d'évacuation, la précuve présentant un volume légèrement supérieur à celui de la cellule calibrée, des moyens étant prévus en outre pour positionner ledit dispositif sur le plateau d'une centrifugeuse selon deux positions déterminées se déduisant l'une de l'autre par une rotation du dispositif sur le plateau selon un angle donné, ledit procédé étant caractérisé par le fait que l'échantillon étant introduit dans le réceptacle et le dispo sitif disposé sur le plateau de la centrifugeuse selon la première position, on réalise une centrifugation de manière à chasser du liquide du réceptacle vers le conduit d'alimentation et à remplir la précuve, puis on fait subir au dispositif une rotation afin de le positionner sur le plateau selon la deuxième position et on réalise une nouvelle centrifugation afin de chasser le liquide contenu dans la précuve vers le conduit de reiplissage et à remplir la cellule calibrée, ltexcédent de liquide contenu dans la précuve passant dans la tubulure de trop plein, puis on fait subir au dispositif une nouvelle rotation afin de le positionner selon la première position et on réalise une nouvelle centrifugation afin de chasser d'une part le liquide contenu dans la cellule calibrée vers un récipient extérieur par le conduit d'évacuation, et d'autre part de remplir à nouveau la précuve. L'invention a également pour objet un dispositif permettant la aise en oeuvre du procédé précité. L'utilisation de moyens de centrifugation pour délivrer les très faibles doses permet d'éviter la rétention de traces liquides au niveau des parois du dispositif en contact avec le liquide, et donc d'obtenir des doses calibrées avec une grande précision. D'eutres caractéristique et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre et du dessin annexé dans lequel La figure 1 est une vue de dessus, avec couvercle partiellement arraché, d'un premier mode de réalisation d'un dispositif conforme à l'invention. La figure 2 est une coupe selon la ligne II-II de la figure 1. La figure 3 est une coupe selon la ligne III-III de la figure 1. La figure 4 est une coupe selon la ligne IV-IV de la figure 1. La figure 5 est une coupe selon la ligne V-V de la figure 1. La figure 6 représente schématiquement l'appareillage utilisé pour l'opération de fractionnement. Les figures 7, 8, 9, 10, 11, 12 et 13 illustrent schématiquement les différentes étapes du procédé conforme à l'invention. La figure 14 est une variante de la figure 1. Sur les figures 1 à 13, la référence 1 désigne le dispositif de fractionnement conforme à l'invention. il comprend un bottier 2, obturé par un couvercle 3. Il peut présenter une forme circulaire ainsi que représenté, mais on peut, bien entendu, envisager toute autre forme. Avantageusement le dispositif peut être réalisé en matière plastique et obtenu par moulage. Le bottier comporte un réceptacle de stockage 4 dans lequel on introduit l'échantillon liquide à fractionner, désigné par la référence 5. A cet efret le couvercle 3 est muni d'un orifice 6. Le réceptacle 4 est relié par un conduit d'alimentation capillaire 7 à une première cellule ou précuve 8, elle même en relation par un conduit de remplissage capillaire 9 avec une cellule calibrée 10. La précuve 8 présente un volume légèrement supérieure au volume de la cellule calibrée 10. Dans le mode de réalisation représenté, la précuve 8 et la cellule calibrée 10 sont sensiblement diamétralement opposées. A titre illustratif et nullement limitatif, le volume total du réceptacle 4 peut être de l'ordre de 150 à 200 microlitres et le volume de la cellule 10 de 10 microlitres. Le diamètre du bottier 1 peut être de 1 cm et son épaisseur de 0,6 cm. La cellule 10 communique d'une part avec le réceptacle 5 par une tubulure capillaire de trop plein 11 et d'autre part avec le milieu extérieur par un conduit d'évacuation 12. Pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, le dispositif 1 décrit ci-dessus est positionné sur le plateau d'une centrifugeuse, comme représenté sur la figure 6, après introduction de l'échan- sillon liquide à fractionner dans le receptacle 4. On peut ainsi introduire dans le réceptacle 4 deux gouttes de sérum, représentant un volume d'environ 100 microlitres. Le plateau de la centrifugeuse est désigné par la référence 15, et son axe par la référence 16. La référence 17 désigne un dispositif de conditionnement susceptible de recevoir dans un réservoir approprié la dose calibrée de liquide issue du dispositif 1, des moyens usuels non représentés, permettant de déplacer dans ce but ce dispositif de conditionnement à partir d'un carrousel 18. A titre d'exemple, ce dispositif peut être celui décrit dans dans la demande de brevet français nO 82 00529 déposé le 14 janvier 1982 par le Demandeur. Dans cette demande, il est décrit un dispositif de conditionnement pour analyses multiples à partir d'un échantillon liquide, comportant un réceptacle en liaison avec n cellules d'analyse calibrées dans lesquelles sont introduits des réactifs d'analyse, le liquide à analyser étant acheminé du réceptacle vers lesdites cellules d'analyse par centrifuga- tion, chacune des cellules étant munie d'un orifice capillaire d'intro- duction de liquide et d'un conduit capillaire d'échappement de l'air, ledit dispositif étant caractérisé par le fait qu'il se présente sous la forme d'une barrette dont une première extrémité comporte ledit réceptacle, ce dernier débouchant dans une première cuve, ou précuve, commu- niquant d'une part avec la première cellule d'analyse par l'orifice capillaire d'introduction du liquide et d'autre part avec une seconde précuve, laquelle communique d'une part avec la deuxième cellule d'analyse par l'orifice capillaire d'introduction de liquide et d'autre part avec une troisième précuve, et ainsi de suite, la nième précuve, qui est en communication avec la (n-llième précuve, communiquant avec la nièce cellule d'analyse par l'orifice capillaire d'introduction de liquide et une cellule de trop plein située à proximité de la deuxième extrémité de la barrette, les volumes des précuves étant légèrement supérieurs aux volumes des cellules d'analyse auxquelles elles sont respectivement associées, les cellules d'analyse ainsi que les précuves étant sensi blé en alignées le long de la barrette, les moyens de communication entre les précuves étant agencés de manière à permettre un remplissage successif de celles-ci et non simultané, ledit dispositif de condition nement étant apte à être fixé sur un plateau circulaire tournant formant rotor, selon un rayon dudit plateau, l'extrémité de la barrette comportant le réceptacle étant située vers le centre du plateau, l'extrémité comportant la chambre de trop-plein étant situde vers la périphérie du plateau. Des moyens usuels, non représentés, sont prévus pour positionner le dispositif 1 sur la plateau 15 de la centrifugeuse selon deux positions déterminées se déduisant l'une de l'autre par une rotation du dispositif sur le plateau de la centrifugeuse selon un angle donné. Dans la première position, qui est eelle représentée sur la figure 6, l'extrémité du réceptacle 4 à laquelle est relié le conduit d'alimentation capillaire 7 est la plus éloignée de l'axe 16 de la centrifugeuse, de manière que, lorsque le rotor est mis en marche, le liquide contenu dans le réceptacle 4 soit chassé vers la précuve 8 par le conduit 7. La seconde position se déduit de la première par une rotation du dispositif de fractionnement 1 d'environ 1800. Le procédé conforme à l'invention est mis en oeuvre de la manière suivante : L'échantillon liquide 5 à fraotionner étant introduit dans le réceptacle 4 et le dispositif 1 étant positionné sur la centrifugeuse selon la première position, correspondant aux représentations des figu- res 6 et 7, on met en marche la centrifugeuse, pour procéder à l'amorçage du système. Le liquide contenu dans le réceptacle 9 est alors chassé par le tube capillaire 7 vers la précuve 8 qu'il remplit progressivement. La figure 8 correspond au remplissage partiel de la précuve 8 ; la figure 9 correspond à la fin de cette opération ; la précuve est alors totalement remplie et durant la centrifugation un équilibre de niveau s'est établi entre le liquide 5 contenu dans le réceptacle 4 et celui contenu dans le conduit de remplissage capillaire 9. Les figures 2 et 4 montrent les profils incurvés du réceptacle 4 et de la précuve 8, facilitant l'évacuation du liquide lors de la centrifugation. A la fin de cette première opération correspondant au remplissage total de la précuve, le dispositif 1 est déplacé sur la centrifugeuse de la première position à la deuxième position puis la centrifugeuse est remise en marche dans le meme sens que précédemment. Durant cette nouvelle opération de centrifugation, dont les effets sont représentés sur les figures 10 à 12, le liquide contenu dans la précuve 8 est chassé par le conduit capillaire de remplissage 9 vers la cellule calibrée 10. Le liquide restant dans le réceptacle 4 est déplacé vers l'extrémité du réceptacle opposée à celle où débouche le conduit 8 et de ce fait ne peut s'échapper du réceptacle. Lorsque la cellule calibrée 10 est totalement remplie, le liquide excédentaire repasse dans le receptacle 4 par la tubulure de trop plein 11. De manière à obtenir une mesure correcte, l'emplacement du coude 13 de la tubulure 11 se situe au niveau du trait de jauge 14 de la cellule calibrée 10, afin que l'équilibre des niveaux liquides soit éta bli au niveau de ce trait de jauge à la fin de cette opération de centrifugation, qui correspond à la fin de l'amorçage du système. Le dispositif 1 est alors positionné sur la centrifugeuse selon la première position et la centrifugeuse est remise en marche dans le même sens que précédemment. Dans cette phase, illustrée par la figure 13, tout le liquide contenu dans la cellule calibrée 10 est chassé vers un récipient extérieur par le conduit d'évacuation 12 non capillaire et est recueilli de manière appropriée. Ce récipient peut venir se mettre en place, par embossage par exemple, dans une cavité adéquate présentée par le bottier 2 et dans laquelle débouche le conduit 12, ainsi que ceci est représenté sur la figure 5. Dans le même temps, le liquide contenu dans la tubulure de trop plein 11 est chassé dans le réceptacle 4 cependant que le liquide contenu dans ledit réceptacle 4 est chassé vers la précuve 8 par le conduit 7 de manière à remplir ladite précuve. A la fin de cette opération, la cellule 10 a été vidée et la précuve 8 remplie, ce qui correspond à la représentation de la figure 9, la seule différence étant que le volume de liquide contenu dans le réceptacle 4 a été diminué d'une quantité égale au volume de la cellule calibrée 10. Si l'on désire effectuer une nouvelle opération de fractionnement, après avoir changé le récipient destiné à recevoir la quantité calibrée de liquide, il suffit de reprendre la succession des opérations à partir de la phase illustrée par la figure 9, à savoir - positionnement du dispositif 1 selon la deuxième position et centrifugation pour obtenir le remplissage de la cellule calibrée 10 à partir de la précuve 8, puis, - positionnement du dispositif 1 selon la première position et centrifugation pour obtenir l'éjection du liquide contenu dans la cellule calibrée 10 et le remplissage de la précuve 8, et ainsi de suite...., le fractionnement pouvant etre effectué tant que la quantité de liquide subsistant dans le receptacle 4 est suffisante pour remplir la précuve 8 ; ainsi le- fractionnement peut être réalisé sur pratiquement l'intégralité du volume de l'échantillon (5) introduit dans ledit réceptacle 4. Sur le mode de réalisation représenté les conduits de remplissage 9 et d'évacuation 12 sont en grande partie sensiblement parallèles et présentent une partie oommune 25 dont le profil est tel que le liquide s'échappant de la cellule calibrée 10 vers l'extérieur emprunte obligatoirement le conduit 12 non capillaire. Toutefois d'autres dispositions pour les conduits pourraient être utilisées. De même, la tubulure de trop plein 11 est sensiblement parallèle aux parois du réceptacle 4 et de la cellule calibrée 10 ; mais là encore il est possible d'adopter d'autres dispositions, l'important est que lors du remplissage de la cellule calibrée l'équilibre des niveaux entre le liquide contenu dans la tubulure 11 et celui contenu dans la cellule 10 s'-établisse au niveau du trait de jauge 14 présenté par la cellule 10. La figure 14 représente une variante du mode de réalisation illustré aux figures 1 à 13. La seule différence est que le remplissage de la cellule eali- brée 10 se fait par l'intermédiaire de la tubulure de trop plein 11, le conduit d'alimentation 9 débouchant dans ladite tubulure 11. Dans ce cas le conduit d'évacuation 12 et le conduit de remplissage 9 n'ont pas de partie commune. Ce mode de réalisation est notamment avantageux pour le fractionnement d'échantillon liquide visqueux. Le dispositif selon l'invention permet l'obtention de très faibles doses à partir d'un échantillon de faible volume. Ainsi le volume de la cellule calibrée 10 peut être de 10 microlitres, le volume introduit dans le réceptacle 4 étant d'environ 100 microlitres, ce qui correspond sensiblement au volume de 2 gouttes. S'agissant d'un dispositif de faible prix de revient, il peut n'être utilisé que pour un seul individu, l'échantillon liquide étant parfaitement conservé durant tout le fractionnement, ce qui évite toute contagion d'un individu à l'autre. De plus le fractionnement de l'échantillon peut être pratiquement total ; il est interrompu seulement lorsque la précuve 8 cesse d'être remplie. Sur le plateau 15 de la centrifugeuse, on peut disposer, ainsi que représenté sur la figure 6, plusieurs dispositifs de fractionnement 1 conformes à l'invention, dans lesquels sont introduits des échantillons appartenant à plusieurs individus et on peut réaliser de ce fait plusieurs fractionnement simultanés. Bien entendu l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemples. On peut, en particulier, sans sortir du cadre de l'invention apporter des modifications de détail, changer certaines dispositions, ou remplacer certains moyens par des moyens équivalents. REVENDICATIONS 1/ Procédé pour délivrer, à partir d'un échantillon liquide, de très faibles doses, utilisant un dispositif comprenant un bottier (2) comportant un réceptacle de stockage (4) pour ledit échantillon (5), relié par un conduit d'alimentation capillaire (7) à une première cellule ou précuve (8), elle-même en relation par un conduit de remplissage capillaire (9) avec une cellule calibrée (10), communiquant d'une part avec ledit réceptacle (4) par une tubulure capillaire de trop plein (11) et d'autre part avec le milieu extérieur par un conduit d'évacuation (12), la précuve (8) présentant un volume légèrement supérieur à celui de la cellule calibrée (10), des moyens étant prévus en outre pour positionner ledit dispositif sur le plateau (15) d'une centrifugeuse selon deux positions déterminées se déduisant l'une de l'autre par une rotation du dispositif (1) sur le plateau (15) selon un angle donné, caractérisé par le fait que l'échantillon (5) étant introduit dans le réceptacle (4) et le dispositif (1) disposé sur le plateau (15) de la centrifugeuse selon la première position, on réalise une centrifugation de manière à chasser du liquide du réceptacle (4) vers le conduit d''alimentation (7) et à remplir la précuve (8), puis on fait subir au dispositif (1) une rotation afin de le positionner sur le plateau (15) selon la deuxième position et on réalise une nouvelle centrifugation afin de chasser le liquide contenu dans la précuve (8) vers le conduit de remplissage (9) et à remplir la cellule calibrée (10), l'excédent de liquide contenu dans la précuve passant dans la tubulure de trop plein (11), puis on fait subir au dispositif (1) une nouvelle rotation afin de le positionner selon la première position et on réalise une nouvelle centrifugation d'une part afin de chasser le liquide contenu dans la cellule calibrée (10) vers un récipient extérieur par le conduit d'évacuation (12), et d'autre part de remplir à nouveau la précuve (8). 2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que pour effectuer un nouveau fractionnement après avoir chassé une dose vers l'extérieur, on fait subir au dispositif (1) une rotation afin de le positionner sur le plateau (15) selon la deuxième position, puis on réalise une centrifugation afin de remplir la cellule calibrée (10) par le liquide contenu dans la précuve (8) et on fait subir au dispositif (1) une nouvelle rotation afin de le positionner selon la première position et on réalise une nouvelle centrifugation afin de chasser vers un autre récipient extérieur une nouvelle dose, tout en remplissant à nouveau la précuve (8) par du liquide contenu dans le réceptacle, ces opérations pouvant être reprises jusqu'à épuisement du liquide contenu dans le réceptacle (4). 3/ Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'angle de rotation du dispositif (1) sur le plateau (15) pour passer de la première position à la deuxième position est d'environ 1800. 4/ Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend un bottier (2) comportant un réceptacle de stockage (4) pour ledit échantillon (5) relié par un conduit d'alimentation capillaire (7) à une première cellule ou précuve (8), elle-même en relation par un conduit de remplissage capillaire (9) avec une cellule calibrée (10), communiquant d'une part avec ledit réceptacle (4) par une tubulure capillaire de trop plein (11) et d'autre part avec le milieu extérieur par un conduit d'éva ouation (12), la précuve (8) présentant un volume légèrement supérieur à celui de la cellule calibrée (10), des moyens étant prévus en outre pour assurer le positionnement dudit bottier (2) sur le plateau (15) d'une centrifugeuse selon deux positions déterminées se déduisant l'une de l'autre par une rotation du dispositif (1) sur le plateau (15) selon un angle donné. 5/ Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le bottier (2) est circulaire et que la précuve (8) et la cellule calibrée (10) sont sensiblement diamétralement opposées. 6/ Dispositif selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé par le fait que le conduit de remplissage (9) et le conduit d'éyacuation (12) sont sensiblement parallèles. 7/ Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé par le fait que la tubulure du trop plein (11) est sensiblement parallèle aux parois de la cellule calibrée (10) et du réceptacle (4).