Brevet FR2963677A1 — publié le 20120210

Procédé et dispositif d'analyse chimique et/ou biologique La présente invention concerne les appareils automatisés pour réaliser des tests chimiques ou biologiques, et en particulier des tests 5 immunologiques. La biologie médicale joue un rôle majeur dans la sante publique, que ce soit au niveau du diagnostic de la maladie, de la prise en charge du patient et de son traitement. Les instruments automatisés destinés aux analyses médicales sont à ce titre, utilisés couramment en laboratoire. II existe 10 sur le marché de nombreux appareils de diagnostic automatisés qui permettent notamment, par des dosages immunologiques, comme un test ELISA, la mise en évidence d'agents pathogènes, responsables de nombreuses maladies. Ces automates d'analyse immunologique mettent généralement en oeuvre des étapes successives d'injection / aspiration automatisées de l'échantillon 15 biologique que l'on souhaite analyser et de réactifs pour la détection d'un ou de plusieurs agents pathogènes donnés. Ces automates permettent par exemple le développement rapide et pour un grand nombre d'échantillons d'un test sandwich de type ELISA (Enzyme Linked ImmunoSorbent Assay). Ainsi, à titre indicatif, la première étape peut consister à déposer 20 sur les parois d'un support solide un composant actif, notamment sous-forme d'anticorps de capture, spécifiques d'un ou plusieurs antigènes cibles d'un agent pathogène donné, que l'on souhaite mettre en évidence dans un échantillon biologique d'un patient. La deuxième étape consiste ensuite à mettre en contact l'échantillon biologique du patient avec lesdits anticorps de 25 capture. Si l'échantillon du patient contient l'antigène cible, il se forme un complexe entre l'antigène cible et l'anticorps de capture. Les antigènes cibles fixés sur les anticorps de capture sont alors mis en contact avec des anticorps de détection, marqués, afin de révéler la présence du sandwich anticorps de capture - antigène cible - anticorps de détection. De tels tests sont bien connus 30 de l'homme du métier. Comme exemple d'appareils automatisés pour des dosages immunologiques, on peut citer notamment, l'appareil VIDAS®, commercialisé par la demanderesse, qui est un automate multiparamétrique pour les immunoanalyses. Cet appareil est composé d'un module analytique qui prend 35 en charge automatiquement toutes les étapes de l'analyse jusqu'au rendu des résultats. Le principe du test VIDAS® est basé sur l'utilisation d'un cône et d'une barrette de réaction: Le cône constitue la phase solide de la réaction sur la paroi de laquelle les anticorps de capture sont fixés. Il est à usage unique et permet prélèvement de l'échantillon. Il permet durant le test les étapes d'aspiration/refoulement destinées à mettre successivement en contact les multiples réactifs impliqués dans le test. La barrette contient tous les réactifs prêts à l'emploi, repartis dans les différents puits de la barrette, et notamment les anticorps de détection. Un puits permet également le dépôt de l'échantillon que l'on souhaite analyser. A chaque étape de l'immunoanalyse, le cône aspire et refoule plusieurs fois les différents réactifs contenus dans les puits de la barrette jusqu'à l'étape finale de lecture. Le dernier puits de la barrette constitue la cuve de lecture dans laquelle l'intensité de la réaction est mesurée en fluorescence. Ce type de dispositif donne satisfaction en ce qu'il permet de réaliser une analyse de façon efficace. Il est toutefois souhaitable de permettre une accélération de la réalisation des tests pour permettre de fournir des résultats d'analyse de façon plus rapide. A cet effet, la présente invention a pour objet un procédé d'analyse 20 chimique et/ou biologique comprenant les étapes consistant à : - fournir un contenant délimité par une paroi comprenant une surface intérieure sur laquelle est fixé un composant actif destiné à permettre une réaction chimique et/ou biologique avec une solution disposée dans le contenant ; 25 - remplir le contenant avec une solution liquide contenant un analyte à détecter ; - appliquer au liquide une succession de mouvements d'aspiration/refoulement d'un volume dans le contenant à une fréquence adaptée pour occasionner une mise en résonnance du liquide de façon à 30 déformer la surface libre de celui-ci et à engendrer une répartition préférentielle du fluide le long de la surface intérieure de la paroi du contenant. Grâce aux dispositions selon l'invention, il apparaît que la surface de contact entre la surface intérieure active du contenant sur laquelle est fixé le composant actif et la solution contenue dans le contenant est augmentée de 35 façon significative, et qu'ainsi la réaction entre l'analyte à détecter dans la solution et le composant actif fixé sur la surface intérieure de la paroi du contenant est facilitée, ce qui permet d'obtenir plus rapidement un résultat d'analyse. Avantageusement, la fréquence des mouvements d'aspiration/refoulement est comprise entre 0,2 et 20 Hz, de préférence entre 1 5 et 15 Hz, et en particulier entre 2 et 10 Hz. Avantageusement, le volume aspiré et refoulé lors de la succession de mouvement d'aspiration et de refoulement dans le contenant est compris entre 0.5 et 360 pL, de préférence entre 1 et 50 pL. La présente invention a également pour objet un dispositif destiné à 10 la mise en oeuvre d'un procédé tel que décrit ci-dessus, comprenant : - au moins un contenant délimité par une paroi comprenant une surface intérieure sur laquelle est fixé un composant actif destiné à permettre une réaction chimique et/ou biologique avec une solution disposée dans le contenant ; 15 - des moyens d'aspiration/refoulement d'un liquide disposé dans le contenant ; les moyens d'aspiration/refoulement étant agencés pour procéder à des mouvements d'aspiration/refoulement dans le contenant à une fréquence adaptée pour occasionner une mise en résonnance du liquide de façon à 20 déformer la surface libre de celui-ci et à engendrer une répartition préférentielle du fluide le long de surface intérieure de la paroi du contenant. Avantageusement, le contenant présente une forme conique. Selon un mode de réalisation, le dispositif comporte en outre un puits destiné à recevoir une solution liquide, et des moyens de déplacement 25 relatif dudit puits par rapport au contenant, les moyens de déplacement étant agencés pour déplacer le contenant entre une première position dite basse dans laquelle un orifice du contenant est en contact avec la solution liquide de façon à permettre l'aspiration de ladite solution à partir du puits dans le contenant, et une seconde position dite haute, dans laquelle l'orifice du 30 contenant est disposé au-dessus de la surface libre de la solution liquide présente dans le puits, position dans laquelle la succession de mouvement d'aspiration/refoulement est appliquée à la solution présente dans le contenant. Dans la description détaillée qui va suivre des figures définies ci-dessous, les mêmes éléments ou les éléments remplissant des fonctions 35 identiques pourront conserver les mêmes références de manière à simplifier la compréhension de l'invention. La figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif selon l'invention. La figure 2 représente schématiquement la répartition d'un liquide lors des opérations d'aspiration/refoulement dans un contenant du dispositif de 5 figure 1 lors de l'application d'un procédé selon l'invention. Selon un mode de réalisation représenté sur la figure 1, un dispositif selon l'invention comprend un contenant en forme de cône 2 délimité par une paroi 3 qui présente une ouverture 4 au niveau de sa pointe pour permettre l'aspiration ou le refoulement de liquide. 10 La partie haute du cône est reliée par des moyens de communication fluidique 5 à des moyens d'aspiration/refoulement 6 d'un liquide dans le cône 2. La surface intérieure 7 de la paroi du cône comporte un dépôt 8 d'un composant actif destiné à permettre une réaction chimique et/ou 15 biologique avec une solution 9 disposée dans le cône 2. Le dispositif comprend également des moyens de réception 10 d'une barrette de réaction 12 contenant des réactifs prêts à l'emploi, repartis dans les différents puits 13 de la barrette. A titre d'exemple, les réactifs peuvent être constitués notamment par des anticorps de détection. Selon une 20 disposition connue, un des puits 13 peut également permettre le dépôt de l'échantillon que l'on souhaite analyser. Le dispositif comprend par ailleurs des moyens 14 de support et de déplacement relatif du cône par rapport à la barrette de réaction contenant les puits. Les moyens de déplacement sont agencés pour permettre un 25 mouvement selon l'axe de la barrette comme indiqué par la flèche A afin de positionner la pointe du cône 3 en regard d'un puits particulier, et un mouvement perpendiculaire à l'axe de la barrette indiqué par la flèche B, afin de permettre à l'extrémité 4 du cône 2 de pénétrer dans le puits 13 pour prélever une solution présente dans le puits ou pour déverser le contenu du 30 cône 2 dans ledit puits. Il est connu d'utiliser les moyens d'aspiration/refoulement 6 pour permettre l'aspiration et le refoulement de liquide entre un puits 13 et le cône 2 ou contenant réactionnel. Ainsi, grâce aux moyens de déplacement 14, le cône 2 est déplacé 35 en regard d'un puits 13, puis l'extrémité 4 du cône 2 est introduite dans le puits jusqu'à pénétrer dans une solution 15 contenue dans le puits 13. Une aspiration d'une quantité déterminée de solution est réalisée, grâce aux moyens d'aspiration 6. Le cône est ensuite déplacé par les moyens de déplacement 14 pour atteindre une position haute ou position de mélange dans laquelle l'extrémité du cône 2 est au dessus de la surface libre de la solution présente dans le puits 13. Il peut être prévu que l'extrémité du cône 2 soit placée au dessus de la surface de solution présente dans le puits, mais en restant dans l'enceinte du puits. Selon les dispositions selon l'invention, dans la position de mélange définie ci-dessus, les moyens d'aspiration 6 sont agencés pour générer des mouvements d'aspiration/refoulement dans le cône 2 à une fréquence adaptée pour occasionner une mise en résonnance du liquide 9 de façon à déformer la surface libre de celui-ci et à engendrer une répartition du fluide le long de la surface intérieure 7 de la paroi du cône 2. La répartition préférentielle du liquide dans le cône est alors réalisée comme réprésenté sur la figure 2, une plus grande quantité de liquide étant présente sur la paroi du contenant par rapport à la quantité disposée au centre du contenant. Grâce à ces dispositions, la surface de contact entre le liquide contenu dans le cône et la surface intérieure 7 de la paroi du cône est augmentée, et ainsi, la réaction entre les éléments à détecter dans la solution et le composant actif formant un dépôt 8 sur la paroi est accélérée. La fréquence f des mouvements d'aspiration/refoulement permettant d'obtenir le phénomène de résonnance et de répartition préférentielle du liquide le long des parois du cône est comprise entre 0,2 et 20 Hz, de préférence entre 1 et 15 Hz, et de manière préférée entre 2 et 10 Hz. La quantité de volume v aspiré et refoulé dans le contenant est comprise entre 0.5 et 360 pL. Selon un exemple de réalisation, pour un volume de 20 pL contenu dans le cône, une amplitude en volume v des mouvements d'aspiration/refoulement de l'ordre de 5 pL peut être avantageusement utilisée, et une fréquence de refoulement comprise entre 4,3 et 4,5 Hz. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec des exemples 35 particuliers de réalisation, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention. REVENDICATIONS1. Procédé d'analyse chimique et/ou biologique comprenant les étapes consistant à : - fournir un contenant (2) délimité par une paroi comprenant une surface intérieure (7) sur laquelle est fixé un composant actif (8) destiné à permettre une réaction chimique et/ou biologique avec une solution (9) disposée dans le contenant (2) ; - remplir le contenant (2) avec une solution liquide (9) contenant un 10 analyte à détecter ; - appliquer au liquide (9) une succession de mouvements d'aspiration/refoulement d'un volume (v) dans le contenant (2) à une fréquence (f) adaptée pour occasionner une mise en résonnance du liquide de façon à déformer la surface libre de celui-ci et à engendrer une répartition 15 préférentielle du fluide le long de la surface intérieure (7) de la paroi (3) du contenant (2). 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la fréquence (f) des mouvements d'aspiration/refoulement est comprise entre 0,2 et 20 Hz. 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la fréquence (f) des mouvements d'aspiration/refoulement est comprise entre 1 et 15 Hz. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel 25 le volume (v) aspiré et refoulé lors de la succession de mouvement d'aspiration et de refoulement dans le contenant (2) est compris entre 0.5 et 360 pL. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le volume (v) aspiré et refoulé lors de la succession de mouvement d'aspiration 30 et de refoulement dans le contenant (2) est compris entre 1 et 50 pL. 6. Dispositif destiné à la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend : - au moins un contenant (2) délimité par une paroi (3) comprenant 35 une surface intérieure (7) sur laquelle est fixé un composant actif destiné à 20permettre une réaction chimique et/ou biologique avec une solution (9) disposée dans le contenant ; - des moyens d'aspiration/refoulement (6) d'un liquide disposé dans le contenant ; les moyens d'aspiration/refoulement étant agencés pour procéder à des mouvements d'aspiration/refoulement dans le contenant (2) à une fréquence (f) adaptée pour occasionner une mise en résonnance du liquide de façon à déformer la surface libre de celui-ci et à engendrer une répartition préférentielle du fluide le long de surface intérieure (7) de la paroi du contenant (2). 7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel le contenant présente une forme conique. 8. Dispositif selon l'une des revendications 6 et 7, dans lequel le dispositif comporte en outre un puits (13) destiné à recevoir une solution liquide, et des moyens de déplacement relatif (14) dudit puits par rapport au contenant (2), les moyens de déplacement étant agencés pour déplacer le contenant (2) entre une première position dite basse dans laquelle un orifice (4) du contenant (2) est en contact avec la solution liquide de façon à permettre l'aspiration de ladite solution à partir du puits dans le contenant (2), et une seconde position dite haute, dans laquelle l'orifice (4) du contenant (2) est disposé au-dessus de la surface libre de la solution liquide présente dans le puits (13), position dans laquelle la succession de mouvement d'aspiration/refoulement est appliquée à la solution présente dans le contenant (2).