INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
on considère que l’oxygène peut se présenter sous deux formes ou états principaux, à savoir sous forme liquide, c'est-à-dire de l’oxygène liquéfié à température cryogénique (i.e. à env. 196 à 198°C), appelé LOX ; ou sous forme gazeuse, c'est-à-dire de l’oxygène gazeux, appelé GOX. Le LOX se vaporise en GOX en se réchauffant. les pressions sont exprimées en bar absolus, simplement désignés par « bar », sauf indication autre.
Les pompes cryogéniques sont quasi-exclusivement installées dans les sites de remplissage industriels. Elles permettent de remplir les bouteilles à cadence élevée avec de l’oxygène liquide, i.e. du LOX. Cependant, l’investissement initial et les coûts de fonctionnement et de maintenance des pompes cryogéniques est élevé. De plus, elles peuvent engendrer des risques importants en termes de sécurité, en particulier en cas de mauvaise maîtrise de leur opération et/ou de maintenance incorrecte ou inadaptée, par exemple une mauvaise mise en froid, une pression d'amorçage insuffisante, des réglages inadaptés des alarmes… susceptibles d’entraîner des phénomènes de cavitation pouvant aller jusqu'à une explosion de la pompe dans des cas extrêmes, tel lors d'un coup de feu résultant d’une combustion du métal par de l’oxygène. En effet, une pompe fonctionnant avec du LOX à une température pas suffisamment basse ou une pression d’amorçage trop faible voit des bulles de GOX se former au sein de la pompe qui provoquent de la cavitation. L’opération d’une pompe cryogénique est donc généralement réservée à des personnes spécialement formées et uniquement sur des sites où des volumes importants de gaz doivent être conditionnés en bouteilles de gaz sous pression, c'est-à-dire qu’elles ne sont pas adaptées à une utilisation sur les sites des utilisateurs de gaz, comme les sites hospitaliers par exemple
Par ailleurs, les compresseurs ou surpresseurs de gaz sont utilisés pour comprimer de l’oxygène gazeux, i.e. du GOX, à une pression pouvant atteindre 150 ou 200 bar, voire plus, à des débits de compression pouvant être très variables. Là encore, les précautions de mise en œuvre sont primordiales, notamment pour assurer la sécurité des personnes et des installations. En effet, que ce soit pour les pompes cryogéniques de LOX ou les compresseurs/surpresseurs de GOX, une grande majorité de ces équipements comprennent des pièces ou éléments incluant des matériaux halogénés qui sont en contact avec l’oxygène. En cas d’événement qui fournit suffisamment d’énergie, un coup de feu peut se produire avec détérioration par combustion partielle ou totale de ces pièces ou éléments en matériaux halogénés, voire aussi de ceux en métal. De plus, les produits de combustion de ces matériaux halogénés sont fortement toxiques s’ils sont respirés, donc présentent un risque pour les patients et/ou les opérateurs.
Le but de l’invention est dès lors de proposer une installation de remplissage de récipient de gaz sous pression, en particulier d’oxygène HP, ne mettant pas en œuvre de pompe cryogénique ou de compresseur/surpresseur de gaz, donc ne posant pas les problèmes et inconvénients susmentionnés rencontrés avec les pompes cryogéniques et les compresseurs/surpresseurs de gaz, et permettant par ailleurs de minimiser les risques d’accident, tels les coups de feu, de manière à améliorer la sécurité des opérateurs et les risques de pollution de l’oxygène par des composés toxiques et/ou en outre de pouvoir garantir un remplissage correct des récipients de gaz sous pression, telles des bouteilles d’oxygène, même pour des volumes de production faibles et /ou y compris sur site utilisateur, tel un site hospitalier ou analogue, c'est-à-dire pas uniquement en centre de remplissage.
Une solution de l’invention concerne une installation de remplissage de récipients de gaz avec de l’oxygène gazeux, telles des bouteilles d’oxygène médical sous pression, i.e. jusqu’à environ 200 à 250 bar abs, ne requérant aucune machine tournante incluant des matériaux halogénés de type pompe, compresseur ou surpresseur.
Plus précisément, l’invention concerne alors une installation de remplissage d’un ou plusieurs récipients de gaz, telles des bouteilles de gaz, comprenant :
au moins un réservoir principal pour stocker de l’oxygène sous forme liquide (LOX) et/ou sous forme gazeuse (GOX), au moins un réservoir secondaire agencé au-dessus dudit au moins un réservoir principal et raccordé fluidiquement audit au moins un réservoir principal de manière à alimenter par gravité ledit au moins un réservoir principal avec du LOX, au moins une source de LOX raccordée fluidiquement audit au moins un réservoir secondaire pour fournir audit au moins un réservoir secondaire du LOX, une ou des canalisations de gaz pour acheminer de l’oxygène entre ladite au moins une source de LOX et ledit au moins un réservoir secondaire, et entre ledit au moins un réservoir secondaire et ledit au moins un réservoir principal, des vannes intermédiaires agencées sur lesdites canalisations de gaz pour contrôler la circulation d’oxygène dans la ou lesdites canalisations de gaz, au moins un dispositif de remplissage permettant de remplir lesdits un ou plusieurs récipients de gaz avec du GOX provenant dudit au moins un réservoir principal, au moins une ligne de jonction reliant fluidiquement ledit au moins un réservoir principal audit au moins un dispositif de remplissage, ladite au moins une ligne de jonction comprenant au moins une vanne de distribution pour contrôler la circulation de GOX dans ladite au moins une ligne de jonction, et des moyens de pilotage pour contrôler lesdites vannes intermédiaires et/ou ladite au moins une vanne de distribution.
Selon le mode de réalisation considéré, l’installation de remplissage selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
L’invention concerne aussi un procédé de remplissage de récipients de gaz, telles des bouteilles de gaz, avec de l’oxygène gazeux, de préférence de l’oxygène médicinal, dans lequel on met en œuvre une installation de remplissage de récipients de gaz selon l’invention, dans lequel on procède selon les étapes de :
transférer par gravité du LOX provenant dudit au moins un réservoir secondaire contenant du LOX vers ledit au moins un réservoir principal, ledit au moins un réservoir principal contenant du LOX et du GOX, fournir au moins une partie du GOX contenu dans ledit au moins un réservoir principal audit au moins un dispositif de remplissage, par exemple une ou des rampes de remplissage, remplir un ou plusieurs récipients de gaz avec du GOX délivré par ledit au moins un dispositif de remplissage.
De préférence, on stoppe le remplissage lorsque le ou les récipients de gaz sont remplis d’oxygène, typiquement lorsque leur pression interne atteint au moins 100 bar, par exemple au moins 150 à 200 bar environ, ou lorsque la pression des recipients de gaz devient égale à celle du réservoir principal à partir duquel ils sont remplis, c'est-à-dire lorsque les pressions se sont équilibrées.
L’invention va maintenant être mieux comprise grâce à la description détaillée suivante, faite à titre illustratif mais non limitatif, en référence à la figure annexée :
schématise un mode de réalisation d’une installation de remplissage de récipients de gaz, à savoir des bouteilles de gaz, selon l’invention.
Une solution proposée par la présente invention repose sur un remplissage des bouteilles de gaz 20 avec du GOX provenant de différents réservoirs 2, 3, 4 contenant du LOX, voire aussi du GOX mais n’utilisant pas de pompe ou compresseur/surpresseur pour conditionner le GOX dans les bouteilles de gaz 20.
"Suspended Nanochannel Resonator Arrays with Piezoresistive Sensors for High-Throughput Weighing of Nanoparticles in Solution" – Marco Gagino et al. – ACS Sens 2020, 5, 1230-1238.
Bien entendu, il serait possible d’utiliser d’autres types de capteurs. Une solution serait par exemple de mesurer une grandeur électrique (résistance/courant électrique) à travers une particule venant se piéger dans un micropore/nanopore ou le traverser transitoirement, ou une restriction fluidique de façon générale. Un autre exemple serait d’utiliser un capteur photonique de type interféromètre optique (Mach-Zehnder), doté d’une surface fonctionnalisée en fonction de cibles secrétées par l’objet biologique O et destinées à traverser la branche fluidique de mesure B6.
Le deuxième circuit fluidique C2 permet avantageusement de récupérer le fluide contenant les sécrétions générées par l'objet biologique O, après passage à travers la branche fluidique de mesure B6.
Le deuxième circuit fluidique C2 comporte ainsi au moins une branche fluidique B7 de récupération qui s'étend entre un troisième accès fluidique A3 et un quatrième accès fluidique A4.
Il faut noter que chaque accès fluidique du système peut être à une valeur de pression donnée, distincte de celle des autres accès fluidiques.
En fonctionnement, pour récupérer les sécrétions générées par un objet biologique O au niveau du quatrième accès fluidique A4, après passage à travers la branche fluidique de mesure B6, le procédé est le suivant :
: Après injection via le premier accès fluidique (P1>P2), l'objet biologique est piégé dans le deuxième piège hydrodynamique PH2 du dispositif de capture, selon le principe décrit ci-dessus ;
: Le premier accès fluidique A1 et le deuxième accès fluidique A2 sont mis à une même valeur de pression P1=P2. Le troisième accès fluidique A3 est placé à une valeur de pression supérieure à celle présente au niveau du quatrième accès fluidique A4 : P3>P4. La valeur de pression appliquée au niveau du premier accès fluidique A1 est également fixée supérieure à celle présente au niveau du troisième accès fluidique A3. Les sécrétions générées par l'objet biologique O traversent ainsi la branche fluidique de mesure B6 portant le capteur CPT et sont récupérées dans un réservoir connecté sur le quatrième accès fluidique A4.
: En cas de modification du sens d'écoulement dans le premier circuit fluidique C1 (par exemple lié à un gradient de pression), l'objet biologique O peut être amené à se déloger du deuxième piège hydrodynamique PH2 pour rejoindre le premier piège hydrodynamique PH1, comme décrit ci-dessus en liaison avec les figures 2A à 2E. Le procédé d'analyse peut cependant se poursuivre sur le même objet biologique O, sans perte. Ce principe peut s'appliquer pour chaque accès fluidique, en adaptant les pressions exercées dans les circuits.
Les deux circuits fluidiques C1, C2 peuvent être réalisés dans un même composant micro-fluidique, par toutes techniques adaptées, par exemple par usinage et/ou micro-fabrication.
Les solutions présentées ci-dessus présentent de nombreux avantages, parmi lesquels :
Le dispositif de capture garantit un maintien d'un objet biologique dans le circuit fluidique, même en cas de changement du sens d’écoulement dans ce circuit fluidique, consécutif par exemple à une déconnexion temporaire d’un des accès fluidiques pour permettre un changement de solution (par exemple un milieu de culture cellulaire ou encore des drogues, antiviraux, ou antibiotiques s’il s’agit d’une bactérie piégée) à laquelle sera exposé l’objet biologique ; Le système d'analyse utilisant un tel dispositif de capture permet d'analyser un objet biologique en continu, sans perte (voir point ci-dessus) ; La solution est simple à concevoir et facile à mettre en œuvre pour l'analyse d'un objet biologique ;
Protéine de fusion et utilisation pour la bioconversion de molécules Domaine technique de l’invention La présente invention se rapporte à une protéine de fusion comprenant successivement (i) au moins un polypeptide d’adressage et d’ancrage à la membrane bactérienne, (ii) au moins un polypeptide correspondant au domaine hydrophile d’un cytochrome P450 de plante, (iii) au moins un polypeptide de liaison, et (iv) au moins un polypeptide correspondant au domaine hydrophile d’une NADPH P450 réductase de cytochrome P450 de plante.
La présente invention se rapporte également à l’acide nucléique codant la protéine de fusion, au vecteur comprenant ledit acide nucléique, la cellule hôte comprenant ledit acide nucléique et/ou vecteur et au procédé de production de ladite protéine de fusion.
La présente invention se rapporte également à un procédé de bioconversion d’un substrat comprenant l’utilisation d’une protéine de fusion.
La présente invention trouve une application, notamment dans le domaine de la production de protéines et/ou polypeptides, de la synthèse de molécules, par exemple de bioconversion, et dans le domaine biologique et/ou médical.
A cette fin, l’invention propose une installation de remplissage 1 de récipients de gaz 20, à savoir bouteilles de gaz, comprenant ici plusieurs réservoir principal 2 agencés en parallèle et servant à stocker de l’oxygène sous forme liquide ou LOX dont une partie de vaporise en donnant de l’oxygène sous forme gazeuse ou GOX. Le GOX forme un ciel gazeux au-dessus du LOX contenu dans chaque réservoir principal 2.
Chaque réservoir principal 2 est associé à un réservoir secondaire 3 qui est agencé au-dessus du réservoir principal 2 et qui lui est raccordé fluidiquement de manière à alimenter par gravité le réservoir principal 2 auquel il est couplé avec du LOX, ce qui permet d’éviter l’utilisation de pompe ou compresseur/surpresseur puisque le LOX se déverse simplement par gravité dans le réservoir principal 2.
L’arrivée du LOX fourni par chaque réservoir secondaire 3 se fait dans la partie supérieure, c'est-à-dire au niveau du « toit » ou du « haut » de chaque réservoir principal 2, c'est-à-dire dans le ciel gazeux 12 de chaque réservoir principal 2 qui surmonte le volume de LOX 13 situé en fond de réservoir.
Les réservoir secondaire 3 ont une taille très inférieure à celle de chaque réservoir principal 2, par exemple les réservoirs secondaires 3 peuvent avoir une contenance de plusieurs dizaines de litres (L), typiquement comprise entre 20 L et 100 L, par exemple entre 40 L et 80 L environ, alors que les réservoirs principaux 2 peuvent avoir une contenance de plusieurs centaines de litres (L), typiquement comprise entre 100 L et 500 L, par exemple entre 200 L et 400 L.
Chaque réservoir principal 2 est préférentiellement non-isolé de manière à autoriser un réchauffement « naturel » du LOX et sa vaporisation en GOX de manière à engendrer une hausse de la pression du GOX contenu dans les réservoirs principaux 2, avantageusement jusqu’à plus de 150 bar, typiquement au moins 180 à 200 bar. En effet, un tel niveau de pression permet de conditionner le GOX sous pression suffisante au sein des bouteilles de gaz 20.
De ce fait, les réservoirs principaux 2 doivent pouvoir résister à des pressions élevées, c'est-à-dire jusqu’à au moins 250 bar, de préférence au moins 300 bar. Ils sont par exemple formés d’une cuve ou analogue en acier, en alliage d’aluminium ou en tout autre matériau résilient qui ne se fragilise pas aux températures cryogéniques, c'est-à-dire typiquement à moins de -150°C, de préférence à moins de -180°C, typiquement moins de -190°C.
L’alimentation des réservoirs secondaires 3 avec du LOX est assurée par une (ou des) une source de LOX 4 qui est raccordée fluidiquement aux réservoirs secondaires 3 pour leur fournir du LOX. Cette source de LOX 4 peut être un réservoir de stockage de LOX de grandes capacités, par exemple d’au moins 1000 Litres, qui est préférentiellement configuré pour être approvisionné en LOX par un camion-citerne de transport de LOX ou analogue. A cette fin, la source de LOX 4 peut être équipée de moyens de raccordement permettant son raccordement fluidique à un tel camion.
L’acheminement de l’oxygène entre les différents réservoirs, 2, 3, 4 est assuré par des canalisations de gaz 5, 6A, 6B servant à convoyer l’oxygène entre, d’une part, la source de LOX 4 et les réservoirs secondaires 3 et, d’autre part, entre ces derniers 3 et les réservoirs principaux 2. De même, une ligne de jonction 9 relie fluidiquement chaque réservoir principal 2 aux bouteilles à remplir 20 au moyen d’un dispositif de remplissage 8.
Des vannes intermédiaires 7 agencées sur les canalisations de gaz 5, 6A, 6B et des vannes de distribution 10 agencées sur les lignes de jonction 9 permettent de contrôler la circulation de l’oxygène dans lesdites canalisations de gaz 5, 6A, 6B et lignes de jonction 9. Ces vannes 7 sont par exemple de type tout ou rien. De préférence, elles sont pilotées par des moyens de pilotage 11, par exemple une unité de contrôle à microprocesseur ou analogue. Elles peuvent être pilotées pneumatiquement.
Afin de remplir simultanément plusieurs bouteilles de gaz 20, on prévoit des dispositifs de remplissage 8, telles des rampes de remplissage à plusieurs postes, permettant de remplir un ou plusieurs récipients de gaz 20, notamment simultanément, avec du GOX provenant des réservoirs principaux 2. Les dispositifs de remplissage 8 sont alimentés par les lignes de jonction 9. Sur la , seul l’un des dispositifs de remplissage 8 a été représenté afin de ne pas surcharger inutilement la figure mais bien entendu, des dispositifs de remplissage 8 sont associés à chacun des réservoirs principaux 2.
Afin de contrôler l’alimentation des dispositifs de remplissage 8 en GOX, on prévoit d’agencer des vannes de distribution 10 sur les lignes de jonction 9 de sorte de contrôler la circulation de GOX dans les lignes de jonction 9 en direction des dispositifs de remplissage 8. Les vannes de distribution 10 sont par exemple des vannes de type tout ou rien. Elles sont préférentiellement commandées par les moyens de pilotage ou, selon le cas, elles peuvent être des vannes à actionnement manuel par un opérateur
Comme déjà expliqué, lorsque la pression s’exerçant dans un (ou plusieurs) réservoir principal 2 devient insuffisante, c'est-à-dire trop faible, pour assurer un remplissage des bouteilles d’oxygène 20, ce réservoir principal 2 doit être rempli avec du LOX. Toutefois, il n’est pas possible d’ajouter du LOX dans ce(s) réservoir principal 2 à une pression inférieure à la pression résiduelle du réservoir puisque le remplissage se fait toujours de la haute pression vers la basse pression.
Or, pour éviter des pertes d’oxygène, on ne souhaite pas purger le réservoir principal 2. De ce fait, pour assurer le remplissage du réservoir principal 2 à remplir, on utilise le réservoir secondaire 3 additionnel qui est agencé au-dessus du réservoir principal 2 pour fournir du LOX par gravité. Le réservoir secondaire 3 est un réservoir de volume inférieur à celui du réservoir principal.
Le réservoir secondaire 3 est isolable du réservoir principal 2 grâce aux vannes 7 et peut donc être dépressurisé pour rendre possible son remplissage par du LOX à basse pression provenant de la source de LOX 4.
Lorsque le réservoir secondaire 3 est plein, on ouvre alors une (ou des) vannes 7 pour permettre d’égaler les pressions dans les deux réservoirs 2, 3, à savoir le réservoir secondaire 3 et le réservoir principal 2. Le réservoir secondaire 3 étant placé au-dessus du réservoir principal 2, le LOX s’écoule alors simplement par gravité dans le réservoir principal 2. Une fois le transfert de LOX effectué, le réservoir secondaire 3 est immédiatement isolé et purgé. Ainsi, la quantité purgée, donc d’oxygène perdu, est limitée.
Comme illustré en , afin d’assurer les transferts d’oxygène, on prévoit des canalisations de gaz 5, 6A, 6B qui comprennent ici trois tronçons principaux 5 parallèles reliés fluidiquement à la source de LOX 4, via une portion de tronçon commune 5A.
Art antérieur Le métabolisme spécialisé des plantes est un métabolisme d’adaptation des plantes à des conditions environnementales changeantes. Chaque plante a développé au cours de son évolution un arsenal de molécules lui permettant de répondre à des conditions de vie qui lui sont spécifiques. La diversité de molécules ainsi produites est quasi inépuisable. Ces molécules, qui peuvent être très complexes ont été largement utilisées par l’homme pour notamment des utilisations dans le domaine de la santé.
La synthèse de ces molécules se fait grâce à des voies de biosynthèses complexes faisant intervenir de nombreuses étapes catalysées par des enzymes spécifiques. Les cytochromes P450s (P450s) font partie de ces enzymes et peuvent être considérées comme des outils de très grande précision pour produire des molécules à haute valeur ajoutée.
Les cytochromes P450s sont donc des enzymes impliquées dans de nombreux processus liés à l’adaptation des plantes à leur environnement. Ils sont à l’origine d’une partie de la grande diversité de molécules ayant des propriétés physico-chimiques remarquables dans un contexte physiologique mais également pour des applications chez l’Homme dans divers domaines dont notamment les domaines médical, cosmétique, pharmaceutique ou encore dans le domaine de l’agronomie. Les données moléculaires concernant les P450s ont augmenté de par l’utilisation de méthodes de séquençage à haut débit.
Les données mises à disposition pour de nombreuses plantes notamment réputées comme plantes médicinales, ouvrent des perspectives de production ciblée de molécules déjà identifiées ou non identifiées / caractérisées.
L’étude fonctionnelle des cytochromes P450 est cependant complexe dans la mesure où ce sont 1) des protéines membranaires et intracellulaires, 2) des protéines relativement fragiles, 3) des protéines qui nécessitent pour être actives de fonctionner en tandem avec une NADPH P450 réductase pourvoyeuse d’électrons nécessaires aux réactions d’oxydations.
Pour réaliser une caractérisation fonctionnelle de ces enzymes, des outils/procédés ont donc été mis au point. Les cytochromes P450s fonctionnant avec des NADPH-P450 réductases, ces deux enzymes doivent être en interaction proches afin de permettre un transfert d’électrons de la réductase vers le P450 afin de permettre la réalisation de la réaction, à savoir une réaction d’oxydation. Chez les plantes, les deux enzymes sont ancrées dans la membrane du réticulum endoplasmique et sont donc intracellulaires. Un procédé connu pour la caractérisation fonctionnelle des P450 comprend notamment une production hétérologue dudit P450 dans une levure. A partir de cette production, une approche de bioconversion a été envisagée. Pour ce faire, un substrat potentiel du P450 est ajouté dans le milieu de culture, ledit substrat pénètre dans la levure et le produit obtenu peut être stocké dans la levure. Par ailleurs, lorsque le produit obtenu est stocké dans la levure, des étapes additionnelles de lyse de la levure et de purification pour la récupération du produit sont nécessaires.
Toutefois, la mise en œuvre de ce procédé n’est pas possible notamment lorsque le substrat est hydrophobe. En effet, lorsqu’il est hydrophobe, le substrat ne peut entrer dans la levure (passer la membrane) utilisée.
Il existe donc un réel besoin de trouver un moyen et/ou procédé permettant une production et/ou caractérisation fonctionnelle des cytochromes P450 et/ou permettant une bioconversion de molécule ou substrat hydrophobe par des cytochromes P450.
Un autre procédé connu pour une caractérisation fonctionnelle des P450 ou la conversion de molécules/substrats par des P450 comprend en outre l’élimination de la paroi cellulaire et la production d’extraits membranaires, à savoir des microsomes. Lesdits microsomes sont incubés en présence de NADPH et de substrats potentiels. Ce procédé comprend notamment des étapes complexes d’extraction des protéines, notamment des P450. En outre, ce procédé implique, de par les nombreuses étapes d’élimination de la paroi cellulaire et/ou d’extraction des protéines, notamment une dégradation des P450s empêchant ainsi des utilisations multiples des P450s.
Il existe donc un réel besoin de trouver un moyen et/ou procédé permettant une production et/ou caractérisation fonctionnelle des cytochromes P450 tout en permettant une conservation des cytochromes P450 actifs. Il existe également un réel besoin de trouver un moyen et/ou procédé de bioconversion réutilisable et/ou ne comprenant pas d’étape d’extraction de protéines.