EP1620724A2 - Module de reaction pour l analyse biologique - Google Patents

Module de reaction pour l analyse biologique

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EP1620724A2
EP1620724A2 EP04742862A EP04742862A EP1620724A2 EP 1620724 A2 EP1620724 A2 EP 1620724A2 EP 04742862 A EP04742862 A EP 04742862A EP 04742862 A EP04742862 A EP 04742862A EP 1620724 A2 EP1620724 A2 EP 1620724A2
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EP
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biological
reaction
hquide
reagent
injection
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Withdrawn
Application number
EP04742862A
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German (de)
English (en)
Inventor
Bruno Colin
Frédéric PAULHET
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Biomerieux SA
Original Assignee
Biomerieux SA
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54366—Apparatus specially adapted for solid-phase testing
    • G01N33/54386—Analytical elements
    • G01N33/54387—Immunochromatographic test strips
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5023—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures with a sample being transported to, and subsequently stored in an absorbent for analysis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0809—Geometry, shape and general structure rectangular shaped
    • B01L2300/0825—Test strips
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0809—Geometry, shape and general structure rectangular shaped
    • B01L2300/0829—Multi-well plates; Microtitration plates

Definitions

  • VIDAS® device which is a multi-parameter automated device for immunoassays. This device is composed of an analytical module which automatically takes care of all the stages of the analysis until the complete edition of the results.
  • the principle of the VIDAS® test is based on the use of a cone and a reaction bar:
  • the cone is the solid phase of the reaction, and includes the recognition antibodies coated on its wall. It is for single use and acts as a sampling needle. During the test, it is subjected to injection / aspiration steps in order to bring the multiple test reagents into contact successively.
  • the reaction strip contains all the reagents ready for use, distributed in the various wells of the strip, and in particular the detection antibodies.
  • a well also allows the deposit of the sample that one wishes to analyze.
  • the cone sucks and delivers the reagent contained in the various wells of the strip several times until the final stage of the analysis.
  • the last well of the bar is the reading tank where the final intensity of the reaction is measured in fluorescence.
  • the control can also be carried out by pressure sensors, placed within the automaton, in order to detect whether the sample, or the reagent has indeed been injected. This however increases the cost of manufacturing the machines.
  • the present invention proposes to solve all the drawbacks of the state of the art by improving the current control systems of automatic dosing machines. by presenting a very simple and rapid control system, allowing a visual interpretation of the results, at low cost, without requiring a total calibration of the automatic biological assay. Before going further, a few definitions are given in order to facilitate understanding of the description of the invention.
  • biological fluid any Hquide in which it is desired to demonstrate the presence of a given antigen (or of an antibody).
  • This liquid can thus be a clinical sample of blood, urine, saliva, plasma ...
  • This Hquide can also be a food sample of water, drinks, in which one wishes to determine the presence of an organism ( bacteria, parasites, viruses ).
  • the present invention relates to a reaction module comprising at least one reaction well for biological analysis comprising the injection of biological fluid and / or of reagent allowing a determined biological reaction and at least one means of controlling the quantity of biological fluid and / or injected reagent, characterized in that the control means is a caHbred colorimetric strip.
  • FIG. 1 represents a first embodiment of the invention.
  • FIG. 1a represents a side view of a reaction module, which is a reaction bar (1) comprising a control means (2) according to the invention.
  • This control means is a strip of absorbent paper, comprising a charred volumetric drop (4).
  • the injection of biological Hquide and / or of reagent takes place through an orifice (3), and the Hquide diffuses along the volumetric scale.
  • the charred volumetric flow (4) is integrated into the bar so that the user is not in direct contact with the biological fluid and / or the reagent which is absorbed by the control means (2). This is important especially when the biological Hquide is likely to be contaminated.
  • This strip includes 8 reaction wells (5).
  • FIG. 1b represents a top view of a reaction bar (1) comprising the control means as defined above.
  • FIG. 2 shows in a more detailed manner the control means (2) presented in FIG. 1.
  • a first absorbent layer (7) is deposited on the bar (1).
  • This first layer comprises a dried dye.
  • a second layer (8) of absorbent paper but not comprising dye is placed above.
  • This first and second layer make it possible to obtain a simple and inexpensive means of control: when a Hquide is in contact with the second layer (8), it diffuses through to the first layer (7) by rehydrating the dye. which in turn diffuses within the second layer (8).
  • the second layer (8) is colored, this means for the user that an injection of Hquide has taken place.
  • a last layer which is a protective means (9) such as a plastic film makes it possible to isolate the control means (2).
  • FIG. 3 represents different successive steps carried out during an immunological test.
  • FIG. 3a represents the first step of an immunological test such as a Vidas® test in which a reaction cone (10) sucks in the first well of the bar a determined volume of biological fluid.
  • This reaction cone (10) comprises, on its wall, recognition antibodies, which form, with the target antigens of the biological fluid, an antigen - antibody complex.
  • FIG. 3b represents the second step of the test which consists in aspirating and discharging a reagent, such as in particular a washing liquid contained in a second well, in order to remove the target antigens which would have been badly fixed on the recognition antibodies.
  • the cone (10) automatically passes from the first well of the bar to the second well.
  • a control step is carried out in order to determine whether the aspiration / injection steps have been carried out correctly.
  • the automaton withdraws by the cone (10) a determined volume of Hquide (which can be a biological Hquide, a reagent, or a simple aqueous solution) in the last well of the reaction bar, and deposits this volume on the means of control (2).
  • Hquide then diffuses within the second layer as shown in Figure 2 until reaching the first layer comprising a dye.

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Abstract

La présente invention concerne un module de réaction pour l'analyse biologique comprenant l'injection de liquide biologique et/ou de réactif permettant une réaction biologique déterminée comprenant au moins un moyen de contrôle de la quantité de liquide biologique et/ou de réactif injecté.

Description

Module de réaction pour l'analyse biologique
La présente invention concerne les appareils automatisés pour réaliser des tests immunologiques. L'invention concerne particulièrement un moyen de contrôle de ces tests. La biologie médicale joue un rôle majeur dans la santé publique, que ce soit au niveau du diagnostic de la maladie, de la prise en charge du patient et de son traitement. Efes instruments automatisés destinés aux analyses médicales et au contrôle de la qualité des produits des industries agro- alimentaires, cosmétiques... sont à ce titre, utilisés couramment en laboratoire. II existe sur le marché de nombreux appareils de diagnostic automatisés qui permettent notamment, par des dosages immunologiques, comme un test ELISA, la mise en évidence d'agents pathogènes, responsables de nombreuses maladies. Ces automates d'analyse immunologique mettent généralement en œuvre des étapes successives d'injection / aspiration automatisées de l'échantillon biologique que l'on souhaite analyser et de réactifs pour la détection d'un ou de plusieurs agents pathogènes donnés. Ces automates permettent notamment le développement rapide et pour un grand nombre d'échantillon d'un test sandwich de type ELISA (Enzyme Linked ImmunoSorbent Assay). Ainsi, à titre indicatif, la première étape peut consister à coater sur les parois d'un support solide des anticorps de reconnaissance, spécifiques d'un antigène cible d'un agent pathogène donné, que l'on souhaite mettre en évidence dans un échantillon biologique d'un patient. La deuxième étape consiste ensuite à mettre en contact l'échantillon biologique du patient avec lesdits anticorps de reconnaissance. Si Péchantillon du patient contient l'antigène cible, il se forme un complexe entre l'antigène cible et l'anticorps de reconnaissance. Les antigènes cibles fixés sur les anticorps de reconnaissance sont alors mis en contact avec des anticorps de détection, marqués, qui permet de révéler la présence du sandwich anticorps de reconnaissance - antigène cible - anticorps de détection. De tels tests sont bien connus de l'homme du métier.
Comme exemple d'appareils automatisés pour des dosages immunologiques, on peut citer notamment, l'appareil VIDAS® qui est un automate multiparamétrique pour les immunoanalyses. Cet appareil est composé d'un module analytique qui prend en charge automatiquement toutes les étapes de l'analyse jusqu'à l'édition complète des résultats. Le principe du test VIDAS® est basé sur l'utilisation d'un cône et d'une barrette de réaction :
• le cône est la phase solide de la réaction, et comprend les anticorps de reconnaissance coatés sur sa paroi. Il est à usage unique et fait office d'aiguille de prélèvement. Il est soumis durant le test à des étapes d'injection / aspiration afin de mettre successivement en contact les multiples réactifs du test.
• la barrette de réaction contient tous les réactifs prêts à l'emploi, repartis dans les différents puits de la barrette, et notamment les anticorps de détection. Un puit permet également le dépôt de l'échantillon que l'on souhaite analyser. A chaque étape de l'immunoanalyse, le cône aspire et refoule plusieurs fois le réactif contenus dans les différents puits de la barrette jusqu'à l'étape finale de l'analyse. Le dernier puit de la barrette est la cuve de lecture où l'intensité finale de la réaction est mesurée en fluorescence.
D'une manière générale, ces appareils automatisés nécessitent un contrôle de bon fonctionnement qui doit être régulièrement effectué, afin d'éviter tout risque de faux positifs, c'est à dire indiquer au patient qu'il est malade alors qu'il ne l'est pas, mais aussi de faux négatifs, c'est à dire indiquer au patient qu'il n'est pas malade alors qu'il l'est. De tels faux négatifs peuvent être observés notamment lorsque l'injection des différents réactifs n'a pas heu, ou que le volume de réactif n'est pas le bon volume. Outre une maintenance effectuée régulièrement, qui permet d'éviter de tels faux négatifs, ce contrôle peut se faire par la pesée des barrettes de réaction unitaires, avant et après le test, mais cela induit un protocole lourd pour Putilisateur. Le contrôle peut être également réalisé par des capteurs de pression, disposés au sein de l'automate, afin de détecter si l'échantillon, ou le réactif a bien été injecté. Ceci augmente toutefois le coût de fabrication des automates. La présente invention se propose de résoudre l'ensemble des inconvénients de l'état de la technique en améliorant les systèmes de contrôle actuels des automates de dosage biologique et en présentant un système de contrôle très simple et rapide, permettant une interprétation visuelle des résultats, de faible coût, sans nécessiter un étalonnage total de l'automate de dosage biologique. Avant d'aller plus avant, il est donné quelques définitions afin de faciliter la compréhension de l'exposé de l'invention.
Par module de réaction, on entend tout dispositif apte à être inséré dans un atomate de dosage biologique pour la réalisation d'une réaction biologique. A titre indicatif, ce module de réaction peut être une barrette de réaction comprenant plusieurs puits de réaction telle qu'utilisée dans les automates Vidas®, mais peut être également une microplaque de 96 puits, ou tout autre contenant utilisé par l'homme du métier pour réaliser des tests immunologiques.
Par liquide biologique, on entend tout Hquide dans lequel on souhaite mettre en évidence la présence d'un antigène (ou d'un anticorps) donné. Ce liquide peut être ainsi un échantillon clinique de sang, d'urine, de salive, de plasma... Ce Hquide peut être également un échantillon alimentaire d'eau, de boissons, dans lequel on souhaite déterminer la présence d'un organisme (bactéries, parasites, virus...).
PréférentieUement, le Hquide biologique est un échantillon clinique de sang, d'urine ou de plasma. Par réactif, on entend toute solution chimique nécessaire au développement d'un test immunologique. Une teUe solution peut comprendre notamment les anticorps de reconnaissance, les anticorps de détection, mais aussi les solutions de lavage ... Par réaction biologique, on entend toute réaction susceptible de mettre en évidence la présence d'un antigène (ou d'un anticorps) donné. Préférentiellement, cette réaction biologique est une réaction de reconnaissance antigène - anticorps. Par moyen de contrôle, on entend un moyen permettant de mettre en évidence la présence de faux négatifs ou de faux positifs dans un test. Ce moyen de contrôle peut être notamment en papier absorbant, comprenant un colorant déshydraté susceptible de diffuser et de créer un signal colorimétrique lorsqu'il est en présence d'un liquide biologique et/ou d'un réactif. Ce moyen de contrôle peut permettre un contrôle quantitatif du volume nécessaire de Hquide biologique et/ou de réactif lors du test immunologique, et/ou un contrôle qualitatif.
A cet effet, la présente invention concerne un module de réaction comprenant au moins un puit de réaction pour l'analyse biologique comprenant l'injection de Hquide biologique et/ou de réactif permettant une réaction biologique déterminée et au moins un moyen de contrôle de la quantité de Hquide biologique et/ou de réactif injecté caractérisée en ce que le moyen de contrôle est une bandelette colorimetrique caHbrée.
Selon un mode préféré de réaHsation de l'invention, le module comprend une écheUe graduée le long de la bandelette pour une détermination visueUe du volume. Cette bandelette colorimetrique caHbrée permet ainsi un contrôle quantitatif de l'analyse biologique, par la vérification du volume injectée de Hquide biologique et/ou de réactif lors de chaque étape de l'analyse biologique.
L'invention concerne également un module tel que défini précédemment caractérisée en ce que le moyen de contrôle est une pastille colorimetrique. Dans ce cas, la pastille colorimetrique permet un contrôle quaUtatif de l'analyse biologique, par la vérification de l'injection de Hquide biologique et ou de réactif lors de chaque étape de l'analyse biologique.
Les figures ci-jointes sont données à titre d'exemple expHcatif et n'ont aucun caractère limitatif. Elles peπnettront de mieux comprendre l'invention.
La figure 1 représente un premier mode de réaHsation de l'invention. La figure la représente une vue de coté d'un module de réaction, qui est une barrette de réaction (1) comprenant un moyen de contrôle (2) selon l'invention. Ce moyen de contrôle est une bandelette en papier absorbant, comprenant une écheUe volumétrique caHbrée (4). L'injection de Hquide biologique el/ou de réactif s'effectue par un orifice (3), et le Hquide diffuse le long de l'échelle volumétrique. PréférentieUement, l'écheUe volumétrique caHbrée (4) est intégré dans la barrette afin que l'utilisateur ne soit pas en contact direct avec le Hquide biologique et/ou le réactif qui est absorbé par le moyen de contrôle (2). Ceci est important notamment lorsque le Hquide biologique est susceptible d'être contaminé. Cette barrette comprend 8 puits (5) de réaction. La figure lb représente une vue de dessus d'une barrette de réaction (1) comprenant le moyen de contrôle tel que défini ci dessus.
La figure 2 représente d'une manière plus détaiïlée le moyen de contrôle (2) présenté dans la figure 1. On distingue alors successivement différentes couches qui se superpose sur la barrette de réaction (1) comprenant les puits (5). Une première couche absorbante (7) est déposé sur la barrette (1). Cette première couche comprend un colorant séché. Au dessus est placé une deuxième couche (8) en papier absorbant mais ne comprenant pas de colorant. Cette première et deuxième couche permettent d'obtenir un moyen de contrôle simple et peu coûteux : lorsqu'un Hquide est en contact avec la deuxième couche (8), il difruse à travers jusqu'à la première couche (7) en rehydratant le colorant qui diffuse à son tour au sein de la deuxième couche (8). Lorsque la deuxième couche (8) est coloré, cela signifie pour l'utiHsateur qu'une injection de Hquide a eu Heu. Enfin une dernière couche qui est un moyen de protection (9) tel qu'un film en matière plastique permet d'isoler le moyen de contrôle (2). On distingue alors un orifice (3) pour le dépôt de liquide, et une fenêtre de lecture (6).
La figure 3 représente différentes étapes successives réafisées lors d'un test immunologique. La figure 3a représente la première étape d'un test immunologique tel qu'un test Vidas® dans laqueUe un cône de réaction (10) aspire dans le premier puit de la barette un volume déterminé de liquide biologique. Ce cône de réaction (10) comprend sur sa paroi des anticorps de reconnaissance, qui forme avec les antigènes cibles du Hquide biologique un complexe antigène - anticorps. La figure 3b représente la deuxième étape du test qui consiste à aspirer et refouler un réactif, tel que notamment un liquide de lavage contenu dans un deuxième puit, afin de supprimer les antigènes cibles qui se seraient mal fixés sur les anticorps de reconnaissance. Pour cela, le cône (10) passe automatiquement du premier puit de la barrette jusqu'au deuxième puit. L'ensemble du test se poursuit par des étapes successives d'aspiration / injection par le cône en contact avec les différents réactifs des différents puits. Ces étapes sont bien connues de l'homme du métier. A la fin du test, et tel que représentée figure 3c, une étape de contrôle est réaHsée afin de déterminer si les étapes d'aspiration / injection ont été réalisées correctement. Pour cela, l'automate prélève par le cône (10) un volume déterminé de Hquide (qui peut être un Hquide biologique, un réactif, ou une simple solution aqueuse) dans le dernier puit de la barrette de réaction, et dépose ce volume sur le moyen de contrôle (2). Le Hquide diffuse alors au sein de la deuxième couche tel que présenté dans la figure 2 jusqu'à atteindre la première couche comprenant un colorant. Ce colorant réhydraté diffuse alors jusqu'à atteindre la surface de la deuxième couche de colorant. Lorsque l'injection de Hquide a Heu, l'utilisateur peut visualiser alors aisément la coloration qui diffuse le long de l'écheUe volumétrique caHbré, la diffusion étant proportionnelle au volume injecté. Cela permet ainsi un contrôle quantitatif aisé du test réaHsé précédemment. La figure 4 présente un autre moyen de contrôle selon l'invention. Le moyen de contrôle est alors une pastille colorimetrique, permettant un contrôle quaHtatif des étapes d'aspiration / injection effectués lors du test.
REFERENCES
1. barrette de réaction 2. moyen de contrôle
3. orifice pour le dépôt de Hquide
4. écheUe volumétrique graduée
5. puits de réaction
6. fenêtre de lecture 7. première couche absorbante comprenant un colorant
8. deuxième couche absorbante
9. moyen de protection
10. cône de réaction

Claims

REVENDICATIONS
1. Module de léaction pour l'analyse biologique comprenant au moins un puit de réaction pour l'injection de Hquide biologique et/ou de réactif permettant une réaction biologique déterminée et comprenant au moins un moyen de contrôle de la quantité de Hquide biologique et/ou de réactif injecté caractérisée en ce que le moyen de contrôle est une bandelette colorimetrique caHbrée.
2. Module selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'il comprend une écheUe graduée le long de la bandelette pour une détermination visueUe du volume.
3. Module de réaction pour l'analyse biologique comprenant au moins un puit de réaction pour l'injection de Hquide biologique et/ou de réactif permettant une réaction biologique déterminée et comprenant au moins un moyen de contrôle de la quantité de Hquide biologique et/ou de réactif injecté caractérisée en ce que le moyen de contrôle est une pastille colorimetrique.
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