BE1030466B1 - Dispositif et méthode pour la séparation et/ou la purification d’un composé d’intérêt - Google Patents
Dispositif et méthode pour la séparation et/ou la purification d’un composé d’intérêt Download PDFInfo
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Abstract
La divulgation courante porte sur un dispositif pour séparer et/ou purifier un composé d’intérêt comprenant - une plaque à échantillons, ladite plaque à échantillons comprenant une portion de base et un ou plusieurs porte-échantillon fournis sur ladite portion de base pour recevoir un conteneur d’échantillon, ledit conteneur d’échantillon est approprié pour contenir un échantillon comprenant un liquide renfermant ledit composé d’intérêt et des particules magnétiques ; - une unité d’aimant positionnée au niveau de chaque porte-échantillon, ladite unité d’aimant est configurée pour capturer ou pour introduire un mouvement des particules magnétiques ; dans lequel les porte-échantillon sont configurés pour réaliser un mouvement mécanique, de telle manière que les particules magnétiques sont mélangées avec le liquide. Des méthodes pour séparer et/ou purifier un composé d’intérêt sont également divulguées.
Description
1 BE2022/5291
DISPOSITIF ET MÉTHODE POUR LA SÉPARATI ON ET/ OU LA PURI FI CATI ON
D'UN COMPOSÉ D'INTÉRÊT
La présente divulgation porte sur des dispositifs et des méthodes pour réaliser une étape de purification durant la production de composés ou la purification de molécules telles que des acides nucléiques. Plus particulièrement, des dispositifs et des méthodes sont divulgués permettant une purification au moyen de particules magnétiques.
CONTEXTE
La séparation à l’aide de billes magnétiques est une technique qui est une technique communément utilisée à l'échelle du laboratoire pour la purification de composés généralement dans le domaine de la réalisation de tests ou à un stade précoce de la recherche. En général, les particules magnétiques sont liées à une substance qui montre une affinité pour le composé qui a besoin d’être purifié. En appliquant un champ magnétique, les particules magnétiques avec le composé d'intérêt lié sont attirées vers l’aimant, permettant à tout liquide restant d’être éliminé. Comme tel, les composés d'intérêt peuvent être séparés et/ou purifiés à partir de leur environnement liquide.
La méthodologie de la purification à l’aide de billes magnétiques est souvent utilisée dans la production de biomolécules telles que des protéines, des peptides ou un acide nucléique.
RÉSUMÉ
La présente divulgation et les modes de réalisation de celle-ci servent à fournir une solution à un ou plusieurs des désavantages divulgués ci-dessous. À cette fin, la présente divulgation porte sur un dispositif automatisé pour séparer et/ou purifier un composé d'intérêt. Plus spécifiquement, le dispositif comprend une plaque à échantillons équipée de porte-échantillon. Des conteneurs d’échantillon comprenant le composé d'intérêt dans un milieu liquide sont positionnés à l’intérieur des porte- échantillon. Une unité d'aimant est positionnée au niveau de chaque porte- échantillon. Des particules magnétiques sont introduites dans lesdits échantillons et
2 BE2022/5291 mélangées avec le composé d'intérêt. Le composé d'intérêt lié aux particules magnétiques est alors soumis à des étapes de lavage et d'élution, à l’intérieur du dispositif.
Dans un second aspect, la présente divulgation porte sur un système pour séparer et/ou purifier un composé d'intérêt. Plus particulièrement, le système comprend au moins un dispositif pour séparer et/ou purifier le composé d'intérêt. Des bras robotiques, injecteurs et/ou pompes sont utilisés pour distribuer et éliminer des composants et des liquides dans les conteneurs d’échantillon.
Dans un aspect final, la présente divulgation porte sur une méthode. Plus particulièrement, la méthode telle que décrite ici porte sur une méthode pour séparer et/ou purifier un composé d'intérêt en utilisant le dispositif et le système divulgués ici.
DESCRI PTION DES FI GURES
La Figure 1 montre une représentation d’un dispositif selon des modes de réalisation préférés de la divulgation.
La Figure 2 présente le principe de capture de billes magnétiques en utilisant unité magnétique. Sur la Fig. 2A les billes sont libres et sur la Fig. 2B les billes sont capturées.
La Figure 3 montre une représentation d’un porte-échantillon selon un mode de réalisation de la divulgation.
La Figure 4 montre une représentation du porte-échantillon selon un autre mode de réalisation de la divulgation.
La Figure 5 présente une représentation schématique d’un mode de réalisation du système, ayant deux dispositifs adjacents.
La Figure 6 présente une représentation schématique d’un mode de réalisation du système, ayant deux dispositifs emboîtés.
3 BE2022/5291
La Figure 7 présente schématiquement un bras robotique selon un mode de réalisation de l’invention.
La Figure 8 montre une représentation d’un système selon des modes de réalisation préférés de la divulgation.
La Figure 9 montre une représentation d’un système selon des modes de réalisation préférés de la divulgation.
L'US10364428 porte sur des méthodes et des kits pour la purification d’ARN post-
TIV en utilisant des billes magnétiques. L'US9244069 divulgue une plaque à échantillons comprenant une pluralité de puits et l’utilisation d’un carrousel et d’un — dispositif magnétique pour la séparation à l’aide de billes magnétiques ; le carrousel est conçu pour distribuer les billes magnétiques dans ladite plaque à échantillons. Le
WO2005008219 divulgue également l’utilisation de carrousels et de systèmes magnétiques pour le lavage ou la purification de produits. Un dispositif qui permet d'obtenir une purification continue de biomolécules et dont l’échelle peut être — modifiée en fonction des besoins de production, n’a pas encore été rapporté.
Alors que les dispositifs connus dans l’art ont leur valeur, il serait avantageux de fournir des solutions alternatives de séparation et/ou de purification qui soient rapides, efficaces, qui fournissent un bon rendement, qui soient automatisées, continues, et dont l'échelle puisse être modifiée. La divulgation courante vise à fournir une solution à cela.
La présente divulgation concerne des dispositifs et des méthodes pour la purification et/ou la séparation d’un composé ou d’une molécule d'intérêt. La présente — divulgation vise également à résoudre au moins certains des problèmes et désavantages abordés ci-dessous. Les dispositifs, systèmes et méthodologies tels que décrits ici permettent d'obtenir un procédé rapide, efficace et hautement automatisé, tout en assurant un bon rendement de la molécule ou du composé d'intérêt. Les dispositifs et systèmes tels que décrits permettent d'obtenir une production (semi-) continue de lots ou volumes petits ou moyens du composé d'intérêt. Comme tel, la production est moins chronophage et requiert un encombrement inférieur aux dispositifs et systèmes produisant de grands volumes.
4 BE2022/5291
Ces dispositifs, systèmes et méthodes sont particulièrement utiles lorsqu'ils sont appliqués au domaine de la purification d'acide nucléique telle que la purification d’ARN ou d'ADN.
Définitions
Sauf définition contraire, tous les termes utilisés dans cette divulgation, y compris les termes techniques et scientifiques, ont la signification généralement admise par l’homme du métier auquel appartient cette divulgation. Des définitions des termes sont incluses à titre indicatif pour mieux apprécier l'enseignement de la présente divulgation.
Tels qu'utilisés ici, les termes suivants ont les significations suivantes : «Un», «une», «le» et « la » tels qu'utilisés ici désignent à la fois le singulier et le pluriel, à moins que le contexte n'indique clairement le contraire. À titre d'exemple, « un compartiment » désigne un ou plusieurs compartiments. « Environ » tel qu'utilisé ici en référence à une valeur mesurable telle qu’un paramètre, une quantité, une durée temporelle et autres, est destiné à englober les variations de +/-20 % ou moins, de préférence de +/-10 % ou moins, de manière davantage préférée de +/-5 % ou moins, de manière encore davantage préférée de +/-1 % ou moins, et de manière encore davantage préférée de +/-0,1 % ou moins de la valeur spécifiée et par rapport à celle-ci, dans la mesure où de telles variations sont appropriées dans la divulgation. Toutefois, il est entendu que la valeur à laquelle le modificateur « environ » fait référence est elle-même également spécifiquement divulguée. « Comprendre », « comprenant », et « comprend » et « composé de », tels qu'ils sont utilisés ici, sont synonymes de « inclure », « incluant », «inclut» ou « contenir », « contenant », « contient » et sont des termes inclusifs ou ouverts qui spécifient la présence de ce qui suit, par exemple un composant, et n'excluent ni n'empêchent la présence de composants, points caractéristiques, éléments, membres, étapes non cités additionnels, connus dans l’art ou divulgués ici.
Par ailleurs, les termes premier, deuxième, troisième et autres dans la description et dans les revendications, sont utilisés pour faire la distinction entre éléments similaires et pas nécessairement pour décrire un ordre séquentiel ou chronologique, sauf si cela est spécifié. Il est entendu que les termes ainsi utilisés sont interchangeables dans des circonstances appropriées et que les modes de réalisation décrits ici peuvent fonctionner dans d’autres séquences que celles décrites ou 5 illustrées ici.
La citation des plages numériques par les bornes inclut tous les nombres et fractions subsumés à l'intérieur de cette plage, ainsi que les bornes citées.
L'expression « % en poids » ou « pour cent en poids », ici et tout au long de la description, sauf définition contraire, fait référence au poids relatif du composant respectif sur la base du poids global de la formulation.
Tandis que les termes « un ou plusieurs » ou « au moins un », tels qu’un ou plusieurs ou au moins un membre(s) d’un groupe de membres, est clair per se, à titre d’exemplification supplémentaire, le terme englobe entre autres une référence à l’un quelconque desdits membres, ou à deux quelconques ou plus desdits membres, tels que, par ex., tout nombre > 3, > 4,2 5, > 6 ou > 7 etc. desdits membres, et jusqu’à la totalité desdits membres.
Tel qu'utilisé ici, le terme « particule magnétique » et les variations de celui-ci sont destinés à désigner une particule ayant un cœur magnétique, par ex., paramagnétique ou superparamagnétique, revêtu d’au moins un matériau ayant une surface sur laquelle un composé d'intérêt peut se lier de manière réversible. — Sauf définition contraire, tous les termes utilisés dans cette divulgation, y compris les termes techniques et scientifiques, ont la signification généralement admise par l’homme du métier auquel appartient cette divulgation. Des définitions des termes utilisés dans la description sont incluses à titre indicatif pour mieux apprécier l’enseignement de la présente divulgation. Les termes ou définitions utilisés ici sont — fournis uniquement pour faciliter la compréhension de la divulgation.
La référence tout au long du présent mémoire descriptif à « un mode de réalisation » signifie qu’un point caractéristique, une structure ou une caractéristique particulier (particulière) décrit(e) en lien avec le mode de réalisation est inclus(e) dans au moins un mode de réalisation de la présente divulgation. Ainsi, l'apparition de l'expression « dans un mode de réalisation » à divers endroits tout au long du présent mémoire descriptif ne fait pas nécessairement toujours référence au même mode de
6 BE2022/5291 réalisation, mais le peut. De plus, les points caractéristiques, structures ou caractéristiques particuliers peuvent être combinés de toute manière adaptée, comme cela apparaîtrait évident à l'homme du métier d’après cette divulgation, dans un ou plusieurs modes de réalisation. De plus, alors que certains modes de réalisation décrits ici incluent certains mais pas d'autres points caractéristiques inclus dans d’autres modes de réalisation, les combinaisons de points caractéristiques de différents modes de réalisation sont destinées à être dans la portée de la divulgation, et à former différents modes de réalisation, comme le comprendrait l'homme du métier. Par exemple, dans les revendications suivantes, des quelconques des modes de réalisation revendiqués peuvent être utilisés en toute combinaison.
Dispositifs et systèmes
Dans un premier aspect, la divulgation courante porte sur un dispositif pour séparer et/ou purifier un composé d'intérêt comprenant - une plaque à échantillons, ladite plaque à échantillons comprenant une portion de base et un ou plusieurs porte-échantillon fournis sur ladite portion de base pour recevoir un conteneur d’échantillon, ledit conteneur d’échantillon est approprié pour contenir un échantillon liquide comprenant ledit composé d'intérêt et des particules magnétiques ; - une unité d’aimant positionnée au niveau de chaque porte-échantillon, ladite unité d’aimant est configurée pour capturer ou pour introduire un mouvement des particules magnétiques ; dans lequel les porte-échantillon sont configurés pour réaliser un mouvement mécanique, de telle manière que les particules magnétiques sont mélangées avec le liquide.
Le dispositif tel que divulgué ici permet d'obtenir une séparation et/ou une purification de composés d'intérêt incluant des composés biopharmaceutiques tels que de ADN, de l'ARN, de l'ARN modifié, des polypeptides, des protéines et des protéines modifiées. De manière avantageuse, ledit dispositif permet l'automatisation du procédé de séparation et/ou de purification tout en exécutant les procédures de manière continue et avec une haute précision sans requérir d'intervention humaine. Les protocoles de production peuvent être mis en œuvre directement sur le dispositif divulgué ici sans aucune augmentation d'échelle du procédé étant donné que le dispositif imite les opérations manuelles à petite échelle exécutées dans un laboratoire.
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Dans un mode de réalisation, chaque porte-échantillon du dispositif est configuré pour réaliser le mouvement mécanique indépendamment des porte-échantillon restants. Ceci permet d'obtenir l'exécution d'étapes distinctes du procédé de séparation et/ou de purification dans chaque porte-échantillon. Dans d’autres modes de réalisation, les porte-échantillon réalisent des mouvements simultanés.
Dans un mode de réalisation, la mise en mouvement mécanique des porte- échantillon est entraînée par une unité de moteur ou une unité électromagnétique.
Dans un mode de réalisation préféré, un moteur électrique est utilisé. Dans un autre mode de réalisation, une pluralité d’électro-aimants est alimentée en séquence pour générer le mouvement du porte-échantillon. Dans un autre mode de réalisation, la mise en mouvement mécanique des porte-échantillon est entraînée par une unité de secoueur. Le mouvement mécanique des porte-échantillon peut être une rotation autour d'un axe dudit porte-échantillon ou un mouvement de secouage ou de vibration. Le mouvement mécanique des porte-échantillon peut être activé et désactivé. L'objectif de la mise en mouvement mécanique inclut, mais sans s'y limiter, Vhomogénéisation du mélange formé par l'échantillon et les tampons pour la séparation et/ou la purification, et/ou la facilitation du contact entre les particules magnétiques et l'échantillon.
Dans un mode de réalisation, les porte-échantillon peuvent être positionnés au- dessus de la portion de base ou sont positionnés dans des poches ou des évidements de ladite portion de base.
Dans un mode de réalisation, l'unité d’aimant de chaque porte-échantillon comprend un aimant permanent, un aimant temporaire ou un électro-aimant, de préférence un aimant permanent. Lorsqu'un électro-aimant est utilisé, le champ magnétique peut être rapidement changé en commandant la quantité de courant électrique. Dans un autre mode de réalisation chaque unité d’aimant comprend un réseau d’aimants où chaque aimant peut être un aimant permanent, un aimant temporaire ou un électro- aimant.
Dans un mode de réalisation préféré, unité d’aimant est positionnée le long d’une portion latérale dudit porte-échantillon et s'étend au-dessus dudit porte-échantillon.
Dans un autre mode de réalisation, l'unité d’aimant est positionnée autour du porte- échantillon.
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Dans un autre mode de réalisation, le porte-échantillon est équipé d’au moins deux, trois, quatre, cinq, six, sept, huit, neuf ou dix unités d'aimant. Dans un mode de réalisation, lesdites unités d’aimant sont positionnées le long de différentes portions latérales dudit porte-échantillon. En variante, tous les aimants sont positionnés le long de la même portion latérale dudit porte-échantillon.
Dans un mode de réalisation, l’unité d’aimant présente la même longueur que le porte-échantillon, ou une longueur inférieure. Dans un mode de réalisation particulièrement préféré, l'unité d’aimant est en forme de tige et au moins 1/5e de la longueur de l'unité d’aimant s'étend au-dessus du porte-échantillon. Dans un autre mode de réalisation au moins 1/4, 1/3, 1/2, 2/5, 2/4, 2/3, 2/1, 3/5, 3/4, 3/2, 3/1, 4/5, 4/3, 4/2, 4/1, 5/4, 5/3, 5/2 ou 5/1 de la longueur de l’unité d’aimant s'étend au-dessus du porte-échantillon. Dans un mode de réalisation préféré, l'unité d’aimant présente une hauteur qui est proportionnelle à la hauteur du niveau du liquide dans le conteneur d’échantillon. Dans un mode de réalisation préféré, la hauteur et l’épaisseur de ladite unité d’aimant sont directement proportionnelles à la surface du conteneur d’échantillon, afin d'assurer un champ magnétique suffisamment important pour capturer les particules magnétiques. Dans un autre mode de réalisation, unité d’aimant s'étend au moins sur la longueur entière du conteneur d’échantillon, de préférence s'étendant sous le conteneur d’échantillon.
Dans un autre mode de réalisation encore l’aimant est en forme de barre, de fer à cheval, de disque, de sphère, de cylindre ou d’anneau.
Dans un mode de réalisation, l'unité d’aimant est agencée dans un logement, qui est de préférence ouvert au niveau du côté étant face au porte-échantillon. En variante, le logement est positionné autour du porte-échantillon et contient de multiples aimants. Dans un autre mode de réalisation, l’unité d’aimant est en forme d’anneau et entoure entièrement le porte-échantillon.
Le logement peut être fabriqué à partir de tout matériau approprié connu dans l'art, tel que, mais sans s'y limiter, les polymères, les thermoplastiques, les métaux ou les alliages de métaux.
L'unité d’aimant peut être en position fixe ou amovible. Par exemple, l’unité d’aimant peut réaliser des mouvements verticaux ou latéraux. Ces mouvements peuvent influencer le fait que les particules magnétiques seront attirées ou non par l’aimant.
Si elle est positionnée trop loin, les particules magnétiques resteront dans le liquide.
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Dans un mode de réalisation, un adaptateur est présent dans le porte-échantillon, pour ajuster la taille dudit porte-échantillon. L'utilisation des adaptateurs permet d'utiliser le dispositif avec des conteneurs d’échantillon de diverses formes et tailles.
Les adaptateurs peuvent être faits de tout matériau approprié dans l’art tels que le
PC (polycarbonate), le PP (polypropylène), le PAI (polyamide-imide) (par ex. Torlon), le PI (polyimide) (par ex. Tecasint), le PPS (polyphénylsulfure) (par ex. Tecatron), la PPSU (polyphénylsulfone) (par ex. Tecason P), la PSU (Polysulfone) (par ex.
Tecason S), le PEI (polyétherimide) (par ex. Tecapei), le verre (par ex. verre borosilicaté), les céramiques techniques (par ex. FRIDURIT®), la
Polyaryléthercétone (par ex., Polyétheréthercétone (PEEK)), les thermoplastiques (par ex. DuraForm® Pa ou DuraForm® GF), un métal ou un alliage de métaux.
La plaque à échantillons du dispositif divulgué ici est configurée pour tourner autour d’un axe, de préférence l’axe central de ladite portion de base. Dans un mode de — réalisation préféré, la plaque à échantillons est configurée pour tourner dans le sens horaire et dans le sens anti-horaire. Dans un autre mode de réalisation, la plaque à échantillons est configurée pour effectuer un mouvement linéaire. La rotation de la plaque à échantillons est entraînée par une unité de moteur, de préférence un moteur électrique. La rotation de la plaque à échantillons permet l'apport du conteneur d'échantillon positionné dans le porte-échantillon, à différents distributeurs fixes, où un composant ou un liquide peut être ajouté au conteneur d’échantillon ou éliminé du conteneur d’échantillon.
La portion de base de ladite plaque à échantillons peut être rectangulaire, polygonale, circulaire, ellipsoïdale ou annulaire. Dans un mode de réalisation, la plaque à échantillons est circulaire et présente un diamètre entre 20 et 50 cm, de manière davantage préférée entre 20 et 40 cm, tel que de 35 cm ou de 30 cm. Dans un autre mode de réalisation, la plaque à échantillons est rectangulaire. La plaque à échantillons peut être fabriquée à partir de tout matériau approprié connu dans l’art tel que des polymères, un métal, des alliages de métaux, des résines, ou tout matériau non magnétique ou paramagnétique. Les polymères incluent, mais sans s’y limiter, le polystyrène, le PVC, le Perspex ou le Lucite.
Dans un mode de réalisation, la plaque à échantillons comprend une pluralité de — porte-échantillon, et lesdits porte-échantillon sont positionnés à intervalles réguliers le long de la circonférence de ladite portion de base. Dans un autre mode de réalisation, ladite pluralité de porte-échantillon sont positionnés à intervalles
10 BE2022/5291 irréguliers le long de la circonférence de ladite portion de base. En variante, les porte-échantillon sont positionnés le long des côtés de ladite portion de base.
Dans un mode de réalisation, la plaque à échantillons peut comprendre un porte- échantillon ou une pluralité de porte-échantillon. La plaque à échantillons peut comprendre entre 1 et 100, de manière davantage préférée entre 1 et 50 porte- échantillon, de manière davantage préférée entre 1 et 20 porte-échantillon, de manière davantage préférée entre 1 et 16 porte-échantillon, de manière davantage préférée 12 porte-échantillon. Par exemple, une plaque à échantillons peut comprendre au moins 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 ou 100 porte- échantillon.
Dans un mode de réalisation, le porte-échantillon présente une forme qui est adaptée ä la forme du conteneur d’échantillon. Dans un mode de réalisation préféré, la section transversale du porte-échantillon est hexagonale. Il serait évident, toutefois, pour l’homme du métier que la section transversale du porte-échantillon peut présenter toute forme, telle que décrite ci-dessus, qui peut être adaptée à la forme du conteneur d’échantillon.
Dans certains modes de réalisation, le porte-échantillon peut être retiré de la plaque à échantillons. Dans certains modes de réalisation, le porte-échantillon est une partie fixe de la plaque à échantillons.
Dans un mode de réalisation, les porte-échantillon peuvent comprendre un moyen d'identification (ID), pour identifier un conteneur d’échantillon lorsqu'il est présent dans ledit porte-échantillon. Le moyen d’ID peut comprendre une étiquette RFID, une étiquette intelligente, ou un lecteur pour lire une étiquette RFID ou une étiquette intelligente. Les étiquettes intelligentes incluent, mais sans s’y limiter, les codes QR et les codes à barres.
Dans un autre aspect, la présente divulgation concerne également un système comprenant un ou plusieurs dispositifs tels que divulgués précédemment et au moins un appareil de manipulation configuré pour distribuer et/ou éliminer un composant ou un liquide d’un conteneur d’échantillon présent dans un porte-échantillon dudit dispositif. Ledit composant de particule peut être une particule magnétique et ledit liquide peut être de l’eau déionisée, de l’eau purifiée, une solution tamponnée, un
11 BE2022/5291 tampon de lavage, un tampon d'élution, un réactif, ou une combinaison de ceux-ci, ou un produit résiduaire. Il devrait apparaître évident que ledit liquide n’est pas limité à ceux-ci.
L'appareil de manipulation peut comprendre tout moyen approprié dans l’art, tel qu’un injecteur, une pompe ou un bras robotique, par exemple doté d’un ou plusieurs buses, aiguilles et/ou embouts. Tout injecteur, pompe et bras robotique qui est connu dans l’art et est capable de distribuer et/ou d'éliminer un composant ou un liquide peut être utilisé avec le système tel que divulgué ici. Les exemples non limitants d'appareils de manipulation sont les pompes seringues, les pompes à vide, les pompes péristaltiques, les pompes centrifuges, ou une combinaison de celles-ci.
Dans un autre mode de réalisation, le bras robotique manipule les conteneurs d’échantillon, en déplaçant par exemple les conteneurs d’échantillon d’une unité de traitement en amont vers le dispositif. Dans un autre mode de réalisation encore le bras robotique déplace les conteneurs d’échantillon du dispositif vers une unité de traitement en aval.
En variante, la distribution et/ou l’élimination de composants est effectuée par l’appareil de manipulation directement par l'intermédiaire de la tubulure dont ils sont dotés.
Dans un mode de réalisation, les injecteurs et les pompes sont des distributeurs fixes placés à proximité de ladite plaque à échantillons et le conteneur d’échantillon est amené à eux par la rotation de la plaque à échantillons. Dans un mode de réalisation, le bras robotique peut se déplacer le long de trois axes séparés et est apte à accéder au conteneur d'échantillon indépendamment de la rotation de la plaque à échantillons. Dans un autre mode de réalisation, le bras robotique est positionné sur la plaque à échantillons ou au centre de ladite plaque à échantillons.
Dans un mode de réalisation, le système tel que divulgué ici comprend au moins un bras robotique. Dans un autre mode de réalisation, le système comprend un ou plusieurs injecteurs. Dans un autre mode de réalisation encore le système comprend une ou plusieurs pompes. Dans un autre mode de réalisation encore, le système comprend un bras robotique et un ou plusieurs injecteurs. Dans un autre mode de réalisation encore, le système comprend un bras robotique et une ou plusieurs pompes. Dans un mode de réalisation préféré, le système comprend un bras robotique, un ou plusieurs injecteurs, et une ou plusieurs pompes.
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Les un ou plusieurs appareils de manipulation du système sont connectés à un ou plusieurs stockages de réactif, réservoirs de déchets, et/ou réservoirs de récolte.
Tout stockage de réactif, réservoir de déchets et réservoir de récolte connu dans l’art peut être utilisé conjointement avec le système. Des exemples non limitants incluent des poches, des flacons, des tubes, des bouteilles, des bonbonnes ou des fûts.
Dans un mode de réalisation, les un ou plusieurs appareils de manipulation du système sont commandés par des unités motorisées, de préférence des moteurs électriques, et sont configurés pour réaliser des mouvements. Dans certains modes de réalisation du système, ledit mouvement est un mouvement vertical, horizontal, centrifuge ou en 3D. Dans un mode de réalisation préféré, les un ou plusieurs appareils de manipulation sont couplés de manière opérationnelle à au moins un processeur informatique pour commander ledit appareil de manipulation.
Dans un mode de réalisation du système, les un ou plusieurs appareils de manipulation sont positionnés le long de la périphérie dudit dispositif. Dans d’autres modes de réalisation, les injecteurs et les pompes sont positionnés le long de la périphérie dudit dispositif alors que le bras robotique est positionné au centre du dispositif.
Le système peut en outre comprendre un système de commande agencé et adapté pour commander la distribution et/ou l'élimination d’un composant ou d’un liquide par ledit appareil de manipulation. Sur la base des informations entrées, telles que
VID d’échantillon et les données de capteur, et des algorithmes prédéfinis, le système de commande régule la performance des un ou plusieurs appareils de manipulation.
Dans un mode de réalisation, le système tel que divulgué ici comprend une pluralité de dispositifs tels que décrits ci-dessus. Dans un autre mode de réalisation, le système comprend deux dispositifs tels que décrits ci-dessus. Dans un mode de réalisation supplémentaire lesdits dispositifs sont positionnés adjacents les uns aux autres. En variante, lesdits dispositifs sont dans une configuration emboîtée. Un système à dispositifs multiples permet d'obtenir la réalisation de multiples étapes de traitement concomitantes de telle manière que différentes étapes de la séparation et/ou de la purification peuvent être réalisées en même temps. De plus, un système à dispositifs multiples permet d'obtenir le fonctionnement continu dudit système et le traitement d’un grand nombre d'échantillons.
Le système peut comprendre au moins un réservoir de récolte, pour récolter un composé d'intérêt. Dans un mode de réalisation, le système peut comprendre de
13 BE2022/5291 multiples réservoirs de récolte. Dans un autre mode de réalisation, le réservoir de récolte est positionné dans un orifice de la plaque à échantillons du dispositif. Dans un autre mode de réalisation encore, le réservoir de récolte est positionné dans le système à proximité du dispositif. Dans un autre mode de réalisation encore tous les dispositifs sont dotés d’au moins un réservoir de récolte. Dans un autre mode de réalisation encore un dispositif est doté d’un réservoir de récolte alors que les autres dispositifs ne présentent pas de réservoir de récolte.
Le système comprend un ou plusieurs conteneurs d’échantillon. Lesdits conteneurs — d’échantillon sont positionnés dans les porte-échantillon du dispositif.
Dans un mode de réalisation, les conteneurs d'échantillon sont jetables. Dans un autre mode de réalisation, lesdits conteneurs peuvent être réutilisés de multiples fois.
Dans certains modes de réalisation, un matériau du réservoir de récolte et/ou du conteneur d'échantillon comprend un matériau qui est résistant, par ex., aux procédures de nettoyage (résistant aux produits chimiques), aux températures extrêmes (par ex. dénaturation d'acides nucléiques), aux valeurs de pH extrêmes (désinfection du réacteur avec des bases et des acides, par ex. avec du NaOH), aux forces mécaniques (par ex. frottements causés par des particules magnétiques), et/ou à la corrosion. Dans des modes de réalisation additionnels, le matériau du réservoir de récolte et/ou du conteneur d’échantillon comprend un matériau de perméation de la lumière correcte (transparent, translucide ou opaque) pour un objectif correspondant. Dans certains modes de réalisation, le matériau du réservoir de récolte et/ou du conteneur d’échantillon comprend un matériau de perméation aux gaz correcte pour un objectif correspondant. Dans des modes de réalisation supplémentaires, les matériaux du réservoir de récolte et/ou du conteneur d’échantillon doivent être thermoconducteurs à des températures de service entre 37°C et 65 °C (par ex. valeurs en W/(mK) d’au moins 10, de préférence d’au moins 15). Dans certains modes de réalisation, la surface interne du réservoir de récolte et/ou du conteneur d’échantillon comprend un matériau de surface qui ne libère pas de composés indésirables qui peuvent contaminer le produit final. Dans des modes de réalisation supplémentaires, les matériaux du réservoir de récolte et/ou du conteneur d'échantillon et/ou de la surface interne de ceux-ci sont du PC (polycarbonate), du PP (polypropylène), du PAI (polyamide-imide) (par ex. Torlon), du PI (polyimide) (par ex. Tecasint), du PPS (polyphénylsulfure) (par ex. Tecatron),
14 BE2022/5291 de la PPSU (polyphénylsulfone) (par ex. Tecason P), de la PSU (Polysulfone) (par ex.
Tecason S), du PEI (polyétherimide) (par ex. Tecapei), du verre (par ex. verre borosilicaté), des céramiques techniques (par ex. FRIDURIT®), de la
Polyaryléthercétone (par ex., Polyétheréthercétone (PEEK)), des thermoplastiques (par ex. DuraForm® Pa ou DuraForm® GF), tous étant résistants aux produits chimiques, résistants au pH et thermorésistants. Dans des modes de réalisation additionnels, les matériaux du réservoir de récolte et/ou du conteneur d’échantillon comprennent un matériau pour un usage unique incluant, mais sans s'y limiter, le téréphtalate de polyéthylène et autres polyéthylènes, l’acétate de polyvinyle, le chlorure de polyvinyle. Dans certains modes de réalisation, les matériaux du réservoir de récolte et/ou du conteneur d’échantillon comprennent un matériau présentant une résistance au procédé de stérilisation incluant un traitement à la vapeur ou une exposition à l’oxyde d’éthylène (EtO)/irradiation gamma avant même d'ajouter un quelconque réactif lié à la réaction. Dans certains modes de réalisation, les matériaux du réservoir de récolte et/ou du conteneur d’échantillon fournissent une protection contre la lumière (si nécessaire) pour le milieu contenu dans le réservoir de récolte et/ou le conteneur d’échantillon. Dans certains modes de réalisation, le réservoir de récolte et/ou le conteneur d’échantillon sont faits de tout matériau non magnétique ou paramagnétique connu dans l’art.
Dans certains modes de réalisation, le réservoir de récolte et/ou le conteneur d’échantillon sont en forme de part de tarte, en forme de polygone régulier ou irrégulier, en forme de polygone concave, en forme de polygone convexe, en forme de trigone, en forme de polygone quadrilatéral, en forme de pentagone, en forme d'hexagone, en forme de polygone équilatéral, en forme de polygone équiangle, en forme d'heptagone, en forme d'octagone, en forme de nonagone, en forme de décagone, en forme d'hendécagone, en forme de dodécagone, en forme de tridécagone, en forme de tétradécagone, en forme de pentadécagone, en forme d’hexadécagone, en forme d'heptadécagone, en forme d’octadécagone, en forme — d’ennéadécagone, en forme d’icosagone, en forme de n-gone, ou de forme elliptique, de préférence de forme circulaire.
Dans certains modes de réalisation, le réservoir de récolte et/ou le conteneur d’échantillon comprennent un volume d’au moins environ 0,1 ml, environ 0,3 ml, environ 0,5 mi, environ 1 mi, environ 1,5 ml, environ 2 ml, environ 2,5 ml, environ 3 ml, environ 4 ml, environ 5 ml, environ 6 ml, environ 7 ml, environ 8 ml, environ 9 ml, environ 10 ml, environ 12 ml, environ 15 ml, environ 17 mi, environ 20 ml,
15 BE2022/5291 environ 25 mi, environ 30 ml, environ 35 ml, environ 40 ml, environ 45 ml, environ 50 ml, environ 55 mi, environ 60 ml, environ 65 ml, environ 70 ml, environ 75 ml, environ 80 ml, environ 85 ml, environ 90 ml, environ 95 ml ou environ 100 ml. Dans certains modes de réalisation, le réservoir de récolte et/ou le conteneur d’échantillon comprennent un volume de pas plus d’environ 100 ml, pas plus d’environ 95 ml, pas plus d'environ 90 ml, pas plus d’environ 85 ml, pas plus d'environ 80 ml, pas plus d’environ 75 ml, pas plus d’environ 70 ml, pas plus d'environ 65 ml, pas plus d’environ 60 ml, pas plus d’environ 55 ml, pas plus d'environ 50 ml, pas plus d’environ 45 ml, pas plus d’environ 40 ml, pas plus d'environ 35 ml, pas plus d'environ 30 ml, pas plus d’environ 25 ml, pas plus d'environ 20 ml, pas plus d’environ 15 ml, pas plus d'environ 10 ml, pas plus d'environ 9 ml, pas plus d'environ 8 ml, pas plus d'environ 7 ml, pas plus d’environ 6 ml, pas plus d'environ 5 ml, pas plus d’environ 4 ml, pas plus d'environ 3 ml, pas plus d'environ 2 ml, pas plus d'environ 1 ml, pas plus d'environ 0,5 ml, pas plus d'environ 0,3 ml ou pas plus d'environ 0,1 ml. Dans certains modes de réalisation, le réservoir de récolte et/ou le conteneur d’échantillon comprend un volume entre environ 1 ml à environ 100 ml, entre environ 10 ml à 90 ml, entre environ 15 ml à environ 80 ml, entre environ ml à environ 70 ml, entre environ 25 ml à environ 60 ml ou entre environ 30 ml à environ 50 ml. 20
Dans certains modes de réalisation, le réservoir de récolte et/ou le conteneur d’échantillon comprend un volume d'au moins environ 150 ml, environ 200 ml, environ 250 ml, environ 300 ml, environ 350 ml, environ 400 ml, environ 450 ml, environ 500 ml, environ 550 ml, environ 600 ml, environ 650 ml, environ 700 ml, environ 750 ml, environ 800 ml, environ 850 ml, environ 900 ml, environ 950 ml, environ 1 000 ml, environ 2 000 ml, environ 3 000 ml, environ 4 000 ml, environ 5 000 ml, environ 6 000 ml, environ 7 000 ml, environ 8 000 ml, environ 9 000 ml, environ 10 000 ml, environ 15 000 mi, environ 20 000 ml, environ 25 000 ml, environ 30 000 ml, environ 35 000 ml, environ 40 000 ml, environ 45 000 ml ou — environ 50 000 ml. Dans certains modes de réalisation, le réservoir de récolte et/ou le conteneur d’échantillon comprend un volume de pas plus d’environ 50 000 ml, pas plus d'environ 45 000 ml, pas plus d'environ 40 000 ml, pas plus d'environ 000 ml, pas plus d'environ 30 000 ml, pas plus d'environ 25 000 ml, pas plus d’environ 20 000 ml, pas plus d'environ 15 000 mi, pas plus d'environ 10 000 ml, 35 pas plus d'environ 9 000 ml, pas plus d'environ 8 000 ml, pas plus d'environ 7 000 ml, pas plus d'environ 6 000 ml, pas plus d'environ 5 000 ml, pas plus d'environ 4 000 ml, pas plus d'environ 3 000 ml, pas plus d'environ 2 000 ml, pas
16 BE2022/5291 plus d’environ 1 000 ml, pas plus d'environ 950 ml, pas plus d'environ 900 ml, pas plus d’environ 850 ml, pas plus d'environ 800 ml, pas plus d'environ 750 ml, pas plus d’environ 700 ml, pas plus d'environ 650 ml, pas plus d'environ 600 ml, pas plus d’environ 550 ml, pas plus d'environ 500 ml, pas plus d'environ 450 ml, pas plus d’environ 400 ml, pas plus d'environ 350 ml, pas plus d'environ 300 ml, pas plus d'environ 250 ml, pas plus d'environ 200 ml, pas plus d’environ 150 ml. Dans certains modes de réalisation, le réservoir de récolte et/ou le conteneur d’échantillon comprennent un volume entre environ 150 ml à environ 50 000 ml, entre environ 200 ml à 45 000 ml, entre environ 250 ml à environ 40 000 ml, entre environ 300 ml à environ 35 000 ml, entre environ 350 ml à environ 30 000 ml, entre environ 400 ml à environ 25 000 ml, entre environ 450 ml à environ 20 000 ml, entre environ 500 ml à environ 15 000 ml, entre environ 550 ml à environ 10 000 ml, entre environ 600 ml à environ 9 000 ml, entre environ 650 ml à 8 000 ml, entre environ 700 ml à environ 7 000 ml, entre environ 750 ml à environ 6 000 ml, entre environ 800 ml à environ 5 000 ml, entre environ 850 ml à environ 4 000 ml, entre environ 900 ml à environ 3 000 ml, entre environ 950 ml à environ 2 000 ml ou entre environ 1 000 ml à environ 1 500 ml.
De préférence, les conteneurs d’échantillon sont configurés pour contenir un volume de 0,3 à 100 ml, de manière davantage préférée de 0,3 à 20 ml, de manière davantage préférée de 1 à 10 ml, et de manière davantage préférée de 1 à 50 ml.
Dans certains modes de réalisation, le réservoir de récolte et/ou le conteneur d’échantillon comprennent un couvercle ou un bouchon, pour empêcher les composants indésirables d'entrer dans ledit réservoir de récolte et/ou conteneur d’échantillon (par exemple, RNases, contamination microbienne ou autres composés ou organismes de dégradation) et pour protéger le contenu du réservoir de récolte et/ou du conteneur d’échantillon de l’environnement externe. Dans certains modes de réalisation, le réservoir de récolte et/ou le conteneur d’échantillon comprennent le bouchon pour limiter l’échange avec l’environnement. Dans certains modes de réalisation, le bouchon du réservoir de récolte et/ou du conteneur d’échantillon est amovible. Dans certains modes de réalisation, le bouchon du réservoir de récolte et/ou du conteneur d’échantillon n’est pas amovible. En variante, le réservoir de récolte et/ou le conteneur d’échantillon ne présentent pas de couvercle.
Dans certains modes de réalisation, le bouchon peut empêcher l’évaporation excessive d’eau et la perte d’autres composants volatils critiques. Dans certains
17 BE2022/5291 modes de réalisation, le bouchon peut empêcher l’oxydation des réactifs ou de tout autre composant. Dans certains modes de réalisation, le bouchon peut fournir une protection contre la lumière (si nécessaire). Dans certains modes de réalisation, le bouchon empêche la contamination de tout autre composé chimique potentiel.
Dans certains modes de réalisation, le bouchon comprend au moins une ouverture pour le remplissage, le drainage et l’échantillonnage. Dans certains modes de réalisation, lau moins une ouverture est positionnée au-dessus du bouchon.
Dans un mode de réalisation les conteneurs d’échantillon comprennent un liquide renfermant ledit composé d'intérêt et des particules magnétiques.
Dans un mode de réalisation, ledit liquide résulte d'une réaction de TIV. Dans un autre mode de réalisation ou un mode de réalisation supplémentaire, ledit liquide contient de l’ADN, de l’ARN, de ARN modifié, des polypeptides, des protéines et/ou des protéines modifiées. Dans un autre mode de réalisation encore ledit liquide contient au moins un réactif. Dans un autre mode de réalisation encore ledit liquide contient un ou plusieurs réactifs utilisés pour la TIV. Dans un autre mode de réalisation encore, ledit liquide comprend des impuretés. Dans un mode de réalisation supplémentaire lesdites impuretés sont des nucléotides, des enzymes, des protéines, des protéines, des matrices d'ADN, de l’ARNdb, ou tout autre sous- produit de TIV connu dans l'art.
Les particules magnétiques peuvent présenter toute taille appropriée pour la liaison à un acide nucléique, y compris les tailles disponibles dans le commerce, telles qu’un diamètre se situant dans une plage d'environ 0,3 um à environ 10 um de diamètre, par ex., d'environ 0,3, 0,5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ou 10 um de diamètre, incluant toutes les plages et sous-plages entre celles-ci.
Dans un mode de réalisation, lesdites particules magnétiques sont des particules paramagnétiques à revêtement carboxyle, des particules paramagnétiques à base de silice, ou des combinaisons de celles-ci. Les particules magnétiques à base de silice peuvent comprendre, dans certains modes de réalisation, un noyau paramagnétique revêtu d'oxyde de silice, fournissant ainsi une surface adsorbante d'oxyde de silice hydraté à laquelle un acide nucléique peut se lier (par ex., une surface comprenant des groupes silanol). Les particules magnétiques peuvent, dans des modes de réalisation additionnels, être modifiées en surface pour produire des surfaces fonctionnalisées, telles que des surfaces faiblement ou fortement chargées positivement, faiblement ou fortement chargées négativement, ou hydrophobes,
18 BE2022/5291 pour n’en nommer que quelques-unes. En variante, les particules magnétiques peuvent être des particules de polystyrène divinylbenzène, des particules de polyméthacrylate, des particules d’agarose réticulé, ou des particules d’allyl dextrane avec du N—N-bis acrylamide. Il sera évident pour l'homme du métier que tout — matériau qui est approprié pour la liaison aux acides nucléiques, protéines ou autres biomolécules, peut être utilisé avec le dispositif ou système tel que divulgué ici.
Les particules magnétiques du système peuvent être distribuées aux conteneurs d’échantillon par l’un desdits appareils de manipulation.
Le composé d'intérêt est apte à se lier auxdites particules magnétiques au moyen d’une liaison par affinité. Dans un mode de réalisation, le composé d'intérêt se lie à la particule magnétique en présence d’un tampon de liaison, de préférence un tampon de liaison contenant un agent chaotropique. En présence de l’agent chaotropique, le composé d'intérêt se lie de manière réversible à la particule magnétique.
Dans un autre mode de réalisation, la particule magnétique est revêtue d'un ligand qui interagit avec le composé d'intérêt.
Le composé d'intérêt devant être purifié en utilisant le système divulgué ici peut être un acide nucléique, un peptide ou une protéine. De préférence, le composé d'intérêt est de l'ADN ou de l'ARN, de préférence de l’ARN, de manière davantage préférée de l'ARNm. Le terme ARN ou molécules d’ARN englobe un ARN à chaîne longue, un ARN codant, un ARN non codant, un ARN non codant long, un ARN simple brin (ARNsb), un ARN double brin (ARNdb), un ARN linéaire (ARNIin), un ARN circulaire (ARNcirc), un ARN messager (ARNm), un ARNm auto-amplificateur (SAM), un ARNm à trans- amplification, des oligonucléotides d’ARN, des oligonucléotides antisens, un petit
ARN interférent (petit ARNi), un petit ARN en épingle à cheveux (ARNsh), un ARN antisens (ARNas), des ARN guides CRISPR/Cas9, des riborégulateurs, un ARN immunostimulateur (ARNis), des ribozymes, des aptamères, un ARN ribosomique (ARNr), un ARN de transfert (ARNt), un ARN viral (ARNv), un ARN rétroviral ou un
ARN réplicon, un petit ARN nucléaire (petit ARNn), un petit ARN nucléolaire (petit
ARNno), un microARN (miARN), et un ARN interagissant avec Piwi (ARNpi). Dans certains modes de réalisation, ledit ARN comprend des molécules d'ARN modifiées.
Dans certains modes de réalisation, la modification de la molécule d’ARN comprend des modifications chimiques comprenant des modifications de squelette ainsi que
19 BE2022/5291 des modifications de sucre ou des modifications de base. Dans ce contexte, une molécule d’ARN modifiée telle que définie ici comprend des analogues/modifications de nucléotide, par ex. des modifications de squelette, des modifications de sucre ou des modifications de base. Une modification de squelette en lien avec la présente divulgation est une modification dans laquelle des phosphates du squelette des nucléotides contenus dans une molécule d’ARN sont modifiés chimiquement. Une modification de sucre en lien avec la présente divulgation est une modification chimique du sucre des nucléotides de la molécule d’ARN. Par ailleurs, une modification de base en lien avec la présente divulgation est une modification chimique du groupement de base des nucléotides de la molécule d’ARN. Dans ce contexte, les analogues ou modifications de nucléotides sont sélectionnés parmi les analogues de nucléotides, qui sont applicables à la transcription et/ou à la traduction.
Dans des modes de réalisation supplémentaires, VARN modifié comprend des modifications de nucléosides sélectionnées parmi la 6-aza-cytidine, la 2-thio- cytidine, l’a-thio-cytidine, la pseudo-iso-cytidine, la 5-aminoallyl-uridine, la 5-iodo- uridine, la N1-méthyl-pseudouridine, la 5,6-dihydrouridine, l’a-thio-uridine, la 4- thio-uridine, la 6-aza-uridine, la 5-hydroxy-uridine, la désoxy-thymidine, la 5- méthyl-uridine, la pyrrolo-cytidine, l’inosine, l’a-thio-guanosine, la 6-méthyl- guanosine, la 5-méthyl-cytidine, la 8-oxo-guanosine, la 7-déaza-guanosine, la N1- méthyl-adénosine, la 2-amino-6-chloro-purine, la N6-méthyl-2-amino-purine, la pseudo-iso-cytidine, la 6-chloro-purine, la N6-méthyl-adénosine, l’a-thio-adénosine, la 8-azido-adénosine, la 7-déaza-adénosine.
Le système tel que divulgué ici est utilisé dans un mode de réalisation dans un procédé de production d’ARN. Dans un mode de réalisation, ledit système est utilisé dans un procédé de transcription in vitro (TIV) ou en aval dudit procédé de TIV. Une réaction de TIV est typiquement composée des étapes de : - mélange d’une matrice d'ADN avec des nucléotides, de l'ARN polymérase et autres réactifs ; et — - incubation du mélange à une température définie pendant une durée définie durant laquelle : - l'ARN polymérase « lit » la matrice d’ADN et catalyse la synthèse de la molécule d’ARN correspondante. - la molécule d’ARN est dotée d’une structure de coiffage au niveau de son extrémité 5: — soit par coiffage co-traductionnel (moyennant quoi des réactifs spécifiques sont introduits dans le mélange réactionnel au début de la réaction) ;
20 BE2022/5291 - Soit par coiffage post-transcriptionnel (= transformation du nucléotide de départ dans la molécule d'ARN déjà formée en une structure de coiffage par action enzymatique).
De préférence, le système tel que divulgué ici est utilisé pour purifier une molécule d’ARNm à partir d’un procédé de TIV, ou pour une purification durant le pré- et/ou le post-coiffage. Dans un mode de réalisation, lorsque la molécule d'ARNm est coiffée de manière co-transcriptionnelle, ledit ARNm est purifié après le coiffage. Dans un autre mode de réalisation, lorsque VARNm est coiffé de manière post- transcriptionnelle, l’étape de purification est effectuée avant le coiffage. Dans encore un autre mode de réalisation ou un mode de réalisation supplémentaire, la purification est effectuée après le coiffage. Dans un autre mode de réalisation encore, une étape de purification est effectuée avant le coiffage et une seconde étape de la purification est effectuée après le coiffage. Le produit résultant de la TIV — contient en plus du produit d'ARNm souhaité, un réseau de sous-produits de réaction tels que des sels, des nucléotides, des enzymes, des protéines, des matrices d’ADN ou de VARNdb. Ceux-ci peuvent interférer avec le procédé de coiffage, réduire l'efficacité de la transaction et la pureté globale du produit final. Le coiffage enzymatique immédiatement après la TIV, sans traitement intermédiaire du produit réactionnel, produit des quantités réduites ou approchant 0 % de molécules d'ARNm coiffées. Le système divulgué ici est concu pour réaliser une purification de l'ARNm avec une haute précision, d’une manière automatisée dans des conditions conformes aux BPF, et est adaptable pour réaliser la purification en amont et/ou en aval du coiffage. Le système permet d'obtenir une production continue de petits volumes ou de volumes moyens du composé d'intérêt.
En variante, le système tel que divulgué ici est utilisé dans un mode de réalisation dans la synthèse d'ADN. Plus particulièrement, le système peut être utilisé pour le traitement en aval de l'ADN après synthèse, par exemple en utilisant une méthode de synthèse à cycle thermique. Un exemple non limitant est l’utilisation du système conjointement avec la méthode de préparation d'ADN pour amplification plasmidique. Il apparaîtra toutefois évident à l’homme du métier que toute méthode de synthèse d'ADN connue dans l’art peut être utilisée conjointement avec le système tel que divulgué ici.
Le système tel que divulgué ici peut être agencé dans une station, de préférence avec une unité pour la génération d’un écoulement laminaire. Dans un mode de
21 BE2022/5291 réalisation, la station est conçue pour permettre la fourniture d’un air filtré et stérile devant être mis en circulation à l’intérieur des unités. Le moyen de filtration de l'air peut inclure par exemple un système HVAC comportant des filtres HEPA.
Le logement de la station peut être fait de tout matériau approprié dans l'art tel qu’un alliage de métaux, un métal ou un plastique. Dans un mode de réalisation, une station est fabriquée à partir d’un matériau comprenant de l'aluminium ou de acier inoxydable. Dans un mode de réalisation spécifiquement préféré, ladite station est faite d’un matériau comprenant de l’acier inoxydable.
De préférence, le système et la station sont conçus et opérés de telle manière qu’ils requièrent seulement une manipulation limitée de la part de l'opérateur. Ceci est destiné à éviter une contamination et une perturbation des conditions de procédé.
Si des irrégularités sont observées, l'opérateur peut manipuler le procédé par — l’intermédiaire d’un ou plusieurs dispositifs de commande présents à l’intérieur ou à l'extérieur de la station. Ces dispositifs de commande commandent le procédé (ou des parties de celui-ci) ayant lieu dans la station. La station peut être couplée à un ou plusieurs dispositifs de commande qui sont configurés pour réaliser une analyse à plusieurs variables, commander automatiquement le fonctionnement des procédés, et optionnellement, communiquer avec des composants à distance (en utilisant, par exemple, des protocoles réseau) afin de commander le fonctionnement dans l’unité (les unités).
Chaque station est de préférence mobile et dotée d’un moyen de transport. Le moyen de transport peut inclure tout moyen approprié dans l’art, commandé à la fois manuellement et/ou électroniquement, et inclure, mais sans s’y limiter, des roues, des pistes ou des rouleaux.
Méthodes
Dans un aspect final, la divulgation porte sur une méthode pour séparer et/ou purifier un composé d'intérêt, comprenant au moins les étapes suivantes : (a) La fourniture d’un ou plusieurs conteneurs d’échantillon comprenant un composé d'intérêt et des particules magnétiques dans un milieu liquide, dans lequel chaque — conteneur d’échantillon est positionné dans un porte-échantillon ;
22 BE2022/5291 (b) Le fait de permettre audit composé d'intérêt de se mélanger avec lesdites particules magnétiques au moyen d'un mouvement mécanique dudit porte- échantillon ; (c) La capture ou l'introduction d'un mouvement des particules magnétiques vers une unité d’'aimant présente à proximité dudit porte-échantillon, causant ainsi une séparation du liquide et des particules magnétiques ; (d) L'élimination dudit liquide.
Dans un mode de réalisation, après l'étape (d) un liquide est ajouté auxdites billes magnétiques, et les étapes (b) à (d) sont répétées. Dans un mode de réalisation supplémentaire, lesdites étapes (b) à (d) sont répétées au moins 2 à 10 fois, 2 à 8 fois, 2 à 7 fois, 2 à 6 fois, 2 à 5 fois, 2 à 4 fois, ou 2 à 3 fois, de préférence au moins 2 à 5 fois. En variante, les étapes (b) à (d) sont répétées au moins 3 à 10 fois, 4 à 10 fois, 5 à 10 fois, 6 à 10 fois, 7 à 10 fois, 8 à 10 fois, ou 9 à 10 fois.
Dans certains modes de réalisation, la composition des liquides ajoutés entre la réitération des étapes (b) à (d) est différente. Dans d’autres modes de réalisation, l'ajout de liquides ayant différentes compositions alterne avec l'ajout de liquides ayant la même composition.
Dans certains modes de réalisation, le liquide peut être un alcool, un tampon de liaison, un tampon de lavage, ou un tampon d'élution.
Les tampons de liaison médient la liaison réversible entre le composé d'intérêt et les — particules magnétiques. Dans un mode de réalisation supplémentaire ledit tampon de liaison peut comprendre un agent chaotropique, un alcool, un PEG, un sel, ou un mélange de ceux-ci. Ledit agent chaotropique peut être choisi parmi les sels de guanidine, tels qu’un chlorhydrate (GuHCl) et un thiocyanate (GuSCN) de guanidium ; les sels de lithium, tels que l’acétate de lithium et le perchlorate de lithium ; ou les sels de sodium tels que le NaCl et les combinaisons de ceux-ci. Dans un mode de réalisation, lesdits tampons de liaison sont dépourvus d'agents chaotropiques.
L'alcool peut être choisi parmi l’isopropanol, l’éthanol, le méthanol, le butanol, et les combinaisons de ceux-ci. Dans un mode de réalisation, ledit alcool est présent à une concentration de 10 % à 50 %, de 10 % à 40 %, de 10 % à 30 %, de 10 % à 20, de 15 % à 20 % v/v, incluant toutes les plages et sous-plages entre celles-ci.
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Dans un mode de réalisation, ledit tampon de liaison peut comprendre un PEG, soit en variante à l'alcool soit en combinaison avec ledit alcool. La concentration de PEG dans le tampon de liaison peut se situer dans une plage de 10 % à 40 %, de 20 à 40 %, de 20 % à 35 %, de 20 % à 30 % ou de 25 % à 35 %, incluant toutes les plages et sous-plages entre celles-ci. Dans un mode de réalisation, 30 % de PEG est utilisé. Dans un mode de réalisation, ledit PEG utilisé dans le tampon de liaison est choisi parmi le PEG 600, le PEG 1000, le PEG 2000, le PEG 3000, le PEG 4000, le
PEG 6000, le PEG 8000, le PEG 10 000, le PEG 20 000. Dans un mode de réalisation, le PEG utilisé est le PEG 8000.
L'au moins un sel peut être présent dans le tampon de liaison en une concentration se situant dans une plage de 0,1 M à 5 M, par exemple, de 0,1 à 4 M, de 0,1 M à 3 M, de 0,1 M à 2 M, de 0,1 M à 1 M, de 0,5 à 1 M, de 0,5 à 2 M, de 1 M à 2 M et de 2 M à 3 M et de 3 M à 5 M, incluant toutes les plages et sous-plages entre celles-ci.
Selon divers modes de réalisation, l’au moins un sel peut être du chlorure de sodium (NaCl).
Dans un mode de réalisation, le tampon de liaison comprend du Tris-HCI, du NaCl, de l’EDTA et de l’éthanol.
Dans des modes de réalisation, ledit tampon de liaison peut avoir un pH se situant dans une plage de 5 à 10, telle que de 5 à 9, de 5,5 à 8,5, de 6 à 8, ou de 6,4 à 7,5 et toutes les plages et sous-plages entre celles-ci. Dans des modes de réalisation, ledit tampon de liaison comprend au moins un premier alcool et/ou PEG, au moins un sel et au moins un agent chélatant optionnel tel que de l’EDTA.
La particule magnétique peut être présente dans le tampon de liaison en une concentration se situant dans une plage, par exemple, d'environ 0,1 ug/pl à environ 60 ug/yl, telle que d'environ 0,5 ug/ul à environ 60 ug/ul, d'environ 0,75 ug/kl à environ 55 ug/yl, d'environ 1 ug/ul à environ 50 ug/ul, d'environ 2 ug/l à environ 45 u9/pl, d'environ 3 ug/ul à environ 40 ug/l, d'environ 4 ug/ul à environ 35 ug/l, d'environ 5 ug/yl à environ 30 ug/yl, d'environ 6 ug/ul à environ 25 ug/yl, d'environ 7 ug/ul à environ 20 pg/pl, d'environ 8 ug/ul à environ 15 ug/ul, ou d'environ 9 ug/ul à environ 10 ug/ul, incluant toutes les plages et sous-plages entre celles-ci.
À titre de mode de réalisation non limitant, l’au moins une particule magnétique peut être choisie parmi les Qbeads et peut être présente dans le tampon de liaison B1 en une concentration se situant dans une plage d'environ 0,5 ug/ul à environ 5 ug/l.
Dans des variantes de modes de réalisation, lau moins une particule magnétique
24 BE2022/5291 peut être choisie parmi les billes Grace et peut être présente dans le tampon de liaison B1 en une concentration se situant dans une plage d'environ 2 ug/l à environ 60 ug/ul.
Dans des modes de réalisation des méthodes telles qu'enseignées ici, un rapport volumétrique entre l’échantillon et le tampon de liaison peut se situer dans une plage, par exemple, de 1:1 à 1:3, telle que de 1:1 à 1:1,5, ou de 1:1,5 à environ 1:2,5, incluant toutes les plages et sous-plages entre celles-ci. La durée d’incubation pour la solution mixte comprenant un échantillon comprenant au moins un acide — nucléique d'intérêt, un tampon de liaison et des particules magnétiques à base de silice peut se situer dans une plage de 0,1 minute à 30 minutes, de 0,1 minute à 25 minutes, de 0,1 minute à 20 min, de 0,1 à 10 minutes, ou de 0,1 à 5 minutes, de 0,1 à 2 minutes incluant toutes les plages et sous-plages entre celles-ci.
Dans un mode de réalisation, après élimination du tampon de liaison, un ou plusieurs tampons de lavage sont ajoutés et les étapes (b) à (d) sont répétées. Un tampon de lavage peut comprendre, par exemple, au moins un alcool et optionnellement au moins un sel. Les particules magnétiques modifiées peuvent être rincées une fois ou plusieurs fois avec le tampon de lavage, et tout lavage additionnel peut employer des compositions, concentrations et/ou quantités volumétriques identiques ou différentes. Selon divers modes de réalisation, lau moins un alcool peut être choisi parmi isopropanol, le méthanol, l’éthanol, le butanol, et les combinaisons de ceux- ci. Selon divers modes de réalisation, lau moins un sel peut être choisi parmi le sulfate d'ammonium ((NH4)2SO4), l’acétate d'ammonium (NHaAc), l’acétate de lithium (LiAc), l’acétate de potassium (KAc), l’acétate de sodium (NaAc), le chlorure de sodium (NaCl), et les combinaisons de ceux-ci.
Dans des modes de réalisation des méthodes telles qu’enseignées ici, ledit tampon de lavage comprend au moins un second alcool en une concentration se situant dans une plage de 50 % à 100 % en volume/volume (v/v), de 55 % à 95 %, de 60 % à 85 %, ou de 60 % à 80 % en v/v, incluant toutes les plages et sous-plages entre celles-ci. Dans des modes de réalisation, le second alcool peut être choisi parmi isopropanol, le méthanol, l’éthanol, le butanol, et les combinaisons de ceux-ci. Le second alcool dans le tampon de lavage peut être identique au premier alcool ou — différent du premier alcool dans le tampon de liaison. Dans certains modes de réalisation, le second alcool peut être de l’éthanol. Dans des modes de réalisation
25 BE2022/5291 non limitants, le tampon de lavage comporte optionnellement au moins un sel. Le sel optionnel, le cas échéant, dans le tampon de liaison, est en une concentration se situant dans une plage de 0,1 M à 5 M, par exemple, de 0,3 M à 4 M, de 0,1 M à 3 M, de 0,1 M à 2 M, de 0,1 M à 1 M, et de 1 M à 2 M, incluant toutes les plages et sous-plages entre celles-ci. Selon divers modes de réalisation, le sel dans le tampon de lavage peut être du chlorure de sodium (NaCl). Dans certains modes de réalisation, les particules magnétiques modifiées peuvent être lavées une ou plusieurs fois avec au moins l’un desdits tampons de lavage. Par exemple, lesdites particules magnétiques modifiées peuvent être lavées une fois, deux fois, ou davantage avec le tampon de lavage avec des intervalles de séparation des particules magnétiques modifiées en utilisant un aimant entre les lavages.
Après l'ajout et l’élimination du tampon de lavage, les particules magnétiques modifiées avec le composé d'intérêt lié de manière réversible à la surface sont — sensiblement exemptes de contaminants tels que des sels, protéines, enzymes, etc.
Selon divers modes de réalisation, les particules magnétiques modifiées ainsi produites peuvent alors être incubées avec un ou plusieurs tampons d'élution pour libérer le composé d'intérêt lié et le séparer des particules magnétiques.
Selon divers modes de réalisation, le tampon d'élution est une solution à faible conductivité dans lequel la conductivité du tampon se situe dans une plage de 0,001 à 40 mS/cm, de manière davantage préférée de 0,01 à 40 mS/cm, de 0,1 à 40 mS/cm, de 0,5 à 40 mS/cm, de manière davantage préférée de 0,5 à 30 mS/cm, de 0,5 à 20 mS/cm, de 0,5 à 10 MS/cm, incluant toutes les plages et sous-plages entre celles-ci.
Dans un autre mode de réalisation ou un mode de réalisation supplémentaire, ledit tampon d'élution comprend une concentration de sel entre 0,01 et 50 mM, de manière davantage préférée entre 0,1 à 40 mM, de manière davantage préférée entre 0,1 et 30 mM, de manière davantage préférée entre 0,1 et 20 MM.
Les sels possibles incluent le citrate de sodium, le chlorure de sodium, le phosphate de sodium, le chlorure de potassium, le phosphate de potassium et les combinaisons de ceux-ci.
Le pH du tampon d'élution peut se situer dans une plage, par exemple, de 5 à environ 10, telle que de 5,5 à environ 9, de 6 à 8, ou de 6,4 à environ 7,5, incluant toutes les plages et sous-plages entre celles-ci.
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Par exemple, dans certains cas, le tampon d'élution peut comprendre de l’eau ; dans d'autres de l’eau et de VEDTA, ou seulement du Tris, ou du Tris et de VEDTA, ou du citrate de sodium, ou un tampon de phosphate, ou une solution saline tamponnée au phosphate (PBS). La concentration du citrate de sodium, s’il est utilisé en tant que tampon d'élution, peut se situer dans une plage de 0,5 mM à 10 MM, par exemple de 0,6 MM à 5 mM, de 1 mM à 2 MM, incluant toutes les plages et sous- plages entre celles-ci. Le pH du citrate de sodium, s’il est utilisé en tant que tampon d’élution, peut se situer dans une plage de pH 5,4 à 7,5, de pH 6 à pH 7, de pH 6 à pH 6,5, incluant toutes les plages et sous-plages entre celles-ci. Selon des modes de réalisation non limitants, le tampon d'élution peut comprendre de l’eau ou du Tris-
HCI 10 MM, de VEDTA 1 mM, pH 7,4, ou du Tris-HCI 10 MM, pH 7,4, ou du citrate
Na 1 MM, pH 6,4.
Dans des modes de réalisation, ledit tampon d'élution est dépourvu d'agents chaotropiques toxiques tels que les sels de guanidine (thiocyanate de guanidinium ou thiocyanate de guanidinium), l’iodure, le perchlorate et le trichloroacétate, de préférence les sels de guanidine.
Dans des modes de réalisation, au moins une particule modifiée incubée avec le tampon d'élution pendant une période de temps se situant dans une plage de 30 secondes à 30 minutes, de 1 minute à 20 minutes, de 1 minute à 10 minutes incluant toutes les plages et sous-plages entre celles-ci.
En conséquence, est également divulguée ici une méthode pour la purification d'acide nucléique comprenant : a) la combinaison d’un échantillon comprenant au moins un acide nucléique d'intérêt dans un tampon de liaison ayant un pH se situant dans une plage de 5 à 10 avec des particules magnétiques à base de silice pour former une solution ; dans lequel le tampon de liaison comprend au moins un sel, présent en une concentration se situant dans une plage de 0,1 M à 5 M, au moins un premier alcool présent en une concentration entre 10 % à 50 % v/v et/ou du polyéthylène glycol (PEG) dans une plage de concentration de 10 % à 40 % (v/v) b) incubation de la solution pendant une période de temps suffisante pour lier de manière réversible l’au moins un acide nucléique aux particules magnétiques pour former des particules magnétiques modifiées ;
Cc) la séparation des particules magnétiques modifiées de la solution combinée en appliquant un champ magnétique ;
27 BE2022/5291 d) le lavage de l’au moins une particule magnétique modifiée avec au moins un tampon de lavage comprenant au moins un second alcool à une concentration entre 60 % à 100 %, e) la combinaison de la particule magnétique modifiée avec un tampon d’élution afin de permettre l’élution dudit acide nucléique d'intérêt de ladite particule magnétique, dans lequel ledit tampon d’élution a un pH se situant dans une plage d'environ 5 à 10 et dans lequel ledit tampon d'élution a une conductivité entre 0,001 et 40 mS/cm ou dans lequel la concentration totale en sel est de 0 à 50 mM.
Une fois élué dans un tampon approprié, le composé d'intérêt peut être transféré et collecté dans le réservoir de récolte.
Dans certains modes de réalisation de la méthode, le porte-échantillon avec un conteneur d'échantillon tourne entre ou après une étape de méthode de capture jusqu'à au moins une position subséquente. Les porte-échantillon avec des conteneurs sont positionnés sur une portion de base d’une plaque à échantillons et ladite plaque à échantillons est apte à tourner. La rotation de la plaque à échantillons permet l’apport du conteneur d’échantillon à différents distributeurs tels que des injecteurs ou pompes, où un composant ou un liquide peut être ajouté au conteneur — d’échantillon ou éliminé du conteneur d’échantillon.
Dans d’autres modes de réalisation de la méthode, la plaque à échantillons tourne entre ou après une étape de méthode de capture, déplaçant ainsi le porte-échantillon avec un conteneur d’échantillon jusqu'à une position subséquente.
Dans certains modes de réalisation de la méthode, les particules magnétiques sont ajoutées au conteneur d’échantillon au moyen d’un injecteur, d’une pompe, ou d’un bras robotique doté d’un ou plusieurs buses, aiguilles et/ou embouts, tel que décrit précédemment. Dans des modes de réalisation supplémentaires, l’ajout et/ou l'élimination d’un liquide a lieu au moyen d'un ou plusieurs injecteurs, pompes, ou bras robotiques dotés d’un ou plusieurs buses, aiguilles et/ou embouts, tel que décrit précédemment.
Dans un mode de réalisation, le mouvement mécanique du porte-échantillon qui permet au composé d'intérêt de se mélanger avec les particules magnétiques est un secouage ou une agitation. Le secouage ou l’agitation du porte-échantillon provoque
28 BE2022/5291 le mouvement des particules magnétiques qui sont mises en suspension dans le milieu liquide et viennent en contact avec le composé d'intérêt.
L'unité d’aimant comprend un aimant permanent dans un mode de réalisation de la méthode divulguée ici. Le mouvement mécanique empêche la capture ou l'introduction d’un mouvement des particules magnétiques vers ladite unité d'aimant.
Dans un mode de réalisation particulièrement préféré, les particules magnétiques utilisées dans la méthode divulguée ici sont des particules magnétiques à base de silice, tel que décrit précédemment.
L'étape finale de la méthode est l’élution du composé d'intérêt à partir desdites particules magnétiques au moyen de l’ajout d’un tampon d'élution audit conteneur d'échantillon. Dans un mode de réalisation, lors de l’ajout dudit tampon d’élution, le porte-échantillon est soumis à une mise en mouvement mécanique, permettant ainsi le mélange desdites particules magnétiques avec le tampon d'élution. Une fois que la mise en mouvement s'arrête, les particules magnétiques se déplacent vers ladite unité d'aimant, causant ainsi une séparation du tampon d’élution comprenant le composé d'intérêt et des particules magnétiques. Dans un mode de réalisation supplémentaire, le tampon d’élution comprenant le composé d'intérêt est éliminé dudit conteneur d’échantillon et stocké dans un réservoir de récolte.
Dans certains modes de réalisation de la méthode décrite ici, les étapes a à d sont — répétées 2 fois, 3 fois, 4 fois, 5 fois, 6 fois, 7 fois, 8 fois, 9 fois ou 10 fois, de préférence 2 fois. La soumission du composé d'intérêt à plusieurs cycles de liaison, lavage et élution augmente au maximum le rendement du composé d'intérêt purifié.
Le composé d'intérêt, séparé et/ou purifié avec la méthode divulguée ici est un acide — nucléique, un peptide ou une protéine, tels que divulgués précédemment. Dans un mode de réalisation préféré, ledit composé est de l’ADN ou de l'ARN, de préférence de ARN, de manière davantage préférée de l’'ARNm ou de [ARN auto-amplificateur.
Dans un mode de réalisation, la méthode divulguée ici est une étape dans le procédé de production d’ARN. Dans un mode de réalisation, la méthode est utilisée dans un procédé de transcription in vitro (TIV) ou en aval dudit procédé de TIV. Dans un mode de réalisation préféré, ladite méthode est utilisée pour purifier une molécule
29 BE2022/5291 d’ARNm à partir d’un procédé de TIV, ou pour une étape de purification durant le pré- et/ou post-coiffage tel que décrit précédemment.
La méthode tel que divulguée ici peut être exécutée au moyen d’un dispositif ou d’un système selon des modes de réalisation décrits précédemment. Dans un mode de réalisation, la méthode est semi- ou entièrement automatisée. La méthode est rapide et efficace tout en reproduisant des procédures manuelles répétitives à petite échelle. Ladite méthode est conforme aux conditions de BPF, n’est pas encline à erreur humaine, et apporte un produit de haute pureté. De plus, la méthode permet d'obtenir une production (semi)continue d’un composé d'intérêt, puisqu'elle permet la production continue de petits volumes normalisés d’un composé.
La présente divulgation va à présent être davantage illustrée en référence aux exemples suivants. La présente divulgation n’est d'aucune manière limitée aux exemples donnés ou aux modes de réalisation présentés sur les figures.
La présente divulgation n’est d’aucune manière limitée aux modes de réalisation décrits dans les exemples et/ou montrés sur les figures. Au contraire, les méthodes selon la présente divulgation peuvent être réalisées de nombreuses manières différentes sans s'éloigner de la portée de la divulgation.
Un dispositif (1) pour séparer et/ou purifier un composé d'intérêt selon un mode de réalisation du mémoire descriptif courant est illustré sur la Fig. 1 dans lequel le dispositif est sous la forme d’un carrousel. Selon le mode de réalisation particulier illustré sur la Fig. 1, le dispositif (1) comprend une plaque à échantillons (2) équipée de porte-échantillon (3) disposés sur la portion de base (4) de la plaque à échantillons (2). Dans le mode de réalisation de la Fig. 1 la plaque à échantillons (2) comprend huit porte-échantillon (3). Il apparaîtra toutefois évident à l’homme du métier que ce nombre est flexible. En conséquence, d’autres modes de réalisation sont envisagés dans lesquels un nombre différent de porte-échantillon (3) sont fournis. Des conteneurs d’échantillon (8) comprenant le composé d'intérêt dans un milieu liquide sont positionnés à l’intérieur des porte-échantillon (3).
Une unité d'aimant (5) est positionnée au niveau de chaque porte-échantillon (3).
L'unité d’aimant (5) telle que montrée dans le mode de réalisation de la Fig. 1 est agencée dans un logement (6) qui est ouvert au niveau du côté étant face au porte-
30 BE2022/5291 échantillon (3). Dans certains modes de réalisation, unité d’aimant (5) comprend un aimant permanent, dans d'autres modes de réalisation comprend un aimant temporaire ou un électro-aimant.
Les porte-échantillon (3) peuvent réaliser des mouvements mécaniques qui dans certains modes de réalisation sont des rotations autour de leur axe et dans d'autres modes de réalisation sont des mouvements de secouage. Les porte-échantillon (3) peuvent se déplacer indépendamment les uns des autres ou peuvent synchroniser leurs mouvements. Dans l’exemple montré sur la Fig. 1 le mouvement est entraîné par une unité de moteur ou une unité de secoueur. La plaque à échantillons (2) est configurée pour tourner autour d’un axe dans le sens horaire et dans le sens anti- horaire.
Dans le mode de réalisation montré sur la Fig. 1A, un bras robotique (7) est positionné au centre de la plaque à échantillons (2). Dans le mode de réalisation de la Fig. 2B, le bras robotique (7) est positionné à l'extérieur de la plaque à échantillons (2) ou du dispositif (1). Le bras robotique (7), équipé de buses (17), aiguilles et/ou embouts, est configuré pour distribuer et/ou éliminer des composants et/ou des liquides des conteneurs d’échantillon (8).
Dans un mode de réalisation, le composé d'intérêt devant être purifié est un ARNm produit par une réaction de TIV. Un échantillon contenant ledit ARNm en suspension dans un milieu réactionnel est distribué dans un conteneur d’échantillon (8) par un bras robotique (7). Des particules magnétiques (9) sont également distribuées dans le conteneur d’échantillon (8) par le bras robotique (7).
La capture des particules magnétiques (9) est montrée sur la Fig. 2. L'unité d’aimant (5) est configurée pour attirer et capturer lesdites particules (9) résidant dans le conteneur d’échantillon (8). Le mouvement du porte-échantillon (3) détermine le statut capturé ou libre des billes de silice (9). Lorsque le porte-échantillon (3) est en mouvement, les particules magnétiques (9) sont libres de se déplacer dans le liquide et d’'interagir avec les molécules d'ARNm (Fig. 2A). Les molécules d’ARNm se lient de manière réversible auxdites billes de silice (9). Lorsque le porte-échantillon (3) arrête son mouvement, les billes de silice (9) deviennent capturées (Fig. 2B). Dans un mode de réalisation où un électro-aimant est utilisé, le statut capturé ou libre des particules magnétiques est commandé par activation et désactivation du courant électrique.
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Alors que les particules magnétiques (9) sont capturées à l’intérieur du conteneur d’échantillon (8), le contenu liquide dudit conteneur peut être éliminé ou remplacé sans perdre les particules magnétiques (9) ou l’'ARNm lié à celles-ci. La distribution et l'élimination de liquides dans le conteneur d’échantillon est réalisée par un ou plusieurs appareils de manipulation tels que des bras robotiques (7), injecteurs (20, 21, 22, 27), ou pompes (19). Le bras robotique (7) peut se déplacer au niveau de tout emplacement aléatoire et peut accéder à tout conteneur d’échantillon (8). Les injecteurs (20, 21, 22, 27) ou les pompes (19) sont situés au niveau de positions fixes et les conteneurs d’échantillon (8) sont apportés à ceux-ci par la rotation de la plaque à échantillons (2). Le bras robotique (8) et les autres appareils de manipulation sont connectés à un ou plusieurs stockages de réactif (29), réservoirs de déchets, et réservoirs de récolte (28).
Dans un mode de réalisation, le dispositif est conçu pour exécuter une ou plusieurs étapes de purification d'ARNm : liaison de l’'ARNm à des particules magnétiques en présence d’un agent chaotropique, lavage de l’'ARNm lié à des billes de silice, élution de l’'ARNm, et collecte de l'ARNm purifié dans un réservoir de récolte. Ceci permet d'obtenir la réalisation de multiples étapes de lavage automatisé et précis, sans perdre l’'ARNm. Le dispositif est configuré pour permettre une séparation et/ou une purification répétitive de VARNm et peut être opéré de manière continue. Dans un mode de réalisation préféré, les particules magnétiques sont des billes magnétiques à base de silice.
Sur la Fig. 3 un mode de réalisation du porte-échantillon (3) avec un conteneur d'échantillon (8) ayant une capacité de 50 ml, est montré. Ledit conteneur d’échantillon (8) est installé directement dans le porte-échantillon (3). Il apparaîtra évident que d’autres conteneurs d’échantillon peuvent également être utilisés dans le contexte de la divulgation courante.
La Fig. 4 montre un mode de réalisation d’un porte-échantillon (3) avec un conteneur d’échantillon (8) ayant une capacité de 2 ml. Ledit conteneur d’échantillon (8°) est installé dans un adaptateur (10) qui ajuste le porte-échantillon (3) à la taille du conteneur d'échantillon (8). Dans d’autres modes de réalisation, des conteneurs d’échantillon (8°) d’autres tailles et volumes sont utilisés.
Un mode de réalisation particulier du système (11) est montré sur la Fig. 5, dans lequel ledit système (11) comprend deux dispositifs (1 et 1’) et deux bras robotiques
32 BE2022/5291 (7 et 7”) sont fournis. Dans ce mode de réalisation, lesdits dispositifs sont positionnés adjacents les uns aux autres. Cette configuration permet d'obtenir une capacité de production supérieure tout en maintenant l'encombrement des dispositifs à un minimum. En variante, cette configuration peut être utilisée pour différents procédés de purification. Par exemple, un premier dispositif (1) peut être utilisé pour une purification pré-coiffage, tandis qu’un second dispositif (1) peut être utilisé dans un procédé post-coiffage. La réaction de coiffage peut avoir lieu dans la position finale du premier dispositif (1), ou dans un réservoir intermédiaire positionné en aval du premier dispositif (1) et en amont du second dispositif (1”).
Une variante de mode de réalisation est fournie sur la Fig. 6, dans lequel deux dispositifs (1 et 1’) sont dans une configuration emboîtée et un seul bras robotique (7) est fourni.
Un système à dispositifs multiples tel que représenté sur la Fig. 5 et la Fig. 6, permet d'obtenir la réalisation de multiples étapes concomitantes de telle manière que différentes étapes de la séparation et/ou de la purification peuvent être réalisées en même temps.
Le bras robotique (7) pour la manipulation de milieux liquides à partir de/vers un récipient selon un mode de réalisation de l'invention est illustré sur la Fig. 7. Le bras robotique montré comprend une base (12), un outil de pipetage, et un outil à buse (13) configuré pour manipuler un ou plusieurs milieux liquides. L'outil à buse (13) est positionné au niveau d’une extrémité distale du bras robotique (7) et comporte des buses (17).
Dans ce qui suit, le bras robotique (7) est décrit comme étant monté sur une surface horizontale. D'autres modes d'installation sont bien entendu possibles, et adaptation de ce qui suit à de tels autres modes d'installation, tombe dans la portée des compétences de l'homme du métier, et est considérée comme faisant partie de la portée de l’invention. Par exemple, le bras robotique (7) peut être monté sur une surface verticale, résultant en une rotation de 90° pour toutes les orientations subséquentes.
Le bras robotique (7) est un bras robotique (7) articulé comprenant des articulations (14) et dans lequel le bras robotique 1 est fabriqué en connectant de manière séquentielle ces articulations (14) par de multiples liaisons (15). Le bras robotique
33 BE2022/5291 (7) tel que montré sur la Fig. 7 comprend six articulations (14), permettant un mouvement dans six degrés de liberté. Plus spécifiquement, dans une première articulation (14a), une base et une portion d'extrémité proximale d’une première liaison (15a) sont connectées de manière à pouvoir tourner autour d’un axe s'étendant dans la direction verticale. La première articulation (14a) est une articulation de torsion.
Dans une deuxième articulation (14b), une portion d'extrémité distale de la première liaison (15a) et une portion d'extrémité proximale d’une deuxième liaison (15b) sont connectées de manière à pouvoir tourner autour d’un axe s'étendant dans la direction horizontale. La deuxième articulation (14b) est une articulation de révolution.
Dans une troisième articulation (14c), une portion d'extrémité distale de la deuxième liaison (15b) et une portion d'extrémité proximale d’une troisième liaison (15c) sont connectées de manière à pouvoir tourner autour d’un axe s'étendant dans la direction horizontale, dans ce cas, parallèle à l’axe pour la deuxième liaison (15b).
Il convient de noter que les écarts par rapport à l’horizontalité de ce troisième axe sont possibles, mais que le troisième axe présentera toujours au moins une composante horizontale, son entière horizontalité étant la version la plus efficace.
La troisième articulation (14c) est dans ce cas une articulation de révolution.
Dans une quatrième articulation (14d), une portion d'extrémité distale de la troisième liaison (15c) et une portion d'extrémité proximale d’une quatrième liaison (15d) sont connectées de manière à pouvoir tourner autour d’un axe dans la direction longitudinale de la quatrième liaison (15d). La quatrième articulation (14d) est une articulation de torsion.
Dans une cinquième articulation (14e), une portion d'extrémité distale de la quatrième liaison (15d) et une portion d'extrémité proximale d’un connecteur (16) sont connectées de manière à pouvoir tourner autour d'un axe orthogonal au quatrième axe. La cinquième articulation (14e) est une articulation de révolution mais il convient de noter que cette articulation peut être facilement adaptée à une articulation de torsion ou à une articulation de rotation.
Dans une sixième articulation (14f), une portion d'extrémité distale du connecteur (16) et une extrémité proximale de l’outil à buse (13) sont connectées de manière à pouvoir tourner dans un plan orthogonal à la direction longitudinale du connecteur (16).
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Chacune des articulations (14) est dotée d’un moteur d'entraînement à titre d'exemple d’un actionneur pour la rotation relative des deux pièces connectées par l'articulation (14). Le moteur d'entraînement est, par exemple, un servomoteur qui est servo-commandé par l'intermédiaire d’un servo amplificateur par un signal de commande transmis à partir du dispositif de commande. De plus, chacune des articulations est dotée d'un capteur d’angle de rotation pour détecter l’angle de rotation du moteur d'entraînement et d’un capteur de courant pour détecter le courant du moteur d'entraînement.
La Fig. 8 montre un mode de réalisation d’un système (11) comprenant un dispositif de purification (1) et des appareils de manipulation : bras robotiques (7, 7), injecteurs (20, 21, 22, 27), et pompes (19). Les bras robotiques (7, 7”) utilisent des aiguilles et/ou des embouts (18). Dans un mode de réalisation, le composé devant être purifié est produit en amont dans une plaque de réaction de TIV (23). Le mélange réactionnel est chauffé à 37 °C avec une unité de chauffage (25) sur une plaque (24), avant ajout de l’enzyme à la plaque de réaction (23). Dans un mode de réalisation, le composé d'intérêt obtenu en utilisant la méthode divulguée ici est en outre traité en aval dans un conteneur (26).
Dans un mode de réalisation, le système est agencé dans une station (32), de préférence avec une unité pour la génération d’un écoulement laminaire, tel que représenté sur la Fig. 9. La station (32) inclut une unité de stockage réactive (29) qui dans certains modes de réalisation est refroidie jusqu'à 4 °C, une unité pour stocker le composé d'intérêt après traitement (30), et une unité de filtre (31). L'unité de filtre (31) permet la fourniture d’un air filtré et stérile devant être mis en circulation à l’intérieur de la station (32). Le moyen de filtration de l'air peut inclure, dans certains modes de réalisation, un système HVAC comportant des filtres HEPA.
Numéros sur les figures 1, 1' : dispositif 2: plaque à échantillons 3: porte-échantillon 4: portion de base de la plaque à échantillons 5: unité d'aimant 6: logement 7, 7' : bras robotique 8, 8' : conteneur d’échantillon
35 BE2022/5291 9 : particules magnétiques 10 : adaptateur 11: système 12: base du bras robotique 13: outil à buse 14a-f :articulations 15a-e : liaisons 16: connecteur 17: buses 18: aiguilles ou embouts 19: pompes seringues 20, 21, 22, 27 : injecteurs 23 : plaque de réaction de TIV 24: plaque 25: unité de chauffage 26: conteneur pour traitement en aval 28: réservoir de récolte 29: unité de stockage de réactif 30 : unité de stockage de composé 31: unité de filtre 32: station
Claims (68)
1. Dispositif pour séparer et/ou purifier un composé d'intérêt comprenant - une plaque à échantillons, dans lequel ladite plaque à échantillons comprend une portion de base et un ou plusieurs porte-échantillon positionnés sur ladite portion de base pour recevoir un ou plusieurs conteneurs d’échantillon, lesdits un ou plusieurs conteneurs d’échantillon sont appropriés pour contenir un échantillon liquide comprenant ledit composé d'intérêt et une pluralité de particules magnétiques ; - une unité d’aimant couplée à chaque porte-échantillon, ladite unité d’aimant est configurée pour capturer ou pour introduire un mouvement de ladite pluralité de particules magnétiques ; dans lequel lesdits un ou plusieurs porte-échantillon sont configurés pour réaliser un mouvement mécanique, de telle manière que ladite pluralité de particules magnétiques sont mélangées à l’intérieur dudit échantillon liquide.
2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel chaque porte-échantillon est configuré pour réaliser le mouvement mécanique indépendamment des porte-échantillon restants.
3. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la mise en mouvement mécanique des porte-échantillon est entraînée par une unité de moteur ou une unité électromagnétique.
4. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la mise en mouvement mécanique des porte-échantillon est entraînée par une unité de secoueur.
5. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le mouvement mécanique peut être activé et désactivé.
6. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit mouvement mécanique est une rotation autour d’un axe dudit porte-échantillon ou un mouvement de secouage.
7. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les porte-échantillon sont positionnés au-dessus de la portion de base ou sont positionnés dans des poches ou des évidements de ladite portion de base.
8. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite plaque à échantillons est configurée pour tourner autour d’un
37 BE2022/5291 axe, de préférence l'axe central de ladite portion de base ou est configurée pour effectuer un mouvement linéaire.
9. Dispositif selon la revendication 8, dans lequel ladite plaque à échantillons est configurée pour tourner dans le sens horaire et dans le sens anti-horaire.
10.Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’unité d'aimant comprend un aimant permanent, un aimant temporaire ou un électro-aimant, de préférence un aimant permanent.
11.Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite unité d’aimant est positionnée le long d’une portion latérale dudit porte-échantillon.
12. Dispositif selon la revendication 11, dans lequel l’unité d'aimant est en forme de tige et dans lequel l’unité d'aimant s'étend au moins sur la longueur entière du conteneur d’échantillon, de préférence s'étendant sous le conteneur d’échantillon.
13. Dispositif selon la revendication 11 ou 12, dans lequel l’unité d’aimant est agencée dans un logement.
14. Dispositif selon la revendication 13, dans lequel le logement est ouvert au niveau du côté étant face au porte-échantillon.
15. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’unité d’aimant est en position fixe ou mobile.
16. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit porte-échantillon comprend un adaptateur pour ajuster la taille dudit porte-échantillon.
17. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel la portion de base de ladite plaque à échantillons est rectangulaire, polygonale, circulaire, ellipsoïdale ou annulaire.
18. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la plaque à échantillons comprend une pluralité de porte-échantillon, lesdits porte-échantillon sont positionnés à intervalles réguliers ou irréguliers le long de la circonférence de ladite portion de base.
19. Dispositif selon la revendication 18, dans lequel ladite plaque à échantillons comprend 1 à 20 porte-échantillon, de manière davantage préférée 1 à 16 porte-échantillon, de manière davantage préférée 12 porte-échantillon.
20. Dispositif selon les revendications 18 à 19, dans lequel lesdits un ou plusieurs porte-échantillon comprennent une étiquette d'identification, pour identifier un conteneur d'’échantillon lorsqu'il est positionné dans ledit porte- échantillon.
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21.Dispositif selon la revendication 20, dans lequel l’étiquette d'identification peut comprendre une étiquette RFID, une étiquette intelligente ou un lecteur pour lire une étiquette RFID ou une étiquette intelligente.
22. Système comprenant un ou plusieurs dispositifs selon l’une quelconque des revendications précédentes 1 à 21 et au Moins un appareil de manipulation configuré pour distribuer et/ou éliminer un composant ou un liquide d’un conteneur d’échantillon présent dans un porte-échantillon dudit dispositif.
23. Système selon la revendication 22, dans lequel ledit appareil de manipulation comprend un injecteur ou un bras robotique doté d’un ou plusieurs buses, aiguilles et/ou embouts.
24. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit appareil de manipulation est connecté à un ou plusieurs stockages de réactif, réservoirs de déchets et/ou réservoirs de récolte.
25. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit appareil de manipulation est configuré pour réaliser un mouvement.
26. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit appareil de manipulation est positionné le long de la périphérie dudit dispositif.
27.Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant un système de commande agencé et adapté pour commander la distribution et/ou l'élimination d’un composant ou d’un liquide par ledit appareil de manipulation.
28.Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant une pluralité de dispositifs selon l’une quelconque des revendications 1 à 21.
29. Système selon la revendication 28, dans lequel ledit système comprend deux dispositifs selon l’une quelconque des revendications 1 à 21.
30. Systeme selon la revendication 29, dans lequel lesdits dispositifs sont positionnés adjacents les uns aux autres.
31. Système selon la revendication 29, dans lequel lesdits dispositifs sont dans une configuration emboîtée.
32.Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre au moins un réservoir de récolte configuré pour collecter un composé d'intérêt.
33. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, ledit système comprenant un ou plusieurs conteneurs d’échantillon.
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34. Système selon la revendication 33, dans lequel lesdits un ou plusieurs conteneurs d’échantillon sont jetables.
35. Système selon la revendication 33, dans lequel lesdits un ou plusieurs conteneurs d’échantillon sont configurés pour contenir un volume de 0,3 à 100 ml, de manière davantage préférée de 0,3 à 20 ml, de manière davantage préférée de 1 à 10 ml, de manière davantage préférée de 1 à 500 ml.
36. Système selon la revendication 33, dans lequel lesdits un ou plusieurs conteneurs d'échantillon comprennent un liquide renfermant ledit composé d'intérêt et la pluralité de particules magnétiques.
37.Système selon la revendication 36, dans lequel lesdites particules magnétiques sont distribuées dans lesdits conteneurs d’échantillon par l’un desdits appareils de manipulation.
38. Système selon la revendication 37, dans lequel ladite pluralité de particules magnétiques sont des particules magnétiques à base de silice.
39, Système selon la revendication 37, dans lequel ledit composé d'intérêt est apte à se lier à ladite pluralité de particules magnétiques.
40. Système selon la revendication 37, dans lequel ledit composé d'intérêt est un acide nucléique, un peptide ou une protéine.
41.Système selon la revendication 37, dans lequel ledit composé d'intérêt est de ADN ou de l’ARN, de préférence de l’ARN, de manière davantage préférée de l’'ARNm.
42. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit système est utilisé dans un procédé de production d'ARN.
43. Système selon la revendication 42, dans lequel ledit système est utilisé dans un procédé de transcription in vitro (TIV) ou en aval dudit procédé de TIV.
44. Système selon la revendication 43, dans lequel ledit système est utilisé pour purifier une molécule d'ARNm à partir d’un procédé de TIV, ou pour une purification durant le pré- et/ou post-coiffage.
45. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit système est agencé dans une station, de préférence avec une unité pour la génération d’un écoulement laminaire.
46. Méthode pour séparer et/ou purifier un composé d'intérêt, comprenant au moins les étapes suivantes : (a) La fourniture d’un ou plusieurs conteneurs d’échantillon comprenant un composé d'intérêt et des particules magnétiques dans un milieu
40 BE2022/5291 liquide, dans laquelle chaque conteneur d’échantillon est positionné dans un porte-échantillon ; (b) Le mélange dudit composé d'intérêt avec lesdites particules magnétiques au moyen d'un mouvement mécanique dudit porte- échantillon ; (c) La séparation dudit milieu liquide desdites particules magnétiques par capture ou introduction d’un mouvement des particules magnétiques vers une unité d'aimant présente à proximité dudit porte-échantillon ; (d) L’élimination dudit liquide.
47.Méthode selon la revendication 46, dans laquelle après l’étape (d) un liquide est ajouté auxdites particules magnétiques et les étapes (b) à (d) sont répétées.
48. Méthode selon la revendication 47, dans laquelle lesdites étapes (b) à (d) sont répétées au moins 2 à 5 fois.
49. Méthode selon la revendication 47, dans laquelle ledit liquide est un alcool, un tampon de liaison, un tampon de lavage ou un tampon d'élution.
50. Méthode selon l’une quelconque des revendications 47 à 48, dans laquelle le porte-échantillon avec un conteneur d’échantillon tourne entre ou après une étape de méthode de capture jusqu'à au moins une position subséquente.
51. Méthode selon la revendication 50, dans laquelle les porte-échantillon avec des conteneurs sont positionnés sur une portion de base d’une plaque à échantillons, et dans laquelle ladite plaque à échantillons est apte à tourner.
52. Méthode selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la plaque à échantillons tourne entre ou après une étape de méthode de capture, déplaçant ainsi le porte-échantillon avec un conteneur d’échantillon jusqu’à une position subséquente.
53. Méthode selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les particules magnétiques sont ajoutées au conteneur d’échantillon au moyen d'un injecteur, d’une pompe, ou d’un bras robotique doté d’un ou plusieurs buses, aiguilles et/ou embouts.
54. Méthode selon la revendication 53, dans laquelle l’ajout et/ou l’élimination d’un liquide a lieu au moyen d’un ou plusieurs injecteurs ou bras robotiques dotés d’un ou plusieurs buses, aiguilles et/ou embouts.
55. Méthode selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le mouvement mécanique est un secouage ou une agitation.
56. Méthode selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle Vunité d'aimant comprend un aimant permanent.
41 BE2022/5291
57. Méthode selon la revendication 56, dans laquelle le mouvement mécanique empêche la capture ou l'introduction d’un mouvement des particules magnétiques vers ladite unité d’aimant.
58. Méthode selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle lesdites particules magnétiques sont des particules magnétiques à base de silice.
59. Méthode selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle dans une étape finale le composé d'intérêt est élué à partir desdites particules magnétiques au moyen de l'ajout d’un tampon d’élution audit conteneur d’échantillon.
60. Méthode selon la revendication 59, dans laquelle lors de l’ajout dudit tampon d’élution, le porte-échantillon est soumis à une mise en mouvement mécanique, permettant ainsi le mélange desdites particules magnétiques avec le tampon d’élution et dans laquelle une fois que la mise en mouvement s'arrête, les particules magnétiques se déplacent vers ladite unité d'aimant, causant ainsi une séparation du tampon d’élution comprenant le composé d'intérêt et des particules magnétiques.
61. Méthode selon la revendication 60, dans laquelle le tampon d'élution comprenant le composé d'intérêt est éliminé dudit conteneur d’échantillon et stocké dans un réservoir de récolte.
62. Méthode selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ledit composé d'intérêt est un acide nucléique, un peptide ou une protéine.
63. Méthode selon la revendication 62, dans laquelle ledit composé est de l’ADN ou de l'ARN, de préférence de VARN, de manière davantage préférée de l'ARNm.
64. Méthode selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ladite méthode est une étape dans le procédé de production d’ARN.
65. Méthode selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ladite méthode est utilisée dans un procédé de transcription in vitro (TIV) ou en aval dudit procédé de TIV.
66. Méthode selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ladite méthode est utilisée pour purifier une molécule d’ARNm à partir d’un procédé de TIV, ou pour une étape de purification durant le pré- et/ou post-coiffage.
67. Méthode selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ladite méthode est exécutée au moyen d’un dispositif selon l’une
42 BE2022/5291 quelconque des revendications 1 à 21 ou d'un système selon l’une quelconque des revendications 22 à 45.
68. Méthode selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ladite méthode est semi- ou entièrement automatisée.
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