Brevet FR2536858A1 — publié le 19840601

la présente invention concerne un procédé pour évaluer une configuration d'agglutination de particules for- mée sur une surface de fond inclinée dgun récipient de réaction par des particules qui descendent sur la surface de fond0 - Il a été proposé, par exemple dans la demande de brevet Japonaise publiée nO 2564/81, un procédé pour évaluer une configuration d'agglutination de particules formée sur une surface de fond conique inclinée d'un récipient de réaction, par la projection d'images des parties centrale et périphérique du fond sur des premier et second éléments de réception de lumière respectivement, et par un traite- ment approprié des signaux de sortie des éléments de récep tion de lumière.Dans le cas de l'utilisation du récipient de réaction ayant un fond conique, lorsque la réaction avec agglutination se produit entre les particules dans un liquide réactif contenu dans le récipient, les particules s'agglutinent les unes aux autres et se déposent uniforme ment sur la surface de fond inclinée, comme de la neige, pour former ce qu'on appelle une configuration de dépôt uniforme, tandis que lorsque la réaction sans agglutination se produit, les particules qui descendent sur le fond roulent le long de la surface dé fond inclinée et se rassemblent au centre du fond pour former ce qu'on appelle une configuration groupée.On supposera maintenant que le signal de sortie du premier élément de réception de lumière recevant l'image de la partie de fond centrale est E1 et que celui du second élément de réception de lumière, recevant l'image de la partie de fond périphérique, est E2. Dans ces conditions, une différence AE=lE2-E1j entre ces signaux de sortie E1 et E2 change en fonction de la configuration d'agglutination des particules. Ainsi, lorsque les particules descendent sur la surface de fond pour former la configuration de déport uniforme nette qui est représentée sur les figures 1A et 1B et qui a la distribution de nombre de particules qui est représentée sur la figure 1C, la dif- férence SE devient extremement faible, Au contraire, dans le cas de la formation de la configuration groupée nette qui est représentée sur les figures 2A, 2B et 2C, la dif- férence # E devient grande.Par conséquent, en comparant la différence tE avec deux valeurs de référence V1 et V2 (V1 > V2), qui peuvent être obtenues expérimentalement, il est possible d'évaluer la réaction dsagglutination de la ma nière suivante : si a E ' 7 on détermine que la configu- ration correspond à la "configuration d'agglutination (+)", mais si AE )V1, on détermine que la configuration correspond à la "configuration d'absence d'agglutination (~)tto En outre, lorsque la configuration de particules présente une agglutination intermédiaire, comme le montrent les figures 3A, 3B et 3a, on obtient V2 # hE 4 V1 et, dans ce cas, on peut évaluer la configuration comme étant une "configura- tion intermédiaire (?)"o Si on évalue un échantillon en considérant qu'il correspond à la configuration intermédiaire (?), on teste à nouveau l'échantillon pour améliorer la fiabilité de l'analyse. le procédé d'évaluation connu qui est expliqué ci-dessus présente cependant les inconvénients suivants. Lorsque la quantité de particules contenues dans le liquide réactif est faible, la configuration groupée (-) se présente de la manière représentée sur les figures 4A et 43, et la distribution du nombre de particules est celle représentée sur la figure 4a. Dans un tel cas, la différence s devient faible, du fait que le nombre de particules rassemblées au centre du fond est faible Dans ces conditions, hE #V1, et on détermine par erreur que la configuration correspond à la configuration intermédiaire (?), et dans un cas extrême, on pourrait évaluer la configuration groupée comme étant la configuration de dépôt uniforme (+).En outre, lorsque le nombre de particules dans le liquide réactif est trop grand, même dans le cas de la réaction avec agglutination, un grand nombre de particules ne pouvant pas être agglutinées roulent sur la couche de particules déposées uniformément et se rassemblent au centre pour former la configuration de particules qui est représentée sur les figures SA, 5B et 50. îa différence t E devient.alors supé- rieure à V2 ou V1, et on pourrait déterminer par erreur que la configuration est la configuration intermédiaire (?) ou la configuration groupée (-), au lieu de la configuration de dépôt uniforme (+). l'invention a pour but de procurer un procédé pour évaluer des configurations de particules qui soit capable de supprimer les inconvénients précités du procédé connu et qui puisse déterminer avec précision n'importe quels types de configurations de particules, indépendamment de la quantité de particules présentes dans le récipient de réaction. Conformément à l'invention, un procédé d'évaluation d'une configuration d'agglutination de particules formée sur une surface de fond inclinée d'un récipient de réaction par des particules qui descendent sur le fond, comprend les opérations suivantes : on détecte de manière photoélectrique une première épaisseur d'une couche de particules dans une première partie comprenant le point inférieur de la surface de fond, et une seconde épaisseur dans une seconde partie distante de la première partie ; on calcule un rapport r entre les première et seconde épaisseurs; et on évalue la configuration d'agglutination de particules sur la base de ce rapport. D'autres caractéristiques et avantages de l'in vention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation, et en se référant aux dessins annexés sur lesquels Les figures 1A, 1B, 1C ; 2A, 2B, 2C ; 3A, 3B, 3C; 4L, 4B, 4C et SA, 53, 5C montrent cinq configurations de particules formées sur une surface de fond conique d'un ré cipient de réaction ; et la figure 6 est un schéma montrant un mode de réalisation d'un dispositif d'évaluation de configuration de particules destiné à la mise en oeuvre du procédé dé l'invention. la figure 6 est un schéma montrant un mode de réalisation d'un dispositif d'évaluation de configuration de particules qui est destiné à mettre en oeuvre le procédé de l'invention. Dans le mode de réalisation considéré, on utilise une micro-plaquette 1 en matière plastique transparente dans laquee un certain nombre de récipients de réaction sont formés sous la forme d'une matrice, chaque récipient de réaction comportant une surface de fond incli née, de forme conique. la micronplaquette 1 est éclairée uniformément par une source lumineuse 2, par une lentille d'éclairage 3 et par une lame diffusante 4.Un objectif 5 forme une image d'une surface de fond conique lb d'un récipient de réaction la sur un élément de réception de lumière 6. Comme il est egalement représenté par une vue en plan sur la figure 6, 11 élément de réception de lumière 6 comprend des première et seconde régions de réception de lumière 6a et 6b qui sont disposées de façon concentrique. la première région de réception de lumière 6a reçoit une image d'une partie centrale comprenant le point inférieur de la surface de fond lb, et la seconde région de réception de lumière 6b reçoit une image d'une partie périphérique de la surface de fond. les signaux de sortie des première et seconde régions de réception de lumière 6a et 6b sont appliqués à un dispositif de calcul 9 par l'intermédiaire d'amplificateurs 7a et 7b et d'un convertisseur analogique-nu- mérique 8. Dans le dispositif de calcul 9, les signaux de sortie des première et seconde régions de réception de lu- mière 6a et 6b sont traités d'une manière appropriée, comme on l'expliquera ultérieurement, pour calculer un résultat d'évaluation et le résultat ainsi calculé est présen té sur un dispositif de visualisation 10. On considérera maintenant les notations suivantes: I01 et IO désignent respectivement les intensités lumineu- ses tombant sur les parties centrale. et périphérique de la surface de fond conique lb du récipient de réaction la, k1 et k2 désignent les transmittances moyennes d'une couche de particules dans les parties centrale et périphérique, k'1 et k'2 désignent les transmittances totales des chemins de la lumière, sauf en ce qui concerne la couche de particules (liquide de test, matière du récipient de réaction, etc), I1 et I2 désignent les intensités moyennes de la lumière tombant sur les première et seconde régions de réception de lumière 6a et 6b, S1 et S2 désignent les aires des première et seconde régions de réception de lumière, K1 et K2 dési- gnent les coefficients de conversion photoélectrique des première et seconde régions de réception de la lumière, A1 et A2 désignent les amplifications des premier et second amplificateurs 7a et 7b, et E1 et E2 désignent les signaux de sortie des amplificateurs. On peut alors établir les équations suivantes Ei = Ki.Ai.Si.Ii Si (i= 1, 2) Ii = ki.k'i.Ioi Les équations ci-dessus permettent d'obtenir la relation suivante Ei = Ki.Ai.Si.Ki.K'i.Ioi lorsque les amplifications Ai des amplificateurs 7a et 7b sont réglées de façon que le signal de sortie Ei devienne égal à 100 mV dans le cas où le récipient de réaction la. contient le liquide de réaction sans particules, c'est-à- dire lorsque ki = 1, le signal de sortie E. dans le cas où le récipient contient le liquide réactif avec des particules devient E. = 100.ki On pose en outre, par définition : oi = 1-ki. Le terme Pi est une mesure de la lumière qui n'est pas transmise par les parties centrale et périphérique, à cause de la diffu- sion et de la l'absorption par la couche de particules qui est déposée sur La surface de fond. Lorsqu'on multiplie par 100, on obtient : #'i=100#i=100-100ki.=100-Ei.La va- leur de p1i représente la différence entre le signal de sortie de 1GO mV dans le cas du liquide réactif sans particules et le signal de sortie E. dans le cas du liquide réactif avec des particules. En d'autres termes, la valeur de #'i représente un pourcentage de réduction du signal de sortie du fait de l'existence de particules, et cette valeur est ainsi déterminée par l'épaisseur de la couche de particules dans les parties centrale et périphérique. Dans le mode de réalisation considéré, le dispositif de calcul 9 calcule tout d'abord la valeur ci-dessus de #'i, puis le rapport r=#'1/#'2, puis il compare le rapport r avec des valeurs de référence données R1 et R2 (R1 # R2), qui peuvent eAtre déterminées expérimentalement. Dans le cas de la configuration de dépôt uniforme, représentée sur les figures 1A-10 et 5A-5C, le rapport r entre l'épaisseur de la couche de particules dans la partie centrale de la surface de fond et l'épaisseur dans la partie périphérique devient faible, tandis que dans le cas de la configuration groupée qui est représentée sur les figures 2h-2C et 4A-4O, le rapport r devient élevé. En outre, dans le cas de la configuration intermédiaire représentée sur les figures Di-3C, le rapport r a une valeur 'intermédiaire. Par conséquent, en comparant le rapport r avec les deux valeurs de référence R1 et R2, on'peut faire les évaluations suivantes r > R1 "configuration groupée (-)" R1 r aR2 ; r ; "configuration intermédiaire (?)" r Ainsi, conformément à l'invention, on peut évaluer de façon exacte les diverses configurations de particules qui sont représentées sur les figures 1A-5C, En d'autres termes, conformément à l'invention, on peut évaluer avec précision les configurations de particules, même si la quantité de parti cules dans le liquide réactif variez On notera que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation expliqués ci-dessus, et que de nombreuses modifications peuvent etre envisagées par l'homme de l'art, sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, dans le mode de réalisation ci-dessus, les récipients de réaction sont formés dans la micro-plaquette, mais ils peuvent également être constitués par des récipients de réaction séparés.En outre, la surface de fond du récipient de réaction peut avoir n'importe quelle forme désirée, comme une forme pyramidale, la forme d'un toit à deux pentes ou la fore d'un toit à une seule pente. la surface de fond peut en outre etre balayée de façon linéaire et l'épaisseur de la couche de particules dans la partie centrale comprenant le point inférieur ainsi que l'épaisseur -de la partie périphérique éloignée de la partie centrale peuvent être extraites au moyen d'une fenêtre. Dans un tel cas, on peut calculer l'épaisseur dans la partie périphérique sous la forme d'une épaisseur moyenne de la partie concernée. Comme il est expliqué ci-dessus, dans le procédé d'évaluation de configuration de particules conformé à l'invention, on calcule le rapport r entre les épaisseurs de la couche de partieulesdans la partie centrale et dans la partie périphérique de la surface de fond inclinée, sur la base des signaux de sortie photoélectriques dans les parties centrale et périphérique, et on compare le rapport r qui est ainsi calculé avec les valeurs de référence R1 et R2, déterminées expérimentalement, pour évaluer la configuration de particules. On peut ainsi évaluer avec précision n'importe quel type de configuration de particules, mime si la quantité de particules contenues dans le liquide réactif varie considérablement. REVENDICA2IONS 1e Procédé d'évaluation deune configuration d'ag= glutination de particules formée sur une surface de fond inclinée (lob) d'un récipient de réaction (la) par des par ticules descendant sur le fond, caractérisé en zen ce que t on détecte de manière photoélectrique une première épaisseur d'une couche de particules dans une première partie comprenant le point inférieur de la surface de fond, et une seconde épaisseur dans une seconde partie éloignée de la première partie ; on calcule le rapport r entre, les première et seconde épaisseurs ; et on évalue la configuration d'agglutination de particules sur la base de ce rapport, 2.Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on compare le rapport r des épaisseurs avec deux valeurs de référence R1 et R2 qui ont été déterminées expérimentalement, et lorsque ce rapport satisfait respectiveS ment les conditions r > R1, R1 a r # R2 et r G R2, on consi- dère que la configuration d'agglutination de particules est respectivement une configuration groupée (-), une configuration intermédiaire (?) et une configuration de dépit uniforme (+). 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on détecte la première épaisseur de la couche de particules en calculant une différence dans le signal de sortie d'un premier dispositif de conversion photoélectrique (6a) recevant une image de la première partie du récipipent de réaction, entre un cas dans lequel le liquide réactif ne conti.ent pas de particules et un cas dans lequel le liquide réactif contient des particules, et on détecte la seconde épaisseur de la couche de particules en calculant une différence dans le signal de sortie d'un second disposi tif de conversion photoélectrique (6b) recevant une image de la seconde partie du récipient de réaction, entre un cas dans lequel le liquide réactif ne contient pas de particules et un cas dans lequel le liquide réactif contient des par cules 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce mulon règle à une valeur prédéterminée telle que 100 mV les signaux de sortie des premier et second disposi- tifs de conversion photoélectrique (6a, 6b) dans le cas dans lequel le liquide réactif ne contient pas de particules. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on détecte les première et seconde épaisseurs de la couche de part-icules en balayant par des moyens photo- électriques la surface de fond (1b) du récipient de réaction (la), pour produire un signal de sortie converti de manière photoélectrique, et en extrayant du signal de sortie converti de manière photoélectrique des parties du signal qui correspondent aux première èt seconde parties.