Brevet FR2557300A1 — publié le 19850628

La présente invention concerne d'une manière générale un procédé et un appareil pour détecter la présence de sang dans une solution aqueuse. De façon plus spécifique, l'invention concerne un procédé et un appareil dans lequel on conditionne un réactif sec et un composé de peroxygène sec dans un tampon expérimental pour l'analyse à domicile de matières fécales ou d'urines dans une cuvette de toilette. Une détection précoce des cancers gastro- intestinaux est vitale si l'on veut réussir le traite- ment. L'un des signes du cancer gastro-intestinal est la présence de sang dans les matières fécales ou l'urine. Fréquemment lorsque le sang est visible le cancer a déjà progressé jusqu'à un stade avancé. Les tests pour détecter le sang dans ces échantillons avant qu'il ne soit visible sont très-utiles mais ont souffert de certains problèmes et déficiences. Le brevet américain ne 2 838 377 de Fonner décrit un procédé pour détecter la présence de sang occulte et invisible dans les fèces et l'urine. Selon Fonner, une enveloppe de matière en feuille contient une matière réactive séchée adaptée pour être jetée dans une cuvette de toilette contenant de l'eau et des fèces, de l'urine ou les deux, le réactif changeant de couleur si du sang est présent dans la solution. Les mélanges de réactifs sont choisis dans le groupe constitué par la o-tolidine, la benzidine ou la o- toluidine. Le principal des inconvénients du test de Fonner est que les réactifs utilisés sont des agents carcinogènes éventuels ou connus. Un autre problème avec le test de Fonner est son manque de spécificité qui fait qu'il donne fréquemment un résultat positif du test lorsqu'il ne se trouve en fait pas de sang dans l'échantillon. Le brevet américain n0 3 996 006 de Pagano décrit une lame expérimentale spécimen constituée d'un emballage de carton multi-couches contenant une feuille de papier expérimental imprégné d'une matière réactive à base de galac. On effectue le test en appliquant des échantillons de fèce d'un côté du papier expérimental après avoir ouvert un rabat formé dans la lame expérimentale et envoyé la lame expérimentale à un laboratoire aux fins d'analyse. L'analyse en laboratoire s'effectue en appliquant une solution de peroxyde au côté opposé du papier expérimental et en observant le papier expérimental pour déterminer s'il se produit une réaction colorée causée par la présence de sang. La nécessité de manipuler des matières fécales et d'envoyer le spécimen a un laboratoire aux fins d'analyse ultérieure est un sérieux inconvénient de test de Pagano. Le brevet américain n" 4 175 923 de Friend décrit un procédé pour déterminer la présence de sang occulte dans une cuvette de toilette en commençant par pulvériser une solution de développement d'alcool éthylique et de peroxyde d'hydrogène sur une feuille de papier expérimental imprégné de galac puis en jetant le papier expérimental dans la cuvette. L'un des problèmes posé par le procédé de Friend est que les malades répugnent à utiliser des réactifs liquides. En outre, la solution d'alcool éthylique et de peroxyde d'hydrogène est caustique, ce qui peut provoquer une irritation si elle vient en contact avec la peau d'un malade. Même si l'on rencontre les pro- blèmes ci-dessus lorsqu'on applique une solution activante de peroxyde d'hydrogène à un tampon expéri- mental, Friend enseigne qu'une telle solution est essentielle pour un test utilisant un réactif au galac dans un environnement d'eau froide. On a proposé divers autres tests de présence de sang occulte dans les échantillons de matière fécale et d'urine; cependant, aucun d'entre eux ne fournit les avantages de l'invention o un malade peut commodément faire le test de la présence de sang occulte dans une cuvette de toilette sans utiliser de matières carcinogènes et sans avoir besoin de solu- tions activantes. La présente invention concerne un procédé et un appareil pour déterminer la présence de sang dans une solution aqueuse contenant un échantillon à tester o l'on fait flotter un tampon ayant un composé de peroxygène solide et un réactif solide substitut de galac à la surface de la solution et l'on observe pour détecter une réaction chromogène. La percée réalisée par la chimie préférée de l'invention est que les réactifs sont solubles et fonctionnels dans un environnement d'eau froide sans que l'on utilise une solution activante ni de matières carcinogènes connues. Le réactif substitut de galac est de préférence le sulfonate de ga!acol et le composé de peroxygène est de préférence le monopersulfate de potassium. Le réactif substitut de galac et le composé de peroxygène sont tous deux solubles dans l'eau et deviennent activés au contact avec la solution aqueuse. La réaction chromogène se produit même si seule une faible quantité de sang est présente dans l'échantillon, et est donc très sensible. Les réactifs préférés ne sont pas facilement catalysés par des oxydants autres que les substances à base d'hémoglobine ou d'hémine, ce qui rend le test très spécifique. Selon l'invention, le test du sang occulte ne nécessite pas de manipuler des matières réactives ou des solutions activantes. Le test est effectué entièrement dans la cuvette de toilette et ne nécessite pas l'envoi d'échantillon ou de spécimens à un labotaroire aux fins d'analyse ou de test plus poussé. Un autre aspect de l'invention est la fourniture de témoins sur un tampon expérimental pour vérifier l'exactitude du test. On peut inclure un site positif comparatif (témoin positif) sur le tampon expérimental qui incluerait le même réactif et le même composé de peroxygène que l'on utilise dans la zone expérimentale du tampon expérimental plus une faible quantité de matière catalyseur qui doit toujours donner les résultats expérimentaux positifs. Si un résultat négatif est indiqué sur le témoin positif, le test doit être répété avec un autre tampon expérimental car le premier tampon expérimental indiquait faussement que le résultat expérimental était négatif lorsque tous les composants d'un test positif étaient présents dans le tampon expérimental. Un site négatif comparatif (témoin négatif) peut également être inclus dans le tampon expérimental pour indiquer des résultats faussement positifs et aux fins de comparaison avec la zone expérimentale si la zone expérimentale indique qu'il n'y a pas de sang. Le témoin négatif incluerait une substance semblable d'aspect à la teneur de la zone expérimentale comme une poudre de peroxygène sèche sans inclusion du réactif substitut de galac. Comme le réactif substitut de galac n'est pas présent dans le témoin négatif, en aucun cas une réaction chromogène ne doit se dérouler. Le témoin négatif permet également de-comparer la zone expérimentale au témoin négatif, comparaison selon laquelle s'il ne se produit pas de réaction colorée les deux zones doivent avoir le même aspect. L'invention sera mieux comprise après étude de la description détaillée qui suit avec référence aux dessins. La figure 1 est une vue en plan d'un tampon expérimental disposé dans une enveloppe scellée, la couche de dessus de l'enveloppe scellée étant partiellement enlevée pour donner accès au tampon expérimental. La figure 2 est une vue en plan du tampon expérimental ayant une zone expérimentale, un site positif comparatif et un site négatif comparatif. La figure 3 est une vue en coupe prise selon la droite 3-3 de la figure 2. La figure 4 est un tampon expérimental ayant un seul dépôt de matière réactive dans une zone expérimentale. La figure 5 est un tampon expérimental ayant une zone expérimentale et un site positif comparatif. La figure 6 est un tampon expérimental ayant plusieurs zones expérimentales espacées, un site positif comparatif et un site négatif comparatif. Si l'on se réfère maintenant à la figure 1, on voit que le nécessaire expérimental 10 comprend un tampon expérimental 12 qui est inclus dans l'enve- loppe 13. L'enveloppe fournit une poche hermétiquement scellée pour le tampon expérimental afin de le protéger de la contamination ou de l'exposition à l'humidité pendant l'expédition et la conservation. Le tampon expérimental 12 comprend une couche supérieure d'une matière absorbante, de préférence du papier, et une couche inférieure 16 formée de même d'une matière absorbante comme du papier. Entre les couches supérieure et inférieure 15 et 16, des poches sont formées pour comprendre une matière en poudre sèche. Une zone expérimentale 17 est fournie, comprenant une matière réactive et un composé de peroxygène sec. La zone expérimentale 17 est la zone du tampon expérimental 12 qui subit une réaction chromogOne lors- qu'on met le tampon expérimental 12 dans une cuvette de toilette contenant de l'eau et des matières fécales contenant su sang. Si du sang occulte est présent, même en faibles quantités, la réaction chromogène doit se produire. La zone expérimentale 17 contient de pré- férence un composé de peroxygène solide comme le monopersulfate de potassium et un réactif, de préférence le sulfonate de galacol. Cette combinaison de matières est activée par l'eau de la cuvette de toilette et est très sensible à la présence de sang dans la solution. On a trouvé que le sulfonate de galacol et le monopersulfate de potassium sont très spécifiques, et que dans la plupart des circonstances ils ne donnent pas d'indications positives fausses lorsqu'il n'y a pas de sang dans la solution. Le tampon expérimental 12 flotte à la sur- face de la cuvette de toilette, grace au papier léger et aux adhésifs choisis du tampon expérimental, pour faciliter l'analyse du test. Le tampon expérimental 12 est de préférence biodédagrable pour que l'on puisse jeter le tampon expérimental 12 en tirant simplement la chasse d'eau lorsque le test est effectué. On préfère que la couche supérieure 15 du tampon expérimental comprenne une pigmentation bleu-vert pour fournir un bon contraste avec le composé de couleur rouge-orange formé lorsque le sul- fonate de galacol et le monopersulfate de potassium sont catalysés par du sang. Les couches supérieure et inférieure 15 et 16 du tampon expérimental 12 sont de préférence liées l'une à l'autre au moyen d'un adhésif ou d'un procédé de scellement à la chaleur qui est efficace pour maintenir les matières réactives en place sur le tampon expérimental 12. Un témoin positif 18 peut également être inclus sur le tampon expérimental 12 pour indi- quer lorsque le résultat du test est faussement négatif. Le témoin positif 18 comprend le composé de péro- xygène solide et le réactif ainsi qu'une faible quantité d'un agent catalyseur comme l'hémoglobine qui dans tous les cas fait que le témoin positif 18 subit la réaction chromogèie donnant un composé de couleur rouge-orange si le réactif et le composé de peroxygène sont présents et fonctionnent correctement. La quantité de catalyseur dans le témoin positif 18 doit être limitée afin que tout le catalyseur soit utilisé par le réactif dans le témoin 18 et ne puisse migrer vers la zone expérimentale 17. Si le témoin positif 18 ne subit pas la réaction chromogène, il ne-faut pas tenir compte des résultats de l'expé- rience car tous les composés nécessaires pour un ré- sultat expérimental positif sont présents dans le té- moin positif. Le témoin positif 18 fournit également un exemple aux fins de comparaison avec la zone expérimentale si la zone expérimentale subit une réaction chromogène. On peut également fournir un témoin négatif 19 qui ne doit pas subir de réaction chromogène. Le témoin négatif 19 contiendrait une substance d'aspect analogue à la substance contenue dans la zone expéri- mentale 17. La substance du témoin négatif 19 peut être le composé de peroxygène solide sans aucune matière réactive solide. Le composé de peroxygène ne doit pas subir de réaction chromogène, sauf si le tampon expé- rimental est contaminé, mal fabriqué, ou si une substance perturbante est présente dans la cuvette de toilette. Le témoin négatif 19 peut également être utilisé comme point de référence pour la zone expérimentale 17 lorsqu'il ne se produit pas de réaction chromogène à la zone expérimentale 17. Si le témoin négatif 19 et la zone expérimentale 17 ont le même aspect après que le test ait été réalisé, le malade peut alors penser que le test était négatif. Comme le montrent les figures 1, 2 et 3, le tampon expérimental pour comprendre des témoins positifs et négatifs 18 et 19 outre la zone expérimen- tale 17. Autre solution, comme le montre la figure 4, le tampon expérimental peut comprendre la zone expérimentale 17 seulement. Ou encore, comme le montre la figure 5, le tampon expérimental peut com- prendre la zone expérimentale 17 et le témoin positif 18. Dans un autre mode de réalisation, montré dans la figure 6, on peut fournir plus d'une zone expérimentale 17 sur un tampon 12 pour permettre la vérification d'un test avec un seul tampon 12. Des témoins positifs et négatifs 18 et 19 sont également fournis dans des buts de comparaison comme il a été dit ci-dessus. Comme exemple d'une combinaison de réactif et de composé de peroxygène solide, on peut avoir des parties égales de sulfonate de galacol potassique (SGP), d'une matière substitut de gaîac également connue sous le nom"d'acide 1-hydroxy-2-méthoxy- benzène-4- (ou -5-) sulfonique, et du composé sel de monopersulfate de potassium (MPS) vendu par DuPont Co. sous-la marque "Oxone" qui comprend 2 moles de mono- persulfate de potassium, um mole de sulfate acide de potassium et une mole de sulfate de potassium. Selon la pureté ou concentration du SGP, l'intervalle acceptable de mélanges peut varier d'l/3 de SGP et 2/3 d'oxone à 2/3 de GSP et 1/3 d'oxone. Tant le composé de peroxygène que le réactif sont des produits chi- miques industriels connus. Lorsqu'on les utilise ensemble dans un tampon expérimental, le composé de peroxygène et le réactif préférés offrent une sensibilité et une spécificité non réalisées dans les produits de la technique antérieure. La formule chimique du SGP est C7H7K05S ou sous sa forme de complexe aqueux dipotassique C7H7K 05S.H 20 avec la structure chimique suivante O Un avantage important du SGP est qu'il est facilement soluble dans l'eau dans un large intervalle de températures. Un autre avantage est qu'on ne suspecte pas le SGP d'être un produit chimique carcinogène. Le SGP est un chromogène qui donne une couleur rouge- orange lorsqu'on l'expose à une substance oxydante appropriée. Le SGP est sans danger à l'emploi et élimine pour le malade la nécessité d'utiliser des solutions caustiques de peroxyde alcoolique comme le recommandent certains tests de la technique antérieure. Le composé de monopersulfate (MPS) préféré a la formule chimique 2KHSO5. KHSO4.K2S04, le principal composant ayant la structure chimique O K-O-S -O-O-H. L'oxone est soluble dans l'eau et libère activement de l'oxygène. L'oxone est un sel triple dont on a trouvé qu'il donne des résultats supérieurs à une combinaison de ses trois sels composants. L'oxone n'est pas aussi sensible aux traces d'impuretés métalliques que la plupart des composés de peroxygène, tandis que les ions cobalt, nickel, cuivre et manga- nèse catalysent la décomposition d'oxone avec dégage- ment d'oxygène gazeux; cette catalyse ne perturbe p, le test du sang occulte aux niveaux que l'on rencontre normalement dans une cuvette de toilette. Spécificité Le mélange de poudre de GSP et de MPS dans un tampon expérimental présente également une spécifi- cité supérieure dans le test de recherche de sang dans une solution. Il est moins probable que le mélange proposé par l'invention aboutisse à des tests faussement positifs car il n'est pas affecté par les ions métalliques et autres impurétés que l'on trouve communément dans une cuvette de toilette. Le tableau suivant représente une analyse de l'invention sous le titre MPS/SGP par comparaison avec du papier imprégné de ga!ac activé par une solu- tion de peroxyde d'hydrogène alcoolique. Le système papier imprégné de ga!ac et peroxyde d'hydrogène alcoolique utilisé est actuellement vendu par Helena Laboratories sous la marque ColoScreen. Dans le test le système MPS/SGP et le nécessaire ColoScreen sont exposés à diverses solutions y compris les substances énumérées dans la colonne de gauche. Les résultats de l'expérience sont présentés au Tableau I: TABLEAU I Spécimen ColoScreen MPS/SGP Eau Horseradish Peroxidase de raifort. + + + + +3 ion Fe + + _ ion Fe +2 + + . Urine CuC12 +++ C2 + + + + + Ca Cl2+ Cu (OH)2 (Nsn en solution) Cu (C2H302)2. -.. Pb (C2H302)2 - Na HOC1 + + + + (5,25%) Agent nettoyant - + Na2 CO3 - Légende: - -Pas de changement de couleur + Changement de couleur ++ Changement de couleur prononcé - +++ Fort changement de couleur ++++ - Très fort changement de couleur +++++ Changement de couleur maximum. Sensibilité Le mélange de poudre de SGP et de MPS dans le tampon expérimental présente une excellente sensibi- lité à la présence de sang occulte en très faibles quantités. On a déterminé que la sensibilité est relativement non affectée par les impuretés que l'on trouve communément dans une cuvette de toilette. On teste la sensibilité à l'hémoglobine du système MPS/SGP dans des solutions ayant différentes concentrations de FeSO4. Le but du test étant de dé- terminer l'effet du FeSO4 sur la réaction chromogène catalysée par l'hémoglobine. Les résultats du test sont présentés au Tableau II. TABLEAU II Concentration d'h&cglobine 1 mg% 2 mg% 4 mg%6 eau, Concentration Hemo. Hemo. deFeSO 600 mg %3 + ++ + + (l,5 x 10 mole %) - 400 mg %3 + + + + (1,0 x10 mole %) - - - mg % - + + + (511 x 10mole %). mg %- + + + =4 + (2,5 x 10mole % - O mg% - + + + Légende: - - Faible trace - Trace - - - Faible changement de couleur + Changement de couleur. Ainsi, le test indique que la sensibilité n'est pas négativement affectée par les composés de fer dans la solution. Aux concentrations extrêmes de 400 mg % à 600 mg % o un précipité de fer est observable un changement de couleur peut se produire dans l'eau entourant le tampon mais pas au site de la réaction. Une telle réaction se produit au bout de 2 minutes et ne serait pas confondue avec un test positif. Cependant, le test est sensible à de très faibles concentrations d'hémoglobine (1 mg %) quelle que soit la quantité de fer dans l'échantillon. Ce caractère est important car le fer est fréquemment présent dans l'eau des cuvettes de toilette des immeubles anciens, ou peut être présent dans les fèces ou l'urine d'un malade. On a déterminé que le système MPG/SGP ne subit pas de changement de couleur jusqu'à ce qu'il y ait dans la solution -2 2+ ou4x1-2 environ 1 x 102 M d'ion Fe2 ou 4 x 10 M d'ion 3+ Fe Lorsqu'on combine du monopersulfonate (MPS) et du sulfonate de galacol potassique (SGP) dans le tampon expérimental de l'invention, la sensibilité des produits chimiques au sang dans une solution équi- vaut à celle de la combinaison proposée par Friend dans son brevet n 4 175 923 qui nécessite l'utilisation d'une solution de peroxyde alcoolique fortement caustique. On a évalué la sensibilité du système MPS/SGP dans des solutions contenant un sulfate de fer et diverses quantités d'hémoglobine, et on a trouvé que la sensibilité n'était pas affectée. L'invention a été décrite conjointement avec un mode de réalisation spécifique; cependant, de nombreuses autres solutions, modifications et variations apparaîtront aux spécialistes à la lumière de la description qui précède. L'invention est donc conçue comme comprenant toute ces autres solutions, modifications et variations relevant de la portée des revendications jointes. REVENDICATIONS 1 - Composition expérimentale sous forme solide pour la détection de sang dans une solution aqueuse comprenant un agent oxydant soluble dans l'eau et un substitut de galac soluble dans l'eau gr&ce à laquelle le sang dans la solution aqueuse provoque une réduction catalytique de l'agent oxydant avec génération ultérieure d'un donneur oxydé pour provoquer une réaction chromogène. 2 - Composition expérimentale selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ledit agent oxydant soluble dans l'eau est un composé de monopersulfate et ledit substitut de galac soluble dans l'eau est le sulfonate de galacol. 3 - Composition expérimentale selon la revendication 2, caractérisée par le fait que le composé de monopersulfate est composé de 2 Moles de monopersulfate de potassium, 1 Mole de sulfate acide de potassium et 1 Mole de sulfate de potassium. 4 - Composition expérimentale selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'agent oxydant et le substitut de galac sont mélangés sur un substrat et plongés dans la solution aqueuse. - Composition expérimentale selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'agent oxydant et le substitut de ga!ac sont déposés sous la forme d'un mélange pulvérulent dans la solution aqueuse. 6 - Composition expérimentale selon la revendication 2, caractérisée par le fait que le composé de monopersulfate et le sulfonate de galacol sont mélangés sur un substrat et plongés dans la solution aqueuse. 7 Composition expérimentale selon la revendication 2, caractérisée par le fait que le composé de monopersulfate et le sulfonate de galacol sont déposés sous la forme d'un mélange pulvérulent dans la solution aqueuse. 8 - Nécessaire expérimental pour détecter l'existance de sang dans une solution aqueuse compre- nant: une première et une seconde couches fixées l'une à l'autre pour.former un tampon; un substitut de galac solide soluble dans l'eau confiné à une zone expérimentale formée entre la première et la seconde couches; et une matière de groupe peroxy solide soluble dans l'eau mélangée avec ledit substitut de galac auxdites zones expérimentales, grace à quoi tout sang éventuellement présent dans la solution aqueuse catalyse la réduction de la matière de groupe peroxy avec oxydation ultérieure du substitut de galac, lui faisant subir une réaction chromogène. 9 - Nécessaire expérimental selon la - revendication 8, caractérisé par le fait qu'un témoin positif est prévu entre la première et la seconde couches à une zone espacée de la zone expérimentale, ledit témoin positif comprenant le substitut de galac'solide soluble dans l'eau et la matière de groupe peroxyde solide soluble dans l'eau, et une substance catalytique pour oxyder le substitut de gaîac en présence de la matière de groupe peroxy après contact avec la solution aqueuse. - Nécessaire expérimental selon la revendication 9, caractérisé par le fait qu'un témoin négatif est'prévu entre la première et la seconde couches à un endroit séparé du témoin positif et de la zone expérimentale, ledit témoin négatif comprenant une substance solide non adaptée pour subir une réaction chromogène et étant semblable d'aspect à la zone expérimen- tale lorsque ledit tampon est placé dans une solution aqueuse ne contenant pas de sang. 11 - Nécessaire expérimental selon la revendication 8, caractérisé par le fait que ledit substitut de galac solide soluble dans l'eau est le sulfonate de galacol potassique. 12 - Nécessaire expérimental selon la revendication 8, caractérisé par le fait que la matière de groupe peroxy solide soluble dans l'eau est un composé de monopersulfate. 13 - Nécessaire expérimental selon la revendication 12, caractérisé par le fait que ledit composé de monopersulfate est un composé constitué de 2 Moles de monopersulfate de potassium, 1 Mole de sulfate acide de potassium et 1 Mole de sulfate de potassium. 14 - Nécessaire expérimental selon la revendication 8, caractérisé par le fait que ladite couche inférieure du tampon expérimental comprend une pigmentation colorée qui contraste avec la couleur de la réaction chromogène. - Nécessaire expérimental selon la revendication 8, caractérisé par le fait que ledit tampon expérimental est scellé dans une enveloppe aux fins d'expédition et de conservation.