Brevet FR2665378A1 — publié le 19920207

Dispositif pour séparer par centrifugation deux phases d'un échantillon d'un liquide hétérogène, utilisable notamment pour la séparation du plasma du sang total La présente invention concerne un dispositif pour séparer par centrifugation deux phases d'un échantillon d'un liquide hétérogène, utilisable notamment pour la séparation du plasma du sang total. Jusqu'à présent on réalise soit une coagulation, soit une centrifugation du prélèvement sanguin contenu dans un tube Dans ce dernier cas, les globules rouges correspondant sensiblement à 60 % (en volume) du sang total se dissocient du plasma et tombent au fond du tube Un opérateur prélève alors à l'aide d'une pipette, au-dessus des globules rouges, la quantité de plasma nécessaire aux analyses prévues. Il arrive qu'à la suite de l'imprécision du geste de l'opérateur vis-àvis de la zone de séparation entre les deux phases, on se trouve dans l'une ou l'autre des situations suivantes: la perte de plasma à collecter est importante, des globules rouges se sont introduits dans la pipette et contaminent le plasma à analyser. La présente invention a pour but d'éviter cet inconvénient et de séparer automatiquement le plasma d'un échantillon de sang, sans intervention manuelle et sans contamination, dès que le prélèvement a été effectué, sans attendre la coagulation, et ceci pour un très faible coût. La présente invention a pour objet un dispositif pour séparer par centrifugation deux phases d'un échantillon d'un liquide hétérogène, utilisable notamment pour la séparation du plasma du sang total, caractérisé en ce qu'il comprend autour d'un axe de révolution un ensemble fermé comprenant: un répartiteur-diviseur disposé en position centrale et doté de n compartiments limités par des cloisons radiales, le premier compartiment communiquant d'une part avec l'extérieur par un puits d'introduction d'un prélèvement de sang total, et d'autre part avec le second compartiment par un trop-plein, ledit second communiquant avec le troisième également par un trop-plein, et ainsi de suite jusqu'au nième compartiment qui, lui, ne communique pas avec le premier, tous les -2trop-pleins étant situés à la même altitude, ledit répartiteur-diviseur étant rempli progressivement par simple gravité, un séparateur en couronne situé autour dudit répartiteur-diviseur et incorporant N récipients communiquant respectivement: avec lesdits N compartiments par un orifice situé à une altitude nettement supérieure à celle desdits trop-pleins, pour que le sang contenu dans lesdits compartiments ne se déverse dans lesdits récipients que sous l'effet de la centrifugation, par un étranglement avec N cellules extérieures de séparation pour le stockage des globules rouges, le rapport du volume susceptible d'être contenu dans chaque cellule à celui dudit compartiment associé étant au moins égal au rapport volumique des globules rouges par rapport au sang total, de manière que la surface de séparation entre les globules rouges et le plasma, qui s'établit dans chaque cellule à l'arrêt de la centrifugation, se trouve au-dessous dudit étranglement, entre eux par une partie inférieure commune se rétrécissant en entonnoir, un collecteur de plasma amovible, situé en position centrale sous ledit entonnoir. Le principe général du dispositif précédent est de diviser ledit échantillon en une pluralité de quantités définies, de telle sorte que la ligne de séparation entre le plasma et les globules rouges soit également bien déterminée pour permettre une collecte automatique. En outre ledit collecteur de plasma comporte des moyens d'identification, toutes les informations nécessaires ayant été enregistrées au moment du prélèvement. Selon une variante, ledit répartiteur-diviseur comprend un n + lième compartiment ouvert vers l'extérieur destiné uniquement à évacuer un éventuel excédent dudit prélèvement de sang total. Le dispositif selon l'invention dont le diamètre est par exemple de l'ordre de 60 à 70 mm est réalisable en matériau plastique moulé ou injecté, neutre vis-à-vis du sang. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description suivante d'un mode de réalisation donné à titre illustratif mais nullement limitatif Dans le 3- dessin annexé La figure 1 est une vue schématique de dessus semiarrachée d'un dispositif selon l'invention mis en place sur une centrifugeuse. La figure 2 est une vue schématique en coupe selon la ligne II-II de la figure 1. La figure 3 est une vue schématique éclatée en coupe selon la ligne III-III de la figure 1. La figure 4 est une vue partielle en perspective de la partie supérieure du séparateur en couronne appartenant au dispositif de la figure 1. La figure 5 est une vue partielle en perspective du répartiteur- diviseur appartenant au dispositif de la figure 1. La figure 6 est une vue partielle en perspective arrachée de la partie inférieure du séparateur de la figure 4. Les figures 7 à 12 illustrent schématiquement les diverses phases de fonctionnement du dispositif selon l'invention. Le dispositif 1 selon l'invention tel qu'il apparait dans les figures 1, 2, 3 présente un axe de révolution 2 et il est destiné à être disposé sur une centrifugeuse 3. Très schématiquement, sans entrer dans le détail des formes qui seront définies plus loin, on voit que le dispositif 1 peut être réalisé en quatre pièces (voir figure 3) Une partie supérieure 4 formant couvercle porte sur sa face interne 8 une pièce intermédiaire 5 en forme de godet fixée, par exemple par collage ou tout autre moyen approprié, au niveau de son bord supérieur 13 Le bord périphérique 10 de la pièce supérieure 4 est fixé, par exemple par soudage, au bord périphérique 9 d'une pièce inférieure 6 dont la portion centrale en forme d'entonnoir présente une ouverture 12 Un collecteur de plasma 7 sensiblement parallélépipèdique vient s'emmancher en 11 sur cette ouverture 12 Il porte sur l'une de ses faces 15 l'identification de l'échantillon de sang à traiter Tout moyen optique ou magnétique peut être envisagé Il n'est donc plus nécessaire de transcrire cette identification entre le récipient contenant le sang et le récipient contenant le plasma, comme c'est le cas dans les procédés antérieurs Ceci représente une économie de main d'oeuvre et un gain de sécurité considérables. -4- Les quatre pièces précitées sont en un matériau plastique neutre visà-vis du sang Les pièces 4, 5, 6 peuvent être injectées tandis que la pièce 7 peut être soufflée Le dispositif 1 présente avantageusement un diamètre compris entre 60 et 70 mm et une hauteur de l'ordre de 5 20 mm La quantité de plastique nécessaire est de l'ordre de 6 grammes. Les dimensions et le poids du dispositif 1 sont tels qu'il est possible de le placer sur le plateau d'une mini-centrifugeuse 3 portable. Comme on le voit dans les figures 1, 2 et 3, la pièce supérieure 4 et la pièce intermédiaire 5 définissent un répartiteur-diviseur de sang total La pièce 5 est divisée intérieurement en huit compartiments 21 à 28 limités par des cloisons radiales 31 à 38 réparties autour d'une cheminée centrale 19 Le premier compartiment 21 communique par une ouverture 29 avec un puits central 20 pour l'introduction d'un prélèvement de sang total Contrairement à la cloison 31 séparant le15 premier compartiment 21 du dernier compartiment 28 (voir figures 3 et ), les cloisons 32 à 38 présentent toutes au même niveau une échancrure 18 mettant en communication successivement le compartiment 21 avec le compartiment 22, et ainsi de suite jusqu'au compartiment 28. On a référencé par le nombre 17 huit ailettes radiales de répartition20 sur la paroi extérieure de la cheminée centrale 19. Lorsque l'on introduit un prélèvement de sang total 70 dans le puits 20, le sang 70 s'écoule par l'ouverture 29 dans le premier compartiment 21 jusqu'à ce qu'il parvienne au niveau de l'échancrure 18 de la paroi 32 formant trop-plein ou déversoir vers le second25 compartiment 22, et ainsi de suite Dans la plupart des cas, les sept compartiments 21 à 27 se trouveront remplis par gravité de proche en proche, et le compartiment 28 ne le sera que partiellement (voir figures 7 et 8). On va maintenant préciser comment la paroi extérieure de la pièce 5 et les pièces 4 et 6 définissent un séparateur pour les globules rouges et le plasma. Ce séparateur est disposé en couronne autour du répartiteur- diviseur; il est formé de huit récipients 41 à 48 associés respectivement aux compartiments 21 à 28 et aboutissant respectivement à huit cellules de séparation extérieures 51 à 58 pour le stockage des -5- globules rouges Le récipient 41 et la cellule 51, donnés comme exemples, apparaissent plus en détail en coupe dans la figure 2, et en perspective dans les figures 4 et 6 Le récipient 41 communique avec le compartiment 21 par un orifice 50, situé à une altitude nettement supérieure à celle du bord inférieur de l'échancrure de trop-plein 18 il est relié par un étranglement 60 à la cellule extérieure 51 Le volume susceptible d'être retenu dans une cellule extérieure 51 à 58 jusqu'à l'étranglement 60 n'est pas inférieur à 60 % du volume susceptible d'être contenu dans le compartiment 21 à 28 correspondant.10 (La valeur de 60 % correspond sensiblement au rapport volumique des globules rouges par rapport au sang total). Les récipients 41 à 48 communiquent à leur partie inférieure commune en forme d'entonnoir avec le collecteur de plasma 7 défini plus haut Le bord de l'ouverture 12 de l'entonnoir présente une déformation15 en forme de nervure 61 (voir figures 2 et 3), définissant avec le bord 11 du collecteur de plasma 7 un orifice d'échappement d'air 62. Les figures 9 à 12 illustrent schématiquement les différentes phases du fonctionnement du dispositif 1 Lorsque l'on met en route la centrifugation autour de l'axe 2 (flèche 100 de la figure 9), le sang 7020 est chassé des compartiments 21 à 28 à travers les orifices 50 (flèches 101) Les globules rouges 71 se séparent du plasma 72 et se trouvent stockés dans les cellules extérieures de séparation 51 à 58 (figure 10). A l'arrêt de la centrifugation (figure 11), les globules rouges 71, ainsi qu'une très petite quantité de plasma 72, restent prisonniers des25 cellules extérieures 51 à 58, jusqu'à la hauteur des étranglements 60. Le reste du plasma 72 se déverse par gravité dans la partie inférieure en entonnoir des récipients 41 à 48 et parvient dans le collecteur 7. La figure 12 montre l'état de la cellule 58 associée au huitième compartiment 28, après l'arrêt de la centrifugation: la quantité de plasma 72 est insuffisante pour passer le cap de l'étranglement 60, et elle reste donc dans la cellule 58. On voit que la structure du dispositif selon l'invention et notamment les volumes de ses différentes parties sont tels qu'un peu de plasma peut éventuellement être perdu, mais qu'en aucun cas des globules ne se trouvent mêlés au plasma recueilli dans le collecteur 7. -6- Pour un prélèvement de sang de l'ordre de 6 ml, le volume de plasma recueilli est voisin de 2,2 ml. Le collecteur de plasma 7 muni de son identification 15 est désolidarisé des autres parties du dispositif qui sont jetées Il est prêt à être expédié si l'analyse n'est pas destinée à être faite sur les lieux du prélèvement, ou à être utilisé sur place, notamment pour être intégré à un automate. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être présenté Ainsi le nombre N peut être choisi différent de huit; le nombre de pièces constitutives du dispositif 1 peut être différent de quatre, selon la technologie envisagée. Le dispositif selon l'invention n'a pas son application limitée à la séparation plasma-globules rouges Il peut être utilisé pour la séparation des deux phases d'un liquide hétérogène, les proportions volumiques de ces deux phases étant connues, et les proportions volumiques des compartiments et des cellules extérieures étant choisies en conséquence. -7- REVENDICATIONS 1/ Dispositif pour séparer par centrifugation deux phases d'un échantillon d'un liquide hétérogène, utilisable notamment pour la séparation du plasma du sang total, caractérisé en ce qu'il comprend autour d'un axe de révolution un ensemble fermé comprenant: un répartiteur-diviseur disposé en position centrale et doté de n compartiments limités par des cloisons radiales, le premier compartiment communiquant d'une part avec l'extérieur par un puits d'introduction d'un prélèvement de sang total, et d'autre part avec le second compartiment par un trop-plein, ledit second communiquant avec le troisième également par un trop-plein, et ainsi de suite jusqu'au nième compartiment qui, lui, ne communique pas avec le premier, tous les trop- pleins étant situés à la même altitude, ledit répartiteur-diviseur étant rempli progressivement par simple gravité, un séparateur en couronne situé autour dudit répartiteur-diviseur et incorporant N récipients communiquant respectivement: avec lesdits N compartiments par un orifice situé à une altitude nettement supérieure à celle desdits trop-pleins, pour que le sang contenu dans lesdits compartiments ne se déverse dans lesdits récipients que sous l'effet de la centrifugation, par un étranglement avec N cellules extérieures de séparation pour le stockage des globules rouges, le rapport du volume susceptible d'être contenu dans chaque cellule à celui dudit compartiment associé étant au moins égal au rapport volumique des globules rouges par rapport au sang total, de manière que la surface de séparation entre les globules rouges et le plasma, qui s'établit dans chaque cellule à l'arrêt de la centrifugation, se trouve au-dessous dudit étranglement, entre eux par une partie inférieure commune se rétrécissant en entonnoir, un collecteur de plasma amovible, situé en position centrale sous ledit entonnoir. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit collecteur de plasma comporte des moyens d'identification, toutes les informations nécessaires ayant été enregistrées au moment du prélèvement. 8 - 3/ Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit répartiteur-diviseur comprend un N + lième compartiment ouvert vers l'extérieur destiné uniquement à évacuer un éventuel excédent dudit prélèvement. 4/ Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il est réalisé en matériau plastique neutre vis-à-vis du sang.