Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
~ WO 96/14582 ~18 0 3 ~ 4 PCT/FR95/01414
i: ~
~p,~Tr. ~ M~ Q~E DE DOSAGE ~ ~O~IO~IE
L ' inventiorl rnn~rn~ un appareil de dosage
immunologique de différentes substances dans des
échantillons biologiques, permettant une automatisation
5 inté~rale des méthodes de dosage utilisées ~ui sont du
type ELISA, RI~, FIA, LIA, FPIA, CLIA, etc.
Un appareil de ce type est déjà décrit dans la
Demande Internationale WO91/07662 à laquelle on peut se
reporter pour une description détaillée des dosages
10 réalisés, cet appareil connu comprenant pour 1 ' essentiel
trois plateaux tournants portant respectivement une
centaine de cuvettes de réaction, des réactifs et de,s.
échantillons à analyser, des moyens permettant de
prélever des érl~nr;llons et des reactifs et de les
15 déposer dans les cuvettes de réaction, des moyens de
lecture optique des résultats de dosage, et un système
informatigue de commande permettant 1 ' execution de cycles
d~analyse préalablement PIUYLO1~ S~ qui sont réalisés sur
deux tours complets du plateau portant les cuvettes de
20 réaction dans le cas des dosages du type monoréactif, et
sur trois tours complets dudit plateau dans le cas des
dosages du type biréactif, ce qui permet une cadence de
fonctionnement d' une centaine de dosages par heure,
résultat déjà très performant par rapport à la
25 concurrence
~ a présente invention a notamment pour but
d~ augmenter très largement les perf~ n~s de cet
appareil connu.
Elle propose à cet effet un appareil
30 automatique de dosage immunologique, comprenant des
cuvettes de réaction, des moyens de support
d'échantillons à analyser, des moyens de support de
réactifs, des moyens pour prélever= des quantités
déter~ninées d'échantillons et. de réactifs et les déposer
35 dans des cuvettes de réaction, des moyens de lecture des
résultats de dosage, et des moyens pour déplacer les
Wo 96/14582 PCTIER95/01414 ~
21~0364
cuvettes pas à pas devant les moyens de prélève~Lent et
les moyens de lecture de résultats, cet appareil étant
caractérisé en ce ~ue les cuvettes de réaction sont
groupées en modules formés d'une pièce et comportant
5 chacun un certain nombre de cuvettes de r~action
juxtaposées longit--~;n;-l ~ t, ces modules étant
supportés et ç~uidés par des éléments fixes définissant
une voie en boucle ouverte le long de lacluelle s ' étend
une chaîne ou courroie venant en prise avec les= ~aces
lO latérales des modules pour les déplacer d ' une OEtrémité à
1~ autre de ladite voie, des moyens automatitaues
d~ alimentation en modules et d' éjection des modules étant
prévus respectivement à l ' extrémité amont et à
l ~ extrémité aval de ladite voie.
Ainsi, les modules dans lesquels sont formées
les cuvettes de réaction sont entraînés, dans l ~ appareil
selon l'invention, d'un bout à l'autre d~une voie de
déplacement dont la longueur a été ~1~5t/~rm;n~ en fonction
de la durée maximale des dosages à effectuer, ce gui
20 é~rite de faire passer les=cuvettes deux ou trois ~ois de
suite aux mêmes endroits.
Lorsque les cuvettes de réaction sont avancées
d~un pas toutes les dix ~r~ Ps, l'app~reil connu décrit
dans la Demande Internationale PCT précitée a une cadence
25 de fonct;-~nn t de l'ordre de 120 dosages p~r-heure,
alors ~aue celle de l ' appareil selon l ' invention est de
3 60 dosages par heure et est donc trois ~ois supérieure à
celle de l ' appareil connu .
Avantageusement, la voie de ~5r~ m~nt des
30 modules dans l'appareil selon l'invention est en forme de
U.
Les cuvettes sont ainsi ~r~ ~é~ dans un sens
le long d'une branche du U, puis dans l'autre sens le
lon~ de l ' autre branche du U, ce qui permet de diviser
35 par deux la longueur totale de l ' appareil et donc de
réduire son encu1-,"L ~.~t .
WO 96/14582 218 0 3 6 4 P~ rnSJ, û l414
r~ t !
Dans un mode de réalisation préféré de
1 ' invention, les éléments fixes de support et de guidage
des modules sont des rails entre lesquels les cuvettes
s ' étendent vertic21ement, et les moyens de ~r~ ~r t-
5 des modules comprennent une chaîne ou courroie crantée enprise avec les faces latérales des modules, ceux-ci étant
entraînés en translation et déplacés par glissement sur
les rails ou éléments fixes précités.
Un avantage important de 1 ' invention est gue
10 les modules formés avec les cuvettes de réaction sont
facilement f~lhr; ~-~hl.~C en grande série à un prix de
revient très faible, ce (lui permet de les jeter après un
usage unique.
Par ailleurs, ces modules sont plus faciles à
15 stocker, à manipuler, à déplacer et à guider ~aue des
cuvettes individuelles de réaction, et sont de plus
gerbables, ce ~ui facilite leur condi~ nn~m~nt et leur
empilement dans les moyens d~ ~1 ;m~nt~tion de 1 ' appareil.
L'invention sera mieux comprise et d'autres
20 caractéristi~ues, détails et avantages de celle-ci
apparaitront plus clairement à la lecture de la
description ~ui suit, faite à titre d' exemple en
réf érence aux dessins annexés dans lessluels
la figure 1 est une vue schémati~ue de dessus
25 de 1 ' appareil selon 1~ invention;
les figures 2 et 3 sont des vues en élévation
de la face avant et de la face arrière respectivement de
1 ' appareil selon 1' invention;
la figure 4 est une vue schematicaue en
30 perspective~ d'un module de réaction;
la figure 5 est une vue schémati~lue partielle,
de dessus, des moyens de guidage et d ` entraînement de ce
module de réaction dans 1 ' appareil selon 1 ' invention;
les f igures 5 et 7 sont des vues en élévation
35 et en coupe transversale respectivement des moyens de
WO 96/14582 ~ ~ . PCT~R9S/01414
218036~
posit; ~nr t des modules de -réaction au niveau des
postes de lavage ou de rinçage;
les ~ ures 8 et 9 sont des vues schématiques
en élévation et de dessus respectivement des moyens
5 utilisés pour prélever une quantité d' échantillon ou de
réactif et la déposer dans une cuvette de réaction;
la figure ~ 10 est une vue schématique
partielle, en élévationr des moyens ~d' alimentation de
l' appareil en modules de réaction,
la figure 11 est une vue schématique partielle
des moyens de récupération des liquides uses dans
l ' appareil selon l ~ invention.
L ' appareil selon l ' inYentio~, dont la
structure générale a été représentée de facon très
15 Srll-' t;~ue aux figures 1 à 3, comprend essent;,~ll, t
un plateau tournant 10 de support d ' échantillons à
analyser, deux plateaux tournants 12 et 14 de support de
réactifs de dosage, des: moyens 16, 18 et 20
respectivement de prélèvement d' une quantité dét~ n~e
20 d' ~ nt; l l on ou de réactif~ et de dép8t de la quantité
prélevée .dans une cuvette de réaction, des moyens 22 à
chaîne ou à courroie d ' entraînement des cuvettes de
réaction le long d'une voie en U 24, des moyens 26
d~alimentation en cuvettes de réaction à l' extrémité
25 amont A de la :voie 24, et des moyens 28 d'éjection des
cuvettes de réaction à l ' extrémité aval s de la voie 24 .
Pour l ' essentiel, les plateaux tournants 10,
12 et 14 de support d ' échantillons et de support de
réactifs et les moyens 16, 18 et 20 de préLèvement et de
30 dépôt d~une quantité déterminée d~échantillon ~u de
réactif sont du même type gue ceux décrits dans la
Demande Internationale WO91/07662 précitée dont le
contenu est incorporé ici par référence..
L ~ appareil selon l ' invention comprend encore
35 deux systèmes 30 de lècture optique des résultats de
dosage, qui sont du type décrit dans la Demande
~ Wo 96/14582 PCT~V5~014~4
21 8036;~ i
5 1 ~
Internationale précitée et qui sont al~mentés par une
même source lumineuse.
Les réactif s utilisés sont du type à billes
magnétiques et l ' appareil selon 1 ' invention comprend des
5 moyens 32 de lavage ou de rinçage de ces billes
magnétiques, qui sont du même type gue ceux décrits dans
la Demande Internationale précitée et gui comprennent des
groupes d' aiguilles d' aspiration et d' injection de
liquide, à déplacement vertical, et des aimants
10 permanents disposés de chaque côté du trajet des cuvettes
de réaction pour attirer, par attraction magnétigue, les
billes magnétigues des réactifs et les fixer
temporairement sur les parois des cuvettes de réaction.
Comme décrit dans la Demande Internationale
15 précitée, une aiguille de depôt dfun substrat dans les
cuvettes de réaction est montée sur les têtes de lavage
32 ;mm~ t~m~nt en aval des aiguilles d' injection et
d ' aspiration de liquide de lavage .
Les dosages réalisés par 1 ' appareil selon
20 1 ' invention sont sensiblement les mêmes que ceux réalisés
par 1 ' appareil décrit dans la Demande Internationale
précitée, ce gui expligue que beaucoup des moyens de cet
appareil connu se retrouvent dans 1 ' appareil selon
1 ' invention. On s ' attachera donc maintenant aux
25 différences entre l'appareil selon l'invention et celui
de la Demande Internationale précitée, qui c~n~ n~nt
ess~ont;~ m~nt les cuvettes de réaction, les moyens de
support, de guidage et d' entraînement de ces cuvettes,
les moyens de posit; -nn~m~nt précis des cuvettes au
30 niveau de certains postes de l~appareil, et les moyens
d ~ alimentation de 1 ' appareil en cuvettes de réaction.
L ' appareil selon 1 ' invention fonctionne, non
avec des cuvettes indivirlll~l 1 Pq de réaction, mais avec
des modules comportant chacun un certain nom.~bre de
35 cuvettes de réaction, par exemple entre cin:a et dix, ce
nom.bre étant égal à huit dans l'exemple de la figure 4.
WO 96/14582 , PCT~95/01414
Les modules de reaction 40 sont réalisés d'u~e
seule pièce par moulage de matière plastir~ue transparente
et comprennent chacun huit cuvettes de réaction 42 sLui
aont ~l;rJn~ c en une file unir~ue dans la direction
5 longitudinale du module 40, et deux rebords longitllr~;n~1-Yr
supérieurs 44 en forme de L ~aui s ' étendent le long des
extrémités ouvertes des cuvettes 42 et relient fixement
ces cuvettes entre elles.
Les ~aces supérieures des rebords 44
10 comportent des orifices tronconigues 46, deux au niveau
de chaque cuvette 42, servant au positionnement précis
des modules 40 dans certains postes de l' appareil selon
1 ` invention Les faces latérales extérieures des rebords
44 sont formées chacune avec deux nervures verticales 48
15 destinées à coopérer avec des moyens d' entraînement.
Les cuvettes de réaction 42 sont des troncons
de tubes à section rectangulaire, f ermés à leur extrémité
inferieure et élargls à leur extremité supérieure Cela
permet de gerber ou d' empiler verticalement les modules
20 de réaction 40 en les emboîtant partir~ m.=nt les uns
dans les autres, les parties i~férieures des cuvettes 42
d~un module supérieur 40 pénétrant dans les extrémités
supérieures élargies des cuvettes 42 du module inf érieur
40 Cet emboîtement est facilité par le _ait ~ue les
25 faces intérieures 50 des rebords longit11rl;n~ r 44
divergent légèrement 1 ' une ~de 1 ' autre vers le haut à
partir des extrémités supérieures ouvertes des cuvettes
42 Par ailleurs, des ~ervures verticales 52 sont formées
sur les flancs des extré_ités supérieures élargies des
30 cuvettes ~2 et 5' .-tr-n~ont vers le bas sur une ~Eaible
distance, les extrémités ;nf~r;r~res droites des nervures
52 étant destinées à venir buter sur les faces
supérieures des rebords 44 d'un module inférieur 40
lorsr~ue ces modules sont empilés verticalement, pour
3 5 limiter la pénétration du module supérieur dans le module
inf érieur
WO 96114582 PC~FR9~014~4
2180364 ~
,. . ~
.
Ces nervures 52 ont ~ mont pour fonction de
limiter les surfaces de contact e~tre les flancs des
modules 40 et leurs moyens de guidage dans l ' appareil
selon l'invention, comme cela va r-in~n~nt être décrit
5 en référence aux figures 5 à 7.
Les moyens de support, de guidage et
d~entraînement des modules de réaction 40 dans l'appareil
selon l ' invention sont constitués essentiellement par
deux rails parallèles 54 qui déf inissent la voie en U 24
10 de ~9~rl~c~m~nt des moaules de reaction 40 et par une
courroie crantée 56 qui est guidée sur la face supérieure
du rail intérieur 54 et contre un rebord vertical 58 de
ce dernier. _
Les modules de réaction 40 reposent sur les
15 rails 54 par leurs rebords longi~ n~ll~ 44, de telle
sorte que les cuvettes de réaction 42 s ' étendent
verticalement entre les rails, dont l ' ~r~c t est
légèrement supérieur à la distance entre les arêtes des
nervures 52 et léy~ t ir~érieur à la largeur de la
20 partie supérieure du module de réaction 40
Les crans de la courroie 56 vierment en prise
avec les nerYures 48 du rebord longitudinal 44
correspondant du module de réaction 40, ces nervures 48
étant formées vers 1 ' arrière et au milieu du rebord 44 du
25 module de réaction 40, dont l ~ autre rebord 44 comprend
des nervures correspondantes ormées à l ' avant et au
milieu du module 40, ce qui permet d~ engager celui-ci
indifféremment dans un sens ou dans l'autre sur la voie
de déplacement 24 en facilitant l ' engrènement avec la
30 courroie 56.
La courroie 56 est crantée sur ses deux faces,
ce qui permet son engrènement avec deux roues dentées 60
agencées aux extrémités avant et arrière de l ' appareil
~ igure l ), l ' une de ces roues dentées 60 étant motrice
35 pour assurer le ~rl~c t de la courroie 56 et des
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r~ r~ ir~ J ~ `
36~ ~
modules de réaction 40 dans le sens indi~ué par les
f lèches sur les f igures 1, 2, 3 et 5 .
Les modules de réaction 40 sont ainsi
supportés par les rails 54 et ~i~r~ q par glissement sur
5 ces derniers sans effort notable en raison du faible
poids des modules 40, de leur faible surface de contact
avec les rails 40 et du frottement doux entre les
matières des modules 40 et des rails 54 . L ' écartement
entre les rails 54 est constant sur toute la longueur des
10 deux branches rect;1;~n~c de la voie en ~ 24, e~ est
léSJèrement augmenté au niveau de la partie médiane
semicirculaire de cette voie de déplacement, pour
permettre aux modules de réaction 40 de tourner autour de
1 ' axe de la roue dentée 60 cQrrespondante tout en restant
15 supportés et s~uidés par les rails 54.
Les modules de réaction 40 sont amenés et
introduits les uns après les autres dans la voie de
déplacement 24, et ils se suivent dans cette voie en
formant une :Eile nnn~;n~e~ou dis~nn~in~ ui est déplacée
20 pas à pas par la courroie crantée 56 sur des ~; qt;~n,-.~q
égales à 1 ' entraxe entre deux cuvettes de réaction
successives d'un module 40 avec un intervalle de temps
typ;~- t égal à dix secondes entre deux pas d'avance.
Comme il existe n~c~-q,q.;-irement un certain jeu
25 longitudinal et transversal ~des modules de réaction 40
dans la voie de deplacement déf inie par les rails 54, des
moyens de ~ posi~ i nnn~ t précis des modules de réaction
40 sont prévus aux postes de 1 ' appareil selon 1 ' invention
où des produits doivent être déposés dans les cuvettes de
30 réaction 40 ou évacués de celles-ci.
Au niveau des têtes 32 de lavage ou de rincage
des billes magnéti~ues, qui c, ~ ent un certain nombre
d~aisJuilles verticales 62 (figures 6 et 7) reliées à des
moyens d' aspiration ou d' injection, ces moyens de
35 positionnement précis sont constitués par des pla~ues
horizontales 64 portées par les supports des aiguilles 62
Wo 96114582 PCr~VS~01414
218~64 `
et dépl ~ç~hl Pc verticalement avec celles-ci comme indi~ué
par les ~lèches doubles 66, ces plaques 64 étant
traversées avec j eu par les aiguilles 62 et comprenant
sur leur face ;n~r;~ re deux rangées de doigts verticaux
5 68 à extrémité inférieure trrnrrm;qu~, destinés à être
engagés dans les ori~ices 46 des rebords longit~ n;lllr 44
des modules de réac~ion, ces doigts 68 assurant un
posi~i ,,nn.-m,~nt longitudinal et transversal très précis
des modules de réaction par rapport aux aiguilles 62 et
10 permettant à celles-ci d' être descendues dans les
cuvettes de réaction 42 jus~Lu ' au voisinage du fond des
cuvettes sans risgue de butée sur une paroi solide.
Des moyens de positionnement précis des
modules de réaction 40 sont également prévus au niveau
15 des moyens 16, 18 et 20 de prélèvement d~échantillons et
de réactifs. Comme on le voit mieux sur les ~igures 8 et
9, gui représentent schémati~uement les moyens 18 de
prélèvement de réactifs sur Ie plateau tournant 12 et de
dépôt des réactifs prélevés dans les cuvettes de réaction
20 42, une aiguille 70 de prélèvement et de dépôt est portée
par un bras horizontal 72 monté à rotation autour d'un
axe vertical 74 et ~ rlA~hl e verticalement en
translation le long de cet axe, de façon que l ' aiguille
70 puisse successivement être amenée à la verticale de
25 l'un des flacons 76 de réactif portés par le plateau
tournant 12, descendue à 1~ intérieur de ce flacon pour le
prélèvement d ' une ~uantité prédéterminée de réactif,
sortie de ce f lacoA, amenée par rotation à la verticale
de l'extrémité supérieure ouverte d'une cuvette de
3 0 réaction 42, desceAdue à l l intérieur de cette cuvette de
réaction pour le dépôt de la ~auantité prélevée de
réacti~, sortie de la cuvette 42, amenée par rotation à
la verticale d'un pot de déc~ntAm;n~tion 78, descendue à
l ' intérieur de ce pot pour être nettoyée par circulation
35 d' un li~uide ~1p~l~n~mln~ntr sortie du pot 78 et ramenée
par ~rotation au-dessus d' un flacon 76 de réactif .
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218~364
Au niveau de ces moyens 18 de prélèvement et
de dépôt de réactif, les modules de réaction 40 sont
positionnés de facon précise par un bras mobile 80 monté
pivotant autour d'un axe horizontal transversal 81 sur le
support fixe du bras 72 et comprenant une extrémité e~L
fourche 82 s ' étendant au-dessus du trajet des modules de
réaction 40, la face inférieure de cette extrémité 82
portant des doigts verticaux 84 à extrémité tronconique
destinés à etre engagés dans les orifices tronconiques 46
des rebords supérieurs 44 du module 40, de part et
d' autre de la cuvette de réaction 42 dans laquelle doit
etre engagée 1 ' aiguille 70 .
Le rappel du bras pivotant 80 en position
inactive, au-dessus des modules de réaction 40, est
assuré par un ressort ou par gravité, et son pivotement
vers sa position active est c~ par la descente du
bras 72, par l~in~ ;re d'un galet 86 porté par ce
bras et qui vient s~appliquer sur une rampe in~-l ;n~f~ 88
montée pivotante sur le bras 80 et reliée à celui-ci par
un ressort. En variante, le galet 86 et la rampe 88
peuvent etre remplacés par ~un électro-aimant gui, par
exemple, fait pivoter le bras 80 vers sa position active
quand il est excité et le ramène ou le laisse revenir en
position inactive quand il est désexcité.
Bien entendu, les moyens 16 de prélèvement
d~une quantité déterminée d'échantillon dans les tubes
portés par le plateau 10 et les moyens 20 de prélèvement
d'une quantité prédéterminée de réactif dans les flacons
portés par le plateau 14 sont équipés des memes moyens de
posi~;~nn~ ^nt précis des cuvettes de réaction 42 que les
moyens 18 de prélèvement de réactif représentés
s~ ' t;~luement aux figures 8 et 9.
~es moyens 26 d' alimentation de 1 ' appareil en
modules de réaction sont représentés schémati~[uement aux
figures 1 et 2 et de facon plus détaillée en figure 10,
et comprennent essentiellement un m~g~lqin 90 monté à
_ _ _ _ _ _ . , _ . ,,, , . _ ,, _ _ _ , _ _ _ _ _ _ _ . , . _ _ _ _ _ _
WO 96114582 1 ~.I/r. -/~1414
2180364
11
rotation autour d ' un axe vertical 92 et déplaçable en
rotation pas à pas autour de cet axe par des moyens
moteurs non représentés.
Le magasin 90 comprend des compartiments
5 verticaux 94, par exemple au nombre de douze et qui
peuvent contenir chacun un certain nom.bre de modules de
réaction 40 empilés verticalement les uns sur les autres,
le nombre de modules par compartiment étant par exemple
de six et pouvant être compris entre cinq et dix, en
10 fonction de la hauteur du magasin d' alimentation 90 . ~e
magasin 90 est ess~n~ l 1 t constitué d'un plateau
inférieur circulaire 96, monté à rotation autour de 1 ' axe
92 et portant des cloisons verticales radiales 98
(l~fin;qRant entre elles les compartiments 94 recevant les
15 piles de modules de réaction 40, l'ensemble du plateau 96
et des cloisons radiales 98 étant disposé à l ' intérieur
d~une enveloppe cylindrique 100 fixe qui comprend deux
ouvertures verticales de passage des modules de réaction
40, l~une 102 de ces JUVeL~UL~::5 étant alignée avec
20 l ~ extrémité amont A de la voie de ~rl ~m,~nt des modules
de réaction dans l ' appareil, l ' autre 104 étant par
exemple à 90 de la première et orientée vers la face
avant de l ' appareil pour permettre à un opérateur de
charger des piles de modules de réaction 40 dans le
2 5 magas in .
Le plateau 96 formant le fond du magasin
comprend, au niveau de chaque compartiment 94, une fente
radiale 106 relativement étroite permettant le passage
d ~ un doigt 108 porté par une chaîne 110 passant sur des
30 roues dentées 112 agencées sous le magasin 90, cette
chaîne 110 étan~ alignée avec 1 ' extrémité amont A de la
voie de déplacement des modules de réaction dans
l ' appareil et permettant, par entraînement en rotation
d ' une roue dentée 112, de pousser radialement vers
35 l'extérieur le module de réaction 40 situé en bas d'une
pile ~ nt~n~ dars le compartiment 94 aligné radialement
Wo 96/14582 !~ ~, . P~r~ C. 114
2~80364`
12
avec l~extrémité amont A de la voie de rl,~rlA~- t 24,
pour amener ce-module de reaction inférieur à l'entrée
amont A de la voie 24, l'engager entre les rails 54 et
l~amener en prise avec la courroie crantée 56.
Quand le module ~de réaction ;nff~r;~ r_d'une
pile est ainsi éjecté de la pile, le restant de :la pile
descend par gravité à 1 ' intérieur du compartiment 94
jus~[u ' à ce s~ue le module de réaction qui se trouvait au-
dessus de celui qui vient d' être éjecté repose sur le
plateau 96.
Un élément basculant 114 est monté au niveau
de 1 ' extremite supérieure de la fente 102 de 1 ' erlveloppe
cylindrique 100 du magasin, et permet nota~m~ment de
maintenir en place le module de ~reaction situé iuste au-
dessus de celui qui est destiné à être introduit dans
1~ apparei~, et de détecter la descente du dernier module
de réaction d'une pile sur le plateau inférieur 10`6~ pour
C~ r ensuite la rotation de ce plateau sur un pas
angulaire et amener le compartiment suivant 94 contenant
une pile de modules de réaction en A~;~n~mf~nt avec
1~ extrémité A de la voie de ~i~5rl A-r t des modules dans
1~ appareil.
Ces rotations successives du plateau infërieur
106 autour de l~axe 92 amenent les compartiments vides 94
successivement en resJard de 1 ' ~JUV~::l LULt: 104 de
l'enveloppe 100, ce qui permet à un opérateur de les
recharger en modules de réaction.
De façon. générale, le fonct;~nn t de cet
appareil est le suivant:
3 0 on surpose que des tubes contenant des
Ant;llons à analyser ont été disposés sur le plateau
10, ~aue des ~lacons de réactifs appropriés ont été posés
sur les plateaux 12. et 14, clue des piles de modules de
réactioll 40 ont ~été chargées dans les compartiments 94 du
magasin d'alimentation 90 et ~ue des modules de réaction
40 sont introduits dans la: voie de déplacement 24 et
Wo 96/t4s82 r~llr~ 4l4
2180364 `~
13
déplacés pas à pas dans cette voie par la courroie
crantée 56.
Tout d ' abord, immediatement en amont des
moyens 16 de prélèvement a'~rh~nti~lQn5~ on injecte dans
5 chaque cuvette de réactiQn une petite quantité d'un
li~auide de traitement de la surface de la cuvette de
réaction, ce traitement ayant pour but de limiter les
risSIues éventuels de réponse non spécifique liée à
l~absorption des protéines de l'f~rh~nt;llon sur la
10 matière de la cuvette de réaction. On peut utiliser pour
cela une aiguille d ~ inj ection telle que celle schematisée
en ~ en figure 2, reliée par une électro-vanne et une
pompe à un réservoir du lirluide approprié, celui-ci étant
par exemple une solution t~ nn.oe de pH 6 contenant un
15 agent tensio-actif (évPnt~l 1 t la solution de lavage
utilisée dans les moyens de lavage 32 )
Lors(lue les modules de réaction arrivent au
niveau des moyens 16 de prélèvement dl~h~ntillons~ une
(auantité déterminée d ' un échantillon à analyser est
20 prélevée ~ans un tube porté par le plateau 10 et déposée
dans une cuvette de réaction d'un module 40, puis les
modules sont avancés d'un pas, une quantité dét~ Tinof~
d~ échantillon à analyser est à nouveau prélevée dans un
tube du plateau 10 et déposée dans la cuvette de réaction
25 suivante, et ainsi de suite Lorsque les cuvettes de
réaction arrivent au niveau des moyens 18, ces derniers
prélèvent une quantité déterminée d'un réactif approprié
dans un f lacon 7 6 du plateau 12 et la déposent dans une
cuvette de réaction contenant un érh~nt;llon à analyser,
3 0 l ' ensemble - des modules de ~:éaction avance d ' un pas, et
ainsi de suite.
Les dosages sont les memes ~Lue ceux décrits de
facon détaillée dans la Demande Internationale précitée
et comprennent pour ~ l ' essentiel, en ce qui concerne les
35 dosages du type monoréactif, le aépôt d~une ~uantité
d~ h~nt;ll-1n, puis d'une ~luantité de réactif dans une
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14
cuvette de réaction, u~e ;nr~lh~t;~n jusqu'à ce que la
cuvette de réaction atteigne les premiers moyens de
lavage 32, des lavages successifs des billes magnétiques
du réactif, celles-ci étant mainte~ues dans les. cuvettes
5 par attraction magnétique, puis le dépôt d'un substrat
spécifique d'une enzyme dans la cuvette de réaction, le
dépôt du substrat étant réalisé par la dernière aiguille
des premiers moyens de lavage 32 (comme décrit dans la
Demande Internationale précitée), une incubation
lO enzymaticlue réalisée pendant le trajet de la cuvette de
réaction jusqu'aux premiers~ moyens 30 de lecture du
résultat, où une sédimentation des billes magnétiques est
réalisée par attraction magnétique et un faisceau
lllm;nP11l~ est dirigé à travers la cuvette de réaction vers
15 un détecteur approprié pour détermination du résultat du
dosage à partir . de l ' intensité lumineuse recue par le
détecteur .
Les . dosages du type biréactif comE2rennent
essentiellement un dépôt d' echantillon dans une cuvette
20 de réaction par les moyens 16, un dép8t de réacti dans
la cuvette ~par les moyens 18, une première incubation
jusqu ~ à ce que la cuvette arrive aux premiers moyens de
lavage 32, un lavage des particules magnétiques
constituant le premier réactif, le dépat dans la cuvette
25 d'un deuxième réactif prélevé par les moyens 20 dans un
flacon du plateau 14, une sec~ ;nrl1h~tion jusqu'à ce
rLue la cuvette de réaction atteigne les seconds moyens de
lavage 32, le lavage des billes magnétiques co~stituant
les réactifs et le dép8~ d'un substrat spécificlue d'une
30 enzyme, puis une incubation enzymatique jusqu'à ce que la
cuvette de réaction atteigne les seconds moyens 30 de
lecture de résultat, où les billes magnétiques sont
s-5~;r nté~q par attraction magnétir~ue et le résultat du
dosage est détecté à partir de l'intensité ~llminPI1qe
35 re,cue par un détecteur après traversée de la cuvette de
réaction .
WO 96114582 ~! 1 8 0 ~ 6 4 ~ f `~
A la sortie des seconds moyens de lecture 3 0,
les cuvettes de réaction sont débarrassées de leur
contenu par aspiration au moyen d' une aiguille 116 à
~ ,uv. t vertical du même type que celle éguipant les
5 moyens de lavage 32, puis les modules de réaction 40
att~ n~ont les moyens d~éjection 28 qui sont constitués
simplement d ' une glissière i n~ l; nlse vers le bas et sous
laquelle est disposé un récipient 118.
Comme cela a été décrit dans la Demande
Internationale précitée, les aiguilles des moyens de
prélèvement d~é~h~nt;llons et de réactifs sont
~ c~7ntAm;n~ c par prélèyement et éjection d~un liquide de
décontamination (par exemple du "Tween'' ~ . Pour cela,
l ~ aiguille ~de prélèvement est descendue dans un pot de
~c~ntAm;n~tion~ aspire une certaine quantité de liquide
de décnntAm;nAtion, en éjecte une partie et garde le
reste ~aui va seryir de complément volumique à la
prochaine quantité prélevée, par exemple d ' échantillon à
analyser .
On peut donc combiner les ~onctions de
prélèvement et de décontamination pour réaliser une
fonction de dilution automatique des échantillons à
analyser, ce qui permet de tenir: compte de variations de
concentrations qui peuvent être importantes ( en ce qui
concerne les marqueurs tumoraux par exemple, les échelles
de concentration peuvent varier=~ de l à plusieurs
c~nt~;n.o,C de mille).
Cette ~onction de dilution automatique
consiste à:
- prélever une quantité d' échantillon dans un
tube du plateau l0,
- ~ déposer dans une première cuvette de
réaction la quantité prélevée dl~ h~ntillon et une
quantité déterminée de li~uide de ~ ht~m;n~tion,
WO 96/14582 ~ r ,~ .,; P~,1J~ )1 1414
2~8Q3S4
16
- puis prélever dans cette cuvette une
quantité du mélange ~(~hiqntillon-liguide de
décontamination,
- déposer cette ~uantité prélevée dans la
cuvette suivante avec une nouvelle ~uantité déterminée de
licluide de fl~nnt~min~tion lorsgue les cuvettes ont été
avancées d ' un pas,
- et décontaminer l ' aiguille de prélèvement
comme indiqué plus haut, le dosage étant ensuite
e~ectué, non pas sur :liér~h~ntillon contenu dans la
première cuvette, qui a servi llniq~l~m~nt à la dilution
int, '~ ire, mais sur l'échantillon dilué de la cuvette
suivante.
Pour simplifier ~la structure de l i appareil
selon l'invention et flim;nll~-r son coût, les deux moyens
30 de lecture de résultat ~sQnt avantageusement reliés à
la même source lll~in~ ce
Dans le même but, les deux moyens de lavage 32
peuvent être alignés transversalement sur la voie-24 de
déplacement des modules de ~réaction, et comprendre un
même support 120 verticalement déplaçable sur leguel sont
montées les deux têtes de lavage slui portent les groupes
d' aiguilles d' aspiration et d~ injection de liquide dans
les cuvettes de réaction.
Les têtes de lavage sont alimentées en li~uide
de lavage à partir d ' un même bidon 122 logé en partie
inférieure de l ' appareil. Les moyens de décQntamination
des aiguilles de prélèvement d' échantillon et de réacti~
sont alimentés en li~uide de décnnt~min~tion à partir
d'un même bidon 124 logé également en partie inférieure
de l ' appareil à côté du premier bidQn cité 122 .
Les li~uides de lavage et de flF~cnnt~m;n~tion
et les cnntPn~lc des cuvettes de réaction à l ' extrémité
aval B de la voie de déplacement sont récupérés par
aspiration et neutralisés au moyen du système représenté
en figure 11.
~ WO 96114582 2 1 8 0 3 6 ~ PCT/PR95~01414
li
Ce système comprend un réservoir fermé 126,
qui peut être maintenu en dépression au moyen d ' une pompe
à vide 128 . Les aiguilles d' aspiration des moyens de
lavage 32, les pots de r~rnrt~m;nAtion 78 des moyens de
prélèvement 16, 18 et 20 et l'aiguille 116 d'évacuation
du contenu des cuvettes de réaction sont reliés à ce
réservDir 126 par des électrovannes 130. Les cnmmAn~s
séquentielles de ces électrovannes permettent, par simple
liaison d'une aiguille d'aspiration ou d'un pot 78 au
réservoir 126, d~aspirer du liquide de lavage ou du
liquide de décontamination utilisé ou le contenu d ' une
cuvette de réaction et de l ' amener dans le réservoir 126 .
Ce dernier est relié par une pompe 132 à un
réservoir : tampon 13 4 alimenté en liquide de
neutralisation (par exemple de 1 ' eau de Javel ) à partir
d ' une pompe 13 6 et d ' un réservoir 13 8 .
La partie inférieure du réservoir 134 est
reliée par une ~ompe 140 à des moyens d' évacuation du
type évier ou égout.
Les réservoirs 126 et 134 sont de plus équipés
de détecteurs de niveau haut et d ' anti-débordement .
Le fonct;nnr t de ce système découle à
1 ' évidence de ce qui précède
dès r~ue le liquide amené dans le réservoir 126
atteint un niveau déterminé, il est transféré dans le
réservoir 134 et neutralisé par une quantité détPrmin~
de lir~uide fournie par la pompe 136 à partir du réservoir
138 .
Quand le réservoir tampon 134 contient une
quantité déterminée de liquide neutralisé, la pompe 140
est mise en route et ce liquide est évacué à 1 ' évier ou à
l ' égout.
nfin, le fonctinnn- t de 1' appareil selon
1' invention est également amélioré par identification des
tubes d"~rh~nt; l l nnq à analyser sur le plateau 10 par des
codes à barres. Un lecteur de codes à barres disposé au
WO96114582 ~! . PCT~R9~101414
2~8o364
18
voisinage immédiat de la périphérie du plateau 10, permet
d~ n~;f;~r sans risque d'erreur les ~Ant;llons qui
sont prélevés dans les tubes et déposés dans- les cuvettes
de réaction. Des mo~ens idertiques sont ~ hl ~C pour
5 l';~l~n~';ficAtion des flacons~de réactifs portés par les
pl~t~: 12 et 14.
