INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Après déconnexion de l’alimentation, la colonne et le support reviennent à température ambiante. La forme du dispositif favorise un refroidissement par convection du support et de la colonne. Le refroidissement peut être accéléré par convection forcée par un dispositif adapté, par exemple un ventilateur ou une source de gaz froid.
Compte tenu de la différence des coefficients de dilatation thermique des matériaux employés, une différence de dilatation thermique entre le support et la colonne de chromatographie peut se produire lors des variations de température. La fente axiale 16 formée par les extrémités 12 et 13 de la bande, présente une largeur variable, adaptée pour absorber mécaniquement ladite différence de dilatation, de manière à éviter la rupture de la colonne.
On injecte alors un liquide vaporisé à analyser dans la colonne 4 et on démarre l’analyse. Ladite analyse peut être effectuée à une température constante, ou, de manière alternative, en utilisant une rampe de température, consistant à élever progressivement et/ou par paliers la température de la colonne 4. L’alimentation électrique du fil chauffant 3 est ensuite arrêtée et le dispositif refroidit à température ambiante.
Si une différence de dilatation thermique entre le support et la colonne 4 de chromatographie s’était produite pendant la montée en température, le dispositif va retourner dans sa géométrie initiale pendant le refroidissement, et la déformation de la fente axiale 16 formée par les extrémités 12 et 13 sera inversée.
On peut par la suite recommencer un cycle d’analyse sur le même échantillon ou sur un autre liquide à analyser.
Dans la présente description, et pour la définition de l’invention, on désigne par « stimulus » ou « stimuli » ou « stimulation » tout élément ou facteur chimique ou physique déclenchant une polymérisation.
Le principal avantage d’une polymérisation activée par photons (photoactivation) ou par de la chaleur (thermoactivation) est que les hydrogels sont formés in situ à partir de solutions aqueuses de manière peu invasive et avec un contrôle du déclenchement du processus de gélification. Ceci est possible grâce à l'utilisation d'un stimulus externe appliqué aux réactifs. Les stimulus utilisés dans l’invention sont respectivement l'irradiation ciblée des pré-polymères avec une lumière de longueur d'onde choisie ou l’exposition des monomères (qui sont également des pré-polymères) a une température seuil. La possibilité d'ajuster l'intensité et la durée d’exposition à la lumière ou la température par le biais du dispositif PCR apporte un contrôle supplémentaire sur la gélification et ainsi sur les propriétés du gel généré (contrôle de la vitesse de gonflement, de la résistance mécanique, de la dégradabilité, etc.).
En ce qui concerne la photoactivation : la lumière peut être dirigée vers un endroit précis et à un moment défini. Cela permet de réaliser différentes conceptions techniques des chambres d'amplification. L'utilisation de l'énergie lumineuse permet la polymérisation à de faibles doses de radicaux initiateurs dans des conditions de réaction simples. Typiquement, la photopolymérisation se définit par des taux de polymérisation rapides (environ quelques minutes) et une production de chaleur minimale. Cela est particulièrement important pour la stabilité des systèmes d'amplification (Biomaterials 2002, 23, 4307-4314). Ces avantages rendent cette méthode de formation d'hydrogels particulièrement bien adaptée à des applications in vivo , à l'encapsulation de cellules viables pour des stratégies d'ingénierie tissulaire et de médecine régénérative, ainsi qu'à des applications de libération contrôlée de médicaments (B. Amsden. Chapitre 8 : Méthodes de photoréticulation pour concevoir des hydrogels. Gels Handbook, pp. 201-218 (2016)).
En ce qui concerne la thermoactivation : la plage de température utilisée lors de la PCR peut être suffisante pour initier la polymérisation. Ainsi, la gélification peut se produire en même temps que le début de la réaction de l'amplification des acides nucléiques. Contrairement aux hydrogels formés par photopolymérisation, ce système peut ne nécessiter aucun temps supplémentaire liée à l’irradiation par de la lumière. Cela rend ce mode de réalisation particulièrement adapté aux applications PCR rapides. De plus, il ne nécessite aucun équipement supplémentaire tel qu'une lampe UV intégré au dispositif d’amplification (tel qu’un thermocycleur PCR par exemple), puisque le stimulus de la formation de l'hydrogel est le même que celui de l'amplification de l'acide nucléique, à savoir la température.
L’invention prévoit de sélectionner un ou plusieurs monomères ou pré-polymères pour la construction d’un hydrogel. La concentration en monomères ou pré-polymères dans la composition de l’invention est généralement comprise entre 2% et 25%. Plus généralement, l’invention prévoit un réactif polymérisable qui polymérise sous l’effet d’un facteur extérieur. Selon l’invention, ce facteur est une lumière ou une température. Ainsi, lorsque le réactif polymérisable (c’est-à-dire les monomères ou les pré-polymères), est exposé à de la lumière (lorsqu’il est photosensible) ou à de la température (lorsqu’il est thermosensible), celui-ci polymérise. Il se forme alors un hydrogel.
Optionnellement, la composition de l’invention peut comprendre un photoinitiateur ou un thermoinitiateur. Lorsqu’un photoinitiateur ou un thermoinitiateur est utilisé, sa quantité est généralement choisie entre 0,02% et 1%.
In faut noter que la présente invention vise une composition de mélange maître destinée à être mélangée à un échantillon biologique. Cet échantillon peut, ou pas, comporter une ou plusieurs séquences cibles que l’on cherche à identifier par amplification, notamment pour identifier la présence ou non d’un pathogène dans l’échantillon.
La composition de mélange maître comporte donc des ingrédients nécessaires pour l’amplification des séquences cibles. Ainsi, la composition comporte en particulier des réactifs d’amplification (par exemples des bases nucléiques dNTP’s, MgCl 2 , tampon de réaction) et des enzymes d’amplification (par exemple de la Taq polymérase, transcriptase inverse ou rétrotransciptase).
La composition ne comporte donc pas ab initio la ou les séquences cibles que l’on cherche à amplifier. La composition ne comporte pas forcément non plus les amorces spécifiques à la ou aux séquences cibles, ni les sondes fluorescentes pour révéler une amplification de la ou des séquences d’acides nucléiques cibles, puisque ces deux éléments sont dépendants de la ou des séquences cibles que l’on recherche. Logiquement, lorsqu’on connaît la séquence cible recherchée (par exemple une séquence spécifique au coronavirus), la composition peut contenir les amorces et sondes spécifiques à. cette séquence.
Toutefois, dans la présente description il est généralement fait référence à la composition de l’invention dans son état déjà mélangé à la séquence cible (y compris les amorces et sondes). L’effet technique lié à la polymérisation du réactif polymérisable de l’invention s’observe dans les condition d’utilisation d’un procédé d’amplification d’acides nucléiques.
En effet, classiquement la composition comporte en outre des enzymes pour l'amplification des acides nucléiques, des amorces plus ou moins spécifiques de la ou des séquences cibles, une ou plusieurs molécules fluorescentes rapporteuses plus ou moins spécifiques de la ou des cibles d'intérêt, un tampon de réaction et d'autres additifs, si nécessaire.
La composition de l’invention comporte en outre, en état d’utilisation, un échantillon à analyser (ADN, ARN, plasmide, bactéries, virus, phages, champignons, etc.) comportant des séquences d’acides nucléiques cibles. On notera que l’échantillon peut initialement se trouver dans un second mélange, et/ou subir une purification préalable notamment. Dans ce cas, l’échantillon est mélangé avec les constituants du gel et les réactifs PCR. Le mélange résultant est une composition selon l’invention.
La composition peut-être injectée dans une chambre de réaction compatible avec un instrument d'amplification des acides nucléiques. Le mélange se trouve ainsi dans un état liquide (plus ou moins visqueux) à l'intérieur de la chambre de réaction et peut ainsi s'adapter à différentes formes de chambres de réaction.
Selon l’invention, l’hydrogel formé par la polymérisation du réactif polymérisable a pour effet d’encapsuler localement chaque séquence d’acides nucléiques cible, tout en conservant une diffusion des autres constituants de la composition pour permettre une amplification efficace de la ou des séquences d’acides nucléiques cibles.
Lorsque la composition de l’invention se trouve en état de gel dans la ou les chambres de réaction, le processus d'amplification de l’acide ou des acides nucléiques cibles peut être réalisé. Le processus d’amplification peut être notamment choisi parmi l’un cité plus haut dans la description, en particulier une PCR classique ou de type qPCR, PCR en temps réel, PCR asymétrique, RT PCR, ou autre ; une NASBA; une 3SR (réplication de séquence auto-entretenue, « Self- Sustained Sequence Replication » en anglais) ; une SDA ; une TMA ; une RCA ; une LAMP, ou une MDA (amplification par déplacement multiple, « multiple displacement amplification » en anglais).
La montre un schéma de principe du procédé de l’invention. Le mélange réactionnel d’amplification ( Mix PCR ) et un réactif polymérisable ( polymères + activateur(s) ) sont mélangés pour former le mélange maître de l’invention ( MasterMix Polonies ). Le mélange maître est ainsi prêt à l’emploi et est mélangé à l’échantillon biologique ( cible ) contenant la ou les séquences cibles.
Suite à la comparaison de l’étape E20, en cas de température mesurée T inférieure ou égale à la valeur seuil inférieure Vinf, on passe à une étape E30. Dans cette étape E30, on active la pompe électrique 11 pour réchauffer l’élément 4. De préférence, l’activation de l’étape E30 de la pompe électrique se fait à un premier débit. Par exemple, le premier débit est compris entre 150 l/h et 250 l/h au niveau du composant 3.
Suite à la comparaison de l’étape E20, en cas de température mesurée T supérieure ou égale à la valeur seuil supérieure Vsup, on passe à une étape E40. Dans cette étape E40, on active la pompe électrique 11 pour refroidir l’élément 4. De préférence, l’activation de l’étape E40 de la pompe électrique se fait à un deuxième débit. Par exemple, le deuxième débit est compris entre 1100 l/h et 1300 l/h au niveau du composant 3.
Suite à la comparaison de l’étape E20, en cas de température mesurée T comprise entre la valeur seuil inférieure Vinf et la valeur seuil supérieure Vsup, on passe à une étape E45 dans laquelle on maintient ou on arrête la circulation du liquide de refroidissement dans une branche de circuit permettant de gérer la température de l’élément 4.
Suite à l’étape E30 ou E40 ou E45, on passe à une étape de temporisation E50.
A la fin du temps prédéfini de temporisation, on reboucle sur l’étape E10 de mesure de la température T.
Alternativement, l’étape E30 peut être conditionnée à l’atteinte d’une valeur prédéterminée de température du composant 3 et/ou du liquide de refroidissement du composant 3 (phase de montée en température du moteur thermique). A titre d’exemple, en deçà de 40 degrés Celsius, la pompe électrique est désactivée, de sorte que l’écoulement du liquide de refroidissement dans le circuit est à débit nul quel que soit le besoin de refroidissement des organes. Un tel retard à l’activation de la pompe à eau électrique permet une accélération de la montée en température de la chambre de combustion, afin de limiter les émissions de particules, priorité étant ainsi donnée au traitement des polluants par le moteur lui-même.
Alternativement, en cours d’écoulement du temps d’attente prédéfini de l’étape de temporisation E50, le composant ou moteur 3 est arrêté ou désactivé. Autrement dit, on passe à l’étape E60 d’arrêt du composant 3.
Par exemple, l’étape E60 d’arrêt du composant 3 fait passer immédiatement, ou sensiblement immédiatement, à l’étape E70 de désactivation ou arrêt de la pompe électrique 11.
Alternativement, suite à l’étape E60 de désactivation du composant 3, on maintient le fonctionnement de la pompe électrique 11 pendant une durée prédéterminée par exemple (alternative non illustrée). Autrement dit, une temporisation est prévue avant l’étape E70 de désactivation de la pompe électrique 11.
Alternativement encore, suite à l’étape E60 de désactivation du composant 3, on active la pompe électrique, notamment au deuxième débit de sorte à continuer le refroidissement de l’élément 4 (alternative non illustrée).
En résumé, la solution permet une stratégie de pilotage du thermo-management de l’élément 4, de préférence de type transmission et/ou boîte de vitesses, de sorte à maintenir l’huile dans la plage de température cible lui conférant un haut pouvoir de lubrification.
Plus précisément, la chaleur du moteur ou composant 3 contribue à la montée en température de la boîte de vitesses en phase de démarrage du moteur, voire du véhicule. Ainsi, les calories dissipées au niveau du moteur sont rapidement en partie transférées depuis le liquide de refroidissement (fluide caloporteur) du premier circuit 10 vers l’huile du deuxième circuit 20 par le biais de l’échangeur 6, notamment de type liquide de refroidissement/huile. Grâce à la solution, lors d’une phase de démarrage, la température de l’huile de la boîte de vitesses est réchauffée en étant par exemple augmentée de l’ordre de 25 degrés Celsius. Cela concourt à entrer davantage rapidement dans la plage cible de températures de fonctionnement. Cette augmentation permet de passer par exemple de 47 degrés (sans l’échangeur 6) à 72 degrés (avec l’échangeur 6) après 30 minutes de roulage par exemple. De préférence, la plage cible se situe par exemple entre 60 degrés et 100 degrés.
Lorsque le composant ou moteur 3 est en charge, notamment à forte charge, l’huile de la boîte de vitesses 4 et par conséquent la structure de la boîte de vitesses sont chaudes. Ces calories provenant de l’huile et/ou de la boîte de vitesses sont en partie transférées depuis l’huile du deuxième circuit 20 vers le liquide de refroidissement du premier circuit 10 par le biais de l’échangeur 6. Ainsi, les calories sont notamment évacuées par le radiateur haute température 34 agencé dans le premier circuit 10. On améliore ainsi la fiabilité de la boîte de vitesses par la réduction de la température de la boîte de vitesses et/ou de la température de l’huile. Par exemple, à vitesse maximale du véhicule, la solution permet d’abaisser la température de l’huile de la boîte de vitesses d’environ 20 degrés. Cette diminution permet par exemple de passer de 130 degrés à 110 degrés, c’est-à-dire, à quelques degrés de la plage cible de fonctionnement optimal de la boîte de vitesses.
Grâce à la solution, l’huile contenue dans la boîte de vitesses et la structure de la boîte de vitesses demeurent majoritairement à des températures comprises dans la plage cible de température optimal au cours du fonctionnement de la boîte de vitesses 3. Le rendement de la boîte de vitesses est alors amélioré, en particulier par un maintien plus long de fonctionnement dans la plage comprise entre 60 degrés et 90 degrés par exemple. Autrement dit, l’inconvénient d’une huile visqueuse à température basse créant une perte de rendement de la boîte de vitesses est évité grâce au réchauffage de l’huile de la boîte de vitesse de l’étape E30. En effet, le réchauffage pour atteindre rapidement la valeur de température seuil inférieure Vinf évite un fonctionnement long avec de l’huile visqueuse qui engendre des frottements excessifs, notamment au niveau des dentures de pignons. En conséquence, on évite une surconsommation du véhicule en termes d’électricité et/ou de carburant au cours du démarrage du composant 3.
A haut régime et/ou dans des conditions de température extérieure élevée, la température de l’huile est limitée par exemple aux alentours de 100 degrés. Notamment, les films d’huile entre les dentures des pignons engrenant ensemble dans la boîte de vitesses sont alors suffisamment épais pour lubrifier les dentures de manière optimale. On évite ainsi une usure prématurée des dentures des pignons, on limite le niveau sonore de la boîte de vitesses, et on évite des dysfonctionnements ainsi qu’une détérioration à termes de la boîte de vitesses pouvant en découler. Ainsi, la tenue des dentures n’est pas impactée dans le temps. En résumé, on maximise la fiabilité de la boîte de vitesse en refroidissant (étape E40) l’huile de la boîte de vitesses pour qu’elle ne dépasse pas, ou peu, la valeur seuil de température supérieure Vsup.
Comme évoqué précédemment, la solution permet d’utiliser les calories « en trop » provenant d’un autre organe du véhicule et destinées à être évacuées à l’extérieur par le radiateur 34 notamment. Ces calories « en trop » sont récupérées pour réchauffer l’huile de la boîte de vitesse. Grâce à un pilotage précis de la pompe électrique 11 notamment, on réchauffe à froid pour améliorer le rendement de la boîte de vitesses et on refroidit à chaud de sorte à ne pas dépasser une température critique et limiter ainsi l’usure de la boîte de vitesses dans ces conditions difficiles de fonctionnement. En effet, pour rappel, le circuit de refroidissement (premier circuit 10) est équipé de la pompe à eau électrique 11 dont le pilotage est géré par le calculateur 7 selon les différents besoins de refroidissement de chaque organe. Une fois que le besoin de chaque organe en refroidissement est défini, celui-ci est transposé en quantité ou débit de fluide caloporteur. De préférence, chaque besoin est établi à partir d’au moins un paramètre (par exemple la température d’huile de la boîte de vitesses) dont la valeur est comparée à au moins une table ou cartographie. Par exemple, trois cartographies sont prévues pour le moteur 3, et/ou trois cartographies sont prévues pour l’échangeur EGR 31 et/ou trois cartographies sont prévues pour l’échangeur 6.
En variante, la matrice élastomère peut être chargée en poudre de carbone, par exemple sous forme de graphite ou de noir de carbone. Encore en variante, les joints peuvent comprendre une poudre métallique dispersée dans une résine époxy. Les joints peuvent aussi comprendre une résine époxy conductrice.
Comme le montre la , le premier joint 40 est disposé sur la région périphérique 14 de la première face principale 11. Le premier joint 40 est plus particulièrement disposé uniquement sur cette région périphérique 14 et sur l’intégralité de cette dernière. Le premier joint 40 borde ainsi la couche catalytique 20 en étant au contact de cette dernière. La première face principale 11 n’est ainsi pas en contact direct avec la solution 4.
En plus de border la couche catalytique 20, le premier joint 40 imprègne le collecteur de courant 10 au niveau de la région périphérique 14 de la première face principale 11. On entend ici par « imprègne » que le premier joint 40 (et le deuxième joint 50) a pénétré et s’est répandu dans une partie des pores du collecteur de courant 10. Dans l’exemple illustré en , le premier joint 40 imprègne le collecteur de courant 10 sur la moitié de son épaisseur dans cette région.
Le fait que les joints 40, 50 imprègnent le collecteur de courant 10 est schématisé en par la présente des joints 40, 50 à l’intérieur de la grille représentant le collecteur de courant 10. A l’inverse, afin de faciliter la lecture de la , seule la portion de chaque joint 40, 50 dépassant du collecteur de courant 10 y est représentée (les portions imprégnées ne sont pas visibles).
Ainsi, la solution 4 ne peut pas fuir par le pourtour 15 du collecteur de courant 10 puisque, dans cette région du collecteur de courant 10, les pores de ce dernier sont remplis par le premier joint 40 étanche.
Avantageusement, le premier joint 40 présente aussi des propriétés adhésives, qui lui sont ici conférées par la matrice élastomère, lui permettant de coller le premier renfort 60 au collecteur de courant 10.
Le premier renfort 60 a pour but de faciliter la manipulation de l’électrode à air 1 ainsi que le branchement du circuit électrique externe 3 à l’électrode à air 1 du côté de la première face principale 11. Le premier renfort 60 est donc conçu pour être électriquement conducteur. Le premier renfort 60 est par exemple ici une pièce métallique lisse. Les électrons circulent entre le renfort 60 et le collecteur de courant 10 grâce au premier joint 40 électriquement conducteur.
Le premier renfort 60 est par exemple réalisé dans un métal ou un alliage métallique présentant une résistance à la corrosion dans les conditions de mise en œuvre de la batterie. De préférence, le premier renfort 60 est réalisé en acier inoxydable ou en nickel, ce qui lui permet de résister à la corrosion tout en étant un très bon conducteur électrique. Le premier renfort 60 est par exemple réalisé à partir d’une tôle métallique, d’un maillage de fils métalliques ou encore une poudre métallique compactée.
Comme le montre la , le premier renfort 60 forme une ceinture présentant une ouverture 61 de forme complémentaire à la forme de la couche catalytique 20. En d’autres termes, la section de passage définie par l’ouverture 61 présente sensiblement la même forme que celle de la couche catalytique 20. Le premier renfort 60 forme ainsi un cadre recouvrant la région périphérique 14 de la première face principale 11. Le premier renfort 60 recouvre ainsi notamment l’intégralité du premier joint 40. Le premier renfort 60 permet donc aussi de maintenir le collecteur de courant 10.
Le premier renfort 60 est globalement plat en ce sens que son épaisseur, dimension perpendiculaire au plan principale P, est très inférieure à son extension selon le plan principale P. L’épaisseur du premier renfort 60 est par exemple comprise entre 0,03 mm et 0,5 mm. Cela contribue à la faible épaisseur de l’électrode à air 1 qui est de préférence comprise entre 0,5 mm et 1,0 mm au niveau des régions périphériques 14, 16.
De plus, comme le montre la , le premier renfort 50 forme aussi une surface d’étanchéité plane et lisse contre laquelle l’enceinte de confinement 5 peut être facilement plaquée ou fixée de manière à seller hermétiquement cette dernière du côté d’électrode à air 1.
Comme le montre la , le deuxième joint 50 est disposé sur la région périphérique 16 de la deuxième face principale 12. Le deuxième joint 50 est plus particulièrement disposé uniquement sur la région périphérique 16 de de la deuxième face principale 12 et sur l’intégralité de cette dernière. Le deuxième joint 50 borde ainsi la couche de diffusion 30. Le deuxième joint 50 s’étend donc ici en regard du premier joint 40.
En plus de border la couche de diffusion 30, le deuxième joint 50 imprègne le collecteur de courant 10. Dans l’exemple illustré en , le deuxième joint 50 imprègne le collecteur de courant 10 sur la moitié de son épaisseur au niveau de la région périphérique 14. Ainsi, les deux joints 40, 50 sont en contact et l’intégralité de l’épaisseur du collecteur de courant 10 est imprégné par un matériau étanche au niveau de son pourtour 15. La probabilité de fuites de solution 4 est ainsi extrêmement réduite.
Avantageusement, de façon similaire au premier joint 40, le deuxième joint 50 présente aussi des propriétés adhésives qui lui permettent de coller le deuxième renfort 70 au collecteur de courant 10.
Comme le premier renfort 60, le deuxième renfort 70 est ici une tôle métallique contribuant à faciliter la manipulation de l’électrode à air 1 et le branchement du circuit électrique externe 3 (cette fois-ci au niveau de la deuxième face principale 12). Le deuxième renfort 70 permet aussi de canaliser le gaz 6 à travers la couche de diffusion 30.
Le deuxième renfort 70 présente une forme analogue à celle du premier renfort 60. Comme le montre la , le deuxième renfort 70 forme une ceinture encadrant la couche de diffusion 30. Le deuxième renfort 70 présente ainsi une ouverture 71 de forme complémentaire à la forme de la couche de diffusion 30. Le deuxième renfort 70 recouvre la région périphérique 16 de la deuxième face principale 12.