CH620300A5 - Reactive strip for analysis - Google Patents

Description

L'invention a pour objet une bande réactive pour l'analyse, notamment en diagnostic pour l'analyse de liquides biologiques, pour la détection d'un constituant donné dans un échantillon à analyser.

Des papiers à essai sont bienconnus. Il est également en principe connu d'imprimer un support bidimensionnel, comme une bande de papier, d'encres en zones discrètes, voir le brevet des Etats-Unis No. 3 549 328 où d'autre litérature est citée.

Des bandes réactives connues destinées à des analyses biologiques comprennent généralement un support absorbant imprégné des réactifs qui, lors du mouillage avec le liquide à analyser, produisent une réaction colorée, permettant la détection d'un constituant donné.

Le matériau de support conventionnel dans la plupart des bandes réactives d'analyse couramment utilisées consiste en un papier filtre qui fournit des avantages, mais présente aussi certains inconvénients et limitations tels qu'une stabilité physique et chimique insuffisante du support en papier lors de son imprégnation avec certains réactifs ayant des concentrations élevées afin d'obtenir une réaction d'analyse colorée satisfaisante.

On a proposé de rendre les papiers filtre plus stables en les laminant avec un film de résine synthétique, ou en utilisant des fibres de résine synthétique afin soit de renforcer le papier, soit de remplacer complètement des fibres de cellulose. On a cependant trouvé que des fibres de cellulose se gonflent lors de l'imprégnation et absorbent ainsi les réactifs au sein des fibres, tandis que l'imprégnation ne permet de déposer seulement une quantité relativement petite des réactivs sur la surface de fibres synthétiques.

En plus de ces limitations relatives au matériau du support absorbant, la production de bandes réactives par des procédés classiques nécessite généralement des opérations d'imprégnation multiples qui sont difficiles à réaliser à grande échelle d'une manière hautement reproductible et qui augmentent aussi le prix de revient de façon considérable.

Le but principal de la présente invention est de fournir une bande réactive, notamment pour des analyses biologiques, et cela à grande échelle, de façon hautement reproductible et économique, de manière à pouvoir éviter autant que possible les inconvénients susmentionnés.

Ainsi, la bande réactive selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle comprend un matériau de support imprimé de deux encres réactives, l'impression par chacune des encres étant sous forme d'un réseau de points, les points du premier réseau étant voisins de ceux du second réseau mais ne se touchant pas, et les deux réseaux étant au moins partiellement superposés, en ce que les deux encres contiennent chacune

(a) de l'eau ou un mélange eau-alcool comme solvant ;

(b) un liant pour conférer à l'encre des propriétés rhéologi-ques aptes à l'impression,

(c) un tampon apte à donner à l'encre, lorsqu'elle sera mouillée avec le dit échantillon, un pH spécifique, et

(d) un agent tensio-actif, et

(e) un réactif, différent pour chaque encre,

ces réactifs étant aptes à réagir l'un avec l'autre en présence du dit constituant à détecter en produisant un changement de couleur détectable.

La production de ces bandes réactives, par l'intermédiaire d'une impression, permet d'obtenir divers avantages pratiques, dont on peut citer en particulier les suivants:

- Possibilité de séparer aisément différents constituants du système réactif, que peuvent normalement réagir entre eux, par leur inclusion dans des encres réactives différentes que l'on utilise ensuite pour imprimer des réseaux séparés de points sur la surface de la feuille constituant le support des bandes réactives.

- Possibilité d'utiliser une technique d'impression très simple et bien reproductible pour appliquer rapidement des quantités exactement prédéterminées des réactifs sur ledit support, permettant ainsi de simplifier considérablement la production des bandes réactives et de la rendre plus économique.

- Possibilité d'éliminer la nécessité de fournir séparément des échelles colorimetriques comparatives en imprimant également, sur la bande même les couleurs respectives permettant l'analyse comparative.

Diverses considérations, qui présentent un intérêt pratique pour l'obtention de tels avantages conformément aux principes de base de la présente invention, sont discutées ci-après.

Composition des encres réactives

Il est entendu que la composition des encres réactives respectives dépendra en premier lieu de la réaction colorée d'analyse qui est à effectuer par les bandes réactives, soit du système

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réactif particulier qui est nécessaire afin d'obtenir la réaction d'analyse désirée dans chaque cas.

Les constituants de chaque encre réactive doivent être choisis en outre de manière qu'ils soient chimiquement et physiquement compatibles les uns avec les autres et avec le substrat sur ^ lequel on effectue l'impression avec les encres réactives.

Afin d'assurer une impression satisfaisante, les propriétés physiques des encres réactives devraient cependant être adaptées au type de substrat ainsi qu'à la technique et aux moyens d'impression utilisés pour produire les bandes réactives.

Le terme encre reactive tel qu'on l'utilise ici implique un mélange intime d'au moins un réactif principal nécessaire pour la réaction colorée d'analyse, avec des constituants auxiliaires et un véhicule liquide ou agent porteur approprié, de telle sorte que l'on obtienne une encre ayant des propriétés rhéologiques ,. appropriées , adaptées à l'impression de manière à assurer un transfert correct d'encre au substrat utilisé pour l'impression dans chaque cas.

Les réactifs principaux qui seront inclus dans les encres respectives utilisées pour l'impression dépendront évidemment dans chaque cas du type particulier de réaction d'analyse pour laquelle on fabriquera les bandes réactives.

Le système réactif que l'on utilisera pour obtenir une réaction colorée d'analyse donnée sur les bandes fabriqués conformément à l'invention peut cependant comprendre des réactifs conventionnels, qui sont connues de l'état de la technique relative aux réactions d'analyse diagnostique, des réactivs connus étant contenus dans les encres utilisées dans les exemples décrits plus loin pour illustrer l'invention.

Tous les constituants de chaque encre réactive doivent donc être mutuellement compatibles et ils doivent en outre conférer à l'encre des propriétés rhéologiques appropriées pour permettre une impression correcte. Le choix d'un solvant approprié et de constituants auxiliaires de l'encre, autres que le réactif principal, dépendra ainsi de diverses considérations discutées ci-après.

Solvants

La fonction du solvant dans l'encre réactive est de fournir un agent liquide qui est nécessaire pour maintenir le réactif principal et les constituants auxiliaires de l'encre en solution ou en suspension, jusqu'à ce que l'encre soit utilisée pour l'impression sur le substrat. Après l'impression, le solvant a rempli son rôle et devrait être enlevé par séchage afin de fournir des points imprimés secs sur la surface du substrat.

Lorsque des enzymes ou d'autres substances bioactives sont contenues dans la composition de l'encre réactive, le solvant sera l'eau ou un mélange aqueux du type eau-éthanol.

Liants

Afin de conférer aux encres les propriétés rhéologiques 5„ requises pour assurer une impression satisfaisante, des encres comprennent des liants, et de tels liants seront donc également contenus dans les encres réactives utilisées

Les liants modernes sont généralement formés de matières polymériques qui se dissolvent ou sont suspendues dans le ss solvant de l'encre en quantité suffisante pour pouvoir lui donner des propriétés rhéologiques satisfaisantes adaptées à la méthode utilisée pour l'impression avec l'encre.

Les liants utilisés dans les encres réactives pour la fabrication de bandes réactives, doivent être compatibles avec le sol- „„ vant et les autres constituants de l'encre, et devraient être hydrophiles de préférence, afin de pouvoir absorber librement les liquides biologiques à analyser et de promouvoir ainsi la réaction d'analyse désirée. Des liants naturels hydrophiles qui se prêtent aux encres réactives utilisées dans la présente invention ,,5 sont la gélatine et la gomme arabique, qui présentent un grand pouvoir gonflant et peuvent absorber ainsi une quantité considérable d'eau.

De plus, lors d'un mouillage ultérieure de la bande réactive lorsqu'on l'utilise pour la réaction colorée d'analyse diagnostique, le liant sert à empêcher les réactifs de partir dans la solution d'analysat environnante.

Le liant devrait être capable d'absorber rapidement l'eau à température ambiante afin de permettre aux réactifs de diffuser le long de la surface imprimée et d'effectuer la réaction colorée désirée pour l'analyse.

Divers liants naturels et synthétiques peuvent être envisagés pour la composition de l'encre réactive, tels que les suivants par exemple:

- dérivés cellulosiques

- gélatine

- collagène

- polyvinyl alcool

- poly (N-vinylpyrrolidone)

Des liants préférés pour les encres réactives utilisées dans la présente invention sont les liants cellulosiques qui sont utilisés dans les exemples donnés plus loin.

Tampons

Les encres réactives contiennent un tampon afin de maintenir le pH des réactifs imprimés dans une petite gamme donnée pour permettre à la réaction colorée désirée pour l'analyse d'avoir lieu dans un environnement de pH approprié sur la bande réactive.

Les exemples donnés par la suite montrent divers tampons appropriés.

Une exigence majeure pour la sélection du tampon dans les ancres réactives utilisées pour effectuer une réaction d'analyse lonnée est que le tampon devrait être chimiquement compatible tvec l'ensemble du système réactionnel, et notamment avec le liant polymérique contenu dans les compositions des encres réactives.

On peut envisager en principe les quatre types de tampon suivants qui sont utilisés surtout pour obtenir un pH entre 5 et 7 de réaction biochimiques d'analyse:

(i) Acide citrique/citrate de sodium

(ii) Tris(hydroxyméthylamino)-éthane

(iii) Phosphate

(iv) Phtalate

Des essais systématiques effectués afin de déterminer la compatibilité de divers tampons avec plusieurs polymères ont démontré que les systèmes suivants peuvent être envisagés pour leurs pouvoirs tampon à la valeur pH (4-7) qui est nécessaire pour des analyses de sang occulte, et aussi pour leur coût relativement faible:

1) Na-H-maléate-NaOH (pH 5-6)

2) Acide succinique -NaOH (pH 5-6)

3) K-H-phtalate-NaOH (pH 5-6)

4) Acide ß-ß'-dimethylglutarique-NaOH (pH 5-6)

5) Tampon Na-citrate-acide citrique (pH 5-6)

De plus, un tampon sodium citrate-acide citrique (pH 5-6) peut être utilisé dans une encre réactive d'analyse de glucose.

Un tampon phosphate (pH 8-10) peut être utilisé dans une encre réactive d'analyse de cétone.

Le Tableau 1 ci-après donne le résultat d'une série d'essais de compatibilité dans lesquels les systèmes tampon sus-men-tionnés ont été mélangés respectivement avec plusieurs polymères et la solubilité du polymère a été observée aussi bien à température ambiante normale qu'à 80° C.

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Tableau l:

Compatibilité de Systèmes Tampons avec des Polymères

Polymère

Systeme tampon Citrate Acide diméthyle- Succinique 0,8 M glutarique 0,2 M

0,1 M

25° C 80° C 25° C

Phthalate 0,1 M

Maléate 0,2 M

80° C 25° C 80° C 25° C 80° C

Hydroxyéthyl cellulose

«Natrosol 250 HXR» —

«Natrosol 250 HHR» —

«Natrosol 250 MH» —

«Natrosol 250 M» —

«Natrosol 250 HR» —

«Natrosol 250 MX» — Sodium carboxyméthyl cellulose

«CMC 5 HF» +

«CMC 4 LF» + Polyvinylpyrrolidone «PVP K-90»

«PVPK-30»

Hydroxy-éthyl cellulose «Cellosize QP-4400H»

«Cellosize QP-100MH»

Méthyl éthyl cellulose «Edifas BX 100» (ICI) + «Edifas B 300» (ICI) +

«Edifas B 1500» (ICI) + «Edifas BIO» (ICI) +

«Edifas A» (ICI)

Poly(méthyl vinyléther anhydride) «GantrezAN 169» —

+

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+

+

+

+

+ en partie

+ en partie

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+ (g)

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+ en partie

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+ (g)

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+ en partie

+ en partie

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-f-+

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+ (g)

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+ en partie

+ en partie

+ + + + +

+

+

+

+

+

+

+

+ (g)

+

+

+ + + + + +

+ : se dissout

— : ne se dissout et ne gonfle pas g : apparence granulaire

Comme il ressort du Tableau 1 ci-dessus, les tampons maléate, succinique, phtalate et acide glutarique sont compatibles avec la plupart des polymères mis à l'essai tandis que le tampon citrate ne l'est pas.

Agents tensio-actifs

Les encres réactives contiennent des agents tensio-actifs comme agent mouillant.

Ainsi, par exemple, le sodium dodécyl sulfate (SDS), la gomme arabique et la gélatine sont des agents tensio-actifs qui peuvent être inclus comme émulsionnant ou stabilisateur d'émulsion dans une première encre réactive contenant l'hydro-peroxyde de eumène en tant que réactif principal pour la détection de sang occulte dans l'urine, avec des bandes d'analyse qui sont produites selon les exemples décrits plus loin.

De même, de l'alkylphénol éthyloxylé, tel qu'on le connaît sous la marque déposée «Renex 698» (Atlas Chemical Industries Inc.) peut être avantageusement inclus comme agent tensio-actif dans une seconde encre réactive contenant l'o-tolidine en tant que second réactif principal pour la détection de sang occulte dans l'urine.

En outre, tout autre agent tensio-actif approprié peut évidemment être inclus dans les encres réactives, tel que le mono-laurate de polyoxyéthylène sorbitan connu sous la marque déposée «Tween 20» (Atlas Chemical Industries Inc.) ou le polyéthylène glycol connu sous la marque déposée «Carbowax» (ICI America Inc.).

Il s'entend que l'utilisation de ces termes: liant, agent tensio-actif, émulsionnant, stabilisateur dépendra largement de la fonc-40 tion primaire que l'on attribue aux constituants respectifs de l'encre et que ces fonctions peuvent évidemment se chevaucher ou avoir une importance relative d'une importance variable dans une encre donnée ou dans différentes encres réactives.

Ainsi, par exemple, la gomme arabique et la gélatine sont 45 des polymères naturels qui peuvent absorber une grande quantité d'eau de solvatation, agissant ainsi en tant que stabilisateur d'émulsion, tout en augmentant en même temps la viscosité de l'encre réactive et servant ainsi simultanément en tant que liant de l'encre.

S( Les divers constituants de l'encre tels que ceux décrits ci-dessus doivent évidemment être choisis de manière qu'ils soient mutuellement compatibles dans chaque cas et, à cette fin, l'on peut effectuer des essais de compatibilité relativement simples tels que ceux donnant les résultats du Tableau 1 ci-dessus.

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Ainsi, par exemple, il a été établi qu'une encre réactive pour la détection de sang occulte peut contenir l'hydropéroxide de eumène (CHP), le sodium dodécyl sulfate (SDS), la gomme arabique et la gélatine qui sont tous mutuellement compatibles 60 avec le tampon Tris 0,5 m et également avec les liants hydroso-lubles suivants:

- Na-carboxyméthyle cellulose (NaCMC) ;

- hydroxyéthyle cellulose (HEC) ; et

65 - méthyle-éthyle cellulose (marque déposée «Edifas A», ICI).

Support d'impression

Les encres réactives peuvent être imprimées sur toute feuille

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appropriée qui ne réagit pas chimiquement avec les différentes encres utilisées pour l'impression.

La feuille d'impression choisie pour produire les bandes imprimées dépendra dont essentiellement des encres réactives utilisées dans chaque cas. Cette feuille devrait remplir en outre s les exigences suivantes autant que possible:

i) être essentiellement insoluble dans l'eau et chimiquement inerte à la surface d'impression vis-à-vis des encres réactives respectives utilisées;

ii) être capable de recevoir et de fixer les points imprimés i n uvee une bonne adhérence des encres réactives à la surface du substrat ;

iii ) être mouillable par l'analysat liquide ;

iv) être capable de réfléchir de façon diffuse toutes les longueurs d'onde du spectre de la lumière visible, ou bien lui i s être entièrement transparente lorsqu'elle est montée sur une matière blanche sous-jacente ;

v) être résistante à l'enroulement et à la chaleur.

Un grand nombre de résines synthétiques peuvent être utilisées pour obtenir un matériau de support convenable.

Diverses résines thermoplastiques pouvant être utilisées pour obtenir un support d'impression convenable pour les bandes réactives d'analyse sont données à titre d'exemple dans le Tableau 2 ci-dessous.

Tableau 2:

Matières de support d'impression

Polyéthylène (densité faible, moyenne ou élevée)

Polypropylène

Chlorure de polyvinyle (rigide)

Chlorure de polyvinylidène (rigide)

Polystyrène (par exemple résines résistantes au choc ou ABS) Copolymère de styrène arylonitrille

Résines acryliques (par exemple résines acryl. résistantes au choc)

Polyétherch loriné

Polychloro-trifluoréthylène

Copolymère d'éthylène fluoriné-propylène

Polytetrafluoro-éthylène

Nylon (66 ou 6)

Résines acétal

Résines polycarbonate

Résines cellulosiques

Acétate butyrate de cellulose

Propionate de cellulose

Ethyl cellulose

La feuille imprimée devrait fournir un fond à peu près blanc afin de réfléchir autant de lumière visible que possible de toutes les longueurs d'onde et d'assurer ainsi une bonne détection visuelle (ou photométrique) de la modification de couleur qui a lieu lorsque la bande réactive est employée ultérieurement pour effectuer la réaction analytique désirée.

On donne de préférence au substrat d'impression un apprêt mat de surface qui réfléchit de façon diffuse de la lumière dispersée dans toutes les directions et permet une détection bien meilleure que dans le cas d'un apprêt glacé qui réfléchit la lumière comme un miroir.

Afin de fournir un bon contraste, le matériau de surface du substrat peut lui-même être de couleur blanche, en y incorporant un pigment blanc, ou bien en le munissant d'un revêtement de surface blanc. Le substrat d'impression peut cependant aussi être transparent et incolore tandis qu'il sera supporté dans ce cas sur une feuille blanche, de papier par exemple.

Des feuilles blanches fabriquées entièrement de matière plastique (dits «papiers synthétiques») sont obtenues dans le ,,s commerce et utilisées couramment dans les arts graphiques, en particulier pour le tirage photographique. Un tel «papier synthétique» connu sous la marque déposée «Polyart» est fabriqué

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par Bakelite-Xylonite Ltd., U.K. et consiste en un polyethylène modifié, coulé sous la forme d'une pellicule mince. II présente au toucher et à la manipulation les propriétés d'un papier d'art de bonne qualité mais ses propriétés sont à d'autres égards celles d'une pellicule résistante continue en matière plastique. Un autre papier synthétique connu sous la marque déposée «Q' per» et fabriqué par Nippon Art Paper Mfg. Co, Ltd., Japan consiste en une pellicule continue de polystyrène.

Un autre matériau pouvant être utilisé pour fournir un support d'impression réflecteur de lumière dans la présente invention est une matière composite plastique-papier comprenant une base en papier revêtue d'une couche mince transparente de matière plastique. Les propriétés optiques du papier sont ainsi retenues dans cette matière composite, tandis que sa surface est polymérique. La société Felix Schoeller, Osna-brueck, R.F.A., fabrique ce type de produit qui s'obtient dans le commerce en différentes qualités avec différents apprêts de surface: grain de soir, brillant et mat.

Afin de promouvoir l'adhésion des points imprimés on peut donner au support d'impression une surface plus ou moins rugueuse ou poreuse, ou bien les deux à la fois.

L'utilisation d'un support d'impression plus ou moins poreux donne deux avantages que l'on ne peut pas obtenir abec les matières plastiques non absorbantes. Un premier avantage est l'adhérence améliorée entre l'encre réactive et le substrat poreux, lequel a une surface bien plus grande qu'une matière non poreuse et présente ainsi une surface bien plus grande pour l'adhésion et également pour la réaction colorée d'analyse effectuée ultérieurement.

Un deuxième avantage d'un substrat poreux concerne le mélange ultérieur des encres réactives en présence de l'analysat examiné. Une membrane mince poreuse absorbera la solution d'analysat et permettra ainsi aux réactifs de se mélanger à l'intérieur du substrat lui-même.

Cependant, comme dans le cas d'un substrat non absorbant, le mélange. aura lieu en phase liquide entre les points d'encre réactive imprimés sur la surface du substrat.

Il ressort donc de ce qui précède que l'utilisation de matières plastiques microporeuses donne une surface de substrat absorbante ayant les avantages de ne présenter premièrement aucun problème d'adhésion et d'absorber deuxièmement les réactifs imprimés dans une matrice chimiquement inerte.

Concernant les résines énumérées dans le Tableau 2 ci-dessus, on peut noter que des substrats de polyéthylène et de polypropylène peuvent être prétraités pour améliorer l'adhésion.

Pour le traitement de surface de pellicules en plastique, il y a plusieurs techniques classiques pour améliorer l'adhésion en créant des groupements chimiques réactifs sur la surface du polymère: l'oxydation du polymère peut être effectuée par traitement avec une solution d'acide sulfurique/dichromate ou de solutions analogues. Le polymère est alors lavé avant l'impression. On peut également envisager l'action de la lumière UV notamment en présence d'ozone afin de rendre certains substrats polymériques plus réceptifs à l'encre. De même, on peut utiliser un prétraitement électrique pour modifier la surface du polymère et cela soit par une décharge Corona à haute tension, soit par une décharge incandescente à pression réduite. On peut également utiliser un faisceau d'électrons dans ce même but.

Outre les feuilles en «POLYART» on a utilisé avec succès d'autres feuilles en résine synthétique telles qu'une feuille fibreuse en polyester connue sous la marque «SILBOND» (Faserprodukte GmbH, RF d'Allemagne), une feuille fibreuse en polyamide connue sous la marque «SYNTOSIL» (SIHL, Papeteries Zurichoises sur Shil Zürich) et une feuille de polyéthylène tissé connue sous la marque «TYVEK» (E.I. DuPont

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de Nemours) comme matériau de support pour produire des bandes réactives selon la présente invention.

Un autre matériau pouvant être utilisé pour fournir un support d'impression réfléchissant la lumière est un support à base de fibres de verre de la Société Schleicher und Schuell (RFA) qui s'obtient dans le commerce sous la forme de feuilles minces de grammage 70 g/m2. Encore un autre matériau pouvant être utilisé pour fournir un support réfléchissant la lumière, est le papier absorbant, que l'on a utilisé avec succès comme support d'impression pour recevoir des points distincts de deux i encres réactives.

Procédé d'impression

Afin d'assurer une intensité de couleur suffisante pour permettre une détection visuelle ou photométrique suffisante par la i réaction ayant lieu à la surface de la bande d'analyse, l'épaisseur de la pellicule d'encre réactive déposée sous forme de points imprimés devrait évidemment être aussi grande que possible.

Il convient de noter que chaque encre réactive devrait être suffisamment visqueuse pour qu'elle puisse former une couche : ponctuelle imprimée sur support donné, l'épaisseur de l'encre déposée étant évidemment également une fonction du procédé d'impression. Cela veut dire qu'une viscosité élevée de l'encre ne permet pas à elle seule d'assurer la déposition de pellicules épaisses par impression.

Ainsi, l'impression en offset avec une encre visqueuse ne permet d'imprimer que des couches d'une épaisseur de quelques microns seulement. Une limitation similaire s'applique à la typographie où une encre pâteuse est utilisée mais fournit seulement des couches imprimées minces. En conséquence, l'impression en offset, la typographie, ainsi que la flexographie et l'impression sans frappe présentent toutes certaines limitations inhérentes quant à l'épaisseur de la couche d'encre imprimée (par exemple 2-5 |i).

Lors de l'impression par rotogravure, on utilise généralement une encre qui est de faible viscosité et contient une proportion élevée d'un solvant organique (par exemple environ 5(1' / ) qui s'évapore après l'impression de manière à laisser une couche d'encre séchée relativement plus épaisse, d'environ 12 [i d'épaisseur par exemple.

En revanche, on peut considérer que la technique de la sérigraphie se prête particulièrement aux fins de la présente invention, dans la mesure ou elle permet d'imprimer avec des encres hautement visqueuses et avec une épaisseur plusieurs fois i plus grande qu'avec les autres procédés cités ci-dessus, à savoir avec une épaisseur de la couche d'encre imprimée et séchée pouvant être comprise entre 15 et 65 |i dans divers procédés de sérigraphie classiques.

Il a été déterminé que des bandes réactives classiques telles ? qu'on les obtient dans le commerce, qui sont imprégnées jusqu'à une épaisseur de 300 u, peuvent fournir une réaction de détection de sang occulte avec des modifications de couleur pouvant être aisément détectées visuellement par réflexion de lumière à partir des réactifs présents dans une couche externe de 70 |t -d'épaisseur de la bande réactive imbibée.

Comme il ressort de ce qui précède, on imprimera les points d'encre réactive de préférence par sérigraphie ou un procédé connexe utilisant des encres visqueuses, les dimensions de ,

l'écran d'impression et les propriétés rhéologiques des encres réactives utilisées étant dans chaque cas adaptées mutuellement de manière à pouvoir assurer autant que possible l'obtention de points imprimés d'une taille minimale et d'une épaisseur maximale.

Les points imprimés peuvent présenter un diamètre aussi petit que 50 |t, mais l'on a obtenu avec succès des points d'encres réactive d'une taille plus grande située dans une gamme comprise entre 80 [i et 450 [t, et cela en imprimant par sérigraphie de la manière décrite plus loin.

Les différentes encres réactives sont déposées sur le substrat d'impression inerte par des opérations d'impression consécutives distinctes, c'est-à-dire on dépose et fait sécher un premier réseau de points imprimés, formés d'une encre réactive avant de déposer un deuxième réseau de points imprimés, formés d'une deuxième encre réactive, etc . . .

Les points de chaque réseau sont de préférence disposés entre les points d'un autre réseau, les points de différents réseaux étant espacés à faible distance les uns des autres, de telle manière que les réactifs principaux contenus dans les encres respectives soient séparément au substrat d'impression de la bande réactive, tout en présentant seulement un chemin de diffusion court pour les réactifs lors du mouillage ultérieur de la bande réactive avec la solution d'analysat à examiner.

Les points imprimés seront ainsi serrés aussi étroitement que possible entre eux afin d'obtenir une concentration maximale des différents réactifs qui sont fixés par impression par unité de la surface de la bande réactive, et d'y produire ainsi une réaction rapide pour l'analyse qui conduit à un changement de couleur d'une intensité suffisante pour permettre une détection visuelle suffisante.

La disposition relative des points imprimés mutuellement espacés, formés de différentes encres réactives, de manière à obtenir leur serrage étroit, peut être expliquée en termes de deux types de points, qu'on appelera A et B, d'un diamètre R + E touchant exactement les uns les autres, R étant le diamètre des points imprimés et E 1' écart séparant les points adjacents.

Une disposition très dense à serrage étroit de points A et B formés de deux encres réactives différentes peut être imprimée d'une manière particulièrement simple en employant une technique de sérigraphie fort simplifiée utilisant une feuille métallique qui est perforée par des trous minuscules espacés entre eux en rangées parallèles, les trous de chaque rangée étant décalés et disposés en quinconce par rapport aux trous des rangées avoisi-nantes.

On forme ainsi un réseau de base triangulaire dans ladite feuille métallique au moyen de ces perforations disposées en quinconce, ce qui permet d'éliminer complètement les opérations de formation d'images qui sont normalement requises pour produire une disposition désirée des trous dans un écran d'impression tel qu'on l'utilise dans la sérigraphie classique.

Ainsi, l'impression sérigraphique avec deux encres, qui seront désignées par les lettres A et B, peut être effectuée simplement au moyen de ladite feuille métallique en procédant de la manière suivante:

La feuille métallique perforée est utilisée comme un écran i d'impression tendu à travers un cadre métallique qui est fixé sur une machine de sérigraphie.

La feuille servant de support d'impression, par exemple une feuille de papier synthétique du type Poiyart, est placée sur la table d'impression dans une position fixe prédéterminée en-dessous de la feuille perforée formant l'écran d'impression.

On imprime d'abord un petit réseau de points de repère dans un coin de la feuille d'impression en appliquant une petite quantité d'une encre de repérage colorée (rouge par exemple) et , en passant une racle de manière à étaler cette encre sur une surface restreinte dans un coin de l'écran.

Lin second réseau de points de repère peut être également imprimé dans la coin opposé de la feuille d'impression afin de pouvoir assurer plus facilement le positionnemente exact de ; l'écran sur cette feuille.

La première encre réactive est alors appliquée au bord de l'écran qui est le plus éloigné de l'opérateur de l'imprimante, et cela en quantité suffisante pour imprimer sur pratiquement

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l'ensemble de la surface de la feuille constituant le support d'impression.

Une racle en caoutchouc d'une dureté sur l'échelle Shore comprise entre 80 et 90, ayant une lame de profil carré, est maintenant déplacée lentement le long de la surface de l'écran d'impression qui est pressé vers le bas et mis en contact avec la feuille d'impression pendant que l'encre est forcée à travers les trous de l'écran. L'encre est ainsi mise en contact avec la feuille d'impression et adhère suffisamment sur celle-ci, de telle sorte que lorsque l'écran d'impression revient à sa position initiale après le passage de la racle, l'encre reste sur la feuille d'impression sous la forme d'un réseau de points dont le diamètre est égal ou légèrement plus grand que le diamètre des trous de l'écran utilisé.

Le réseau de l'ensemble des points ainsi imprimés est alors identique à la disposition des trous dans l'écran d'impression.

On obtient ainsi par sérigraphie un premier réseau de points imprimés A sur la feuille avec la première encre réactive.

Le cadre portant l'écran d'impression est ensuite ôté de la machine, l'écran est lavé dans de l'eau courante, rincé avec de l'acétone et séché, le cadre est placé à nouveau sur la machine dans une position qui est aussi proche que possible de sa position initiale, et chaque réseau de points colorés de repère est alors aligné avec les perforations correspondantes de l'écran d'impression, et cela en effectuant tout déplacement de la table d'impression qui soit nécessaire pour que les points de repère soient positionnés exactement en dessous des perforations correspondantes; tous les points imprimés A du premier réseau sont ainsi mis en repérage avec les perforations de l'écran d'impression. i

La feuille d'impression est ensuite déplacée parallèlement aux bords du cadre par des déplacements de la table d'impression sur des distances prédéterminées X et Y choisies de telle manière que les perforations de l'écran d'impression soient positionnées maintenant au-dessus de zones non imprimées qui < sont pratiquement situées au milieu entre des points avoisinants A déjà imprimés et qui peuvent se situer centralement, soit à l'intérieur d'un triangle constitué par trois points avoisinants A, soit à l'intérieur d'un losange constitué par quatre points avoisinants A du premier réseau. -j

Les déplacements physiques X et Y de la table d'impression sont déterminés de façon précise au moyen de microganges associés à cette table.

La seconde encre réactive est enfin appliquée à l'écran d'impression de la manière décrite ci-dessus et est utilisée ainsi i pour imprimer un second réseau de points imprimés B sur lesdites zones de la surface d'impression qui sont situées centralement entre les points déjà imprimés B du premier réseau.

On effectue une impression satisfaisante de cette manière avec deux encres réactives ayant les compositions utilisées dans -les exemples décrits plus loin.

Pour effectuer l'impression de la manière décrite ci-dessus, on a utilisé comme écran d'impression des feuilles de nickel perforées qui sont fabriquées par la Société Zeefplatenfabriek N.V. à Merbeck, Pays-Bas. «

On a utilisé comme écran d'impression six types de feuilles connues sous le nom de Veco, obtenus dans le commerce, qui sont désignées par les références 25R, 30R, 60P, 80P et 125P, et qui présentent respectivement les dimensions figurant dans le Tableau 3 qui suit.

Tableau

Ecrans d'impression

Feuille type Veco No

25 R 30 R

Epaisseur mm

0,31 0,25

Diamètre trous mm

0,3 0,25

Ecart trous mm

1

0,83

40 R

0,31

0,19

0,63

60 P

0,09

0,17

0,42

80 P

0,07

0,13

0,31

25 P

0,05

0,08

0,20

Plusieurs séries d'essais d'impression avec ces feuilles ont fourni de bons résultats , es fai' -int l'objet du

Tableau 5 plus loin, les points imprimés étant iege.^::- ; grands (de 5 à 20 T) que la taille des trous de feuilles Veco utilisées dans chaque cas, étant entendu que la taille des points diminuait lorsqeu la taille des trous est réduite.

Le Tableau 4 ci-dessous montre les tailles moyennes des points imprimés obtenus avec quatre écrans Veco ayant les dimensions correspondantes données dans le Tableau 3 ci-dessus, les encres utilisées pour l'impression ayant les mêmes compositions dans ce cas que les encres désignées par RI .A4 et R1 .B4 dans le Tableau 5 donné plus loin.

Tableau 4:

Diamètre moyen des points imprimés

Feuille type

Diamètre trous

Taille moyenne points (mm)

Veco No

I. Encre

2. Encre

réactive réactive

RI. A4

R1.B4.

25 R

0,30

0,324

0,317

60 P

0,17

0,187

0,180

80 P

0,13

0,147

0,30

125 P

0,08

0,083

0,078

Les points imprimés A et B des deux encres réactives ne se touchent pas les uns les autres et le rapport de la surface imprimée couverte par les points à la surface d'impression totale de la feuille a varié entre 11 et 50rr et on a obtenu ultérieurement une réaction d'analyse colorée bien visible pour la détection de la présence du sang dans l'urine.

On peut également noter que les dimensions des écrans d'impression devraient être de préférence adaptées aux encres réactives utilisées, de telle manière que l'on obtienne un recouvrement maximal de la surface d'impression. Ainsi, par exemple, une feuille Veco du type No 125 P présente une taille de trous de 0,08 mm avec écart interaxial de 0,2 mm et fournit ainsi des réseaux de points serrés beaucoup plus étroitement qu'âne feuille du type 25 R ayant une taille de trous de 0,3 mm et un écart interaxial de 1 mm.

La densité plus élevée des points imprimés avec ies écrans des types 60 P, 80 P et 125 P (Tableaux 3 et 4) tournait ainsi un changement de couleur plus homogène et intense lors de la réaction d'analyse.

Les résultats de l'impression de points d'encre réactive, telle que décrite ici, ont toujours donné une reaction colorée d'analyse qui est détectable visuellement, étant entendu que la densité et l'épaisseur de pellicule des points imprimés d'encre réactive pourraient être augmentées considérablement en imprimant à travers des perforations espacées plus étroitement et en utilisant des encres réactives ayant une teneur en solvant fortement réduite afin de leur conférer une viscosité accrue.

L'invention peut être illustrée en outre à l'aide des exemples donnés ci-après.

Les compositions des différentes encres réactives utilisées dans les exemples 1 à 7 qui suivent sont résumées dans le Tableau 5 ci-dissous, dans lequel des abréviations et des marques déposées représentent les substances suivantes;

Réactifs

Hydropéroide de eumène Ortho-tolidine-[C,, H3 (CU,) NH;;]2

= CHP

O-tolidine

620 300

8

lÀants

Hydroxyéthyl cellulose: «NATROSOL» (Type 250 LR, Hercules)

Polyvinylpyrrolidone: «PVP» (Type K90, BASF) Sodium-carboxyméthyl cellulose: Na CMC (Type 7 HF, Hercules)

Méthyl-éthyl cellulose: MEC: «EDIFAS A» (ICI) Hydroxypropyl cellulose: «KLUCEL» (Type LF, Hercules) Dextrane (Pharmacia, UPPSALA, Suède)

Matière de remplissage Poudre de silice

Agents tensio-actifs s Sodium dodécyl sulfate: SDS Alkylphénole oxyéthylé: «RENEX 698»

Tampon

Tampon sodium-hydrogène maléate, pH 5,8: MALEATE

Tableau 5:

Encre réactive d'analyse de sang occulte

Encre Solvant Réactif Liant Agent Tampon

% en poids Charge tensio-actif

Exemple 1 RI. Al ear 79%

R1.B1 éthanol 82%

CHP NaCMC

(3,14g) (0,5g) PVP 14g o-tolidine PVP 0,4g (20g)

SDS 0,5g

Renex 698 (0,5g)

Maleate (30 ml)

Exemple 2 R1.A2 eau

74,5%

R1.B2 éthanol 83%

CHP NaCMC

(3,14g) (0,6g) PVP (18g)

o-tolidine PVP 0,6g (27g)

SDS

0,5g

Renex 698 0,6g

Maleate (30 ml)

Exemple 3 RI. A3

R1.B3

eau 76%

éthanol 83%

CHP NaCMC

3,14g 0,6g PVP 16g o-tolidine PVP (0,6g) (27g)

SDS 0,5g

Renex 698 (0,6g)

Maleate 30 ml

Exemple 4-R1.A4

R1.B4

eau 68%

éthanol

CHP (6,3g)

o-tolidine (0,8g)

«Natrosol» (8g)

«Aerosil» (5g)

gélatine 0,5g

«Klucel» (10g)

SDS (lg)

Renex 698 (lg)

Maleate (35 ml)

Exempte 1

Des bandes réactives diagnostiques pour la détection du sang dans l'urine, dites bandes d'analyse de sang occulte, sont produites de la manière suivante:

a) Préparation des encres réactives

On prépare deux encres réactives RI .Al et RI ,B1 (voir Tableau 5) comme milieu porteur fluide pour les réactifs respectifs hydropéroxide de eumène (CHP) et o-tolidine qui produisent une réaction d'oxydation colorée en présence de sang. On les obtient en mélangeant le tampon aqueux avec une solution aqueuse qui contient le liant et l'émulsionant (agent tensio-actif) dissous, ainsi que le réactif respectif. Le mélange résultant est agité énergiquement de manière à obtenir l'encre sous forme d'une émulsion homogène, visqueuse, stable ou d'une suspension colloïdale ayant la composition correspondante donnée ci-ss dessus pour RI.Al etRl.Bl dans le Tableau 5.

Les encres réactives obtenues avec ces compositions présentent une viscosité réiativement élevée qui est particulièrement adaptée à la technique de sérigraphie par laquelle ces encres sont à appliquer au support de la bande réactive. Les encres ('» figurant dans le Tableau 5 ci-dessus présentent une viscosité comprise entre 1 000 et 20 000 cp.

b) Support

„5 On utilise comme support d'impression pour la production de bandes réactives une feuille de «papier» synthétique blanc qui est connu sous la marque déposée «Polyart» (90 g/m2) et qui a un apprêt de surface mat et une épaisseur d'environ 80 jt.

9

620 300

Ce type de papier Polyart est formé d'un polyéthylène La coloration bleue que l'on observe lorsque les bandes modifié coulé sous la forme d'une pellicule mince. Il s'obtient réactives imprimées sont utilisées pour détecter du sang dans dans le commerce pour l'emploi dans l'industire des arts graphi- l'urine est essentiellement la même que dans le cas des bandes ques. réactives produites selon les exemples 1 et 2.

c) Impression avec les encres réactives ^ E l 4

Les deux encres réactives RI .Al et RI.B1 sont appliquées _ , xempe

- t i-- j - • u- Des bandes reactives pour la detection du sang sont produi-

consecutivement par une technique particulière de sérigraphié . „ , , " ,, . 6 , *

i f a i -ii„ ui u n„i » „ »-„„„À,.tes essentiellement de la maniere decnte dans 1 exemple 1, sauf sur la surface de la feuille blanche de Polyart susmentionnée que ,, , ■

,, „ „ „ . que 1 on utilise les encres reactives RI.A4 et R1.B4 (voir

I on utilise comme support d impression. 2, ,, _ . , . „„ . v . .„

Chaque encre réactive est imprimée sous forme de points ^ableau 5t ^dessus) pour effectuer Impression avec une feuille minuscules distincts qui sont espacés à faible distance les uns des Veco Pe[forf du^Pe 60 P (voir Tableau 3)sur une feuille de autres suivant un réseau imprimé triangulaire. papier absorbant blanc.

On utilise une feuille de nickel perforée du type Veco 25 R . L ecartJ ,ntuerax,al des trOUS de et d°nC deS P01"1*.

(voir Tableau 4 ci-dessus) comme écran de sérigraphie pour ^pnmcs de chaque reseau est de 0,42 mm dans ce cas, tandis

,, , j . . . , . J - 4. a que les points imprimes d encre reactive A et B ont respective-

împnmer d abord un premier reseau triangulaire de points A 1 ^ . .

d'encre réactive ayant un diamètre compris entre 300 et 370 n et ment un dlamfre °'187 mm et °'180 mm environ1'la . un écart interaxial de 1 mm, en utilisant l'encre réactive R1.A1 Proportion de la surface imprimee couverte par tous les points A.

(voir Tableau 5 ci-dessus), et cela de la manière déjà décrite et BTetant env,ron 34% de la surface d - ,

plus haut sous le titre «Procédé d'impression». Les points imprimes des encres RI .A4 et RI .B4 ne s etalent

On utilise la même feuille Veco 25 R pour imprimer, comme2(1 Pas surIe PaPier ^orbant mais restent sous forme de petits déjà décrit un second réseau triangulaire de points B d'encre points distincts sur la surface du papier. Cette propriété d ab-réactive disposés chacun centralement dans un losange formé se"ce d écoulement des encres est due a leurs v.scositeselevees par quatre points avoisinants A déjà imprimés. Ces points B ont et leur rheoloS,e Pateuse 1UI eur P6™* nûannï°mus d etre un diamètre compris entre 300 et 350 p et le même écart impnmees correctement par le procede décrit plus haut, interaxial de 1 mm que les points A et que les trous de la feuille 25 °n obser,ve une coloration bleue lorsque les bandes reacti-

perforée utilisée comme écran d'impression. ves ai,nsi. Produ'tes sont utll,sees P0l!r detf teur de' hémoglobine

La proportion de la surface imprimée couverte par les points e" «olut.on de la meme maniere qu avec les bandes réactivés

A et B s'élève dans ce cas à 17,7% de l'ensemble de la surface ob,tenue^ sel°"les exemPles \-2 et 3'avec,1 avantage addition-

disponible sur la feuille formant le support d'impression. neI 1ue 1 on, obl'entt ^réaction coloree plus homogene et m intense sur les bandes reactives produites selon le present d) Découpage en bandes réactives d'analyse exemple.

La feuille imprimée en Polyart est découpée en bandes réac- Exemple 5

tives d analyse d une largeur de 4 mm. Des bandes réactives pour la détection du sang sont produi-

Une coloration bleue peut être observée distinctement lors- ^ tes essentiellement de la manière décrite dans l'exemple 1 avec que les bandes ainsi obtenues sont immergées dans de 1 urine jes mêmes encres et la même feuille Veco (60 P) que décrites contenant de 1 hémoglobine en une quantité égale ou supérieure Jans l'exemple 4, sauf que l'on imprime la seconde réactive à 0,0014 mg/100 ml. R1.B4 en deux impressions successives sous forme de deux ensembles de points distincts.

Exemple 2 ^ L'encre RI .A4 est d'abord imprimée sur une feuille de

Des bandes réactives de détection de sang occulte sont papier absorbant selon la disposition triangulaire de points produites essentiellement de la manière décrite dans 1 exemple mentionnée plus haut. Lorsque ces points imprimés sont secs, 1, sauf qu on utilise ici les encres réactives RI .A2 et RI .B2 (voir ]'encre ri ,B4 est imprimée avec le même écran Veco (60 P) à Tableau 5 ci-dessus) pour imprimer au moyen d une feuille l'intérieur de triangles de points formés par l'encre RI .A4,

perforée Veco du type 30 R (voir Tableau 3 ci-dessus). ^ tandis qu'il y a d'autres triangles avoisinants formés de cette

L écart interaxial des trous de 1 écran et donc des points encre RI .A4 qui ne contiennent pas de point de l'encre RI .B4.

imprimés est de 0,83 mm dans ce cas, tandis que les points ^ par conséquent, on effectue une seconde impression avec l'en-imprimés d encre réactive présentent respectivement un diamè- cre ri b4; (je man{ère à imprimer des points dans ces triangles tre de 315-335 |A et 320-360 |i, la proportion de la surface vacants imprimée couverte par tous les points A et B étant 16,5 % jo La proportion de la surface globale imprimée couverte par environ de la surface d impression totale. tous jes a et B est alors environ 50 % de la surface

La coloration bleue que l'on observe lorsque les bandes d'impression totale réactives ainsi obtenues sont utilisées pour la détection du sang Une coloration bleue est observée lorsque les bandes réacti-

dans 1 urine est essentiellement la même que celle obtenue avec ves ajnsj produites sont utilisées pour détecter de l'hémoglobine les bandes réactives produites selon 1 exemple 1. ^ en soiution, de la même manière que les bandes réactives décrites dans l'exemple 4, mais avec l'avantage additionnel que Exemple 3 l'on obtient en l'occurrence une réaction de couleur plus homo-

Des bandes réactives pour la détection du sang sont produi- gène et intense que dans le cas des exemples 1 à 4. tes essentiellement de la manière décrite dans l'exemple 1 sauf que l'on utilise ici les encres réactives RI .A3 et RI .B3 (voir 60 Exemple 6

Tableau 5 ci-dessus) pour effectuer l'impression avec une feuille Des bandes réactives pour la détection du sang sont produi-Veco perforée du type 40 R (voir Tableau 3 ci-dessus). tes essentiellement de la manière décrite dans l'exemple 4, sauf

L'écart interaxial des trous de l'écran et donc des points que le support d'impression utilisé en l'occurrence est une feu-

imprimés est dans ce cas de 0,63 mm, tandis que les points ille blanche mince de papier en fibres de verre (papier filtre imprimés A et B ont respectivement un diamètre de 235-255 |i ft5 Special Type 10,70 g/m2, de Schleicher et Schuell, GmbH, RF et 255-260 [i, la proportion de la surface imprimée couverte par d'Allemagne).

tous les points A et B étant environ 15 % de la surface d'impres- La surface d'impression de cette feuille est réceptive à sion totale. l'encre et les points d'encre y adhèrent bien. Les bandes réacti-

620 300

10

ves imprimées sur ce matériau présentent une surface hydrophile aus solutions d'hémoglobine et réagissent avec une coloration bleue aux concentrations d'hémoglobine égales ou supérieures à 0,0154 mg/ml.

Exemple 7

Des bandes réactives pour la détection de sang sont produites essentiellement de la manière décrite dans l'exemple 5, sauf que le support utilisé dans ce cas est une feuille blanche d'une matière plastique microporeuse à base de chlorure de polyvi-nyle, fabriquée par Amerace Corporation, Microporous Division.

Les bandes réactives sur ce support sont utilisées pour effectuer des réactions d'analyse avec l'hémoglobine en solution et fournissent alors une coloration très satisfaisante, comme dans le cas de l'exemple 5.

Les exemples suivants 8 et 9 illustrent en outre la production de bandes réactives diagnostiques pour la détection de glucose dans l'urine.

Les compositions des encres réactives de détection de glucose utilisées dans les exemples 8 et 9 sont données dans le Tableau 6 ci-après, dans lequel les abréviations et marques déposées que l'on n'a pas encore précisées plus haut représentent les substances suivantes:

Réactifs

Glucose oxidase Péroxidase lodure de potassium Colorant bleu brillant FCF

GOD POD Kl

FD and C Blue No. 1

: CMC (Type 7LF, Hercules) : PVP

Liants

Carboxyméthyle cellulose Polyvinylpyrrolidone «PLASDONE» (Type K29-32, GAF Corp.)

Agents tensio-actifs

Monolaurate de polyoxyéthylène sorbitanne:

«Tween 20» (ICI America Inc.)

Tampon :n 0,8 M citrate

= 350 ml H20 + 257,3 g dihydrate de citrate de sodium

+ 25 g acide citrique anhydre

Tableau 6:

Encres réactives de détection de glucose

Encre Solvant Réactif % en poids

Liant

A. tensio-actif Tampon

Exemple 8 R1.A8

R1.B8

eau 85% éthanol 72%

GOD (0,06g) POD (0,01g) o-tolidine (0,8g)

CMC (6g)

«Tween 20» (0,3g)

(10g)

(lg)

Citrate (50 ml)

«KLUCEL» «Renex 698»

Exemple 9 R1.A9

R1.B9

eau 73% eau 77%

GOD (0,3g) POD (0,04g) Kl (0,08g) colorant bleu (0,06g)

CMC (2g)

PVP (0,2g) CMC (2g)

«Tween 20» (0,06g) «Tween 20» (0,08g)

Citrate (10 ml) Citrate (15 ml)

Exemple 8 45

Des bandes réactives pour la détection de glucose dans l'urine sont produites comme suit:

a) Préparation des encres réactives

On prépare deux encres réactives RI.A8 et RI .B8 (voir S() Tableau 6 ci-dessus) en tant que porteur fluide pour les réactifs glucose oxidase (GOD) et péroxidase (POD) d'une part et ortho-tolidine d'autre part, lesquels fournissent une réaction d'oxydation colorée en présence de glucose.

La première encre réactive RI ,A8 est obtenue en mélan- 55 géant du tampon citrate aqueux (0,8 M) avec les deux réactifs (GOD et POD en poudre) et avec l'agent tensio-actif «Tween 20», et en y dissolvant le liant CMC-7LF. Le mélange résultant est agité énergiquement de manière à obtenir le première encre réactive R1.A8 sous forme d'une solution visqueuse, homogène, 60 stable avec la composition donnée dans le Tableau 6.

La seconde encre réactive RI ,B8 est la même que la seconde encre R1.B4 donnée par rapport aux exemples précédents 4 à 7 dans le Tableau 5.

Ces deux encres RI.A8 et RI .B8 présentent une viscosité fi5 relativement élevée qui est particulièrement adaptée à l'emploi d'une technique de sérigraphie pour l'application de ces encres sur le support des bandes réactives.

Support

Une feuille de papier blanc absorbant est utilisée comme support d'impression pour produire les bandes réactives pour la détection de glucose.

c) Impression avec les encres réactives

On produit des bandes réactives de détection de glucose essentiellement de la manière décrite dans l'exemple 1, sauf que les encres réactives RI.A8 et RI .B8 sont utilisées dans ce cas pour imprimer au moyen d'une feuille perforée du type Veco 125 P (voir Tableau 3 ci-dessus).

La proportion de la surface imprimée couverte par tous les points A et B est dans ce cas supérieure à 30% de la surface de la feuille de support d'impression.

d) Découpage en bandes réactives

La feuille de papier imprimée est enfin découpée en bandes réactives de détection de glucose d'une largeur de 4 mm.

Une coloration forte de couleur bleue peut être observée distinctement lorsque les bandes réactives ainsi obtenues sont immergées dans de l'urine contenant une quantité de glucose égale ou supérieure à 0,1 g/100 ml.

11

620 300

Exemple Q

Des bandes réactives diagnostiques pour la détection du glucose dans l'urine sont produites essentiellement de la manière décrite dans l'exemple 8, sauf que l'on utilise les encres RI ,A9 et RI .B9 ayant les compositions données ci-dessus dans le Tableau 6.

Ces encres réactives RI ,A9 et RI ,B9 sont utilisées pour imprimer au moyen d'une feuille perforée du type Veco 60 P (voir Tableau 3) sur une feuille de papier absorbant, comme dans l'exemple 8, et l'on découpe enfin la feuille imprimée en bandes réactives de 4 mm de largeur.

Avant de servir la réaction, les bandes réactives ainsi obtenues sont de couleur bleue due à la présence d'une petite quantité d'un colorant bleu oxidable (FD & C Blue No. 1 ), en plus de sel d'iodure (Kl ) soluble dans l'eau, dans la seconde encre réactive RI ,B9.

On peut observer distinctement une modification de couleur lorsque les bandes réactives ainsi obtenues sont immergées dans de l'urine contenant une quantité de glucose égale ou supérieure à 0,1 g/100 ml. Les modifications de couleur observées dépendent de la concentration de glucose comme il suit:

Glucose (g/100 ml)

0

; 0,1 0,5

1

Couleur développée en 1 minute bleu vert clair brun-vert brun

L'exemple suivant illustre la production de bandes réactives pour la détection des cétones (acétone, acide acétoacétique, acide betahydroxybutryrique) dans des fluides corporels, notamment de l'acide acétoacétique dans l'urine.

Les compositions des bandes réactives d'analyse de cétone utilisées dans l'exemple 10 suivant sont données ci-dessous dans le Tableau 7, dans lequel les abréviations et marques utilisées pour le liant sont les mêmes que celles indiquées par rapport aux exemples précédents.

Dans le Tableau 7 ci-dessous:

- «GAFAC RE 610» est une marque déposée pour un agent tensio-actif fabriqué par GAF Corp.

2(1 - «PVP/VA» est un copolymère de polyvinyle pyrrolidone/ vinyle acétate (50% dans éthanol)

Tableau 7:

Encres réactives de cétone

Encre

Solvant Réactif

Liant

A. tensio-actif Tampon

Exemple 10 RI .AIO eau

(36 ml)

acide aminoacétique

(9g)

R1.B10 EtOH nitroferri-cyanure (54 ml) de sodlium (2,9g)

CMC-76F (3g)

PVP/VA «GAFAC

copolymère (23 ml) «KLUCEL JF»

(10g)

Na3 P04 • 12H20

(10g)

Na2HP04

anhydre

(4,3g)

RE 610» (0,3g) dioctylsul-foccinate de sodium

Exemple 10

Des bandes réactives pour la détection des cétones dans des fluides corporels sont produites essentiellement de la manière déjà décrite dans les exemples 8 et 9, sauf que les encres réactives RI. AIO et RI. BIO utilisées en l'occurrence comprennent respectivement les sels de phosphate en phase aqueuse, le nitro ferricyanure de sodium en phase alcoolique et les liants solubles dans l'éthanol (PVP/VA, «KLUCEL JF») qui sont donnés- ci-dessus dans le Tableau 7.

Ces encres réactives R1.A10 et R1.B10 sont utilisées pour imprimer au moyen d'une feuille perforée du type Veco 60 P (voir Tableau 3) sur une feuille de papier absorbant blanche, comme dans les exemples 8 et 9 ci-dessus, et on découpe la feuille imprimée obtenue en bandes réactives d'une largeur désirée.

Une coloration violette est observée distinctement lorsque les bandes réactives ainsi obtenues sont immergées dans un liquide contenant l'acide acétoacétique.

La coloration varie du pourpre très clair, en présence de 10-20 mg d'acide acétoacétique par 100 ml de liquide, au pourpre très foncé indiquant la présence de plus de 100 mg par 100 ml.

Comme il ressort de ce qui précède on a pu établir expérimentalement que la surface totale couverte par tous les points

4S des réseaux imprimés avec les différentes encres réactives, pour produire des bandes réactives imprimées conformément à la présente invention, devrait couvrir 30% et de préférence 45 % de la surface d'impression disponible renfermant les différents réseaux, et cela afin de pouvoir obtenir la meilleure coloration 50 et d'assurer ainsi les réactions colorées d'analyse les plus satisfaisantes dans tous les cas au moyen des bandes réactives imprimées.

Un tel recouvrement d'au moins 30% de l'aire de surface du support peut être réalisé aisément par un choix approprié des 55 écrans perforés utilisés pour effectuer l'impression, à savoir des écrans ayant des perforations dont la taille et l'écart sont aussi faibles que possible, tout en permettant une impression satisfaisante, successive de différents points minuscules distincts qui sont situés les uns entre les autres et sont espacés très étroite-60 ment, sans qu'ils soient pour autant en contact les uns avec les autres.

Ainsi, par exemple, lesdits écrans des types Veco 60 P, 80 P et 125 P, qui ont les dimensions indiquées dans le Tableau 3 et f)5 sont utilisés dans les exemples 4 à 10 ci-dessus, se prêtent particulièrement à l'impression de réseaux de différents points recouvrant environ 30 à 50% de la surface correspondante de la feuille formant le support d'impression.

620 300

12

On a également établi expérimentalement que le nombre total de points imprimés par unité de surface de la feuille formant le support devrait en outre être égal ou supérieur à 1300 points par centimètre carré, afin de pouvoir fournir les meilleures colorations et d'assurer ainsi les réactions colorées les ? plus satisfaisantes dans tous les cas pour effectuer l'analyse au moyen des bandes réactives.

On peut également réaliser facilement une densité globale supérieure à 1300 points imprimés par centimètre carré, et cela par un choix approprié des écrans utilisés pour effectuer l'im- m pression, tels que par exemple lesdits écrans du type Veco 60 P, 80 P et 125 P utilisés dans les exemples 4 à 7.

Afin d'assurer également une réaction colorée satisfaisante pour l'analyse dans tous les cas, on a en outre trouvé expérimentalement que les bandes réactives qui sont produites par impres- i s sion conformément à la présente invention devraient être munies de points imprimés ayant une épaisseur comprise entre 5 et 60 microns. De même, on a trouvé que, pour des raisons similaires, la viscosité des encres réactives utilisées pour imprimer des bandes réactives selon l'invention devrait être de préfé- 20 rence située dans une gamme comprise entre 5 000 et 300 000 centipoises afin d'assurer une impression satisfaisante.

Les encres réactives décrites ci-dessus (Tableau 5) par rapport aux exemples qui précèdent sont capables de fournir une viscosité et une épaisseur de point suffisantes, avec un recouvre- :> ment de surface et une densité globale des points suffisantes,

pour pouvoir assurer des réactions colorées très satisfaisantes dans tous les cas pour l'analyse effectuée au moyen des bandes réactives imprimées.

Comme il ressort de ce qui précède, la production de bandes réactives peut être également appliquée de manière à obtenir des avantages similaires dans une grande gamme de réactions colorées d'analyse, en utilisant des réactifs plus ou moins classiques et d'autres constituants des encres dont la compatibilité chimique les uns avec les autres et avec des supports d'impression plus ou moins conventionnels peut être établie expérimentalement au préalable sans grande difficulté.

Il s'entend donc que les compositions des encres réactives, le support d'impression et les moyens utilisés pour l'impression peuvent être adaptés les uns aux autres dans chaque cas en se basant sur l'expérience disponible dans les domaines techniques pertinents relatifs aus agents diagnostiques d'une part et aux procédés d'impression d'autre part.

La présente invention peut donc s'appliquer avantageusement aux compositions des réactifs connus et utilisés pour la préparation de dispositifs d'analyse diagnostique. Des types de compositions de réactifs pouvant être cités à titre d'exemple sont décrits dans les brevets américains Nos. 3 438 737, 3 095 277,3 212 855, 3 164 534, 3 050 373,2 981 606, 3 123 443,3 252 762, 3 290 117, 3 092 463,3 012 976, 3 122 420,3 453 180, 3 585 001, 3 585 004, et 3 447 905.

Il s'entend toutefois que l'invention s'applique spécialement aux compositions diagnostiques dans lesquelles il est important ou souhaitable de maintenir les réactifs séparés avant l'utilisa-

C

Claims (6)

620 300 REVENDICATIONS

1. Bande réactive destinée à l'analyse pour la détection d'un constituant donné dans un échantillon à analyser, caractérisée en ce qu'elle comprend un matériau de support imprimé de deux encres réactives, l'impression par chacune des encres étant sous -forme d'un réseau de points, les points du premier réseau étant voisins de ceux du second réseau mais ne se touchant pas, et les deux réseaux étant au moins partiellement superposés, en ce que les deux encres contiennent chacune.

(a) de l'eau ou un mélange eau-alcool comme solvant ; i„

(h) un liant pour conférer à l'encre des propriétés rhéologi-ques aptes à l'impression,

(c) un tampon apte à donner à l'encre, lorsqu'elle sera mouillée avec le dit échantillon, un pH spécifique, et

(d) un agent tensio-actif, et i -

(e) un réactif, différent pour chaque encre, ces réactifs étant aptes à réagir l'un avec l'autre en présence du dit constituant à détecter en produisant un changement de couleur détectable .

2. Bande réactive selon la revendication 1, caractérisée en ce que le support est en polyéthylène, polypropylène, chlorure de polyvinyle, chlorure de polyvinylidène, polystyrène, un copoly-mère de styrène et d'acrylonitrile, polyacrylate, polyéther chloré, polyehlorotrifluoroéthylène, un copolymère d'éthylène et de propylène fluoré, polytétrafluoroéthylène, polyamide, une résine acétale, une résine polycarbonate, ou d'un dérivé de cellulose tel que I'acétate-butyrate, le proprionate ou l'éthylcel-lulose.

3. Bande réactive selon les revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le liant des encres est choisi parmi les suivants: gélatine, gomme arabique, les dérivés de cellulose, collagène, alcool polyvinylique, poly-N-vinyIpyrrolidone, et leurs mélanges.

4. Bande réactive selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le tampon est choisi parmi les substances suivantes: tris-(hydroxymethylamino)-éthane, un phosphate, un ^ phthalate, maléate acide de sodium /NaOH donnant un pH de 5

à 6, acide succinique/NaOH pour un pH de 5 à 6, phthalate acide de potassium/NaOH pour un pH de 5 à 6, acide ß,ß'-dirnethylglutarique NaOH pour un pH de 5 à 6, et citrate de sodium/acide citrique pour un pH de 5 à 6. ■>"

5. Bande réactive selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'agent tensioactif est choisi parmi le dodécyl sulfate de sodium, les alkylphénols éthoxylés, les polyéthylène glycols et le monolaurate de polyoxyéthylensorbitan.

6. Bande réactive selon la revendication 1, caractérisée en ce as que le liant et l'agent tensioactiv sont la même substance, à savoir la gomme arabique ou/et la gélatine.