CH646882A5 - Equipement pour la centrifugation d'au moins deux tubes a centrifuger. - Google Patents

Description

La présente invention concerne un équipement pour la centrifugation d'au moins deux tubes à centrifuger, comprenant un porte-tubes logé dans un récipient.

Afin de mieux comprendre le phénomène de formation d'aérosols à partir de liquides, il y a lieu d'examiner les causes d'apparition de ces aérosols, ainsi que leurs propriétés. Nous allons plus particulièrement porter notre attention sur les aérosols pouvant apparaître à l'intérieur d'une centrifugeuse. Un aérosol est essentiellement une dispersion stable de fines particules dans un gaz. La distribution des tailles des particules et la signification du terme stable n'ont pas de définition universellement admise. Ces concepts sont généralement basés sur une perception liée à l'expérimentation sur les aérosols et sur leur utilisation. Dans le cas présent, les particules ayant un diamètre voisin de 15 |im ou inférieur ont une vitesse de chute suffisamment faible pour mériter notre attention. De fines gouttelettes d'eau contenant un matériel biologique, dans une atmosphère suffisamment sèche, auront tendance à diminuer encore de taille, voire à se transformer en particules entièrement sèches, dont la vitesse de chute sera encore plus faible. Les particules qui présentent le plus de danger pour les humains sont celles qui ont un diamètre allant de 2 à 8 |im, parce que, lors de leur inhalation, elles pénètrent dans les alvéoles des poumons et y sont retenues. Ce sont les particules de ces mêmes dimensions qui sont susceptibles de se répandre très largement dans un laboratoire en quelques minutes, et de s'y maintenir pendant plusieurs heures après qu'un aérosol y est apparu. L'inhalation de ces particules, ainsi que la contamination de surfaces qu'elles occasionnent, est un sujet de préoccupation.

Tout éclaboussement par un liquide, ou l'éclatement de bulles, donne naissance à des aérosols. Sous l'effet de la force centrifuge élevée à laquelle il est soumis, le liquide d'un tube à centrifuger qui viendrait à casser est violemment éjecté contre la paroi du rotor. Le phénomène est comparable à ce que l'on observe communément au bas d'une très haute chute d'eau, où la formation d'un brouillard est une chose bien connue. Les particules liquides issues du tube à centrifuger se déposent dans une large mesure sur la paroi interne du rotor; à condition que l'aérosol ne puisse s'échapper du rotor et que la durée de centrifugation soit suffisante, il se dépose en totalité. Cependant, il faut noter que, dans de nombreux cas, la durée de centrifugation est relativement courte; en outre, le fait qu'un tube casse conduit à écourter la centrifugation à cause des vibrations du rotor. Il est par conséquent souhaitable que l'opérateur puisse se rendre compte facilement de ce qu'un tube est détérioré; le rotor ou le panier contenant les tubes ne sera pas ouvert tant qu'un aérosol peut s'en échapper, sauf sous une hotte spécialement aménagée.

Les procédés habituels de production d'aérosols consistent à faire couler un liquide sur un disque tournant à grande vitesse, ou à utiliser une buse. Il est clair qu'un liquide s'écoulant d'un rotor d'un diamètre important et tournant à grande vitesse est un générateur d'aérosol très efficace. Le liquide est entraîné du rotor par la force centrifuge et forme de fins filaments. A une courte distance du rotor, distance qui dépend de la tension superficielle, de la densité et de la viscosité du liquide, les filaments deviennent instables et se morcellent en gouttelettes de taille plutôt uniforme. Dans la plupart des centrifugeuses, ces gouttelettes sont relativement grosses, et elles sont toujours accompagnées par une tramée de particules très petites. Ce sont ces dernières qui sont préoccupantes.

Une des gtrandes préoccupations des laboratoires médicaux et des laboratoires de recherche est de ne pas répandre des substances dangereuses en cours de manipulation. Il est souvent nécessaire de centrifuger des milieux biologiques contenant des virus dangereux, pour les isoler. Pour assurer la sécurité du personnel de laboratoire, il est nécessaire de prendre toutes les précautions pour éviter un contact accidentel de ce personnel avec ces virus ou tout autre matériel biologique dangereux.

Généralement, on évite que le liquide puisse se répandre en fermant hermétiquement les tubes à centrifuger et en utilisant un rotor muni d'un couvercle. Toutefois, il peut arriver que le tube à centrifuger ou le porte-tubes présente un défaut qui, lors de centrifu-gations à grande vitesse, aboutit à la cassure du tube et à la perte de liquide dangereux dans le rotor. Si le rotor n'a pas été fermé hermétiquement, ou s'il n'a pas été conçu pour isoler de façon étanche le liquide, ce dernier peut donner naissance à un aérosol qui peut alors s'échapper du rotor.

Une des grandes difficultés rencontrées par l'utilisateur d'une centrifugeuse travaillant avec un matériel biologique dangereux est qu'il ne peut voir dans quel état sont les tubes après centrifugation, par exemple lorsqu'il utilise un rotor à godets. Bien que l'utilisation de tubes placés dans un récipient qui peut être fermé de façon hermétique pour empêcher la diffusion d'aérosols soit bien connue, ces équipements ne permettent pas à l'utilisateur de voir les tubes à centrifuger pour se rendre compte s'ils sont cassés ou non. En conséquence, l'utilisateur pourrait ouvrir le récipient, libérant ainsi de façon accidentelle un aérosol potentiellement dangereux. Dans le cas de certains équipements actuellement utilisés, le couvercle du récipient destiné à recevoir les tubes est transparent, mais "ce système ne permet pas de se rendre compte de façon sûre si les tubes se sont ou non fendus ou cassés pendant la centrifugation. En conséquence, l'utilisateur prend un risque, dans beaucoup de cas, lorsqu'il ouvre le récipient contenant les tubes sans savoir si ces tubes sont encore en bon état et renferment toujours leur matériel biologique.

Il est donc pratiquement impossible à l'opérateur de vérifier si les tubes à centrifuger ont cassé pendant la centrifugation, ce qui aboutirait à l'accumulation à l'intérieur du récipient de matériel biologique pouvant être dangereux.

Il est extrêmement important que le système de fermeture du récipient contenant les tubes soit parfaitement étanche, aussi bien lorsque le rotor est à l'arrêt qu'en cours de centrifugation, cela pour empêcher le liquide de sortir de ce récipient. Une des caractéristiques importantes du couvercle du récipient est qu'il doit être capable de résister aux pressions hydrauliques qui apparaissent lorsque du liquide s'échappe dans le rotor.

La présente invention concerne un équipement pour la centrifugation d'au moins deux tubes à centrifuger défini par la revendication 1.

Les dessins annexés représentent, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'équipement selon l'invention.

La fig. 1 représente en perspective le récipient, couvercle enlevé.

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La fig. 2 représente en perspective le couvercle du récipient de la fig. 1.

La fig. 3 représente en perspective le porte-tubes destiné à être logé à l'intérieur du récipient de la fig. 1.

La fig. 4 représente en perspective le récipient lorsqu'il est placé dans le rotor.

Enfin, la fig. 5 représente en perspective éclatée les éléments constituant le porte-tubes.

La fig. 1 représente un récipient 10; il est généralement de forme cylindrique, ouvert en haut en 12 et fermé en bas en 14. Dans la partie supérieure du récipient, et situé entre le corps 18 du récipient et son bord supérieur 12, se trouve un épaulement 16. Le bord supérieur 12 comporte à l'extérieur un filet 20. Le récipient 10 comporte une large cavité intérieure 22 destinée à recevoir les tubes à centrifuger d'une manière qui sera décrite plus loin. De préférence, le récipient 10 est constitué d'une matière transparente qui puisse résister aux pressions qui seront exercées au cours de la centrifugation.

La fig. 2 représente un couvercle 24 conçu pour s'adapter sur le récipient 10 de la fig. 1. Le couvercle 24 comporte à l'intérieur un filet 26, conçu de manière que le couvercle puisse être vissé sur le filet 20 du récipient de la fig. 1. Le récipient 10 comporte un joint d'étan-chéité circulaire 28, attenant au filet 20, destiné à assurer la fermeture hermétique du récipient 10 lorsque le couvercle 24 est vissé sur celui-ci. Le joint d'étanchéité est de préférence en Néoprène. Il y a lieu de noter que les filets et le joint d'étanchéité permettent d'éviter que ne s'échappe du récipient 10 tout aérosol qui se serait formé en cours de centrifugation. La partie supérieure du couvercle comporte un dôme 30 qui augmente la hauteur du récipient lorsque le couvercle est vissé sur le corps 10. Cela permet d'avoir une place suffisante à l'intérieur du récipient 10 pour y placer les tubes à centrifuger de la manière qui sera décrite plus loin. La partie cylindrique du couvercle 24 comporte des cannelures 32 qui permettent de bien tenir le couvercle pour le visser solidement.

Le porte-tubes destiné aux tubes à centrifuger 40 est représenté sur la fig. 3; ce porte-tubes est destiné à être placé dans la cavité 22 du récipient 10 de la fig. 1. Le porte-tubes 40 comporte un élément inférieur de support 42 et un élément supérieur de fixation 44. Ces deux éléments ont un diamètre et une forme qui leur permettent de s'adapter au diamètre intérieur et à la forme du récipient 10. Par conséquent, le diamètre de l'élément supérieur 44 du porte-tubes 40 sera identique ou légèrement inférieur au diamètre de la cavité intérieure 22 du récipient 10. De même, l'élément inférieur 42 du porte-tubes 40 aura un diamètre et une forme similaires à ceux du fond 14 de la cavité 22 du récipient 10. L'élément inférieur 42 du porte-tubes comporte des creux 46 dans lesquels viennent se loger les fonds des tubes à centrifuger 48. L'élément supérieur 44 comporte des ouvertures 50 pour les tubes 48. Chacune des ouvertures 50 de l'élément 44 est en alignement avec les parties creuses 46 correspondantes de l'élément inférieur 42.

L'élément inférieur 42 et l'élément supérieur 44 sont réunis par une tige centrale 52. La distance entre l'élément supérieur 44 et l'élément inférieur 42 a été choisie de manière à bien tenir les tubes à centrifuger lorsqu'ils sont placés dans le porte-tubes 40. Bien que le porte-tubes représenté sur la fig. 3 comporte quatre ouvertures pour recevoir quatre tubes à centrifuger 48, il est envisagé d'utiliser, et cela suivant la taille des tubes à centriguer, différentes configurations pouvant accepter davantage ou moins de tubes à centrifuger. La partie supérieure de la tige centrale 52 comporte un manche court 54 qui est destiné à faciliter l'introduction du porte-tubes 40 dans le récipient 10, ainsi que son enlèvement. Normalement, chacun des tubes à centrifuger 48 contiendra un échantillon de liquide, ce liquide étant maintenu à l'intérieur des tubes au moyen d'un bouchon étanche 56.

Lorsque l'opérateur a rempli les tubes à centrifuger avec le liquide, les tubes sont équilibrés et placés sur le porte-tubes 40. Le porte-tubes est alors saisi au moyen du manche 54, et placé à l'intérieur 22 du récipient 10 de la fig. 1. Le couvercle 24 est alors vissé sur le récipient 10 dans lequel on avait placé le porte-tubes 40 avec les tubes à centrifuger 48. Le couvercle 24 est vissé à fond sur le récipient 10. De cette manière, et grâce à la présence du joint 28, le récipient fermé devient étanche aux aérosols. Le dôme 30 du couvercle 24 fournit la place nécessaire au logement du manche 54 du porte-tubes 40.

Une fois le porte-tubes 40 fermé à l'intérieur du récipient 10 au moyen du couvercle 24, l'ensemble est placé dans le rotor 60 représenté sur la fig. 4. C'est un rotor à godets; le cadre 62 de ce rotor est constitué par un certain nombre de bras 64 qui sont perpendiculaires à l'axe de rotation du rotor 66. Chaque paire de bras adjacents comporte une partie 68 où viennent se loger les godets 70. Les godets restent en position verticale (fig. 4) lorsque le rotor est à l'arrêt. Toutefois, lorsque le rotor tourne, les godets subissent une rotation d'environ 90°, jusqu'à s'aligner avec la force centrifuge. L'axe longitudinal de chacun des godets sera alors perpendiculaire à l'axe de rotation 66 du rotor. Les godets sont accrochés au rotor au moyen des tourillons ou pivots 72. La fig. 4 montre un récipient 10 en position dans la cavité intérieure 71 d'un godet 70. Le couvercle 24 couvre en partie le rebord supérieur 74 du godet 70.

Une fois qu'un deuxième récipient 10 a été placé dans le godet situé à l'opposé du premier pour l'équilibrer, la centrifugeuse est prête à tourner à la vitesse choisie pour effectuer la séparation prévue. Une fois la centrifugation terminée, le récipient 10 est enlevé du godet 70. L'opérateur pourra alors examiner à travers le récipient 10 les tubes à centrifuger 48 placés sur le porte-tubes 40. Par conséquent, l'opérateur saura si des tubes se sont fendus ou cassés pendant la centrifugation, et s'il peut ou non ôter le couvercle 24 pour récupérer les tubes. Lorsque le matériel des tubes 48 contient des substances biologiques pouvant être dangereuses, l'opérateur devra être très prudent avant d'ouvrir le couvercle 24. Si l'examen des tubes à travers le récipient ne permet pas de conclure que tous les tubes sont intacts (certaines fissures très fines sont difficiles à voir), l'utilisateur devra regarder si du liquide s'est échappé des tubes pour aller au fond du récipient. Le récipient et le couvercle 24 étant transparents, ils permettent d'examiner la totalité du volume intérieur du récipient. Grâce à la présente invention, l'opérateur est en mesure de déterminer ou de voir si l'un quelconque des tubes à centrifuger est endommagé, ce qui évite tout risque de contact avec un matériel qui se serait échappé des tubes à centrifuger.

La fig. 5 montre le porte-tubes 40 démonté en trois éléments séparés. Nous avons déjà indiqué que le porte-tubes 40 avait été conçu comme un élément séparable du récipient transparent 10; cela non seulement facilite le transport des tubes, mais aussi rend plus aisé le nettoyage de l'intérieur 22 du récipient. Il peut souvent arriver que, en manipulant des échantillons de laboratoire, du liquide soit répandu par accident à l'intérieur 22 du récipient ou sur le porte-tubes 40. En outre, une fissure peut apparaître dans un tube à centrifuger, d'où il résulte que du liquide se trouve répandu dans le récipient et sur le porte-tubes.

Afin de rendre plus aisé le nettoyage du porte-tubes 40, ce dernier a été conçu de manière à pouvoir être démonté en trois éléments séparés. Un des éléments, 80, est constitué par le support inférieur 42 et par la tige centrale 52. Le second est l'élément supérieur 44, le troisième le manche 54. L'extrémité supérieure 82 de la tige 52 a une section rectangulaire, la longueur du rectangle étant inférieure au diamètre de la tige. Les côtés 86 et 88 de l'extrémité 84 ont la forme de trapèzes isocèles, si bien que la base 92 de l'extrémité 84 a une surface supérieure à celle de son sommet 90. Ce sommet 90 présente un trou cylindrique fileté 94.

L'élément supérieur cylindrique 44 comporte une ouverture rectangulaire 96 dans laquelle vient s'insérer l'extrémité supérieure 84 de la tige centrale 52. En outre, les parois intérieures 98 et 100 ont la même forme trapézoïdale que les côtés 86 et 88 de l'extrémité 84. Lorsque l'élément supérieur 44 est placé sur la tige centrale 52, l'extrémité 84 vient naturellement s'insérer dans l'ouverture 96. Enfin, pendant la centrifugation, les forces centrifuges qui s'exercent sur l'élément supérieur 44 et qui sont dirigées vers le fond du godet

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maintiennent cet élément 44 solidement en place, du fait de la forme de l'extrémité 84 et de l'ouverture 96.

Une fois que l'élément supérieur 44 a été fixé sur la tige centrale 52, le manche 54 peut être vissé dans l'ouverture 94 au moyen de la tige filetée 102. Lorsque le manche 54 est solidement vissé à l'extrémité 84, l'élément supérieur 44 se trouve fixé rigidement à l'élément 80. Il faut noter que la surface inférieure 104 du manche 54 est supérieure en taille à la surface de l'ouverture 96 de l'élément supérieur 44.

Par conséquent, lorsqu'il est nécessaire de nettoyer le porte-tubes

40, le manche 54 est dévissé de l'extrémité 84 de la tige 52, ce qui permet d'enlever l'élément supérieur 44. Chacun des trois éléments représentés sur la fig. 5 peut être aisément nettoyé.

Bien que, dans l'exemple décrit, il soit question d'un récipient et s d'un porte-tubes de forme cylindrique, il est clair que toute autre forme générale pourrait être donnée à ce récipient et à son porte-tubes intérieur. Le récipient et son couvercle sont transparents, et le porte-tubes a été conçu de manière à rendre visible la majeure partie de chaque tube; cela permet à l'opérateur d'examiner les tubes après io centrifugation et avant l'ouverture du récipient.

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2 feuilles dessins

Claims (3)

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1. Equipement pour la centrifugation d'au moins deux tubes à centrifuger (48), comprenant un porte-tubes (40) logé à l'intérieur d'un récipient transparent (10), caractérisé en ce que le porte-tubes (40) est constitué d'un support inférieur (42) sur lequel sont aménagés des creux (46) et d'un élément supérieur (44) parallèle au support inférieur (42), relié à ce support inférieur au moyen d'une tige centrale (52) et comportant des ouvertures (50) situées vis-à-vis des creux (46) et destinées à recevoir chacune un tube à centrifuger, et en ce que le récipient transparent (10) est muni d'un couvercle transparent (24) et d'un élément d'étanchéité (28) constituant ainsi, pour le porte-tubes (40) et ses tubes à centrifuger (48), une enveloppe étan-che aux aérosols, la configuration du porte-tubes (40) permettant de voir l'intégralité de chaque tube à centrifuger (48) à travers le récipient (10) et le couvercle transparents (24).

2. Equipement suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un manche détachable (54) fixé sur la tige centrale (52), et en ce que l'élément supérieur (44) est amovible lorsque le manche (54) se trouve ôté.

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REVENDICATIONS

3. Equipement suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en haut de la tige (52) une extrémité dont les côtés forment des trapèzes qui se logent dans une ouverture de dimensions correspondantes (96) de l'élément supérieur (44).