Brevet FR2527773A1 — publié le 19831202

La présente invention se réfère à un procédé pour la mise en oeuvre d'analyses chimiques en utilisant, si nécessaire, plusieurs prin- cipes de dosage différents L'invention convient particulièrement bien pour réaliser des analyses en usage dans la médecine. Plusieurs principes de dosage qui conviennent pour le procé- dé selon la présente invention présentent certains inconvénients, qui seront décrits ci-dessous. Un problème qui se manifeste au cours de la néphélométrie, c'est-à-dire le dosage basé sur la diffusion de la lumière, est engendré par des particules de poussière et par d'autres particules qui peuvent influencer le parcours de la lumière, qui se déplacent lentement dans la solution à doser et qui sont nettement plus grosses que les complexes antigène-anticorps Un procédé connu pour réduire les erreurs provo- quées par ces particules consiste à observer l'intensité de la lumière diffusée pendant un certain intervalle de temps et de choisir ensuite pour la mesure le signal le plus faible qui s'est manifesté pendant cet inter- valle Ce principe est basé sur l'observation que les particules ne peu- vent guère diminuer la diffusion de la lumière, mais au contraire, dans une position appropriéeces particules peuvent engendrer une diffusion complémentaire considérable Le minimum véritable est trouvé avec une plus grande certitude si l'on continue plus longtemps l'asservisse- ment, mais dans la pratique la durée de l'asservissement doit être limitée afin de ne pas ralentir le procédé de dosage. Un autre problème concerne le placement de la cuvette par rapport aux axes optiques du système de dosage Si les cuvettes ne sont pas toujours placées de façon reproductible au même endroit, la surface incurvée de la cuvette entraîne des différences dans la réfraction de la lumière et, de ce fait, dans le résultat final En outre, la distance par- courue par un faisceau de lumière à l'intérieur de la cuvette et, par voie de conséquence, l'absorption de lumière dans la cuvette, peut changer. Dans un appareil de dosage automatique utilisant des cuvettes séparées, il est pour cette raison nécessaire de prêter spécialement attention à la précision du système de transfert des cuvettes. Un troisième problème est celui des impuretés et des rayu- res sur la surface de la cuvette et des défaillances de symétrie de sa forme Celles-ci sont à l'origine de différences entre les cuvettes et conduisent à l'exigence que la position de la cuvette ne doit pas changer entre les relevés initial et final. La mise en position la plus précise est obtenue en plaçant la cuvette dans un emplacement de dosage, par exemple un alésage spé- cialement conçu à cet effet, dans lequel elle entre sans jeu et qui est solidement fixé par rapport aux axes optiques du système de dosage Un tel transfert est difficile à automatiser, il peut être à l'origine de rayu- res et il n'est pas facile d'éviter tout changement d'orientation de la cuvette En général on place les cuvettes dans des supports usinés dans un métal et pourvus d'orifices pour le passage de la lumière, de telle façon que les cuvettes peuvent être maintenues dans le support pendant toute la durée de l'analyse et aussi pendant les mesures La fabrication d'un tel support demande une grande précision et est de ce fait conteuse. La présente invention a pour but de remédier aux inconvé- nients ci-dessus de façon simple et efficace au moyen d'un appareil de construction simple, à frais réduits et très fiable dans son usage Selon l'invention il est possible également de pratiquer plusieurs principes de dosage différents dans un même appareil d'analyse Ainsi, le procédé de l'invention peut être utilisé pour effectuer des dosages par turbidimé- trie et fluorométrie, ainsi que des dosages basés sur l'absorption et la luminescence, à l'exception de certains changements tels que des filtres différents de lumière et des traitements différents du signal Il est pos- sible de sélectionner le principe de mesure en fonction des exigences de l'échantillon à examiner, et il est en outre facile d'automatiser le chan- gement du principe de mesure Etant donné que la mise en oeuvre de l'invention enlève toute signification à la position de la cuvette comme source d'erreurs, le système de transfert des cuvettes de l'appareil d'analyse peut être conçu de façon plus simple que dans les systèmes antérieurs. -3 - Les avantages ci-dessus mentionnés du système sont obte- nus grâce à un procédé pour effectuer une analyse chimique selon un principe de mesure basé sur la lumière frappant un échantillon placé dans une cuvette ( 1), procédé dans lequel la lumière est produite par une source ( 1 l) de lumière et interceptée par intermittence, et la me- sure est effectuée à l'aide d'un ou plusieurs détecteurs ( 4, 5), et dans lequel la cuvette ( 1) contenant l'échantillon est placée dans un élément ( 2) en forme de manchon présentant des ouvertures ( 3) dans une paroi opaque, caractérisé en ce que la lumière est interceptée par intermittence en im- primant un mouvement rotatif au manchon ( 2) autour de son axe central pendant toute la durée de la mesure, et en ce que la mesure est effectuée tant sous un angle de 180 que sous un angle différent de 1800 par rap- port à la lumière avec laquelle la mesure est effectuée. Selon une caractéristique de l'invention la mesure est effec- tuée au moyen soit d'un détecteur se déplaçant d'un point de mesure à un un autre, soit de deux détecteurs ( 4, 5), chacun se trouvant à un point de me sure. Selon-une autre caractéristique de l'invention deux détec- teurs ( 4, 5) sont utilisés, le signal de l'un des deux étant divisé par le signal de l'autre afin de réaliser la mesure. Selon une troisième caractéristique de l'invention la mesure est réalisée en divisant le signal détecté obtenu en effectuant la mesure sous un angle différent de 180 par le signal détecté obtenu en effectuant la mesure sous un angle de 180 . Z 5 L'invention sera décrite plus en détail ci-dessous, à l'aide du dessin annexé, dans lequel la figure 1 représente une vue schématique en élévation latérale de l'appareil selon l'invention, et la figure 2 représente le même appareil vu du dessus selon le plan II II (fig 1) Dans la figure 1 représentant schématiquement l'appareil, une cuvette 1 conventionnelle fabriquée à partir d'une matière opaque est placée à l'intérieur d'un élément 2 en forme de manchon, pourvu d'ouver- tures 3 Lorsque le manchon occupe la position représentée dans la figure, une source de lumière 11 émet la-lumière 6, éventuellement filtrée au moyen du filtre 12, la lumière passe à travers l'une des ouvertures 3 de telle façon qu'elle traverse la cuvette et la substance à mesurer que celle-ci contient, elle quitte (réf 7) le manchon en passant par une autre ouverture 3 et frappe finalement le détecteur 4 La figure 2 représente une vue du dessus des mêmes éléments, et elle représente également un autre détecteur 5 et un filtre secondaire 13, faisant tous deux dans cet exemple un angle de 900 par rapport au faisceau de lumière 6 La figure montre que, tandis que le faisceau de lumière 6 va dans la direction du détecteur 4, la lumière 8 diffusée ou produite par fluorescence dans la cuvette peut passer par une des ouvertures 3 et à travers un filtre 13 éventuel pour atteindre le détecteur 5. La cuvette et le manchon 2 sont tournés autour de leur axe central vertical A cet instant les ouvertures 3 dans la paroi du manchon ainsi que les parois opaques du manchon entre les ouvertures, permettent et empêchent en alternance le passage de la lumière de la source à la cuvette, de la cuvette au détecteur 4, et de la cuvette au détecteur 5, de telle manière que tous les passages soient ouverts simultanément ou fer- més simultanément Cela signifie que la lumière reçue par les détecteurs est de nature intermittente, auquel cas les détecteurs produisent un signal de courant alternatif ou de tension alternative Le mouvement rotatif est produit par exemple par un moteur électrique, et le mouvement peut être régulier sans que cela soit obligatoire Le signal est traité par exemple comme décrit ci-dessous. Les moyens électroniques tels qu'on les emploie habituelle- ment dans cette technique peuvent être utilisespour l'amplification des signaux détectés, auquel cas le signal est redressé après amplification, de préférence de façon synchrone avec le mouvement rotatif Après re- dressement et filtrage éventuel, le signal provenant du détecteur 5 est divisé par le signal provenant du détecteur 4, de façon en soi connue, soit sous forme analogique, soit sous forme digitale La division d'un signal par l'autre élimine les erreurs dues aux variations dans l'inten- sité de la source de lumière, étant donné qu'une telle variation provoque -5 - également un grand changement dans le signal de chaque détecteur En outre, dans les cas oh il y a des rayures ou des salissures sur la sur- face de la cuvette, qui entravent le passage de la lumière, leur effet peut être observé en moyenne au même degré sur chaque détecteur, grâce au mouvement rotatif de la cuvette De plus, la rotation produit un effet avantageux sur les mesures néphélométriques de telle sorte que des particules de poussière dans la cuvette ne provoquent que des pics rapides momentanés de diffusion, et la signification de tels pics dans le signal principal reste négligeable. Les mesures photométriques habituelles peuvent aussi être effectuées à l'aide de l'appareil pour la mise en oeuvre de la présente invention de telle sorte que lorsque la cuvette est dans le manchon,le dividende soit formé à partir du signal pourvu par le détecteur 4 et le diviseur à partir du signal délivré par le même détecteur, mais sans cuvette Ainsi on tient également compte des variations dans l'intensité de la source de lumière, à l'exception de la variation qui se produit pen- dant le temps que l'absorption est mesurée et que la cuvette est dans le manchon. Même dans les procédés de luminométrie, l'interception inter- mittente de la lumière peut être utile, étant donné que de cette façon l'effet de la lumière diffusée peut être éliminé, les amplificateurs peu- vent être simplifiés, et la mesure peut être effectuée dans une gamme de fréquences plus avantageuse en ce qui concerne le bruit BS du détec- teur, et le glissement du zéro des amplificateurs peut être éliminé. Les avantages ci-dessus indiqués sont obtenus selon la présente invention de façon simple en imprimant un mouvement rotatif à la cuvette 1 dans son manchon 2 Par le fait que plusieurs principes de mesure dif- férents ont été combinés dans un même appareil pour former une unité intégrée simple, il a été possible d'améliorer simultanément grâce à l'invention, la précision de tous ces procédés de mesure. L'appareil pour la mise en oeuvre de l'invention peut être réa- lisé d'une façon plus simple que celui décrit ci-dessus à titre d'exemple, en n'utilisant à la place des détecteurs 4 et 5 qu'un seul détecteur qui peut être déplacé par exemple suivant un trac é en forme d'arc entre 6 l'emplacement du détecteur 4 et celui du détecteur 5 En pareil cas une seule chaîne de traitement du signal suffit, et les moyens de mesure électronique sont moins cofiteux que dans le cas précédent La stabilité du système de mesure s'en trouve en principe améliorée car, grâce à la division des signaux, les variations dans les amplifications produites par le détecteur et l'amplificateur sont également complètement compensées. Si l'on ne désire pas effectuer des mesures fluorométriques ou néphélométriques avec l'appareil, le détecteur 5 pourra bien entendu être complètement éliminé. Il convient de faire observer également que dans la descrip- tion ci-dessus la cuvette a été décrite comme ayant une forme ronde, mais d'autres formes symétriques sont possibles, par exemple un poly- gone régulier En outre, il peut y avoir quatre ouvertures 3, comme ci- dessus, ou un nombre pair supérieur à quatre Dans le cas d'un plus grand nombre d'ouvertures, le détecteur 5 peut même être placé sous un angle différent de 90 Dans la néphélométrie au laser, un manchon à 12 ouvertures permet de placer le détecteur sous un angle de 150 , ce qui est très proche des angles communément pratiqués dans cette technique. Pour la simplicité de la description aucun système optique nécessaire pour la formation et l'orientation des faisceaux de lumière n'a été men- tionné; de tels systèmes sont généralement connus et se trouvent dans la plupart des appareils de ce type. Il convient de noter en outre que seule la rotation du man- chon et de la cuvette a été indiquée ci-dessus pour produire la lumière intermittente mais le même résultat est obtenu par exemple en mainte- nant cet ensemble immobile et en faisant tourner les autres dispositifs, tels que la source de lumière et les détecteurs Etant donné que la cons- truction des liaisons électriques par exemple est difficile dans de telles conditions, une telle structure est probablement limitée à un très faible nombre d'applications spéciales, si elle est réellement applicable. -7- REVENDICATIONS I Procédé pour effectuer une analyse chimique selon un prin- cipe de mesure basé sur la lumière frappant un échantillon placé dans une cuvette ( 1), procédé dans lequel la lumière est produite par une source ( 11) de lumière et interceptée par intermittence, et la mesure est effectuée à l'aide d'un ou plusieurs détecteurs ( 4, 5), et dans lequel la cuvette ( 1) contenant l'échantillon est placée dans un élément ( 2) en forme de manchon présentant des ouvertures ( 3) dans une paroi opaque, caractérisé en ce que la lumière est interceptée par intermittence en imprimant un mouvement rotatif au manchon ( 2) autour de son axe cen- tral pendant toute la durée de la mesure, et en ce que la mesure est effectuée tant sous un angle de 180 que sous un angle différent de 180 par rapport à la lumière avec laquelle la mesure est effectuée. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mesure est effectuée au moyen soit d'un détecteur se déplaçant d'un point de mesure à un autre, soit de deux détecteurs ( 4, 5) chacun se trouvant à un point'de mesure. 3 Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que deux détecteurs ( 4, 5) sont utilisés, le signal de l'un des deux étant divisé par le signal de l'autre afin de réaliser la mesure. 4 Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la mesure est réalisée en divisant le signal détecté obtenu en effectuant la mesure sous un angle différent de 180 par le signal détecté obtenu en effectuant la mesure sous un angle de 1800.