Brevet FR2541771A1 — publié le 19840831

La présente invention concerne des procédés et des appareils pour le titrage de produits chimiques et de systèmes chimiques et, plus parti- culièrement, des procédés et appareils électriques servant à détecter ou à déterminer l'importance d'une réaction chimique spécifique, par changement de propriétés diélectriques du système de réaction. Il va de soi qu'aux fins de la présente invention, le titrage des produits chimiques n'englobe pas seulement les titrages qualitatifs et quan- titatifs qui sont courants en chimie physique et organique, mais aussi les biotitrages par lesquels on détecte et quantifie des réactions biochimiques, telles que les réactions immunologiques, enzymatiques ou métaboliques. On sait parfaitement que les propriétés diélectriques d'un échantil- lon peuvent être utiles pour le titrage chimique de l'échantillon Par exemple, la concentration des constituants de la solution de deux matières ayant des constantes diélectriques relatives différentes peut être facilement déter- minée par la mesure de la constante diélectrique de la solution Normalement, on mesure la constante diélectrique de l'échantillon par des moyens capacitifs, l'échantillon fournissant la totalité ou une partie de la matière diélectri- que qui sépare les plaques d'un condensateur A partir de la géométrie du condensateur et de la capacité mesurée, on peut déduire la constante diélec- trique de l'échantillon On peut ensuite comparer cette valeur avec une cour- be d'étalonnage ou un tableau de valeurs des constantes diélectriques pour les concentrations variables connues des matières considérées Normalement, on peut déterminer de telles valeurs en substituant directement des concen- trations connues des matières dans le condensateur En plus de la détection et de la détermination de la quantité d'une espèce considérée (par exemple un élément, composé, ion ou similaire), on peut étendre le procédé à l'obser- vation des vitesses de réaction d'espèces en interaction. Bien qu'on puisse introduire l'échantillon entre les plaques d'un condensateur à plaques parallèles, une technique commode consiste à juxta- poser l'échantillon et un 2 ondensateur dont les deux électrodes sont dans un plan commun comme décrit, par exemple, dans les brevets US 2 219 497 et 3 515 987 On effectue en général les mesures par des procédés de réso- nance,à l'aide d'un pont d'impédance ou un moyen similaire On peut utiliser le signal sortant résultant pour commander un instrument de mesure, un affi- chage numérique ou un appareil analogue Dans d'autres applications, on peut observer le signal par un ou plusieurs détecteurs de niveaux préréglés et l'utiliser pour donner l'alarme ou pour la commande On conçoit qu'un tel équipement constitue un système particulièrement commode, facile à utiliser, ne nécessitant que peu d-habilité de l'utilisateur. Alors que de telles techniques se sont révélées utiles pour le réglage des procédés (par exemple, régulateurs d'humidité dans la fabrication du papier, contrôle des solutions électrolytiques dans les batteries ou dans des opéra- tions de galvanoplastie, et similaires) ou dans des cas similaires de régla- ge, la technique telle qu'on la pratique à l'heure actuelle manque d'univer- salité Les mesures capacitives seules sont en général insuffisantes pour identifier sans ambiguïté des substances dans un ensemble à parties multi- ples ou dans un mélange inconnu, ou pour déterminer leurs concentrations ou réactivités. D'autre part, dans de nombreux titrages, la matière à détecter ou - à doser peut être présente en des concentrations très faibles en combinaison avec d'autres matières (souvent en des concentrations beaucoup plus grandes et également variables) qui influent également sur la constante diélectrique de l'échantillon La présence de telles substances d'interférence limite évidemment l'efficacité d'une technique de mesure par ailleurs simple car le seuil de détection ainsi que la précision de dosage risquent d'être fâcheuse&. ment influencées par suite des concentrations relatives de la substance à titrer et des substances d'interférence Ainsi,des concentrations importantes des substances d'interférence qui augmentent le signal total (fond plus signal recherché), peuvent également renforcer le niveau de bruits dans le signal pour ainsi réduire la précision de la détection ou de la détermination de la quantité de la substance recherchée même si la substance d'interférence présente une concentration connue et constante La situation est évidemment aggravée quand une substance d'interférence présente une concentration variable in- connue. La présente invention a donc pour objet des procédés et des appareils pour une identification et détermination de la quantité simples et non ambi- guës de substances spécifiques au moyen d'une mesure capacitive des propriétés diélectriques d'un milieu. L'invention concerne également des procédés et appareils pour des titrages qui sont relativement peu affectés par des concentrations élevées ou variables de substances d'interférence. La présente invention permet de réaliser les buts indiqués ainsi que d'autres en utilisant un condensateur à couche mince revêtu au moins en partie d'une mince couche d'une matière choisie en raison de sa réactivité avec l'espèce à détecter ou à mesurer Pour effectuer un titrage, on introduit le transducteur capacitif dans un échantillon de fluide à titrer quali tativement ou quantitativement ou dans lequel on veut observer les facteurs cinétiques de la réaction. Alors qu'on peut utiliser un réactif ou catalyseur quelconque pour former la couche de revêtement, les réactifs biochimiques font preuve en général de la plus forte spécificité Ainsi, un mode de réalisation préféré destiné à des titrages d'enzymes consiste dans un condensateur à couche mince revêtu d'une mince couche du substrat biologique de l'enzyme en cause. Le changement du substrat biologique provoqué par la catalyse enzymatique provoque un changement de la capacité qu'on peut utiliser pour indiquer la présence de l'enzyme dans l'échantillon et pour en déterminer la concentra- tion. Dans un autre mode de réalisation servant à détecter des antigènes, des haptènes, des anticorps ou des fragments d'anticorps, spécifiquesou à en déterminer la quantité, une mince couche d'une matière immunologiquement réactive avec l'espèce dont on désire détenniner la quantité est immobilisée par rap- port à la structure capacitive Dans ce mode de réalisation, la formation d'un complexe anticorps-antigène immobilisé par rapport au condensateur modifie la capacité, en permettant la détection et le dosage de l'antigène ou del'anticorps. D'autres modes de réalisation comprennent l'emploi d'un milieu de croissance microbiologique à titre de couche réactive (pour détecter et déterminer l'importance du métabolisme microbiologique) et l'emploi d'une couche simple chimiquement réactive (pour détecter une catégorie de produits chimiques ou de réactions chimiques). La réaction de l'échantillon avec la couche réactive revêtant le condensateur a pour effet un changement de la capacité du condensateur La vitesse d'accumulation des produits de réaction et, par conséquent, la vitesse de changement de la capacité dépendent, entre autre, de la concen- tration des espèces en réaction Les substances d'interférence présentes si 2 541771 dans l'échantillon, tout en contribuant à la capacité totale du système, ne participent pas à la réaction En conséquence, en observant la vitesse de changement de la capacité du système, on peut réduire la concentration des espèces en cause sans connattre la concentration des substances d'interférence. On peut également utiliser l'appareil sur un mode non balistique, en obser- vant la capacité au point final de la réaction ou à un temps prédéterminé après l'exposition, à la condition que l'effet des substances d'interférence soit faible ou connu par ailleurs- On conçoit que l'appareil décrit jusqu'à présent possède la commo- dité d'un simple transducteur électrique qui, selon la spécificité de la réaction, peut être rendu hautement spécifique pour une matière désirée et relativement insensible aux substances d'interférence qui sont susceptibles d'être présentes dans l'échantillon. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention, no- tamment en ce qui concerne la construction, la combinaison d'organes et l'agencement des éléments de l'appareil et la mise en oeuvre de divers stades du procédé, ressortiront de la description détaillée qui va suivre faite en regard du dessin annexé sur lequel: la figure 1 est une vue de face d'un transducteur qui constitue le mode de réalisation préféré de l'invention la figure 2 est une coupe transversale partielle à plus grande échelle d'une partie du transducteur de la figure 1, suivant la ligne 2-2 de celle-ci la figure 3 est un schéma des circuits pour utilisation avec le transducteur des figures 1 et 2; la figure 4 est une vue de face d'un autre mode de réalisation du transducteur selon l'invention; et la figure 5 est une vue similaire à la figure 2 d'un autre mode de réalisation du transducteur de la figure 1. Sur les diverses figures on a utilisé les mêmes références numéri ques pour désigner des éléments similaires. En se référant aux figures 1 et 2, on peut voir un transducteur 10 qui constitue un mode de réalisation préféré de l'invention De préférence, le transducteur 10 se présente sous la forme d'un condensateur interdigité formé d'une série d'électrodes parallèles 12 également espacées interdigi- tées avec une série similaire d'électrodes parallèles 14 Deux bus 16, 18 parallèles, espacés l'un de l'autre et placés perp endiculairement aux électro- des, sont connectés électriquement respectivement aux extrémités opposées des électrodes 12 et 14 Les bus 16 et 18 sont pourvus chacun d'un tampon de contact 20 électriquement connecté, éloigné des électrodes 12 et 14. Les électrodes 12 et 14, les bus 16 et 18 et les tampons de contact sont constitués par une mince pellicule métallique conductrice de l'élec- tricité, par exemple en chrome, aluminium, tungstène, titane, tantale, pla- tine, palladium ou similaire Comme le savent bien les Spécialistes, des- microcircuits avec de telles pellicules minces peuvent être déposés sur un support mécanique convenable 22 par l'un quelconque des nombreux procédés possibles, tels que l'évaporation, la pulvérisation, le dépôt de vapeur de produits chimiques à basse pression (DVPCBP), le dépôt au plasma ou un pro- cédé similaire De préférence, le support mécanique 22 est une plaque lisse, polie, plate, électriquement isolante, par exemple en saphir, quartz, verre ou alumine Cependant, comme on le verra par la suite, pour certaines appli- cations, le support mécanique 22 peut être perforé de manière à permettre la circulation d'un fluide-échantillon à travers le transducteur 10 Le sup- port mécanique 22 peut alors être également en un matériau polymère et, dans ce cas, les électrodes 12 et 14, les bus 16 et 18 et les tampons de contact peuvent être imprimés sur le support, par exemple par des techniques au pochoir de soie. Dans un mode de réalisation préféré, les électrodes 12 et 14, les bus 16 et 18 et les tampons de contact 20 sont développés à partir du tungs- tène sur un support de saphir 22 par la réaction de l'hexafluorure de tungs- tène avec l'hydrogène à une température de 7201 C dans un réacteur DVPCBP Le métal est développé jusqu'à une épaisseur d'environ 2000 La structure électriquement conductrice du condensateur est délimitée par des techniques normalisées de photogravures, le tungstène étant d'abord revêtu d'une photo- résine qui est ensuite exposée au schéma désiré Après développement, on lave la photorésine pour enlever les parties non polymérisées du revêtement et on dissout chimiquement le tungstène découvert par un décapant approprié. Après le décapage, on élimine le revêtement à l'aide d'un solvant convenable en laissant sur le substrat de saphir le schéma de l'électrode en tungstène. Chaque électrode présente une largeur de l'ordre de 0,025 mm' et elle est disposée de manière que des électrodes en regard soient espacées d'une dis- tance similaire (c'est-à-dire que les électrodes 12 ou les électrodes 14 soient espacées-d'électrodes analogues de 0,075 mm) On a réalisé des per- formances électriques satisfaisantes sur un substrat-en saphir avec 80 élec- trodes en tungstène ( 40 électrodes 12 et 40 électrodes 14) avec un espace- ment entre les-bus 16 et 18 de 3,57 mm, ce qui donne des condensateurs dont les capacités (avant traitement supplémentaire) sont de l'ordre de 10 à 15 picofarads On conçoit cependant que pour des applications variées, aussi bien la forme que les dimensions du condensateur et sa capacité peuvent varier. Comme on le voit plus clairement sur la figure 2, le transducteur est revêtu d'une couche diélectrique 24 Cette couche diélectrique 24 est choisie non seulement-pour ses propriétés diélectriques mais aussi pour son imperméabilité aux fluides considérés La couche diélectrique 24 joue le rôle d'une barrière de protection mécanique électrique et chimique audessus des électrodes 12 et 14 et des bus 16 et 18 du transducteur La couche diélectrique 24 peut être composée de l'un quelconque des nombreux matériaux bien connus, tels que le nitrure de silicium, le bioxyde de sili- cium, l'oxynitrure de silicium, l'oxyde d'aluminium ou similaires A titre d'exemple, le nitrure de silicium peut être développé par DVPCBP par réaction de silane (Si H 4) et d'ammoniac (NH 3) On a préparé des transducteurs satis- faisants avec une couche diélectrique de nitrure de silicium ayant une épaisseur d'environ 3500 t En variante, la couche diélectrique 24 peut être en verre que l'on dépose par exemple par pulvérisation dans une atmos- phère d'argon ou d'oxygène à basse pression (par exemple 10 à 20 microns). On peut également faire croître le verre par dépôt de produits chimiques de vapeur par réaction de silane (Si H 4) et d'oxyde nitreux (N 20) ou d'anhydride carbonique (CO) dans un réacteur DVPCBP Les spécialistes comprendront aisément qu'on peut utiliser divers autres matériaux, y compris les matériaux polymères pour produire la couche diélectrique 24. Comme on le verra en détail plus loin, le transducteur 10 est égale- ment pourvu d'un revêtement réactif 26 qui couvre, au moins partiellement, les électrodes 12 et 14 Le revêtement réactif 26 est choisi en raison desa réactivité avec la matière spécifique à détecter ou à doser, ou bien parce qu'il participe à'la réaction spécifique à étudier Ainsi, le revêtement 7- réactif 26 est un réactif ou un catalyseur impliqué dans une réaction avec la matière à détecter ou dont on peut déterminer urmquantité On coprendra que le revêtement réactif 26 est de préférence également choisi pour ne pas réagir avec d'autres substances susceptibles de se trouver dans l'échantil- ion et qui peuvent avoir tendance à cacher la présence ou altérer la déter- mination de la quantité du produit recherché. Bien que la présente invention puisse être mise en oeuvre avec des réactifs ou catalyseurs d'une spécificité plus grande ou plus petite pour la matière ou la réaction considérée, on conçoit que plus la spécificité du revêtement réactif 26 devient élevée, moins il y aura de risques d'une détection ou d'un dosage erroné En général, les réactions les plus spécifi- ques sont de nature biochimique et, en conséquence, un mode préféré de mise en oeuvre de l'invention utilise un revêtement biochimiquement réactif 26. Ainsi, dans un mode de réalisation préféré, le revêtement réactif 26 comprend une couche d'un anticorps ou d'un fragment d'anticorps réactif (Fac) pour le titrage d'un antigène ou d'un haptène (y compris les hormones, les alcaloïdes, les stéroïdes etc) En variante, pour le titrage de l'anticorps (ou Fac), le revêtement réactif 26 peut être un antigène ou un haptène De même encore, pour des titrages d'enzymes, on utilise un substrat biochimique approprié en qualité de revêtement réactif. On utilise le transducteur 10 avec des circuits appropriés pour permettre la détermination des changements de la capacité du transducteur se produisant à la suite des réactions entre le revêtement réactif 26 et l'échantillon Un exemple d'un montage en pont convenable pour utilisation avec le transducteur 10 apparaît sur le schéma de la figure 3 Ce circuit particulier, qu'on décrira ici seulement dans les limites nécessaires pour bien faire comprendre le fonctionnement du détecteur 10, a été initialement décrit par D R Harrison, W,J Kerwin, et G L Shaffer dans The Review of Scientific Instruments, Vol 41, N O 12, 1783 ff (Décembre, 1970) Le trans- ducteur 10 (représenté schématiquement comme un condensateur variable), et le condensateur de référence 32 sont connectés avec des diodes 34 et des résistances égales 36 pour former un pont diodes-impédances Les diodes 34 sont montées en parallèle et avec une polarité opposée sur un c 8 té d'un conducteur double 38 Le même côté du conducteur double 38 est couplé à un générateur de signaux 40 par l'intermédiaire d'un condensateur de couplage 42 Un voltmètre 44 est connecté aux bornes du conducteur double en paral- lèle avec le générateur de signaux 40 et le condensateur de couplage 42 La seconde ligne du conducteur double est en prise médiane entre les résis- tances 36 reliées en série et le transducteur 10 et le condensateur de réfé- rence 32-reliés en série disposés en parallèle avec les résistances 36 et connectés aux diodes 34 Quand le générateur de signaux 40 est activé, une tension de courant continu apparaît aux bornes du voltmètre:44, celle-ci étant directement proportionnelle à la différence entre les capacités du trans- ducteur 10 et du condensateur de référence 32 mais inversement proportionnel- le à la somme de ces deux mêmes capacités. Il va cependant de soi qu'on peut utiliser un ou plusieurs transduc- teurs 10 en combinaison avec d'autres circuits afin de pouvoir mesurer les propriétés diélectriques du milieu adjacent ou en réaction avec-le revêtement 26, ou bien les produits d'une telle réaction. En fonctionnement, on place le revêtement réactif 26 du transduc- teur 10 en contact avec n échantillon du fluide à titrer La réaction entre le revêtement réactif 26 et l'échantillon fluide se traduit par un changement de la composition du revêtement réactif 26 et de l'échantillon adjoint au revêtement (ou bien du seul échantillon si le revêtement réactif est un catalyseur). A la suite de ces changements, on peut constater que la capacité du transducteur change puisque dans le cas le plus général, aussi bien les dimensions que la constante diélectrique du-revêtement réactif 26 et du fluide adjacent changent Dans le cas le plus simple, les vitesses aux- quelles ces changements ont lieu sont limitées par la diffusion et donc par la concentration des espèces en réaction. Les exemples suivants servent à illustrer l'invention sans aucune- ment en limiter la portée. Dans chaque exemple, sauf stipulation contraire, la structure fondamentale du transducteur capacitif 10 est un condensateur à 80 élec- trodes ( 40 électrodes 12 et 40 électrodes 14) dont la configuration et les dimensions ont été décrites plus haut Les électrodes sont en tungstène sur un support de saphir et portent un revêtement d'une couche de passiva- tion en nitrure de silicium La capacité de chacun des transducteurs résultants, avant traitement, est de l'ordre de 10 à 15 picofarads Générale- ment, lors d'une exposition à un échantillon dilué, la capacité de chaque transducteur augmente jusqu'au voisinage de 100 à 300 picofarads quand on l'observe à une haute fréquence intermédiaire. Exemple 1 On prépare un transducteur avec un revêtement réactif en chromate de potassium (K 2 Cr O 4) recouvrant la couche de passivation en nitrure de silicium Pour aboutir à ce résultat, on fait tomber à l'aide d'une pipette une goutte de 0,25 % en pds de chromate de potassium dans l'eau sur la sur- face de nitrure de silicium d'un transducteur tenu horizontalement et on sèche le transducteur dans un caisson de séchage à l'azote pendant 35 minutes. Dans une série d'essais, on expose la couche de chromate de potas- sium à une solution aqueuse de nitrate d'argent (aussi bien 0,004 % que 0, 032 %), de nitrate de sodium ( 0,025 %), de nitrate de potassium ( 0,025 %) ou de chlorure de potassium ( 0,025 %), ou encore à de l'eau désionisée Dans chaque essai on fait tomber à la pipette une goutte de solution sur le condensateur horizontal et on observe le changement de capacité. Dans tous les cas sauf dans les tests utilisant l'eau désionisée, on observe des augmentations de capacité, cette capacité atteignant rapide- ment une valeur de pointe au cours de la minute environ suivant l'applica- tion de l'échantillon de fluide, après quoi la capacité baisse progressive- ment pour atteindre au bout de plusieurs minutes une valeur constante élevée Pour les tests utilisant de l'eau, on observe une baisse de capacité, cette capacité tendant vers une faible valeur constante au bout de quelques minutes Aussi bien pour la solution la plus concentrée de nitrate d'argent que pour la solution de nitrate de sodium, qui réagissent avec le chromate de potassium, le changement de capacité observé est plus grand que celui constaté pour le nitrate de potassium et le chlorure de potassium qui ne reéagissent pas, bien que tous les tests montrent une augmentation de la capacité Pour les deux concentrations de nitrate d'argent, on observe des capacités nettement différentes, la capacité finale pour l'échantillon de plus forte concentration étant supérieure à celle de l'échantillon de plus faible concentration d'un facteur de plus de deux On répète tous les tests plusieurs fois et les résultats sont toujours très proches. On effectue un certain nombre d'autres tests en utilisant des con- centrationsdifférentes des espèces en réaction Alors qu'on trouve que la capacité varie de manière non linéaire avec la concentration(sensibilité maxi- male pour de faibles concentrations et tendance à la situation aux concen- trations élevées), les résultats sont reproductibles ce qui indique que la détermination de la quantité reste possible par des mesuresd'étalonnage. L'exemple 1 illustre l'utilisation d'une réaction à large spectre pour permettre la détection d'une catégorie d'espèces parmi d'autres Les exemples qui vont suivre sont d'une plus grande spécificité et sont fondés sur des réactions biochimiques. Exemple 2 On prépare deux transducteurs appropriés pour la détection de la coliagénase en revêtant l'un avec du collagène (pour jouer le rôle du détec- teur actif) et en revêtant l'autre avec de la trypsine (comme témoin) On revêt chaque condensateur séparément Pour effectuer le revêtement, on chauf- fe les condensateurs à 70 C pendant 5 minutes On fait tomber à l'aide d'une micropipette sur la surface d'électrode de l'un des condensateurs une goutte d'une solution de collagène contenant du collagène du type I provenant de peau de lapin et d'une concentration de 2 mg/ml dans l'acide acétique 0,5 M. De même on place sur l'autre condensateur une goutte d'une solution de tryp- sine comprenant 0,02 % de trypsine dans une solution tamponnée de tris 50 m M, de Na Cl 0,2 M, de-Ca C 12 lm M et de Na 3 N à 0,02 % On secoue les deux trans- ducteurs pour en éliminer la majeure partie du liquide en ne laissant qu'une mince pellicule d'une solution de protéine en place sur chacun On remet les transducteurs dans une étuve à 70 C pendant 5 minutes et on laisse ensuite refroidir jusqu'à la temperature ambiante dans un caisson d'azote sec avant la test. On expose les condensateurs ainsi préparés à une solution tamponéee TRI Slm M, de Na Cl 0,2 M, de Ca Cl 2 1 m M ou de Na 3 N à 0,02 % à p H 7,4 ou à un mélange de collagénase ayant une activité initiale de 179 unités par milli- gramme en mélange dans la même solution tampon à raison de 2 ?g/ml On agite continuellement les mélanges et on les chauffe à 37 C. On interconnecte un condensateur revêtu de collagène et un condensa- teur revêtu de trypsine comme précédemment expliqué Par exposition à la seule solution tampon, ladifférence capacitive entré les deux détecteurs, qui est il confirmée par une différence de tension observée sur le voltmètre 44, reste constante Cependant, quand on place les deux condensateurs dans la solution de collagénase, on observe un changement immédiat de la capacité du condensa- teur revêtu de collagène Le changement est régulier en débutant rapidement (par exemple environ 100 pf/mn)puis décélérant au cours d'une période de minutes jusqu'à une valeur constante élevée de 250 pf environ. Exemple 3 On prépare deux transducteurs destinés à détecter l'albumine de sérum bovin (ASB) par une réaction de pepsine avec ASB, en faisant tomber au moyen d'une micropipette à température ambiante de la pepsine et de la collagénase (témoin) respectivement sur deux condensateurs, puis en secouant pour chasser l'excès de fluide et en laissant le mince revêtement protéiné sécher à température ambiante pendant une heure dans un caisson d'azote sec. On prépare la collagénase comme dans l'exemple 2 On dilue la pepsine à raison de 50 yg/ml dans de l'acide acétique 0,5 M Pour tester, le condensateur revêtu de collagénase présente des dimensions lui donnant environ la moitié de la capacité du condensateur revêtu de pepsine, sa capacité à température - ambiante étant de 6 picofarads. Outre les solutions de test de trypsine et de collagénase de l'exem- ple 2, on prépare des solutions de tests d'albumine de sérum bovin, à raison de 2 mg ASB/ml dans de l'acide acétique 0,5 M et de collagène (peau de lapin, du type I) à raison de 2 mg/ml dans de l'acide acétique 0, 5 M. On expose le transducteur revêtu de pepsine aux solutions de col- lagène et de ASB, il ne montre pratiquement aucune réaction avec la première mais sa capacité varie régulièrement, comme on le voit par un changement linéaire de la tension aux bornes du circuit en pont par exposition à la seconde solution. Le détecteur revêtu de collagénase est exposé à la trypsine, au collagène et à la collagénase; il ne montre aucun changement par exposition à la trypsine mais des changements de sens opposés et de vitesses sensible- ment égales (par exemple environ 25 pf/mn) par exposition au collagène et à la collagénase. Les exemples 2 et 3 démontrent qu'un transducteur sensible-aux con- centrations d'un substrat ou d'une enzyme peut-être obtenu en revêtant respectivement le transducteur avec une enzyme ou son substrat. On-peut remarquer que l'utilisation d'un substrat plutôt que d'une enzyme à titre de revêtement réactif est préférée car un tel mode de réalisa- tion se prête plus facilement à une concentration élevée (et donc ne limitant pas la réaction) du substrat pour assurer une réaction d' "ordrezéro" Ce- pendant, comme il a été dit, l'une ou l'autre structure reste possible. Exemple 4 On munit deux transducteurs respectivement de revêtements réactifs d'albumine humaine et de facteur antihémophile humain (facteur 8), ce dernier transducteur étant destiné à servir de témoin On applique les revêtements à partir de solutions d'albumine et du facteur 8 préparées chacune avec des concentrations (pds/vol) égales de 0,02 g/ml de Na Cl à 0,9 % On prépare chaque transducteur en appliquant une goutte de la solution puis en secouant pour chasser l'excès de solution, en laissant une mince pellicule On chauffe ensuite chaque transducteur sous une lampe pour évaporer le liquide restant. Après 5 à 10 minutes, on constate que l'évaporation est terminée et on observe sur chaque transducteur une pellicule blanche de protéines caractéristique. On plonge les transducteurs dans 10 ml d'une solution IV à 0,9 % de Nacl On conserve la solution à environ 200 C et on agite continuellement pendant le test, Pour les mesures, on connecte chaque transducteur à un pont de capacités et on-différencie les deux signaux résultants avant de les en- registrer On équilibre le circuit pour obtenir un équilibrage approximatif des signaux des circuits et pont de chaque condensateur. Pendant les premières 10 à 15 minutes, on observe une dérive régu- lière et sensiblement égale sur les deux canaux, probablement par suite de l'enlèvement dans la solution d'une partie du revêtement de protéines (comme on le constate également par l'aspect du transducteur) Au bout de minutes, on réajuste les circuits à zéro Après cet équilibrage, on fait tomber au moyen d'une micropipette 0,1 cm 3 d'antisérum de chèvre obtenu par injection d'albumine humaine dans 10 ml d'une solution de Na Cl pour produire une concentration réelle de 0,1 % d'antisérum Une minute après l'addition de l'antisérum, la dérive du transducteur revêtu d'albumine inverse sa pente alors que le transducteur revêtu de facteur 8 continue à dériver sans chan- gement. Exemple 5 On prépare des transducteurs avec de l'antisérum de lapin à la gonadotropine chorionique humaine (antisérum HCG) dans l'eau distillée, que. l'on obtient à titre de réactif dans l'ensemble domestique pour test de gros- sesse vendu par Ortho Pharmaceutical Corporation de Raritan, New Jersey, sous la marque déposée ii Daisy 2 " On fait tomber avec une micropipette une goutte de ce réactif sur la surface du détecteur, on élimine l'excès en secouant ce dernier et on laisse sécher dans un caisson à azote sec. On connecte le transducteur résultant dans un circuit à pont de capacités et on le place en position horizontale en ayant soin que l'anti- sérum HCG séché soit sur le-dessus. Pour un échantillon contenant HCG, on obtient un premier échantillon d'urine de matin chez la femme dont la grossesse date d'environ 3 mois On obtient un échantillon témoin chez-un homme. On teste le transducteur en l'exposant successivement à l'échantil- lon témoin et à l'échantillon contenant HCG en faisant tomber au moyen d'une micropipette une goutte de l'un ou de l'autre, puis en lavant le détecteur dans l'eau désionisée et en séchant en atmosphère d'azote entre les tests. Dans tous les cas, la capacité augmente; cependant, pour l'échantillon con- * tenant HCG, on constate une durée d'induction d'environ 2 minutes. Les exemples 4 et 5 ont été donnés pour montrerque les transducteurs selon l'invention peuvent contenir soit un revêtement d'anticorps soit un revêtement d'antigène pour détecter la réaction antigène-anticorps. Exemple 6 On munit des transducteurs d'un revêtement réactif en agar-agar de digestion à base de soja et caséine, Codex, fourni par GIBCO diagnostics of Madison, Wisconsin sous le nom de "Tryptic Soy Agar" On découpe le gel d'agar-agar avec un couteau stérile en feuille ayant les dimensions d'un seul transducteur et une épaisseur d'environ 0,125 mm. On effectue une série de tests avec les transducteurs résultants, ces transducteurs étant hermétiquement enfermés dans un récipient clôs chauffé à 35 C 10 C pour les tests. Avant une série de tests, on contamine une boîte de Pétri d'agar- agar avec de la salive humaine et on laisse incuber dans l'obscurité à 370 C pendant 18 heures A la fin de cette période, on observe qu'environ un tiers du milieu de croissance supporte une croissance microbiologique On obtient des découpes environ au quart recouvertes de croissance visible, à partir de ce milieu contaminé et on les utilise pour revêtir une série de transducteurs. On compare électriquement ces derniers avec des transducteurs recouverts d'agar-agar non contaminé Alors qu'on observe un changement avec le temps de la capacité des transducteurs aussi bien contaminés que non contaminés (représentant peut être les effets de l'humidité ou de la croissance micro- biologique sur le transducteur qui n'a pas été délibérément contaminé), on observe que les transducteurs contaminés ont une plus-grande vitesse de changement, d'un facteur d'au moins deux. Dans une-autre série de tests, on utilise un agar-agar stérile de digestion à base de soja et de caséine pour revêtir deux transducteurs dont l'un est ensuite contaminé avec de la salive humaine On enferme hermétique- ment Les transducteurs dans un récipient clos chauffé à 370 C 10 C Environ minutes après dépôt de la salive sur l'un des détecteurs, on observe que les vitesses de changement de la capacité des deux transducteurs sont sensi- blement les mêmes Après 40 minutes, on constate que la vitesse de change- ment de capacité du condensateur contaminé croit pour atteindre environ le double de celle du transducteur non contaminé, cette croissance elle- même augmentant avec le temps. L'exemple 6 a pour but de montrer la détection de la croissance microbiologique par l'interaction d'organismes et d'un milieu de culture. Il va de soi qu'on peut apporter diverses-modifications aux ap- pareils et procédés de l'invention Ainsi,-alors que le revêtement réactif 26 peut être simplement appliqué sur le transducteur 10 en l'autorisant ensuite à sécher, comme il a été mentionné dans les exemples, il est bien certain que le revêtement réactif 26 pourrait être fixé au transducteur par tout autre moyen Par exemple, on pourrait lier chimiquement le revête- ment de revêtement réactif 26 au transducteur 10 Si le revêtement réactif 26 est un antigène ou un anticorps, on peut le lier de façon covalente à la couche diélectrique 24-de manière à ne pas compromettre la réactivité du revêtement en formant le complexe anticorps-antigène Par exemple, un anticorps tel que l'immunoglobuline G *(Ig G) peut être lié par ses terminai- sons carboxyliques aux matériauxcontenant du silicium par un composé silyle tel que le 3-aminopropyltriméthoxysilane, en laissant ainsi libres les ter- minaisons amino réactivesde l'antigène de l'anticorps Le procédé de prépara- tion de la surface constituée par la couche diélectrique 24, de fixation du composé silyle à cette couche et de liaison covalente d'un anticorps au verre par le couplage silylique, sont décrits dans le brevet US 3 652 761, dans lequel on trouve également une description d'autres composés silyliques et des procédés par lesquels des groupes carboxyle amino et autres de protéines, y compris l'anticorps ou l'antigène (ou leurs fragments) peuvent être liés de manière covalente à diverses matières minérales Il existe également une technique très poussée pour immobiliser des antigènes ou des anticorps (et- d'autres protéines) sur des polymères, et les spécialistes de la question comprendront que des sites de couplage pour l'antigène ou l'anticorps peu- vent être également prévus sur les couches diélectriques polymères Ainsi, par exemple, si la couche diélectrique 24 est en nylon (polyamide), le cou- plage peut consister à substituer un radical approprié à l'hydrogène lié au carbone ou à l'azote de la chaîne moléculaire. On remarquera également que la matière de couplage liant le revête- ment réactif 26 au transducteur 10 pourrait contenir des groupes d'espace- ment, comme il est bien connu dans la technique, pour assurer une séparation suffisante entre la couche diélectrique et la partie réactive de la matière réactive pour réduire au minimum l'empêchement stêrique du procédé de liaison anticorps-antigène Par exemple, la matière de couplage peut contenir une chaîne de polyéthylène, comme par exemple dans le cas du 1,6diaminohexane- ou de l'acide 6-aminohexanoique lié à la couche diélectrique 24 par une liaison peptidique et fournissant respectivement un groupe amino primaire libre et un groupe carboxyle libre pour la liaison de covalences avec la terminaison carboxylique ou amino du fragment protéïnique Chacune de ces matières de couplage procure une chaîne de 6 atomes de carbone entre les terminaisons pour-ainsi espacer encore davantage les sites réactifs du revête- ment réactif 26 de la couche diélectrique 24 de la distance correspondante. Des matières appropriéessimilaires de couplage et d'espacement sont bien connues des spécialistes aussi bien des immunotitrages que-de la chromato- graphie d'affinité. Il va de soi qu'on peut apporter d'autres modifications aux appareils et procédés de la présente invention dest ainsi qu'on peut utiliser une multiplicité de transducteurs ayant des revêtements réactifs différents, pour effectuer des titrages multiples ou du type en série pour déterminer la quantité d'un certain nombre d'espèces ou pour identifier une-matière inconnue qu'on suspecte être l'une de plusieurs matières possibles Le type le plus simple d'un tel appareil est représenté sur la figure 4-sur laquelle on voit qu'un transducteur 110 comporte deux condensateurs interdigités 112 et 114 qui partagent un support commun 116 Les condensateurs 112 et 114 peuvent être à tous égards de structure similaire à celle du condensateur décrit plus haut à propos du transducteur 10, sauf que les condensateurs 112 et 114 sont munis respectivement de revêtements réactifs 118 et 120 On choisit les revêtements réactifs 118 et 120 pour qu'ils soient réactifs de façon différente Par exemple, les revêtements réactifs 118 et 120 peuvent être des milieux différents de croissance contenant, le cas échéant, des inhibiteurs différents, comme le savent bien les spécialistes, ce qui permet d'élargir la portée de l'appareil de l'exemple 6 à la détection et à la dé- termination de la quantité de bactéries spécifiques dans une flore mélangée. Ainsi, les revêtements réactifs 118 et 120 peuvent être de compositions simi- laires sauf que l'un deux contient en outre un inhibiteur Par exemple, du violet cristallise ou une pénicilline peut être incorporé dans le revêtement réactif 118 pour inhiber ainsi la croissance des bactéries Gram-positives sans affecter les espèces Gram-négatives De même, on peut ajouter du tellu- rite de potassium à un milieu de croissance pour -inhiber la croissance des bactéries Gram-négatives De même, d'autresmilieuxsélectifs contenant des inhibiteurs ou des agents nutritifs nécessaires, comme il est bien connu dans le domaine microbiologique, peuvent être utilisés On peut également employer divers substrats d'enzymes pour effectuer des titrages comparatifs, ainsi que divers revêtements chimiquement réactifs-pour effectuer des ti- trages qualitatifs systématiques Le nombre de condensateurs individuels et de couches réactives différentes partageant un support commun peut évidemment changer pour répondre aux besoins du titrage envisagé Il va également de soi que le transducteur 110 peut avoir une forme telle qu'un des condensa- teurs de la série des condensateurs soit contenu dans un compartiment sé- paré avec un fluide de référence ayant une concentration préalablement établie, par exemple comme décrit dans la demande de-brevet US N O S N 399 126 déposée le 15 juillet 1982. Une autre structure possible de condensateur est représentée sur la figure 5 Le transducteur 210 est similaire en structure générale au transducteur 10 mais avec une exception importante consistant en un revêtement diélectrique isolant 224 qui entoure chaque électrode 12 et 14, (et les bus 16 et 18) au lieu de recouvrir seulement les électrodes et de s'étendre entre elles comme le fait le revêtement 24 Le revêtement diélectrique 224 peut être d'une composition similaire à celle du revêtement 24 La couche réactive 226, de composition similaire à celle de la couche 26, est appliquée de manière à pénétrer jusqu'au support 222 entre les électrodes 12 et 14 Pour réaliser une telle structure, on peut déposer successivement (et, le cas échéant, décaper) des couches de matière diélectrique, de matière conductrice et de matière réactive sur lé support 222 comme le comprendront aisément -les spécialistes de la fabrication des circuits et microcircuits imprimés Cette variante de construction permet des changements plus importants des capacités à la suite des réactions entre la couche 226 et l'échantillon, que dans le cas de la structure du transducteur 10 On conçoit également que cette struc- ture avec un support perforé 222 et une couche réactive 226 permet la circu- lation de l'échantillon à travers le transducteur 210. Egalement pour certaines applications, les aménagements permettant d'isoler électriquement les électrodes du transducteur 10 de l'échantillon et simultanément de fournir une valeur élevée de capacité série en raison de la couche diélectrique 24 et du revêtement réactif 26, sont réalisés le plus efficacement par une modification de la structure pour avoir plusieurs revêtements diélectriques, dont l'un est choisi pour sa constante diéleqtri- que et un autre pour ses propriétés isolantes Comme un exemple d'un revête- ment diélectrique à couches multiples, une couche intérieure peut être (comme précédemment expliqué) une couche de nitrure de silicium (constante diélectrique à température ambiante d'environ 8,6, résistivité d'environ ohms-cm), cette couche étant à son tour recouverte d'un polyimide (constante diélectrique à températureambiante d'environ 3, 4, résistivité d'environ 1017 ohms-cm) Cette dernière couche est à son tour recouverte d'un revêtement réactif 26 En utilisant de telles couches multiples, il est évident qu'on peut réaliser un très grand éventail de résistances série et capacités série. Il sera également évident pour les spécialistes que diverses autres modifications peuvent être apportées à l'invention sans sortir de son cadre Ainsi, comme précédemment indiqué, les capacités des-condensateurs de mesure et de référence peuvent être choisies à des valeurs différentes les unes des autres D'autre part, la couche diélectrique 31 peut être supprimée. Il convient encore de remarquer que les géométries des condensa- teurs peuvent être différentes de celles qui sont représentées Une struc- ture d'électrodes interdigitées en forme de peigne n'est pas indispensable et pourrait être remplacée, par exemple, par une série d'électrodes dis- posées concentriquement Il n'est pas davantage nécessaire que les conden- sateurs soient fabriqués par des techniques de microcircuits; au lieu de cela les électrodes et les bus peuvent être imprimés par exemple au pochoir de soie, sur un substrat On remarquera que particulièrement dans cette der- nière variante, le substrat pourrait être en une matière polymère. Il va également de soi que les exemples précédents n'ont été don- nés qu'à titre explicatif et nullement limitatif et que le système peut servir pour des fluides variés, englobant liquides et gaz, et pour mesurer les concentrations de diverses espèces minérales, organiques et biologiques en solutions et en suspension, pour détecter des agents de contamination et de pollution aussi que pour surveiller des procédés chimiques, aussi bien sur des échantillons séparés que sur des courants continus. Il va donc de soi que diverses modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation qui ont été décrits et qui sont représentés sur le dessin sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Appareil servant à exécuter un titrage chimique, un biotitrage ou un titrage analogue, dans lequel on détecte ou détermine la quantité d'une espèce chimique ou biologique dans un fluide ou dans lequel on observe une réaction chimique ou biochimique dans un fluide, caractérisé en qu'il comprend en combinaison: une structure de support ( 22) en un matériau pratiquement non conducteur de l'électricité; une série d'organes juxtaposés ( 12, 14) conducteurs de l'électri- cité disposés sur ladite structure de support; au moins un diélectrique ( 24) disposé de manière à isoler élec-. triquement lesdits organes conducteurs dudit fluide, ce diélectrique étant en une substance pratiquement inerte chimiquement vis-à-vis dudit fluide; et une couche réactive ( 26) disposée en position adjacente aux or- ganes conducteurs et séparée de ceux-ci par ledit diélectrique, cette couche réactive étant choisie de manière à entrer en réaction avec l'espèce à titrer. 2 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite couche réactive comprend un substrat pour un enzyme. 3 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite couche réactive comprend un anticorps. 4 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite couche réactive comprend un fragment d'anticorps réactif. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite couche réactive comprend un antigène. 6 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite couche réactive comprend un haptène. 7 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite couche réactive comprend un milieu de croissance microbiologique. 8 Appareil pour effectuer une série de titrages choisis parmi les titrages chimiques, les biotitrages et similaires, dans lesquels les concen- trations relatives de plusieurs espèces chimiques ou biochimiques dans un fluide sont déterminées d'après leurs réactivités différentes, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison -: une structure de support ( 116) en un matériau essentiellement non conducteur de l'électricité; une série de condensateurs( 112, 114) dont chacun est formé de plusieurs organes juxtaposés conducteurs de l'électricité disposés sur la- dite structure de support -au moins un diélectrique disposé de manière à isoler électrique- ment lesdits organes conducteurs du fluide, ledit diélectrique étant en une substance à peu près inerte chimiquement vis-à-vis du fluide; et une série de couches réactives ( 118, 120) dont chacune est dis- posée de manière à faire face auxdits organes conducteurs d'un condensateur respectif et séparée de ces organes par ledit diélectrique, ces couches réacti- ves étant choisies pour produire des-réactions sélectionnées et variées avec l'espèce à titrer. 9 Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que les- dites couches réactives comprennent des substrats pour une série d'enzymes. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que les- dites couches réactives comprennent une série d'anticorps. 11 Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que les- dites couches réactives comprennent une série de fragments d'anticorps réactifs. 12 Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que les- dites couches réactives comprennent une série d'antigènes. 13 Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que les- dites couches réactives comprennent une série d'haptènes. 14 Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que les- dites couches réactives comprennent une série de milieux de croissance microbiologique. Procédé pour effectuer un titrage choisi parmi les titrages chimiques, les biotitrages et similaires, consistant à détecter-ou à déter- miner la quantité d'un produit chimique ou biologique dans un fluide ou bien à observer une réaction chimique ou biochimique dans un fluide, caractérisé en ce qu'il comprend les stades successifs suivants former sur au moins une partie d-'un condensateur, un diélectrique comprenant au moins en partie un diélectrique réactif, ce diélectrique réactif étant choisi pour entrer en réaction avec le produit à titrer exposer ledit diélectrique réactif à un échantillon à titrer; et observer le changement de capacité dudit condensateur.