Brevet FR3116007A1 — publié le 20220513

Un procédé de fabrication d’une puce d’analyse d’un échantillon biologique (1) comprend la fourniture de deux matrices support (10), dans chacune desquelles a été formé au moins un trou (11) traversant ; la fourniture d’au moins une feuille (13) de matériau d’analyse solide et poreux, ; la superposition dans cet ordre d’une matrice support ( inférieure) (10a), de la feuille (6) de matériau d’analyse et d’une matrice support (supérieure) (10b) de sorte et l’assemblage mécanique des deux matrices support (10) et de la feuille de matériau d’analyse (13) au cours de laquelle une force pressante de direction normale aux surfaces inférieure et supérieure des matrices support (10) est exercée de manière à rapprocher les matrices support (10) l’une de l’autre. Figure pour l’abrégé : figure 3 Procédé de fabrication d’une puce d’analyse biologique et puce d’analyse biologique DOMAINE DE L’INVENTION La présente invention se rapporte au domaine des analyses biologiques, notamment des analyses biochimiques. Plus précisément, l’invention se rapporte à un procédé de fabrication de puces filtrantes, pouvant éventuellement être fonctionnalisées pour réaliser des analyses biologiques. ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE Dans le domaine des analyses biologiques, il est connu d’utiliser des puces à protéines (« protein microarrays ») pour étudier l’activité biochimique des protéines. Dans de telles puces, une bibliothèque d’anticorps ou de fragments protéiques (« sondes ») - voire de protéines entières - est disposée sur une matrice telle qu’une lame en verre. Dans ce cas, un seul et même échantillon est testé sur l’ensemble des sondes déposées sur la matrice. Des dispositifs d’analyses biologiques permettant l’analyse en parallèle de plusieurs échantillons ont aussi été développés. Le document WO2014/053237 est un exemple dans lequel un dispositif miniaturisé permet une analyse de plusieurs échantillons biologiques simultanément (analyse « en multiplex »). Chaque échantillon peut de plus être exposé à plusieurs sondes différentes successivement. Autrement dit, le dispositif permet une analyse de type « analyse 3D ». Le dispositif décrit par ce document comprend une pluralité de canaux, dans chacun desquels peut être injecté un échantillon en phase liquide indépendamment des autres canaux. Chaque canal peut être formé de plusieurs portions tubulaires. Entre deux portions successives est insérée une zone d’analyse approximativement cylindrique formée dans une matrice appropriée. Les zones d’analyse peuvent notamment être formées dans une matrice plane en nitrocellulose dont toute la surface sauf les zones d’analyse est rendue hydrophobe par une imprégnation de cire. Les zones d’analyse peuvent être simplement constituées de nitrocellulose non traitée, de sorte qu’elles constituent des zones de filtration, ou bien de nitrocellulose fonctionnalisée par exemple au moyen d’une molécule sonde. L’opération d’imprégnation avec de la cire permet de délimiter les zones d’analyse, mais aussi de limiter la diffusion latérale à l’intérieur de la matrice (c’est-à-dire hors d’une zone d’analyse donnée vers les autres zones d’analyse voisines) des molécules d’intérêt (molécules sondes ou molécules d’un échantillon). Pour cette opération d’imprégnation, un procédé d’impression à encre solide est mis en œuvre, de façon à déposer sur la matrice une couche de cire dans les zones qui doivent être rendues hydrophobes. A l’issue de l’impression, la matrice est chauffée à une température supérieure à la température de fusion de la cire utilisée, puis refroidie, de façon à ce que la cire diffuse latéralement et en profondeur, dans l’épaisseur de la matrice, de manière à limiter sa diffusion ultérieure indésirable vers les zones d’analyse. Cependant, un tel procédé ne permet pas de contrôler finement le volume d’une zone d’analyse donnée ni la forme de la surface qui délimite ce volume, comme le montrent les figures présentées dans ce document. En particulier, la circonférence de la surface supérieure d’un site de test varie d’un site à l’autre et n’est en général pas circulaire, de sorte que, dans la direction de l’écoulement, la section de la zone d’analyse n’est pas précisément identique à la section intérieure du canal dans laquelle la zone d’analyse doit être insérée. En conséquence, la précision d’un tel dispositif est limitée du fait du procédé de fabrication utilisé pour former les zones d’analyse,et de manière concomitante, la limite de quantification reste trop élevée pour certaines analyses biologiques dans lesquelles les concentrations mises en jeu (ou leurs variations) sont particulièrement faibles. Le document US2004/0115707 divulgue quant à lui une unité d’analyse biochimique comprenant une plaque de base présentant une pluralité de trous remplis d’un matériau poreux et adsorbant de manière à former une pluralité de zones d’analyse. Le remplissage des trous peut être obtenu par laminage d’une feuille de matériau adsorbant sur la plaque de base préalablement percée. Lors du laminage, la feuille de matériau d’analyse est sollicitée de manière anisotrope du fait de l’effort de traction exercé dans la direction du laminage. Les propriétés du matériau adsorbant après insertion dans les trous sont donc anisotropes. Il est même possible que l’épaisseur du matériau adsorbant varie au sein d’un même trou. Par ailleurs, le laminage ne rompt pas la continuité de la feuille de matériau adsorbant. Le matériau adsorbant forme donc une surface continue entre deux canaux sous ou sur la plaque, comme cela peut être observé sur la figure 2b du document US2004/0115707. Les molécules d’intérêt (de l’échantillon ou sondes) risquent donc de diffuser d’un canal 3 à l’autre du fait de cette continuité. La précision et la sensibilité d’une analyse quantitative effectuée avec une telle plaque sont donc limitées. Dans un autre mode de réalisation décrit par US2004/0115707, le matériau adsorbant peut être dissous dans un solvant. La solution obtenue est ensuite injectée dans les trous et le solvant évaporé. Cette technique d’injection en phase liquide ne permet pas non plus un contrôle précis de l’isotropie des propriétés de la zone de test, notamment parce que le flux d’air permettant l’évaporation du solvant est nécessairement directionnel. Par ailleurs, il peut rester des traces de solvant dans le matériau adsorbant, qui risquent d’interagir avec les molécules sondes ou à analyser. En outre, l’utilisation de solvants, notamment des solvants organiques dans le cas de la nitrocellulose, rend le procédé polluant. Enfin, la liaison entre le matériau adsorbant, une fois solidifié, et la plaque de base n’est pas assurée de manière certaine. La qualité de cette liaison dépend notamment des compositions chimiques du matériau adsorbant et de la plaque de base. La liaison entre une zone d’analyse donnée et la plaque peut donc s’avérer fragile. En cas de circulation forcée de liquide, au moyen d’un vide relatif, ces zones d’analyse risqueraient de se détacher et d’être entraînées par le liquide circulant. Il n’est donc pas possible de pratiquer une analyse avec circulation forcée de liquide à travers les zones d’analyse obtenues par ce mode de réalisation. D’autres procédés, mettant en œuvre différents produits chimiques ou une étape de chauffage ou une étape d’irradiation par exemple sont aussi décrits dans le document WO01/19502A2, après une première étape de laminage. Outre les inconvénients du laminage précédemment exposés, tous ces modes de réalisation présentent l’inconvénient d’entraîner des modifications physico-chimiques de la membrane filtrante qui altèrent ses propriétés essentielles pour l’analyse et donc la sensibilité et la précision de l’analyse. Dans la mesure où la composition chimique et la structure physique de la membrane sur laquelle est mise en œuvre l’analyse influent sur les performances de la méthode d’analyse, et notamment sur la limite de quantification de cette méthode, l’invention vise donc à proposer un procédé de fabrication d’une puce d’analyse biologique permettant de contrôler finement cette composition chimique et cette structure physique. En particulier, l’invention vise à proposer un procédé de fabrication d’une puce d’analyses à faible coût, ne nécessitant pas d’étape de traitement thermique, chimique ou d’irradiation pour la formation des sites de test dans la matrice (mis-à-part lors d’une éventuelle fonctionnalisation biochimique de ces sites postérieure ou antérieure à la formation des sites) et permettant de réaliser une analyse quantitative de précision et de sensibilité élevées et/ou une analyse biologique ou une simple filtration d’un échantillon liquide. Des modes de réalisation de l’invention seront décrits ci-dessous par référence aux dessins, décrits brièvement ci-dessous : représente une matrice support inférieure ou supérieure. représente une matrice inférieure, une matrice supérieure et une feuille de matériau d’analyse en cours de positionnement en vue de leur assemblage pour former une puce d’analyse. représente les éléments de la après leur assemblage pour former une puce d’analyse. représente une vue en coupe de la puce d’analyse de la dans un plan contenant l’axe d’un trou traversant dans un premier mode de réalisation. représente une vue en coupe de la puce d’analyse de la dans un plan contenant l’axe d’un trou traversant dans un premier mode de réalisation. représente une puce d’analyse vue de dessus dans un mode de réalisation particulier. représente une bande de matériau support avec les emplacements de découpe des matrices inférieures et/ou supérieures. représente un dispositif d’analyse multiplexé comprenant deux puces d’analyse. représente une matrice support inférieure ou supérieure dans un mode de réalisation particulier. représente une feuille de matériau d’analyse intercalée entre deux matrices support dans lesquelles des débords ont été formés juste avant l’assemblage au moyen d’un étau. Les débords ont été volontairement exagérés pour faciliter la compréhension du procédé. Sur les dessins, des références identiques désignent des objets identiques ou similaires. Procédé de fabrication d’une puce d’analyse d’un échantillon biologique (1) comprenant : a- on fournit deux matrices support (10), chacune formée dans un matériau support solide, chacune présentant une surface inférieure et une surface supérieure et dans chacune desquelles a été formé au moins un trou (11) la traversant entre lesdites surfaces inférieure et supérieure, parmi lesquelles on définit une matrice support inférieure (10a) et une matrice support supérieure (10b) ; b- on fournit au moins une feuille (13) de matériau d’analyse solide et poreux, ladite feuille présentant une surface inférieure et une surface supérieure, c- on superpose dans cet ordre la matrice support inférieure (10a), la feuille (13) de matériau d’analyse et la matrice support supérieure (10b) de sorte : - que la surface supérieure de la matrice support inférieure (10a) soit face à la surface inférieure de la matrice support supérieure (10b), - que l’au moins un trou traversant (11) de la matrice support inférieure (10a) soit en regard de l’au moins un trou traversant (11) de la matrice support supérieure (10b), - et que la feuille (13) de matériau d’analyse soit intercalée entre les matrices support inférieure et supérieure ; d- on réalise un assemblage mécanique des deux matrices support (10) et de la feuille de matériau d’analyse (13) au cours de laquelle une force pressante de direction normale aux surfaces inférieure et supérieure des matrices support (10) est exercée de manière à rapprocher les matrices support (10) l’une de l’autre. Procédé de fabrication d’une puce d’analyse d’un échantillon biologique (1) selon la revendication 1 dans lequel on fournit à l’étape b au moins deux feuilles (13) de matériau d’analyse différentes et dans lequel à l’issue de l’étape c, les au moins deux feuilles (13) de matériau d’analyse sont juxtaposées ou superposées. Procédé de fabrication d’une puce d’analyse d’un échantillon biologique (1) selon la revendication 1 ou la revendication 2 dans lequel ladite force pressante est exercée au moyen d’un étau. Procédé de fabrication d’une puce d’analyse d’un échantillon biologique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel le matériau support est hydrophobe et le matériau d’analyse est hydrophile ou inversement. Procédé de fabrication d’une puce d’analyse d’un échantillon biologique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel on procède à la fonctionnalisation d’au moins une partie de la feuille (13) de matériau d’analyse à l’issue de l’assemblage mécanique des deux matrices support (10) et de la feuille de matériau d’analyse (13). Procédé de fabrication d’une puce d’analyse d’un échantillon biologique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel on procède à la fonctionnalisation d’au moins une partie de la feuille d’analyse (13) avant son intercalation entre les matrices support inférieure (10a) et supérieure (10b). Procédé de fabrication d’une puce d’analyse d’un échantillon biologique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6 dans lequel la surface supérieure de la matrice support inférieure (10a) et la surface inférieure de la matrice support supérieure (10b) reçoivent un traitement hydrophobe avant l’intercalation de la feuille de matériau d’analyse (13) entre les matrices support inférieure (10a) et supérieure (10b). Procédé de fabrication d’une puce d’analyse d’un échantillon biologique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7 dans lequel l’assemblage mécanique des deux matrices support (10) et de la feuille de matériau d’analyse (13) résulte en un sertissage d’au moins une portion de la feuille de matériau d’analyse (13) par les matrices support inférieure (10a) et supérieure (10b). Puce d’analyse d’un échantillon biologique (1) comprenant : - une matrice support inférieure (10a) formée dans un matériau support solide, présentant une surface inférieure et une surface supérieure et dans laquelle a été formé au moins un trou (11) la traversant entre lesdites surfaces inférieure et supérieure; - une feuille (13) de matériau d’analyse solide et poreux, ladite feuille présentant une surface inférieure et une surface supérieure, et caractérisée en ce qu’elle comprend en outre une matrice support supérieure (10b) formée dans un matériau support solide, présentant une surface inférieure et une surface supérieure et dans laquelle a été formé au moins un trou (11) la traversant entre lesdites surfaces inférieure et supérieure, en ce que la feuille de matériau d’analyse est assemblée avec et intercalée entre les matrices support inférieure (10a) et supérieure (10b) en ce que l’au moins un trou traversant (11) de la matrice support supérieure (10a) est en regard de l’au moins un trou traversant (11) de la matrice support inférieure. Puce d’analyse d’un échantillon biologique (1) selon la revendication 9 caractérisée en ce que le matériau support dans lequel est formée la matrice support inférieure (10a) et/ou la matrice support supérieure (10b) comprend au moins un composant choisi parmi un métal, un matériau plastique et la cellulose et en ce que le matériau d’analyse dont est formé la feuille de matériau d’analyse (13) comprend au moins un composant choisi parmi la nitrocellulose, la cellulose et un polymère organique. Puce d’analyse d’un échantillon biologique (1) selon l’une quelconque des revendications 9 à 10 caractérisée en ce que l’assemblage de la feuille d’analyse (13) et des matrices support (10) résiste au moins à un vide relatif égal à 0,100 bar. Puce d’analyse d’un échantillon biologique selon l’une quelconque des revendications 9 à 11 dont au moins une partie de la feuille (13) de matériau d’analyse est fonctionnalisée. Dispositif d’analyse d’un échantillon biologique comprenant au moins une puce d’analyse d’un échantillon biologique (1) selon la revendication 12 et au moins une puce d’analyse d’un échantillon biologique (1) selon l’une quelconque des revendications 9 à 11 et dont la feuille de matériau d’analyse (13) est configurée pour assurer une filtration. Kit de diagnostic comprenant au moins une puce d’analyse d’un échantillon biologique (1) selon l’une des revendications 9 à 12 et au moins un réactif d’analyse. Utilisation d’une puce d’analyse d’un échantillon biologique (1) selon l’une quelconque des revendications 9 à 12 à des fins de diagnostic ou pour un test immunologique. Dispositif de fabrication d’une puce d’analyse d’un échantillon biologique (1) suivant l’une quelconque des revendications 9 à 12, le dispositif de fabrication comprenant : un système d’assemblage mécanique des deux matrices support inférieure (10a) et supérieure (10b) et de la feuille de matériau d’analyse (13) intercalée entre les deux matrices support inférieure (10a) et supérieure (10b) au moyen duquel une force pressante de direction normale aux surfaces inférieure et supérieure des matrices support inférieure (10a) et supérieure (10b) est exercée de manière à rapprocher les matrices support (10) l’une de l’autre.