Brevet FR2624612A1 — publié le 19890616

La présente invention concerne un procédé et un appareil de dosage de gaz carbonique contenu dans Le sang. Il est souvent nécessaire de doser le gaz carbonique présent dans le sérum ou le plasma et on connalt à à 1' heurte actuelle différents appareils et processus de dosage. Toutefois ces appareils et processus de dosage ne donnent pas entière satisfaction pour les raisons exposées ci-après. On sait qu'environ 90 % du gaz carbonique présent dans le sérum ou le plasma est sous forme de bicarbonate, le restant étant sous forme de gaz dissous ou lié aux carbanions. La détermination de la teneur en gaz carbonique dans le sérum ou le plasma en liaison avec celle du pH est utile pour l'évaluatqon des équilibres acide-base dans les acidoses ou les alcaloses respiratoires ou métaboliques. Les méthodes de dosage de l'art antérieur actuellement utilisées sont du type - Volumétrique ou manométrique ; - Conductivité thermique - Electrode de pH. Après libération du gaz carbonique par acidification de l'échantillon, la sélectivité de la mesure est apportée par une membrane spécifique ; - Enzymatique. Dans le mode de mise en oeuvre à l'électrode de pH l'échantillon de sérum ou de plasma est mélangé avec un réactif acide. Il est dirigé dans une petite chambre de mesure pour être mis en contact avec l'extrémité sensible d'une électrode à gaz carbonique à réponse rapide. Toutefois bien qu'un tel processus donne des résultats parfois convena- bles,il subsiste toujours un effet de mémoire avec de telles techniques utilisant des électrodes. La présente invention utilise un procédé et un appareil de dosage basé sur l'absorption infrarouge du gaz carbonique. Les avantages du procédé et de l'appareil de la présente invention sont très nombreux - Le temps de réponse est plus bref, ce qui donne des cåden- ces d'analyse élevées par rapport aux techniques de l'art antérieur; - Le procédé de l'invention procure une très grande spécificité, on ne dose en effet que le gaz carbonique et non pas d'autres molécules - Avec le procédé de la présente invention, il n'y a pas de molécules interférentes et les résultats obtenus sont bien plus fiables. Il existait depuis longtemps un besoin pour un procédé et un appareil fournissant les avantages précités. La présente invention propose donc un procédé de dosage du gaz carbonique contenu dans du plasma ou du sérum suivant lequel l'échantillon de sang est mis au contact d'un réactif acide dans un mélangeur qui est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant a) à envoyer ledit mélange sang -réactif acide dans une première chambre réactionnelle pour son homogénéisation; b) à propulser ledit mélange homogénéisé dans une deuxième chambre réactionnelle dans laquelle un gaz vecteur est injecté audit mélange c) à alimenter le mélange selon l'étape b) ci-dessus dans une troisième chambre à niveau constant dans laquelle le gaz carbonique est libéré et acheminé par le gaz vecteur dans une chambre de mesure ; d) à détecter la teneur en gaz carbonique par absorption infrarouge dans ladite chambre de mesure. La présente invention vise en outre un appareil de dosage du gaz carbonique contenu dans le sang comprenant un premier conduit d'amenée de sang et un deuxième conduit d'amenée de réactif acide aboutissant chacun dans un mélan geur commun qui est caractérisé en ce qu' il comprend en combinaison a) Une première chambre réactionnelle d'homogénéisation du mélange sang plus réactif acide située en aval du mélangeur ; b) Une deuxième chambre réactionnelle vers laquelle est dirigé le mélange homogénéisé et dans laquelle débouche une conduite provenant d'une source de gaz vecteur appropriée; c) Un moyen de transfert du mélange homogénéisé ayant reçu l'application de gaz vecteur vers une troisième chambre disposée en aval ; d) Une troisième chambre à niveau constant reliée par un siphon à un dispositif d'évacuation e) Un ensemble de mesure par absorption infrarouge disposé dans une chambre de mesure eontigue à la troisième chambre à niveau constant dans lequel ensemble de mesure le gaz carbonique libéré résultant de l'injection de gaz vecteur dans le mélange homogénéisé est dirigé pour la détermination de sa teneur. La présente invention concerne également les caractéristiques ci-après considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniquement possibles - Le réactif acide est un acide minéral fort additionné d'un agent mouillant - L'acide minéral fort est de l'acide sulfurique - L'agent mouillant est de la polyvinylpyrrolidone ; - Le gaz vecteur est de I'air décarbonaté - Le procédé est mis en oeuvre en une durée comprise entre environ 30 et 60 secondes ;; - On utilise environ 37 parties de réactif acide pour une partie d'échantillon de sang, environ 243 parties de gaz vecteur pour une partie d'échantillon de sang et environ 8 parties de gaz vecteur pour une partie de réactif acide - L'ensemble de mesure comprend une source infrarouge qui est une lampe émettant une. lumière pulsée, un filtre disposé en regard de ladite source infrarouge et interposé entre celle-ci et une cellule de mesure située dans son prolongement ainsi qu'un capteur de pression accolé à ladite cellule de mesure - Le capteur de pression est un microphone de mesure. Divers avantages et caractéristiques de la présente invention ressortiront de la description détaillée ci-après faite en regard des dessins annexés sur lesquels Figure 1 est un schéma synoptique simplifié du procédé et de l'appareil de la présente invention. Figure 2 est une représentation schématique de l'ensemble de mesure Aux dessins annexés les mêmes chiffres de référence désignent des parties analogues. L'appareil comprend un premier conduit de produit à analyser 1 (plasma ou sérum) aboutissant dans un mélangeur 3. Un conduit de réactif acide 2 arrive également au mélangeur 3. Dans le mélangeur 3, tant le produit à analyser 1 que le réactif acide 2 sont suffisamment mélangés. A titre d'exemple non limitatif, le réactif acide est constitué d'acide sulfurique d'un pH de 2 et de polyvi nylpyrrolidone jouant le rôle -d'agent mouil-lant. Après avoir été convenablement mélangé dans ledit mélangeur 3, le mélange sang-réactif acide est dirigé dans une première chambre d'homogénéisation 4. Il est ensuite envoyé à partir de la première chambre d'homogénéisation 4 dans une deuxième chambre 7 dans laquelle arrive par l'intermédiaire d'une conduite 6 un gaz vecteur provenant d'une source 5. Ce gaz vecteur est généralement de l'air décarbonaté. Par air décarbonaté il faut entendre dans le contexte de la présente invention de l'air dépourvu de tous composants susceptibles de se combiner avec du carbone pour donner de 1 'oxyde de carbone et du gaz carbonique. Le mélange créé dans la deuxième chambre réactionnelle 7 est ensuite dirigé vers une troisième chambre 9 après passage dans un moyen de transfert 8 qui est généralement une pompe péristatique.Le niveau de la troisième chambre réactionnelle 9 résulte de la prévision la troisième chambre réactionnelle 9 résulte de la prévision d'un siphon 10 qui permet l'évacuation des liquides vers un dispositif d'évacuation 12 tandis que l'air décarbonaté pousse le gaz carbonique libéré par la réaction sérum ou plasma plus réactif acide et ce mélange est acheminé dans une chambre de mesure 13 disposée de 'façon contigüe à la troisième chambre réactionnelle 9. La chambre de mesure 13 renferme le moduleinfrarouge et le détecteur photoacoustique.Il importe d'observer que les références 9 et Il désignent dans la présente invention la même troisième chambre réactionnelle Toutefois, la référence 9 concerne le haut de cette chambre qui est dépourvu de liquide alors que la référence Il concerne la partie basse de cette chambre qui est remplie de liquide comme cela ressort clairement .du dessin de la figure ,1. La mesure est réalisé dans la chambre de mesure 13 qui est une chambre hermétiquement close . A cet effet il est prévu deux électrovannes 18 et 19 situées respectivement en amont et en aval de ladite chambre 13. On détermine ainsi avec un signal électrique proportioniel la concentration en gaz carbonique libéré. En liaison avec la figure 2 on explique maintenant la méthode de mesure. Comme on l'a déjà indiqué la méthode de dosage est basée sur l'absorption infrarouge du gaz carbonique à la longueur d'onde de 4,3 mu après libération par acidification. La source infrarouge 14 est une lampe émettant une lumière pulsée à 12,5 hertz dont le rapport cyclique est régulé par une photodiode. Le gaz présent dans l'ensemble de mesure 13 est excité par la radiation monochromatique (4,3 mu). L'énergie âbsorbée par les molécules de gaz carbonique présentes est transformée en chaleur et est traduite par une variation de pression selon la loi bien connue PV:flT. Sur la cellule de mesure étanche 16 est accolé le capteur de pression 17 qui est un microphone de mesure.Le signal de sortie du microphone est échantillonné, intégré et la tension résultante est propor tonnelle à la concentration en gaz carbonique du gaz contenu dans la chambre de mesure. Habituellement la concentration est comprise entre 0 et 5 000 ppm. Généralement la concentration en gaz carbonique dans du sérum ou du plasma est de l'ordre de 25 millimoles par litre. Il importe de noter que dans le procédé de la présente invention l'air décarbonaté provient habituellement de cartouches pièges. La durée du cycle de la détermination est d'environ 40 secondes.Les dilutions respectives utilisées sont 37 parties de réactif acide pour une partie d'échantillon, 243 parties d'air décarbonaté pour une partie d'échantillon et 7,8 parties d'air décarbonaté pour une partie de réactif acide Tant le procédé que l'appareil de la. présente invention fournissent un prix réduit, une.rapidité de réponse, une spécificité due à l'utilisation d'un filtre interférentiel et une grande simplicité. Il est ainsi possible d'avoir un appareil compact et fiable donnant des analyses très poussées sans les erreurs relatives relativement importantes des dispositifs de l'art antérieur. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisa-. tion représenté et décrit en détail et diverses modificattions peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. Les signes de référence insérés après les caractéristiques techniques mentionnées dans les revendications, ont pour seul but de faciliter la compréhension de ces dernières, et n'en limitent aucunement la portée. REVENDICATIONS 1. Procédé de dosage du gaz carbonique contenu dans du plasma ou du sérum suivant lequel l'échantillon de sang est mis au contact d'un réactif acide dans un mélangeur (3) caractérisé en ce qu' il comprend les étapes consistant a) à envoyer ledit mélange sang-reactif acide dans une première chambre réactionnelle (4) pour son homogénéisa- tion b) à propulser ledit mélange homogénéisé dans une deuxième chambre réactionnelle (7) dans laquelle un gaz vecteur (5) est injecté audit mélange c) à alimenter le mélange selon l'étape b) ci-dessus dans une troisième chambre (11) à niveau constant dans laquelle le gaz carbonique est libéré et acheminé par le gaz vecteur (5)dans une chambre de mesure tel3) ;; d) à détecter la teneur en gaz carbonique par absorption infrarouge dans ladite chambre de mesure (13). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réactif acide est un acide minéral fort additionné d'un agent mouillant. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendic,ations 1 ou 2, caractérisé en ce que l'acide minéral fort est de l'acide sulfurique. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'agent mouillant est de la poly vinylpyrrol idone. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le gaz vecteur est de l'air décarbonaté. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérlsé.en ce qu'il est mis en oeuvre en une durée comprise entre 30 et 50 secondes. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on utilise environ 37 parties de réactif acide pour une partie d'échantillon de sang environ 243 parties de gaz vecteur pour une partie d'échantillon de sang et environ,8 parties de gaz vecteur pour une partie de réactif acide. 8. Appareil de dosage du gaz carbonique contenu dans le sang comprenant un premier conduit d'amenée de sang (1) et un deuxième conduit d'amenée de réactit acide (2) aboutissant chacun dans un mélangeur commun (3) caractérisé en ce outil comprend en combinaison a) Une première chambre réactionnelle (4) d'homogénéisation du mélange sang plus réactif acide situé en aval du mélangeur (3) b) Une deuxième chambre réactionnelle (7) vers laquelle est dirigé le mélange homogénéisé et dans laquelle débouche une conduite (6) provenant d'une source de gaz vecteur (5) appropriée;; c) Un moyen (8) de transfert du mélange homogénéisé ayant reçu l'application de gaz vecteur (5) vers une troisième chambre disposée (11) en aval d) Une troisième chambre (il) à niveau constant reliée par siphon (iO) à un.dispositif d'évacuation (12) ; e) Un ensemble de mesu-re par absorption infrarouge (14, 15, 16, 17) disposé dans une chambre de mesure (13) contiguë à la troisième chambre à niveau constant dans lequel ensemble de mesure (14, 15, 16, 17) le gaz carbonique libéré résultant de l'injection de gaz vecteur (5) dans le mélange homogénéisé est dirigé pour la détermination de sa teneur. 9. Appareil selon la revendication 8,caractérisé en ce que l'ensemble de mesure (13, 14, 15, 16, 17) comprend une source infrarouge (14) qui est une lampe émettant une lumière pulsée, un filtre (15) disposé en regard de ladite source infrarouge (14) et interposé entre celle-ci et une cellule de mesure située dans son prolongement ainsi qu'un capteur de pression (17) accolé à ladite cellule de mesure (16). 10. Appareil selon l'une quelconque des revendications 8 ou 9 caractérisé en ce que le capteur de pression (16) est un microphone de mesure.