CH669266A5 - Appareil d'analyse automatique pour le dosage d'anticorps ou d'antigenes dans un liquide biologique. - Google Patents

Description

DESCRIPTION La présente invention se rapporte à un appareil d'analyse auto matique pour le dosage d'anticorps ou d'antigènes dans un liquide biologique par formation de complexes anticorps-antigènes spécifi ques par l'action de réactifs respectifs adaptés à la formation de chacun desdits complexes dans des cellules de réaction, l'un des élé ments du complexe étant initialement associé à un support, cet ap pareil comprenant des moyens de thermostabilisation pour l'incuba tion du contenu de ces cellules, un organe de transfert pas-à-pas de ces cellules en circuit fermé, entre un poste de chargement et de dé chargement des cellules, des postes de pipettage, de mélange, de lavage et de séparation, nécessaires à la mise en oeuvre d'une plura lité d'analyses spécifiques, disposés le long de la trajectoire desdites cellules.

On a déjà proposé des appareils de ce genre susceptibles d'effec tuer différentes sortes d'analyses immunologiques sur toutes sortes de liquides biologiques. Etant donné que chaque type d'analyse né cessite au moins un réactif spécifique, il est peu commode de stocker ces réactifs dans l'appareil. C'est la raison pour laquelle on a déjà proposé des solutions dans lesquelles les réactifs spécifiques sont as sociés aux cellules de réaction respectives, de sorte que l'on choisit chaque fois la cellule chargée avec le réactif correspondant à l'ana lyse désirée. Ces réactifs se présentent parfois sous la forme de revê tements recouvrant la paroi de la cellule. On a également proposé de revêtir une bille de ce réactif et de mettre la bille dans la cellule desti née à recevoir l'échantillon a analyser. Si la fixation de ces réactifs sur la paroi des éprouvettes ou sur des billes présente (avantage d'éviter la centrifugation, l'inconvénient de ces solutions réside dans le fait que les surfaces susceptibles de réagir avec l'échantillon sont faibles.

Il existe d'autres solutions dans lesquelles le réactif est associé à des particules plus petites telles que des particules de latex revêtues d'un anticorps ou d'un antigène spécifique. Avec cette solution, on forme des complexes anticorps-antigènes et on compte le pourcen tage des particules formant ces complexes par rapport au nombre de particules totales. Une telle solution nécessite l'utilisation d'une phase de séparation par centrifugation. Cela suppose soit que l'on regroupe l'ensemble des cellules devant subir la même analyse sur un rotor commun, soit que l'on transfère les cellules à centrifuger sur un rotor de centrifugation distinct. Dans le premier cas, l'exécution simultanée d'analyses différentes est exclue étant donné que les temps d'incubation sont variables; dans le second cas, l'appareil est rendu plus complexe par l'adjonction d'un rotor de centrifugation séparé du plateau de transfert et d'incubation.

On a également proposé d'associer les anticorps ou antigènes à des particules magnétiques de sorte que la séparation de ces particu les peut être réalisée sans centrifugation. Après séparation, on évacue le réactif de la cellule, on la rince et on introduit dans la cellule un réactif destiné à se colorer au contact d'un marqueur enzy matique associé à l'anticorps ou antigène, spécifique à l'antigène ou anticorps de l'échantillon à analyser, qui a été préalablement fixé à un anticorps ou antigène non spécifique lié à la particule magnéti que.

Le but de la présente invention est un appareil automatique pour le dosage d'anticorps ou d'antigènes dans un liquide biologique capable d'effectuer simultanément différents types d'analyses, sans devoir regrouper plusieurs cellules devant subir un même type d'analyse pour les charger sur un même rotor d'analyse et devoir at tendre la fin de ce type d'analyse avant de procéder à un autre type d'analyse sur une autre série de cellules.

A cet effet, la présente invention a pour objet un appareil d'ana lyse automatique pour le dosage d'anticorps ou d'antigènes dans un liquide biologique, selon la revendication 1.

L'appareil objet de l'invention présente de nombreux avantages. Sa flexibilité totale lui permet d'effectuer simultanément un grand nombre de tests. En fait, chaque cellule est traitée pour elle-même complètement indépendamment de celles qui la précèdent et la suivent. Grâce à l'utilisation de particules magnétiques de petite taille et donc de grande surface spécifique, associées à chaque com plexe anticorps-antigène, la surface de réaction avec l'échantillon est maximale et la sensibilité est donc excellente. La séparation de ces particules peut être obtenue sans centrifugation, simplement en ap prochant un aimant de la cellule. Cette séparation peut être réalisée à volonté au moment voulu, ce qui permet d'adapter le temps d'in cubation aux différents réactifs correspondant aux différents types d'analyses. La non-utilisation d'isotopes radioactifs évite les problè mes de protection inhérents aux rayonnements.

Dans ces conditions, l'appareil objet de l'invention est de concep tion simple, d'un emploi facile et sa souplesse en fait un outil adapté aussi bien au laboratoire d'analyses qu'au cabinet médical. En effet, le médecin, dans le cadre de ses consultations journalières, est amené à mesurer différents types de réactions immunologiques de divers li quides biologiques. Contrairement au laboratoire d'analyses, il ne lui est pas possible de regrouper quotidiennement un nombre suffi- sant d'analyses du même type pour charger par exemple un disque porteur d'une pluralité d'échantillons devant subir le même type d'analyse. Avec l'appareil objet de l'invention, le praticien peut par exemple regrouper quotidiennement différents types d'analyses im munologiques à effectuer, chaque cellule étant traitée en fonction du type d'analyse demandé.

Le dessin annexé illustre, schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil d'analyse automatique objet de la présente invention.

La figure 1 est une vue en perspective de l'ensemble de cet appa reil.

La figure 2 est une vue de dessous de l'appareil.

La figure 3 est une vue partielle, agrandie en plan, de la figure 1. La figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 3.

La figure 5 est une vue selon une première coupe radiale de la figure 1.

La figure 6 est une vue selon une deuxième coupe radiale de la figure 1.

La figure 7 est une vue selon une troisième coupe radiale de la figure 1.

La figure 8 est une vue selon une quatrième coupe radiale de la figure 1.

La figure 9 est une vue selon une cinquième coupe radiale de la figure 1.

La figure 10 est une vue en coupe selon la ligne X-X de la figure 9.

La figure 11 est une vue en coupe selon la ligne XI-XI de la figure 10.

La figure 12 est un schéma-bloc du système de commande de l'appareil.

Dans la description qui va suivre, par liquide biologique il faut entendre toute suspension, solution, ou émulsion d'une substance biologique dans un liquide biologique.

Cet appareil d'analyse comporte un disque-transfert 1 muni, à sa périphérie, de dégagements radiaux 2 régulièrement espacés, destinés à recevoir des cellules de réaction 3 d'échantillons à analyser. Ce disque-transfert 1 est monté rotativement sur un bâti 4 par l'inter médiaire d'un axe 5 traversant ce bâti 4 et qui porte au-dessous de lui une roue 6 à fentes radiales 6a (fig. 2, 7). Un pignon d'entraîne ment 7, solidaire d'un moteur pas-à-pas 8, porte deux chevilles 9 dont l'écartement diamétral correspond à celui de deux fentes radia les adjacentes de la roue 6. L'axe de ce pignon d'entraînement 7 coïncide avec la périphérie de la roue 6 à fentes radiales 6a, de sorte qu'à chaque demi-tour du pignon d'entraînement 7, les chevilles 9 se retrouvent en prise avec deux fentes radiales 6a après avoir entraîné la roue 6 d'un pas. Chaque pas de cette roue 6 correspond évidem ment à un pas des dégagements radiaux 2 du disque-transfert 1.

Le disque-transfert 1 est réalisé dans une plaque d'aluminium re lativement épaisse, cette épaisseur étant légèrement inférieure à la partie des cellules 3 qui s'étend au-dessous de deux réservoirs laté- raux 3a, associés à deux compartiments de réaction 3b respectifs et dont les fonds reposent à la surface du disque-transfert 1, de part et d'autre du dégagement radial 2. La forme de ces dégagements radiaux correspond étroitement à la partie des cellules qui est desti née à y prendre place, afin d'assurer un contact aussi étroit que pos sible entre les parois de ces dégagements radiaux 2 et celles des cellu les 3.

Des corps de chauffe électriques R (fig. 4-7) sont noyés dans la masse d'aluminium du disque-transfert 1 et sont asservis par un organe thermostatique T, pour maintenir la température du disque- transfert 1 à une valeur désirée en fonction de la température d'incu bation nécessaire pour faire réagir les échantillons à analyser conte nus dans les cellules 3 avec les réactifs respectifs auxquels ils sont as sociés.

Différents postes de travail sont répartis sur le bâti 4 autour du disque-transfert 1. Le premier de ces postes est constitué par une unité de chargement et de mise en place 10 des cellules 3 dans les dégagements radiaux 2 du disque-transfert 1 (fig. 1, 3 et 4). Cette unité 10 comporte une rampe d'accès 11 des cellules 3 qui s'ouvre vis-à-vis d'un dégagement radial 2. Cette unité 10 porte encore une lame élastique 12 et un galet 13 (fig. 1) pivoté autour d'un axe hori zontal. Cette lame 12 et ce galet 13 sont réalisés en matériaux élasti ques et sont destinés à presser, respectivement latéralement et dessus, les cellules 3 chargées sur le disque 1 afin d'assurer un contact aussi étroit que possible entre les parois du dégagement radial 2 et celles de la cellule 3 afin de garantir une thermostabilisa- tion régulière des échantillons à l'intérieur des cellules, et donc des conditions d'incubation reproductibles.

La paroi latérale de chaque cellule 3 tournée vers l'extérieur du disque-transfert 1 porte un code d'identification en relation avec le type d'analyse à effectuer. Ce codage est de préférence un codage digital composé d'une série de barres espacées d'épaisseurs variables qui peuvent être lues automatiquement par un lecteur spécial 14 constitué par un détecteur par réflexion à haute sensibilité fabriqué par Hewlett Packard. Ce lecteur constitue le second poste de travail, connecté à l'entrée d'une unité de commande 15 illustrée par le sché- ma-bloc de la fig. 12 qui sera décrit par la suite.

Les deux postes de travail suivants sont constitués par deux postes de pipettage 16 et 17, chacun comportant une potence 18, res pectivement 19. Le bras de chacune de ces potences 18 et 19 porte, à son extrémité libre, une pointe creuse 20 respectivement 21; ces deux pointes sont reliées par des conduits souples 22 respectivement 23 à deux pipettes 24 respectivement 25 formées de cylindres à pistons doseurs.

La partie verticale de chaque potence 18, 19 (fig. 2 et 5) com porte une partie tubulaire 26 respectivement 27 fixée entre le bâti 4 et un support auxiliaire 4a, et dans laquelle est montée coulissante une partie tubulaire mobile 28 respectivement 29 dont l'extrémité su périeure porte le bras de la potence 18 respectivement 19.

Etant donné que les mécanismes d'entraînement des deux poten ces sont identiques, seul celui de la potence 18 est illustré par la fig. 5 et sera décrit plus en détail dans la suite de cette description.

L'extrémité inférieure de la partie tubulaire mobile 28 fait saillie au-dessous du support auxiliaire 4a. Cette extrémité porte un roule ment à billes 30 dont la bague externe porte un tenon 31 engagé à l'extrémité d'une bielle 32 dont l'extrémité opposée est engagée avec un autre tenon 33 fixé excentriquement sur un disque 34 solidaire de l'arbre d'entraînement d'un moteur synchrone 35 fixé au support auxiliaire 4a. Cette extrémité inférieure de la partie tubulaire mobile 28 porte encore un bras 36 qui est en prise, par une fente 36a, avec une goupille 37 solidaire d'un disque 38 calé sur l'arbre d'entraîne ment d'un moteur synchrone 39. Ce disque 38 (fig. 2) présente à sa périphérie des fentes radiales 40 qui se déplacent en regard d'une source de lumière 41 placée en face d'un photodétecteur 42. Ces fentes 40 sont destinées à repérer la position angulaire du disque 38 en fonction de la position angulaire désirée pour le bras 36. La fente 36a s'ouvrant à l'extrémité libre de celui-ci est également destinée à venir en prise avec des tiges cylindriques de guidage 43 fixées au support auxiliaire 4a dans chacune des positions angulaires suscepti ble d'être occupée par le bras 36.

La première de ces pipettes de transfert 16 est destinée à transfé rer une suspension de particules magnétiques associées à un anti corps contenue dans un réservoir 44 (fig. 1) monté sur un support oscillant 45 entraîné par intermittence, alternativement en sens opposés. Ce réservoir 44 est du type à niveau constant, fondé sur le principe des fontaines pour canaris. Il comporte dans le fond de sa partie centrale une double rampe 44a destinée à indiquer un bras sage en association avec les oscillations intermittentes alternées de sens opposés imprimées par le support 45, dans le but de maintenir les particules en suspension dans le liquide.

Les deux postes de pipettage 16 et 17 sont suivis d'un premier poste de lavage 46 (fig. 6) qui est associé à et précédé de quatre dis positifs de séparation magnétique 47 semblables (fig. 2 et 6), dispo sés chacun en face de la périphérie du disque-transfert 1, écartés an gulairement l'un de l'autre d'un pas séparant deux des dégagements radiaux 2. Ces dispositifs de séparation magnétique 47 étant identi ques, seul l'un d'eux sera décrit ici. Ce dispositif 47 comporte un aimant permanent 48 collé sur un support oscillant 49 articulé autour d'un axe 50 horizontal parallèle à une tangente au disque- transfert 1. Parallèlement à cet axe 50, une barrette 51 est fixée au support oscillant 49 et traverse une extrémité d'un poussoir 52 dont l'autre extrémité est articulée à une armature mobile 53 d'un élec troaimant 54. Un ressort de rappel 55 disposé autour du poussoir 52 est comprimé entre ce poussoir 52 et une plaquette 56 de fixation du dispositif 47 au bâti 4. La présence de quatre dispositifs de sépara tion magnétique 47 successifs, dont trois précèdent le poste de lavage 46, est destinée à donner suffisamment de temps pour que toutes les particules magnétiques se réunissent contre la paroi des compartiments de réaction 3b des cellules 3, qui est adjacente aux aimants -permanents 48 quand ceux-ci sont amenés à proximité im médiate de ces parois par le basculement du support oscillant 49 sous l'action de l'électroaimant 54 qui agit sur le poussoir 52, par l'intermédiaire de l'armature mobile 53, à l'encontre de la pression du ressort de rappel 55.

Le premier poste de lavage 46 comporte un support 57 en forme de C dont une des branches parallèles est fixée sur le bâti 4. Une coulisse 58 est disposée entre les deux branches parallèles<B>du</B> support en C et sert à guider un coulisseau 59 muni d'un bras latéral 59a qui porte à son extrémité deux paires de tuyaux 60a, 60b (seuls visibles sur la fig. 6), respectivement 61a, 61b (fig. 1), chaque paire étant dis posée au-dessus de l'un des deux compartiments de réaction 3b de chaque cellule 3 positionnée au poste de lavage 46. Le coulisseau 59 est relié à un moteur d'entraînement synchrone 68 par une bielle 69 dont une extrémité est articulée au coulisseau 59 et l'autre est articu lée excentriquement par rapport à l'arbre d'entraînement du moteur 68 à un disque 70 calé sur cet arbre.

Un tuyau 60a, 61a de chaque paire est connecté à une source d'aspiration 62, par l'intermédiaire d'un évent 63 commandé par un clapet 64 pressé élastiquement contre le siège de l'évent 63 par un ressort 65. Un poussoir 66 associé à l'armature mobile d'un élec troaimant 67 est disposé sous le clapet 64 et est destiné à écarter le clapet 64 du siège de l'évent 63, à l'encontre de la pression du ressort 65; lorsqu'on veut interrompre l'aspiration dans les compartiments de réaction 3b.

Les autres tuyaux 60b, 61b de chaque paire sont connectés chacun à la sortie d'une pompe à piston 71, dont l'admission est connectée à un réservoir de liquide de rinçage 72.

L'électroaimant 67 d'actionnement du poussoir 66 de commande du clapet 64 est synchronisé avec un moteur synchrone d'entraîne ment (non représenté) de déplacement du piston de la pompe 71 pour fermer le siège de l'évent 63 et donc aspirer à travers les tuyaux 60a, 61a le liquide contenu dans chaque compartiment de réaction 3b pendant la course d'admission du piston de la pompe 71, et pour ouvrir le siège de cet évent 63 et ne plus aspirer pendant la course de refoulement du piston de la pompe 71 et donc amener une dose de liquide de rinçage dans chaque compartiment de réaction 3b à travers les tuyaux 60b, 61b.

Ce premier poste de lavage 46 est suivi d'un premier poste de mélange 77 constitué par une tige 78 (fig. 7, 8) solidaire d'un élec troaimant 79 destiné à mettre la tige 78 en oscillation longitudinale. Une rampe 73 fixée sur le bâti 4 sert à soulever légèrement la cellule 3 pendant l'opération de mélange. Cette tige 78 est disposée vis-à-vis de la partie de la cellule 3 située au-dessus du disque-transfert 1, de sorte que son déplacement longitudinal vers le centre du disque- transfert 1 fait basculer la cellule 3 autour du plan supérieur de ce disque 1. Un ressort de rappel 80 tend, lui, à maintenir la partie infé rieure de la cellule 3 contre la paroi du dégagement radial 2 dans lequel cette cellule est positionnée, de sorte que, dès que l'électroai mant 79 n'est pas sous tension, la partie inférieure de la cellule 3 est ramenée contre la paroi du dégagement radial 2 et ainsi de suite à une fréquence suffisante pour engendrer une agitation du contenu de la cellule. Pour améliorer l'effet de mélange, une masse, dans cet exemple sous la forme d'une petite bille, est disposée initialement dans chacun des compartiments de réaction 3b de cette cellule 3. Juste adjacent au poste de mélange 77, on retrouve un galet 13 du poste de chargement 10. La lame 12 de pression latérale n'est pas visible, mais elle existe également.

Ce poste de mélange 77 est suivi par quatre nouveaux dispositifs de séparation magnétique 47, dont le quatrième est associé à un second poste de lavage 81 identique au premier 46. La seule diffé rence entre ces deux postes de lavage 46 et 81 est de nature fonction nelle. Ce second poste de lavage 81 ne sera donc pas décrit à nouveau ici. En effet, alors que dans le cas du premier poste de lavage 46 le cycle se termine par la distribution d'une dose de liquide de lavage dans chaque compartiment de réaction 3b, au second poste de lavage 81 le cycle se termine par l'aspiration du liquide de ces compartiments 3b, de sorte que les cellules 3 arrivent au poste suivant avec les particules magnétiques, auxquelles sont liés les anti gènes à doser.

Les deux postes suivants 82 et 83 sont des postes de pipettage pour l'adjonction d'un substrat liquide, respectivement, pour l'ad jonction d'un liquide destiné à provoquer l'arrêt de la réaction entre le substrat et le marqueur enzymatique présent dans la phase solide associée aux particules magnétiques.

Ces deux postes de pipettage 82, 83 (fig. 1) sont identiques, de sorte que seul l'un sera décrit plus en détail. Comme les postes de lavage 46 et 81, ces postes de pipettage comportent chacun un support 84 en forme de C dont la branche horizontale inférieure est fixée au bâti 4. Une coulisse 85 est disposée entre les deux branches parallèles du support 84 et sert à guider un coulisseau 86 muni d'un bras latéral 86a qui porte à son extrémité deux pointes creuses 87, 88 qui sont reliées par deux conduits souples 89 respectivement 90 à une pompe péristaltique 91 à deux canaux parallèles. Il s'agit, dans cet exemple, d'une pompe de précision du commerce fabriquée par Ismatec S.A. à Zurich, le modèle étant désigné Mino-S8 .

Cette pompe comporte une base semi-circulaire 92 contre la quelle passent les deux conduits souples 89, 90 qui se prolongent vers un réservoir du produit à distribuer (non représenté). Un disque monté rotativement au centre de cette base semi-circulaire 92 est calé sur l'arbre d'entraînement 94 d'un moteur (non représenté). Ce disque porte, régulièrement répartis à sa périphérie, une série de cy lindres 95 dont les axes longitudinaux sont parallèles à l'axe de rota tion 94 du disque. Le diamètre de ces cylindres est choisi pour laisser, entre eux et la base semi-circulaire 92, un espace correspon dant à deux fois l'épaisseur de la paroi des conduits souples 89, 90, c'est-à-dire à l'épaisseur de ces conduits souples écrasés. En tournant autour de l'axe de rotation 94, ces cylindres 95 écrasent les conduits souples 89, 90 à des distances régulières, emprisonnant entre eux un volume incrémental déterminé de liquide et en déplaçant ce volume au fur et à mesure de la rotation des cylindres 95. Le déplacement angulaire choisi pour le disque porteur des cylindres 95 détermine le nombre d'incréments pompés et donc le volume de liquide distribué. Le coulisseau 86 est relié à un excentrique 97 (fig. 2) d'un plateau d'entraînement 98 calé sur l'arbre d'un moteur synchrone 99 par une bielle 100.

Un second poste de mélange 101 (fig. 1), identique au poste de mélange 77, est disposé à la suite du poste de pipettage 83. Un bras 102 solidaire d'un axe vertical 103 monté oscillant sur le bâti 4 sert à évacuer les cellules 3 sur une rampe d'évacuation 104. L'extrémité inférieure de l'axe vertical 103 porte un bras horizontal 105 (fig. 2) muni d'une fente longitudinale en prise avec un excentrique 106 soli daire d'un plateau d'entraînement 107 calé sur l'arbre d'un moteur synchrone 76.

L'unité de chargement 10 est précédée d'une cellule photoélectri que 108 (fig. 3) de détection de présence disposée vis-à-vis du déga gement 2 précédant d'un pas le dégagement 2 situé vis-à-vis de la rampe d'accès 11. Une seconde cellule photoélectrique 109 de détec tion de présence est disposée dans la rampe d'accès 11. Un poussoir de chargement 110 (fig. 3 et 4) est monté coulissant sur l'unité de chargement 10 dans le prolongement de la rampe 11. Ce poussoir 110 est solidaire d'un bras 111 s'étendant latéralement, présentant une fente longitudinale 111a en prise avec un excentrique 112 faisant saillie sur un mobile rotatif 113 solidaire de l'arbre d'un moteur synchrone 114.

Un dernier poste, constitué par une unité de mesure 115, est situé quelque part autour du disque-transfert 1. Etant donné que les cellu les de réaction sont programmées individuellement et qu'elles sont appelées à effectuer des nombres différents de tours sur le disque- transfert 1, le poste de mesure 115, qui constitue le dernier poste de travail, peut se trouver à un endroit quelconque autour du disque- transfert 1. Dans cet exemple, cette position a été choisie pour des raisons pratiques, une place étant libre entre les pipettes 24 et 25 et les pompes péristaltiques 91.

Ce poste de mesure 115 (fig. 9, 10 et 11) comporte un dispositif de pipettage 116 relié par un conduit souple 117 à un photomètre 118 qui est un appareil du commerce fabriqué par Vital Scientific (Pays-Bas) du type I.S.P., auquel est associé un organe de pipettage (non représenté) pour amener le liquide à analyser dans la cuvette de mesure de ce photomètre.

Le conduit souple 117 de pipettage est porté par un bras 119, ar ticulé autour d'un axe vertical sur un coulisseau 120 monté sur une coulisse verticale 121 solidaire d'un support 122 en forme de C fixé sur le bâti 4. Le bras 119 présente une branche 119a dont l'extrémité libre est en prise avec l'une ou l'autre des rainures 123, 124 ménagées dans la face interne de la partie verticale du support 122 en forme de C. Comme l'illustre la fig. 10, le coulisseau 120 présente deux doigts 120a et 120b en prise avec les deux rainures respectives 123, 124. La fig. 11 montre que ces deux rainures 123, 124 communiquent l'une avec l'autre à leurs extrémités supérieures.

La fig. 10 montre que le bras articulé 119 est encore associé à une bielle 125 par un accouplement à rotule qui donne à cette bielle un certain degré de liberté par rapport au déplacement angulaire du bras 119 dont l'amplitude peut être évaluée par les positions dessi nées en traits continus et en traits mixtes. Ce bras 119 est normale ment rappelé dans sa position illustrée en traits continus par un ressort de rappel 129 dont une extrémité est solidaire du bras et l'autre extrémité est solidaire du coulisseau. Cette bielle traverse le bâti 4 pour venir en prise avec un excentrique 126 solidaire d'un disque d'entraînement 127 solidaire de l'axe d'un moteur d'entraîne ment 128 (fig. 2).

Une tige 130 est montée coulissante dans une paroi latérale du support en C 122 qui délimite la portion où les deux rainures 123, 124 se rejoignent. Cette tige 130 est articulée à une armature mobile 131 d'un électroaimant 132 et rappelée par un ressort de rappel 133.

Le schéma-bloc de la figure 12 se rapporte au circuit électronique de commande de l'appareil d'analyse qui vient d'être décrit.

Ce schéma-bloc comporte deux jeux de plaquettes de circuits, un jeu étant formé de plaquettes normalisées reliées à une barre de con nexion BUS, l'autre jeu étant composé de plaquettes spécifiques servant d'interfaces entre les organes d'actionnement et de contrôle de l'appareil et le reste du circuit électronique de commande.

Le coeur du circuit est constitué par une plaquette microproces seur MI de la société Gespac à Genève et vendue sous la référence GES SBS-4, qui comporte des entrées et sorties en parallèle et en série, les entrées en série étant connectées au lecteur de barres codes 14 monté vis-à-vis du disque-transfert 1 pour lire les codes portés par chaque cellule de réaction 3. Un second lecteur de barres codes manuel 14a est prévu pour introduire dans le microprocesseur des coefficients de correction ou d'étalonnage en fonction des indica tions fournies par le fabricant avec chaque lot de cellules chargées avec des réactifs spécifiques. En effet, les réactifs préchargés dans les réservoirs latéraux 3a des cellules peuvent varier légèrement d'un lot de fabrication à l'autre. Suivant les caractéristiques d'un lot, le fabri cant indiquera, sous forme de barres codes marquées sur l'emballage des cellules d'un même lot, le coefficient de correction ou d'étalon nage. Avec le lecteur manuel 14a, l'opérateur introduira cette infor mation dans le microprocesseur.

Une autre plaquette normalisée est constituée par une extension de la mémoire ME destinée à suppléer celle de la plaquette micro processeur lorsque le volume du programme dépasse la capacité mémoire de celle-ci. Cette plaquette accepte les mémoires de pro grammes (ROM) ainsi que les mémoires de données (RAM), ces dernières étant associées à une batterie pour conserver les données lorsque l'alimentation est coupée.

La plaquette CC, alimentée par batterie, sert à indiquer l'heure et la date.

Une plaquette entrées-sorties à usage général GPl travaille à la fois comme entrée et comme sortie pour la communication avec les interfaces de l'opérateur: clavier, affichage et imprimante.

Une plaquette entrées-sorties en série SE est connectée par une ligne RS 232C à un organe de commande CO des pipettes.

Trois plaquettes entrées-sorties à usage général GP2, GP3, GP4, sont utilisées comme suit: l'une, GP4, est programmée comme entrée pour les signaux provenant d'une plaquette DE servant d'interface aux détecteurs optiques 108 et 109 et à une plaquette de thermosta- bilisation TH associée à une résistance de chauffage R du disque- transfert 1 et à un capteur S pour mesurer la température de ce dis que-transfert 1; les deux autres plaquettes, GP2 et GP3, sont pro grammées comme sorties pour des plaquettes d'interface IM et IS respectivement destinées aux différents moteurs d'entraînement des organes et aux différents solénoïdes des postes de séparation magné tique et des postes de mélange.

Toutes les plaquettes reliées à la barre de connexion BUS sont fabriquées par la société Gespac à Genève; la mémoire ME a la réfé rence MEM-3, la plaquette CC la référence TIM-lA, la plaquette GPl la référence PIA-2W, la plaquette SE la référence S10-1E et les plaquettes GP2, GP3, GP4 la référence PIA-2A.

En ce qui concerne les plaquettes spécifiques, qui forment les in terfaces entre les différents organes actifs de l'appareil et les plaquet tes normalisées, la plaquette DE est associée à des détecteurs opto électroniques essentiellement transmissifs ou réflectifs, ainsi qu'aux lignes de contrôle de la thermostabilisation. La plaquette comporte des filtres d'entrée sur les lignes la reliant aux détecteurs à la pla quette GP4 (constante de temps 1 ms).

La plaquette IM permet la transition d'un signal numérique à bas niveau à une tension alternative de 24 V pour les moteurs syn chrones, réalisée par un commutateur électronique.

La plaquette IS sert à établir la transition d'un signal numérique à bas niveau à une sortie à courant élevé par un étage de commande. La pleine puissance est appliquée durant un court intervalle (0,3 s) pour le mouvement mécanique; ensuite, la tension d'entretien est limitée à approximativement 20% de la tension nominale pour limiter l'échauffement.

La plaquette de thermostabilisation produit une régulation pro portionnelle, avec une thermistance comme détecteur et une com mande de puissance par modulation de la largeur d'impulsion. Le contrôle de l'état de la plaquette est réalisé par deux lignes avec la table suivante: 0 0: thermistance déconnectée/coupée 0 1: température trop basse <B>10:</B> température trop haute 1 1: température correcte.

Celle-ci est correcte à 37 C 0,2 . Lorsque la thermistance est défectueuse (état<B>0</B><I>0),</I> le chauffage est automatiquement inter rompu.

En ce qui concerne la barre de connexion BUS et les plaquettes qui y sont connectées, différents modèles et fabricants peuvent être choisis tels que STD-Bus (prolog), G-64 Bus (Gespac), Eurobus (PEP).

L'ensemble du circuit décrit ici pourrait évidemment être déve loppé sous la forme d'une carte microprocesseur spécifique.

Les organes PH, K, D et PR sont relatifs respectivement au pho tomètre de mesure, au clavier de commande, à l'affichage et à l'im primante qui ne sont pas décrits ni illustrés dans le cadre de la pré sente invention. Les éléments PHI, KI, DI et PRI sont les interfaces respectives de ces différents organes.

Dans la forme d'exécution décrite ici, le disque-transfert 1 com porte trente dégagements radiaux 2 et peut donc recevoir simultané ment 30 cellules. L'intervalle de temps entre deux pas successifs du disque-transfert 1 est de 15 s, de sorte que le disque 1 fait un tour en 30 x 15 s = 7,5 min. Ces 7,5 min ne correspondent pas à la durée d'analyse d'un échantillon, mais constituent la base incrémentale de la durée de toutes les analyses effectuées par l'appareil, étant donné, comme on le verra ci-après, que chaque cellule 3 peut rester sur le disque 1 pendant la durée nécessaire à l'incubation de l'échantillon à analyser.

Lors de la mise en route de l'appareil, un repère angulaire ménagé sur le disque-transfert 1 est initialisé, c'est-à-dire que l'en semble de gestion et de commande détermine la position du dégage ment radial 2 et donc de la cellule 3 N 1, ce qui permet de numéro ter les autres cellules ou dégagements successivement jusqu'à 30, per mettant ainsi à tout moment de déterminer le numéro d'une cellule 3 située dans une position angulaire donnée.

Au moment où une cellule est positionnée sur la rampe d'accès 11, elle est détectée par la cellule de détection 109 qui communique l'information à l'ensemble de gestion et de commande. Si, au même instant, la cellule de détection 108 ne détecte pas la présence d'une cellule 3 sur le disque-transfert 1, dès que le disque a tourné d'un pas, le poussoir de chargement 110 est entraîné dans un mouvement alternatif et pousse la cellule 3 dans le dégagement radial 2.

Chaque cellule 3 porte, sur sa face latérale tournée vers l'exté rieur du disque-transfert 1, un codage sous forme de barres, comme on l'a déjà dit. Le disque-transfert 1 entraîne pas à pas cette cellule 3 vers le lecteur de barres codes qui se situe entre deux positions angu laires d'arrêt successives des dégagements 2 du disque-transfert<B>1.</B> Dans ce déplacement, la cellule 3 passe sous la lame 12 et le galet qui appliquent étroitement la cellule 3 dans son dégagement 2. Lors qu'elle passe devant le lecteur 14, l'ensemble de gestion et de com mande identifie le type d'analyse à effectuer sur l'échantillon à analy ser. Cette information portée par la cellule suppose donc que l'utili sateur a choisi une cellule préalablement chargée d'un ou deux réac tifs dans le ou les réservoirs 3a, adaptés au type d'analyse auquel il désire soumettre l'échantillon. A partir de cette information et étant donné que l'ensemble de gestion et de commande connaît la position angulaire de la cellule par rapport au repère du disque-transfert 1 qui a servi à l'initialisation, chaque poste de traitement ultérieur recevra des instructions spécifiques en relation avec les opérations à effectuer.

Il y a lieu de préciser ici que, les cellules 3 présentant deux com partiments de réaction, l'un de ces compartiments a reçu l'échantil lon à analyser, l'autre recevant un liquide test destiné à servir d'élé ment de comparaison au moment de la mesure du résultat final.

Cette cellule 3, venant d'être chargée sur le disque-transfert 1, ne reçoit initialement pas de phase magnétique solide en suspension dans le réservoir 44, de sorte que la pipette 24 associée à la potence 18 n'est pas actionnée. Cette cellule 3 passe donc vers la seconde potence 19. A ce moment, la partie tubulaire mobile 29 solidaire du roulement à billes 30 est abaissée par la bielle 32 entraînée par le tenon 33 fixé au disque 34 calé sur l'arbre du moteur 35. Ce déplace ment de la partie tubulaire 29 provoque celui du bras de la potence 19 et de la pointe creuse 21. Dans ce mouvement, cette pointe perce un opercule de protection (non représenté) qui recouvre le réservoir latéral 3a situé sous cette pointe creuse, et celle-ci pénètre au-dessous du niveau de réactif contenu dans ce réservoir. Le piston doseur de la pipette 25 connectée à cette position creuse par le conduit souple 23 est entraîné (par un mécanisme non représenté) d'une course cor respondant au volume désiré. La bielle 32 soulève alors la partie tu bulaire 29. Celle-ci est alors entraînée angulairement par le disque 38 en prise avec le bras 36 par l'intermédiaire de la goupille 37. Lorsque la pointe creuse 21 se trouve au-dessus de l'un des compartiments de réaction 3b de la cellule, la bielle 32 abaisse à nouveau la partie tu bulaire 29 pour amener la pointe creuse 21 dans ce compartiment de réaction. Le piston doseur de la pipette 25 est déplacé en sens inverse d'une course correspondant à la dose de réactif désirée. La partie tu bulaire 29 est de nouveau soulevée par la bielle 32, puis elle est dé placée angulairement par le disque 38 en prise avec le bras 36, pour que le bras de la potence se trouve vis-à-vis de l'autre compartiment de réaction 3b de la cellule 3. La pointe creuse 21 est abaissée une nouvelle fois pour distribuer une même dose de réactif que dans le compartiment voisin. Enfin, la potence 19 est ramenée dans sa posi tion de départ, vis-à-vis du réservoir 3a, dans lequel elle a prélevé les doses de réactif distribuées dans les compartiments de réaction 3b et dans lequel elle évacue le reste du réactif qu'elle avait prélevé initia Iement. La potence 19 est encore soulevée pour sortir la pointe creuse 21 de ce réservoir.

Tout ce cycle de distribution des réactifs est réalisé dans l'inter valle de IS s séparant deux pas successifs du disque-transfert 1. Si un second réactif se trouve dans le second réservoir 3a de la cellule 3, ce qui dépend du type d'analyse à effectuer, la même opération que celle qui vient d'être d'écrite est répétée, pour distribuer ce second réactif aux deux compartiments de réaction 3b.

Ensuite, le disque-transfert 1 poursuit sa rotation pas-à-pas. Bien entendu, les autres cellules qui se trouvent sur le disque-transfert 1 sont chacune traitées en fonction de l'analyse à effectuer, de sorte que chaque poste de travail reçoit un ordre en fonction de la cellule 3 qui se trouve en face de lui.

Après le chargement du ou des réactifs commence la période d'incubation. Comme on l'a déjà dit, la thermostabilisation du contenu de la cuvette est réalisée par contact entre les parois du dé gagement radial 2 et celles de la cellule 3, le disque 1 étant chauffé à la température désirée par le corps de chauffe R noyé dans sa masse.

Etant donné que, dans cet exemple, le disque-transfert 1 présente trente dégagements radiaux 2, la période de révolution est donc de 30 x 15 s = 7,5 min, période à laquelle il faudra ajouter une frac tion de révolution suivant la position à laquelle la phase liquide est enlevée de la cellule après la séparation de la phase solide. Les pério des d'incubation des cellules seront donc un multiple de 7,5 min. De ce fait, et en fonction de l'analyse donnée, l'ensemble de gestion et de commande fixe le nombre de tours que la cellule doit exécuter pour faire incuber le contenu de la cellule.

Lors de la rotation suivante ou d'une rotation ultérieure, donc lors du passage de la cellule 3 vis-à-vis du premier poste de pipettage 16, le bras de la potence 18 vient aspirer une dose de phase solide (comprenant ici des particules magnétiques en suspension associées à un anticorps non spécifique) dans le réservoir 44. L'actionnement de la potence 18 est en tout point identique à celui de la potence 19 décrit précédemment, de sorte qu'il ne sera pas décrit à nouveau.

Après que la pipette 24 a aspiré un certain volume de cette sus pension dans la pointe creuse 20, la potence amène cette pointe creuse successivement dans chacun des compartiments 3b pour ajouter une dose de suspension de phase solide au liquide à analyser. La cellule est ensuite déplacée pas à pas jusqu'au premier poste de mélange 77 qui suit le premier poste de lavage 46, après quoi com mence une nouvelle période d'incubation.

A un tour suivant du disque-transfert 1, l'appareil procède à la séparation magnétique de la phase solide en vue du lavage. A cet effet, le poste de lavage 46 est associé et précédé des quatre aimants permanents 48 montés sur quatre supports oscillants respectifs 49. Ces supports oscillants 49 sont amenés en positions relevées par leur poussoir 52 articulé au support 49 et à l'armature mobile 53 de l'électroaimant 54, position dans laquelle l'aimant permanent 48 est appuyé contre la paroi latérale de la cellule 3, attirant ainsi les parti cules magnétiques de la phase solide contre la face interne de cette paroi latérale. Au fur et à mesure que la cellule 3 est déplacée par le disque-transfert vis-à-vis de ces aimants permanents 48, ceux-ci sont appliqués contre la paroi latérale de la cuvette 3, de sorte que les particules magnétiques restent pendant 45 s sous l'influence du champ magnétique pour leur permettre de migrer à travers le liquide vers la face interne de cette paroi latérale avant d'arriver au poste de lavage 46.

En arrivant à ce poste de lavage 46, le quatrième aimant perma nent 48 est appliqué contre la cellule 3, maintenant ainsi les particu les magnétiques. Le coulisseau 59 est déplacé vers le bas par la bielle 69 reliant ce coulisseau au disque d'entraînement 70 du moteur pas- à-pas 68, introduisant les deux paires de tuyaux 60a, 60b, 61a, 61b dans les deux compartiments respectifs 3b de la cellule 3.

Etant donné que le siège de l'évent 63 est initialement fermé par le clapet 64, la source d'aspiration 62 aspire le liquide de chaque compartiment 3b à travers les conduits 60a, respectivement 61a. Ensuite, le poussoir 66 commandé par l'électroaimant 67 soulève le clapet 64 interrompant l'aspiration. Pendant ce temps, le piston de la pompe 71 exécute sa course d'admission pour aspirer du liquide de lavage. Dès que l'évent 63 est ouvert par le clapet 64, le piston de la pompe 71 exécute son mouvement de refoulement, introduisant une dose de liquide de rinçage dans les compartiments de réaction 3b à travers les conduits 60b respectivement 61b.

Ensuite, ce cycle d'aspiration et distribution du liquide de lavage est répété encore deux fois, après quoi le coulisseau 59 est relevé, sortant les conduits 60a, 60b, 61a, 61b des compartiments de réac tion 3b de la cellule.

La cellule 3 est amenée au pas suivant du disque-transfert 1 vis- à-vis du poste de mélange 77 qui communique un rapide mouvement oscillant à la cellule autour du bord interne supérieur de l'évidement radial 2, à l'aide de la tige 78 actionnée par l'électroaimant 79 et du ressort de rappel 80. Les particules magnétiques de la phase solide sont ainsi remises en suspension dans le liquide de lavage.

Une seconde opération de lavage, précédée de trois étapes suc cessives de séparation magnétique, succède directement à l'opération de mélange. La seule différence entre cette deuxième opération de lavage et la première qui vient d'être décrite réside dans le fait que, après la troisième opération d'aspiration du liquide contenu dans les compartiments de réaction, aucun liquide de lavage ou de rinçage n'est réintroduit dans ces compartiments, et la cellule quitte ce poste de lavage avec la seule phase solide et les complexes qui ont été formés avec les antigènes spécifiques éventuellement contenus dans le liquide biologique à analyser ainsi que contenus en quantité connue dans le liquide témoin du second compartiment de réaction 3b. Lorsque la cellule 3 arrive vis-à-vis du poste de pipettage suivant 82, le coulisseau 86 est abaissé par le moteur synchrone 99 et la bielle 100, amenant les pointes creuses 87, 88 dans les compartiments de réaction respectifs 3b. La pompe péristaltique 91 introduit alors dans chaque compartiment 3b une même dose de substrat liquide par les conduits souples 89 et 90. Ce substrat liquide est composé d'une substance destinée à prendre une coloration d'au moins une longueur d'onde déterminée en présence du marqueur enzymatique associé aux complexes formés sur les particules magnétiques de la phase solide.

Ensuite, le coulisseau 86 est ramené en position haute par le moteur 99 et la bielle<B>100</B> et la cellule est conduite au deuxième poste de mélange 101 identique au premier, pour remettre les particules de la phase solide en suspension dans le substrat liquide. Une nouvelle période d'incubation variable, correspondant à un multiple entier de 7,5 min correspondant à une révolution du disque-transfert 1 plus une fraction de révolution comme expliqué précédemment, suit cette opération de mélange.

Une fois que la période d'incubation est terminée, et que la cellule se trouve vis-à-vis du poste de pipettage 83 semblable en tout point au poste de pipettage 82, une dose d'un liquide destiné à arrêter la réaction du substrat est introduite par la pompe péristalti que associée à ce poste de pipettage dans chaque compartiment de réaction 3b de la cellule.

Lorsque le contenu des compartiments de cette cellule 3 arrivant à l'unité de mesure 115 doit être analysé, le coulisseau 120 com mandé par la bielle 125 fait descendre le bras 119 qui amène l'extré mité du conduit 117 dans l'un des deux compartiments de la cellule 3, l'extrémité libre du bras 119a étant guidée dans la rainure 123. Une fois que le liquide de ce compartiment de la cellule 3 a été trans féré au photomètre 118, la bielle 125 fait remonter le coulisseau 120 et le bras 119. Lorsque l'extrémité libre de la branche 119a arrive au haut de la rainure 123 (fig. 11), l'électroaimant 132 déplace la tige 130 à l'encontre de l'action du ressort de rappel 133, de sorte que cette tige 130 fait pivoter le bras 119 et amène l'extrémité de la branche 119a au sommet de la rainure 124. Lorsque la bielle 125 fait à nouveau descendre le coulisseau 120, le bras est guidé par la branche 119a engagée dans la rainure 124, de sorte que l'extrémité libre du conduit souple 117 est amenée dans le second compartiment de la cellule 3, permettant de transférer dans le photomètre 118 le liquide à analyser de ce second compartiment.

Au cas où le photomètre ne fait pas partie de l'appareil décrit, mais constitue une unité séparée de celui-ci, la cellule est dirigée par le bras 102 sur la rampe d'évacuation 104 où on peut la prendre pour la placer sur ce photomètre séparé.

Claims (9)

1. REVENDICATIONS 1. Appareil d'analyse automatique pour le dosage d'anticorps ou d'antigènes dans un liquide biologique par formation de com plexes anticorps-antigènes spécifiques par l'action de réactifs respec tifs adaptés à la formation de chacun desdits complexes dans des cel lules de réaction, l'un des éléments du complexe étant initialement associé à un support, cet appareil comprenant des moyens de ther- mostabilisation pour l'incubation du contenu de ces cellules, un organe de transfert pas-à-pas de ces cellules en circuit fermé, entre un poste de chargement et de déchargement des cellules, des postes de pipettage, de mélange et de lavage, nécessaires à la mise en aeuvre d'une pluralité d'analyses spécifiques, disposés le long de la trajec toire desdites cellules, caractérisé par le fait qu'il comporte, après le poste de chargement, un organe de lecture d'un code porté par les cellules pour identifier le type d'analyse à effectuer, cet organe de lecture étant connecté à l'entrée d'une unité de gestion dont les sorties sont connectées à chacun desdits postes susmentionnés pour commander la séquence de leur fonctionnement en fonction du type d'analyse identifié à partir dudit code, lesdits moyens de thermosta- bilisation étant en contact avec au moins une partie de la paroi des- dites cellules de réaction sur toute la longueur dudit circuit fermé.
2. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit support associé à l'un des éléments du complexe est un support magnétique.
3. 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé par le fait que chaque poste de séparation magnétique comporte un aimant perma nent associé à un organe d'actionnement susceptible de déplacer l'aimant entre deux positions limites, l'une dans laquelle le champ magnétique coupe les parois de ladite cellule, l'autre dans laquelle ce champ magnétique est écarté de ces parois.
4. 4. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit organe de transfert est constitué par un disque en un matériau conducteur thermique dans lequel sont noyés des corps de chauffe et comprenant des logements pour recevoir lesdites cellules.
5. 5. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le poste de chargement est associé à deux détecteurs photoélectriques de cellules, l'un vis-à-vis de la trajectoire des cellules, en amont d'une rampe de chargement s'ouvrant vis-à-vis de la trajectoire dudit organe de transfert, et l'autre situé dans ladite rampe vis-à-vis de la position occupée par une cellule préalablement au chargement.
6. 6. Appareil selon la revendication 4, caractérisé par le fait que chacun desdits logements de l'organe de transfert s'ouvre radiale- ment sur la tranche dudit disque, chaque cellule étant positionnée dans son logement avec une portion de sa hauteur s'étendant au- dessus de la face supérieure du disque, le dispositif de mélange com prenant, d'une part, un organe élastique appuyant contre la tranche du disque et, d'autre part, une tige montée coulissante radialement par rapport au disque et au-dessus de la face supérieure du disque avec son extrémité avant adjacente auxdites cellules et un organe d'actionnement électromagnétique pour faire osciller longitudinale ment cette tige, à une fréquence apte à provoquer l'agitation du contenu de ces cellules.
7. 7. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le poste de chargement et chaque poste de mélange sont suivis d'orga nes de pression pour mettre en contact les parois des cellules avec celles des logements respectifs.
8. 8. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit organe de transfert présente pour chaque cellule de réaction un logement dont la forme épouse étroitement celle d'une partie de la cellule, les parois de ce logement étant chauffées par lesdits moyens de thermostabilisation.
9. 9. Appareil d'analyse selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend un photomètre relié à l'un des postes de pipet- tage.