EP3454986A1 - Laboratoire mobile pour analyse génétique - Google Patents

Laboratoire mobile pour analyse génétique

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EP3454986A1
EP3454986A1 EP17725653.4A EP17725653A EP3454986A1 EP 3454986 A1 EP3454986 A1 EP 3454986A1 EP 17725653 A EP17725653 A EP 17725653A EP 3454986 A1 EP3454986 A1 EP 3454986A1
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EP
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pcr
mobile
space
laboratory
mobile laboratory
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EP17725653.4A
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EP3454986B8 (fr
EP3454986C0 (fr
EP3454986B1 (fr
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Sylvain HUBAC
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Original Assignee
Ministere de lInterieur
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Publication date
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L1/00—Enclosures; Chambers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/10—Integrating sample preparation and analysis in single entity, e.g. lab-on-a-chip concept
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/14—Process control and prevention of errors
    • B01L2200/141—Preventing contamination, tampering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/18—Transport of container or devices
    • B01L2200/185—Long distance transport, e.g. mailing

Definitions

  • the present invention relates to a mobile laboratory for the serial analysis of nucleic acids from a biological sample, particularly in the field of forensics.
  • a team of specialists takes samples (blood samples, bone marrow, oral cells, degraded or non-degraded human biological tissue) on a crime scene. These samples are then packaged and transported by a specialized vehicle to a genetic analysis laboratory to identify the person associated with the sample. Once the identification is made, information on the identity of the person (s) thus identified (s) is transmitted to the competent authorities who take the appropriate measures.
  • the specialized vehicles carrying the samples are at best refrigerated vehicles or at least vehicles equipped with a cooler, no diagnosis can be made within the same vehicle.
  • constraints encountered for the implementation of such a mobile laboratory are the environmental constraints related to the risks of DNA contamination as well as the traditional equipment necessary for the amplification of nucleic acids and in particular the material necessary for sequencing. that are not designed to be moved from their original installation site. These constraints are fundamentally different from those of a laboratory that would be designed to identify pathogens in a CBRN framework (nuclear, radiological, biological and chemical weapons), where the operator would be protected from the outside environment and the dangerousness of the sample, whereas in the case of the mobile laboratory according to the invention, it is sought protection of the sample against contamination by the operator and the external environment / analysis.
  • CBRN framework nuclear, radiological, biological and chemical weapons
  • the technical problem to be solved was therefore to propose a transportable laboratory as close as possible to a crime scene, configured with all the traditional equipment necessary and adapted to enable the identification of individuals by genetic analysis from a sample, under analysis conditions at least as reliable as in a conventional laboratory so as not to be able to question the reliability of the results.
  • This problem must be solved while allowing easy implementation by personnel traditionally performing these operations in a conventional genetic analysis laboratory, without the need for additional training, and at an acceptable cost, particularly for occasional use by the forces police or army where the cost is borne by the community.
  • this mobile laboratory can be transported as close to any type of crime scene regardless of its geographical location.
  • the Applicant has solved this problem by developing a mobile laboratory of simple design, including the genetic analysis equipment used routinely in a traditional laboratory and adapted for the mobile laboratory when it is necessary to move them, not requiring additional staff training, using the same equipment and the same protocols and quickly operational on the crime scene, and likely to be easily transported by road, but also by sea, rail or air.
  • Said mobile laboratory has a configuration which makes it possible to respect the principle of the "step forward" of the treatment of a sample, namely:
  • a first zone in which the sample to be analyzed is inserted into the laboratory and enters the analytical zone where the technical operations preparatory to the PCR gene amplification are performed;
  • Another object of the invention is to provide a mobile laboratory in a vehicle, moving autonomously on the road.
  • the mobile laboratory according to the invention allows the serial analysis of nucleic acids outside the conventional genetics laboratory thus allowing to have a capacity of mass analysis closer to the sampling scene.
  • the delay between the installation of the on-site laboratory, the collection of the biological trace and the determination of the genetic profile is less than three hours for the first twenty-one samples analyzed.
  • the analysis system then generates at least twenty-one additional results every twenty to twenty-five minutes. The delays in obtaining the results are thus considerably reduced compared to the time required for routing and analysis in a conventional laboratory while retaining the advantages of a series of analysis of several tens of samples.
  • This mobile laboratory is designed to respond quickly to crime scenes, for example in the context of a terrorist attack, and to carry out a formal identification of victims or suspects of the offense directly in the area concerned, in order to inform in real time the competent authorities to quickly take the necessary decisions as to the measures to be put in place (confirmation or disruption of the identity of the victim (s) to the families, warrant of arrest against a suspect, call to witness ... ).
  • a biological material collection tool comprising a rod having at least one end a dry absorbent body comprising surfactants and denaturants, eliminates the step of DNA extraction and thus reduces the cost of labor, equipment and laboratory consumables necessary for genetic analysis, while reducing the risk of contamination of the sample.
  • a first object of the present invention relates to a mobile laboratory (1) formed of a transportable mobile container defining a base room, the interior space of said room being isolated from the outside via at least one control system. closure (8), said room comprising:
  • pre-PCR adapted to carry out a pre-amplification step and comprising:
  • post -PCR a second space (3) called "post -PCR" adapted to carry out a nucleic acid amplification step by PCR, sequencing and genotyping comprising:
  • a closure system (4b) between the two spaces (2) and (3) said closure system (4b) making the two spaces (2) and (3) sealed from one another and allowing the transmission of samples between the two spaces (2) and (3); a device guaranteeing an autonomous, continuous and rescued power supply.
  • Said mobile laboratory being adapted to genetic analysis and the identification of an individual from a biological sample directly at the sampling site of said sample.
  • closure system is meant according to the present invention a door, preferably sliding, and allowing sealing between the two spaces it separates once closed.
  • the closure system (8) separates the outside of the mobile laboratory from the post-PCR space.
  • the user of the mobile laboratory according to the invention then enters the said laboratory by the closure system (8) in the post-PCR space, closes the closure system (8), and then returns to the pre-PCR space via the closure system (4). It then closes the closure system (4) to seal between the two spaces.
  • the invention may comprise two closure systems (8), one between the outside of the mobile laboratory (1) and the pre-PCR space (2), and the other closure system between outside the mobile laboratory (1) and the post-PCR space (3).
  • This configuration is shown in Figures 1 and 2.
  • the invention may include an airlock, which is accessed by the closure system (8), which allows a user of the mobile laboratory to access from the outside inside the mobile laboratory, said airlock comprising two additional closure systems, one allowing access to the pre-PCR space (2), and the other to the post-PCR space (3), these two closure systems can not be opened together and both can only open when the closure system (8) between the outside and the airlock is closed, in order to prevent any contamination.
  • said closure system (8) is an airlock with alternating opening.
  • the mobile laboratory according to the invention comprises two airlock chambers, one between the outside of the mobile laboratory (1) and the pre-PCR space (2), and the other between the outside of the laboratory. mobile (1) and post-PCR space (3). Said chambers constitute an area of clothing between the outside and the inside of each analytical zone in which the manipulator can remove his clothing and put on an outfit dedicated to the activities of the laboratory.
  • the closure system (4) between the pre-PCR space and the post-PCR space is an alternating opening lock system (4) between the two spaces (2) and (3) of suitable size for the passage of a sample, said alternating opening lock system (4) making the two spaces (2) and (3) watertight from one another and allowing the sample communication between the two spaces (2 ) and (3).
  • said airlock does not allow the passage of a human being.
  • pre-PCR space (2) is not sized to allow the passage of a human being. Indeed the user of the mobile laboratory enters it inside said laboratory by the closure system (8). This system makes it possible to respect the principle of "walking forward" of the samples (and of the user of the mobile laboratory) and thus to fight at best against the contamination of the samples.
  • the nucleic acid PCR amplification reaction mixture as present in the mobile laboratory pre-PCR space refers to a particular combination of reagents that are necessary to perform an amplification reaction. PCR.
  • the amplification reaction mixture used in each case and the conditions applied to perform the amplification are well known to those skilled in the art.
  • the amplification reaction mixture may comprise one or more sets of primers to ensure that a particular target nucleic acid is subjected to the amplification reaction, as well as enzymes, nucleotides, probes, salts and buffers that may also be needed to perform amplification.
  • the amplification reaction medium can typically amplify STR (Short Tandem Repeat) DNA fragments such as in the kits Identifiler plus and Globalfiler (Lifetechnologies) Said nucleic acid PCR amplification reaction mixture is added in an amount sufficient to saturate the absorbent body of the device according to the invention. It is typically added in an amount of 7.5 to 25 microliters, preferably 12.5 to 15, more preferably 12.5 microliters.
  • STR Short Tandem Repeat
  • the pre-PCR space also comprises at least one bench including one covering a refrigerated chamber of + 4 ° C to -20 ° C (21), a laminar flow hood, at least one container and the small ones.
  • basic materials vortex, centrifuge, plate sealer, micropipettes).
  • the container consists of the well (s) of a plate or bar, e.g. 8-well, 96-well or 384-well and is ready for use for PCR.
  • the container is pre-filled with the nucleic acid PCR amplification reaction mixture.
  • said container also comprises the amplification reaction controls, pre-filled in the container and already added to the ready-to-use amplification mixture.
  • container is meant a container for the absorbent body for contacting the absorbent body of a biological material collection device with the nucleic acid PCR amplification reaction mixture and the PCR and the contacting the amplification products with the sequencing reaction mixture.
  • a container with a capacity of 10 to 350 microliters, or a combination of containers with a capacity of 10 to 200 microliters such as a 96-well PCR microplate, or 384 wells.
  • the container is a 96-well PCR microplate of 100 or 200 microliters.
  • the pre-PCR space is a glove box.
  • glove box is meant according to the present invention a sealed enclosure that allows manipulation in a particular atmosphere. Gloves up to the shoulders, attached to one of the walls, allow access to the interior without confinement ceases. The user places his hands in the gloves and then sees his manipulations through the transparent wall.
  • the Post-PCR space also comprises at least one bench, one of which covers a refrigerated chamber of + 4 ° C to -20 ° C (21) at least one container and small basic materials (vortex, centrifuge , micropipettes, plate sealer).
  • the container is advantageously as described above.
  • Said nucleic acid sequencing reaction mixture as present in the post-PCR space of the mobile laboratory according to the present invention refers to a particular combination of reagents that are necessary to effect sequencing of amplified DNA fragments.
  • the sequencing reaction mixture used in each case and the conditions applied to perform the sequencing by the electrophoresis technique are well known to those skilled in the art.
  • the mixture of the sequencing reaction may comprise formamide as well as a set of known molecular weight DNA fragments commonly referred to as size standard by those skilled in the art. Depending on the size assigned to them, each amplified DNA fragment is identified by comparison with a set of reference DNA fragments commonly referred to as an allelic scale by those skilled in the art.
  • the container is preferably pre-filled with the sequencing reaction mixture of nucleic acid PCR amplification products.
  • said container may also be pre-filled, in addition to the mixture of the sequencing reaction, with a set of reference DNA fragments, commonly referred to as an allelic scale, enabling the identification of the amplification products.
  • a P.C.R. Polymerase Chain Reaction
  • a P.C.R. Polymerase Chain Reaction
  • This PCR analysis device (22) is advantageously a thermal cycler. It can be any commercially available thermal cycler for the equipment of a traditional genetic analysis laboratory. Preferably, it has an electrical plug meeting international standards such as a type A and B type C or C, E and F. Thus it may be for example a thermocycler GeneAmp PCR models System 9700, or Veriti marketed by Thermofisher.
  • a box to facilitate the transport of said PCR analysis device (22) can be used.
  • thermocycler Thermofisher Veriti model
  • Genotyping PCR products is then performed using a sequencer analyzer device (20), called “sequencer”.
  • a gene sequencer (20) is a device capable of automating the DNA sequencing operation. It can be any sequencer (20) that is commercially available for the equipment of a traditional genetic analysis laboratory. Preferably, it has a standard electrical outlet. Thus it may be for example a sequencer (20) model ABI 3500 XL marketed by the company Thermofisher.
  • the sequencer (20) is generally an imposing instrument that can weigh a hundred kilos and sedentary that uses sensitive optical systems may become unstable over time. It is therefore a critical instrument to transport.
  • the optics of the sequencer (20) may be subject to a greater fixation, namely that the optics fixing system of the sequencer (20) has been tighter compared to traditional laboratory use which is traditionally a sedentary use of a tool that is not intended to be moved. This tightening may only be checked during the annual maintenance visit of the instrument.
  • sequencer There are many models of sequencer and it is not possible to define a standard tightening that could be applied to any sequencer of the market, nor those that could be commercialized in the future. Indeed each sequencer has its own otic system and its own original clamping force.
  • a calibration for example by testing the original clamp and then different tightening of the optical system of the sequencer so as to whether it is transported, or subject to conditions similar to a transport (for example by placing sequencer on a plate subjected to controlled movements of back and forth, circular, vibration and oscillations at a magnitude between 500 microns up to 1cm, at a frequency of 5 to 50 Hz), without the optical systems are disrupted.
  • Such a calibration on the capillary electrophoresis systems may for example be carried out using known molecular weight DNA fragments labeled with fluorescent molecules in order to be excited by the laser using the optical system of the sequencer, then to be detected. by the camera.
  • the optics system is disordered then the DNA fragments will not be detected by the camera or at molecular weights different from those expected.
  • the tightening of the optical system can be conventionally carried out using a dynamometric tool such as a screwdriver.
  • all the threads of the optical system of the sequencer can be treated with a weak braking product of the LOCTITE® 221 TM type which is a polymer designed for braking and sealing the threaded connections. Its function is to prevent loosening or leakage due to shock and vibration.
  • the mobile laboratory according to the invention is characterized in that said sequencer (20) is arranged in an anti-vibration transport device.
  • Said anti-vibration transport device is preferably a transport case made to measure with respect to said sequencer (20) and lined with a vibration-damping viscoelastic material such as a damping polymer foam.
  • said viscoelastic material is a polyethylene foam, such as the non-crosslinked polyethylene foam ETHAFOAM 220 and ETHAFOAM 400 marketed by Dow Chemical, which are resilient and robust closed-cell foams with an average density of 35 kg / m3 and 105kg / m3.
  • Another anti-vibration transport device may comprise VIBCABLE type cable dampers marketed by PAULSTRA.
  • a calibration procedure is performed. This is the same procedure as that performed when installing the sequencer (20) when initially delivered to a traditional laboratory.
  • said mobile laboratory may comprise several thermocyclers and / or sequencers in order to increase the number of samples that can be identified over a given period of time.
  • the computer cockpit has also been changed from the standard version: a laptop replaces the sedentary computer.
  • the mobile laboratory comprises a lifting table for transporting the transport boxes of the thermal cycler (22) and / or the sequencer (20) inside and outside the mobile laboratory.
  • the sequencer (20) and the thermal cycler (22) are inserted and removed from the mobile laboratory via a pass alternately opening instrument (6) consisting of a "rolling shutter” or a "pivoting wall” accessible from outside the vehicle and a shutter accessible from inside the laboratory in the post-analytic zone; PCR, to protect the laboratory area from the external environment and the entry of individuals into this area.
  • the mobile laboratory according to the invention comprises at least one instrument-holder (6) and, more preferably, a instrument-holder (6) for each device, consisting of a shutter or a pivoting wall giving access from the each external to an airlock alternately opening with the interior of said laboratory, or advantageously a shutter (6s) or a pivoting wall for the passage of the sequencer and giving access to a sequencer lock, and a shutter (6t) or a pivoting wall for the passage of the thermal cycler, and giving access to a thermocycler airlock;
  • the base of the instrument (6s) of the sequencer (20) can be raised by a mechanical action engaged from inside the post-PCR zone in order to constitute a working plane at standard height (85-90cm from vehicle floor).
  • the storage area of the cover of the transport case of the sequencer (20) is located under the base of the instrument-holder (6s) once it is in the up position.
  • An equivalent instrumentation system (6t) is developed for the thermal cycler (22) without the need for a lifting pedestal.
  • An equivalent roller shutter system for the generator set is developed.
  • the instrument-holders have hooks for securing the instrument transport crates to ensure their maintenance when the vehicle is moving.
  • the critical materials can be inserted and removed from the laboratory without having to enter the analytical zone thus preserving these areas from all soils and contaminations from the external environment.
  • the base of the instrument-holder can also slide towards the outside of the mobile laboratory in order to facilitate the positioning of the instruments in the instrument passage.
  • the mobile laboratory according to the invention also however comprises a generator (7), and a 12v / 220V converter (or 110V) electrical switchboard according to the country of use of the mobile laboratory.
  • the autonomous inverter delivers a voltage with a frequency that is fixed or adjustable by the user. It does not always need a power grid to work; for example a travel converter that plugs into the cigarette lighter socket of a car uses the 12 V DC of the vehicle to generate 120 or 230 V, alternating in 50 or 60 Hz;
  • the device ensuring an autonomous, continuous and rescued power supply is stored in the trunk (9) of the vehicle.
  • the location (5) corresponds to the electrical panel of the laboratory area (12v / 220v converter) and the location of the inverter and associated batteries.
  • the device ensures uninterrupted power supply throughout the PCR amplification and sequencing process.
  • the laboratory according to the invention can thus operate completely autonomously on crime scenes.
  • the mobile laboratory according to the invention is characterized in that it comprises an air conditioning device (13).
  • Said device makes it possible to control the conditions of ambient temperature. Indeed the environmental conditions having an impact on the electrophoresis conditions during the genotyping with the sequencer, it is important to be able to control the ambient temperature to attest that the analyzes are carried out in a temperature range answering the specifications of the sequencer.
  • the laboratory according to the invention has an independent air conditioning device (13) for each pre-PCR and post-PCR space.
  • said device also makes it possible to control the conditions ambient hygrometry and limit the contamination of spaces by dust.
  • said mobile laboratory according to the present invention also comprises a continuous temperature recorder for tracing the conditions of use of the instruments.
  • a refrigerated chamber + 4 ° C / -20 ° C is also present in each zone. Their temperature is also plotted.
  • the mobile laboratory according to the invention is characterized in that it comprises a computing device, such as at least one portable computer, an internal computer network as well as a secure telematic link.
  • a computing device such as at least one portable computer
  • an internal computer network as well as a secure telematic link.
  • Said internal computer network makes it possible to exchange data in the internal perimeter of the mobile laboratory.
  • Said telematic link allows for all over the world to transmit the information and in particular the genetic profiles thus determined for example to an expert or in national or international databases.
  • the telematic link also transmits video via cameras installed in each of the technical zones, which makes it possible to record all the technical operations performed but also to view all these technical operations in real time from outside the mobile laboratory and to distance.
  • Such a telematic link is for example a wireless internet connection means such as a 4G key, or a satellite link associated with an encryption or encryption means.
  • the mobile laboratory according to the present invention comprises an air conditioning device (13), a secure telematic link, and a local computer network.
  • closure system is meant to designate according to the present invention a door, preferably sliding, and allowing sealing between the two spaces that it separates once closed.
  • the closure system (8) separates the outside of the mobile laboratory from the post-PCR space.
  • the user of the mobile laboratory according to the invention then enters the said laboratory by the closure system (8) in the post-PCR space, closes the closure system (8), and then returns to the pre-PCR space via the closure system (4). It then closes the closure system (4) to seal between the two spaces.
  • the user of the mobile laboratory according to the invention can enter inside said laboratory by the closure system (8) in the pre-PCR space and then access via the system of closure (4) at the post-PCR space.
  • the invention may comprise two closure systems (8), one between the outside of the mobile laboratory (1) and the pre-PCR space (2), and the other closure system between outside the mobile laboratory (1) and the post-PCR space (3).
  • This configuration is shown in Figures 1 and 2.
  • said closure system (8) is an airlock with alternating opening.
  • the mobile laboratory according to the invention comprises two airlock chambers, one between the outside of the mobile laboratory (1) and the pre-PCR space (2), and the other closure system between the outside the mobile laboratory (1) and the post-PCR space (3).
  • Said chambers constitute an area of clothing between the outside and the inside of each analytical zone in which the manipulator can remove his clothing and put on an outfit dedicated to the activities of the laboratory.
  • the closure system (4) between the pre-PCR space and the post-PCR space is an alternating opening lock system (4) between the two spaces (2) and (3) of suitable size for the passage of a sample, said alternating opening lock system (4) making the two spaces (2) and (3) watertight from one another and allowing the transmission of samples between the two spaces (2 ) and (3).
  • said airlock does not allow the passage of a human being.
  • each airlock or closure system in the mobile laboratory is equipped with an intercom for communicating with the outside or the other spaces of the mobile laboratory.
  • the mobile laboratory according to the invention is characterized in that it further comprises an additional space (11) Sampling used for biological sampling and may include, for example, sampling tables such as autopsy tables.
  • the mobile laboratory according to the invention is characterized in that it further comprises a sample storage space used for storing the biological samples taken and which may comprise, for example, coolers.
  • the mobile laboratory according to the invention is characterized in that it further comprises an interpretation zone used for the interpretation of the results obtained after sequencing and which may comprise, for example, computers and a link telematics.
  • the mobile laboratory according to the invention is characterized in that it furthermore comprises a meeting zone making it possible to plan the analyzes and to communicate the results obtained.
  • the mobile laboratory according to the invention is characterized in that it comprises a mobile additional space (11) for sampling and / or sampling storage, and / or an interpretation zone. , and / or a meeting area.
  • the mobile laboratory comprises at least one complementary space (11) mountable on the spot at the place of the infringement and forming at least one annex in which said additional sampling space can be installed, said sample storage space, said interpretation area or said meeting area.
  • the total area of the mobile laboratory and its annexes is approximately 40 m2 which is enough space to work in good conditions.
  • the mobile laboratory according to the invention is characterized in that said complementary spaces (11) are mobile.
  • said complementary spaces are inflatable and / or deployable. In particular, they may be deployable walls from the mobile laboratory.
  • the mobile laboratory according to the invention is characterized in that the small basic materials, the reagents and consumables necessary for the analyzes, the PCR analysis device (22), the sequencer (20) and the device guaranteeing autonomous, continuous and emergency power supply are mobile and can be removed from the mobile laboratory after each use of said laboratory.
  • This system makes it possible to optimize the use of the instruments on a daily basis in a mobile laboratory according to the invention but also in a traditional laboratory, and to transfer these instruments to the mobile laboratory only when it is necessary, and without it being necessary. necessary to possess expensive equipment, in particular a PCR analysis device (22) and a sequencer (20) for each of the mobile and traditional laboratories.
  • the laboratory is arranged inside a vehicle.
  • vehicle By vehicle is meant to designate according to the present invention a motorized mobile vehicle, typically a van or a bus.
  • a motorized mobile vehicle typically a van or a bus.
  • said motorized vehicle behaves with a driver's license for passenger vehicles (Permit B in France). This allows in case of emergency intervention to expand the number of people who can bring said mobile laboratory to an area of intervention.
  • the mobile laboratory is arranged directly inside said mobile vehicle.
  • said vehicle has at least one sound and light horn (14) allowing its signaling to other users when en route to the scene of offense and facilitate the transport of the vehicle as quickly and safely as possible .
  • a storage area for said lift table is dedicated in the trunk (9) of the vehicle of the mobile laboratory.
  • the mobile laboratory according to the invention has external electrical outlets (15) for connection to the electrical network, especially if a generator is not used, and electrical outlets internal to the analytical area, as well as lighting in particular if said laboratory does not include windows.
  • the mobile laboratory according to the invention comprises a system for stabilization and horizontal leveling of the vehicle at a standstill which could be useful depending on the configuration of the terrain on the projection site.
  • the mobile laboratory is movable by any means, road, air, rail or sea.
  • the mobile laboratory can be moved by air by being loaded on board a military aircraft, for example of the C-160 TRANSALL type.
  • the mobile laboratory according to the invention is characterized in that it comprises a device for collecting biological material comprising a rod having at at least one end a dry absorbent body comprising surfactants and denaturants.
  • a dry absorbent body comprising surfactants and denaturants.
  • said absorbent body has a surface area of between about 1 and about 3.14 mm 2
  • biological material is intended to mean, according to the present invention, any material derived from a living being, which may be in the form of molecules, organelles, fluids, cell fragments or cells, and present on a biological or non-biological support organic.
  • said biological material comprises nucleic acids, preferably DNA, in a form allowing their amplification by PCR (Polymerase Chain Reaction) and their analysis and / or identification.
  • Said biological material is advantageously selected from the group consisting of physiological body fluids, cells or cell suspensions of humans or animals, in particular a trace of contact, blood, bone marrow, buccal cells, tissue degraded or undegraded human biology or cell suspensions of plants; liquid products, extracts or suspensions of bacteria, fungi, plasmids, parasites or viruses; liquid extracts or homogenates of human or animal body tissues; media derived from nucleic acid synthesis; and mixtures of nucleic acids synthesized chemically or biochemically.
  • the biological material according to the present invention is in particular a trace of contact, blood, bone marrow, buccal cells, degraded or non-degraded human biological tissue.
  • nucleic acids is meant according to the present invention DNA and RNA.
  • DNA and RNA are meant according to the present invention the DNA.
  • absorbent body is meant according to the present invention a dry solid support composed of an absorbent material, natural or synthetic.
  • said absorbent body is selected from the group consisting of cellulose, nitrocellulose, cotton, flocked synthetic fibers, e.g. flocked nylon, hydrophilic polymers, fiberglass, polytetrafluoroethylene, polyester, nylon, rayon, cotton and a porous ceramic. More preferably, said absorbent body is selected from cellulose, and flocked synthetic fibers.
  • said absorbent body is composed of flocked synthetic fibers, preferably flocked nylon fibers, preferably directly on the rod.
  • the fibers are glued to the rod.
  • the fibers are between 1 and 1.5 mm in length and between 0.01 and 0.5 mm in diameter. This configuration makes it possible to obtain the best results in terms of collecting biological material and releasing the nucleic acids of said biological material, combined with simplicity of manufacture and use.
  • the absorbent body again has a major economic interest because this characteristic makes it possible to carry out the amplification of nucleic acids in a reduced reaction volume of 50% compared to the supplier's recommendations and therefore considerably reduce the cost of analyzes of a large number of samples.
  • the tests carried out with the gene amplification kits Identifiler plus and Globalfiler enabled, for example, to demonstrate the effectiveness of the device for a 25 ⁇ PCR reaction volume as recommended by the supplier, but also in a reduced reaction volume. in half that is 12,5 ⁇ 1. It has thus been demonstrated that such a small surface of the absorbent body makes it possible to collect a sufficient quantity of nucleic acids to obtain a genetic profile.
  • Said absorbent body is pre-treated with denaturants and surfactants during its design thus allowing in situ lysis of the cells. It is therefore not necessary to apply on this absorbent body a specific humidification buffer for the lysis of the cells upstream of the collection.
  • surfactants and denaturants agents for cell lysis, denaturation of proteins and extraction of nucleic acids.
  • the surfactants and denaturants may be chosen from a list comprising uric acid or urate salt, tris, SDS guanidine salt, preferably guanidine thiocyanate, Triton XI 00, Tween 20, CHAPS, CHAPS-O, octyl -glucoside, octyl thioglucoside and combinations thereof.
  • the surfactants and denaturants are a combination of uric acid or urate salt, tris, and SDS.
  • the Absorbent body further comprises EDTA.
  • the absorbent body comprises a mixture per cm 2 of 2 micromols of uric acid, 8 micromols of Tris, and 1 mg of SDS.
  • the absorbent body further comprises 0.5 micromols of EDTA.
  • the surfactants and denaturants may be a combination of guanidine salt, preferably guanidine thiocyanate, and Triton XI 00.
  • An effective amount of said agents can be found between 0.01M: 0.01M and 0.4M: 0.4M.
  • the absorbent body may be used in the absorbent body to ensure its safety with respect to human and animal health, if for example the device was to be used on living organisms, for example for medical analysis purposes. Under these conditions, the absorbent body may for example be directly applied in the oral cavity of an individual to collect cells for genetic analysis.
  • the absorbent body thus comprising surfactants and denaturants has the property of trapping and releasing the collected nucleic acids thus made directly available, without delay, for molecular biology applications without it being necessary. to perform a conventional extraction step in the laboratory.
  • said end having said absorbent body of the device is breakable or ejectable.
  • said device comprises a hermetic case in which is inserted the entire device, or a part of the stem and the end of the rod with the absorbent body, excluding the the area of grip and manipulation, or only the absorbent body.
  • the hermetic case comprises a unique identifier, for example by barcode, RFID, or NFC.
  • the unique identifier according to the invention is a barcode.
  • this device may also be coupled to a second collection device consisting of a rod, preferably of a length of approximately 5 to 10 cm, preferably of which end is breakable or ejectable, has an absorbent body allowing the collection of biological material.
  • This second collection device can, for example, enable the preservation and subsequent extraction of nucleic acids for analysis by molecular biology techniques including PCR.
  • the two devices are associated but each inserted into a separate sealed case, preferably identifiable in particular by a barcode, RFID or NFC code.
  • the absorbent body of this second collection device may be of the same size and / or composition as or different from the absorbent body of the first device.
  • said absorbent body of the second device is made of synthetic fibers flocked on the rod or cotton fibers wound around the rod, with an area of between 1 mm 2 and 2 cm 2.
  • the collection device and in particular its absorbent body undergoes at the end of manufacture and before use a treatment by any type of dry sterilization system, in particular gamma irradiation ethylene and plasma.
  • This sterilization treatment prevents contamination of the collection device before use by biological material other than that which will be taken. This allows in particular the collection device to meet the most demanding international recommendations in terms of prevention of any contamination by nucleic acids that do not come from the biological trace taken.
  • the particularly preferred device according to the invention has a solid and dry absorbent body composed of synthetic fibers flocked to the stem, with an area of between about 1 and about 3.14 mm 2, breakable, on a rectilinear stem of 5 to 10 cm length, associated with an identifiable hermetic case.
  • the absorbent body comprises 2 micromols of uric acid, 8 micromols of Tris, 0.5 micromols of EDTA and 1 mg of SDS per cm 2. This particularly preferred device is used without prior wetting of the biological material or the absorbent body before collection.
  • the container consists of the well or wells of a plate or a strip, for example of 8 wells, 96 wells or 384 wells and is ready for use for the PCR.
  • the first container is pre-filled with the nucleic acid PCR amplification reaction mixture.
  • said container also comprises the amplification reaction controls, pre-filled in the container and already added to the ready-to-use amplification mixture.
  • the second container is preferably pre-filled with the sequencing reaction mixture of nucleic acid PCR amplification products.
  • said container may also be pre-filled, in addition to the mixture of the sequencing reaction, with a set of reference DNA fragments, commonly referred to as an allelic scale, enabling the identification of the amplification products.
  • container is meant a container for the absorbent body to effect contact of said absorbent body with the nucleic acid PCR amplification reaction mixture and the PCR and the contacting of the amplification products with the sequencing reaction mixture.
  • a container with a capacity of 10 to 350 microliters, or a combination of containers with a capacity of 10 to 200 microliters such as a 96-well PCR microplate, or 384 wells.
  • the container is a 96-well PCR microplate of 100 or 200 microliters.
  • Figure 1 is a sectional view from above of the mobile laboratory
  • FIG. 2 is a side view of the laboratory entrance
  • FIG. 3 is a front view of the instrument
  • FIG. 4 is a rear view of the vehicle of the mobile laboratory (trunk (9))
  • FIG. 5 is a view of the maximum configuration where the mobile laboratory
  • sampling 11
  • additional space serving as interpretation area and a meeting area (11) these additional spaces being mobile and inflatable relative to the mobile laboratory.
  • the mobile laboratory is compartmentalized into two distinct spaces: pre-PCR and post-PCR physically separated and separate personal access.
  • the principle of forward movement of personnel and samples is respected: the samples are introduced into the laboratory by the alternating opening door opening communicating between the trunk (9) of the vehicle and the pre-PCR laboratory area.
  • the samples pass from the pre-PCR to the post-PCR via another drier.
  • Sampling / traceability of samples can be achieved by deploying a modular extension from the rear of the vehicle.
  • the exploitation of the data and the communication of the results can be carried out by the deployment of a lateral modular extension giving access to the entrance locks of the laboratory zones.
  • a 4G network secure and mobile computer network equips the vehicle to transmit test results directly into European genetic databases.
  • the technicians communicate with each other via an intercom positioned at each sample drip tray. Ditto between the airlock and the laboratory zone.
  • HSIE rules are also taken into account (presence of a fire extinguisher, containers for the management of DASRI and a pharmacy kit in

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Abstract

La présente invention a pour objet un laboratoire mobile ( 1 ) formé d'un conteneur mobile transportable définissant un local de base, l'espace intérieur dudit local étant isolé de l'extérieur par l'intermédiaire d'au moins un système de fermeture (8), ledit local comportant : au moins deux espaces distincts l'un de l'autre i. Le premier espace (2) dit « pré-PCR » adapté à la réalisation d'une étape de pré-amplification et comportant : • Un mélange de réaction d'amplification par PCR d'acides nucléiques • Un récipient ii. un deuxième espace (3) dit « post -PCR » adapté à la réalisation d'une étape d'amplification d'acides nucléique par PCR, de séquençage et de genotypage comportant : • Un dispositif d' analyse PCR (22) • Un séquenceur (20) • Un mélange de réaction de séquençage • Un récipient un système de sas à ouverture alternée (4a) entre l'extérieur et la zone pré-PCR (2) de taille adaptée pour le passage d'un échantillon, ledit système de sas à ouverture alternée (4) permettant la transmission d'échantillons entre l'extérieur et l'espace pré- PCR (2); un système de fermeture (4b) entre les deux espaces (2) et (3) ledit système de fermeture (4b) rendant les deux espaces (2) et (3) étanches l'un de l'autre et permettant la transmission d'échantillons entre les deux espaces (2) et (3); un dispositif garantissant une alimentation électrique autonome, continue et secourue ledit laboratoire mobile étant adapté à l'analyse génétique et l'identification d'un individu à partir d'un échantillon biologique directement sur le lieu de prélèvement dudit échantillon en particulier dans le domaine de la criminalistique.

Description

Laboratoire mobile pour analyse génétique
La présente invention a pour objet un laboratoire mobile pour l'analyse en série d'acides nucléiques à partir d'un échantillon biologique, en particulier dans le domaine de la criminalistique.
Elle concerne le domaine technique des laboratoires mobiles rapidement transportables sur un lieu, en particulier des scènes d'infractions (scène de crime par exemple) en vue de la détection et de l'identification rapide, en particulier de l'identité de personnes, à partir d'un échantillon biologique.
Généralement, une équipe de spécialistes prélève des échantillons (prélèvement de sang, de la moelle osseuse, des cellules buccales, du tissu biologique humain dégradé ou non dégradé) sur une scène d'infraction. Ces échantillons sont ensuite conditionnés puis transportés par un véhicule spécialisé vers un laboratoire d'analyse génétique afin d'identifier la personne associée à l'échantillon. Une fois que l'identification est effectuée, les informations sur l'identité de la ou les personne(s) ainsi identifiée(s) sont transmises aux autorités compétentes qui prennent les mesures adéquates.
Les véhicules spécialisés acheminant les échantillons sont au mieux des véhicules frigorifiques ou à minima des véhicules équipés d'une glacière, aucun diagnostic ne pouvant être effectué à l'intérieur même dudit véhicule. En outre, il existe très peu de centres ayant un laboratoire d'analyse génétique accrédité pour l'identification de personnes si bien que le temps de transport des échantillons depuis la scène d'infraction jusqu'au laboratoire d'analyse peut prendre plusieurs heures, voir plusieurs jours en fonction de l'étendu du territoire, des conditions d'accès à la scène d'infraction, de sa localisation par rapport au laboratoire d'analyses le plus proche et les moyens de transport à disposition comme par exemple pour le crash aérien de la Germanwings intervenu le 24 Mars 2015 où un avion s'est écrasé au cœur des Alpes Françaises. Ce laps de temps qui s'écoule entre le prélèvement des échantillons et la transmission des informations sur l'identité des personnes associées aux échantillons aux autorités compétentes n'est donc pas optimal, ce qui est fortement préjudiciable dans des situations particulièrement sensibles où le temps nécessaire à l'obtention des résultats d'analyses est un paramètre crucial. A ce jour, des modèles de laboratoire dits mobiles sont proposés sur le marché mais leur activité est dédiée à la détection de pathogènes (virologie, bactériologie), de substances chimiques ou plus généralement de laboratoires militaires de campagne aux fins de soins médicaux et d'analyses biologiques simples. Toutefois, aucun de ces laboratoires mobiles ne permet de mettre en œuvre des analyses génétiques, en particulier humaines (ADN ou ARN) complètes du prélèvement jusqu'à la détermination avec certitude de l'identité de la personne associée à l'échantillon, depuis le lieu d'échantillonnage, avec le respect des contraintes liés aux risques de contamination et donc de mauvaise identification de personne propre au domaine de la criminalistique.
Les contraintes rencontrées pour la mise en oeuvre d'un tel laboratoire mobile sont les contraintes d'environnement liées aux risques de contamination ADN ainsi qu'au matériel traditionnel nécessaire pour l'amplification d'acides nucléiques et en particulier le matériel nécessaire pour le séquençage qui ne sont pas conçus pour être déplacés de leur site initial d'installation. Ces contraintes sont fondamentalement différentes de celles d'un laboratoire qui serait conçu pour identifier des agents pathogènes dans un cadre NRBC (arme nucléaire, radiologique, biologique et chimique), où l'on chercherait à protéger l'opérateur de l'environnement extérieur et de la dangerosité de l'échantillon, alors que dans le cas du laboratoire mobile selon l'invention, il est recherché la protection de l'échantillon contre la contamination par l'opérateur et l'environnement extérieur/d'analyse.
Le problème technique à résoudre était donc de proposer un laboratoire transportable au plus près d'une scène d'infraction, configuré avec tout le matériel traditionnel nécessaire et adapté pour permettre de réaliser des identifications de personnes par analyse génétique à partir d'un échantillon, dans des conditions d'analyses au moins aussi fiables que dans un laboratoire conventionnel afin de ne pas pouvoir remettre en cause la fiabilité des résultats. Ce problème doit être résolu tout en permettant une mise en œuvre facile par un personnel réalisant traditionnellement ces opérations dans un laboratoire classique d'analyse génétique, sans besoin de formation supplémentaire, et à un coût acceptable, en particulier pour une utilisation ponctuelle par les forces de police ou armée où le coût est pris en charge par la collectivité. Enfin il est souhaitable que ce laboratoire mobile puisse être acheminé au plus près de n'importe quel type de scènes d'infraction quelque soit sa localisation géographique.
La Demanderesse a résolu ce problème en mettant au point un laboratoire mobile de conception simple, comportant les matériels d'analyse génétique utilisés en routine dans un laboratoire traditionnel et adapté pour le laboratoire mobile lorsqu'il est nécessaire de les déplacer, ne nécessitant pas de formation supplémentaire du personnel car utilisant les mêmes matériels et les mêmes protocoles et rapidement opérationnel sur la scène d'infraction, et susceptible d'être acheminé facilement par la route, mais également par voie maritime, ferroviaire ou aérienne.
Ledit laboratoire mobile a une configuration qui permet de respecter le principe de la « marche en avant » du traitement d'un échantillon, à savoir :
une première zone dans laquelle l'échantillon à analyser est inséré dans le laboratoire et rentre dans la zone analytique où sont réalisées les opérations techniques préparatoires à l'amplification génique par PCR ;
une seconde zone où est réalisée à la fois l'amplification génique par PCR dans le thermocycleur (22), la mise en contact des produits d'amplification avec le mélange de réaction de séquençage, et le séquençage. Un autre but de l'invention est de proposer un laboratoire mobile dans un véhicule, se déplaçant de manière autonome sur la route.
Le laboratoire mobile selon l'invention permet l'analyse en série d'acides nucléiques hors du laboratoire de génétique conventionnel permettant ainsi de disposer d'une capacité d'analyse de masse au plus près de la scène de prélèvement. Par cette méthode de collecte et d'analyse, le délai entre l'installation du laboratoire sur site, la collecte de la trace biologique et la détermination du profil génétique est de moins de trois heures pour les premiers vingt et un échantillons analysés. Le système d'analyse permet ensuite de générer au moins vingt et un résultats supplémentaires toutes les vingt à vingt cinq minutes. Les délais d'obtention des résultats sont ainsi considérablement réduits par rapport au temps nécessaire à l'acheminement et à l'analyse dans un laboratoire classique tout en conservant les avantages d'une production d'analyses en série de plusieurs dizaines de prélèvements.
Ce laboratoire mobile est conçu pour intervenir rapidement sur des scènes d'infraction, par exemple dans le cadre d'un attentat terroriste et pour effectuer directement sur la zone concernée une identification formelle de victimes ou de suspects de l'infraction, afin d'informer en temps réel les autorités compétentes pour prendre rapidement les décisions qui s'imposent quant aux mesures à mettre en place (confirmation ou infïrmation de l'identité de la ou les victimes aux familles, mandat d'arrêt à l'encontre d'un suspect, appel à témoin...).
Enfin, l'utilisation, pour le prélèvement de l'échantillon à analyser dans le laboratoire mobile selon l'invention, d'un outil de collection de matériel biologique comprenant une tige présentant à au moins une extrémité un corps absorbant sec comprenant des agents surfactants et dénaturants, permet d'éliminer l'étape d'extraction d'ADN et donc de réduire le coût de la main d'œuvre, des équipements et des consommables de laboratoire nécessaires pour l'analyse génétique, tout en diminuant les risques de contamination de l'échantillon.
Un premier objet de la présente invention concerne un laboratoire mobile (1) formé d'un conteneur mobile transportable définissant un local de base, l'espace intérieur dudit local étant isolé de l'extérieur par l'intermédiaire d'au moins un système de fermeture (8), ledit local comportant :
o au moins deux espaces distincts l'un de l'autre
i. Le premier espace (2) dit « pré-PCR » adapté à la réalisation d'une étape de pré-amplification et comportant :
• Un mélange de réaction d'amplification par PCR d'acides nucléiques
• Un récipient
ii. un deuxième espace (3) dit « post -PCR » adapté à la réalisation d'une étape d'amplification d'acides nucléiques par PCR, de séquençage et de génotypage comportant :
• Un dispositif d'analyse PCR (22)
• Un séquenceur (20)
• Un mélange de réaction de séquençage
• Un récipient
o un système de sas à ouverture alternée (4a) entre l'extérieur et la zone pré-PCR (2) de taille adaptée pour le passage d'un échantillon, ledit système de sas à ouverture alternée (4a) permettant la transmission d'échantillons entre l'extérieur et l'espace pré-PCR (2);
o un système de fermeture (4b) entre les deux espaces (2) et (3) ledit système de fermeture (4b) rendant les deux espaces (2) et (3) étanches l'un de l'autre et permettant la transmission d'échantillons entre les deux espaces (2) et (3); un dispositif garantissant une alimentation électrique autonome, continue et secourue. Ledit laboratoire mobile étant adapté à l'analyse génétique et l'identification d'un individu à partir d'un échantillon biologique directement sur le lieu de prélèvement dudit échantillon.
Par système de fermeture, on entend désigner selon la présente invention une porte, de préférence coulissante, et permettant l'étanchéité entre les deux espaces qu'elle sépare une fois fermée.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le système de fermeture (8) sépare l'extérieur du laboratoire mobile de l'espace post-PCR. L'utilisateur du laboratoire mobile selon l'invention rentre alors à l'intérieur du dit laboratoire par le système de fermeture (8) dans l'espace de post-PCR, referme le système de fermeture (8), puis rentre dans l'espace de pré-PCR par l'intermédiaire du système de fermeture (4). Il referme ensuite le système de fermeture (4) afin d'assurer l'étanchéité entre les 2 espaces.
De manière préférée, l'invention peut comprendre deux systèmes de fermeture (8), l'un entre l'extérieur du laboratoire mobile (1) et l'espace pré-PCR (2), et l'autre système de fermeture entre l'extérieur du laboratoire mobile (1) et l'espace post-PCR (3). C'est cette configuration qui est présentée aux figures 1 et 2.
De manière alternative, l'invention peut comprendre un sas, auquel on accède par le système de fermeture (8), qui permet à un utilisateur du laboratoire mobile d'accéder depuis l'extérieur à l'intérieur du laboratoire mobile, ledit sas comprenant deux systèmes de fermeture supplémentaire, l'un permettant d'accéder à l'espace pré- PCR (2), et l'autre à l'espace post-PCR (3), ces deux systèmes de fermeture ne pouvant pas être ouverts ensemble, et l'un et l'autre ne pouvant s'ouvrir que lorsque le système de fermeture (8) entre l'extérieur et le sas est fermé, ceci afin de prévenir toute contamination.
De préférence, ledit système de fermeture (8) est un sas, à ouverture alternée. De manière particulièrement préférée, le laboratoire mobile selon l'invention comprend deux sas, l'un entre l'extérieur du laboratoire mobile (1) et l'espace pré-PCR (2), et l'autre entre l'extérieur du laboratoire mobile (1) et l'espace post-PCR (3). Lesdits sas constituent une zone d'habillement entre l'extérieur et l'intérieur de chaque zone analytique dans lequel le manipulateur peut retirer sa tenue vestimentaire et revêtir une tenue dédiée aux activités du laboratoire. De manière préférée, le système de fermeture (4) entre l'espace pré-PCR et l'espace post-PCR est un système de sas à ouverture alternée (4) entre les deux espaces (2) et (3) de taille adapté pour le passage d'un échantillon, ledit système de sas à ouverture alternée (4) rendant les deux espaces (2) et (3) étanches l'un de l'autre et permettant le communication d'échantillon entre les deux espaces (2) et (3). De préférence, ledit sas ne permet pas le passage d'un être humain.
De manière préférée, le système de sas à ouverture alternée (4a) entre l'extérieur et la zone pré-PCR (2) de taille adaptée pour le passage d'un échantillon, permettant la transmission d'échantillons entre l'extérieur et l'espace pré-PCR (2), n'est pas de taille à permettre le passage d'un être humain. En effet l'utilisateur du laboratoire mobile rentre lui à l'intérieur du dit laboratoire par le système de fermeture (8). Ledit système permet de respecter le principe de « marche en avant » des échantillons (et de l'utilisateur du laboratoire mobile) et donc de lutter au mieux contre la contamination des échantillons. En particulier l'absence d'un tel système de sas à ouverture alternée (4a), qui imposerait de passer les échantillons par le système de fermeture (8) n'est pas l'idéal dans le processus de la marche en avant qui doit différencier la marche en avant des échantillons de celles des utilisateurs du laboratoire mobile pour lutter au mieux contre la contamination ADN des échantillons.
ESPACE PRE-PCR
Le mélange de réaction d'amplification par PCR d'acides nucléiques tel que présent dans l'espace de pré-PCR du laboratoire mobile selon la présente invention fait référence à une combinaison particulière de réactifs qui sont nécessaires pour effectuer une réaction d'amplification par PCR. Le mélange de réaction d'amplification utilisé dans chaque cas et les conditions appliquées pour effectuer l'amplification sont bien connues de l'Homme du métier. Par exemple, le mélange de réaction d'amplification peut comprendre un ou plusieurs ensembles d'amorces pour veiller à ce qu'un acide nucléique cible particulier soit soumis à la réaction d'amplification, ainsi que des enzymes, des nucléotides, des sondes, des sels et des tampons qui peuvent également être nécessaires pour effectuer une amplification. Le milieu de réaction d'amplification peut amplifier typiquement des fragments d'ADN de type STR (Short Tandem Repeat) tels que dans les kits Identifiler plus et Globalfiler (Lifetechnologies) Ledit mélange de réaction d'amplification par PCR d'acides nucléiques est ajouté en quantité suffisante pour saturer le corps absorbant du dispositif selon l'invention. Il est typiquement ajouté en une quantité de 7, 5 à 25 microlitres, de préférence 12,5 à 15, de manière encore préférée 12,5 microlitres.
De manière avantageuse, l'espace de Pré-PCR comprend également au moins une paillasse dont une recouvrant une enceinte réfrigérée de +4°C à -20°C (21), une hotte à flux laminaire, au moins un récipient et les petits matériels de base (vortex, centrifugeuse, scelleuse de plaques, micropipettes).
De manière préférée le récipient consiste en le ou les puits d'une plaque ou une barrette, par exemple de 8 puits, 96 puits ou 384 puits et est prêt à l'emploi pour la PCR. Ainsi, de préférence, le récipient est pré-rempli avec le mélange de réaction d'amplification par PCR d'acides nucléiques. De manière avantageuse, ledit récipient comprend également les témoins de réaction d'amplification, pré-remplis dans le récipient et déjà ajoutés dans le mélange d'amplification prêt à l'emploi.
Par récipient on entend un récipient pour le corps absorbant afin d'effectuer la mise en contact du corps absorbant d'un dispositif de collection de matériel biologique avec le mélange de réaction d'amplification par PCR d'acides nucléiques et la PCR ainsi que la mise en contact des produits d'amplification avec le mélange de réaction de séquençage. On entend par exemple désigner selon la présente invention un récipient d'une contenance de 10 à 350 microlitres, ou une combinaison de récipients d'une contenance de 10 à 200 microlitres tel qu'une microplaque PCR de 96 puits, ou de 384 puits. De préférence, le récipient est une microplaque PCR de 96 puits de 100 ou 200 microlitres.
Dans un mode de réalisation de l'invention, l'espace de pré-PCR est une boite à gants. Par boîte à gants on entend désigner selon la présente invention une enceinte étanche qui permet des manipulations dans une atmosphère particulière. Des gants montant jusqu'aux épaules, fixés à une des parois, permettent d'accéder à l'intérieur sans que le confinement cesse. L'utilisateur place ses mains dans les gants et voit alors ses manipulations à travers la paroi transparente.
ESPACE POST-PCR
De manière avantageuse, l'espace de Post-PCR comprend également au moins une paillasse dont une recouvrant une enceinte réfrigérée de +4°C à -20°C (21) au moins un récipient et les petits matériels de base (vortex, centrifugeuse, micropipettes, scelleuse de plaques). Le récipient est avantageusement tel que décrit ci-avant. Ledit mélange de réaction de séquençage des acides nucléiques tel que présent dans l'espace de post-PCR du laboratoire mobile selon la présente invention fait référence à une combinaison particulière de réactifs qui sont nécessaires pour effectuer un séquençage de fragments d'ADN amplifiés. Le mélange de réaction de séquençage utilisé dans chaque cas et les conditions appliquées pour réaliser le séquençage par la technique de l'électrophorèse sont bien connues de l'Homme du métier. Par exemple, le mélange de la réaction de séquençage peut comprendre de la formamide ainsi qu'un ensemble de fragments d'ADN de poids moléculaire connus, communément appelé standard de taille par l'Homme du métier. En fonction de la taille qui leur est attribuée, chaque fragment d'ADN amplifié est identifié par comparaison avec un ensemble de fragments d'ADN de référence communément appelé échelle allélique par l'Homme du métier.
Le récipient est de préférence pré-rempli avec le mélange de réaction de séquençage des produits d'amplification par PCR d'acides nucléiques. De manière avantageuse ledit récipient peut également être pré-rempli, en complément du mélange de la réaction de séquençage, d'un ensemble de fragments d'ADN de référence, appelé communément échelle allélique, permettant l'identification des produits d'amplifications.
Selon encore une caractéristique avantageuse de l'invention, un dispositif d'analyse P.C.R. (Polymerase Chaîne Reaction) est agencé dans l'espace post-PCR de manière à ce que le personnel puisse sélectionner et multiplier un gène ou une fraction de chaîne identifiable d'ADN ou d'ARN en vue d'identifier la personne associée à l'échantillon biologique, en moins de deux heures.
Ce dispositif d' analyse PCR (22) est avantageusement un thermocycleur. Il peut s'agir de tout thermocycleur que l'on trouve dans le commerce pour l'équipement d'un laboratoire traditionnel d'analyse génétique. De manière préférée, il dispose d'une prise électrique répondant aux standards internationaux comme par exemple une prise de type A et B ou de type C, E et F. Ainsi il peut s'agir par exemple d'un thermocycleur de modèles GeneAmp PCR System 9700, ou Veriti commercialisés par la société Thermofisher.
De manière avantageuse, une caisse pour faciliter le transport dudit dispositif d'analyse PCR (22) peut être utilisée.
Des tests comparatifs de performance d'amplification d'ADN par PCR ont été effectués avec un même thermocycleur (modèle Veriti de Thermofisher) en Laboratoire conventionnel et dans le laboratoire mobile après avoir circulé 800 km, sans test particulier de calibration et ont fournis les mêmes résultats.
Le génotypage des produits de PCR est ensuite effectué à l'aide d'un dispositif analyseur séquenceur (20), dit «séquenceur ». Un séquenceur (20) de gènes est un appareil capable d'automatiser l'opération de séquençage de l'ADN. Il peut s'agir de tout séquenceur (20) que l'on trouve dans le commerce pour l'équipement d'un laboratoire traditionnel d'analyse génétique. De manière préférée, il dispose d'une prise électrique standard. Ainsi il peut s'agir par exemple d'un séquenceur (20) de modèle ABI 3500 XL commercialisés par la société Thermofisher.
Le séquenceur (20) est généralement un instrument imposant pouvant peser une centaine de kilos et sédentaire qui utilise des systèmes optiques sensibles susceptibles de se dérégler dans le temps. Il constitue donc un instrument critique à transporter. A cet effet, de manière avantageuse dans le cadre de la présente invention, les optiques du séquenceur (20) peuvent faire l'objet d'une fixation plus importante, à savoir que le système de fixation des optiques du séquenceur (20) a été resserré par rapport à une utilisation en laboratoire traditionnel qui est traditionnellement une utilisation sédentaire d'un outil qui n'est pas destiné à être déplacé. Ce resserrage peut n'être vérifié que lors de la visite annuelle de maintenance de l'instrument.
Il existe de nombreux modèles de séquenceur et il n'est possible de définir un resserage standard qui pourrait être appliqué à tout séquenceur du marché, ni ceux qui pourrait être commercialisés dans le futur. En effet chaque séquenceur possède son propre système d'otique et sa propre force de serrage d'origine.
C'est l'Homme du métier qui est à même d'évaluer, pour le modèle de séquenceur qu'il souhaite utiliser dans le cadre de l'invention, c'est à dire dans un laboratoire mobile avec une étape de transport susceptible de dérégler le système d'optique dudit séquenceur, si il y a lieu de resserrer ledit système d'optique et en quelle proportion.
Il pourra pour cela et classiquement s'aider des informations données par le constructeur du séquenceur et pourra conformément à ses connaissances générales procéder à un étalonnage par exemple en testant le serrage d'origine puis différent reserrages du système d'optique du séquenceur de manière à ce qu'il soit transporté, ou soumis à des conditions similaires à un transport (par exemple en plaçant ledit séquenceur sur une plaque soumise à des mouvements contrôlés de va et vient, circulaires, vibrations et oscillations à une magnitude entre 500 microns jusqu'à 1cm, à une fréquence de 5 à 50 Hz) , sans que les systèmes optiques ne se dérèglent.
Un tel étalonnage sur les systèmes d'électrophorèse capillaire peut par exemple être effectué en utilisant des fragments d'ADN de poids moléculaires connus marqués par des molécules fluorescentes pour pouvoir être excités par le laser utilisant le système d'optique du séquenceur, puis être détecté par la caméra.
Si le système d'optique est déréglé alors les f agments d'ADN ne seront pas détectés par la caméra ou à des poids moléculaires différents de ceux attendus. Le resserage du système d' optiques peut être classiquement réalisé à P aide d' un outil dynamometrique tel un tournevis.
De manière préféré, préalablement au resserage des optiques, tous les filetages du système d'optique du séquenceur peuvent recevoir un traitement avec un produit de freinage faible de type LOCTITE® 221™ qui est un polymère conçu pour le freinage et Pétanchéité des assemblages filetés. Il a pour fonction d'empêcher le desserrage ou les fuites dus aux chocs et aux vibrations.
A titre d'exemple, on décrira ci-après le resserage du système d'optique du séquenceur de la marque Thermofisher, modèle 3500 XL. Préalablement au resserage des optiques, tous les filetages reçoivent un traitement avec un produit de freinage faible LOCTITE® 221™.
Les écrous hexagonaux type M3, côte 5.5 mm dont la valeur initiale du couple de serrage n'excède pas 20 cN.M sont resserés à l'aide d'un tournevis dynamometrique jusqu'à obtenir un couple de serrage avec leur boulon de 35 cN.M (centiNewton- mètre). Les têtes de boulons six pans creuses (BTR), M2.5 mm, dont la valeur initiale du couple de serrage n'excède pas 20 cN.M sont resserés à l'aide d'un tournevis dynamometrique jusqu'à obtenir un couple de serrage avec leur boulon de 40 cN.M.
Il est observé en moyenne que le couple de serrage des têtes de boulons avec leur boulon des systèmes d'optique de plusieurs séquenceurs disponibles sur le marché n'excède pas 20 cN.M
De manière préférée selon l'invention, le laboratoire mobile selon l'invention est caractérisé en ce que ledit séquenceur (20) est agencé dans un dispositif de transport anti-vibration. Ledit dispositif de transport anti- vibration est de manière préférée une caisse de transport réalisée sur mesure par rapport audit séquenceur (20) et garni d'un matériau visco- élastiques amortissant les vibrations tel qu'une mousse en polymère amortissante. De manière avantageuse, ledit matériau visco-élastique est une mousse de polyéthylène, telle que la mousse de polyéthylène non réticulée ETHAFOAM 220 et ETHAFOAM 400 commercialisées par Dow Chemical, qui sont des mousses à cellules fermées résiliente et robuste de densité moyenne respectives de 35kg/m3 et 105kg/m3.
Un autre dispositif de transport anti- vibrations peut comprendre des amortisseurs à câble de type VIBCABLE commercialisés par PAULSTRA.
De manière préférée, après chaque déplacement du laboratoire mobile et avant l'utilisation du séquenceur (20) pour une analyse génétique, une procédure de calibration est effectuée. Il s'agit de la même procédure que celle effectuée à l'installation du séquenceur (20) lors de sa livraison initiale dans un laboratoire traditionnel.
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, ledit laboratoire mobile peut comprendre plusieurs thermocycleurs et/ou plusieurs séquenceurs afin d'augmenter le nombre d'échantillons qui peuvent être identifiés sur un laps de temps donné.
De manière avantageuse, le poste de pilotage informatique a été également changé par rapport à la version standard: un ordinateur portable remplace l'ordinateur sédentaire.
Les tests comparatifs de performance effectués en laboratoire conventionnel et dans le laboratoire mobile avec un séquenceur (20) de modèle ABI 3500 XL commercialisés par la société Thermofisher, ont fourni les mêmes résultats.
De manière avantageuse, le laboratoire mobile selon l'invention comprend une table élévatrice pour transporter les caisses de transport du thermocycleur (22) et/ou du séquenceur (20) à l'intérieur puis à l'extérieur du laboratoire mobile. Afin d'éviter la contamination d'ADN humain qui est un facteur critique de l'analyse ADN en criminalistique, le séquenceur (20) et le thermocycleur (22) sont insérés et retirés du laboratoire mobile, par l'intermédiaire d'un passe-instrument (6) à ouverture alternée constituée d'un "volet roulant" ou d'une 'paroi pivotante' accessible de l'extérieur du véhicule et d'un volet roulant accessible de l'intérieur du laboratoire dans la zone analytique post-PCR, permettant de protéger la zone laboratoire de l'environnement extérieur et de l'entrée d'individus dans cette zone. De préférence le laboratoire mobile selon l'invention comprend au moins un passe- instrument (6) et de manière plus préférée un passe-instrument (6) par appareil, constitué d'un volet roulant ou d'une paroi pivotante donnant accès depuis l'extérieur chacun à un sas ouvrant de manière alternée avec l'intérieur dudit laboratoire, soit avantageusement un volet roulant (6s) ou une paroi pivotante pour le passage du séquenceur et donnant accès à un sas séquenceur, et un volet roulant (6t) ou une paroi pivotante pour le passage du thermocycleur, et donnant accès à un sas thermocycleur ;
Typiquement, le socle du passe-instrument (6s) du séquenceur (20) peut s'élever par une action mécanique engagée de l'intérieur de la zone post-PCR afin de constituer un plan de travail à hauteur standard (85-90cm du sol du véhicule). Une fois en position haute, la zone de stockage du couvercle de la caisse de transport du séquenceur (20) se situe sous le socle du passe-instrument (6s) une fois celui-ci en position haute. Un système équivalent de passe-instrument (6t) est développé pour le thermocycleur (22) sans la nécessité de disposer d'un socle élévateur. Un système équivalent de volet roulant pour le groupe électrogène est développé.
Les passes-instruments disposent de crochets d'arrimage des caisses de transport des instruments pour assurer leur maintien lorsque le véhicule roule.
En fonctionnement, les instruments restent dans le socle de leur caisse de transport.
Ainsi, les matériels critiques peuvent être insérés et retirés du laboratoire sans pour cela avoir nécessité de pénétrer dans la zone analytique préservant ainsi ces zones de toutes souillures et contaminations provenant de l'environnement extérieur.
De manière préférée selon l'invention, le socle du passe-instrument peut également coulisser vers l'extérieur du laboratoire mobile afin de faciliter le positionnement des instruments dans le passe instrument. DISPOSITIF ELECTRIQUE AUTONOME
Par dispositif garantissant une alimentation électrique autonome, continue et secourue, on entend désigner selon la présente invention un onduleur autonome de courant associé à des batteries permettant de prévenir les microcoupures du courant et de fournir l'énergie nécessaire pour fonctionner sans courant ou groupe électrogène (7). De manière avantageuse, le laboratoire mobile selon l'invention comprend toutefois également un groupe électrogène (7), et un tableau électrique convertisseur 12v/220V (ou 110V selon les pays d'utilisation du laboratoire mobile). L'onduleur autonome délivre une tension avec une fréquence soit fixe, soit ajustable par l'utilisateur. Il n'a pas toujours besoin de réseau électrique pour fonctionner ; par exemple un convertisseur de voyage que l'on branche sur la prise allume-cigare d'une voiture utilise le 12 V continu du véhicule pour générer du 120 ou 230 V, alternatif en 50 ou 60 Hz ;
De manière préférée, le dispositif garantissant une alimentation électrique autonome, continue et secourue est stocké dans le coffre (9) du véhicule. Dans la figure 1 l'emplacement (5) correspond au tableau électrique de la zone laboratoire (convertisseur 12v/220v) et l'emplacement de l'onduleur et des batteries associées.
Ledit dispositif garantit une alimentation électrique ininterrompue durant tout le processus d'amplification par PCR et le séquençage.
Le laboratoire conforme à l'invention peut ainsi fonctionner de manière totalement autonome sur les scènes d'infractions.
CLIMATISATION
De manière préférée selon l'invention, le laboratoire mobile selon l'invention est caractérisé en ce qu'il est comprend un dispositif de climatisation (13) . Ledit dispositif permet de maîtriser les conditions de température ambiante. En effet les conditions environnementales ayant un impact sur les conditions delectrophorese lors du genotypage avec le séquenceur, il est important de pouvoir contrôler la température ambiante pour attester que les analyses sont réalisées dans une plage de température répondant aux spécifications du séquenceur.
De manière préférée, le laboratoire selon l'invention dispose d'un dispositif de climatisation (13) indépendant pour chaque espace pré -PCR et post-PCR. De manière avantageuse, ledit dispositif permet également de maîtriser les conditions d'hygrométrie ambiante et limiter la contamination des espaces par les poussières.
Dans le cadre d'analyses génétiques, il est souhaitable de maintenir les conditions de température constantes, de préférence autour de 21°C, dans les espaces de pré-PCR et post-PCR.
De manière avantageuse, ledit laboratoire mobile selon la présente invention comprend également un enregistreur de température en continue permettant de tracer les conditions d'utilisation des instruments. Une enceinte réfrigérée +4°C/-20°C est également présente dans chaque zone. Leur température est également tracée. Ces enceintes peuvent fonctionner lorsque le laboratoire est mobile permettant d'assurer ainsi une continuité dans la maîtrise de la chaîne du froid qui garanti la préservation des réactifs et des consommables.
LIAISON TELEMATIQUE ET RESEAU INFORMATIQUE
De manière préférée selon l'invention, le laboratoire mobile selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif informatique, tel qu'au moins un ordinateur portable, un réseau informatique interne ainsi qu'un une liaison télématique sécurisée. Ledit réseau informatique interne permet d'échanger des données dans le périmètre interne du laboratoire mobile. Ladite liaison télématique permet quant à elle en tout point du globe terrestre de transmettre les informations et en particulier les profils génétiques ainsi déterminés par exemple à un expert ou dans les bases de données nationales ou internationales.
La liaison télématique permet de transmettre également de la vidéo via des caméras installées dans chacune des zones techniques ce qui permet d'enregistrer toutes les opérations techniques réalisées mais également de visualiser toutes ces opérations techniques en temps réel depuis l'extérieur du laboratoire mobile et à distance.
Une telle liaison télématique est par exemple un moyen de connexion à internet sans fil tel une clé 4G, ou une liaison satellite, associée à un moyen de cryptage ou de chiffrement.
De manière préférée, le laboratoire mobile selon la présente invention comprend un dispositif de climatisation (13), une liaison télématique sécurisée, et un réseau informatique local.
SYSTEME DE FERMETURE et SAS
Par système de fermeture, on entend désigner selon la présente invention une porte, de préférence coulissante, et permettant l'étanchéité entre les deux espaces qu'elle sépare une fois fermée.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le système de fermeture (8) sépare l'extérieur du laboratoire mobile de l'espace post-PCR. L'utilisateur du laboratoire mobile selon l'invention rentre alors à l'intérieur du dit laboratoire par le système de fermeture (8) dans l'espace de post-PCR, referme le système de fermeture (8), puis rentre dans l'espace de pré-PCR par l'intermédiaire du système de fermeture (4). Il referme ensuite le système de fermeture (4) afin d'assurer l'étanchéité entre les 2 espaces. Selon un autre mode de réalisation, l'utilisateur du laboratoire mobile selon l'invention peut rentrer à l'intérieur dudit laboratoire par le système de fermeture (8) dans l'espace de pré-PCR puis accéder par l'intermédiaire du système de fermeture (4) à l'espace de post-PCR.
De manière préférée, l'invention peut comprendre deux systèmes de fermeture (8), l'un entre l'extérieur du laboratoire mobile (1) et l'espace pré-PCR (2), et l'autre système de fermeture entre l'extérieur du laboratoire mobile (1) et l'espace post-PCR (3). C'est cette configuration qui est présentée aux figures 1 et 2.
De préférence, ledit système de fermeture (8) est un sas, à ouverture alternée. De manière particulièrement préférée, le laboratoire mobile selon l'invention comprend deux sas, l'un entre l'extérieur du laboratoire mobile (1) et l'espace pré-PCR (2), et l'autre système de fermeture entre l'extérieur du laboratoire mobile (1) et l'espace post-PCR (3). Lesdits sas constituent une zone d'habillement entre l'extérieur et l'intérieur de chaque zone analytique dans lequel le manipulateur peut retirer sa tenue vestimentaire et revêtir une tenue dédiée aux activités du laboratoire.
De manière préférée, le système de fermeture (4) entre l'espace pré-PCR et l'espace post-PCR est un système de sas à ouverture alternée (4) entre les deux espaces (2) et (3) de taille adaptée pour le passage d'un échantillon, ledit système de sas à ouverture alternée (4) rendant les deux espaces (2) et (3) étanches l'un de l'autre et permettant la transmission d'échantillons entre les deux espaces (2) et (3). De préférence, ledit sas ne permet pas le passage d'un être humain.
De manière préférée selon l'invention, chaque sas ou système de fermeture dans le laboratoire mobile est équipé d'un interphone permettant de communiquer avec l'extérieur ou les autres espaces du laboratoire mobile.
De manière préférée selon l'invention, le laboratoire mobile selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend en outre un espace supplémentaire (11) d'échantillonnage utilisé pour le prélèvement d'échantillon biologique et pouvant comprendre par exemple des tables de prélèvement telles que des tables d'autopsie.
De manière préférée selon l'invention, le laboratoire mobile selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend en outre un espace de stockage de prélèvement utilisé pour le stockage des échantillons biologiques prélevés et pouvant comprendre par exemple des glacières.
De manière préférée selon l'invention, le laboratoire mobile selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend en outre une zone d'interprétation utilisée pour l'interprétation des résultats obtenus après séquençage et pouvant comprendre par exemple des ordinateurs et une liaison télématique.
De manière préférée selon l'invention, le laboratoire mobile selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend en outre une zone de réunion permettant de planifier les analyses et de communiquer les résultats obtenus.
De manière particulièrement préférée selon l'invention, le laboratoire mobile selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend un espace supplémentaire mobile (11) d'échantillonnage et/ou de stockage de prélèvement, et/ou une zone d'interprétation, et/ou une zone de réunion.
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le laboratoire mobile comporte au moins un espace complémentaire (11) montable sur place sur le lieu de l'infraction et formant au moins une annexe dans laquelle peut être installé ledit espace supplémentaire d'échantillonnage, ledit espace de stockage de prélèvement, ladite zone d'interprétation ou encore ladite zone de réunion. Dans la configuration maximale où le laboratoire mobile présente un espace supplémentaire d'échantillonnage, un espace de stockage de prélèvement, une zone d'interprétation et une zone de réunion, la surface totale du laboratoire mobile et de ses annexes est d'environ 40 m2 ce qui est un espace suffisant pour travailler dans de bonnes conditions.
De manière préférée selon l'invention, le laboratoire mobile selon l'invention est caractérisé en ce que lesdits espaces complémentaires (11) sont mobiles. De préférence lesdits espaces complémentaires sont gonflables et/ou déployables. En particulier, il peut s'agir de paroies déployables depuis le laboratoire mobile.
De manière préférée selon l'invention, le laboratoire mobile selon l'invention est caractérisé en ce que les petits matériels de base, les réactifs et consommables nécessaires aux analyses, le dispositif d'analyse PCR (22) , le séquenceur (20) et le dispositif garantissant une alimentation électrique autonome, continue et secourue sont mobiles et peuvent être enlevés du laboratoire mobile après chaque utilisation dudit laboratoire. Ce système permet d'optimiser l'utilisation des instruments au quotidien dans un laboratoire mobile selon l'invention mais également dans un laboratoire traditionnel, et de ne transférer lesdits instruments dans le laboratoire mobile uniquement lorsque cela est nécessaire, et sans qu'il soit nécessaire de posséder un équipement coûteux, en particulier un dispositif d'analyse PCR (22) et un séquenceur (20) pour chacun des laboratoires mobile et traditionnel.
VEHICULE
De manière préférée selon l'invention, le laboratoire est agencé à l'intérieur d'un véhicule.
Par véhicule, on entend désigner selon la présente invention un véhicule mobile motorisé, typiquement une camionnette ou un bus. De manière préférée ledit véhicule motorisé se conduit avec un permis de conduire pour les véhicules de tourisme (Permis B en France). Ceci permet en cas d'intervention d'urgence d'élargir le nombre de personnes pouvant amener ledit laboraoire mobile sur une zone d'intervention. De manière avantageuse selon l'invention, le laboratoire mobile est aménagé directement à l'intérieur dudit véhicule mobile.
De préférence, ledit véhicule dispose d'au moins un avertisseur sonore et lumineux (14) permettant son signalement aux autres usagers lorsqu'il est en route vers la scène d'infraction et faciliter le transport du véhicule le plus rapidement possible et en toute sécurité.
Une zone de rangement pour ladite table élévatrice est dédiée dans le coffre (9) du véhicule du laboratoire mobile.
Le laboratoire mobile selon l'invention dispose de prises électriques externes (15) permettant le raccordement au réseau électrique, notamment si un groupe électrogène n'est pas utilisé, et de prises électriques internes à la zone analytique, ainsi qu'un éclairage en particulier si ledit laboratoire ne comprend pas de fenêtres.
De manière avantageuse, le laboratoire mobile selon l'invention comprend un système de stabilisation et de mise à niveau horizontal du véhicule à l'arrêt qui pourrait être utile en fonction de la configuration du terrain sur le site de projection.
Une zone pour le rangement des armes de service des forces policière ou armée peut également être prévue dans le laboratoire mobile. De manière particulièrement préférée selon l'invention, le laboratoire mobile est déplaçable par tout moyen, routier, aérien, ferroviaire ou maritime. En particulier, le laboratoire mobile peut être déplacé par voie aérienne en étant chargé à bord d'un avion militaire, par exemple de type C-160 TRANSALL.
DISPOSITIF DE COLLECTION SANS ETAPE D'EXTRACTION
De manière préférée selon l'invention, le laboratoire mobile selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de collection de matériel biologique comprenant une tige présentant à au moins une extrémité un corps absorbant sec comprenant des agents surfactants et dénaturants. De préférence, ledit corps absorbant a une surface comprise entre environ 1 et environ 3,14 mm2
Par matériel biologique, on entend désigner selon la présente invention tout matériel issu d'un être vivant, pouvant se trouver sous forme de molécules, d'organites, de fluides, de fragments cellulaires ou de cellules, et présent sur un support biologique ou non biologique. De préférence, ledit matériel biologique comprend des acides nucléiques, de préférence de P ADN, sous une forme permettant leur amplification par PCR (Polymerase Chain Reaction) et leur analyse et/ou identification. Ledit matériel biologique est avantageusement sélectionné dans le groupe consistant en des fluides corporels physiologiques, des cellules ou suspensions cellulaires d'humains ou d'animaux, en particulier une trace de contact, du sang, de la moelle osseuse, des cellules buccales, du tissu biologique humain dégradé ou non ou des suspensions cellulaires de plantes ; des produits liquides, extraits ou suspensions de bactéries, de champignons, de plasmides, de parasites, ou de virus ; des extraits liquides ou des homogénats de tissus corporels humains ou animaux ; des milieux issus d'une synthèse d'acides nucléiques ; et des mélanges d'acides nucléiques synthétisés chimiquement ou biochimiquement. De manière particulièrement préférée, le matériel biologique selon la présente invention est en particulier une trace de contact, du sang, de la moelle osseuse, des cellules buccales, du tissu biologique humain dégradé ou non dégradé.
Par acides nucléiques, on entend selon la présente invention l'ADN et l'ARN. De préférence, on entend désigner selon la présente invention l'ADN.
Par corps absorbant, on entend désigner selon la présente invention un support solide sec composé d'un matériau absorbant, naturel ou synthétique. De préférence, ledit corps absorbant est choisi dans le groupe consistant en de la cellulose, de la nitrocellulose, du coton, des fibres synthétiques floquées, par exemple des fibres de nylon floquées, des polymères hydrophiles, de la fibre de verre, du polytétrafluoroéthylène, du polyester, du nylon, de la rayonne, du coton et une céramique poreuse. De manière encore préférée, ledit corps absorbant est choisi parmi de la cellulose, et des fibres synthétiques floquées. De manière particulièrement préférée, ledit corps absorbant est composé de fibres synthétiques floquées, de préférence de fibres de Nylon floquées, de préférence directement sur la tige. De manière avantageuse, les fibres sont collées sur la tige. De préférence les fibres mesurent entre 1 et 1,5 mm de longueur et entre 0,01 et 0,5 mm de diamètre. Cette configuration permet d'obtenir les meilleurs résultats en terme de collecte de matériel biologique et de relargage des acides nucléiques dudit matériel biologique, associé à une simplicité de fabrication et d'utilisation.
De part sa superficie miniature de l'ordre de 1 à 3,14 mm2, le corps absorbant présente à nouveau un intérêt majeur sur le plan économique car cette caractéristique permet de réaliser l'amplification d'acides nucléiques dans un volume réactionnel réduit de 50% par rapport aux préconisations du fournisseur et donc de réduire considérablement le coût des analyses d'un nombre important de prélèvements. En effet, les tests effectués avec les kits d'amplification génique Identifiler plus et Globalfiler ont permis par exemple de démontrer l'efficacité du dispositif pour un volume réactionnel de PCR de 25 μΐ comme préconisé par le fournisseur, mais également dans un volume réactionnel réduit de moitié soit de 12,5μ1. Il a ainsi été démontré qu'une telle petite surface du corps absorbant permet de collecter une quantité suffisante d'acides nucléiques pour l'obtention d'un profil génétique. Ledit corps absorbant est pré-traité avec des agents dénaturants et surfactants lors de sa conception permettant ainsi la lyse in situ des cellules. Il n'est donc pas nécessaire d'appliquer sur ce corps absorbant un tampon d'humidification spécifique pour la lyse des cellules en amont de la collecte.
Par agents surfactants et dénaturants on entend désigner des agents permettant la lyse cellulaire, la dénaturation des protéines et l'extraction des acides nucléiques. Les agents surfactants et dénaturants peuvent être choisis parmi une liste comprenant l'acide urique ou sel d'urate, tris, SDS sel de guanidine, de préférence le thiocyanate de guanidine, Triton XI 00, Tween 20, CHAPS, CHAPS-O, octyl-glucoside, octyl thioglucoside et leur combinaisons.
De manière préférée selon l'invention les agents surfactants et dénaturants sont une combinaison d'acide urique ou sel d'urate, de tris, et de SDS. De préférence, le corps absorbant comprend en outre de l'EDTA. En particulier le corps absorbant comprend un mélange par cm2 de 2 micromols d'acide urique, 8 micromols de Tris, et 1 mg de SDS. De préférence le corps absorbant comprend en outre 0,5 micromols d'EDTA.
Selon une variante de l'invention les agents surfactants et dénaturants peuvent être une combinaison de sel de guanidine, de préférence le thiocyanate de guanidine, et de Triton XI 00. Une quantité efficace desdits agents peut être trouvée entre 0,01M :0,01M et 0,4M :0,4M.
Des agents dénaturants et surfactants alternatifs, selon les connaissances générales de l'Homme du métier, pourront être utilisés dans le corps absorbant afin de garantir son innocuité vis à vis de la santé humaine et animale, si par exemple le dispositif devait être utilisé sur des organismes vivants, par exemple à des fins d'analyse médicale. Dans ces conditions, le corps absorbant pourra par exemple être directement appliquée dans la cavité buccale d'un individu afin d'en prélever des cellules à des fins d'analyses génétiques.
Quelque soit sa forme et sa nature, le corps absorbant comprenant ainsi des agents surfactants et dénaturants a la propriété de piéger puis de relarguer les acides nucléiques collectés ainsi rendus directement disponibles, sans délai, pour des applications de biologie moléculaire sans qu'il soit nécessaire de procéder à une étape conventionnelle d'extraction en laboratoire.
Selon un mode préféré de la présente invention, ladite extrémité présentant ledit corps absorbant du dispositif est sécable ou éjectable.
Selon un mode préféré de la présente invention, ledit dispositif comprend un étui hermétique dans lequel vient s'insérer tout le dispositif, ou bien une partie de la tige ainsi que l'extrémité de la tige avec le corps absorbant^ à l'exclusion de la zone de préhension et de manipulation, ou bien uniquement le corps absorbant. De manière préférée, l'étui hermétique comporte un identifiant unique, par exemple par code- barres, RFID, ou NFC. De préférence l'identifiant unique selon l'invention est un code-barres.
Selon une variante de l'invention illustrée par la figure 3, ce dispositif peut-être également couplé à un second dispositif de collection constitué d'une tige, de préférence d'une longueur de 5 à 10 cm environ, dont de préférence l'extrémité est sécable ou éjectable, présente un corps absorbant permettant la collection du matériel biologique. Ce second dispositif de collection peut par exemple permettre la conservation et l'extraction ultérieure des acides nucléiques aux fins d'analyses par les techniques de biologie moléculaire notamment par PCR. Dans cette configuration, les deux dispositifs sont associés mais insérés chacun dans un étui hermétique distinct, de préférence identifiable notamment par un code -barres, RFID ou NFC.
Le corps absorbant de ce second dispositif de collection peut être de taille et/ou de composition identique ou différent du corps absorbant du premier dispositif. De préférence, ledit corps absorbant du second dispositif est constitué de fibres synthétiques floquées sur la tige ou de fibres de coton enroulées autour de la tige, d'une surface comprise entre lmm2 et 2 cm2.
De manière avantageuse selon l'invention, le dispositif de collection et en particulier son corps absorbant, subit à l'issue de la fabrication et avant utilisation un traitement par tout type de système de stérilisation à sec, notamment de type gamma irradiation, oxyde d'éthylène et plasma. Ce traitement de stérilisation permet de prévenir la contamination du dispositif de collection avant utilisation par un matériel biologique autre que celui qui sera prélevé. Ceci permet notamment au dispositif de collection de répondre aux recommandations internationales les plus exigeantes en matière de prévention de toute contamination par des acides nucléiques ne provenant pas de la trace biologique prélevée.
Le dispositif particulièrement préféré selon l'invention présente un corps absorbant solide et sec composé de fibres synthétiques floquées sur la tige, d'une surface comprise entre environ 1 et environ 3,14 mm2, sécable, sur une tige rectiligne de 5 à 10 cm de longueur, associé à un étui hermétique identifiable. Le corps absorbant comprend 2 micromols d'acide urique, 8 micromols de Tris, 0,5 micromols d'EDTA et 1 mg de SDS par cm2. Ce dispositif particulièrement préféré est utilisé sans humidification préalable du matériel biologique ou du corps absorbant avant collecte .
De manière préférée selon l'invention, le récipient consiste en le ou les puits d'une plaque ou une barrette, par exemple de 8 puits, 96 puits ou 384 puits et est prêt à emploi pour la PCR. Ainsi, de préférence, le premier récipient est pré -rempli avec le mélange de réaction d'amplification par PCR d'acides nucléiques. De manière avantageuse, ledit récipient comprend également les témoins de réaction d'amplification, pré-remplis dans le récipient et déjà ajoutés dans le mélange d'amplification prêt à l'emploi. Le second récipient est de préférence pré-rempli avec le mélange de réaction de séquençage des produits d'amplification par PCR d'acides nucléiques. De manière avantageuse ledit récipient peut également être pré-rempli, en complément du mélange de la réaction de séquençage, d'un ensemble de fragments d'ADN de référence, appelé communément échelle allélique, permettant l'identification des produits d'amplifications.
Par récipient on entend un récipient pour le corps absorbant afin d'effectuer la mise en contact dudit corps absorbant avec le mélange de réaction d'amplification par PCR d'acides nucléiques et la PCR ainsi que la mise en contact des produits d'amplification avec le mélange de réaction de séquençage. On entend par exemple désigner selon la présente invention un récipient d'une contenance de 10 à 350 microlitres, ou une combinaison de récipients d'une contenance de 10 à 200 microlitres tel qu'une microplaque PCR de 96 puits, ou de 384 puits. De préférence, le récipient est une microplaque PCR de 96 puits de 100 ou 200 microlitres.
Les délais d'obtention des résultats par l'utilisation dudit dispositif de collection de matériel biologique avec le laboratoire mobile selon l'invention sont ainsi considérablement réduits tout en conservant les avantages d'une production d'analyses en série de plusieurs dizaines de prélèvements. Ainsi ils permettent d'obtenir des résultats sur un volume d'échantillons bien plus important et dans des temps beaucoup plus courts que le processus analytique classique : Au maximum 2.5h pour obtenir les résultats pour les 21 premiers échantillons et 25 minutes pour les 21 suivants. De plus l'utilisation dudit dispositif de collection de matériel biologique avec le laboratoire mobile supprime l'étape d'extraction qui est une source de contamination ADN, qui est un des problème crucial a éviter dans le cadre d'analyse ADN, en particulier sur des scènes de crime.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description d'un mode de réalisation préférée qui va suivre, en référence aux dessins annexés, réalisés à titre d'exemples indicatifs et non limitatifs et sur lesquels :
la figure 1 est une vue en coupe du dessus du laboratoire mobile
la figure 2 est une vue latérale cotée entrée du laboratoire
- La figure 3 est une vue de face coté sas instrument
- La figure 4 est une vue de face arrière du véhicule du laboratoire mobile (coffre (9))
- La figure 5 est une vue de la configuration maximale où le laboratoire mobile
présente un espace supplémentaire d'échantillonnage et de stockage de prélèvement (11), et un espace supplémentaire servant de zone d'interprétation et une zone de réunion (11) ces espaces supplémentaires étant mobiles et gonflables par rapport au laboratoire mobile.
Le laboratoire mobile est compartimenté en deux espaces distincts: pré-PCR et post-PCR séparés physiquement et d'accès personnel distinct. Le principe de la marche en avant des personnels et des échantillons est respecté: les échantillons sont introduits dans le laboratoire par le passe-plat à ouverture de porte alternée communiquant entre le coffre (9) du véhicule et la zone laboratoire pré-PCR. Les échantillons transitent de la pré-PCR vers la post-PCR via un autre passe-plat. L'échantillonnage/traçabilité des échantillons peut être réalisée par le déploiement d'une extension modulaire à partir de l'arrière du véhicule. L'exploitation des données et la communication des résultats peuvent être effectuées par le déploiement d'une extension modulaire latérale donnant l'accès vers les sas d'entrée des zones laboratoire. Un réseau informatique sécurisé et mobile de type réseau 4G équipe le véhicule pour transmettre les résultats d'analyses directement dans les bases de données génétiques européennes. Les techniciens communiquent entre eux via un interphone positionné au niveau de chaque passe-plat échantillon. Idem entre le sas habillement et la zone laboratoire. es règles HSIE sont également prises en compte (présence d'un extincteur, de containers pour la gestion des DASRI et d'une trousse à pharmacie dans chaque zone).
Sur la base des éléments fournis supra, il est donc possible de réaliser des analyses ADN au plus prés de la scène de crime en utilisant les mêmes matériels et les mêmes protocoles que ceux utilisés dans un laboratoire conventionnel avec un degré de fiabilité et de qualité équivalent, et de manière très rapide.

Claims

Revendications 1. Laboratoire mobile (1) formé d'un conteneur mobile transportable définissant un local de base, l'espace intérieur dudit local étant isolé de l'extérieur par l'intermédiaire d'au moins un système de fermeture (8), ledit local comportant : o au moins deux espaces distincts l'un de l'autre
i. Le premier espace (2) dit « pré-PCR » adapté à la réalisation d'une étape de pré- amplification et comportant ;
• Un mélange de réaction d'amplification par PCR d'acides nucléiques
• Un récipient
i. un deuxième espace (3) dit « post -PCR » adapté à la réalisation d'une étape d'amplification d'acides nucléiques par PCR, de séquençage et de génotypage comportant :
• Un dispositif d'analyse PCR (22)
• Un séquenceur (20)
• Un mélange de réaction de séquençage
• Un récipient
o un système de sas à ouverture alternée (4a) entre l'extérieur et la zone pré-PCR
(2) de taille adaptée pour le passage d'un échantillon, ledit système de sas à ouverture alternée (4) permettant la transmission d'échantillons entre l'extérieur et l'espace pré-PCR (2);
o un système de fermeture (4b) entre les deux espaces (2) et (3) ledit système de fermeture (4b) rendant les deux espaces (2) et (3) étanches l'un de l'autre et permettant la transmission d'échantillons entre les deux espaces (2) et (3);
o un dispositif garantissant une alimentation électrique autonome, continue et secourue
ledit laboratoire mobile étant adapté à l'analyse génétique et l'identification d'un individu à partir d'un échantillon biologique directement sur le lieu de prélèvement dudit échantillon.
2. Laboratoire mobile selon la revendication 1 caractérisé en ce que le système de fixation des optiques du séquenceur (20) a été resserré par rapport à une utilisation en laboratoire traditionnel, de manière à être transporté sans que les systèmes optiques ne se dérèglent.
3. Laboratoire mobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 2 caractérisé en ce que ledit séquenceur (20) est agencé dans un dispositif de transport antivibration.
4. Laboratoire mobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'il est comprend un dispositif de climatisation (13), une liaison télématique sécurisée, et un réseau informatique.
5. Laboratoire mobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu'il est comprend au moins un passe-instrument (6).
6. Laboratoire mobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce qu'il est comprend un espace supplémentaire mobile (11) d'échantillonnage et/ou, de stockage de prélèvement, et/ou une zone d'interprétation, et/ou une zone de réunion.
7. Laboratoire mobile selon la revendication 6 caractérisé en ce que ledit espace supplémentaire mobile est installé dans au moins un espace complémentaire gonflable et/ou déployable.
8. Laboratoire mobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que le dispositif d'analyse PCR (22), le séquenceur (20) et le dispositif garantissant une alimentation électrique autonome, continue et secourue sont mobiles et peuvent être enlevés du laboratoire mobile après chaque utilisation dudit laboratoire.
9. Laboratoire mobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de collection de matériel biologique comprenant une tige présentant à au moins une extrémité un corps absorbant sec comprenant des agents surfactants et dénaturants.
10. Véhicule caractérisé en ce qu' il comprend à intérieur un laboratoire mobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.
EP17725653.4A 2016-05-09 2017-05-09 Laboratoire mobile pour analyse génétique Active EP3454986B8 (fr)

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EP3454986A1 true EP3454986A1 (fr) 2019-03-20
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