EP1031025A1 - Cuvettes de reaction, ensemble de telles cuvettes, appareil de dosage immunologique et procede mettant en oeuvre de tels ensembles de cuvettes - Google Patents

Cuvettes de reaction, ensemble de telles cuvettes, appareil de dosage immunologique et procede mettant en oeuvre de tels ensembles de cuvettes

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EP1031025A1
EP1031025A1 EP99942955A EP99942955A EP1031025A1 EP 1031025 A1 EP1031025 A1 EP 1031025A1 EP 99942955 A EP99942955 A EP 99942955A EP 99942955 A EP99942955 A EP 99942955A EP 1031025 A1 EP1031025 A1 EP 1031025A1
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EP
European Patent Office
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light
reaction
cuvette
cuvettes
bowl
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP99942955A
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German (de)
English (en)
Inventor
Thierry Gicquel
Edouard Lentwojt
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Original Assignee
BIOTROL DIAGNOSTIC
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/03—Cuvette constructions
    • G—PHYSICS
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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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    • Y10T436/114998—Automated chemical analysis with conveyance of sample along a test line in a container or rack with treatment or replacement of aspirator element [e.g., cleaning, etc.]

Definitions

  • the present invention relates mainly to reaction cuvettes, to sets of such cuvettes for automatic immunoassay devices, to automatic immunoassay devices using such sets of cuvettes and to a method using sets of such bowls.
  • automatic immunoassay devices essentially comprising means for supporting, guiding and moving stepwise reaction cuvettes on a path comprising a predetermined number of positions, a turntable for supporting samples to be analyzed, a turntable for supporting reagents, means for taking determined quantities of samples and reagents and injecting these samples into the reaction cuvettes, means for washing of cuvettes, means of optical reading of the assay results and a computer control system allowing the execution of previously programmed analysis cycles, corresponding to assays of the monoreactive or bi-reactive type, these known devices having a rate of operation of the order of 120 dosages per hour to 360 dosages per hour for the second.
  • reaction modules which are molded parts of transparent plastic comprising several reaction cuvettes aligned and integral with each other , these reaction modules being mass produced at a very low cost price, which allows them to be discarded after a single use.
  • reaction modules are stackable or stackable, which facilitates their packaging as well as their stacking in automatic feeding means of the device.
  • FR-9612546 proposes an apparatus of the aforementioned type, comprising means for supporting, guiding and moving step by step sets of reaction cuvettes on a path comprising a predetermined number of positions, means for supporting samples to be analyzed , reagent support means, means for taking determined quantities of samples and reagents and for injecting these samples in the reaction cuvettes, as well as means for washing the cuvettes, means for reading the results and means for feeding sets of reaction cuvettes and for ejecting the used cuvette sets, characterized in that the path of the reaction cuvette sets is rectangular in shape and comprises two long sides defined by parallel rectilinear rails for supporting and guiding the cuvette sets and two short sides defined by means for transversely displacing the cuvette sets in three positions comprising two positions end on the long sides of the path and an intermediate position which constitutes the ejection position of a set of used cuvettes and the feeding position of a set of new cuvettes.
  • the devices of known type include a dark room provided with photometric means for measuring brightness, means for transferring reaction mixtures from a cuvette in the dark room, means for washing the dark room and transfer means, darkroom decontamination means and transfer means.
  • a dark room provided with photometric means for measuring brightness
  • means for transferring reaction mixtures from a cuvette in the dark room means for washing the dark room and transfer means
  • darkroom decontamination means and transfer means means for washing the dark room and transfer means.
  • the sets of cuvettes according to the present invention are made of an opaque material.
  • the light tightness test is carried out on each assembly formed by the photometric detection device associated with a cuvette filled with reaction mixture.
  • the main object of the invention is a reaction cuvette for an automatic immunoassay device comprising cuvette-shaped walls for collecting a test sample, a test reagent and a substrate coupled with a chemiluminescent substance thus a filling opening characterized in that the walls are impermeable to the light capable of being emitted by the chemiluminescent substance with the exception of a window for reading the intensity of the light capable of being emitted by the mixture reaction formed by the test sample, the reagent and the substrate.
  • the invention also relates to a bowl, characterized in that the reading window corresponds to the filling opening of the bowl.
  • Another subject of the invention is a cuvette characterized in that the reading window is surrounded by a substantially flat area for applying a light-tight pad.
  • the invention also relates to a monobloc assembly of multiple reaction cuvettes characterized in that it comprises a plurality of cuvettes.
  • the invention also relates to an automatic immunoassay device, comprising means for supporting, guiding and moving step by step of cuvette or sets of reaction cuvettes on a path comprising a predetermined number of positions, means for supporting samples to be analyzed, means for supporting reagents, means for taking determined quantities of samples and reagents and for injecting these samples into the reaction cuvettes, as well as means for washing the cuvettes, means for reading the results and means for supplying sets of reaction cuvettes and ejecting sets of used cuvettes, characterized in that it comprises means forming a temporary dark room, impermeable to external light, said dark room including means photometric light intensity measurement and a cuvette or cuvette from a set of cuvettes.
  • the invention also relates to an apparatus characterized in that it comprises an opaque application pad in a light-tight manner around a reading window of a reaction cuvette provided with a central opening for passage of the light between the cuvette and photometric means.
  • the invention also relates to an apparatus characterized in that it comprises a plate for receiving the washing means and photometric means.
  • the invention also relates to an apparatus characterized in that the photometric means comprise a movable assembly ensuring the application of the pad on the reading window of the reaction cuvette.
  • the invention also relates to an apparatus characterized in that it comprises a shutter for optical isolation of a photoelectric detector, in particular a photomultiplier and means for measuring the electrical values delivered by the photoelectric detector when it is plunged into darkness, the shutter being closed.
  • the invention also relates to an apparatus characterized in that the movement of the movable assembly ensures the closing or opening of the shutter.
  • the invention also relates to an apparatus characterized in that it comprises a light source illuminating, on command, the outside of the dark room provisionally formed by the walls of the cuvette and the photometric means to allow a test of tightness to light of the dark room, the immunological test being rejected if the photometric means detect the light emitted by the light-tightness test source.
  • the invention also relates to an apparatus characterized in that it performs a light-tightness test for each reaction cuvette undergoing an immunological test.
  • the invention also relates to an automatic immunoassay method comprising a step of detecting a light possibly emitted by a substrate coupled with a luminescent chemical substance in the presence of a reagent and a sample to be tested, characterized in that it comprises a step for measuring the present light intensity . inside a reaction cuvette.
  • the invention also relates to a method characterized in that a temporary dark room is formed with a reaction cuvette with an opaque wall and photometric means.
  • FIG. 1 is a top view of the preferred assembly of the cuvettes according to the present invention.
  • Figure 2 is a perspective view of the assembly of Figure 1;
  • FIG. 3 is a schematic plan view of the preferred embodiment of an apparatus according to the present invention
  • - Figure 4 is a schematic elevational view of a washing and detection device of the apparatus of Figure 3, sets of bowls being shown in plan on the same scale;
  • FIG. 5 is a vertical sectional view of a photometric measurement device implemented by the apparatus according to the present invention in a condition of rest or calibration measurement of the photometric value of black;
  • FIG. 6 is a view of the device of FIG. 5, in vertical section along a plane orthogonal to that of FIG. 5.
  • FIGS. 1 to 6 the same references have been used to designate the same elements.
  • the sets 26 of reaction cuvettes 28 are made in one piece by molding of opaque plastic, in particular filled polystyrene and each comprise eight reaction cuvettes 28 aligned along the longitudinal axis 45 of the set 26 and connected to each other. others, each assembly comprising two L-shaped upper longitudinal edges 30 extending above the open ends of the bowls 28.
  • Each longitudinal edge 30 comprises, at each bowl 28, a frustoconical orifice 32 used for positioning accurate assembly 26 in certain positions of the device according to the invention.
  • the outer lateral faces of the flanges 30 each comprise two vertical ribs 34 intended to cooperate with the drive means of the assemblies 26.
  • the bowls 28 are sections of tube with rectangular section, closed at their lower end and widened at their upper end, which makes it possible to stack or stack vertically the assemblies 26 by partially nesting them in one another, the lower parts of cuvettes 28 of a set 26 penetrating into the enlarged upper ends of cuvettes 28 of a lower set of reaction cuvettes. This interlocking is facilitated by the fact that the inner faces of the longitudinal edges 30 diverge slightly from one another upwards from the open upper ends of the bowls 28.
  • the sets 26 of bowls according to the present invention differ from those of FR-9612546 and WO-9614582 in that each opening 37 of a bowl 28 is surrounded by a substantially flat rim 39 allowing the application of an opaque pad 41 (FIGS. 4 to 6), preventing external light entering towards a photometric measuring device 43.
  • the rim 39 is advantageously formed by, on the one hand by a space 39 'between bowls and, on the other hand, by two sidewalks 39 "situated between the walls 30' of the rim 30 and the longitudinal walls 28 'of the upper parts of the cuvettes 28. It is understood that the present invention is in no way limited to the shape or the material of the assemblies 26 of the reaction cuvettes 28.
  • the photometric detection means comprise means for isolating the cell during reading, such as for example covers or a pad similar to pad 41.
  • the apparatus comprises a chassis 10 on which are mounted a turntable 12 for supporting samples to be analyzed, a turntable 14 for supporting assay reagents , means 16, 18 for taking a given quantity of samples and a given quantity of reagents respectively and for depositing these taken quantities in a reaction cuvette, these means being of the same type as those which have been described in International Application WO-9614582 and FR-9612546, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • the reagents used are of the magnetic ball type and the apparatus according to the invention comprises means 20 for washing or rinsing these magnetic balls, which are of the same type as those already described in the aforementioned Applications and which include needles. suction and liquid injection, vertically moving, and permanent magnets 53 arranged on each side of the path of the reaction cuvettes 28 to attract, by magnetic attraction, the magnetic beads of the reagents and temporarily fix them on the walls of the cuvettes of reaction.
  • the means 20 also comprise a needle for depositing a chemiluminescent substrate in the reaction cuvettes 28, arranged immediately downstream of the injection and suction needles for washing liquid.
  • Photometric means 22 for optical reading comprise means 43 for measuring the light intensity corresponding to the wavelengths of the luminescence of the substrate used.
  • a substrate containing the disodium salt of 4-methoxyr4- (3-phosphonatephenyl) -spiro [1, 2-dioxethane-3,2'-amandane] sold by the company LUMIGENE under the reference lumi-Phos 530 ® emitting in light visible and whose emission peak corresponds substantially to 530 nm.
  • a visible light detector is used, the bandwidth of which can possibly be reduced by the use of a filter allowing only the frequencies likely to be transmitted to pass.
  • the preferred embodiment of the apparatus according to the present invention uses a photomultiplier tube.
  • the preferred example uses a photomultiplier sold by HAMAMATSU under the reference H 7155-20.
  • This type of tube has the advantage of being able to work at ambient temperature, which makes it possible, in the preferred embodiment, to produce a machine devoid of cryostats.
  • the apparatus according to the present invention advantageously performs, before each luminescence measurement of a reaction mixture, a measurement in the absence of light, in the dark, so as to calibrate the value, in particular the electrical voltage corresponding to complete darkness. This improves the reliability and repeatability of the measurements, all the more so that in order to promote the incubation of the reaction mixture, the circulation space of the assemblies 26 is thermostatically controlled, for example at 37 ° C.
  • the output of the photomultiplier 43 is connected, via the interface and adaptation means, to a computer responsible for supervising the machine, exploiting the results and / or managing them.
  • the output of the photomultiplier is connected, through analog adaptation means, in particular of the frequency amplifiers or adapters type, to an analog-digital converter whose output is connected to an acquisition, counting and control card installed in a microcomputer, for example of the PC type (not shown).
  • a common plantine 47 comprising for example an upper plate 47.1 and a lower plate 47.2 (FIG. 4) carries the washing head 20 and the photometric means 22.
  • the injection or sampling needles bear the references 49
  • the indexing pins penetrating into the openings 32 bear the reference 51.
  • the first two indexing pins 51 are connected by a spring 55.
  • the assemblies 26 of the bowls 28 as well as the magnets 53 oriented North-South or South-North are shown in a plane in FIG. 4 to give the scale of the plate 47 comprising the means 20 and 22.
  • the apparatus according to the invention also comprises means for moving sets of reaction cuvettes on a rectangular-shaped path, at one end of which are provided means 24 for automatically feeding sets of reaction and ejection cuvettes of these bowls.
  • the device according to the present invention comprises an external bodywork and internal covers made of opaque or partially opaque material limiting the arrival of light at the reading window of the photometric means 22.
  • the device according to the present invention includes a light source 57, for example a light emitting diode (LED in English terminology) making it possible to check the optical insulation of the measurement cavity formed by the cuvette being measured associated with the photometric means 22.
  • a light source 57 for example a light emitting diode (LED in English terminology) making it possible to check the optical insulation of the measurement cavity formed by the cuvette being measured associated with the photometric means 22.
  • the photometric means 22 comprise the photomultiplier 43 fixed relative to the lower plate 47.2 and a mobile assembly 59.
  • the mobile assembly comprises for example a shutter 61, a light guide 63 housed in an opaque rigid tubular pipe 65 emerging at an opening 67 of the opaque pad 41.
  • a rail 67 provides guidance between a low position shown in FIG. 5, in which the shutter 61 ensures the optical isolation of the photomultiplier 43 relative to the light guide 63 and a high position, illustrated in FIG. 6, in which the shutter 61 is erased so as to allow communication between the light guide 63 and the photomultiplier 43.
  • Return means 69 for example a helical spring surrounding the rigid tubular pipe 65 ensure the return of the movable assembly 59 to the low position of FIG. 5.
  • the shutter 61 is a rotary shutter around an axis of rotation 71 and comprises return means, for example a helical spring 73 working in tension ensuring the return to the closed position.
  • the shutter 61 obstructs the end of the light guide 63 in the low position of the moving element 59 illustrated in FIG. 5 and disappears in the high position of the moving element 59 illustrated in FIG. 6.
  • the apparatus 10 is loaded, on the one hand with the reagents and the substrate and, on the other hand, with the samples (serum) to be tested.
  • the cuvettes 28 of the assemblies 26 receive, via the device 16, the samples to be tested.
  • the assemblies 26 are driven by the belt 40.
  • the cuvettes 28 receive the reagents from the device 18.
  • the means 20 wash the magnetic beads and ensure the introduction of the luminescent substrate.
  • a black level calibration is first of all carried out, that is to say a reading of the voltage available at the output of the photomultiplier 43 when the shutter 61 is closed (position bass illustrated in Figure 5); then an actuator (not shown) applies the movable assembly 59 to the inlet 37 of a bowl 28. More specifically, the pad 41 is applied to the periphery 39 of the bowl 28 to be read.
  • the positioning pin 51 ensures precise positioning with superposition of the opening 67 of the shoe 41 with the inlet 37 of the bowl 28.
  • the bowl assembly 26 rises and ensures the ascent of the mobile assembly.
  • an actuator lowers the lower plate 47.2, which ensures the relative ascent of the moving element 59 relative to the plate 47.
  • the movement of the moving element 59 ensures the opening of the shutter and allows the luminescence present in the bowl 28 to be measured.
  • the moving element 59 descends relative to the plate 47.2 (as illustrated in FIG. 5), the light source is turned on 57, and a new measurement is carried out ensuring the tightness control to light of the dark room provisional formed by the photometric assembly 22 and the cuvette 28 during measurement. If the luminescence value obtained during the light-tightness test is greater than the value obtained during the measurement, it is considered that the measurement result is not reliable. The test result is rejected and, advantageously, the test is repeated using a new reaction mixture comprising the same sample and the same reagent deposited in a new cuvette 28.
  • the measurement of the level of the voltage at the output of the photomultiplier 43, closed shutter 61 can be carried out periodically, but not necessarily for all the measurements.
  • the present invention applies in particular to the detection of the presence of a chemical or biological substance in a sample.
  • the present invention is mainly applicable to analysis and medical research.

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Abstract

La présente invention se rapporte principalement à des cuvettes de réaction, à des ensembles de telles cuvettes pour appareils automatiques de dosage immunologique, à des appareils automatiques de dosage immunologique mettant en oeuvre de tels ensembles de cuvettes et à un procédé mettant en oeuvre des ensembles de telles cuvettes. Selon la présente invention on met en oeuvre une détection photométrique de luminescence d'un mélange réactionnel se trouvant dans une cuvette de réaction (28), l'appareil et/ou la cuvette assurant l'étanchéité à la lumière pour éviter qu'une entrée de lumière externe fausse la mesure. Avantageusement, les ensembles de cuvettes (26) selon la présente invention sont réalisés dans un matériau opaque. La présente invention s'applique notamment à la détection de la présence d'une substance chimique ou biologique dans un échantillon. La présente invention s'applique principalement à l'analyse et à la recherche médicale.

Description

CUVETTES DE REACTION, ENSEMBLE DE TELLES CUVETTES,
APPAREIL DE DOSAGE IMMUNOLOGIQUE ET PROCEDE METTANT EN
OEUVRE DE TELS ENSEMBLES DE CUVETTES
La présente invention se rapporte principalement à des cuvettes de réaction, à des ensembles de telles cuvettes pour appareils automatiques de dosage immunologique, à des appareils automatiques de dosage immunologique mettant en oeuvre de tels ensembles de cuvettes et à un procédé mettant en oeuvre des ensembles de telles cuvettes.
On connaît du FR-9612546, WO-9107662 et WO-9614582 des appareils automatiques de dosage immunologique comprenant pour l'essentiel des moyens de support, de guidage et de déplacement pas à pas de cuvettes de réaction sur un trajet comprenant un nombre prédéterminé de positions, un plateau tournant de support d'échantillons à analyser, un plateau tournant de support de réactifs, des moyens de prélèvement de quantités déterminées d'échantillons et de réactifs et d'injection de ces prélèvements dans les cuvettes de réaction, des moyens de lavage des cuvettes, des moyens de lecture optique des résultats de dosage et un système informatique de commande permettant l'exécution de cycles d'analyse préalablement programmés, correspondant à des dosages du type monoréactif ou bi-réactif, ces appareils connus ayant une cadence de fonctionnement de l'ordre de 120 dosages par heure à 360 dosages par heure pour le second.
L'appareil décrit dans la Demande Internationale WO-9614582 se distingue en outre en ce qu'il est conçu pour fonctionner avec des modules de réaction qui sont des pièces moulées en matière plastique transparente comprenant plusieurs cuvettes de réaction alignées et solidaires les unes des autres, ces modules de réaction étant fabriqués en grande série à un prix de revient très faible, ce qui permet de les jeter après un usage unique. De plus, ces modules de réaction sont empilables ou gerbables, ce qui facilite leur conditionnement ainsi que leur empilement dans des moyens d'alimentation automatique de l'appareil.
FR-9612546 propose un appareil du type précité, comprenant des moyens de support, de guidage et de déplacement pas à pas d'ensembles de cuvettes de réaction sur un trajet comprenant un nombre prédéterminé de positions, des moyens de support d'échantillons à analyser, des moyens de support de réactifs, des moyens de prélèvement de quantités déterminées d'échantillons et de réactifs et d'injection de ces prélèvements dans les cuvettes de réaction, ainsi que des moyens de lavage des cuvettes, des moyens de lecture des résultats et des moyens d'alimentation en ensembles de cuvettes de réaction et d'éjection des ensembles de cuvettes usagés, caractérisé en ce que le trajet des ensembles de cuvettes de réaction est de forme rectangulaire et comprend deux grands côtés définis par des rails rectilignes parallèles de support et de guidage des ensembles de cuvettes et deux petits côtés définis par des moyens de déplacement transversal des ensembles de cuvettes sur trois positions comprenant deux positions d'extrémité sur les grands côtés du trajet et une position intermédiaire qui constitue la position d'éjection d'un ensemble de cuvettes usagées et la position d'alimentation d'un ensemble de cuvettes neuves.
Ces appareils utilisent des moyens de lecture colorimétrique des résultats à travers les parois transparentes à la lumière des cuvettes.
On connaît, d'autre part, des appareils automatiques de dosage immunologique munis de moyens de lecture de luminescence de mélange réactionnel. Les appareils de type connu comportent une chambre noire munie de moyens photométriques de mesure de luminosité, des moyens de transfert de mélanges réactionnels à partir d'une cuvette dans la chambre noire, des moyens de lavage de la chambre noire et des moyens de transfert, des moyens de décontamination de la chambre noire et des moyens de transfert. Il en résulte que de tels appareils automatiques de dosage immunologique sont extrêmement complexes et présentent un prix de revient élevé.
C'est par conséquent un but de la présente invention d'offrir un appareil de dosage immunologique simple comportant des moyens de détection de luminescence de mélange réactionnel.
C'est également un but de la présente invention d'offrir un appareil extrêmement fiable fournissant systématiquement des résultats justes et pertinents. C'est aussi un but de la présente invention d'offrir un tel appareil susceptible de travailler à des cadences élevées.
C'est également un but de la présente invention d'offrir un appareil présentant un prix de revient modéré.
Ces buts sont atteints selon la présente invention en mettant en oeuvre une détection photométrique de luminescence d'un mélange réactionnel se trouvant dans une cuvette de réaction, l'appareil et/ou la cuvette assurant l'étanchéité à la lumière pour éviter qu'une entrée de lumière externe fausse la mesure. Avantageusement, les ensembles de cuvettes selon la présente invention sont réalisés dans un matériau opaque.
De manière préférée, on effectue le test d'étanchéité à la lumière de chaque ensemble formé par le dispositif de détection photométrique associé à une cuvette remplie de mélange réactionnel.
L'invention a principalement pour objet une cuvette de réaction pour appareil automatique de dosage immunologique comportant des parois en forme de cuvette de recueil d'un échantillon à tester, d'un réactif de test et d'un substrat couplé avec une substance chimioluminescente ainsi qu'une ouverture de remplissage caractérisée en ce que les parois sont étanches à la lumière susceptible d'être émise par la substance chimioluminescente à l'exception d'une fenêtre de lecture d'intensité de la lumière susceptible d'être émise par le mélange réactionnel formé par l'échantillon à tester, le réactif et le substrat.
L'invention a aussi pour objet une cuvette caractérisée en ce que la fenêtre de lecture correspond à l'ouverture de remplissage de la cuvette.
L'invention a également pour objet une cuvette caractérisée en ce que la fenêtre de lecture est entourée par une zone sensiblement plane d'application d'un patin étanche à la lumière.
L'invention a aussi pour objet un ensemble monobloc de cuvettes de réaction multiples caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de cuvettes. L'invention a également pour objet un appareil automatique de dosage immunologique, comprenant des moyens de support, de guidage et de déplacement pas à pas de cuvette ou d'ensembles de cuvettes de réaction sur un trajet comprenant un nombre prédéterminé de positions, des moyens de support d'échantillons à analyser, des moyens de support de réactifs, des moyens de prélèvement de quantités déterminées d'échantillons et de réactifs et d'injection de ces prélèvements dans les cuvettes de réaction, ainsi que des moyens de lavage des cuvettes, des moyens de lecture des résultats et des moyens d'alimentation en ensembles de cuvettes de réaction et d'éjection des ensembles de cuvettes usagées, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens formant une chambre noire provisoire, étanche à la lumière externe, ladite chambre noire comprenant des moyens photométriques de mesure de l'intensité de la lumière et une cuvette ou une cuvette d'un ensemble de cuvettes.
L'invention a aussi pour objet un appareil caractérisé en ce qu'il comporte un patin opaque d'application de manière étanche à la lumière autour d'une fenêtre de lecture d'une cuvette de réaction munie d'une ouverture centrale de passage de la lumière entre la cuvette et des moyens photométriques.
L'invention a également pour objet un appareil caractérisé en ce qu'il comporte une platine de réception des moyens de lavage et des moyens photométriques.
L'invention a aussi pour objet un appareil caractérisé en ce que les moyens photométriques comportent un équipage mobile assurant l'application du patin sur la fenêtre de lecture de la cuvette réactionnelle.
L'invention a également pour objet un appareil caractérisé en ce qu'il comporte un obturateur d'isolation optique d'un détecteur photoélectrique, notamment d'un photomultiplicateur et des moyens de mesure des valeurs électriques délivrées par le détecteur photoélectrique lorsqu'il est plongé dans le noir, l'obturateur étant fermé.
L'invention a aussi pour objet un appareil caractérisé en ce que le déplacement de l'équipage mobile assure la fermeture ou l'ouverture de l'obturateur.
L'invention a également pour objet un appareil caractérisé en ce qu'il comporte une source de lumière éclairant, sur commande, l'extérieur de la chambre noire formée provisoirement par les parois de la cuvette et les moyens photométriques pour permettre un test d'etanchéité à la lumière de la chambre noire, le test immunologique étant rejeté si les moyens photométriques détectent la lumière émise par la source de test d'etanchéité à la lumière.
L'invention a aussi pour objet un appareil caractérisé en ce qu'il effectue un test d'etanchéité à la lumière pour chaque cuvette réactionnelle subissant un test immunologique.
L'invention a également pour objet un procédé automatique de dosage immunologique comportant une étape de détection d'une lumière éventuellement émise par un substrat couplé avec une substance chimique luminescente en présence d'un réactif et d'un échantillon à tester, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de mesure d'intensité lumineuse présente. à l'intérieur d'une cuvette réactionnelle.
L'invention a aussi pour objet un procédé caractérisé en ce qu'on forme une chambre noire provisoire avec une cuvette de réaction à paroi opaque et des moyens photométriques.
L'invention sera mieux comprise au moyen de la description ci-après et des figures annexées données comme des exemples non limitatifs et sur lesquels :
- la figure 1 est une vue de dessus de l'ensemble préféré de réalisation des cuvettes selon la présente invention ;
- la figure 2 est une vue en perspective de l'ensemble de la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue schématique en plan de l'exemple préféré de réalisation d'un appareil selon la présente invention ; - la figure 4 est une vue schématique en élévation d'un dispositif de lavage et de détection de l'appareil de la figure 3, des ensembles de cuvettes étant représentés en plan à la même échelle ;
- la figure 5 est une vue en coupe verticale d'un dispositif de mesure photométrique mis en oeuvre par l'appareil selon la présente invention dans une condition de repos ou de mesure d'étalonnage de la valeur photométrique du noir ;
- la figure 6 est une vue du dispositif de la figure 5, en coupe verticale selon un plan orthogonal à celui de la figure 5.
Sur les figures 1 à 6 on a utilisé les mêmes références pour désigner les mêmes éléments.
Sur les figures 1 et 2, on peut voir l'exemple préféré de réalisation d'un ensemble 26 de cuvettes 28 de réaction.
Les ensembles 26 de cuvettes 28 de réaction sont réalisés d'une pièce par moulage de matière plastique opaque, notamment du polystyrène chargé et comprennent chacun huit cuvettes de réaction 28 alignées selon l'axe longitudinal 45 de l'ensemble 26 et raccordées les unes aux autres, chaque ensemble comprenant deux rebords longitudinaux supérieurs 30 en forme de L s'étendant au-dessus des extrémités ouvertes des cuvettes 28. Chaque rebord longitudinal 30 comprend, au niveau de chaque cuvette 28, un orifice tronconique 32 servant au positionnement précis de l'ensemble 26 dans certains postes de l'appareil selon l'invention,. et les faces latérales extérieures des rebords 30 comportent chacune deux nervures verticales 34 destinées à coopérer avec les moyens d'entraînement des ensembles 26. Comme déjà décrit dans la Demande Internationale WO-
9614582, les cuvettes 28 sont des tronçons de tube à section rectangulaire, fermés à leur extrémité inférieure et élargis à leur extrémité supérieure, ce qui permet de gerber ou d'empiler verticalement les ensembles 26 en les emboîtant partiellement les uns dans les autres, les parties inférieures des cuvettes 28 d'un ensemble 26 pénétrant dans les extrémités supérieures élargies des cuvettes 28 d'un ensemble inférieur de cuvettes de réaction. Cet emboîtement est facilité par le fait que les faces intérieures des rebords longitudinaux 30 divergent légèrement l'une de l'autre vers le haut à partir des extrémités supérieures ouvertes des cuvettes 28. Des nervures verticales 36 sont formées sur les flancs des extrémités supérieures élargies des cuvettes 28 et s'étendent vers le bas sur une faible distance, les extrémités inférieures de ces nervures 36 étant destinées à buter sur les faces supérieures des rebords 30 d'un ensemble inférieur 26 dans une pile verticale d'ensembles de cuvettes de réaction. Outre leur matière opaque, les ensembles 26 de cuvettes selon la présente invention diffèrent de celles du FR-9612546 et WO-9614582 en ce que chaque ouverture 37 d'une cuvette 28 est entourée par un rebord sensiblement plan 39 permettant l'application d'un patin 41 (figures 4 à 6) opaque, évitant les entrées de lumière externes vers un dispositif de mesure photométrique 43.
Le rebord 39 est avantageusement formé par, d'une part par un espace 39' entre cuvettes et, d'autre part, par deux trottoirs 39" situés entre les parois 30' du rebord 30 et les parois longitudinales 28' des parties supérieures des cuvettes 28. II est bien entendu que la présente invention n'est nullement limitée à la forme ni à la matière des ensembles 26 des cuvettes réactionnelles 28.
En variante, on peut utiliser des cuvettes ou ensembles de cuvettes adaptées à d'autres modèles d'appareils automatiques des diagnostics immunologiques ou à des cuvettes réalisées en matériau transparent recouvert d'une couche opaque, par exemple d'une métaliisation. De même, on peut envisager la mesure photométrique de luminescence du mélange réactionnel à travers une paroi non entièrement opaque d'une cuvette 28 selon la présente invention à partir du moment où la luminescence provenant d'une cuvette peut être complètement isolée de celle venant des cuvettes voisines.
On peut par exemple envisager de ménager des fenêtres de lecture transparentes ou l'incorporation d'un guide de lumière, par exemple de type fibre optique de faible longueur, dans les fonds ou les parois latérales parallèles à un plan vertical passant par l'axe longitudinal 45 de l'ensemble 26. Dans un tel cas, les moyens de détection photométrique comportent des moyens d'isolation de la cellule en cours de lecture, comme par exemple des caches ou un patin analogue au patin 41.
L'appareil selon l'invention, dont la structure générale est représentée très schématiquement en figure 3, comprend un châssis 10 sur lequel sont montés un plateau tournant 12 de support d'échantillons à analyser, un plateau tournant 14 de support de réactifs de dosage, des moyens 16, 18 de prélèvement d'une quantité déterminée d'échantillons et d'une quantité déterminée de réactifs respectivement et de dépôt de ces quantités prélevées dans une cuvette de réaction, ces moyens étant du même type que ceux qui ont été décrits dans la Demande Internationale WO-9614582 et FR-9612546 dont les contenus sont incorporés ici par référence.
Les réactifs utilisés sont du type à billes magnétiques et l'appareil selon l'invention comprend des moyens 20 de lavage ou de rinçage de ces billes magnétiques, qui sont du même type que ceux déjà décrits dans les Demandes précitées et qui comprennent des aiguilles d'aspiration et d'injection de liquide, à déplacement vertical, et des aimants permanents 53 disposés de chaque côté du trajet des cuvettes de réaction 28 pour attirer, par attraction magnétique, les billes magnétiques des réactifs et les fixer temporairement sur les parois des cuvettes de réaction. Les moyens 20 comprennent également une aiguille de dépôt d'un substrat chimioluminescent dans les cuvettes de réaction 28, agencée immédiatement en aval des aiguilles d'injection et d'aspiration de liquide de lavage.
Des moyens photométriques 22 de lecture optique comportent des moyens 43 de mesure de l'intensité lumineuse correspondant aux longueurs d'ondes de la luminescence du substrat utilisé. On utilise par exemple un substrat contenant du sel disodique de 4-méthoxyr4- (3-phosphonatephényl)-spiro[1 ,2-dioxéthane-3,2'-amandane] commercialisé par la Société LUMIGENE sous la référence lumi-Phos 530® émettant dans la lumière visible et dont le pic d'émission correspond sensiblement à 530 nm. Dans un tel cas, on utilise un détecteur de lumière visible dont la bande passante peut éventuellement être réduite par l'emploi d'un filtre laissant passer uniquement les fréquences susceptibles d'être émises. Bien que la mise en oeuvre des détecteurs à l'état solide, notamment à semi-conducteurs ne sorte pas du cadre de la présente invention, l'exemple préféré de réalisation de l'appareil selon la présente invention utilise un tube photomultiplicateur. L'exemple préféré met en oeuvre un photomultiplicateur vendu par la Société HAMAMATSU sous la référence H 7155-20.
Ce type de tube présente l'avantage de pouvoir travailler à température ambiante ce qui permet, dans l'exemple préféré de réalisation, de réaliser une machine dépourvue de cryostats. Toutefois, l'appareil selon la présente invention effectue avantageusement avant chaque mesure de luminescence d'un mélange réactionnel une mesure en absence de lumière, dans le noir, de manière à étalonner la valeur, notamment la tension électrique correspondant au noir complet. On améliore ainsi la fiabilité et la répétabilité des mesures et cela d'autant plus que pour favoriser l'incubation du mélange réactionnel, l'espace de circulation des ensembles 26 est thermostaté, par exemple à 37° C.
La sortie du photomultiplicateur 43 est reliée, par l'intermédiaire des moyens d'interface et d'adaptation, à un calculateur chargé de la supervision de la machine, de l'exploitation des résultats et/ou de leur gestion. Par exemple, la sortie du photomultiplicateur est connectée, à travers des moyens d'adaptation analogiques notamment de type amplificateurs ou adaptateurs de fréquence, à un convertisseur analogique-numérique dont la sortie est reliée à une carte d'acquisition, comptage et commande installée dans un micro-ordinateur, par exemple de type PC (non représentés).
Dans l'exemple avantageux illustré sur les figures 3 et 4, une plantine commune 47 comportant par exemple une platine supérieure 47.1 et une platine inférieure 47.2 (figure 4) porte la tête de lavage 20 et les moyens photométriques 22. Sur la figure 4, les aiguilles d'injection ou de prélèvement portent les références 49, les pions d'indexage pénétrant dans les ouvertures 32 portent la référence 51. Avantageusement, les deux premiers pions d'indexage 51 sont reliés par un ressort 55.
Les ensembles 26 des cuvettes 28 ainsi que des aimants 53 orientés Nord-Sud ou Sud-Nord sont représentées en un plan sur la figure 4 pour donner l'échelle de la platine 47 comprenant les moyens 20 et 22.
L'appareil selon l'invention comprend encore des moyens de déplacement d'ensembles de cuvettes de réaction sur un trajet de forme rectangulaire, à une extrémité duquel sont prévus des moyens 24 d'alimentation automatique en ensembles de cuvettes de réaction et d'éjection de ces cuvettes.
Avantageusement, l'appareil selon la présente invention comporte une carrosserie externe et des capots internes en matériau opaque ou partiellement opaque limitant l'arrivée de la lumière au niveau de la fenêtre de lecture des moyens photométriques 22. Avantageusement, l'appareil selon la présente invention comporte une source de lumière 57, par exemple une diode électroluminescente (LED en terminologie anglo-saxonne) permettant de vérifier l'isolation optique de la cavité de mesure formée par la cuvette en cours de mesure associée aux moyens photométriques 22. Dans l'exemple avantageux illustré, notamment sur les figures
5 et 6, les moyens photométriques 22 comportent le photomultiplicateur 43 fixe par rapport à la platine inférieure 47.2 et un équipage mobile 59. L'équipage mobile comporte par exemple un obturateur 61 , un guide de lumière 63 logé dans une conduite tubulaire rigide opaque 65 débouchant au niveau d'une ouverture 67 du patin opaque 41. Un rail 67 assure le guidage entre une position basse représentée sur la figure 5, dans laquelle l'obturateur 61 assure l'isolement optique du photomultiplicateur 43 par rapport au guide de lumière 63 et une position haute, illustrée sur la figure 6, dans laquelle l'obturateur 61 s'efface de manière à permettre la communication entre le guide de lumière 63 et le photomultiplicateur 43.
Des moyens de rappels 69, par exemple un ressort hélicoïdal entourant la conduite tubulaire rigide 65 assurent le retour de l'équipage mobile 59 vers la position basse de la figure 5. Dans l'exemple avantageux illustré, l'obturateur 61 est un obturateur rotatif autour d'un axe de rotation 71 et comporte des moyens de rappels, par exemple un ressort hélicoïdal 73 travaillant en traction assurant le rappel vers la position fermée. Dans l'exemple non limitatif illustré, l'obturateur 61 obstrue l'extrémité du guide des lumières 63 dans la position basse de l'équipage mobile 59 illustré sur la figure 5 et s'efface dans la position haute de l'équipage mobile 59 illustré sur la figure 6. II est bien entendu que la mise en oeuvre d'autres types d'obturateurs, notamment d'obturateurs linéaires, d'obturateurs à rideaux ou d'obturateurs masquant une fenêtre d'entrée du photomultiplicateur 43 ou même la mise en oeuvre des moyens photométriques 22 dépourvus d'obturateur ne sort pas du cadre de la présente invention. L'appareil selon la présente invention fonctionne de la façon suivante :
L'appareil 10 est chargé, d'une part avec les réactifs et le substrat et, d'autre part, avec les échantillons (sérum) à tester.
Lors d'un premier tour d'une durée de 15 minutes, les cuvettes 28 des ensembles 26 reçoivent par l'intermédiaire du dispositif 16 les échantillons à tester. Les ensembles 26 sont entraînés par la courroie 40.
Lors d'un deuxième tour d'une durée de 15 minutes, les cuvettes 28 reçoivent à partir du dispositif 18 les réactifs.
Lors d'un troisième tour de 15 minutes, les moyens 20 assurent le lavage des billes magnétiques et on assure l'introduction du substrat luminescent.
Lors du tour suivant (de 15 minutes), s'effectue la révélation puis la lecture du résultat de test. Avantageusement, pour la lecture de chaque cuvette 28, on effectue tout d'abord un étalonnage du niveau de noir, c'est-à-dire une lecture de la tension disponible en sortie du photomultiplicateur 43 lorsque l'obturateur 61 est fermé (position basse illustrée sur la figure 5) ; puis un actionneur (non représenté) applique l'équipage mobile 59 sur l'entrée 37 d'une cuvette 28. Plus précisément, on applique le patin 41 sur le pourtour 39 de la cuvette 28 à lire. Le pion de positionnement 51 assure un positionnement précis avec superposition de l'ouverture 67 du patin 41 avec l'entrée 37 de la cuvette 28.
Dans un premier exemple de réalisation, l'ensemble 26 de cuvette 28 remonte et assure la remontée de l'équipage mobile. Dans l'exemple préféré de réalisation, un actionneur fait descendre la platine inférieure 47.2, ce qui assure la remontée relative de l'équipage mobile 59 par rapport à la platine 47. Le mouvement de l'équipage mobile 59 assure l'ouverture de l'obturateur et permet la mesure de la luminescence présente dans la cuvette 28.
L'équipage mobile 59 descend par rapport à la platine 47.2 (tel qu'illustré sur la figure 5), on allume la source de lumière 57, et on effectue une nouvelle mesure assurant le contrôle d'etanchéité à la lumière de la chambre noire provisoire formée par l'ensemble photométrique 22 et la cuvette 28 en cours de mesure. Si la valeur de luminescence obtenue lors du test d'etanchéité à la lumière est supérieure à la valeur obtenue lors de la mesure, on considère que le résultat de mesure n'est pas fiable. Le résultat de test est rejeté et, avantageusement, le test est répété en mettant en oeuvre un nouveau mélange réactionnel comportant le même échantillon et le même réactif déposés dans une nouvelle cuvette 28.
Il est bien entendu que le contrôle d'etanchéité à la lumière peut être effectué antérieurement à la mesure de luminescence sans sortir du cadre de la présente invention.
De même, la mesure du niveau de la tension en sortie du photomultiplicateur 43, obturateur 61 fermé peut être effectuée périodiquement, mais pas nécessairement pour toutes les mesures. La présente invention s'applique notamment à la détection de la présence d'une substance chimique ou biologique dans un échantillon.
La présente invention s'applique principalement à l'analyse et à la recherche médicale.

Claims

REVENDICATIONS
1. Cuvette de réaction pour appareil automatique de dosage immunologique comportant des parois en forme de cuvette de recueil d'un échantillon à tester, d'un réactif de test et d'un substrat couplé avec une substance chimioluminescente ainsi qu'une ouverture de remplissage (37) caractérisée en ce que les parois sont étanches à la lumière susceptible d'être émise par la substance chimioluminescente à l'exception d'une fenêtre de lecture d'intensité de la lumière susceptible d'être émise par le mélange réactionnel formé par l'échantillon à tester, le réactif et le substrat.
2. Cuvette selon la revendication 1 , caractérisée en ce que la fenêtre de lecture correspond à l'ouverture (37) de remplissage de la cuvette.
3. Cuvette selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la fenêtre de lecture est entourée par une zone (39) sensiblement plane d'application d'un patin (41 ) étanche à la lumière.
4. Ensemble monobloc de cuvettes de réaction multiples caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de cuvettes (28) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
5. Appareil automatique de dosage immunologique, comprenant des moyens de support, de guidage et de déplacement pas à pas de cuvette (28) selon la revendication 1 à 3 ou d'ensembles (26) de cuvettes de réaction (28) selon la revendication 4 sur un trajet comprenant un nombre prédéterminé de positions, des moyens (12) de support d'échantillons à analyser, des moyens (14) de support de réactifs, des moyens (16, 18) de prélèvement de quantités déterminées d'échantillons et de réactifs et d'injection de ces prélèvements dans les cuvettes de réaction (28), ainsi que des moyens (20) de lavage des cuvettes, des moyens (22) de lecture des résultats et des moyens (24) d'alimentation en ensembles de cuvettes de réaction et d'éjection des ensembles de cuvettes usagées, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (41 , 65, 43) formant une chambre noire provisoire, étanche à la lumière externe, ladite chambre noire comprenant des moyens photométriques (22) de mesure de l'intensité de la lumière et une cuvette (28) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 ou une cuvette d'un ensemble (26) de cuvettes selon la revendication 4.
6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte un patin opaque (41 ) d'application de manière étanche à la lumière autour d'une fenêtre de lecture d'une cuvette de réaction (28) munie d'une ouverture centrale (67) de passage de la lumière entre la cuvette (28) et des moyens photométriques (22).
7. Appareil selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce qu'il comporte une platine (47) de réception des moyens (20) de lavage et des moyens photométriques (22).
8. Appareil selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que les moyens photométriques comportent un équipage mobile (59) assurant l'application du patin (41 ) sur la fenêtre de lecture (37) de la cuvette réactionnelle (28).
9. Appareil selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte un obturateur (61 ) d'isolation optique d'un détecteur photoélectrique (43), notamment d'un photomultiplicateur et des moyens de mesure des valeurs électriques délivrées par le détecteur photoélectrique (43) lorsqu'il est plongé dans le noir, l'obturateur (61 ) étant fermé.
10. Appareil selon les revendications 7, 8 ou 9, caractérisé en ce que le déplacement de l'équipage mobile (59) assure la fermeture ou l'ouverture de l'obturateur (61 ).
1 1. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une source de lumière (57) éclairant, sur commande, l'extérieur de la chambre noire formée provisoirement par les parois de la cuvette (28) et les moyens photométriques (22) pour permettre un test d'etanchéité à la lumière de la chambre noire, le test immunologique étant rejeté si les moyens photométriques détectent la lumière émise par la source de test d'etanchéité à la lumière.
12. Appareil selon la revendication 11 , caractérisé en ce qu'il effectue un test d'etanchéité à la lumière pour chaque cuvette réactionnelle (28) subissant un test immunologique.
13. Procédé automatique de dosage immunologique comportant une étape de détection d'une lumière éventuellement émise par un substrat couplé avec une substance chimique luminescente en présence d'un réactif et d'un échantillon à tester, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de mesure d'intensité lumineuse présente à l'intérieur d'une cuvette réactionnelle (28).
14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en .ce qu'on forme une chambre noire provisoire avec une cuvette de réaction (28) à paroi opaque et des moyens photométriques (22).
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