Brevet FR2612295A1 — publié le 19880916

Micro-analrseur autoniatique par coiorimtrie c, biolumlnescence. L'invention concerne un micro-analyseur automatique par colorimétrie ou bioluminescence, et plus particulièrement un micro-analyseur automatique portable pour analyse de substances et/ou de marqueurs protidiques biologiques. Par exemple, les analyses et dosages par immunoenzymologie comportent usuellement les étapes suivantes: - tout d'abord, on met en contact le liquide à analyser avec un support antigénique par construction, c'est-à-dire un support d'anticorps spécifiques, pour y fixer les antigènes du liquide à analyser, - ensuite on procède à un ou plusieurs lavages du support, - puis on met le support en présence d'un anticorps différent des précédents et possédant un équipement enzymatique, - de nouveau, on procède à un ou plusieurs lavages, - enfin on mesure la quantité d'enzymes fixée sur le support, qui correspond à la quantité de substance à doser, par une réaction colorimétrique ou de bioluminescence. Ces analyses et dosages sont en général effectués à partir d'échantillons de liquides biologiques : sang, salive, urine par exemple, dans des installations complexes, lourdes et fixes. L'un des buts de l'invention est de proposer un appareil léger et portable pour effectuer ces analyses et dosages. Un autre but de l'invention est de proposer, pour cet appareil portable, des sous-ensembles, Jetables après usage, contenant chacun les réactifs nécessaires pour une analyse particulière, de telle sorte que l'analyse puisse entre effectuée par un personnel non spécialise, par exemple par le sujet luimême. La présente invention a pour objet un microanalyseur automatique par colorimétrie ou bioluminescence , caractérisé en ce qu'il comporte - un système de type mécanique , commande par une électronique programme , pour assurer automatiquement en séquence une suite d'opérations par déplacement de réactifs ou de produits de lavage - un détecteur photosensible relié a un circuit électronique de traitement de signaux pour calcul, mémorisation et affichage des résultats - et des plaquettes à réactifs, constituées en sous-ensembles jetables, et comportant un puits de mesure central et des alvéoles réparties contenant les réactifs et les produits de lavage. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - les plaquettes à réactifs sont en matière plastique, les alvéoles étant déformables par action du sytstème de type mécanique - le système de type mécanique est constitue d'un moteur et d'un rouleau passant successivement sur plusieurs alvéoles - les plaquettes à réactifs comportent, entre les alvéoles et le puits central de mesure, des canalicules munis d'un opercule déchirable - des index d'identification sont prévus sur les plaquettes pour assurer leur correspondance avec la séquence des opérations de l'analyse à effectuer L'invention a également pour objet une plaquette à réactifs, jetable pour micro-analyseur automatique par colorimétrie ou bioluminescence, caractérisée en ce qu'elle comporte - un puits central de mesure - une pluralité d'alvéoles périphériques, réparties autour du puits central et contenant des réactifs ou des produits de lavage , et - des canalicules reliant les alvéoles au puits central et munis d'opercules déchirables. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - des alvéoles intermédiaires sont disposees entre les alvéoles périphériques et le puits central destinées & contenir des réactifs, lyophilisés ou non, destines à etre mélangés au dernier moment aux solvants ou réactifs contenus dans les alvéoles périphériques - entre deux alvéoles périphériques est prevu un canalicule muni d'un opercule déchirable, de façon a assurer le mélange des réactifs au moment de l'analyse. D'autres caractéristiques ressortent de la description suivante faite avec référence au -dessin annexé sur lequel on peut voir i Figure 1 : une vue schématique d'ensemble d'un exemple de realisation du micro-analyseur automatique selon l'invention Figure 2 : une vue schématique en plan d'un exemple de réalisation de la plaquette à réactifs du micro-analyseur de la figure 1. En se reportant a la figure 1, on voit que le micro-analyseur selon l'invention se compose essentiellement d'un boîtier rigide 1 de support, en forme de cadre ou d'anneau, sur lequel repose une plaquette 2 à réactifs, d'une électronique 3 de commande d'un moteur 4 assurant la progression d'un rouleau 5 sur la plaquette 2, et d'un détecteur ô associé å un circuit électronique 7 de traitement de signaux avec mémorisation et affichage. La plaquette 2 à réactifs se compose essentiellement (figure 2) d'une enveloppe en matière plastique par exemple, dans laquelle sont disposées des alvéoles périphériques 11 susceptibles de contenir chacune un solvant ou un réactif liquide, et des alvéoles intermédiaires 12 susceptibles de contenir chacune un réactif déshydraté ou concentré. Au centre de la plaquette 2 se trouve un puits de mesure 1 dans lequel débouchent des canalicules 13 en provenance des alvéoles periphériques 11 et passant par les alvéoles intermédiaires 12. Le puits de mesure 1 est encore relié par un canalicule 14 à une alvéole 15 de recueil des residus d'analyse. Enfin, il est également prévu de disposer un canalicule 16 entre deux alvéoles adjacentes 17 et 18 par exemple pour permettre un mélange extemporané de deux réactifs dans la séquence d'analyse. Dans l'exemple particulier d'un dosage immunoenzymologique, le puits central 1 contient un support, antigénique par construction, en forme de bille par exemple. Dans ce cas, le principe de fonctionnement du micro-analyseur est le suivant : le rouleau 5 étant sur l'alvéole de recueil 15, on place quelques gouttes du liquide biologique à analyser dans l'alvéole 11, puis on met sous tension le moteur 4, l'électronique de commande 3, le détecteur 6 et son circuit électronique associé 7 de traitement de signaux. L'électronique 3 est programmée pour reconnaître la plaquette à réactifs 2, pour en déduire l'analyse à effectuer et le type de résultats à fournir, et pour commander en conséquence la progression du rouleau 5 dans l'appareil. Cette progression se fait de façon circulaire, la trace 8 symbolisant l'itinéraire du point milieu du rouleau 5. En fin d'opération, la mesure est effectuée par le détecteur 6, et le circuit électronique 7 assure l'affichage d'un résultat. Dans le détail, le fonctionnement du microanalyseur est un peu plus complexe. Tout d'abord, le micro-analyseur est apte à effectuer plusieurs analyses ou dosages, de nature différente. Il faut donc s'assurer de façon automatique, qu'il effectue bien l'analyse demandee. A cet effet, å chaque type de dosage ou d'analyse correspond une plaquette à réactifs 2 de type particulier. Toutes les plaquettes 2 présentent le même encombrement extérieur, le même puits central 1 de mesure et la même alvéole 15 de recueil. Nais le nombre et le volume des alvéoles périphériques 11 et intermédiaires 12, est fonction du type de dosage. Ainsi, à chaque type de dosage correspond une plaquette à réactifs caractérisée par le nombre, et le volume des alvéoles, auxquels correspondent la nature, le nombre, le volume, et la séquence des réactifs. Ces plaquettes peuvent porter des index de repérage identifiables électroniquement par exemple. éventuellement par l'intermédiaire d'organes mécaniques actionnés lors de la mise en place de la plaquette 2 sur le boîtier de support 1. De cette façon, la mise en place d'une plaquette à réactifs déterminée conduit å son identification par l'électronique 3, et au choix corrélatif du programme d'analyse pré-enregistré qui va être utilisé. Le produit à analyser ayant été placé par exemple dans l'alvéole 11 placée la première sur le chemin du rouleau 5, l'analyse proprement dite peut commencer. On peut également placer le produit à analyser directement dans le puits central 1, lorsque l'alvéole 11 contient déjà un premier réactif. Le rouleau 5 quitte l'alvéole de recueil 15 en suivant la trace 8, il vient mettre en pression l'alvéole 11 contenant le liquide à analyser. Cette mise en pression provoque l'ouverture d'un opercule déchirable dans le canalicule 13, et le transfert du liquide à analyser dans le puits de mesure l&commat; 1 où se trouve déjà le support antigénique spécifique de l'analyse en cours. Les opercules déchirables sont prévus dans tous les canalicules. Ils ont un double rôle : a l'état fermé, ils assurent le confinement des differents réactifs dans leurs alvéoles respectives ; après ouverture, ils Jouent en quelque sorte le rôle de clapets de non-retour de façon à assurer que tous les liquides utilisés sont bien acheminés vers l'alvéole de recueil 15 dont le canalicule 14 comporte un opercule déJà ouvert. L'alvéole intermédiaire 12 a eté représentée sur tous les canalicules 13 mais sa présence est bien entendu facultative : elle ne s'impose que dans le cas où elle contient un réactif, lyophilise ou non, qui doit être melange au dernier moment avec le réactif ou le liquide dispose dans l'alvéole périphérique correspondante.De meme, dans le cas de l'alvéole 17, le canalicule 16 est indispensable, mais le canalicule reliant l'alvéole 17 au puits de mesure 1&commat; peut peut être supprime dans la plaquette a réactifs 2. Dans le puits de mesure 1, se produit une réaction entre le liquide biologique à analyser et le support antigénique sur lequel ont déja été fixés des anticorps spécifiques du produit à doser. Les antigènes du liquide à analyser vont se fixer sur ces anticorps déjà portés par le support antigénique. Le rouleau 5 poursuit son mouvement de rotation vers les alvéoles voisines qui contiennent par exemple des liquides de lavage, afin d'assurer un lavage du support dans le puits de mesure 1. Le rouleau 5 arrive ensuite sur une alvéole, 19 par exemple, qui contient un réactif particulier, contenant des anticorps, differents des premiers fixés sur le support et spécifiques des antigènes å doser, mais qui se fixent sur un autre site de ces antigènes. Ces anticorps portent une enzyme spécifique qui va servir de révélateur par bioluminescence ou colorimétrie. La mesure est effectuée par le détecteur 6, dont les signaux sont traités par le circuit électronique 7 pour calcul, mise en mémoire et affichage. Dans l'exemple décrit, la séquence mécanique des opérations est assurée par un moteur électrique et un rouleau assurant une pression sur les alvéoles. Il va de soi qu'on peut remplacer ces moyens électromécaniques par des moyens pneumatiques ou hydrauliques par exemple, ou par d'autres moyens mecaniques, sans sortir du cadre de l'invention. En résumé, l'appareil de mesure ou microanalyseur portable selon l'invention, assure les fonctions suivantes - identification de la plaquette à réactifs, c'est-a-dire de l'analyse à effectuer - mise en Jeu de la séquence des réactions par déplacement en séquence des réactifs et produits de lavage, de leurs alvéoles respectives vers le : a-- mesure par un procéde de type mécanique - mesure proprement dite par colorimétrie ou bioluminescence au moyen du détecteur, - traitement électronique du signal du détecteur pour calcul, mémorisation et affichage des résultats. Dans la description précédente, on a proposé un dosage d'antigènes au moyen d'un support antigénique et d'un réactif contenant des anticorps portant une enzyme, susceptible de permettre une mesure par bioluminescence ou colorimétrie. On peut inverser les rôles des antigènes et des anticorps pour détecter certaines maladies bactériennes ou virales en dosant des anticorps au lieu de doser des antigènes. De même, le micro-analyseur pourrait être utilisé pour d'autres dosages par colorimétrie ou bioluminescence, par exemple pour la détection des infections urinaires par dosage de 1'ATP intrabactérien. Le micro-analyseur selon l'invention peut être utilisé, a titre d'exemple, pour mesurer le pic de l'hormone LH dans les urines, ce pic précédant de 48 heures l'ovulation. Dans la description précédente, on a pris pour exemple un dosage par immuno-enzymologie. Il va de soi que pour des dosages ne faisant pas appei a 1t immuno- enzymologie, il n'est pas nécessaire de placer dans le puits central 1 un support antigénique, le principe de fonctionnement du micro-analyseur restant ie même. Revendications 1. Nicro-analyseur automatique par colorimetrie ou bioluminescence, caractérisé en ce qu'il comporte - un système de type mécanique (4, 5), commandé par une électronique programmée - un détecteur photosensible C6) relié à un circuit électronique (7 > de traitement de signaux pour calcul, mémorisation et affichage des résultats - et des plaquettes (2) à réactifs, constituées en sous-ensembles jetables, et comportant un puits de mesure central (1) et des alvéoles réparties contenant les réactifs et les produits de lavage. 2. Nicro-analyseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les plaquettes (2 > à réactifs sont en matière plastique, les alvéoles étant déformables par action du sytstème de type mécanique. 3. . Nicro-analyseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de type mécanique est constitué d'un moteur et d'un rouleau (4) passant successivement sur plusieurs alvéoles. 4. . Nicro-analyseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les plaquettes (2) à réactifs comportent, entre les alvéoles et le puits central de mesure, des canalicules (13 > munis d'un opercule déchirable. 5. Nicro-analyseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que des index d'identification sont prévus sur les plaquettes pour assurer leur correspondance avec la séquence des opérations de l'analyse à effectuer. 6. Plaquette å réactifs jetable pour microanalyseur automatique par colorimétrie ou bioluminescence, caractérisée en ce qu'elle comporte - un puits central de mesure C1), - une pluralité d'alvéoles péripheriques, réparties autour du puits central et contenant des réactifs ou des produits de lavage, et - des canalicules (13) reliant les alvéoles au puits central et munis d'opercules déchirables. 7. Plaquette selon la revendication 6, caractérisée en ce que des alvéoles intermédiaires (12) sont disposées entre les alvéoles périphériques (ll) et le puits central , destinées à contenir des réactifs, lyophilisés ou non, destinés å etre mélangés au dernier moment aux solvants ou réactifs contenus dans les alvéoles périphériques. 8. Plaquette selon la revendication 6, caractérisée en ce que, entre deux alvéoles périphériques (17, 18) est prévu un canalicule (16) muni d'un opercule déchîrable, de façon à assurer le mélange des réactifs au moment de l'analyse. 9. Plaquette selon la revendication 6, caractérisée en ce que, dans le cas d'un dosage par immuno-enzymologíe, le puits central (1) comporte un support antigénique.