WO2023011950A1 - Improved biological test support - Google Patents

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WO2023011950A1
WO2023011950A1 PCT/EP2022/070688 EP2022070688W WO2023011950A1 WO 2023011950 A1 WO2023011950 A1 WO 2023011950A1 EP 2022070688 W EP2022070688 W EP 2022070688W WO 2023011950 A1 WO2023011950 A1 WO 2023011950A1
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housing
biological test
test support
reaction
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Charlotte LEGER
Alice EPAULE
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Definitions

  • This document generally relates to diagnostic devices by nucleic acid amplification, in particular, from a biological sample such as drops of blood, urine, saliva and sweat. More specifically, the present invention relates to test plates, used in an automated biological test system intended to identify the presence of an infectious microorganism (bacterium, virus, etc.). However, the proposed device and method can be applied to the detection of other biological markers that can reveal other types of any pathology, including cancer.
  • PCR test methods PCR for Polymerization Chain Reaction
  • LAMP Loop -mediated isothermal amplification
  • RT-LAMP Reverse transcriptase Loop-mediated isothermal amplification
  • a biological sample to be tested undergoes a lysis operation, then the lysed sample is incubated with an extraction membrane. Then, after rinsing, possibly drying and eluting the molecules of interest from the extraction membrane, the resulting eluate is directed to one or more first amplification reaction zone(s).
  • the operations of rinsing, elution and reading of the result are carried out on a single-use cartridge.
  • Document CA3100263 describes a microfluidic device for the separation, purification and concentration of components in a fluid medium.
  • the eluted sample which is transported from the extraction membrane to the reaction/amplification zone may contain some undesirable residues which will hinder or even prevent the amplification reactions to occur. These impurities are more commonly found on point-of-care devices, which automate many steps of analytical methods, than on laboratory devices.
  • this type of impurity is generally found in a front portion (i.e. the start of the stream) of the eluted sample stream, while the following portion is devoid of this type of undesirable impurity.
  • a biological test support for single use, intended to be used with a test station to form a biological test system (ST) for detecting the presence of one or more pathogenic species and/or a nucleic acid sequence to be revealed, the test medium comprising:
  • an extraction membrane arranged in a first housing, in fluid communication with the upstream reservoir
  • reaction zone comprising a reaction housing containing a test reaction mixture
  • sampling membrane arranged in a third housing, the third housing being placed in fluid communication with the transfer channel.
  • the sampling membrane thus makes it possible to trap the front of the eluate, which may contain impurities and prevent it from reaching the reaction mixture(s).
  • the absorption capacity of the sampling membrane is chosen so that a flow of liquid passing through the transfer channel is partially sampled by the sampling membrane.
  • a front portion of the eluate is captured and retained by the sample membrane without reaching the first test reaction mixture, while a subsequent portion of the eluate reaches the first test reaction mixture.
  • the sampling membrane acts here as a 'depollution' membrane.
  • Such a membrane makes it possible to effectively manage the impurities without any particular intervention on the test wafer and in particular without piloting the biological test system. This is passive trapping.
  • said fluidic communication is direct.
  • placed in fluid communication covers in particular an arrangement where the sampling membrane is placed adjacent to the transfer channel. However, it is not excluded to have a diversion channel specific functioning as a connection, for example capillary, between the transfer channel and the sampling membrane. When the sampling membrane is saturated, it no longer captures additional liquid and lets the incoming fluid pass without capturing more.
  • extraction membrane designates here a porous member making it possible to momentarily absorb the nucleic acids contained in the sample to be tested, to retain these nucleic acids during one or more rinsing operations intended to eliminate chemical species such as proteins or debris, including lysis buffer residues. Following this, an eluent with a stronger ionic affinity with said nucleic acids is introduced, making it possible to capture the nucleic acids of interest and to carry them, in the form of an eluate, towards the reaction/amplification zones.
  • the biological test support forms a cartridge, that is to say a consumable object (i.e. single-use) intended to be used with a test station which receives the cartridge and which interacts with the latter.
  • the test station makes it possible to successively analyze a plurality of cartridges.
  • the aforementioned reaction housing may comprise one or more housings, called second and/or fourth housing.
  • the sampling membrane may have an absorption capacity representing a volume of between 10% and 90% of the predefined volume of eluent.
  • the predefined volume of eluent is typically embedded in a housing of the test plate (in a blister for example).
  • the start of the flow is detected thanks to the sampling membrane, but it becomes saturated at a given moment and there is still some eluate which will continue on its way to the reaction zone.
  • the sampling membrane can have an absorption capacity representing a volume of between 20% and 70% of the predefined volume of eluent, or even a volume of between 30% and 60% of the predefined volume of eluent. According to various possibilities, it is possible to predict quite precisely the volume which will be trapped by the sampling membrane and also consequently the volume which remains available to react in the reaction mixture zones. In addition, a sufficient volume of the eluate which could contain undesirable elements is removed by trapping.
  • the sampling membrane can rub shoulders with the transfer channel over a distance greater than 4 mm or else N times a diameter or a dimension (width or height) of the cross section of the transfer channel, N preferably being greater than 3, 5, 10 or even 15.
  • the test medium may further comprise at least a first volume of first rinsing liquid, and/or a predefined volume of eluent.
  • the volumes can be contained directly in housings of the test medium or contained in bags arranged in housings of the test medium.
  • the liquids are housed on board the test stand, and thus the only interface needed for fluid transmission between the test wafer and the test station is a pneumatic interface. Transfers of fluid between the test station and the test support are thus minimized and, in fact, the risks of leakage and contamination of the test station.
  • the test reaction mixture is in lyophilized form.
  • the freeze-dried form allows the test support to be kept ready for use over a long period before its actual use.
  • the mixture can allow the amplification and detection of at least one nucleic acid sequence of interest.
  • the reaction zone comprises a first reaction zone which can contain a porous reaction medium arranged in a second housing of the reaction housing and containing the first test reaction mixture in lyophilized form, the first reaction mixture allowing the amplification and detection of at least one nucleic acid sequence of interest.
  • the test support may further comprise at least one recovery tank, to recover the liquids resulting from the rinsing, and the overflow of eluate.
  • the test support may further comprise at least one air outlet, to facilitate the filling of said reservoir.
  • the air that was in the recovery tank can easily escape when pushing liquids towards the recovery tank.
  • the test support may further comprise a valve system for directing a flow of fluid (liquid and/or air) from the extraction membrane selectively to the recovery tank or to the reaction zone via the channel of transfer.
  • a valve system for directing a flow of fluid (liquid and/or air) from the extraction membrane selectively to the recovery tank or to the reaction zone via the channel of transfer.
  • One can reliably direct the liquid flows inside the test medium by controlling the valve system.
  • Said valve system can be activated from the test station which processes the test medium.
  • the valve system may include a first bypass valve and a second bypass valve for directing fluid flow from the extraction membrane selectively to the recovery tank or to the reaction zone(s) through the transfer channel.
  • THE diverter valves can be membrane-type valves. This kind of membrane-type valve can be easily controlled thanks to pushers arranged in the test station which processes the test support(s).
  • the sampling membrane (or the third housing) is located fluidically between the valve system and the reaction zone.
  • the sampling membrane or the third housing
  • the sampling membrane is located fluidically on the path that leads from the valve system to the reaction zone.
  • the sampling membrane is arranged at the most relevant location of the microfluidic circuit, i.e. just upstream of the reaction mixing zones and after the valve system, which prevents the sampling membrane from sampling, for example, liquids from rinses which are used to clean the extraction membrane.
  • the reaction zone may further comprise a second reaction zone containing a fourth housing and containing a second control reaction mixture.
  • the test medium may further comprise a result reading zone comprising at least the reaction zone and in particular the first reaction zone and/or the second reaction zone.
  • a result reading zone comprising at least the reaction zone and in particular the first reaction zone and/or the second reaction zone.
  • it may be an optical reading of the result.
  • the test medium (more precisely the reaction zone) may also comprise a distribution reservoir arranged adjacent to the first, and if necessary the second, reaction zone(s) so as to be able to supply eluting the first and second reaction zones by capillary pumping. This makes the supply of eluate to the reaction zones more reliable.
  • the sampling membrane can be formed from a material comprising at least one of: cellulose, polyvinylidene fluoride ('PVDF'). These materials have adequate porosity to capture and retain the eluate.
  • the absorption capacity of the sampling membrane is determined so that a flow of liquid passing through the transfer channel is partially sampled by the sampling membrane.
  • partially withdrawn it is meant that only a portion of the flow is withdrawn and not all of it (for example between 5 and 90%, or 10 and 90%, or between 10 and 50% of the flow).
  • the absorption capacity is notably defined by the dimensions of the sampling membrane, its material, the interface with the transfer channel, etc.
  • the sampling membrane can be formed from a material having a water absorption of between 50 mg/cm 2 and 150 mg/cm 2 , or even between 95 and 105 mg/cm 2
  • the biological test support is configured to bring the biological sample to be tested into the extraction membrane, then after rinsing, drying and eluting said extraction membrane, directing the resulting eluate towards at least the first reaction zone, a precursor portion of the eluate being trapped by the sampling membrane without reaching the test reaction mixture, a following portion of the eluate reaching the test reaction mixture.
  • the reaction housing is located in a thermal interaction zone configured to be heated by the analysis station, and the third housing is located outside the thermal interaction zone.
  • the thermal interaction zone is typically less than 5cm 2 .
  • the first housing is arranged in the thermal or optical surface interaction zone at most equal to 5 cm 2 . This makes it possible to use the same heating system for the extraction membrane and for the reaction zone, which reduces the complexity of the station and increases the compactness of the assembly. Incidentally, this can accelerate the drying of the extraction membrane.
  • the test support may be presented as a wafer with a body in which channels and housings are formed, which are generally isolated from the external environment.
  • Such a test support can be mass-produced at well-controlled costs.
  • the support may have a generally flat parallelepipedal shape, with two main faces.
  • An air inlet may be provided and an inlet in fluid communication with the upstream reservoir may be provided to receive a biological sample to be tested.
  • These two entrances can be arranged on a single main face.
  • all the interfaces can be arranged on a single main face.
  • the test holder is configured to cooperate with a biological test station to form the biological test system.
  • the eluent contained in the eluent volume is RNase- and/or DNase-free distilled water and the eluent volume has a volume of between 30 microliters and 100 microliters.
  • At least one air inlet merged with or separate from the inlet for receiving the biological sample.
  • the separate air inlet or the combined inlet can additionally be fitted with a non-return valve.
  • the inlet for receiving the biological sample can preferably be sealable or reclosable, or even be equipped with a non-return valve
  • a second volume of a second rinse liquid may be provided, the first and second volumes of rinse liquid having a volume between 100 microliters and 300 microliters.
  • the present invention also relates to a biological test system comprising an analysis station and one or more biological test supports as described previously, the analysis station comprising at least one pneumatic connector configured to be coupled to the input of air from the biological test medium.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of a first embodiment of test support according to the present invention
  • FIG. 2 is a plan view of a second embodiment of test support according to the present invention.
  • FIG. 3 schematically illustrates in elevation the coupling between the transfer channel and the sampling membrane.
  • FIG. 5 schematically illustrates the interface between the analysis station and the biological test support in the fluid activation zones.
  • FIG. 6 schematically illustrates the interface between the analysis station and the biological test support, in the result reading zone.
  • FIG. 7 illustrates an analysis station with a biological test support.
  • FIG. 8A and 8B are detail views illustrating a membrane-type valve.
  • FIG. 9 is a detail view illustrating a sachet of liquid on board the wafer and pushed by a piston of the analysis station.
  • - Figure 10 is a schematic plan view of another embodiment of test support according to the present invention.
  • - Figure 11 is a plan view of another embodiment of test support according to the present invention.
  • Figure 12 is a three-dimensional view of the example of Figure 11.
  • FIG. 13 is a view similar to Figure 4 and shows a section relating to the embodiment of Figures 11 and 12.
  • a biological test system ST which includes an analysis station 8 which will be commented on later, and a test support 1.
  • test support 1 which can be called in practice the “cartridge” or the “wafer” is intended for single use; there are therefore as many test supports as there are tests to be carried out.
  • a biological sample is collected, for example saliva, a nasopharyngeal swab, or urine, or even sweat.
  • the proposed system is intended in particular for the processing of human samples, it is not excluded to use the proposed system to process samples taken from animals.
  • the collection of the biological sample can be introduced into a collection container where a lysis buffer is added (to break the membranes of the biological cells).
  • the collection container can be agitated for a sufficient time of one to several minutes, after which a predefined amount of ethanol is poured into the container to freeze the sample in a prepared sample state. Note that it is sufficient to collect a small amount of raw body fluid, typically a volume between 0.1 milliliter and 1 milliliter is sufficient for multiple types of tests.
  • the biological sample in the collection container thus prepared (denoted ET) is then poured into an inlet orifice of the test support marked 12. Following this, this inlet orifice is sealed, ie this inlet is sealed by a plug or even sealing of a watertight closure membrane.
  • the inlet 12 is fluidically connected to an upstream reservoir 11, which receives the biological sample.
  • the upstream reservoir 11 can store the biological sample temporarily (for a few minutes).
  • the upstream reservoir 11 can also be a simple passage channel.
  • a non-return valve can also be used, which also allows this inlet to be used as an air inlet for subsequent operations. This valve allows entry into the test support but prohibits reverse movement.
  • the valve can be mounted on the inlet port by a retaining ring, for example.
  • the valve can be a silicone valve, such as a “duckbill valve”, “dome valve”, “umbrella valve”, etc.
  • test support 1 now containing the biological sample to be treated is placed on a test station in the analysis station 8 which then has its cover 80 open. Then the door (the cover) is closed and a user triggers a processing cycle, i.e. a test cycle. At the end of said cycle, a test result is given by the analysis station, in a form which will be described later.
  • the test stand and analysis station may have various functions and features; exemplary embodiments are presented below.
  • the result is obtained in a time ranging from a few minutes to a few tens of minutes.
  • Such a system can be used in the context of an analysis laboratory, but, given its simplicity and the speed of its implementation, this biological test system can be used beyond, in a very broad context.
  • point-of-care type i.e. in a pharmacy, in a doctor's office, in a general care establishment, in a quarantine and quarantine release system, etc.
  • This biological test system can also be used in a veterinary vehicle for testing animals.
  • test support In general, the term "test support" must be taken here in the very broad sense, the test support is here a support which can take any geometric shape, for example a wafer shape, but any other shape is not however, is not excluded.
  • All the processing operations carried out on the biological sample to be tested are carried out in this plate, in particular the extraction of DNA/RNA molecules, rinsing, elution, the plate also comprising at least one zone for reading the result.
  • the test support/the test wafer has a generally flat parallelepipedal shape, with two main faces, namely a first main face 10A called the interaction face and a second main face 10B called the rear face.
  • a peripheral slice 10C forming the other four faces extends between the two main faces.
  • the thickness of the wafer denoted H1 is between 3 mm and 20 mm.
  • the length L1 is between 20 mm and 80 mm and the width W1 is between 10 mm and 60 mm.
  • the geometric configuration can similar to a credit card format with however a slightly greater thickness.
  • the test wafer 1 can however have another shape. For reasons of optical readings, shapes comprising a small thickness and flat main faces are preferred.
  • the test support can be identified by an identification element, which can be arranged on the support (i.e. QR Code) or in the support as in the case of an RFID chip, NFC or equivalent.
  • the identifier can be even simpler, such as color coding or mechanical coding.
  • the identification element when it is digital, makes it possible to uniquely identify the test medium, and incidentally to store the result in the identification element at the end of the test before opening the door /hood.
  • the biological sample ET being associated with an individual from which this biological sample comes, which makes it possible to associate the biological sample, the support and/or the donor individual in a one-to-one way.
  • the RFID or NFC chip also makes it possible to identify that a support is properly mounted in the station. This may condition the activation of the station lock.
  • test support formed as a wafer is obtained by removal in such a way as from a block of homogeneous parallelepipedal material. Milling and drilling are performed from the rear face 10B to obtain the channels and housings which will be discussed later.
  • milling and drilling can be done from the front side as well.
  • the body of the wafer is formed from translucent plastic material 100, such as polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), cyclo-olefin copolymer (COC) or Cyclo Olefin Polymers (COP).
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PC polycarbonate
  • COC cyclo-olefin copolymer
  • COP Cyclo Olefin Polymers
  • the chosen substrate forms an effective barrier to contain the fluids considered, it does not let through or absorb the air and the rinsing liquids which will be discussed later.
  • a closure membrane 59 for example a bio-compatible adhesive plastic film.
  • a rear cover for example by ultrasonic welding.
  • a closure membrane may also be provided on part of the front face of the wafer.
  • channels and housings are generally isolated from the external environment.
  • FIGS 1, 2 and 10 illustrate several embodiments of the test support.
  • the housings circulates the fluid which can be liquid or air.
  • the channels generally have a small cross-section and/or a small length with regard to the dimensions of the housings.
  • the housings there is a so-called upstream reservoir 11 which forms a reservoir for the temporary storage of the biological sample to be tested ET; this reservoir is a widened channel in the form of a serpentine in the example illustrated II can nevertheless have another shape.
  • This recovery tank 18 is downstream of the channels transporting liquid fluids and this recovery tank 18 is sized to contain: the volume of the biological sample to be tested + the volumes of rinsing liquid + the volume of eluate.
  • the volume of this recovery tank 18 is for example between 0.1 milliliter and 2 milliliters.
  • the recovery tank 18 contains an absorbent pad 180 (see Fig 10).
  • This absorbent pad has a blotting effect and captures liquids. It is expected that the absorbent pad does not occupy all the available volume in the recovery tank, and to leave at least one air passage between the pad and the walls of the tank so that air can escape through an outlet orifice 16.
  • a channel (known as the injection channel 14a) connects the air inlet 14 to the space forming the upstream tank 11.
  • the upstream tank 11 can be a housing in the form of a channel with a length and/or a section greater than those of the communication channels 13.
  • the biological sample typically comprises saliva and lysis buffer.
  • connecting channel 11a Another channel (known as connecting channel 11a) connects the space forming the upstream reservoir 11 to a first housing 24 containing an extraction membrane 2 which will be discussed later.
  • Another channel (known as the first intermediate channel 24a) connects the housing 24 to a bypass valve 52 (called second bypass valve). From there, another channel, called transfer channel 44, connects the outlet of the bypass valve 52 to the zone containing the reactants, in particular to a distribution tank 38.
  • transfer channel 44 connects the outlet of the bypass valve 52 to the zone containing the reactants, in particular to a distribution tank 38.
  • Another channel (called second intermediate channel 24b) connects the housing 24 (or the diverter valve inlet 52) to another diverter valve 51 (known as the first diverter valve) which authorizes or stops the passage of fluid to the downstream in the direction of the recovery tank 18, via an evacuation channel 18a.
  • the evacuation channel 18a therefore opens into the recovery tank 18 and may include an optional air outlet 17 ( Figure 2).
  • the first intermediate channel 24a and the second intermediate channel 24b can have a common portion and then be divided into two sub-portions, the sub-portions respectively integrating the first bypass valve 52 and the second bypass valve 51 .
  • the two bypass valves 51, 52 are then arranged in parallel at the outlet of the first housing 24.
  • a single valve can be provided, instead of the valves 51, 52.
  • the single valve then comprises an inlet and two outlets, which can be selected selectively.
  • FIG. 1 and 2 illustrate three housings 61, 62, 63 (two rinsing liquids and one eluent);
  • FIG. 10 illustrates two housings 61, 63 (a rinsing liquid and an eluent).
  • the treatment liquids are arranged upstream of the housing 24 of the extraction membrane 2, and are configured to be activated selectively by the analysis station.
  • pneumatic interface 66 represented schematically in FIG. 6, at the level of the air inlet 14. Thanks to this pneumatic inlet, and the control of a valve system already presented but described in more detail below , the analysis station can push the liquids inside channels of the test pad.
  • the test medium 1 comprises an extraction membrane marked 2.
  • the extraction membrane 2 can be a silica membrane or a cellulose membrane.
  • the extraction membrane has a porous structure, i.e. an alveolar structure.
  • the function of the extraction membrane is the isolation of DNA/RNA molecules and the removal of proteins and other short molecule waste products as will be described below.
  • the silica matrix of the extraction membrane is capable of selectively fixing DNA/RNA under conditions of high ionic strength and at pH ⁇ 7. Impurities are eliminated by rinsing and after drying, the molecules of DNA and RNA sequences are eluted in a solution at low ionic strength and at pH > 7.
  • the silica matrix can be in the form of glass powder, glass/silica particles or glass fibers.
  • the extraction membrane 2 occupies the entire housing 24 in which it is arranged in the direction transverse to the flow of the fluids which are passed through the extraction membrane 2. In other words, the flow of fluid flow (rinsing, drying, elution) cannot bypass the extraction membrane 2.
  • the Whatman GF/F membrane from Sigma-AldrichTM source can be chosen for the extraction membrane.
  • the GF/D Whatman membrane from Sigma-AldrichTM source can be chosen for the extraction membrane.
  • the length of the membrane can be of the order of 10 mm, its width can be between 3 mm and 5 mm and its thickness can be between 0.3 mm and 0.6 mm.
  • test medium includes processing liquids that are predisposed on the test medium, i.e. present on the test medium itself. We can say that they are embedded or on board the test medium.
  • a volume of eluent 23 arranged in the other housing 63 the capacity of which is predetermined and known in advance.
  • These volumes/products are contained directly in housings of the body 10 or contained in sachets which are arranged in housings of the body. In the sachet/blister configuration, these sachets are prepared in advance and have a very specific capacity.
  • the liquid of interest is contained in this sachet, for example in aluminum film, and there is no direct contact between the body of the wafer and the liquid of interest before actual use by piercing/tearing of the sachet .
  • the first and second volumes V1, V2 of rinsing liquid R1, R2 of the housings 61, 62 have a volume of between 100 microliters and 300 microliters.
  • the invention also works for smaller flushing volumes and also for larger volumes.
  • volume (denoted V3) of eluent 23 from housing 63 it can be between 30 microliters and 50 microliters.
  • eluent we will preferably choose a particular water, namely distilled water free of RNase and Dnase, i.e. devoid of Rnase and Dnase, called “Dnase/Rnase free water”.
  • a Tris/EDTA buffer is used.
  • eluent one can also choose as eluent a compound known as IbufferTM from OptigeneTM.
  • the eluent has a low ionic strength and has a pH > 7.
  • test support comprises a system of valves 5 to direct a flow of fluid from the outlet of the extraction membrane selectively towards the recovery tank 18 or towards the zone(s) feedback via transfer channel 44.
  • the test stand comprises two diverter valves which serve to direct or stop a flow of fluid circulating in the channels 13.
  • the two valves make it possible to direct a flow of fluid from the extraction membrane 2 selectively towards the recovery tank 18 or towards the reaction zone.
  • the first bypass valve 51 can selectively close access to the recovery tank 18.
  • the second bypass valve 52 can selectively open access to the reaction zones.
  • the two bypass valves 51, 52 are arranged in parallel at the outlet of the housing 24, so that the activation of one or the other makes it possible to selectively guide the fluids towards the recovery tank 18 or the reaction zones. .
  • valve system 5 can comprise different configurations, such as a single valve which makes it possible to selectively send an input to the two channels previously described.
  • the diverter valves 51, 52 are in the example illustrated valves of the membrane type.
  • a deformable membrane selectively opens or closes a passage between two neighboring orifices, the membrane being placed in a closed housing, the two orifices being the only passageways available for the fluid.
  • the bypass valves 51, 52 are tap-type valves, the rotation of which can be activated pneumatically.
  • the diaphragm valve has been shown in a normally open configuration, but it is also possible to use a normally closed configuration diaphragm.
  • the air outlet 16 is arranged at the bottom or in communication with the bottom of the recovery tank, while the optional intermediate air outlet 17 is arranged near the inlet of the recovery tank. Both can be equipped with a GoretexTM capsule or equivalent which prevents liquid spillage while allowing air to pass through.
  • the GoretexTM cap is optional.
  • test support 1 and in particular the reaction zone, comprises a first reaction zone 31 with a first test reaction mixture 33 positioned in a reaction housing. More specifically, the first reaction zone contains a porous media 35 containing the first test reaction mixture 33.
  • the reaction zone contains a porous media 35 containing a second control reaction mixture 34.
  • the first and second reaction zones are respectively arranged in a second housing 72 and in a fourth housing 74.
  • the second housing 72 and the fourth housing 74 form part of the reaction housing.
  • reaction housing or zone
  • it comprises one, two or more reaction housings (or zones), and/or the distribution reservoir 38.
  • the transfer channel 44 connects the first housing 24 to the reaction housing 72, 74.
  • a sampling membrane 4 arranged in a third housing 73, the third housing 73 being placed in fluid communication with transfer channel 44.
  • the sampling membrane 4 is sized so that only part of the fluid flow passing through the transfer channel 44 in normal use is sampled by the sampling membrane 4. More specifically, the sampled part comprises the front of the flow. Concretely, when a flow of fluid passes through the transfer channel 44, the front of the flow is picked up by the sampling membrane 4. Once the latter is saturated, it stops absorbing and the rest of the flow joins the reaction zone. .
  • the dimensioning of the sampling membrane 4 is done with respect to the volumes of fluid present on the wafer. More specifically, the dimensioning of the sampling membrane 4 is done with respect to the volume of eluent alone, and even more specifically with respect to the volume of eluent passing through the extraction membrane.
  • the volume of eluent can be the volume of eluent V3 stored in the housing 63.
  • the sampling membrane 4 can absorb between 5% (or 10%) and 90% of the volume of eluent stored on the test plate 1.
  • sizing we mean in particular the size of the sampling membrane 4 and/or the surface of the interface with the transfer channel 44, and/or the absorption capacity of the material of the sampling membrane 4.
  • the third housing 73 takes the form of an enlargement of the transfer channel 44 and the sampling membrane 4 is positioned in said enlargement.
  • enlargement is meant in practice an enlargement of the cross section of the transfer channel 44.
  • the transfer channel 44 is not obstructed by the sampling membrane 4 but the fluidic interface between the transfer channel 44 and the sampling membrane 4 is enlarged.
  • a wall of a portion of the transfer channel 44 is formed by the sampling membrane 4. This allows the fluid front passing through the channel to be effectively captured, until the sampling membrane 4 is saturated.
  • the interface between the internal volume of transfer channel 44 and sampling membrane 44 extends at least 3mm, or 5mm or even 8mm in length.
  • the sampling membrane 4 can have a shape substantially similar to that of the third housing 73, or even slightly larger (for example homothetically), so that the sampling membrane 4 can be inserted by slightly deforming it into the third housing 73, this which holds it in place.
  • the sampling membrane 4 is arranged downstream of the valve system 5 and upstream of the first reaction zone 31. More particularly, in the case of a valve system 5 with the first valve of bypass 51 and the second bypass valve 52, the sampling membrane 4 is arranged downstream of the second valve 52.
  • the sampling membrane 4 can be obtained from a cellulose material (for example cotton fibers, such as cotton linter). Alternatively, the sampling membrane 4 can be obtained from a material of polyvinylidene fluoride ('PVDF'). Other porous materials can also be selected.
  • the water absorption of the material can be between 50 mg/cm 2 and 150 mg/cm 2 Conclusive tests have been obtained for an absorption of the material of 99.2 mg/cm 2 (with a thickness of 954 ⁇ m).
  • the material used for the tests was cotton linter (“cotton linter”).
  • the sampling membrane 4 can rub shoulders with the transfer channel 44 over a distance L4 greater than N times a diameter (if circular section) or a dimension (width or height, if rectangular section) of the section cross section of the transfer channel 44, N preferably being greater than 3, or 5 or even more.
  • the transfer channel 44 has a section of 0.5mmx0.3mm for an interface extending over almost 10mm, i.e. an N approximately equal to 20 (the entire length of the membrane can be interface). This makes it possible to determine the surface of the aforementioned interface. This characteristic is notably permitted when the third housing 73 is formed by enlarging the transfer channel 44.
  • the transverse dimensions of the transfer channel are denoted D3 and H3.
  • H3 can be between 0.3 mm and 2 mm.
  • D3 can be between 0.2 mm and 0.5 mm.
  • the depth H3 of the transfer channel may be greater than the depth H4 of the third housing 73. It is noted that the depths are along the Z axis.
  • the depth H3 of the transfer channel 44 may be lower than the depth H4 of the third housing 73.
  • the height H2 represents the height of the insert body.
  • H3 can be between 50% and 90% of H2.
  • H3 can be between 20% and 50% of H2.
  • the sampling membrane 4 can have an absorption capacity representing a volume of between 10% and 90% of the predefined volume V3 of eluent of the housing 63.
  • the sampling membrane may even have an absorption capacity representing a volume of between 20% and 70% of the predefined volume of eluent, or even a volume of between 30% and 60% of the predefined volume of eluent V3.
  • the sampling membrane 4 can have a parallelepipedal shape, as illustrated in FIGS. 1 and 2, 3 and 4. In another embodiment, the sampling membrane 4 can have another shape, in particular to optimize the available space (L-shape for example, as illustrated in FIGS. 11 and 12).
  • the height H4 represents the height of the sampling membrane 4,
  • the volume generally occupied by the sampling membrane is defined by the product H4 x L4 x D4.
  • D4 is the dimension of the sampling membrane in the direction transverse to the canal, denoted Y. (cf Fig 4).
  • the absorption capacity of the membrane can be expressed by K x H4 x L4 x D4.
  • K being a coefficient between 0.5 and 0.8. K can be considered as capture rate.
  • K ⁇ H4 ⁇ L4 ⁇ D4 makes it possible to absorb between 5 and 90, or even 20% and 70% or else 10 and 50 ⁇ of the predefined volume V3 of eluent.
  • K ⁇ H4 ⁇ L4 ⁇ D4 is chosen so that the sampling membrane absorbs between 30% and 60% of the volume V3.
  • sampling membrane 4 is in fluid communication only with transfer channel 44. This means that housing 73 forms a cul-de-sac or dead end when viewed from transfer channel 44. Fluid communication from transfer channel 44 to third housing 73 is a fluid impasse.
  • the reaction housing 72, 74 of the test support 1 is included in a thermal interaction zone 126 with the analysis station 8.
  • the thermal interaction zone 126 corresponds to a region of small surface area which is preferentially heated by the analysis station heater (described below).
  • the thermal interaction zone 126 can be at most 5 cm 2 , or even 4 cm 2 .
  • the thermal interaction zone 126 further comprises the first housing 24 (which comprises the extraction membrane 2).
  • the sampling membrane 4 is located outside the thermal interaction zone 126, but also outside an optical reading zone (see the optical devices described below).
  • the sampling membrane 4 can comprise molecules of interest, captured during sampling, which react during heating.
  • the third housing 73 does not extend over the entire thickness of the test wafer 1 but only over less than half. This allows you to arrange channels and components on either side of the wafer.
  • the reaction housing 72, 74 comprises a small distribution reservoir 38 arranged adjacent to the second and fourth housings 72, 74 to indirectly feed the porous media of the housings 72, 74.
  • the porous media of the zones of reaction 31, 32 i.e. the discs of the first and second reaction mixtures 33, 34 are supplied with eluate by the arrival of this eluate from the transfer channel 44 in the distribution tank 38, without this eluate passing through the discs.
  • a radial projection is provided for the capillary pumping function. Only the radial projection is bathed directly by the flow of eluate. The discs are not bathed by the flow of eluate, they are supplied with eluate by capillary pumping. It is noted that the second and fourth housings 72,74 which contain the discs have a single input/output port through which the radial projection passes, in other words said housings are in a dead-end configuration. It is noted that the contact interfaces between the discs and the reservoir are minimized, as are the dead volumes around the discs so as to limit the diffusion of the reagents contained on the discs.
  • Both test and control discs can be chosen from Whatman GF/DVA references from CytivaTM (previously GE HealthcareTM Life SciencesTM).
  • the discs have a diameter between 5 mm and 6 mm and a thickness between 0.7 mm and 1 mm.
  • each disk occupies the entire slot in which it is placed; there is no clearance or space available for eluate to lodge.
  • a groove is provided under the discs and an escape passage to facilitate this air escape.
  • reagents are in one example: H2O, dNTPs, 10x isothermal buffer, MgSO4, betaine, intercalating agent, primer mix, Bst 2.0 W S enzyme, and AMV-RT enzyme.
  • this may be the WarmStart LAMP Kit from New England BiolabsTM.
  • the test reaction mixture contained in the porous media thus comprises, in one example, the reverse transcriptase which makes it possible to transcribe the RNA into DNA, the set of primers specific to the DNA of the pathogen, the DNA polymerase, a buffer isotherm containing deoxynucleotide triphosphates (dNTPs), necessary for DNA amplification, MgSO4 acting as a cofactor and reaction catalyst, as well as betaine, an additive often used to improve the amplification of DNA sequences. Finally, a fluorophore or a colorimetric probe is included to reveal the amplification reaction when it takes place.
  • dNTPs deoxynucleotide triphosphates
  • the first and second reaction mixtures 33, 34 are in freeze-dried form. This shape is stable and allows long storage of new test media before use.
  • the first and second reaction mixtures 33, 34 are presented as a general disc shape.
  • the porous medium 35 is formed from paper. Its ability to absorb RNAse- and/or DNase-free water (eluent) is known, controlled and repeatable, which contributes to the reliability of the test.
  • the result is read by optical measurement, in particular a first optical device 98 arranged in the analysis station 8 opposite the first reaction zone 31 and a second optical device 99 arranged in the analysis station.
  • analysis 8 vis-à-vis the second reaction zone 32.
  • an illumination element common or not, and an imaging device, an optical sensor or photodiodes to receive radiation reflected (or transmitted) by the porous media of the first and second reaction mixtures 33, 34.
  • the fluorescence properties of the porous media where the nucleic acids have multiplied are used.
  • Said first and second reaction mixtures allowing the amplification and detection of one or more nucleic acid sequences.
  • a result reading zone comprising at least the first and second reaction zones 31, 32.
  • the reading zone is also wider than the wafer itself. If the substrate used for the body is not transparent or not sufficiently translucent, a specific transparent window can be provided for reading the result.
  • the fluorescence response of the first and second reaction zones is determined to derive a test result therefrom.
  • the first test zone amplifies the DNA specific to the pathogen sought.
  • the second area (control disc) is to amplify non-specific RNA from the sample.
  • the two mixtures reactions are identical except for the set of primers in place.
  • these are primers not specific to the virus sought (pathogen sought) but cooperating with an RNA sequence always present in the sample/incident eluate.
  • the purpose of the control is to confirm that both the extraction step and the amplification step have taken place, thus eliminating the option of a false negative.
  • the fluorescence response intensity of the test disc can be translated into an index ranging from 0 to 1.
  • reaction mixtures can be analyzed optically after reactions, either by measuring reflectivity or by measuring transmissivity (transmitter and receiver on either side of the wafer).
  • a reference optical reading is carried out before heating, to allow the "zero" of the optical system to be taken, under ambient radiation conditions and with the wafer as it is in transparency. After reaction heating and cooling, the new optical measurements are taken with the reference measurement before heating as a reference (differential method).
  • Analysis station 8 looks like a parallelepipedic box. In one example, this box is close to a cubic shape. In one example, the side of this cubic shape has a length of between 25 cm and 40 cm. The analysis station could however have any shape.
  • the analysis station 8 comprises a cover 80 mounted by means of a hinge, and a cover locking system is provided. Indeed, when the test operations are in progress on a test wafer, the cover is closed and locked. When the test is finished and the result is obtained, the locking system unlocks the bonnet. An operator can then open the cover, remove the test wafer and place a new test wafer to be processed on the base.
  • the analysis station 8 includes an air pump. This can be a pressure-generating pump or a vacuum-generating pump, depending on the possible configurations with regard to the station's test support.
  • the analysis station 8 comprises a heating device 96.
  • the heating device 96 heats the test wafer 1 in a thermal interaction zone 126.
  • a first heating portion 96a heats up opposite the housing 24 of the membrane of extraction 2 and a second heating portion 96 opposite the reaction zones, in particular below the housings 72, 73.
  • heating device 96 is not located opposite the sampling membrane 4, which is outside the thermal interaction zone 126.
  • the heating device can be complemented by a cooling device.
  • the analysis station 8 includes a temperature sensor to regulate the control of the heater.
  • the heating device can be a heating resistor, a Peltier effect cell, or even comprise one or more black body(ies) arranged near the reaction zones and infrared lighting to heat the said ) black body(ies).
  • the station controls the heating device to have a plateau at a certain temperature and over a certain duration.
  • the bearing temperature is between 50°C and 70°C.
  • the plateau temperature is 65°C.
  • the duration of the stage is between 20 minutes and 40 minutes.
  • the analysis station can operate with a predetermined dwell time (parameter).
  • the end of the stage can depend on the optical analysis of the reaction zones, for example the result can be read before the predefined duration, or in the opposite case, the optical analysis of the reaction zones can allow to identify an error.
  • a first actuator 91 makes it possible to exert a mechanical action on the volume of the first rinsing volume 61.
  • a second actuator 92 makes it possible to exert a mechanical action on the volume of the second rinsing volume 62.
  • a third actuator 93 makes it possible to exert a mechanical action on the volume of eluent 63.
  • a fourth actuator makes it possible to exert a mechanical action on the first bypass valve 51.
  • a fifth actuator makes it possible to exert a mechanical action on the second diverter valve 52.
  • the actuators can be called 'push-buttons'.
  • An LED illuminates the disc 35 first reaction zone 31 and the radiation received in return is picked up by one or more photodiodes 98.
  • the heating device 96 can be combined with the optical cells 98,99 (transmission and/or reception) to form a combined heating and reading device 120.
  • the document PCT/FR2021/050545 describes in more detail the operating logic of the test wafer 1, in particular the activations of bypass valves.
  • FIGS 8A and 8B illustrate a bypass valve 51 in the form of a deformable membrane, which selectively opens or closes a passage between two channels 131, 132.
  • the deformable membrane delimits a chamber 151 from below.
  • the body of the wafer delimits the chamber 151 on the sides and on the top, except at the places where the channels open out, with a first port 131a (first mouth) and a second port 132a (second mouth).
  • first port 131a first mouth
  • second port 132a second mouth
  • FIG. 8A the deformable membrane 51 is at rest (flat shape at rest) and the passage between the two mouths 131a, 132a is open (circulation in dotted arrow).
  • FIG. 8B under the effect of a mechanical pushing action by the element denoted 94, the deformable membrane 51 is bent and bears on the ports (two mouths) 131a, 132a; the passage is between the two mouths 131a, 132a is then closed.
  • a rinsing liquid contained in a sachet 37 (rinsing liquid or eluent) has been illustrated.
  • the upper end of the actuator 94 pushes on the pouch/bag.
  • the ST test station works as follows.
  • the first step of interest consists of:
  • S1 - pass the biological sample to be tested ET in liquid form through the extraction membrane 2.
  • the air pump pushes the biological sample ET from the upstream reservoir 11 towards the reservoir recovery 18, through the extraction membrane 2.
  • the first bypass valve 51 is open while the second bypass valve 52 is closed.
  • the nucleic acids and other molecular species are retained by the extraction membrane 2.
  • the air outlet 16 allows the air present in the recovery tank to escape as the recovery tank fills with fluid. Then we will proceed to rinsing, in a step denoted S2.
  • test system passes a first rinsing liquid R1 through the extraction membrane 2, and directs it downstream towards the recovery tank 18.
  • the first bypass valve 51 is open while the second bypass valve 52 is closed
  • a second rinsing pass can be used. Then we will proceed to the drying, in a step denoted S3.
  • the test station passes air through the extraction membrane 2, to dry it.
  • the station sends pressurized air into the air inlet 14.
  • the air can exit at the bottom of the tank through the outlet 16 but also the air can exit through the intermediate air outlet 17.
  • the step S3 can also include: heating the membrane, to accelerate the drying, in particular in the embodiments where it is in the thermal interaction zone. This heating step can be alternative or complementary to the step of passing air through the extraction membrane to dry it.
  • the extraction membrane is then eluted, in a step denoted S4.
  • the analysis consists in particular of heating the reaction zone to a predefined temperature then waiting for the cooling to finally illuminate the reaction zone (the first and second reaction zones) to receive in return a level of fluorescence (using the optical devices 98, 99).

Abstract

Single-use biological test support (1) comprising: - an upstream reservoir (11) to receive a liquid-form biological sample that is to be tested (ET), - an extraction membrane (2) positioned in a first housing (24), in fluidic communication with the upstream reservoir (11), - a reaction zone (31) comprising a reaction housing (72, 74) containing a test reaction mixture (33, 34), - a transfer duct (44) connecting the first housing (24) to the reaction housing (72, 74), - a withdrawal membrane (4) positioned in a third housing (73), the third housing being placed in fluidic communication with the transfer duct (44).

Description

Description Description
SUPPORT DE TEST BIOLOGIQUE AMELIORE ENHANCED BIOTESTING SUPPORT
Le présent document est relatif généralement aux dispositifs de diagnostic par amplification d’acide nucléique, notamment, à partir d'un échantillon biologique tel que des gouttes de sang, d'urine, de salive et de sueur. Plus spécifiquement, la présente invention concerne des plaquettes de test, utilisées dans un système de test biologique automatisé destiné à identifier la présence d’un microorganisme infectieux (bactérie, virus, etc.). Toutefois, le dispositif et la méthode proposés peuvent être appliqués à la détection d’autres marqueurs biologiques pouvant révéler d’autre types de pathologie quelconque, cancer y compris. This document generally relates to diagnostic devices by nucleic acid amplification, in particular, from a biological sample such as drops of blood, urine, saliva and sweat. More specifically, the present invention relates to test plates, used in an automated biological test system intended to identify the presence of an infectious microorganism (bacterium, virus, etc.). However, the proposed device and method can be applied to the detection of other biological markers that can reveal other types of any pathology, including cancer.
S’agissant des tests de diagnostic basés sur la détection par amplification de l’ADN/ARN d’un microorganisme infectieux, on connait les méthodes de tests PCR (PCR pour Réaction de Polymérisation en Chaîne) ou les méthodes de test dites LAMP (Loop-mediated isothermal amplification) ou RT-LAMP (Reverse transcriptase Loop-mediated isothermal amplification). With regard to diagnostic tests based on the detection by amplification of the DNA/RNA of an infectious microorganism, we know the PCR test methods (PCR for Polymerization Chain Reaction) or the test methods known as LAMP (Loop -mediated isothermal amplification) or RT-LAMP (Reverse transcriptase Loop-mediated isothermal amplification).
Généralement, un échantillon biologique à tester subit une opération de lyse, puis l’échantillon lysé est incubé avec une membrane d’extraction. Ensuite, après rinçage, séchage éventuel et élution des molécules d’intérêt depuis la membrane d’extraction, on dirige l’éluat résultant vers une ou plusieurs première zone(s) de réaction d’amplification. Generally, a biological sample to be tested undergoes a lysis operation, then the lysed sample is incubated with an extraction membrane. Then, after rinsing, possibly drying and eluting the molecules of interest from the extraction membrane, the resulting eluate is directed to one or more first amplification reaction zone(s).
Selon une réalisation d’intérêt, on pratique les opérations de rinçage, élution et lecture du résultat sur une cartouche à usage unique. According to an embodiment of interest, the operations of rinsing, elution and reading of the result are carried out on a single-use cartridge.
Les documents suivants donnent des exemples de technologies existantes. The following documents give examples of existing technologies.
Le document US2009325276 enseigne diverses configurations de cartouches pour réaliser de telles méthodes de test. Document US2009325276 teaches various cartridge configurations for carrying out such test methods.
Le document CA3100263 décrit un dispositif microfluidique pour la séparation, la purification et la concentration de composants dans un média fludique. Document CA3100263 describes a microfluidic device for the separation, purification and concentration of components in a fluid medium.
Le document « An integrated, self-contained microfluidic cassette for isolation, amplification, and detection of nucleic acids" de Chen et al., Biomed Microdevices (2010) 12 705-719 [doi : 10.1007/s10544-010-9423-4] décrit une cassette intégrée et autosuffisante pour l’isolation, l’amplification et la détection d’acides nucléiques. The document "An integrated, self-contained microfluidic cassette for isolation, amplification, and detection of nucleic acids" by Chen et al., Biomed Microdevices (2010) 12 705-719 [doi: 10.1007/s10544-010-9423-4] describes an integrated and self-sufficient cassette for the isolation, amplification and detection of nucleic acids.
Exposé de l’invention Disclosure of Invention
Il a été constaté par les inventeurs que l’échantillon élué qui est transporté depuis la membrane d’extraction jusqu’à la zone de réaction/amplification peut contenir quelques résidus indésirables qui vont gêner voire empêcher les réactions d’amplification de se produire. Ces impuretés sont plus fréquemment trouvées sur des dispositifs point-of-care (« au chevet du patient »), qui automatisent de nombreuses étapes des méthodes d’analyse, plutôt que sur des dispositifs de laboratoire. It has been observed by the inventors that the eluted sample which is transported from the extraction membrane to the reaction/amplification zone may contain some undesirable residues which will hinder or even prevent the amplification reactions to occur. These impurities are more commonly found on point-of-care devices, which automate many steps of analytical methods, than on laboratory devices.
Les inventeurs ont de plus constaté que ce type d’impuretés se trouve généralement dans une portion de front (i.e. le début du flux) du flux d’échantillon élué, alors que la portion suivante est dépourvue de ce type d’impuretés indésirables. The inventors have also observed that this type of impurity is generally found in a front portion (i.e. the start of the stream) of the eluted sample stream, while the following portion is devoid of this type of undesirable impurity.
À cet effet, il est proposé ici un support de test biologique, à usage unique, destiné à être utilisé avec une station de test pour former un système de test biologique (ST) permettant de détecter la présence d’une une ou plusieurs espèces pathogènes et/ou d’une séquence nucléique à révéler, le support de test comprenant : To this end, there is proposed here a biological test support, for single use, intended to be used with a test station to form a biological test system (ST) for detecting the presence of one or more pathogenic species and/or a nucleic acid sequence to be revealed, the test medium comprising:
- un réservoir amont, pour recevoir un échantillon biologique à tester sous forme liquide, - an upstream tank, to receive a biological sample to be tested in liquid form,
- une membrane d’extraction, agencée dans un premier logement, en communication fluidique avec le réservoir amont, - an extraction membrane, arranged in a first housing, in fluid communication with the upstream reservoir,
- une zone de réaction comprenant un logement de réaction contenant un mélange réactionnel de test, - a reaction zone comprising a reaction housing containing a test reaction mixture,
- un canal de transfert reliant le premier logement au logement de réaction,- a transfer channel connecting the first housing to the reaction housing,
- une membrane de prélèvement agencée dans un troisième logement, le troisième logement étant placé en communication fluidique avec le canal de transfert. - a sampling membrane arranged in a third housing, the third housing being placed in fluid communication with the transfer channel.
La membrane de prélèvement permet ainsi de piéger le front de l’éluat, qui peut contenir des impuretés et éviter qu’il n’arrive jusqu’au(x) mélange(s) réactionnel(s). The sampling membrane thus makes it possible to trap the front of the eluate, which may contain impurities and prevent it from reaching the reaction mixture(s).
En particulier, la capacité d’absorption de la membrane de prélèvement est choisie de sorte qu’un flux de liquide transitant par le canal de transfert soit partiellement prélevé par la membrane de prélèvement. In particular, the absorption capacity of the sampling membrane is chosen so that a flow of liquid passing through the transfer channel is partially sampled by the sampling membrane.
Une portion de front de l’éluat est capturée et retenue par la membrane de prélèvement sans parvenir au premier mélange réactionnel de test, alors qu’une portion suivante de l’éluat parvient au premier mélange réactionnel de test. On peut considérer que la membrane de prélèvement fait office ici de membrane de ‘dépollution’. Une telle membrane permet de gérer efficacement les impuretés sans intervention particulière sur la plaquette de test et en particulier sans pilotage du système de test biologique. Il s’agit d’un piégeage passif. A front portion of the eluate is captured and retained by the sample membrane without reaching the first test reaction mixture, while a subsequent portion of the eluate reaches the first test reaction mixture. We can consider that the sampling membrane acts here as a 'depollution' membrane. Such a membrane makes it possible to effectively manage the impurities without any particular intervention on the test wafer and in particular without piloting the biological test system. This is passive trapping.
En particulier, ladite communication fluidique est directe. In particular, said fluidic communication is direct.
Le terme « placé en communication fluidique » recouvre notamment une disposition où la membrane de prélèvement est placée de manière adjacente au canal de transfert. Toutefois il n’est pas exclu d’avoir un canal de dérivation spécifique fonctionnant comme une liaison, par exemple capillaire, entre le canal de transfert et la membrane de prélèvement. Quand la membrane de prélèvement est saturée, elle ne capte plus de liquide supplémentaire et laisse passer le fluide qui arrive sans en capturer plus. The term “placed in fluid communication” covers in particular an arrangement where the sampling membrane is placed adjacent to the transfer channel. However, it is not excluded to have a diversion channel specific functioning as a connection, for example capillary, between the transfer channel and the sampling membrane. When the sampling membrane is saturated, it no longer captures additional liquid and lets the incoming fluid pass without capturing more.
Le terme « membrane d’extraction » désigne ici un organe poreux permettant d’absorber momentanément les acides nucléiques contenus dans l’échantillon à tester, de retenir ces acides nucléiques pendant une ou plusieurs opérations de rinçage destinées à éliminer des espèces chimiques telles protéines ou débris, résidus de tampon de lyse y compris. Suite à quoi, un éluant à plus forte affinité ionique avec lesdits acides nucléiques est introduit, permet de capter les acides nucléiques d’intérêt et de les entraîner, sous forme d’un éluat, vers les zones de réaction/d’amplification. The term “extraction membrane” designates here a porous member making it possible to momentarily absorb the nucleic acids contained in the sample to be tested, to retain these nucleic acids during one or more rinsing operations intended to eliminate chemical species such as proteins or debris, including lysis buffer residues. Following this, an eluent with a stronger ionic affinity with said nucleic acids is introduced, making it possible to capture the nucleic acids of interest and to carry them, in the form of an eluate, towards the reaction/amplification zones.
Le support de test biologique forme une cartouche, c’est-à-dire un objet consommable (i.e. à usage unique) destiné à être utilisé avec une station de test qui reçoit la cartouche et qui interagit avec cette dernière. La station de test permet d’analyser successivement une pluralité de cartouches. The biological test support forms a cartridge, that is to say a consumable object (i.e. single-use) intended to be used with a test station which receives the cartridge and which interacts with the latter. The test station makes it possible to successively analyze a plurality of cartridges.
Le logement de réaction susmentionnée peut comprendre un ou plusieurs logements, appelés deuxième et/ou quatrième logement. The aforementioned reaction housing may comprise one or more housings, called second and/or fourth housing.
Dans divers modes de réalisation de l’invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l’une et/ou à l’autre des dispositions suivantes, prises isolément ou en combinaison. In various embodiments of the invention, it is also possible to resort to one and/or the other of the following provisions, taken in isolation or in combination.
Selon un aspect, la membrane de prélèvement peut présenter une capacité d’absorption représentant un volume compris entre 10% et 90 % du volume prédéfini d’éluant. Le volume prédéfini d’éluant est typiquement embarqué dans un logement de la plaquette de test (dans un blister par exemple). Avantageusement, on capte le début de l’écoulement grâce à la membrane de prélèvement, mais elle devient saturée à un moment donné et il reste encore de l’éluat qui va poursuivre son chemin jusqu’à la zone de réaction. According to one aspect, the sampling membrane may have an absorption capacity representing a volume of between 10% and 90% of the predefined volume of eluent. The predefined volume of eluent is typically embedded in a housing of the test plate (in a blister for example). Advantageously, the start of the flow is detected thanks to the sampling membrane, but it becomes saturated at a given moment and there is still some eluate which will continue on its way to the reaction zone.
Selon un aspect optionnel, la membrane de prélèvement peut présenter une capacité d’absorption représentant un volume compris entre 20% et 70 % du volume prédéfini d’éluant, voire un volume compris entre 30% et 60 % du volume prédéfini d’éluant. Selon diverses possibilités, on peut prévoir assez précisément le volume qui va être piégé par la membrane de prélèvement et aussi par conséquent le volume qui reste disponible pour aller réagir dans les zones de mélange réactionnel. De plus on écarte par piégeage un volume suffisant de l’éluat qui pourrait comporter des éléments indésirables. According to an optional aspect, the sampling membrane can have an absorption capacity representing a volume of between 20% and 70% of the predefined volume of eluent, or even a volume of between 30% and 60% of the predefined volume of eluent. According to various possibilities, it is possible to predict quite precisely the volume which will be trapped by the sampling membrane and also consequently the volume which remains available to react in the reaction mixture zones. In addition, a sufficient volume of the eluate which could contain undesirable elements is removed by trapping.
Selon un aspect, la membrane de prélèvement peut côtoyer le canal de transfert sur une distance supérieure à 4 mm ou bien N fois un diamètre ou une dimension (largeur ou hauteur) de la section transversale du canal de transfert, N étant de préférence supérieur à 3, 5, 10 voire 15. According to one aspect, the sampling membrane can rub shoulders with the transfer channel over a distance greater than 4 mm or else N times a diameter or a dimension (width or height) of the cross section of the transfer channel, N preferably being greater than 3, 5, 10 or even 15.
Ainsi on obtient une aspiration par effet buvard (capillarité), avec une surface d’interface suffisante pour capturer la portion précurseuse (i.e. de front) du flux sur une large plage de vitesses et débits possibles. Thus we obtain a suction by blotting effect (capillarity), with a sufficient interface surface to capture the precursory portion (ie of forehead) flow over a wide range of possible speeds and flow rates.
Selon un aspect, le support de test peut comprendre en outre au moins un premier volume de premier liquide de rinçage, et/ou un volume prédéfini d’éluant. Les volumes peuvent être contenus directement dans des logements du support de test ou contenus dans des sachets agencés dans des logements du support de test. According to one aspect, the test medium may further comprise at least a first volume of first rinsing liquid, and/or a predefined volume of eluent. The volumes can be contained directly in housings of the test medium or contained in bags arranged in housings of the test medium.
Les liquides sont hébergés à bord du support de test, et ainsi la seule interface nécessaire pour la transmission de fluide entre la plaquette de test et la station de test est une interface pneumatique. On minimise ainsi des transferts de fluide entre la station de test et le support de test et, de fait, les risques de fuite et de contamination de la station de test. The liquids are housed on board the test stand, and thus the only interface needed for fluid transmission between the test wafer and the test station is a pneumatic interface. Transfers of fluid between the test station and the test support are thus minimized and, in fact, the risks of leakage and contamination of the test station.
Selon un aspect, le mélange réactionnel de test est sous forme lyophilisée. La forme lyophilisée permet de conserver le support de test prêt à l’usage sur une période longue avant son utilisation effective. Le mélange peut permettre l’amplification et la détection d’au moins une séquence d’acides nucléiques d’intérêt. In one aspect, the test reaction mixture is in lyophilized form. The freeze-dried form allows the test support to be kept ready for use over a long period before its actual use. The mixture can allow the amplification and detection of at least one nucleic acid sequence of interest.
Selon un aspect, la zone de réaction comprend une première zone de réaction qui peut contenir un media poreux de réaction agencé dans un deuxième logement du logement de réaction et contenant le premier mélange réactionnel de test sous forme lyophilisée, le premier mélange réactionnel permettant l’amplification et la détection d’au moins une séquence d’acides nucléiques d’intérêt. According to one aspect, the reaction zone comprises a first reaction zone which can contain a porous reaction medium arranged in a second housing of the reaction housing and containing the first test reaction mixture in lyophilized form, the first reaction mixture allowing the amplification and detection of at least one nucleic acid sequence of interest.
Selon un aspect, le support de test peut comprendre en outre au moins un réservoir de récupération, pour récupérer les liquides issus du rinçage, et le trop plein d’éluat. According to one aspect, the test support may further comprise at least one recovery tank, to recover the liquids resulting from the rinsing, and the overflow of eluate.
Aucun liquide ne sort, on garde la station propre et on évite des contaminations croisées. No liquid comes out, we keep the station clean and we avoid cross contamination.
Selon un aspect, le support de test peut comprendre en outre au moins une sortie d’air, pour faciliter le remplissage dudit réservoir. Moyennant quoi l’air qui se trouvait dans le réservoir de récupération peut facilement s’échapper lorsqu’on pousse les liquides en direction du réservoir de récupération. According to one aspect, the test support may further comprise at least one air outlet, to facilitate the filling of said reservoir. As a result, the air that was in the recovery tank can easily escape when pushing liquids towards the recovery tank.
Selon un aspect, le support de test peut comprendre en outre un système de valve pour diriger un flux de fluide (liquide et/ou air) depuis la membrane d’extraction sélectivement vers le réservoir de récupération ou vers la zone de réaction via le canal de transfert. On peut diriger de manière fiable les flux de liquide à l’intérieur du support de test en pilotant le système de valve. Ledit système de valve peut être activé depuis la station de test qui traite le support de test. According to one aspect, the test support may further comprise a valve system for directing a flow of fluid (liquid and/or air) from the extraction membrane selectively to the recovery tank or to the reaction zone via the channel of transfer. One can reliably direct the liquid flows inside the test medium by controlling the valve system. Said valve system can be activated from the test station which processes the test medium.
Selon un aspect, le système de valve peut comprendre une première valve de dérivation et une deuxième valve de dérivation pour diriger un flux de fluide depuis la membrane d’extraction sélectivement vers le réservoir de récupération ou vers la ou les zone(s) de réaction via le canal de transfert. Les valves de dérivation peuvent être des valves de type membrane. Ce genre de valve de type membrane peut être facilement pilotée grâce à des poussoirs agencés dans la station de test qui traite le(s) support(s) de test. In one aspect, the valve system may include a first bypass valve and a second bypass valve for directing fluid flow from the extraction membrane selectively to the recovery tank or to the reaction zone(s) through the transfer channel. THE diverter valves can be membrane-type valves. This kind of membrane-type valve can be easily controlled thanks to pushers arranged in the test station which processes the test support(s).
Selon un aspect, la membrane de prélèvement (ou le troisième logement) se situe fluidiquement entre le système de valve et la zone de réaction. Dit autrement, la membrane de prélèvement (ou le troisième logement) se situe fluidiquement sur le parcours qui mène du système de valve à la zone de réaction. Ainsi, la membrane de prélèvement est agencée à l’endroit le plus pertinent du circuit microfluidique, i.e. juste en amont des zones de mélange réactionnel et après le système de valve, ce qui évite à la membrane de prélèvement de prélever par exemple des liquides de rinçage qui sont utilisés pour nettoyer la membrane d’extraction. According to one aspect, the sampling membrane (or the third housing) is located fluidically between the valve system and the reaction zone. In other words, the sampling membrane (or the third housing) is located fluidically on the path that leads from the valve system to the reaction zone. Thus, the sampling membrane is arranged at the most relevant location of the microfluidic circuit, i.e. just upstream of the reaction mixing zones and after the valve system, which prevents the sampling membrane from sampling, for example, liquids from rinses which are used to clean the extraction membrane.
Selon un aspect, la zone de réaction peut comprendre en outre une deuxième zone de réaction contenant un quatrième logement et contenant un deuxième mélange réactionnel de contrôle. Ceci permet de vérifier que l’éluat est bien arrivé à bon port dans les zones de mélange réactionnel ; car en effet le mélange réactionnel de contrôle réagit à la présence de molécules toujours présentes dans l’éluat, que ce dernier contienne ou pas les espèces nucléiques d’intérêt. According to one aspect, the reaction zone may further comprise a second reaction zone containing a fourth housing and containing a second control reaction mixture. This makes it possible to verify that the eluate has indeed arrived at its destination in the reaction mixture zones; because in fact the control reaction mixture reacts to the presence of molecules always present in the eluate, whether or not the latter contains the nucleic species of interest.
Selon un aspect, le support de test peut comprendre en outre une zone de lecture de résultat comprenant au moins la zone de réaction et en particulier la première zone de réaction et/ou la deuxième zone de réaction. Par exemple, il peut s’agir d’une lecture optique du résultat. Le résultat peut être obtenu rapidement et directement sur place alors que le support de test n’a pas été manipulé ou transporté, dans une logique d’accessibilité et de rapidité de point- of-care. According to one aspect, the test medium may further comprise a result reading zone comprising at least the reaction zone and in particular the first reaction zone and/or the second reaction zone. For example, it may be an optical reading of the result. The result can be obtained quickly and directly on site while the test medium has not been handled or transported, in a logic of point-of-care accessibility and speed.
Selon un aspect, le support de test (plus précisément la zone de réaction) peut comprendre en outre un réservoir de distribution agencé de manière adjacente à la première, et le cas échéant la deuxième, zone(s) de réaction de manière à pouvoir alimenter en éluat les première et deuxième zones de réaction par pompage capillaire. On fiabilise ainsi l’alimentation en éluat à des zones de réaction. According to one aspect, the test medium (more precisely the reaction zone) may also comprise a distribution reservoir arranged adjacent to the first, and if necessary the second, reaction zone(s) so as to be able to supply eluting the first and second reaction zones by capillary pumping. This makes the supply of eluate to the reaction zones more reliable.
Selon un aspect, la membrane de prélèvement peut être formée d’un matériau comprenant au moins un parmi : cellulose, polyfluorure de vinylidène (‘PVDF’). Ces matières ont une porosité adéquate pour capturer et retenir l’éluat. According to one aspect, the sampling membrane can be formed from a material comprising at least one of: cellulose, polyvinylidene fluoride ('PVDF'). These materials have adequate porosity to capture and retain the eluate.
Selon un aspect, la capacité d’absorption de la membrane de prélèvement est déterminée de sorte qu’un flux de liquide transitant par le canal de transfert soit partiellement prélevé par la membrane de prélèvement. Par partiellement prélevé, il est signifié qu’uniquement une portion du flux soit prélevée et pas l’intégralité (par exemple entre 5 et 90%, ou 10 et 90%, ou entre 10 et 50% du flux). La capacité d’absorption est notamment définie par les dimensions de la membrane de prélèvement, son matériau, l’interface avec le canal de transfert, etc. According to one aspect, the absorption capacity of the sampling membrane is determined so that a flow of liquid passing through the transfer channel is partially sampled by the sampling membrane. By partially withdrawn, it is meant that only a portion of the flow is withdrawn and not all of it (for example between 5 and 90%, or 10 and 90%, or between 10 and 50% of the flow). The absorption capacity is notably defined by the dimensions of the sampling membrane, its material, the interface with the transfer channel, etc.
Selon un aspect, la membrane de prélèvement peut être formée d’un matériau présentant une absorption d’eau comprise entre 50 mg/cm2 et 150 mg/cm2, voire entre 95 et 105 mg/cm2 According to one aspect, the sampling membrane can be formed from a material having a water absorption of between 50 mg/cm 2 and 150 mg/cm 2 , or even between 95 and 105 mg/cm 2
Selon un aspect, le support de test biologique est configuré pour amener l’échantillon biologique à tester dans la membrane d’extraction, puis après rinçage, séchage et élution de ladite membrane d’extraction, diriger l’éluat résultant vers au moins la première zone de réaction, une portion précurseuse de l’éluat étant piégée par la membrane de prélèvement sans parvenir au mélange réactionnel de test, une portion suivante de l’éluat parvenant au mélange réactionnel de test. Ainsi, on procède à de multiples opérations fluidiques à l’intérieur du support de test de manière à pouvoir en déduire, après réaction d’amplification, un résultat au travers de la zone de lecture. According to one aspect, the biological test support is configured to bring the biological sample to be tested into the extraction membrane, then after rinsing, drying and eluting said extraction membrane, directing the resulting eluate towards at least the first reaction zone, a precursor portion of the eluate being trapped by the sampling membrane without reaching the test reaction mixture, a following portion of the eluate reaching the test reaction mixture. Thus, multiple fluidic operations are carried out inside the test support so as to be able to deduce, after amplification reaction, a result through the reading zone.
Selon un aspect, le logement de réaction est situé dans une zone d’interaction thermique configurée pour être chauffée par la station d’analyse, et le troisième logement est situé hors de la zone d’interaction thermique. La zone d’interaction thermique est typiquement inférieure à 5cm2. According to one aspect, the reaction housing is located in a thermal interaction zone configured to be heated by the analysis station, and the third housing is located outside the thermal interaction zone. The thermal interaction zone is typically less than 5cm 2 .
Cela permet d’éviter d’éventuelles perturbations optiques, d’une part parce que la membrane de prélèvement n’est pas chauffée (ou moins chauffée), de sorte que les réactions permettant une visualisation optique ne sont pas activées. De plus, la membrane de prélèvement étant éloignée de la zone de réaction (dans laquelle est incluse la zone de lecture optique), les risques d’interférence sont encore réduits. This avoids possible optical disturbances, on the one hand because the sampling membrane is not heated (or less heated), so that the reactions allowing optical visualization are not activated. In addition, since the sampling membrane is far from the reaction zone (in which the optical reading zone is included), the risks of interference are further reduced.
Selon un aspect, le premier logement est agencé dans la zone de d’interaction thermique ou optique de surface au plus égale à 5 cm2. Cela permet d’utiliser le même système de chauffage pour la membrane d’extraction et pour la zone de réaction, ce qui diminue la complexité de la station et augmente la compacité de l’ensemble. Accessoirement, cela peut accélérer le séchage de la membrane d’extraction. According to one aspect, the first housing is arranged in the thermal or optical surface interaction zone at most equal to 5 cm 2 . This makes it possible to use the same heating system for the extraction membrane and for the reaction zone, which reduces the complexity of the station and increases the compactness of the assembly. Incidentally, this can accelerate the drying of the extraction membrane.
Selon un aspect, le support de test peut se présenter comme une plaquette avec un corps dans lequel sont formés des canaux et des logements, lesquels sont généralement isolés de l’environnement extérieur. Un tel support de test peut être fabriqué en grande série à des coûts bien maîtrisés. According to one aspect, the test support may be presented as a wafer with a body in which channels and housings are formed, which are generally isolated from the external environment. Such a test support can be mass-produced at well-controlled costs.
Selon un aspect, le support peut présenter une forme générale parallélépipédique plate, avec deux faces principales. Il peut être prévu une entrée d’air et il peut être prévu une entrée en communication fluidique avec le réservoir amont pour recevoir un échantillon biologique à tester. Ces deux entrées peuvent être agencées sur une seule face principale. According to one aspect, the support may have a generally flat parallelepipedal shape, with two main faces. An air inlet may be provided and an inlet in fluid communication with the upstream reservoir may be provided to receive a biological sample to be tested. These two entrances can be arranged on a single main face.
Préférentiellement toutes les interfaces peuvent être agencées sur une seule face principale. On a ainsi une interface avec la station de test particulièrement simple, ce qui permet de fiabil iser les tests et d’augmenter la productivité. Selon un aspect, le support de test est configuré pour coopérer avec une station de test biologique pour former le système de test biologique. Preferably, all the interfaces can be arranged on a single main face. There is thus a particularly simple interface with the test station, which makes it possible to make the tests more reliable and to increase productivity. In one aspect, the test holder is configured to cooperate with a biological test station to form the biological test system.
Selon un aspect, l’éluant contenu dans le volume d’éluant est de l’eau distillée exempte d’ARNase et/ou d’ADNase et le volume d’éluant présente un volume compris entre 30 microlitres et 100 microlitres. In one aspect, the eluent contained in the eluent volume is RNase- and/or DNase-free distilled water and the eluent volume has a volume of between 30 microliters and 100 microliters.
Selon un aspect, il peut être prévu au moins une entrée d’air, confondue ou distincte de l’entrée pour recevoir l’échantillon biologique. L’entrée d’air distincte ou l’entrée combinée peut en outre être munie d’un clapet anti-retour. According to one aspect, there may be provided at least one air inlet, merged with or separate from the inlet for receiving the biological sample. The separate air inlet or the combined inlet can additionally be fitted with a non-return valve.
Selon un aspect, l’entrée pour recevoir l’échantillon biologique peut être de préférence scellable ou refermable, voire être muni d’un clapet anti-retourAccording to one aspect, the inlet for receiving the biological sample can preferably be sealable or reclosable, or even be equipped with a non-return valve
Selon un aspect, il peut être prévu un deuxième volume d’un deuxième liquide de rinçage, les premier et deuxième volumes de liquide de rinçage ayant un volume compris entre 100 microlitres et 300 microlitres. In one aspect, a second volume of a second rinse liquid may be provided, the first and second volumes of rinse liquid having a volume between 100 microliters and 300 microliters.
La présente invention vise aussi un système de test biologique comprenant une station d’analyse et une ou plusieurs supports de test biologique tels que décrits précédemment, la station d’analyse comprenant au moins un connecteur pneumatique configuré pour être accouplé à l’entrée d’air du support de test biologique. The present invention also relates to a biological test system comprising an analysis station and one or more biological test supports as described previously, the analysis station comprising at least one pneumatic connector configured to be coupled to the input of air from the biological test medium.
D’autres aspects, buts et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante de plusieurs modes de réalisation de l’invention, donnés à titre d’exemple non limitatif. L’invention sera également mieux comprise en regard des dessins joints sur lesquels : Other aspects, aims and advantages of the invention will appear on reading the following description of several embodiments of the invention, given by way of non-limiting example. The invention will also be better understood with regard to the attached drawings in which:
- la figure 1 est une vue schématique en plan d’un premier exemple de réalisation de support de test selon la présente invention - Figure 1 is a schematic plan view of a first embodiment of test support according to the present invention
- la figure 2 est une vue en plan d’un deuxième exemple de réalisation de support de test selon la présente invention. - Figure 2 is a plan view of a second embodiment of test support according to the present invention.
- la figure 3 illustre schématiquement en élévation le couplage entre le canal de transfert et la membrane de prélèvement. - Figure 3 schematically illustrates in elevation the coupling between the transfer channel and the sampling membrane.
- la figure 4 illustre schématiquement en coupe transversale de détail le couplage entre le canal de transfert et la membrane de prélèvement. - Figure 4 schematically illustrates in cross section detail the coupling between the transfer channel and the sampling membrane.
- la figure 5 illustre schématiquement l’interface entre la station d’analyse et le support de test biologique dans les zones d’activation des fluides. - Figure 5 schematically illustrates the interface between the analysis station and the biological test support in the fluid activation zones.
- la figure 6 illustre schématiquement l’interface entre la station d’analyse et le support de test biologique, dans la zone de lecture du résultat. - Figure 6 schematically illustrates the interface between the analysis station and the biological test support, in the result reading zone.
- la figure 7 illustre une station d’analyse avec un support de test biologique.- Figure 7 illustrates an analysis station with a biological test support.
- les figures 8A et 8B sont des vues de détail illustrant une valve de type membrane. - Figures 8A and 8B are detail views illustrating a membrane-type valve.
- la figure 9 est une vue de détail illustrant un sachet de liquide embarqué sur la plaquette et poussé par un piston de la station d’analyse. - Figure 9 is a detail view illustrating a sachet of liquid on board the wafer and pushed by a piston of the analysis station.
- la figure 10 est une vue schématique en plan d’un autre exemple de réalisation de support de test selon la présente invention. - la figure 11 est une vue en plan d’un autre exemple de réalisation de support de test selon la présente invention. - Figure 10 is a schematic plan view of another embodiment of test support according to the present invention. - Figure 11 is a plan view of another embodiment of test support according to the present invention.
- la figure 12 est une vue tridimensionnelle de l’exemple de la figure 11 .- Figure 12 is a three-dimensional view of the example of Figure 11.
- la figure 13 est une vue analogue à la figure 4 et montre une coupe relative à l’exemple de réalisation des figures 11 et 12. - Figure 13 is a view similar to Figure 4 and shows a section relating to the embodiment of Figures 11 and 12.
DESCRIPTION DETAILLEE DETAILED DESCRIPTION
Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. Pour des raisons de clarté de l’exposé, certaines dimensions peuvent ne pas être représentées à l’échelle. In the various figures, the same references designate identical or similar elements. For reasons of clarity of the presentation, certain dimensions may not be represented to scale.
Système - généralités System - general
Selon la vue synoptique présentés à la figure 7, il est proposé un système de test biologique ST qui comprend une station d’analyse 8 qui sera commentée plus loin, et un support de test 1. According to the synoptic view shown in Figure 7, a biological test system ST is proposed which includes an analysis station 8 which will be commented on later, and a test support 1.
Le support de test 1 , que l’on peut appeler en pratique la « cartouche » ou la « plaquette » est prévu pour usage unique ; il y a donc autant de supports de test que de tests à réaliser. The test support 1, which can be called in practice the “cartridge” or the “wafer” is intended for single use; there are therefore as many test supports as there are tests to be carried out.
On recueille un échantillon biologique, par exemple de la salive, un prélèvement naso-pharyngé, ou de l’urine, voire de la sueur. Bien que le système proposé s’adresse en particulier au traitement d’échantillons humains, il n’est pas exclu d’utiliser le système proposé pour traiter des échantillons prélevés sur des animaux. Optionnellement, pour certains types de tests, on peut être amené à recueillir du sang ou de la lymphe comme un échantillon biologique à tester. A biological sample is collected, for example saliva, a nasopharyngeal swab, or urine, or even sweat. Although the proposed system is intended in particular for the processing of human samples, it is not excluded to use the proposed system to process samples taken from animals. Optionally, for certain types of tests, it may be necessary to collect blood or lymph as a biological sample to be tested.
Le recueil de l’échantillon biologique peut être introduit dans un récipient de collecte où on lui adjoint un tampon de lyse (pour rompre les membranes des cellules biologiques). On peut agiter le récipient de collecte pendant un temps suffisant d’une à plusieurs minutes, suite à quoi on verse une quantité prédéfinie d’éthanol dans le récipient pour figer l’échantillon dans un état d’échantillon préparé. On note qu’il suffit de prélever une quantité faible de fluide corporel brut, typiquement un volume entre 0,1 millilitre et 1 millilitre suffit pour de multiples types de tests. The collection of the biological sample can be introduced into a collection container where a lysis buffer is added (to break the membranes of the biological cells). The collection container can be agitated for a sufficient time of one to several minutes, after which a predefined amount of ethanol is poured into the container to freeze the sample in a prepared sample state. Note that it is sufficient to collect a small amount of raw body fluid, typically a volume between 0.1 milliliter and 1 milliliter is sufficient for multiple types of tests.
L’échantillon biologique dans récipient de collecte ainsi préparé (noté ET) est ensuite versé dans un orifice d’entrée du support de test repéré 12. Suite à quoi on rebouche cet orifice d’entrée, i.e. on rend hermétique cette entrée par un bouchon voire un scellement de membrane de fermeture étanche. L’orifice d’entrée 12 est connectée fluidiquement à un réservoir amont 11, qui reçoit l’échantillon biologique. Par exemple, le réservoir amont 11 peut stocker temporairement l’échantillon biologique (pendant quelques minutes). Le réservoir amont 11 peut aussi être un simple canal de passage. The biological sample in the collection container thus prepared (denoted ET) is then poured into an inlet orifice of the test support marked 12. Following this, this inlet orifice is sealed, ie this inlet is sealed by a plug or even sealing of a watertight closure membrane. The inlet 12 is fluidically connected to an upstream reservoir 11, which receives the biological sample. For example, the upstream reservoir 11 can store the biological sample temporarily (for a few minutes). The upstream reservoir 11 can also be a simple passage channel.
On peut aussi utiliser un clapet anti-retour qui permet en outre d’utiliser cette entrée comme entrée d’air pour les opérations ultérieures. Ce clapet autorise une entrée dans le support de test mais interdit le mouvement inverse. Le clapet peut être monté sur l’orifice d’entrée par une bague de retenue, par exemple. Le clapet peut être une valve en silicone, comme une « duckbill valve », « dome valve », « umbrella valve », etc. A non-return valve can also be used, which also allows this inlet to be used as an air inlet for subsequent operations. This valve allows entry into the test support but prohibits reverse movement. The valve can be mounted on the inlet port by a retaining ring, for example. The valve can be a silicone valve, such as a “duckbill valve”, “dome valve”, “umbrella valve”, etc.
Le support de test 1 contenant désormais l’échantillon biologique à traiter est placé sur un poste de test dans la station d’analyse 8 qui a alors son capot 80 ouvert. Ensuite la porte (le capot) est refermée et un utilisateur déclenche un cycle de traitement, i.e. un cycle de test. A la fin dudit cycle, un résultat de test est donné par la station d’analyse, sous une forme qui sera décrite plus loin. Le support de test et la station d’analyse peuvent présenter diverses fonctions et caractéristiques ; des exemples de réalisation sont présentés ci-après. The test support 1 now containing the biological sample to be treated is placed on a test station in the analysis station 8 which then has its cover 80 open. Then the door (the cover) is closed and a user triggers a processing cycle, i.e. a test cycle. At the end of said cycle, a test result is given by the analysis station, in a form which will be described later. The test stand and analysis station may have various functions and features; exemplary embodiments are presented below.
Le résultat est obtenu dans un temps qui va de de quelques minutes à quelques dizaines de minutes. The result is obtained in a time ranging from a few minutes to a few tens of minutes.
Un tel système peut être utilisé dans le contexte d’un laboratoire d’analyse, mais, au vu de sa simplicité et la rapidité de sa mise en œuvre, ce système de test biologique peut être utilisé au-delà, dans un contexte très large, de type « point-of-care », à savoir dans une pharmacie, dans un cabinet médical, dans un établissement de soins généraux, dans un système de mise en quarantaine et libération de quarantaine, etc. Ce système de test biologique peut aussi être utilisé dans un véhicule de vétérinaire pour tester des animaux. Such a system can be used in the context of an analysis laboratory, but, given its simplicity and the speed of its implementation, this biological test system can be used beyond, in a very broad context. , point-of-care type, i.e. in a pharmacy, in a doctor's office, in a general care establishment, in a quarantine and quarantine release system, etc. This biological test system can also be used in a veterinary vehicle for testing animals.
D’une façon générale, le terme « support de test » doit être pris ici au sens très large, le support de test est ici un support qui peut prendre toute forme géométrique, par exemple une forme de plaquette, mais tout autre forme n’est toutefois pas exclue. In general, the term "test support" must be taken here in the very broad sense, the test support is here a support which can take any geometric shape, for example a wafer shape, but any other shape is not however, is not excluded.
Par abus de langage en parlant du support de test, on peut aussi l’appeler ‘chip’ ou ‘puce’, terme qui vient de la logique ‘Lab-on-a-chip’. By misuse of language when speaking of the test medium, it can also be called 'chip' or 'chip', a term that comes from the logic 'Lab-on-a-chip'.
L’ensemble des opérations de traitement pratiqué sur l’échantillon biologique à tester sont réalisés dans cette plaquette, notamment l’extraction des molécules ADN/ARN rinçage élution, la plaquette comprenant également au moins une zone de lecture du résultat. All the processing operations carried out on the biological sample to be tested are carried out in this plate, in particular the extraction of DNA/RNA molecules, rinsing, elution, the plate also comprising at least one zone for reading the result.
Dans l’exemple illustré, le support de test / la plaquette de test présente une forme générale parallélépipédique plate, avec deux faces principales, à savoir une première face principale 10A dite face d’interaction et une deuxième principale 10B dite face arrière. De plus, une tranche périphérique 10C formant les quatre autres faces s’étend entre les deux faces principales. Dans l’exemple illustré, l’épaisseur de la plaquette notée H1 est comprise entre 3 mm et 20 mm. La longueur L1 est comprise entre 20 mm et 80 mm et la largeur W1 est comprise entre 10 mm et 60 mm. La configuration géométrique peut s’apparenter à un format carte de crédit avec toutefois une épaisseur un peu plus importante. In the example illustrated, the test support/the test wafer has a generally flat parallelepipedal shape, with two main faces, namely a first main face 10A called the interaction face and a second main face 10B called the rear face. In addition, a peripheral slice 10C forming the other four faces extends between the two main faces. In the example illustrated, the thickness of the wafer denoted H1 is between 3 mm and 20 mm. The length L1 is between 20 mm and 80 mm and the width W1 is between 10 mm and 60 mm. The geometric configuration can similar to a credit card format with however a slightly greater thickness.
La plaquette de test 1 peut toutefois présenter une autre forme. Pour des raisons de lectures optiques, les formes comprenant une faible épaisseur et des faces principales planes sont privilégiées. The test wafer 1 can however have another shape. For reasons of optical readings, shapes comprising a small thickness and flat main faces are preferred.
Le support de test peut être identifiée par un élément d’identification, qui peut être agencé sur le support (i.e. QR Code) ou dans le support comme dans le cas d’une puce RFID, NFC ou équivalents. L’élément d’identification peut être même plus simple, comme un codage couleur ou un codage mécanique. L’élément d’identification, lorsqu’il est numérique, permet d’identifier unitairement sans ambiguïté le support de test, et accessoirement de stocker le résultat dans l’élément d’identification à la fin du test avant l’ouverture de la porte/capot. The test support can be identified by an identification element, which can be arranged on the support (i.e. QR Code) or in the support as in the case of an RFID chip, NFC or equivalent. The identifier can be even simpler, such as color coding or mechanical coding. The identification element, when it is digital, makes it possible to uniquely identify the test medium, and incidentally to store the result in the identification element at the end of the test before opening the door /hood.
Par ailleurs, l’échantillon biologique ET étant associé à un individu duquel provient cet échantillon biologique, ce qui permet d’associer de façon bi- univoque l’échantillon biologique, le support et/ou l’individu donneur. Furthermore, the biological sample ET being associated with an individual from which this biological sample comes, which makes it possible to associate the biological sample, the support and/or the donor individual in a one-to-one way.
La puce RFID ou NFC permet aussi d’identifier qu’un support est bien montée dans la station. Cela peut conditionner l’activation du verrouillage de la station. The RFID or NFC chip also makes it possible to identify that a support is properly mounted in the station. This may condition the activation of the station lock.
Dans l’exemple illustré, le support de test formé comme une plaquette est obtenu par enlèvement de manière à partir d’un bloc de matière homogène parallélépipédique. On pratique depuis la face arrière 10B des fraisages et des perçages pour obtenir les canaux et logements qui seront discutés plus loin. In the example illustrated, the test support formed as a wafer is obtained by removal in such a way as from a block of homogeneous parallelepipedal material. Milling and drilling are performed from the rear face 10B to obtain the channels and housings which will be discussed later.
Optionnellement, des fraisages et des perçages peuvent être réalisés depuis la face avant également. Optionally, milling and drilling can be done from the front side as well.
Le corps de la plaquette est formé en matériau plastique translucide 100, tel que le polyméthacrylate de méthyle (PMMA), le polycarbonate (PC), le copolymère cyclo-oléfinique (COC) ou le Cyclo Oléfines Polymères (COP).The body of the wafer is formed from translucent plastic material 100, such as polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), cyclo-olefin copolymer (COC) or Cyclo Olefin Polymers (COP).
Au lieu de partir d’un bloc homogène parallélépipédique, on peut partir d’une forme moulée où les principaux logements sont déjà formés de moulage et seuls des perçages de petit diamètre restent à faire. Instead of starting from a homogeneous parallelepipedal block, one can start from a molded shape where the main housings are already molded and only small diameter holes remain to be made.
On peut aussi obtenir directement de moulage la plaquette avec tous ses canaux et logements, sans reprise d’usinage. It is also possible to obtain the insert directly from molding with all its channels and housings, without re-machining.
En outre, au lieu d’une méthode par enlèvement de matière, on peut utiliser un procédé de fabrication additive de type impression 3D. In addition, instead of a material removal method, a 3D printing-type additive manufacturing process can be used.
On note que le substrat choisi forme une barrière efficace pour contenir les fluides considérés, il ne laisse pas passer ni n’absorbe l’air et les liquides de rinçage dont il va être question plus loin. It should be noted that the chosen substrate forms an effective barrier to contain the fluids considered, it does not let through or absorb the air and the rinsing liquids which will be discussed later.
Sur la face arrière 10B, pour fermer les canaux et les logements, on vient coller une membrane de fermeture 59, comme illustré en figure 4, par exemple un film plastique adhésif bio-compatible. Alternativement, on peut prévoir de souder un capot arrière, par exemple par soudure ultrasons. On the rear face 10B, to close the channels and the housings, we come glue a closure membrane 59, as illustrated in Figure 4, for example a bio-compatible adhesive plastic film. Alternatively, provision may be made to weld a rear cover, for example by ultrasonic welding.
Il peut être aussi prévu une membrane de fermeture sur une partie de la face avant de la plaquette. A closure membrane may also be provided on part of the front face of the wafer.
Ainsi les canaux et les logements sont généralement isolés de l’environnement extérieur. Thus the channels and housings are generally isolated from the external environment.
Les figures 1 , 2 et 10 illustrent plusieurs modes de réalisation du support de test. Dans les canaux (généralement repérés par 13) et les logements circule du fluide qui peut être du liquide ou de l’air. Les canaux ont généralement une section transversale petite et/ou une longueur petite au regard des dimensions des logements. Parmi les logements, on trouve un réservoir dit amont 11 qui forme un réservoir pour le stockage temporaire de l’échantillon biologique à tester ET ; ce réservoir est un canal élargi en forme de serpentin dans l’exemple illustré II peut néanmoins avoir une autre forme. On trouve aussi un réservoir aval aussi appelé réservoir de récupération 18. Ce réservoir de récupération 18 est en aval des canaux transportant des fluides liquides et ce réservoir de récupération 18 est dimensionné pour contenir : le volume de l’échantillon biologique à tester + les volumes de liquide de rinçage + le volume d’éluat. Le volume de ce réservoir de récupération 18 est par exemple compris entre 0,1 millilitre et 2 millilitres. Figures 1, 2 and 10 illustrate several embodiments of the test support. In the channels (generally identified by 13) and the housings circulates the fluid which can be liquid or air. The channels generally have a small cross-section and/or a small length with regard to the dimensions of the housings. Among the housings, there is a so-called upstream reservoir 11 which forms a reservoir for the temporary storage of the biological sample to be tested ET; this reservoir is a widened channel in the form of a serpentine in the example illustrated II can nevertheless have another shape. There is also a downstream tank also called recovery tank 18. This recovery tank 18 is downstream of the channels transporting liquid fluids and this recovery tank 18 is sized to contain: the volume of the biological sample to be tested + the volumes of rinsing liquid + the volume of eluate. The volume of this recovery tank 18 is for example between 0.1 milliliter and 2 milliliters.
Selon une configuration optionnelle, le réservoir de récupération 18 contient un tampon absorbant 180 (cf Fig 10). Ce tampon absorbant présente un effet buvard et capture les liquides. Il est prévu que le tampon absorbant n’occupe pas tout le volume disponible dans le réservoir de récupération, et de laisser au moins un passage d’air entre le tampon et les parois du réservoir afin que de l’air puisse s’échapper par un orifice de sortie 16. According to an optional configuration, the recovery tank 18 contains an absorbent pad 180 (see Fig 10). This absorbent pad has a blotting effect and captures liquids. It is expected that the absorbent pad does not occupy all the available volume in the recovery tank, and to leave at least one air passage between the pad and the walls of the tank so that air can escape through an outlet orifice 16.
Pour en revenir aux canaux et en référence notamment à la figure 2, un canal (dit canal d’injection 14a) relie l’entrée d’air 14 à l’espace formant le réservoir amont 11. Le réservoir amont 11 peut être un logement sous forme d’un canal d’une longueur et/ou d’une section supérieure à celles des canaux de communication 13. L’échantillon biologique comprend typiquement de la salive et du tampon de lyse. To return to the channels and with particular reference to FIG. 2, a channel (known as the injection channel 14a) connects the air inlet 14 to the space forming the upstream tank 11. The upstream tank 11 can be a housing in the form of a channel with a length and/or a section greater than those of the communication channels 13. The biological sample typically comprises saliva and lysis buffer.
Un autre canal (dit canal de liaison 11a) relie l’espace formant réservoir amont 11 à un premier logement 24 contenant une membrane d’extraction 2 qui sera discutée plus loin. Another channel (known as connecting channel 11a) connects the space forming the upstream reservoir 11 to a first housing 24 containing an extraction membrane 2 which will be discussed later.
Un autre canal (dit premier canal intermédiaire 24a) relie le logement 24 à une valve de dérivation 52 (dite deuxième valve de dérivation). A partir de là, un autre canal, dit canal de transfert 44, relie la sortie de la valve de dérivation 52 à la zone contenant les réactants, notamment à un réservoir de distribution 38. On parlera de logement de réaction ou de zone de réaction pour signifier l’emplacement dans la cartouche où les molécules d’intérêt réagissent et sont analysées optiquement. Another channel (known as the first intermediate channel 24a) connects the housing 24 to a bypass valve 52 (called second bypass valve). From there, another channel, called transfer channel 44, connects the outlet of the bypass valve 52 to the zone containing the reactants, in particular to a distribution tank 38. We will speak of reaction housing or reaction zone. to signify the location in the cartridge where the molecules of interest react and are optically analyzed.
Un autre canal (dit deuxième canal intermédiaire 24b) relie le logement 24 (ou bien l’entrée de valve de dérivation 52) à une autre valve de dérivation 51 (dite première valve de dérivation) qui autorise ou stoppe le passage de fluide vers l’aval en direction du réservoir de récupération 18, via un canal d’évacuation 18a. Le canal d’évacuation 18a débouche donc dans le réservoir de récupération 18 et peut comprendre une sortie d’air 17 optionnelle (figure 2). Another channel (called second intermediate channel 24b) connects the housing 24 (or the diverter valve inlet 52) to another diverter valve 51 (known as the first diverter valve) which authorizes or stops the passage of fluid to the downstream in the direction of the recovery tank 18, via an evacuation channel 18a. The evacuation channel 18a therefore opens into the recovery tank 18 and may include an optional air outlet 17 (Figure 2).
Comme illustré sur les figures 1 , 2 et 10, le premier canal intermédiaire 24a et le deuxième canal intermédiaire 24b peuvent avoir une portion commune puis se diviser en deux sous-portions, les sous-portions intégrant respectivement la première valve de dérivation 52 et la deuxième valve de dérivation 51 . Les deux valves de dérivation 51 , 52 sont alors disposées en parallèle en sortie du premier logement 24. As illustrated in Figures 1, 2 and 10, the first intermediate channel 24a and the second intermediate channel 24b can have a common portion and then be divided into two sub-portions, the sub-portions respectively integrating the first bypass valve 52 and the second bypass valve 51 . The two bypass valves 51, 52 are then arranged in parallel at the outlet of the first housing 24.
Alternativement (non illustré), une valve unique peut être prévue, à la place des valves 51 , 52. La valve unique comprend alors une entrée et deux sorties, choisissables sélectivement. Alternatively (not shown), a single valve can be provided, instead of the valves 51, 52. The single valve then comprises an inlet and two outlets, which can be selected selectively.
D’autres canaux 61a, 62a, 63a s’étendent respectivement depuis des logements 61 , 62, 63, qui contiennent des liquides de traitement, jusqu’au logement 24 de la membrane d’extraction (typiquement les canaux 61a, 62a, 63a rejoignent le canal de liaison 11a). Les figures 1 et 2 illustrent trois logements 61 , 62, 63 (deux liquides de rinçage et un éluant) ; la figure 10 illustre deux logements 61 , 63 (un liquide de rinçage et un éluant). Other channels 61a, 62a, 63a extend respectively from housings 61, 62, 63, which contain treatment liquids, to housing 24 of the extraction membrane (typically the channels 61a, 62a, 63a join the connecting channel 11a). Figures 1 and 2 illustrate three housings 61, 62, 63 (two rinsing liquids and one eluent); FIG. 10 illustrates two housings 61, 63 (a rinsing liquid and an eluent).
Les liquides de traitement sont disposés en amont du logement 24 de la membrane d’extraction 2, et sont configurés pour être activés sélectivement par la station d’analyse. The treatment liquids are arranged upstream of the housing 24 of the extraction membrane 2, and are configured to be activated selectively by the analysis station.
On remarque que pour chacun des canaux à l’intérieur du support de test, les liquides s’écoulent dans une seule direction. Sauf indication contraire, les canaux sont utilisés à sens unique. It is noted that for each of the channels inside the test support, the liquids flow in a single direction. Unless otherwise specified, channels are used one way.
Il est prévu une interface pneumatique 66, représentée schématiquement sur la figure 6, au niveau de l’entrée d’air 14. Grâce à cette entrée pneumatique, et la commande d’un système de valve déjà présenté mais décrit plus en détail plus bas, la station d’analyse peut pousser les liquides à l’intérieur des canaux de la plaquette de test. There is provided a pneumatic interface 66, represented schematically in FIG. 6, at the level of the air inlet 14. Thanks to this pneumatic inlet, and the control of a valve system already presented but described in more detail below , the analysis station can push the liquids inside channels of the test pad.
Membrane d’extraction, liquides de traitement et valves Extraction membrane, treatment liquids and valves
Comme déjà évoqué, le support de test 1 comprend une membrane d’extraction repérée 2. La membrane d’extraction 2 peut être une membrane de silice ou membrane de cellulose. La membrane d’extraction présente une structure poreuse, c’est-à-dire une structure alvéolaire. La fonction de la membrane d’extraction est l’isolation des molécules ADN/ARN et l’élimination des protéines et autres déchets à molécules courtes comme il va être décrit ci- après. As already mentioned, the test medium 1 comprises an extraction membrane marked 2. The extraction membrane 2 can be a silica membrane or a cellulose membrane. The extraction membrane has a porous structure, i.e. an alveolar structure. The function of the extraction membrane is the isolation of DNA/RNA molecules and the removal of proteins and other short molecule waste products as will be described below.
Dans un exemple, la matrice en silice de la membrane d’extraction est capable de fixer sélectivement les ADN/ARN en condition de force ionique élevée et en pH < 7. Les impuretés sont éliminées par des rinçages et après séchage, les molécules d’ADN et séquences ARN sont élués dans une solution en force ionique faible et à pH > 7. La matrice en silice peut être sous un format de poudre de verre, de particules de verre/silice ou de fibres en verre. In one example, the silica matrix of the extraction membrane is capable of selectively fixing DNA/RNA under conditions of high ionic strength and at pH < 7. Impurities are eliminated by rinsing and after drying, the molecules of DNA and RNA sequences are eluted in a solution at low ionic strength and at pH > 7. The silica matrix can be in the form of glass powder, glass/silica particles or glass fibers.
Pour plus de détails sur les membranes d’extraction utilisées ici, on pourra se référer au document EP1463744. For more details on the extraction membranes used here, reference may be made to document EP1463744.
On note que la membrane d’extraction 2 occupe tout le logement 24 dans lequel elle est disposée dans la direction transversale à l’écoulement des fluides que l’on fait passer dans la membrane d’extraction 2. Autrement dit, le flux d’écoulement des fluides (rinçage, séchage, élution) ne peut pas contourner la membrane d’extraction 2. It is noted that the extraction membrane 2 occupies the entire housing 24 in which it is arranged in the direction transverse to the flow of the fluids which are passed through the extraction membrane 2. In other words, the flow of fluid flow (rinsing, drying, elution) cannot bypass the extraction membrane 2.
On peut choisir pour la membrane d’extraction la membrane GF/F Whatman de source Sigma-Aldrich™. Selon un autre exemple, on peut choisir pour la membrane d’extraction la membrane GF/D Whatman de source Sigma- Aldrich™. The Whatman GF/F membrane from Sigma-Aldrich™ source can be chosen for the extraction membrane. According to another example, the GF/D Whatman membrane from Sigma-Aldrich™ source can be chosen for the extraction membrane.
Par exemple, la longueur de la membrane peut être de l’ordre de 10 mm, sa largeur peut être comprise entre 3 mm et 5 mm et son épaisseur peut être comprise entre 0,3 mm et 0,6 mm. For example, the length of the membrane can be of the order of 10 mm, its width can be between 3 mm and 5 mm and its thickness can be between 0.3 mm and 0.6 mm.
De plus, le support de test comprend des liquides de traitement qui sont prédisposés sur le support de test, c’est-à-dire présents sur le support de test lui-même. On peut dire qu’ils sont embarqués ou à bord du support de test. In addition, the test medium includes processing liquids that are predisposed on the test medium, i.e. present on the test medium itself. We can say that they are embedded or on board the test medium.
Dans l’exemple illustré, il est prévu un premier volume de liquide de rinçage R1 agencé dans le logement 61 , et optionnellement un deuxième volume d’un deuxième liquide de rinçage R2 agencé dans l’autre logement 62. De plus il est prévu un volume d’éluant 23 agencé dans l’autre logement 63, dont la contenance est prédéterminée et connue à l’avance. In the example illustrated, there is provided a first volume of rinsing liquid R1 arranged in the housing 61, and optionally a second volume of a second rinsing liquid R2 arranged in the other housing 62. In addition, there is provided a volume of eluent 23 arranged in the other housing 63, the capacity of which is predetermined and known in advance.
Ces volumes/produits sont contenus directement dans des logements du corps 10 ou contenus dans des sachets lesquels sont agencés dans des logements du corps. Dans la configuration sachet/blister, ces sachets sont préparés en avance et ont une contenance bien précise. Le liquide d’intérêt est contenu dans ce sachet, par exemple en film d’aluminium, et il n’y a pas de contact direct entre le corps de la plaquette et le liquide d’intérêt avant utilisation effective par percement/déchirement du sachet. These volumes/products are contained directly in housings of the body 10 or contained in sachets which are arranged in housings of the body. In the sachet/blister configuration, these sachets are prepared in advance and have a very specific capacity. The liquid of interest is contained in this sachet, for example in aluminum film, and there is no direct contact between the body of the wafer and the liquid of interest before actual use by piercing/tearing of the sachet .
Le contenu de ces volumes de liquide peut être déversé et dirigé vers la membrane d’extraction 2 au travers des canaux 61a, 62a, 63a susmentionnés comme il sera vu plus tard, en réponse à une activation pneumatique. The content of these volumes of liquid can be poured out and directed towards the extraction membrane 2 through the aforementioned channels 61a, 62a, 63a as will be seen later, in response to pneumatic activation.
Dans l’exemple illustré, les premier et deuxième volumes V1 , V2 de liquide de rinçage R1, R2 des logements 61 , 62 ont un volume compris entre 100 microlitres et 300 microlitres. L’invention fonctionne aussi pour des volumes de rinçage plus petits et aussi pour des volumes plus grands. In the example shown, the first and second volumes V1, V2 of rinsing liquid R1, R2 of the housings 61, 62 have a volume of between 100 microliters and 300 microliters. The invention also works for smaller flushing volumes and also for larger volumes.
Concernant le volume (noté V3) d’éluant 23 du logement 63, il peut être compris entre 30 microlitres et 50 microlitres. Regarding the volume (denoted V3) of eluent 23 from housing 63, it can be between 30 microliters and 50 microliters.
Concernant l’éluant, on choisira de préférence une eau particulière, à savoir une eau distillée exempte de RNase et de Dnase, i.e. dépourvue de Rnase et Dnase, dite « Dnase/Rnase free water». Dans un autre exemple on utilise un tampon Tris/EDTA. Pour l’éluant, on peut aussi choisir comme éluant un composé connu sous le nom d’Ibuffer™ d’Optigene™. Regarding the eluent, we will preferably choose a particular water, namely distilled water free of RNase and Dnase, i.e. devoid of Rnase and Dnase, called “Dnase/Rnase free water”. In another example, a Tris/EDTA buffer is used. For the eluent, one can also choose as eluent a compound known as Ibuffer™ from Optigene™.
L’éluant présente une force ionique faible et présente un pH > 7. The eluent has a low ionic strength and has a pH > 7.
Pour plus de détails sur le type d’éluant utilisé ici, on pourra se référer au document EP1463744. For more details on the type of eluent used here, reference may be made to document EP1463744.
En outre, dans l’exemple illustré, le support de test comprend un système de valves 5 pour diriger un flux de fluide depuis la sortie de la membrane d’extraction sélectivement vers le réservoir de récupération 18 ou vers la ou les zone(s) de réaction via le canal de transfert 44. Furthermore, in the example illustrated, the test support comprises a system of valves 5 to direct a flow of fluid from the outlet of the extraction membrane selectively towards the recovery tank 18 or towards the zone(s) feedback via transfer channel 44.
Dans un exemple tel qu’illustré, le support de test comprend deux valves de dérivation qui servent à diriger ou stopper un flux de fluide circulant dans les canaux 13. In one example as shown, the test stand comprises two diverter valves which serve to direct or stop a flow of fluid circulating in the channels 13.
Plus précisément, les deux valves permettent de diriger un flux de fluide depuis la membrane d’extraction 2 sélectivement vers le réservoir de récupération 18 ou vers la zone de réaction. More precisely, the two valves make it possible to direct a flow of fluid from the extraction membrane 2 selectively towards the recovery tank 18 or towards the reaction zone.
La première valve de dérivation 51 peut sélectivement fermer l’accès au réservoir de récupération 18. La deuxième valve de dérivation 52 peut sélectivement ouvrir l’accès vers les zones de réaction. Les deux valves de dérivation 51 , 52 sont disposées en parallèle en sortie du logement 24, de sorte que l’activation de l’une ou de l’autre permet de sélectivement guider les fluides vers le réservoir de récupération 18 ou les zone des réactions. The first bypass valve 51 can selectively close access to the recovery tank 18. The second bypass valve 52 can selectively open access to the reaction zones. The two bypass valves 51, 52 are arranged in parallel at the outlet of the housing 24, so that the activation of one or the other makes it possible to selectively guide the fluids towards the recovery tank 18 or the reaction zones. .
Comme décrit précédemment, le système de valve 5 peut comprendre différentes configurations, comme une unique valve qui permet de sélectivement envoyer une entrée vers les deux voies précédemment décrites. As described previously, the valve system 5 can comprise different configurations, such as a single valve which makes it possible to selectively send an input to the two channels previously described.
Les valves de dérivation 51, 52 sont dans l’exemple illustré des valves de type membrane. En effet une membrane déformable vient sélectivement ouvrir ou fermer un passage entre deux orifices voisins, la membrane étant placée dans un logement fermé, les deux orifices étant les seules voies de passages disponibles pour le fluide. Alternativement, les valves de dérivation 51 , 52 sont des valves de types robinet, dont la rotation est activable pneumatiquement. The diverter valves 51, 52 are in the example illustrated valves of the membrane type. In fact, a deformable membrane selectively opens or closes a passage between two neighboring orifices, the membrane being placed in a closed housing, the two orifices being the only passageways available for the fluid. Alternatively, the bypass valves 51, 52 are tap-type valves, the rotation of which can be activated pneumatically.
La valve membrane a été illustrée dans une configuration normalement ouverte, mais il est aussi possible d’utiliser une membrane de configuration normalement fermée. The diaphragm valve has been shown in a normally open configuration, but it is also possible to use a normally closed configuration diaphragm.
La sortie d’air 16 est agencée au fond ou en communication avec le fond du réservoir de récupération, tandis que la sortie d’air intermédiaire optionnelle 17 est agencée à proximité de l’entrée du réservoir de récupération. L’une et l’autre peuvent être équipées d’une capsule Goretex™ ou équivalente qui empêche tout déversement de liquide tout en laissant passer l’air. The air outlet 16 is arranged at the bottom or in communication with the bottom of the recovery tank, while the optional intermediate air outlet 17 is arranged near the inlet of the recovery tank. Both can be equipped with a Goretex™ capsule or equivalent which prevents liquid spillage while allowing air to pass through.
Pour la sortie d’air 16 du fond de réservoir, en fonction de la configuration du réservoir et notamment s’il a un volume excédentaire par rapport au besoin de stockage, la capsule Goretex™ est optionnelle. For the air outlet 16 from the bottom of the tank, depending on the configuration of the tank and in particular if it has an excess volume compared to the storage requirement, the Goretex™ cap is optional.
Canal de transfert, zones de réaction et zone de lecture Transfer channel, reaction zones and read zone
De plus, le support de test 1 , et en particulier la zone de réaction, comprend une première zone de réaction 31 avec un premier mélange réactionnel de test 33 positionné dans un logement de réaction. Plus précisément, la première zone de réaction contient un media poreux 35 contenant le premier mélange réactionnel de test 33. In addition, the test support 1, and in particular the reaction zone, comprises a first reaction zone 31 with a first test reaction mixture 33 positioned in a reaction housing. More specifically, the first reaction zone contains a porous media 35 containing the first test reaction mixture 33.
Optionnellement, il est prévu dans la zone de réaction une deuxième zone de réaction 32 un deuxième mélange réactionnel de contrôle 34. En pratique, la deuxième zone de réaction contient un media poreux 35 contenant un deuxième mélange réactionnel de contrôle 34. Les première et deuxième zones de réaction sont agencées respectivement dans un deuxième logement 72 et dans un quatrième logement 74. Le deuxième logement 72 et le quatrième logement 74 font partie du logement de réaction. Optionally, there is provided in the reaction zone a second reaction zone 32 a second control reaction mixture 34. In practice, the second reaction zone contains a porous media 35 containing a second control reaction mixture 34. The first and second reaction zones are respectively arranged in a second housing 72 and in a fourth housing 74. The second housing 72 and the fourth housing 74 form part of the reaction housing.
On parlera donc plus généralement d’un logement (ou zone) de réaction, qu’il comprenne un, deux ou plus de logements (ou zones) de réaction, et/ou le réservoir de distribution 38. We will therefore speak more generally of a reaction housing (or zone), whether it comprises one, two or more reaction housings (or zones), and/or the distribution reservoir 38.
Selon la configuration promue ici, le canal de transfert 44 relie le premier logement 24 au logement de réaction 72, 74. Il y est prévu une membrane de prélèvement 4 agencée dans un troisième logement 73, le troisième logement 73 étant placé en communication fluidique avec le canal de transfert 44. According to the configuration promoted here, the transfer channel 44 connects the first housing 24 to the reaction housing 72, 74. There is provided a sampling membrane 4 arranged in a third housing 73, the third housing 73 being placed in fluid communication with transfer channel 44.
La membrane de prélèvement 4 est dimensionnée de sorte qu’une partie seulement du flux de fluide passant par le canal de transfert 44 en utilisation normale soit prélevé par la membrane de prélèvement 4. Plus spécifiquement, la partie prélevée comprend le front du flux. Concrètement, lorsqu’un flux de fluide transite par le canal de transfert 44, le front du flux est capté par la membrane de prélèvement 4. Une fois cette dernière saturée, elle cesse d’absorber et le reste du flux rejoint la zone de réaction. The sampling membrane 4 is sized so that only part of the fluid flow passing through the transfer channel 44 in normal use is sampled by the sampling membrane 4. More specifically, the sampled part comprises the front of the flow. Concretely, when a flow of fluid passes through the transfer channel 44, the front of the flow is picked up by the sampling membrane 4. Once the latter is saturated, it stops absorbing and the rest of the flow joins the reaction zone. .
En particulier, le dimensionnement de la membrane de prélèvement 4 se fait par rapport aux volumes de fluide présents sur la plaquette. Plus spécifiquement, le dimensionnement de la membrane de prélèvement 4 se fait par rapport au volume d’éluant seul, et encore plus spécifiquement par rapport au volume d’éluant traversant la membrane d’extraction. Le volume d’éluant peut être le volume d’éluant V3 stocké dans le logement 63. Dans un mode de réalisation, la membrane de prélèvement 4 peut absorber entre 5% (ou 10%) et 90% du volume d’éluant stocké sur la plaquette de test 1. In particular, the dimensioning of the sampling membrane 4 is done with respect to the volumes of fluid present on the wafer. More specifically, the dimensioning of the sampling membrane 4 is done with respect to the volume of eluent alone, and even more specifically with respect to the volume of eluent passing through the extraction membrane. The volume of eluent can be the volume of eluent V3 stored in the housing 63. In one embodiment, the sampling membrane 4 can absorb between 5% (or 10%) and 90% of the volume of eluent stored on the test plate 1.
Par dimensionner, on entend notamment la taille de la membrane de prélèvement 4 et/ou la surface de l’interface avec le canal de transfert 44, et/ou la capacité d’absorption du matériau de la membrane de prélèvement 4. By sizing, we mean in particular the size of the sampling membrane 4 and/or the surface of the interface with the transfer channel 44, and/or the absorption capacity of the material of the sampling membrane 4.
Dans un mode de réalisation illustré sur les figures et particulièrement visible sur la figure 11 , le troisième logement 73 prend la forme d’un agrandissement du canal de transfert 44 et la membrane de prélèvement 4 est positionnée dans ledit agrandissement. Par le terme agrandissement, on entend en pratique un élargissement de la section transversale du canal de transfert 44. In an embodiment illustrated in the figures and particularly visible in FIG. 11, the third housing 73 takes the form of an enlargement of the transfer channel 44 and the sampling membrane 4 is positioned in said enlargement. By the term enlargement is meant in practice an enlargement of the cross section of the transfer channel 44.
De la sorte, le canal de transfert 44 n’est pas obstrué par la membrane de prélèvement 4 mais l’interface fluidique entre le canal de transfert 44 et la membrane de prélèvement 4 est agrandie. Dit autrement, une paroi d’une portion du canal de transfert 44 est formée par la membrane de prélèvement 4. Cela permet au front de fluide passant par le canal d’être efficacement capté, jusqu’à saturation de la membrane de prélèvement 4. Dans un exemple, l’interface entre le volume interne du canal de transfert 44 et la membrane de prélèvement 44 s’étend sur au moins 3 mm, ou 5 mm ou même 8 mm en longueur. In this way, the transfer channel 44 is not obstructed by the sampling membrane 4 but the fluidic interface between the transfer channel 44 and the sampling membrane 4 is enlarged. In other words, a wall of a portion of the transfer channel 44 is formed by the sampling membrane 4. This allows the fluid front passing through the channel to be effectively captured, until the sampling membrane 4 is saturated. In one example, the interface between the internal volume of transfer channel 44 and sampling membrane 44 extends at least 3mm, or 5mm or even 8mm in length.
La membrane de prélèvement 4 peut avoir une forme sensiblement similaire à celle du troisième logement 73, voire légèrement plus grande (par exemple homothétiquement), de sorte que la membrane de prélèvement 4 peut être inséré en la déformant légèrement dans le troisième logement 73, ce qui la maintient en place. The sampling membrane 4 can have a shape substantially similar to that of the third housing 73, or even slightly larger (for example homothetically), so that the sampling membrane 4 can be inserted by slightly deforming it into the third housing 73, this which holds it in place.
Dans une réalisation d’intérêt, la membrane de prélèvement 4 est agencée en aval du système de valve 5 et en amont de la première zone de réaction 31. Plus particulièrement, dans le cas d’un système de valves 5 avec la première valve de dérivation 51 et la deuxième valve de dérivation 52, la membrane de prélèvement 4 est agencée en aval de la deuxième valve 52. In one embodiment of interest, the sampling membrane 4 is arranged downstream of the valve system 5 and upstream of the first reaction zone 31. More particularly, in the case of a valve system 5 with the first valve of bypass 51 and the second bypass valve 52, the sampling membrane 4 is arranged downstream of the second valve 52.
La membrane de prélèvement 4 peut être obtenue à partir d’un matériau de cellulose (par exemple des fibres de coton, comme du linter de coton). En alternative, la membrane de prélèvement 4 peut être obtenue à partir d’un matériau de polyfluorure de vinylidène (‘PVDF’). D’autres matériaux poreux peuvent être également sélectionnés. L’absorption d’eau (« water absorption ») du matériau peut être comprise entre 50 mg/cm2 et 150 mg/cm2 Des tests concluants ont été obtenues pour une absorption du matériau de 99,2mg/cm2 (avec une épaisseur de 954 pm). Le matériau utilisé pour les tests était du linter de coton (« coton linter »). The sampling membrane 4 can be obtained from a cellulose material (for example cotton fibers, such as cotton linter). Alternatively, the sampling membrane 4 can be obtained from a material of polyvinylidene fluoride ('PVDF'). Other porous materials can also be selected. The water absorption of the material can be between 50 mg/cm 2 and 150 mg/cm 2 Conclusive tests have been obtained for an absorption of the material of 99.2 mg/cm 2 (with a thickness of 954 µm). The material used for the tests was cotton linter (“cotton linter”).
En référence aux figures 3 et 4, la membrane de prélèvement 4 peut côtoyer le canal de transfert 44 sur une distance L4 supérieure à N fois un diamètre (si section circulaire) ou une dimension (largeur ou hauteur, si section rectangulaire) de la section transversale du canal de transfert 44, N étant de préférence supérieur à 3, ou 5 voire plus. Dans un mode de réalisation, le canal de transfert 44 a une section de 0,5mmx0,3mm pour une interface s’étendant sur presque 10mm, soit un N environ égal à 20 (l’intégralité de la longueur de la membrane peut être à l’interface). Cela permet de déterminer la surface de l’interface prémentionnée. Cette caractéristique est notamment permise lorsque le troisième logement 73 est formé par l’agrandissement du canal de transfert 44. Les dimensions transversales du canal de transfert sont notées D3 et H3.With reference to FIGS. 3 and 4, the sampling membrane 4 can rub shoulders with the transfer channel 44 over a distance L4 greater than N times a diameter (if circular section) or a dimension (width or height, if rectangular section) of the section cross section of the transfer channel 44, N preferably being greater than 3, or 5 or even more. In one embodiment, the transfer channel 44 has a section of 0.5mmx0.3mm for an interface extending over almost 10mm, i.e. an N approximately equal to 20 (the entire length of the membrane can be interface). This makes it possible to determine the surface of the aforementioned interface. This characteristic is notably permitted when the third housing 73 is formed by enlarging the transfer channel 44. The transverse dimensions of the transfer channel are denoted D3 and H3.
H3 peut être compris entre 0,3 mm et 2 mm. D3 peut être compris entre 0,2 mm et 0,5 mm. H3 can be between 0.3 mm and 2 mm. D3 can be between 0.2 mm and 0.5 mm.
Selon une réalisation illustrée la figure 4, la profondeur H3 du canal de transfert peut être plus importante que la profondeur H4 du troisième logement 73. On note que les profondeurs s’entendent selon l’axe Z. According to an embodiment illustrated in Figure 4, the depth H3 of the transfer channel may be greater than the depth H4 of the third housing 73. It is noted that the depths are along the Z axis.
Selon une autre réalisation illustrée aux figures 12 et 13, la profondeur H3 du canal de transfert 44 peut être plus faible que la profondeur H4 du troisième logement 73. According to another embodiment illustrated in Figures 12 and 13, the depth H3 of the transfer channel 44 may be lower than the depth H4 of the third housing 73.
La hauteur H2 représente la hauteur du corps de plaquette. Selon une réalisation (fig. 4), H3 peut être compris entre 50% et 90% de H2. Selon une autre réalisation (figures 12 et 13) H3 peut être compris entre 20% et 50% de H2. The height H2 represents the height of the insert body. According to one embodiment (FIG. 4), H3 can be between 50% and 90% of H2. According to another embodiment (FIGS. 12 and 13) H3 can be between 20% and 50% of H2.
Comme indiqué précédemment, la membrane de prélèvement 4 peut présenter une capacité d’absorption représentant un volume compris entre 10% et 90 % du volume prédéfini V3 d’éluant du logement 63. As indicated above, the sampling membrane 4 can have an absorption capacity representing a volume of between 10% and 90% of the predefined volume V3 of eluent of the housing 63.
Dans des modes de réalisation, la membrane de prélèvement peut même présenter une capacité d’absorption représentant un volume compris entre 20% et 70 % du volume prédéfini d’éluant, voire un volume compris entre 30% et 60 % du volume prédéfini d’éluant V3. In some embodiments, the sampling membrane may even have an absorption capacity representing a volume of between 20% and 70% of the predefined volume of eluent, or even a volume of between 30% and 60% of the predefined volume of eluent V3.
Dans un mode de réalisation, la membrane de prélèvement 4 peut avoir une forme parallélépipédique, comme illustré en figures 1 et 2, 3 et 4. Dans un autre mode de réalisation, la membrane de prélèvement 4 peut avoir une autre forme, notamment pour optimiser l’espace disponible (forme en L par exemple, comme illustré en figures 11 et 12). In one embodiment, the sampling membrane 4 can have a parallelepipedal shape, as illustrated in FIGS. 1 and 2, 3 and 4. In another embodiment, the sampling membrane 4 can have another shape, in particular to optimize the available space (L-shape for example, as illustrated in FIGS. 11 and 12).
La hauteur H4 représente la hauteur de la membrane de prélèvement 4,The height H4 represents the height of the sampling membrane 4,
Le volume occupé généralement par la membrane de prélèvement est défini par le produit H4 x L4 x D4. D4 est la dimension de la membrane de prélèvement dans la direction transversale au canal notée Y. (cf Fig 4). The volume generally occupied by the sampling membrane is defined by the product H4 x L4 x D4. D4 is the dimension of the sampling membrane in the direction transverse to the canal, denoted Y. (cf Fig 4).
En fonction du diamètre des pores et du taux de vide, la capacité d’absorption de la membrane peut être exprimée par K x H4 x L4 x D4. Depending on the pore diameter and the void ratio, the absorption capacity of the membrane can be expressed by K x H4 x L4 x D4.
K étant un coefficient compris entre 0,5 et 0,8. K peut être considéré comme taux de captation. K being a coefficient between 0.5 and 0.8. K can be considered as capture rate.
On peut faire en sorte que K x H4 x L4 x D4 permet d’absorber entre 5 et 90, voire 20% et 70 % ou encore 10 et 50ù du volume V3 prédéfini d’éluant. Dans un exemple d’intérêt, on choisit K x H4 x L4 x D4 de sorte que la membrane de prélèvement absorde entre 30% et 60 % du volume V3. It is possible to ensure that K×H4×L4×D4 makes it possible to absorb between 5 and 90, or even 20% and 70% or else 10 and 50µ of the predefined volume V3 of eluent. In an example of interest, K×H4×L4×D4 is chosen so that the sampling membrane absorbs between 30% and 60% of the volume V3.
Dans un mode de réalisation, la membrane de prélèvement 4 est en communication fluidique uniquement avec le canal de transfert 44. Cela signifie que le logement 73 forme un cul-de-sac ou une impasse lorsqu’observé depuis le canal de transfert 44. La communication fluidique du canal de transfert 44 vers le troisième logement 73 est une impasse fluidique. In one embodiment, sampling membrane 4 is in fluid communication only with transfer channel 44. This means that housing 73 forms a cul-de-sac or dead end when viewed from transfer channel 44. Fluid communication from transfer channel 44 to third housing 73 is a fluid impasse.
Le logement de réaction 72, 74 du support de test 1 est compris dans une zone d’interaction thermique 126 avec la station d’analyse 8. La zone d’interaction thermique 126 correspond à une région de faible superficie qui est chauffée préférentiellement par le dispositif de chauffage de la station d’analyse (décrite plus bas). En particulier, la zone d’interaction thermique 126 peut faire au plus 5 cm2, voire 4 cm2. Dans un mode de réalisation, la zone d’interaction thermique 126 comprend en outre le premier logement 24 (qui comprend la membrane d’extraction 2). The reaction housing 72, 74 of the test support 1 is included in a thermal interaction zone 126 with the analysis station 8. The thermal interaction zone 126 corresponds to a region of small surface area which is preferentially heated by the analysis station heater (described below). In particular, the thermal interaction zone 126 can be at most 5 cm 2 , or even 4 cm 2 . In one embodiment, the thermal interaction zone 126 further comprises the first housing 24 (which comprises the extraction membrane 2).
En particulier, pour limiter les interactions optiques, la membrane de prélèvement 4 est située hors de la zone d’interaction thermique 126, mais aussi hors d’une zone de lecture optique (voir les dispositifs optiques décrits ci- après). En effet, la membrane de prélèvement 4 peut comprendre des molécules d’intérêt, captées lors du prélèvement, qui réagissent lors de la chauffe. In particular, to limit optical interactions, the sampling membrane 4 is located outside the thermal interaction zone 126, but also outside an optical reading zone (see the optical devices described below). Indeed, the sampling membrane 4 can comprise molecules of interest, captured during sampling, which react during heating.
Comme visible en figure 12, le troisième logement 73 ne s’étend pas sur toute l’épaisseur de la plaquette de test 1 mais uniquement sur moins de la moitié. Cela permet d’agencer des canaux et des composants d’un côté ou de l’autre de la plaquette. As visible in Figure 12, the third housing 73 does not extend over the entire thickness of the test wafer 1 but only over less than half. This allows you to arrange channels and components on either side of the wafer.
Dans les exemples illustrés, le logement de réaction 72, 74 comprend un petit réservoir de distribution 38 agencé de manière adjacente aux deuxième et quatrième logements 72,74 pour alimenter indirectement les médias poreux des logements 72, 74. Ainsi les médias poreux des zones de réaction 31, 32, i.e. les disques des premier et deuxième mélanges réactionnels 33, 34 sont alimentés en éluat par l’arrivée de cet éluat depuis le canal de transfert 44 dans le réservoir de distribution 38, sans que cet éluat ne traverse les disques. In the examples illustrated, the reaction housing 72, 74 comprises a small distribution reservoir 38 arranged adjacent to the second and fourth housings 72, 74 to indirectly feed the porous media of the housings 72, 74. Thus the porous media of the zones of reaction 31, 32, i.e. the discs of the first and second reaction mixtures 33, 34 are supplied with eluate by the arrival of this eluate from the transfer channel 44 in the distribution tank 38, without this eluate passing through the discs.
Selon une disposition optionnelle avantageuse, dans chaque disque de mélange réactionnel 33, 34, il est prévu une projection radiale pour la fonction de pompage capillaire. Seule la projection radiale est baignée directement par le flux d’éluat. Les disques ne sont baignés par le flux d’éluat, ils sont alimentés en éluat par le pompage capillaire. On note que les deuxième et quatrième logements 72,74 qui renferment les disques ont un seul port d’entrée/sortie dans lequel passe la projection radiale, autrement dit lesdits logements sont en configuration de cul-de-sac. On note que les interfaces de contact entre les disques et le réservoir sont minimisées, tout comme les volumes morts autour des disques de manière à limiter la diffusion des réactifs contenus sur les disques. According to an advantageous optional arrangement, in each disc of reaction mixture 33, 34, a radial projection is provided for the capillary pumping function. Only the radial projection is bathed directly by the flow of eluate. The discs are not bathed by the flow of eluate, they are supplied with eluate by capillary pumping. It is noted that the second and fourth housings 72,74 which contain the discs have a single input/output port through which the radial projection passes, in other words said housings are in a dead-end configuration. It is noted that the contact interfaces between the discs and the reservoir are minimized, as are the dead volumes around the discs so as to limit the diffusion of the reagents contained on the discs.
On peut choisir pour les deux disques de test et de contrôle les références GF/DVA Whatman de source Cytiva™ (précédemment GE Healthcare™ Life Sciences™). Par exemple, les disques ont un diamètre compris entre 5 mm et 6 mm et une épaisseur comprise entre 0.7 mm et 1 mm. Both test and control discs can be chosen from Whatman GF/DVA references from Cytiva™ (previously GE Healthcare™ Life Sciences™). For example, the discs have a diameter between 5 mm and 6 mm and a thickness between 0.7 mm and 1 mm.
Selon un exemple, chaque disque occupe tout le logement dans lequel il est placé ; il n’y a pas de jeu ou de d’espace disponible où de l’éluat pourrait se loger. Selon une variante, on prévoit que l’air contenu initialement dans le disque puisse s’échapper lors de la réhydratation du disque. Par exemple une gorge est ménagée sous les disques et un passage de fuite pour faciliter cet échappement d’air. According to one example, each disk occupies the entire slot in which it is placed; there is no clearance or space available for eluate to lodge. According to a variant, provision is made for the air initially contained in the disc to be able to escape during the rehydration of the disc. For example, a groove is provided under the discs and an escape passage to facilitate this air escape.
Les réactifs intégrés sont dans un exemple : H2O, dNTPs, 10x tampon isotherme, MgSO4, bétaine, agent intercalant, mélange d’amorces, enzyme Bst 2.0 W S, et enzyme AMV-RT. Dans un exemple, il peut s’agir du WarmStart LAMP Kit de New England Biolabs™. Included reagents are in one example: H2O, dNTPs, 10x isothermal buffer, MgSO4, betaine, intercalating agent, primer mix, Bst 2.0 W S enzyme, and AMV-RT enzyme. In one example, this may be the WarmStart LAMP Kit from New England Biolabs™.
Le mélange réactionnel de test contenu dans le media poreux comprend ainsi, dans un exemple, la transcriptase inverse qui permet de transcrire l’ARN en ADN, le jeu d’amorces spécifiques à l’ADN du pathogène, l’ADN polymérase, un tampon isotherme contenant des désoxynucléotides triphosphates (dNTP), nécessaires à l’amplification ADN, du MgSO4 agissant comme un cofacteur et catalyseur de la réaction, ainsi que de la bétaine, additif souvent utilisé pour améliorer l’amplification des séquences ADN. Enfin, un fluorophore ou une sonde colorimétrique est incluse afin de révéler la réaction d’amplification quand celle-ci a lieu. The test reaction mixture contained in the porous media thus comprises, in one example, the reverse transcriptase which makes it possible to transcribe the RNA into DNA, the set of primers specific to the DNA of the pathogen, the DNA polymerase, a buffer isotherm containing deoxynucleotide triphosphates (dNTPs), necessary for DNA amplification, MgSO4 acting as a cofactor and reaction catalyst, as well as betaine, an additive often used to improve the amplification of DNA sequences. Finally, a fluorophore or a colorimetric probe is included to reveal the amplification reaction when it takes place.
Les premier et deuxième mélanges réactionnels 33, 34 se présentent sous forme lyophilisée. Cette forme est stable et autorise un stockage long des supports de test neufs avant leur utilisation. The first and second reaction mixtures 33, 34 are in freeze-dried form. This shape is stable and allows long storage of new test media before use.
Les premier et deuxième mélanges réactionnels 33, 34 se présentent sous une forme générale de disque. The first and second reaction mixtures 33, 34 are presented as a general disc shape.
Selon une disposition optionnelle avantageuse, le media poreux 35 est formé en papier. Sa capacité d’absorption d’eau exempte d’ARNase et/ou d’ADNase (éluant) est connue, maitrisée et répétable, ce qui contribue à la fiabilité du test. According to an advantageous optional arrangement, the porous medium 35 is formed from paper. Its ability to absorb RNAse- and/or DNase-free water (eluent) is known, controlled and repeatable, which contributes to the reliability of the test.
La lecture du résultat est faite par une mesure optique, notamment un premier dispositif optique 98 agencé dans la station d’analyse 8 en vis-à-vis de la première zone de réaction 31 et un deuxième dispositif optique 99 agencé dans la station d’analyse 8 en vis-à-vis de la deuxième zone de réaction 32. Il est prévu dans la station d’analyse 8 un élément d’illumination, commun ou non et un appareil d’imagerie, un capteur optique ou des photodiodes pour recevoir des rayonnements réfléchis (ou transmis) par les media poreux des premier et deuxième mélanges réactionnels 33, 34. The result is read by optical measurement, in particular a first optical device 98 arranged in the analysis station 8 opposite the first reaction zone 31 and a second optical device 99 arranged in the analysis station. analysis 8 vis-à-vis the second reaction zone 32. There is provided in the analysis station 8 an illumination element, common or not, and an imaging device, an optical sensor or photodiodes to receive radiation reflected (or transmitted) by the porous media of the first and second reaction mixtures 33, 34.
Dans l’exemple illustré, on utilise les propriétés de fluorescence des media poreux où les acides nucléiques se sont multipliés. In the example shown, the fluorescence properties of the porous media where the nucleic acids have multiplied are used.
Lesdits premier et deuxième mélanges réactionnels permettant l’amplification et la détection d’une ou plusieurs séquences d’acide nucléique. Said first and second reaction mixtures allowing the amplification and detection of one or more nucleic acid sequences.
On note qu’il est prévu une zone de lecture de résultat, comprenant au moins les première et deuxième zones de réaction 31, 32. Dans le cas où le corps est formé en matière translucide, on peut considérer que la zone de lecture est aussi large que la plaquette elle-même. Si le substrat utilisé pour le corps n’est pas transparent ou pas suffisamment translucide, on peut prévoir une fenêtre spécifique transparente pour la lecture du résultat. It is noted that a result reading zone is provided, comprising at least the first and second reaction zones 31, 32. In the case where the body is formed of translucent material, it can be considered that the reading zone is also wider than the wafer itself. If the substrate used for the body is not transparent or not sufficiently translucent, a specific transparent window can be provided for reading the result.
On détermine la réponse en fluorescence des première et deuxième zones de réaction pour en déduire un résultat de test. The fluorescence response of the first and second reaction zones is determined to derive a test result therefrom.
Plus précisément, on compare la réponse en fluorescence de chaque disque avant et après chauffage. Si la réponse en fluorescence du disque de contrôle est faible alors le test est déclaré nul. More specifically, the fluorescence response of each disc before and after heating is compared. If the fluorescence response of the control disc is weak then the test is declared invalid.
Si la réponse en fluorescence du disque de contrôle est élevée et que la réponse en fluorescence du disque de test est faible, alors le test est déclaré négatif. If the fluorescence response of the control disc is high and the fluorescence response of the test disc is low, then the test is declared negative.
Si la réponse en fluorescence du disque de contrôle est élevée et que la réponse en fluorescence du disque de test est élevée aussi, alors le test est déclaré positif. If the fluorescence response of the control disc is high and the fluorescence response of the test disc is also high, then the test is declared positive.
En effet, la première zone de test amplifie l’ADN spécifique au pathogène recherché. La deuxième zone (disque de contrôle) consiste à amplifier l’ARN non spécifique provenant de l’échantillon. En effet, les deux mélanges réactionnels sont identiques mis à part le jeu d’amorces mis en place. Dans le cas du contrôle, il s’agit d’amorces non spécifiques au virus recherché (agent pathogène recherché) mais coopérant à une séquence ARN toujours présente dans l’échantillon/l’éluat incident. Le but du contrôle étant de confirmer qu’à la fois l’étape d’extraction ainsi que l’étape d’amplification se sont bien déroulées, permettant ainsi d’éliminer l’option d’un faux négatif. Indeed, the first test zone amplifies the DNA specific to the pathogen sought. The second area (control disc) is to amplify non-specific RNA from the sample. In fact, the two mixtures reactions are identical except for the set of primers in place. In the case of the control, these are primers not specific to the virus sought (pathogen sought) but cooperating with an RNA sequence always present in the sample/incident eluate. The purpose of the control is to confirm that both the extraction step and the amplification step have taken place, thus eliminating the option of a false negative.
Il n’est pas exclu de délivrer un résultat plus riche qu’un résultat binaire. A condition que la réponse en fluorescence du disque de contrôle soit élevée, l’intensité de réponse en fluorescence du disque de test peut être traduite en un index allant de 0 à 1. It is not excluded to deliver a richer result than a binary result. Provided that the fluorescence response of the control disc is high, the fluorescence response intensity of the test disc can be translated into an index ranging from 0 to 1.
Il faut noter qu’en lieu et place d’une mesure de réponse en fluorescence, on pourrait aussi utiliser d’autres méthodes optiques, comme une méthode de colorimétrie, une méthode de photométrie, une méthode de coefficient de transparence. It should be noted that instead of a fluorescence response measurement, other optical methods could also be used, such as a colorimetric method, a photometric method, a transparency coefficient method.
Il faut aussi noter qu’on peut analyser optiquement les mélanges réactionnels après réactions, soit par mesure de réflectivité, soit par mesure de transmissivité (émetteur et récepteur de part et d’autre de la plaquette). It should also be noted that the reaction mixtures can be analyzed optically after reactions, either by measuring reflectivity or by measuring transmissivity (transmitter and receiver on either side of the wafer).
Il faut aussi noter qu’on réalise une lecture optique de référence avant chauffage, pour permettre de faire le « zéro » du système optique, aux conditions de rayonnements ambiantes et avec la plaquette telle qu’elle est en transparence. Après chauffage réaction et refroidissement, les nouvelles mesures optiques sont prises avec comme référence la mesure de référence avant chauffage (méthode différentielle). It should also be noted that a reference optical reading is carried out before heating, to allow the "zero" of the optical system to be taken, under ambient radiation conditions and with the wafer as it is in transparency. After reaction heating and cooling, the new optical measurements are taken with the reference measurement before heating as a reference (differential method).
Station d’analyse et interface Analysis station and interface
La station d’analyse 8 se présente comme une boite parallélépipédique. Dans un exemple, cette boite est proche d’une forme cubique. Dans un exemple, le côté de cette forme cubique présente une longueur comprise entre 25 cm et 40 cm. La station d’analyse pourrait toutefois présenter une forme quelconque. Analysis station 8 looks like a parallelepipedic box. In one example, this box is close to a cubic shape. In one example, the side of this cubic shape has a length of between 25 cm and 40 cm. The analysis station could however have any shape.
La station d’analyse 8 comprend un capot 80 monté grâce à une articulation, et il est prévu un système de verrouillage de capot. En effet, lorsque les opérations de test sont en cours sur une plaquette de test, le capot est fermé et verrouillé. Lorsque le test est fini et que le résultat est obtenu, le système de verrouillage déverrouille le capot. Un opérateur peut alors ouvrir le capot, enlever la plaquette de test et placer sur l’embase une nouvelle plaquette de test à traiter. La station d’analyse 8 comprend une pompe à air. Ce peut être une pompe génératrice de surpression ou génératrice de dépression, suivant les configurations possibles s’agissant du support de test de la station. The analysis station 8 comprises a cover 80 mounted by means of a hinge, and a cover locking system is provided. Indeed, when the test operations are in progress on a test wafer, the cover is closed and locked. When the test is finished and the result is obtained, the locking system unlocks the bonnet. An operator can then open the cover, remove the test wafer and place a new test wafer to be processed on the base. The analysis station 8 includes an air pump. This can be a pressure-generating pump or a vacuum-generating pump, depending on the possible configurations with regard to the station's test support.
La station d’analyse 8 comprend un dispositif de chauffage 96. Le dispositif de chauffage 96 chauffe la plaquette de test 1 dans une zone d’interaction thermique 126. Une première portion de chauffage 96a chauffe en face du logement 24 de la membrane d’extraction 2 et une deuxième portion de chauffage 96 en faces des zones de réaction, notamment en dessous des logements 72, 73. The analysis station 8 comprises a heating device 96. The heating device 96 heats the test wafer 1 in a thermal interaction zone 126. A first heating portion 96a heats up opposite the housing 24 of the membrane of extraction 2 and a second heating portion 96 opposite the reaction zones, in particular below the housings 72, 73.
On remarque que le dispositif de chauffage 96 ne se trouve pas en vis-à-vis de la membrane de prélèvement 4, qui est hors de la zone d’interaction thermique 126. Note that the heating device 96 is not located opposite the sampling membrane 4, which is outside the thermal interaction zone 126.
Le dispositif de chauffage peut être complémentée par un dispositif de refroidissement. La station d’analyse 8 comprend un capteur de température pour réguler la commande du dispositif de chauffage. Le dispositif de chauffage peut être une résistance chauffante, une cellule à effet Peltier, ou encore comprendre un ou plusieurs corps noir(s) disposé(s) à proximité des zones de réaction et un éclairage infrarouge pour chauffer le(s)dit(s) corps noir(s). The heating device can be complemented by a cooling device. The analysis station 8 includes a temperature sensor to regulate the control of the heater. The heating device can be a heating resistor, a Peltier effect cell, or even comprise one or more black body(ies) arranged near the reaction zones and infrared lighting to heat the said ) black body(ies).
La station commande le dispositif de chauffage pour avoir un palier à une certaine température et sur une certaine durée. Par exemple, la température de palier est comprise entre 50°C et 70°C. Dans un exemple, la température de palier est de 65°C. La durée du palier est comprise entre 20 minutes et 40 minutes. La station d’analyse peut fonctionner avec une durée de palier prédéterminée (paramètre). Dans un mode alternatif, la fin de palier peut dépendre de l’analyse optique des zones de réaction, par exemple le résultat peut être lu avant la durée prédéfinie, ou dans le cas opposé, l’analyse optique des zones de réaction peut permettre d’identifier une erreur. The station controls the heating device to have a plateau at a certain temperature and over a certain duration. For example, the bearing temperature is between 50°C and 70°C. In one example, the plateau temperature is 65°C. The duration of the stage is between 20 minutes and 40 minutes. The analysis station can operate with a predetermined dwell time (parameter). In an alternative mode, the end of the stage can depend on the optical analysis of the reaction zones, for example the result can be read before the predefined duration, or in the opposite case, the optical analysis of the reaction zones can allow to identify an error.
Il est prévu dans la station de test plusieurs actionneurs pour pousser sur les volumes 61 ,63 et/ou activer les valves commandées, notamment les valves de dérivation, suivant les différents exemples de réalisation. Plus précisément, un premier actionneur 91 permet d’exercer une action mécanique sur le volume du premier volume de rinçage 61. Un deuxième actionneur 92 permet d’exercer une action mécanique sur le volume du deuxième volume de rinçage 62. Un troisième actionneur 93 permet d’exercer une action mécanique sur le volume d’éluant 63. Un quatrième actionneur permet d’exercer une action mécanique sur la première valve de dérivation 51. Un cinquième actionneur permet d’exercer une action mécanique sur la deuxième valve de dérivation 52. Les actionneurs peuvent être appelés ‘poussoirs’. Several actuators are provided in the test station to push on the volumes 61, 63 and/or activate the controlled valves, in particular the bypass valves, according to the various embodiments. More precisely, a first actuator 91 makes it possible to exert a mechanical action on the volume of the first rinsing volume 61. A second actuator 92 makes it possible to exert a mechanical action on the volume of the second rinsing volume 62. A third actuator 93 makes it possible to exert a mechanical action on the volume of eluent 63. A fourth actuator makes it possible to exert a mechanical action on the first bypass valve 51. A fifth actuator makes it possible to exert a mechanical action on the second diverter valve 52. The actuators can be called 'push-buttons'.
Une Led illumine le disque 35 première zone de réaction 31 et le rayonnement reçu en retour est capté par une ou plusieurs photodiodes 98. An LED illuminates the disc 35 first reaction zone 31 and the radiation received in return is picked up by one or more photodiodes 98.
Sur l’autre disque, le même processus se déroule avec une ou plusieurs photodiodes 99, pour le disque 35 seconde zone de réaction 32. On the other disc, the same process takes place with one or more photodiodes 99, for disc 35 second reaction zone 32.
Le dispositif de chauffage 96 peut être combiné avec les cellules optiques 98,99 (émission et/ou réception) pour former un dispositif combiné de chauffage et de lecture 120. The heating device 96 can be combined with the optical cells 98,99 (transmission and/or reception) to form a combined heating and reading device 120.
Le document PCT/FR2021/050545 décrit plus en détail la logique de fonctionnement de la plaquette de test 1 , notamment les activations de valves de dérivation. The document PCT/FR2021/050545 describes in more detail the operating logic of the test wafer 1, in particular the activations of bypass valves.
Les figures 8A et 8B illustrent une valve de dérivation 51 sous forme d’une membrane déformable, qui ouvre ou ferme sélectivement un passage entre deux canaux 131, 132. Figures 8A and 8B illustrate a bypass valve 51 in the form of a deformable membrane, which selectively opens or closes a passage between two channels 131, 132.
La membrane déformable délimite par le bas une chambre 151. Le corps de la plaquette délimite sur les côtés et sur le haut la chambre 151 , sauf aux endroits où débouchent les canaux, avec un premier port 131a (première embouchure) et un deuxième port 132a (deuxième embouchure). En figure 8A la membrane déformable 51 est au repos (forme plate au repos) et le passage entre les deux embouchures 131a, 132a est ouvert (circulation en flèche pointillée). En figure 8B sous l’effet d’une action mécanique de poussée par l’élément noté 94, la membrane déformable 51 est fléchie et vient porter sur les ports (deux embouchures) 131a, 132a ; le passage est entre les deux embouchures 131a, 132a est alors fermé. The deformable membrane delimits a chamber 151 from below. The body of the wafer delimits the chamber 151 on the sides and on the top, except at the places where the channels open out, with a first port 131a (first mouth) and a second port 132a (second mouth). In FIG. 8A the deformable membrane 51 is at rest (flat shape at rest) and the passage between the two mouths 131a, 132a is open (circulation in dotted arrow). In FIG. 8B under the effect of a mechanical pushing action by the element denoted 94, the deformable membrane 51 is bent and bears on the ports (two mouths) 131a, 132a; the passage is between the two mouths 131a, 132a is then closed.
En référence à la figure 9, on a illustré le déversement d’un liquide de rinçage contenu dans un sachet 37 (liquide de rinçage ou éluant). L’extrémité supérieure de l’actionneur 94 vient pousser sur la poche/le sachet. Il est prévu des picots 36 dans le fond du logement 74. Lorsqu’on presse le sachet 37, lesdits picots 36 s’y enfoncent et viennent déchirer le sachet libérant ainsi le liquide y contenu qui s’écoule dans le canal 131. With reference to FIG. 9, the pouring of a rinsing liquid contained in a sachet 37 (rinsing liquid or eluent) has been illustrated. The upper end of the actuator 94 pushes on the pouch/bag. There are pins 36 in the bottom of the housing 74. When the bag 37 is pressed, the said pins 36 sink into it and tear the bag, thus releasing the liquid contained therein which flows into the channel 131.
Fonctionnement général La station de test ST fonctionne comme suit. La première étape d’intérêt consiste à : General operation The ST test station works as follows. The first step of interest consists of:
S1 - faire passer échantillon biologique à tester ET sous forme liquide dans la membrane d’extraction 2. En pratique la pompe à air pousse, grâce à une surpression d’air, l’échantillon biologique ET, depuis le réservoir amont 11 vers le réservoir de récupération 18, au travers de la membrane d’extraction 2. La première valve de dérivation 51 est ouverte alors que la deuxième valve de dérivation 52 est fermée. Les acides nucléiques et d’autres espèces moléculaires sont retenus par la membrane d’extraction 2. On note que la sortie d’air 16 permet à l’air présent dans le réservoir de récupération de s’échapper au fur et à mesure que le réservoir de récupération se remplit de liquide. Ensuite on va procéder au rinçage, dans une étape notée S2. S1 - pass the biological sample to be tested ET in liquid form through the extraction membrane 2. In practice, the air pump pushes the biological sample ET from the upstream reservoir 11 towards the reservoir recovery 18, through the extraction membrane 2. The first bypass valve 51 is open while the second bypass valve 52 is closed. The nucleic acids and other molecular species are retained by the extraction membrane 2. It is noted that the air outlet 16 allows the air present in the recovery tank to escape as the recovery tank fills with fluid. Then we will proceed to rinsing, in a step denoted S2.
52- le système de test fait passer un premier liquide de rinçage R1 dans la membrane d’extraction 2, et le dirige en aval vers le réservoir de récupération 18. La première valve de dérivation 51 est ouverte alors que la deuxième valve de dérivation 52 est fermée 52- the test system passes a first rinsing liquid R1 through the extraction membrane 2, and directs it downstream towards the recovery tank 18. The first bypass valve 51 is open while the second bypass valve 52 is closed
Optionnellement, on peut utiliser une deuxième passe de rinçage. Ensuite on va procéder au séchage, dans une étape notée S3. Optionally, a second rinsing pass can be used. Then we will proceed to the drying, in a step denoted S3.
53- la station de test fait passer de l’air dans la membrane d’extraction 2, pour la sécher. La station envoie de l’air sous pression dans l’entrée d’air 14. L’air peut sortir au fond du réservoir par la sortie 16 mais aussi l’air peut sortir par la sortie d’air intermédiaire 17. L’étape S3 peut aussi inclure : faire chauffer la membrane, pour accélérer le séchage, notamment dans les modes de réalisation où elle se trouve dans la zone d’interaction thermique. Cette étape de chauffage peut être alternative ou complémentaire à l’étape de passage d’air dans la membrane d’extraction pour la sécher. On procède ensuite à l’élution de la membrane d’extraction, dans une étape notée S4. 53- the test station passes air through the extraction membrane 2, to dry it. The station sends pressurized air into the air inlet 14. The air can exit at the bottom of the tank through the outlet 16 but also the air can exit through the intermediate air outlet 17. The step S3 can also include: heating the membrane, to accelerate the drying, in particular in the embodiments where it is in the thermal interaction zone. This heating step can be alternative or complementary to the step of passing air through the extraction membrane to dry it. The extraction membrane is then eluted, in a step denoted S4.
54- faire passer un volume d’éluant dans la membrane d’extraction 2, et diriger l’éluat qui en sort en aval vers le canal de transfert 44. La première valve de dérivation 51 est alors fermée alors que la deuxième valve de dérivation 52 est ouverte. Le front du flux d’éluat est alors capté par la membrane de prélèvement 4, comme décrit auparavant et le reste du flux d’éluat est dirigé vers la zone de réaction, pour analyse. L’analyse consiste notamment à chauffer la zone de réaction à une température prédéfinie puis à attendre le refroidissement pour enfin éclairer la zone de réaction (les première et deuxième zone de réaction) pour recevoir en retour un niveau de fluorescence (à l’aide des dispositifs optiques 98, 99). 54- pass a volume of eluent through the extraction membrane 2, and direct the eluate which comes out downstream towards the transfer channel 44. The first bypass valve 51 is then closed while the second bypass valve 52 is open. The front of the eluate stream is then captured by the sampling membrane 4, as described before, and the rest of the eluate stream is directed to the reaction zone, for analysis. The analysis consists in particular of heating the reaction zone to a predefined temperature then waiting for the cooling to finally illuminate the reaction zone (the first and second reaction zones) to receive in return a level of fluorescence (using the optical devices 98, 99).

Claims

26 REVENDICATIONS 26 CLAIMS
1. Support de test biologique (1 ) à usage unique, destiné à être utilisé avec une station de test pour former un système de test biologique (ST) permettant détecter la présence d’une ou plusieurs espèces pathogènes et/ou d’une séquence nucléique à révéler, le support de test comprenant : 1. Biological test support (1) for single use, intended to be used with a test station to form a biological test system (ST) for detecting the presence of one or more pathogenic species and/or of a sequence nucleic acid to be revealed, the test support comprising:
- un réservoir amont (11 ) pour recevoir un échantillon biologique à tester (ET) sous forme liquide, - an upstream reservoir (11) for receiving a biological sample to be tested (ET) in liquid form,
- une membrane d’extraction (2), agencée dans un premier logement (24), en communication fluidique avec le réservoir amont (11 ), - an extraction membrane (2), arranged in a first housing (24), in fluid communication with the upstream reservoir (11),
- une zone de réaction (31 ) comprenant un logement de réaction (72, 74) contenant un mélange réactionnel de test (33, 34), - a reaction zone (31) comprising a reaction housing (72, 74) containing a test reaction mixture (33, 34),
- un canal de transfert (44) reliant le premier logement (24) au logement de réaction (72, 74), - a transfer channel (44) connecting the first housing (24) to the reaction housing (72, 74),
- une membrane de prélèvement (4) agencée dans un troisième logement (73), dans lequel le troisième logement est placé en communication fluidique avec le canal de transfert (44) et la membrane de prélèvement est placée de manière adjacente au canal de transfert. - a sampling membrane (4) arranged in a third housing (73), in which the third housing is placed in fluid communication with the transfer channel (44) and the sampling membrane is placed adjacent to the transfer channel.
2. Support de test biologique selon la revendication 1 , comprenant en outre un volume prédéfini d’éluant, et dans lequel la membrane de prélèvement (4) présente une capacité d’absorption représentant un volume compris entre 10% et 90% du volume prédéfini d’éluant. 2. Biological test support according to claim 1, further comprising a predefined volume of eluent, and in which the sampling membrane (4) has an absorption capacity representing a volume of between 10% and 90% of the predefined volume of eluent.
3. Support de test biologique selon l’une des revendications 1 à 2, dans lequel la membrane de prélèvement (4) côtoie le canal de transfert (44) sur une distance (L4) supérieure à 5 mm, voire 8 mm, ou une distance supérieure à N fois un diamètre ou une dimension de la section transversale du canal de transfert (44), N étant supérieur à 3, ou 5, ou 10 ou 15. 3. Biological test support according to one of claims 1 to 2, in which the sampling membrane (4) borders the transfer channel (44) over a distance (L4) greater than 5 mm, or even 8 mm, or a distance greater than N times a diameter or a dimension of the cross section of the transfer channel (44), N being greater than 3, or 5, or 10 or 15.
4. Support de test biologique selon l’une des revendications 1 à 3, comprenant en outre au moins un premier volume de premier liquide de rinçage (R1 ). 4. Biological test support according to one of claims 1 to 3, further comprising at least a first volume of first rinsing liquid (R1).
5. Support de test biologique (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la zone de réaction (31 ) contient un media poreux de réaction (35) agencé dans un deuxième logement (72) et contenant le mélange réactionnel de test (33) sous forme lyophilisée. 5. Biological test support (1) according to any one of the preceding claims, in which the reaction zone (31) contains a porous reaction medium (35) arranged in a second housing (72) and containing the reaction mixture of test (33) in freeze-dried form.
6. Support de test biologique selon l’une des revendications 1 à 5, comprenant en outre : 6. Biological test medium according to one of claims 1 to 5, further comprising:
- un réservoir de récupération (18), pour récupérer les liquides issus du rinçage, et le trop plein d’éluat, et, par exemple - au moins une sortie d’air (16,17), pour faciliter le remplissage du réservoir. - a recovery tank (18), to recover the liquids resulting from the rinsing, and the overflow of eluate, and, for example - At least one air outlet (16,17), to facilitate filling the tank.
7. Support de test biologique selon l’une des revendications 1 à 6, comprenant en outre un système de valve (5) pour diriger un flux de fluide depuis la membrane d’extraction (2) sélectivement vers le réservoir de récupération (18) ou vers le canal de transfert (44). 7. Biological test support according to one of claims 1 to 6, further comprising a valve system (5) for directing a flow of fluid from the extraction membrane (2) selectively towards the recovery tank (18) or to the transfer channel (44).
8. Support de test biologique selon la revendication 7, dans lequel le troisième logement se situe fluidiquement entre le système de valve (5) permettant de diriger le flux vers la zone de réaction, et la zone de réaction. 8. Biological test support according to claim 7, in which the third housing is located fluidically between the valve system (5) making it possible to direct the flow towards the reaction zone, and the reaction zone.
9. Support de test biologique selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel la membrane de prélèvement est formée d’un matériau comprenant au moins un parmi : cellulose, polyfluorure de vinylidène. 9. Biological test support according to any one of claims 1 to 8, in which the sampling membrane is formed of a material comprising at least one of: cellulose, polyvinylidene fluoride.
10. Support de test biologique selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel la capacité d’absorption de la membrane de prélèvement (4) est déterminée de sorte qu’un flux de liquide transitant par le canal de transfert soit partiellement prélevé par la membrane de prélèvement. 10. Biological test support according to any one of claims 1 to 9, in which the absorption capacity of the sampling membrane (4) is determined so that a flow of liquid passing through the transfer channel is partially collected by the sampling membrane.
11 . Support de test biologique selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel le support de test biologique est configuré pour amener, via un canal de liaison (11a), l’échantillon biologique à tester (ET) dans la membrane d’extraction (2), puis après rinçage, séchage et élution de ladite membrane d’extraction, diriger l’éluat résultant, via le canal de transfert (44), vers au moins la zone de réaction, une portion de front de l’éluat étant piégée par la membrane de prélèvement sans parvenir au mélange réactionnel de test, une portion suivante de l’éluat parvenant au mélange réactionnel de test (35). 11 . Biological test support according to any one of claims 1 to 10, in which the biological test support is configured to bring, via a connecting channel (11a), the biological sample to be tested (ET) into the membrane of extraction (2), then after rinsing, drying and eluting said extraction membrane, directing the resulting eluate, via the transfer channel (44), towards at least the reaction zone, a front portion of the eluate being trapped by the sample membrane without reaching the test reaction mixture, a next portion of the eluate reaching the test reaction mixture (35).
12. Support de test biologique selon l’une quelconque des revendication 1 à 11 , dans lequel le logement de réaction (72, 74) est situé dans une zone d’interaction thermique (126) configurée pour être chauffée par la station d’analyse, et dans lequel le troisième logement est situé hors de la zone d’interaction thermique (126). 12. Biological test support according to any one of claims 1 to 11, in which the reaction housing (72, 74) is located in a thermal interaction zone (126) configured to be heated by the analysis station. , and wherein the third housing is located outside the thermal interaction zone (126).
13. Support de test biologique selon la revendication 12, dans lequel le premier logement (24) est agencé dans la zone d’interaction thermique. 13. Biological test support according to claim 12, in which the first housing (24) is arranged in the thermal interaction zone.
14. Support de test biologique selon l’une des revendications 1 à 13, dans lequel le troisième logement (73) est formé par un agrandissement du canal de transfert (44), la membrane de prélèvement (4) étant positionnée dans ledit agrandissement. 14. Biological test support according to one of claims 1 to 13, wherein the third housing (73) is formed by an enlargement of the transfer channel (44), the sampling membrane (4) being positioned in said enlargement.
15. Support de test biologique selon l’une quelconque des revendications 1 à15. Biological test medium according to any one of claims 1 to
14, dans lequel le canal de transfert (44) n’est pas obstrué par la membrane de prélèvement (4). 14, in which the transfer channel (44) is not obstructed by the sampling membrane (4).
16. Support de test biologique selon l’une quelconque des revendications 1 à 15, dans lequel une paroi d’une portion du canal de transfert (44) est formée par la membrane de prélèvement (4). 16. Biological test support according to any one of claims 1 to 15, in which a wall of a portion of the transfer channel (44) is formed by the sampling membrane (4).
17. Support de test biologique selon l’une des revendications 1 à 16, présentant une forme générale parallélépipédique plate, avec deux faces principales (10A,10B) avec une entrée d’air (14) et une entrée (12) en communication fluidique avec le réservoir amont (11 ) pour recevoir un échantillon biologique à tester (ET) et, préférentiellement, toutes les interfaces sont agencées sur une seule face principale (10A). 17. Biological test support according to one of claims 1 to 16, having a generally flat parallelepipedic shape, with two main faces (10A, 10B) with an air inlet (14) and an inlet (12) in fluid communication with the upstream tank (11) to receive a biological sample to be tested (ET) and, preferably, all the interfaces are arranged on a single main face (10A).
18. Système de test biologique, comprenant : 18. Biological test system, comprising:
- une station d’analyse (8), - an analysis station (8),
- une ou plusieurs supports de test biologique (1 ) selon l'une des revendications précédentes, la station d’analyse comprenant au moins un connecteur pneumatique configuré pour être accouplé à l’entrée d’air (14) du support de test biologique. - one or more biological test supports (1) according to one of the preceding claims, the analysis station comprising at least one pneumatic connector configured to be coupled to the air inlet (14) of the biological test support.
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