EP4247557A1 - Cartouche comportant une pluralite de chambres d'analyse pour recevoir un liquide biologique - Google Patents

Cartouche comportant une pluralite de chambres d'analyse pour recevoir un liquide biologique

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EP4247557A1
EP4247557A1 EP21819917.2A EP21819917A EP4247557A1 EP 4247557 A1 EP4247557 A1 EP 4247557A1 EP 21819917 A EP21819917 A EP 21819917A EP 4247557 A1 EP4247557 A1 EP 4247557A1
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EP
European Patent Office
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channel
cartridge
analysis
support
surface energy
Prior art date
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Pending
Application number
EP21819917.2A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Mario FRATZL
Sarah DELSHADI
Paul KAUFFMANN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Magia Diagnostics SAS
Original Assignee
Magia Diagnostics SAS
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • B01L2400/088—Passive control of flow resistance by specific surface properties

Definitions

  • the technical field of the invention is that of biological analysis with a view to detecting the presence and/or the concentration of an analyte in a sample of biological fluid.
  • the invention relates more particularly to a cartridge comprising a plurality of analysis chambers for receiving the biological fluid.
  • the cartridge is preferably intended to be used in a portable immunological analysis device of the “Point of Care” type, that is to say making it possible to carry out and interpret a test on site in order to make an immediate clinical decision, at the bedside rather than in a central laboratory. It can also be used in any other type of biological analysis, for example for molecular biological analyzes or cell analyses.
  • Document EP3447492 discloses a method for capturing and detecting a molecule, often referred to as an “analyte”, in a sample of a biological fluid.
  • the principles of pattern capture and detection implemented by this method are also set out in the article by Fratzl et al. "Magnetophoretic induced convective capture of highly diffusive superparamagnetic nanoparticles", Soft Matter, 14.10.1039/C7 SM02324C.
  • the sample is mixed with magnetic particles of nanometric or more generally submicrometric size respectively coupled to capture elements capable of binding to the molecule which it is desired to detect or quantify presence.
  • the molecule to be detected can be an antigen and the element an antibody, but the reverse configuration is also possible.
  • Detection elements are also introduced into the sample, for example a detection antibody bearing a photoluminescent marker, for example fluorescent.
  • Complexes formed of the capture element, the analyte, and the detection element are thus formed in the solution, which are then immobilized on a support comprising micro magnetic sources ordered according to a determined spatial pattern.
  • the pattern is defined by areas of strong magnetic field and areas of weak magnetic field inducing significant magnetic field gradients.
  • the complexes entrained by the magnetic particles tend to agglomerate on the support at the level of the zones where the norm of the magnetic field is maximum.
  • Photoluminescent markers and in particular fluorescent markers
  • Photoluminescent markers can make the determined spatial pattern apparent, which indicates the presence of the analyte in the solution.
  • the (spatially) average intensity of this light pattern is usually referred to as the "specific signal”.
  • the unbound detection elements carrying the photoluminescent markers remain dispersed in suspension in the solution. They help to form a relatively homogeneous luminous background.
  • the (spatially) average intensity of this luminous background forms a signal called the “supernatant signal”.
  • this luminous background is also constituted by the light intensity emitted by all the photoluminescent materials of the sample.
  • the capture elements not bound to the analyte and to the detection element are also immobilized on the support, but do not bearing no markers, they do not contribute to the luminous pattern or luminous background.
  • the spatial ordering in the plane of the support of the magnetic field micro sources and the light intensity of the patterns made apparent by the photoluminescent markers make it possible to carry out detection and quantification of the analyte in the sample without washing, it is that is to say without removing the liquid solution after having immobilized the complexes on the surface of the support, which is particularly advantageous.
  • the sample and the surface of the support are illuminated to allow the detection of the photoluminescent markers and a digital image is acquired.
  • This digital image therefore has a spatially variable intensity (in the plane of the image) according to the intensity of the magnetic field produced by the support.
  • the image is processed to identify this spatial variation, and to determine the specific signal and the supernatant signal, and the specific signal/supernatant signal ratio makes it possible to conclude that the analyte is present in the sample or even estimate the concentration.
  • the biological liquid is introduced into a cartridge comprising a plurality of analysis chambers, this cartridge being intended to be introduced into the analysis device.
  • the plurality of analysis chambers makes it possible to carry out several analyzes at from a sample of biological fluid, each analysis being able to be carried out independently on samples respectively held in each of the chambers.
  • the cartridge comprises a liquid discharge opening, a plurality of vents arranged downstream of the analysis chambers and a network of channels for fluidly connecting the opening to the analysis chambers.
  • the sample of biological liquid poured into the opening propagates by capillarity in the network of channels to fill the chambers.
  • the flow may favor certain channels, which may lead to an overflow of liquid from the cartridge. More generally, some chambers may fill up more slowly, or even not fill up at all. As a result of this phenomenon, the analyzes are delayed, or even sometimes impossible to carry out on at least some of the analysis chambers of the cartridge.
  • Document US2004/028566 relates to a microfluidic device and aims to control the flow of fluid in this device by combining a displacement of this fluid with pressure forces exerted by an external pump. More specifically, this document aims to make it possible to inject and control the flow of a plurality" of fluids in an analysis cartridge in several directions. One flow is produced by capillarity, the other is forced by an effort of outside pressure.
  • an object of the invention is therefore to provide an at least partial solution to this problem. More specifically, an object of the invention is to provide a cartridge intended to be used in a portable immunological analysis device of the “Point of Care” type and comprising a plurality of analysis chambers, these chambers being able to be reliably filled by capillarity with a biological fluid, repeatable and over a fill period of controlled duration. An object of the invention is therefore to better control the propagation by capillarity of the biological liquid in the cartridge.
  • the immunological analysis is of the magnetic type, using magnetic particles to mark the presence of the analyte in a sample of biological fluid.
  • the object of the invention proposes an optical analysis cartridge having a step and in accordance with claim 1.
  • the wall facing the structured wall is planar and has a third surface energy greater than the first surface energy and the second surface energy; • the step has a flank, and the surface energy of the flank of the step is closer to the first energy than to the second energy;
  • the network of channels comprises an upstream channel for fluidly connecting the opening to the analysis chamber, and a venting channel for fluidly connecting the analysis chamber to a vent;
  • a step is arranged in at least one venting channel and tends to reduce the height of this channel in the direction of fluid flow;
  • the analysis cartridge comprises at least one incubation chamber fluidly arranged upstream of the analysis chamber of an analysis channel;
  • the analysis chamber and/or the incubation chamber comprises at least one reagent
  • the reagent comprises photoluminescent markers
  • the upper cover at least for the part which overhangs the analysis chambers, is formed of a transparent material in the range of wavelengths of the photoluminescent markers
  • the top cover has at least part of an optically polished outer surface
  • the opening is surmounted by a reservoir and the vents are respectively surmounted by peripheral walls having a height at least equal to a height of the reservoir.
  • the interlayer film is an adhesive film, advantageously a double-sided adhesive film;
  • the magnetic layer comprises magnetically polarized regions defining a determined detection pattern.
  • the invention relates to a method of manufacturing this analysis cartridge, the method comprising the supply of the support and the upper cover and the assembly of the support to the upper cover by placing their surfaces respective main ones and thus form the facing walls which define the channels.
  • FIG. 1b Figures la and 1b show a cartridge according to the invention respectively in perspective and in exploded view;
  • FIG. le schematically represents an example of a fluidic network of a cartridge according to the invention
  • FIG. 2a represents a longitudinal section of a channel implementing a characteristic making it possible to slow down or accelerate the flow of the biological fluid
  • FIG. 2b shows a longitudinal section of a venting channel having a height restriction, in the form of a step
  • Figure 3 shows a cross section of the cartridge at the analysis chambers
  • Figure 4 schematically shows in top view a detection pattern defined by the magnetization produced by a magnetic layer integrated in the support of a cartridge, the magnetic field present in an analysis chamber and the norm of this field ;
  • Figure 5 shows an analysis device for using a cartridge according to the invention
  • Figure 6 shows other views of the elements making up a cartridge according to the invention.
  • FIGS. 1a and 1b represent a cartridge 1 for receiving samples of a biological fluid which is likely to contain an analyte which it is desired to detect or whose concentration it is desired to determine.
  • This cartridge 1 has a gripping end 1a, which allows it to be handled.
  • the gripping end of the cartridge here bears a label, arranged on the side of the upper face of the cartridge and making it possible in particular to identify it using an identification mark, for example a QR code, or for carry any other type of information.
  • the cartridge 1 also comprises a microfluidic part 1b. This part extends along a main plane intended to be positioned horizontally.
  • FIG. 1c it comprises an overflow opening 2 allowing the introduction of the biological liquid into the cartridge 1, for example by means of a pipette.
  • the opening 2 opens into a network of channels 4, 4' extending in the main plane of the cartridge 1 and allowing the flow and the distribution of the biological liquid in a plurality of analysis chambers 5 via channels 4, called “upstream”, of the channel network.
  • the network of channels of the cartridge 1 also comprises venting channels 4' which fluidically and respectively connect the analysis chambers 5 to the vents 3, these vents making it possible to expel the air from the fluidic network of the cartridge 1 to the as the biological fluid progresses through this network.
  • the sample analyzed is formed from the biological fluid which fills a chamber 5, and the illustrated cartridge 1 therefore makes it possible to conduct a plurality of analyzes on the biological fluid, an analysis being able to be independently conducted on the samples respectively held in the chambers 5.
  • the opening 2, the vents 3 and the network of channels 4, 4' connecting the opening 2 to the vents 3 define a plurality of channels for analyzing the cartridge 1.
  • the opening 2 is surmounted by a reservoir 2 'projecting on an upper face of the cartridge 1.
  • the reservoir has sufficient capacity to hold a volume of biological fluid at least equal to the volume of the fluidic network of the cartridge 1 (that is to say the network of channels 4, the analysis chambers 5 and the venting channels 4' as shown in Figure 1e).
  • This volume can typically be between 5 mm A 3 and 500 mm A 3, and more precisely between 20 mm A 3 and 100 mm A 3.
  • vents 3 are respectively surmounted by peripheral walls in order to retain an excess volume of biological liquid, according to the principle of communicating vessels.
  • these walls having a height at least equal to the height of the tank 2 'in order to prevent the liquid from escaping from the cartridge, which could pose health problems, or even damage an analysis device in which the cartridge is intended to fit.
  • the cartridge 1 can have a dimension of between 2 cm and 10 cm in width and in length, and have a thickness of between 4 mm and 10 mm.
  • Each chamber 5 can have a volume typically between 1 and 50 mm A 3 to receive the sample, advantageously between 5 and 25 mm A 3.
  • the cartridge 1 is formed by a support 6 and an upper cover 7 covering the support.
  • the support 6 and the upper cover 7 are assembled to one another by placing their so-called “main” surfaces face to face.
  • the fluidic network of the cartridge 1 is defined by recesses formed on the main surface of the support 6 and/or on the main surface of the upper cover 7, that is to say on the faces of these two elements which are intended to be assembled together.
  • Each channel of the network 4, 4' is defined by two channel walls, these walls facing each other and defining a channel height, and by two side walls defining a channel width.
  • the walls are formed from the main surfaces of the support 6 and of the upper cover 7, at the level of their recesses. It is the same for the analysis chambers 5 of the cartridge 1 and for any other element of the fluidic network of this cartridge 1.
  • the upper cover 7, at least for the part which overhangs the analysis chambers 5, is formed of a transparent material in the range of emission wavelengths of the photoluminescent markers when the cartridge is used for immunological analysis. presented in the introduction to this application. It may be a plastic material, for example based on polycarbonate, on cycloolefinic copolymer or on polystyrene. It can still be glass.
  • the outer surface of the cover 7 is optically polished at least in line with the analysis chambers 5.
  • the fluidic network such as that presented in FIG. 1c by way of illustration, therefore extends in the main plane of the cartridge. It is of millimetric dimension, that is to say that the width of the channels of the network 4, 4' and of the analysis chambers 5 is typically between 0.1 and 10 mm. The height of these elements, that is to say their extent in a direction perpendicular to the main plane of the cartridge 1, is also millimetric, between 0.1 and 10 mm. The biological liquid spreads in this network by capillarity.
  • one of the walls defining the height of at least one channel has a step and the energy of the surfaces upstream and downstream of the step is controlled to, at choice, accelerate or slow down the propagation of the fluid in the channel.
  • surface energy is meant, for simplicity of expression, the surface density of energy between the surface considered and the biological liquid.
  • a cartridge 1 according to the present invention takes advantage of this characteristic to promote the loading of biological fluid into the chambers 5 of the fluidic network, and more generally to control the propagation of this liquid in the fluidic network of the cartridge.
  • At least one channel of the cartridge 1 comprises a step M which defines a first segment S I of the channel in which the structured wall (here formed by the main surface of the support 6) has a first surface energy El and a first elevation el defining a first height of the channel hl.
  • the step M also defines a second segment S2 of the channel in which the structured wall has a second surface energy E2 and a second elevation e2 defining a second height of the channel h2.
  • the first height of the channel h1 and the first surface energy El of the structured wall are respectively greater than the second height of the channel h2 and the second surface energy E2 of the second segment S2.
  • the variation in height of the channel combined with the variation in the energy of the surfaces upstream and downstream of this variation, makes it possible to influence the flow of the fluid in the channel.
  • the surface energy density is a positive quantity which characterizes an interface, here the interface between the surface of the structured wall and the biological liquid. It can be determined, as is well known per se, by measuring the contact angle of a drop of water placed on the surface whose energy it is desired to measure. A high contact angle, greater than 90° indicates a low surface energy density, and the surface is said to be hydrophobic. Conversely, a contact angle of less than 90° indicates a high surface energy density is the so-called hydrophilic surface. A relatively more hydrophobic surface will tend to slow the capillary progression of a fluid in comparison to the progression of fluid over a relatively more hydrophilic surface.
  • FIG. 2b shows an "ascending" step arranged in a venting channel 4' of the cartridge, that is to say a channel arranged between an analysis chamber 5 and a vent 3.
  • the fluid therefore progresses in this channel towards the vent 3.
  • the step formed on the support 6, defines an upstream section of the venting channel (the first segment of the channel, to use the terms of the general principles of the invention) which has, on the support 6, a greater surface energy than the surface energy of the downstream section (on the side of the vent 3, the second segment) of the channel 4'.
  • a cartridge 1 in accordance with the invention may have one or a plurality of steps in each analysis channel, ascending and/or descending. Provision can thus be made for a "downward” step to be arranged in the upstream channel 4 supplying a chamber 5 of an analysis channel, and for an "upward” step to be arranged, in this same analysis channel or in another, in the venting channel 4' connecting this chamber 5 to the vent 3.
  • the step causes a sudden variation in the height of the channel in which it is located, the side of the step forming an angle of 90° with the wall. But more generally, this flank can form an angle of between 60° and 90°.
  • This step can be formed on the support 6, as illustrated in FIGS. 2a and 2b, but it is possible to envisage forming it entirely or in part on the opposite wall, of the side of the top cover 7. It may have a height of between 0.1 and 0.5 mm to effectively slow down or accelerate the progression of the liquid.
  • the side of the step has a surface energy closer to the first surface energy E1 than to the second surface energy E2.
  • the main surfaces of the support 6 and of the upper cover 7 are preferably chosen or treated so that they have a hydrophilic character.
  • This character generally makes it possible to facilitate the progression of the fluid in the fluidic network by capillarity.
  • the second surface energy E2, on the "high" section of the step to be of a hydrophobic nature in order to retain the progress of the liquid.
  • the difference between these two energies El, E2 can be 5° or more, or 10° or more and these energies confer a hydrophilic nature on the surfaces, that is to say that the angle of contact remains less than 90°.
  • the first segment SI may have a contact angle, qualifying the first energy El, of between 50° and 80°
  • the second segment S2 may have a contact angle of between 65° and 89° (all keeping a distance of at least 5°) .
  • the wall opposite the structured wall has a third surface energy greater than the first energy El and at the second surface energy E2. It can be between 15 and 65° (while remaining advantageously greater than the first and second surface energies), and advantageously less than 50°, or even close to or smaller than 35°.
  • This energy results in the formation on this opposite wall of a more hydrophilic surface than that of the structured wall and generally makes it possible to entrain the liquid by capillarity in the fluidic network.
  • the variable energies of the structured wall in the different segments SI, S2 of the channel make it possible to modulate this progression.
  • the wall exhibiting this third energy E3 is supplied by the main surface of the upper cover 7, the latter may have been treated with a surfactant, for example based on poloxamer, tending to increase the hydrophilic character of this surface.
  • an analysis channel of the cartridge can include other chambers than the analysis chamber 5, such as for example one or a plurality of incubation chambers arranged upstream of the analysis chamber 5. These chambers incubation may comprise distinct reagents with which the fluid mixes before being transported into the analysis chamber 5.
  • the network of channels 4, 4' may therefore also be more complex than that represented in the figures, and extend in each analysis channel, from the opening 2 to the vent 3, by fluidly connecting the different chambers according to any conceivable configuration.
  • FIGS. 1b, 6 and 3 this last figure representing a cross section of a cartridge 1 at the level of the analysis chambers 5, an embodiment of a cartridge 1 in accordance with the invention is described more precisely.
  • the cartridge 1 of this embodiment makes it possible to apply a magnetic immunological analysis, therefore implementing magnetic particles to mark the presence of one analyte in a sample of biological fluid.
  • This embodiment also makes it possible to simply control the surface energies on the various upstream and downstream segments of the steps (or of the step) present in the fluidic network of this cartridge.
  • the support 6 here is composed of a rigid substrate 6a comprising a layer or a magnetic zone 6b.
  • Substrate 6a may be formed from a plastic material.
  • the magnetic layer/area 6b can be arranged on the substrate 6a, or integrated into this substrate, at least at the level of the analysis chambers 5 of the fluidic network. It does not necessarily cover the entire surface of the substrate 6a.
  • the magnetic layer 6b is typically composed of magnetic composite materials, such as ferrites, randomly distributed in a polymer or else oriented along a pre-orientation axis. This magnetic layer may be similar to a conventional magnetic recording tape.
  • Substrate 6a may also include a non-magnetic film 6c (or a plurality of such films) covering magnetic layer 6b, and more generally substrate 6a.
  • This non-magnetic film 6c is optional, it aims to distance the magnetic layer 6b from the bottom of the analysis chamber 5, when the cartridge 1 has been formed by assembling the support 6 to the upper cover 7 . In order not to disturb the measurement, the non-magnetic film 6a exhibits weak autofluorescence.
  • “amagnetic” designates a material whose magnetic susceptibility is very low, such as a paramagnetic or diamagnetic material.
  • the non-magnetic film 6c can for example be formed from a plastic material, such as polypropylene.
  • the substrate 6a has an exposed surface Al which may consist of the substrate 6a itself or of the non-magnetic layer 6c when the latter is present.
  • This exposed surface Al is intended to form the first section SI of the structured wall of a channel of the fluidic network of the cartridge.
  • the exposed surface Al is designed or has been treated to exhibit the first surface energy El, which is hydrophilic in nature.
  • This first surface energy El can result from the choice of the material forming the exposed surface, or from its texturing or from a treatment, for example with plasma or via a surfactant, aimed at making this surface particularly hydrophilic.
  • this first surface energy El can be characterized by a contact angle comprised between 50° and 80°.
  • the support 6 also comprises an intermediate film 6d placed on the exposed surface Al of the substrate 6a.
  • the interlayer film 6d of FIG. 1b has a cutout according to a pattern corresponding to the network of upstream channels 4 and to the analysis chambers 5 and advantageously to the opening 2.
  • the interlayer film 6d has cutouts D aimed at defining part of the fluidic network of the cartridge.
  • the pattern cutting D of the interlayer film 6d of Figure 1b does not take the imprint of the venting channels 4 ', and that these are therefore exclusively constituted by recesses formed in the upper cover 7 and not in the support 6. This arrangement leads to the formation of a rising step at the entrance of the venting channels 4', as was previously taken as an example. More generally, the cutting pattern D of the interlayer film 6d corresponds to only part of the fluidic network of the cartridge 1 in order to constitute the steps of this network.
  • the exposed surface A2 of the intermediate film 6d (comprising the face opposite that brought into contact with the substrate 6a) is intended to form the second section S2 of the structured wall of a channel of the fluidic network of the cartridge 1. It is designed or has been treated to present the second surface energy E2, also of hydrophilic nature, but lower than the first surface energy El.
  • This second surface energy E2 can result from the choice of the material forming the interlayer film or its surface, or from its texturing or a specific treatment. As already specified, this second surface energy E2 can be characterized by a contact angle comprised between 65° and 89° (while being greater than the first surface energy El).
  • the main surface of the support 6 consists of an exposed surface A2 of the interlayer film 6d having the second surface energy E2 and of the exposed surface Al of the substrate 6c, at the level of the cutouts D of the intermediate film 6d, having the second surface energy E2.
  • the interlayer film 6d is an adhesive film, also making it possible to assemble and hermetically retain to each other the upper cover 7 to the support 6 at the level of their surfaces in contact, that is to say surrounding the recesses.
  • It may be a double-sided adhesive film, thus simultaneously ensuring its assembly to the substrate 6a, and to the top cover 7 .
  • such a film consists of a strip, for example plastic, the two faces of which are coated with an adhesive material. By its nature, this adhesive material can naturally have a surface energy lower than that of the exposed surface of the substrate 6a and therefore constitute the second surface energy.
  • the cartridge 1 is assembled by providing the substrate 6a provided with the magnetic zone 6b, by placing the interlayer film 6d on this substrate 6a and thus forming the support 6, then by assembling this assembly to the upper cover 7 .
  • This assembly is made by aligning the complementary recesses arranged on the main surface of this cover 7 with those defined by the cutting pattern D of the intermediate layer 6d of the support 6 .
  • the fluidic network of the cartridge 1 is defined in this way.
  • the magnetic layer 6b comprises a succession of regions polarized in two different directions (opposite in FIG. 3).
  • Figure 4 which shows a top view of the magnetic layer 6b
  • the magnetically polarized regions extend in line in a main direction P in the example shown.
  • regions of relatively high magnetic intensity are created, designated zones of attraction in the remainder of this description.
  • the attraction zones are therefore arranged in the form of a plurality of lines Za oriented along the main direction P. The particular arrangement of these lines defines, in combination, a detection pattern.
  • a cartridge 1 is more generally provided with magnetically polarized regions and defining a well-determined detection pattern, but the configuration of which can be freely chosen.
  • FIG. 4 shows this external field Bext which is combined with the field Bc produced by the layer and the norm of this combined field. It is observed that the application of this external magnetic field Bext can lead to the elimination of certain attraction zones Za produced when only the field supplied by the magnetic layer 6b is present. But in all cases, these attraction zones are arranged along lines Za oriented along the main direction P, or more generally along a detection pattern whose characteristics are perfectly determined.
  • a detection pattern comprising between 2 and 50 lines, these having a thickness of between 1 and 150 microns (advantageously between 5 and 30 microns) and separated from each other by a spacing of between 5 and 300 microns, advantageously between 25 and 150 microns.
  • the cartridge 1 has been prepared to place in each chamber 5 a controlled quantity of magnetic particles 9 of nanometric dimensions, typically between 25 nm and 500 nm, and preferentially between 100 and 260 nm.
  • These particles are typically in the form of beads with superparamagnetic characteristics and are biocompatible. They can in particular be covered with a polymer (of the polystyrene type) having a surface treatment which allows them to be functionalized by proteins of the Ac or Ag type.
  • the magnetic particles are linked to capture elements capable of s associate with the analyte.
  • the controlled quantity of the particles is such that their concentration in the volume of the chamber once filled with the biological fluid is between 10 A 6 and 10 A 11 particles/ml.
  • the controlled quantity of nanoparticles and capture elements is here arranged in the form of a dry mass 9 resting on the support 6 of the chamber 5.
  • the chambers 5 also each contain a dry cluster 10 of sensing elements. These detection elements are also capable of binding to the analyte and carry photoluminescent markers, for example fluorescent.
  • the dry clusters 9, 10 of capture and detection elements are also visible in FIG. 1b. They can be placed on the support 6 at locations corresponding to the position of the analysis chambers 5, before the upper cover 7 is placed on the support 6. We can use the recesses of the support 6 which define in particular the footprint of the chambers 5, to identify these locations.
  • the biological liquid to be analyzed is introduced into the cartridge 1, it flows in the network of channels 4 to fill the analysis chambers 5 and to spread in the venting channels 4'.
  • the presence of at least one step (and of the variation in surface energy upstream and downstream of this step) in these channels 4, 4' ensures the correct filling, in a determined time, of all the chambers of analysis 5, as specified in a previous paragraph.
  • the detection elements 10 and the capture elements associated with the magnetic particles 9 are respectively resuspended in the sample of each chamber 5 in order to mix therewith.
  • complexes are formed comprising a capture element, a magnetic particle, the analyte, and a detection element.
  • These complexes are immobilized on the support 6 of each chamber 5 by agglomerating in a privileged manner at the level of the magnetic field intensity maxima, and therefore to arrange themselves according to the detection pattern defined by the magnetic layer 6b. Excess detection elements remain suspended in the sample.
  • each chamber 5 of a cartridge 1 is prepared to receive capture elements and detection elements of different natures, so as to carry out multiple analyzes of the biological liquid introduced into the cartridge 1. It is also possible to provide that the detection pattern encoded by the portion of the magnetic layer 6b which is arranged at the level of a chamber 5 is different from one chamber to another.
  • the device E comprises reception elements for the cartridge 1 to position it as precisely as possible in an analysis position.
  • a shooting device 11 such as an image sensor.
  • This chamber 5 is also placed in the illumination field of a light source 12, for example a light-emitting diode-based source.
  • optical elements 13 such as separators, filters, objectives in order to improve the quality of the shooting and in particular to choose an appropriate magnification and depth of field. It is possible with this arrangement to acquire a digital image of the sample and of the support 6 of the chamber 5, in order to reveal on the image the light intensity produced by the fluorescent markers.
  • the cartridge 1 is of course arranged in the analysis device so that the upper cover 7, transparent in line with the chambers 5 at least, is in the optical path in order to allow this shooting.
  • the photoluminescent markers in solution in the sample or immobilized on the support 6 of the illuminated chamber 5 are activated using the light source 12 and made visible in the image plane of the imaging device.
  • the latter may also comprise a mechanical actuator 14, for example a piezoelectric actuator, capable of coming into contact with the support 6 of the cartridge in order to apply vibratory forces thereto.
  • the actuator 14 can be activated after the cartridge has been introduced into or onto the device E so as to allow the effective resuspension of the capture elements, the magnetic particles and the detection elements 9, 10 in the sample.
  • the device E can comprise a source of magnetic field 15, for example an electromagnet, which can be activated so as to exacerbate the magnetic field produced by the magnetic layer 6b.
  • the magnetic field produced by the source 15 can be between 1 and 400 mT at the level of the chamber 5 , but it must in all cases remain of an intensity lower than the value of the coercive field of the magnetic layer 6b so as to preserve its magnetization, and the detection pattern that this magnetization defines.
  • the field produced by the source 15 is preferably oriented orthogonal to the surface of the support 6 to add to the field generated by the magnetic layer 6b, and thus increase the intensity of the magnetic field in the zones of attraction Za, and reinforce the detection pattern.
  • the field produced by the source 15 can be continuous or pulsed, in this case with a pulse duration typically greater than 1 ms.
  • the field produced by the source 15 also makes it possible to magnetize the superparamagnetic particles of the sample. This promotes the migration of these particles and complexes when these are present towards the surface of the support 6 to immobilize them.
  • the device E also comprises a calculation device 16.
  • This may be a microcontroller, a microprocessor, an FPGA circuit.
  • the computing device 16 also comprises memory components making it possible to store data and computer programs making it possible to operate the device E.
  • the computing device 16 can also comprise interface components making it possible to for exchanging data (of the USB interface type) or making it possible to connect the analysis device E to maintenance equipment.
  • the interface components can also include a screen and control buttons to allow the use of the device E by an operator.
  • the computing device 16 is connected, for example via an internal bus, to the camera device 11, to the light source 12, to the mechanical actuator 14, to the magnetic field source 15 to coordinate their actions and/or collect the data produced, for example the digital images supplied by the shooting device 11.

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Abstract

L'invention porte sur une cartouche d'analyse (1) d'un liquide biologique comprenant un réseau de canaux (4, 4') définissant une pluralité de voies d'analyse. Chaque canal est défini au moins par deux parois de canal se faisant face et définissant une hauteur de canal. Selon l'invention, une paroi d'au moins un canal présente une marche (M) pour définir de part et d'autre de la marche : - un premier segment (S1) du canal dans lequel la paroi présente une première énergie de surface (E1) et une première élévation (e1) définissant une première hauteur du canal (h1); - un deuxième segment (S2) du canal dans lequel la paroi présente une deuxième énergie (E2) de surface et une deuxième élévation (e2) définissant une deuxième hauteur du canal (h2). La première hauteur (h1) du canal et la première énergie de surface (E1) de la paroi sont respectivement supérieures à la deuxième hauteur (h2) du canal et à la deuxième énergie de surface (E2).

Description

DESCRIPTION
TITRE : CARTOUCHE COMPORTANT UNE PLURALITE DE CHAMBRES D' ANALYSE POUR RECEVOIR UN LIQUIDE BIOLOGIQUE
DOMAINE DE L' INVENTION
Le domaine technique de l ' invention est celui de l ' analyse biologique en vue de détecter la présence et/ou la concentration d' un analyte dans un échantillon de liquide biologique . L' invention concerne plus particulièrement une cartouche comportant une pluralité de chambres d' analyse pour recevoir le liquide biologique . La cartouche est préférentiellement destinée à être exploitée dans un di spositif portable d ' analyse immunologique du type « Point of Care », c' est-à-dire permettant de réaliser et d' interpréter un test sur place pour prendre une décision clinique immédiate , au chevet du patient plutôt que dans un laboratoire central . Elle peut également être exploitée dans tout autre type d' analyse biologique , par exemple pour des analyses biologiques moléculaires ou des analyses de cellules .
ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE DE L' INVENTION
On connaît du document EP3447492 un procédé de capture et de détection d' une molécule , souvent désignée « analyte », dans un échantillon d' un liquide biologique . Les principes de capture et de détection de motifs mis en œuvre par ce procédé sont également exposés dans l ' article de Fratzl et al « Magnetophoretic induced convective capture of highly diffusive superparamagnetic nanoparticles" , Soft Matter, 14 . 10 . 1039/C7 SM02324C . Selon ce procédé , on mélange l ' échantillon avec des particules magnétiques de tailles nanométriques ou plus généralement submicrométriques respectivement couplées à des éléments de capture aptes à se lier à la molécule dont on souhaite détecter ou quantifier la présence. La molécule à détecter, l' analyte, peut être un antigène et l'élément un anticorps, mais la configuration inverse est également possible. On introduit également dans l'échantillon des éléments de détection, par exemple un anticorps de détection portant un marqueur photoluminescent, par exemple fluorescent. On forme ainsi dans la solution des complexes formés de l'élément de capture, de l' analyte, et de l'élément de détection qui sont ensuite immobilisés sur un support comprenant des micro sources magnétiques ordonnées selon un motif spatial déterminé. Le motif est défini par des zones de champ magnétique fort et des zones de champ magnétique faible induisant des gradients de champ magnétique importants. Les complexes entraînés par les particules magnétiques ont tendance à s'agglomérer sur le support au niveau des zones où la norme du champ magnétique est maximale. Les marqueurs photoluminescents (et notamment fluorescents) peuvent rendre apparent le motif spatial déterminé, ce qui signe la présence de 1' analyte dans la solution. L'intensité moyenne (spatialement) de ce motif lumineux est usuellement désignée « signal spécifique ».
Dans la plupart des cas, et particulièrement lorsque l' analyte est absent de l'échantillon ou lorsque sa quantité est limitée dans l'échantillon, les éléments de détection non liés portant les marqueurs photoluminescents restent dispersés en suspension dans la solution. Ils contribuent à former un fond lumineux relativement homogène. L'intensité moyenne (spatialement) de ce fond lumineux forme un signal appelé « signal du surnageant ». Outre les marqueurs photoluminescents non liés, ce fond lumineux est également constitué par l'intensité lumineuse émise par toutes les matières photoluminescentes de l'échantillon. Les éléments de capture non liés à l' analyte et à l'élément de détection sont également immobilisés sur le support, mais ne portant pas de marqueurs, ils ne contribuent pas au motif lumineux ou au fond lumineux.
L'ordonnancement spatial dans le plan du support des micro sources de champ magnétique et l'intensité lumineuse des motifs rendus apparents par les marqueurs photoluminescents permettent de réaliser une détection et une quantification de l' analyte dans l'échantillon sans lavage, c'est-à-dire sans éliminer la solution liquide après avoir immobilisé les complexes à la surface du support, ce qui est particulièrement avantageux. Pour permettre cette détection, on illumine l'échantillon et la surface du support pour permettre la détection des marqueurs photoluminescents et on procède à l'acquisition d'une image numérique. Cette image numérique présente donc une intensité spatialement variable (dans le plan de l'image) selon l'intensité du champ magnétique produit par le support. L'image est traitée pour y repérer cette variation spatiale, et pour déterminer le signal spécifique et le signal du surnageant, et le rapport signal spécif ique/signal du surnageant permet de conclure à la présence de l' analyte dans l'échantillon voire d'en estimer la concentration.
La simplicité de cette approche, et notamment l'absence d'étape de lavage, permet son intégration dans un dispositif d'analyse immunologique autonome, portable ou transportable « au chevet du patient », sur le terrain et sans pompe ni valve, alors que traditionnellement ce type d'analyse est conduit dans un laboratoire central.
Pour permettre l'application du procédé de détection, le liquide biologique est introduit dans une cartouche comportant une pluralité de chambres d'analyse, cette cartouche étant destinée à être introduite dans le dispositif d'analyse. La pluralité de chambres d'analyse permet de conduire plusieurs analyses à partir d'un échantillon de liquide biologique, chaque analyse pouvant être indépendamment conduite sur des échantillons respectivement détenus dans chacune des chambres.
La cartouche comprend une ouverture de déversement du liquide, une pluralité d'évents disposés en aval des chambres d'analyse et un réseau de canaux pour f luidiquement relier l'ouverture aux chambres d'analyse. L'échantillon de liquide biologique déversé dans l'ouverture se propage par capillarité dans le réseau de canaux pour emplir les chambres. On a toutefois observé que la propagation du liquide dans le réseau de canaux n'était pas identique d'un canal à l'autre. L'écoulement peut privilégier certains canaux, ce qui peut conduire à générer un débordement du liquide de la cartouche. D'une manière plus générale, certaines chambres peuvent se remplir plus lentement, voir ne pas se remplir du tout. En conséquence de ce phénomène, les analyses sont retardées, voire même parfois impossibles à mener sur certaines au moins des chambres d'analyses de la cartouche.
Le document US2004/028566 porte sur un dispositif micro- fluidique et vise à maîtriser l'écoulement du fluide dans ce dispositif en combinant un déplacement de ce fluide par des efforts de pression exercés par une pompe externe. Plus précisément, ce document vise à permettre d'injecter et de maîtriser l'écoulement d'une pluralité" de fluides dans une cartouche d'analyse selon plusieurs directions. Un écoulement est réalisé par capillarité, l'autre est forcé par un effort de pression extérieur.
OBJET DE L'INVENTION
Un but de l'invention est donc de fournir une solution au moins partielle à ce problème. Plus précisément, un but de l'invention est de fournir une cartouche destinée à être exploitée dans un dispositif portable d ' analyse immunologique du type « Point of Care » et comportant une pluralité de chambres d' analyse , ces chambres pouvant être emplies par capillarité d' un liquide biologique de manière fiable , répétable et au cours d' une période de remplissage dont la durée est contrôlée . Un but de l ' invention est donc de mieux maîtriser la propagation par capillarité du liquide biologique dans la cartouche . Avantageusement , l ' analyse immunologique est du type magnétique , mettant en œuvre des particules magnétiques pour marquer la présence de 1 ' analyte dans un échantillon de liquide biologique .
BREVE DESCRIPTION DE L' INVENTION
En vue de la réalisation de ce but , l ' obj et de l ' invention propose une cartouche d' analyse optique présentant une marche et conforme à la revendication 1 .
On tire profit des caractéristiques revendiquées de la marche pour maîtriser la propagation du liquide biologique dans le réseau fluidique de la cartouche et notamment pour favoriser le chargement en liquide biologique des chambres du réseau de manière fiable , répétable et au cours d' une période de remplissage dont la durée est contrôlée .
Selon d' autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de l ' invention, prises seules ou selon toute combinaison techniquement réalisable :
• la paroi faisant face à la paroi structurée est plane et présente une troisième énergie de surface supérieure à la première énergie de surface et à la deuxième énergie de surface ; • la marche présente un flanc, et l ' énergie de surface du flanc de la marche est plus proche de la première énergie que de la deuxième énergie ;
• les surfaces principales du support et du capot supérieur ( 7 ) présentent un caractère hydrophile ;
• le réseau de canaux comporte un canal amont pour f luidiquement relier l ' ouverture à la chambre d' analyse , et un canal d' éventement pour f luidiquement relier la chambre d' analyse à un évent ;
• une marche est disposée dans au moins un canal d' éventement et tend à réduire la hauteur de ce canal dans le sens de l ' écoulement du fluide ;
• la cartouche d' analyse comprend au moins une chambre d' incubation f luidiquement disposée en amont de la chambre d' analyse d' une voie d' analyse ;
• la chambre d' analyse et/ou la chambre d' incubation comprend au moins un réactif ;
• le réactif comprend des marqueurs photoluminescents , et le capot supérieur, au moins pour la partie qui surplombe les chambres d' analyse , est formé d' une matière transparente dans la gamme des longueurs d' onde des marqueurs photoluminescents ;
• le capot supérieur présente une partie au moins d' une surface extérieure optiquement polie ;
• l ' ouverture est surmontée d' un réservoir et les évents sont respectivement surmontés de parois périphériques présentant une hauteur au moins égale à une hauteur du réservoir . • le film intercalaire est un film adhésif, avantageusement un film adhésif double face ;
• la couche magnétique comprend des régions polarisées magnétiquement définissant un motif de détection déterminé.
Selon un autre aspect, l'invention concerne un procédé de fabrication de cette cartouche d'analyse, le procédé comprenant la fourniture du support et du capot supérieur et l'assemblage du support au capot supérieur en mettant en vis-à-vis leurs surfaces principales respectives et ainsi former les parois se faisant face qui définissent les canaux.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée de l'invention qui va suivre en référence aux figures annexées sur lesquels :
[Fig. la]
[Fig. 1b] Les figures la et 1b représentent une cartouche conforme à l'invention respectivement en perspective et en vue éclatée ;
[Fig. le] La figure le représente schématiquement un exemple de réseau fluidique d'une cartouche conforme à l'invention ;
[Fig. 2a] La figure 2a représente une coupe longitudinale d'un canal mettant en œuvre une caractéristique permettant de freiner ou d'accélérer l'écoulement du fluide biologique ; [Fig. 2b] La figure 2b représente une coupe longitudinale d'un canal d' éventement comportant une restriction de hauteur, sous la forme d'une marche ;
[Fig. 3] La figure 3 représente une coupe transversale de la cartouche au niveau des chambres d' analyse ;
[Fig. 4] La figure 4 représente schématiquement en vue de dessus un motif de détection défini par l'aimantation produite par une couche magnétique intégré dans le support d'une cartouche, le champ magnétique présent dans une chambre d' analyse et la norme de ce champ ;
[Fig. 5] La figure 5 représente un dispositif d'analyse pour exploiter une cartouche conforme à l'invention ;
[Fig. 6] La figure 6 représente d'autres vues des éléments composant une cartouche conforme à l'invention.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
Les figures la et 1b représentent une cartouche 1 pour recevoir des échantillons d'un liquide biologique qui est susceptible de contenir un analyte que l'on souhaite détecter ou dont on souhaite déterminer la concentration. Cette cartouche 1 comporte une extrémité de préhension la, qui permet de la manipuler. L'extrémité de préhension de la cartouche porte ici une étiquette, disposée du côté de la face supérieure de la cartouche et permettant notamment de l'identifier à l'aide d'une marque d' identification, par exemple un code QR, ou pour porter tout autre type d'informations. La cartouche 1 comporte également une partie microf luidique 1b. Cette partie s'étend selon un plan principal destiné à être positionné horizontalement. Comme cela est illustré schématiquement sur la figure le, elle comprend une ouverture 2 de déversement permettant l'introduction du liquide biologique dans la cartouche 1, par exemple par l'intermédiaire d'une pipette. L'ouverture 2 débouche dans un réseau de canaux 4, 4' s'étendant dans le plan principal de la cartouche 1 et permettant l'écoulement et la distribution du liquide biologique dans une pluralité de chambres d'analyse 5 par l'intermédiaire de canaux 4, dits « amonts », du réseau de canaux.
Le réseau de canaux de la cartouche 1 comprend également des canaux d' éventement 4' qui relient f luidiquement et respectivement les chambres d'analyse 5 à des évents 3, ces évents permettant de chasser l'air du réseau fluidique de la cartouche 1 au fur et à mesure de la progression du liquide biologique dans ce réseau.
L'échantillon analysé est formé du liquide biologique qui emplit une chambre 5, et la cartouche 1 illustrée permet donc de conduire une pluralité d'analyses sur le liquide biologique, une analyse pouvant être indépendamment conduite sur les échantillons respectivement détenus dans les chambres 5. L'ouverture 2, les évents 3 et le réseau de canaux 4, 4' reliant l'ouverture 2 aux évents 3 définissent une pluralité de voies d' analyse de la cartouche 1.
Dans l'exemple représenté sur les figures la et 1b, l'ouverture 2 est surmontée d'un réservoir 2' , saillant sur une face supérieure de la cartouche 1. Le réservoir présente une capacité suffisante pour détenir un volume de liquide biologique au moins égal au volume du réseau fluidique de la cartouche 1 (c'est-à- dire le réseau de canaux 4, les chambres d'analyses 5 et les canaux d' éventement 4' comme cela est illustré sur la figure le) . Ce volume peut être typiquement compris entre 5 mmA3 et 500 mmA3, et plus précisément entre 20 mmA3 et 100 mmA3.
Similairement, les évents 3 sont respectivement surmontés de parois périphériques afin de retenir un volume de liquide biologique en excès, selon le principe des vases communiquant. Avantageusement, ces parois présentant une hauteur au moins égale à la hauteur du réservoir 2' afin d'éviter que le liquide ne s'échappe de la cartouche, ce qui pourrait poser des problèmes sanitaires, voire même endommager un dispositif d'analyse dans lequel la cartouche est destinée à s'insérer.
A titre d' illustration, la cartouche 1 peut présenter une dimension comprise entre 2 cm et 10 cm en largeur et en longueur, et présenter une épaisseur comprise entre 4mm et 10mm. Chaque chambre 5 peut présenter un volume typiquement compris entre 1 et 50 mmA3 pour recevoir l'échantillon, avantageusement entre 5 et 25 mmA3.
La cartouche 1 est formée d'un support 6 et d'un capot supérieur 7 recouvrant le support. Le support 6 et le capot supérieur 7 sont assemblés l'un à l'autre en mettant en vis-à-vis leurs surfaces dites « principales ». Le réseau fluidique de la cartouche 1 est défini par des évidements formés sur la surface principale du support 6 et/ou sur la surface principale du capot supérieur 7, c'est-à-dire sur les faces de ces deux éléments qui sont destinées à être assemblées l'une à l'autre. Chaque canal du réseau 4, 4' , est défini par deux parois de canal, ces parois se faisant face et définissant une hauteur de canal, et par deux parois latérales définissant une largeur de canal. Les parois sont formées des surfaces principales du support 6 et du capot supérieur 7, au niveau de leurs évidements. Il en va de même pour les chambres d' analyse 5 de la cartouche 1 et pour tout autre élément du réseau fluidique de cette cartouche 1.
Le capot supérieur 7, au moins pour la partie qui surplombe les chambres d'analyse 5, est formé d'une matière transparente dans la gamme de longueurs d'onde d'émission des marqueurs photoluminescents lorsque la cartouche est exploitée pour l'analyse immunologique présentée en introduction de cette demande. Il peut s'agir d'une matière plastique par exemple à base de polycarbonate, de copolymère cyclo oléfinique ou de polystyrène. Il peut encore s'agir de verre. La surface extérieure du capot 7 est optiquement polie au moins au droit des chambres d'analyse 5. Ces caractéristiques permettent et favorisent l'analyse optique des échantillons de liquide biologique contenu dans les chambres 5, comme cela sera exposé dans une section ultérieure de cette description.
Le réseau fluidique, tel que celui présenté sur la figure le à titre d'illustration, s'étend donc dans le plan principal de la cartouche. Il est de dimension millimétrique, c'est-à-dire que la largeur des canaux du réseau 4, 4' et des chambres d'analyse 5 est typiquement comprise entre 0,1 et 10mm. La hauteur de ces éléments, c'est-à-dire leur étendue selon une direction perpendiculaire au plan principal de la cartouche 1, est également millimétrique, entre 0,1 et 10mm. Le liquide biologique se propage dans ce réseau par capillarité.
Selon une caractéristique importante de la cartouche 1, une des parois définissant la hauteur d'au moins un canal, dite « paroi structurée », présente une marche et l'énergie des surfaces en amont et en aval de la marche est maîtrisée pour, au choix, accélérer ou ralentir la propagation du fluide dans le canal. Par « énergie de surface » on désigne, par simplicité d' expression, la densité surfacique d' énergie entre la surface considérée et le liquide biologique .
Une cartouche 1 conforme à la présente invention tire profit de cette caractéristique pour favori ser le chargement en liquide biologique des chambres 5 du réseau fluidique , et plus généralement pour maîtriser la propagation de ce liquide dans le réseau fluidique de la cartouche .
Plus précisément , et en référence à la figure 2a, un canal au moins de la cartouche 1 comprend une marche M qui définie un premier segment S I du canal dans lequel la paroi structurée ( ici formée par la surface principale du support 6 ) présente une première énergie de surface El et une première élévation el définissant une première hauteur du canal hl . La marche M définit également un deuxième segment S2 du canal dans lequel la paroi structurée présente une deuxième énergie de surface E2 et une deuxième élévation e2 définissant une deuxième hauteur du canal h2 . La première hauteur du canal hl et la première énergie de surface El de la paroi structurée sont respectivement supérieures à la deuxième hauteur du canal h2 et à la deuxième énergie de surface E2 du deuxième segment S2 .
La variation de hauteur du canal , combinée à la variation de l ' énergie des surfaces en amont et en aval de cette variation permet d' influencer l ' écoulement du fluide dans le canal .
Ainsi , lorsque le fluide rencontre une marche « montante », c' est-à-dire qu' il s ' écoule par capillarité de la première section S I du canal à la deuxième S2 , son écoulement est ralenti par la restriction de hauteur formée par la marche combinée à la moindre énergie de surface du deuxième segment . Inversement , lorsque le fluide rencontre une marche « descendante », c' est- à-dire qu'il s'écoule par capillarité de la deuxième section S2 du canal à la première SI, sa progression est accélérée.
On rappelle que la densité surfacique d'énergie est une grandeur positive qui caractérise une interface, ici l'interface entre la surface de la paroi structurée et le liquide biologique. Elle peut être déterminée, comme cela est bien connu en soi, en mesurant l'angle de contact d'une goutte d'eau, disposée sur la surface dont on cherche à mesurer l'énergie. Un angle de contact élevé, supérieur à 90° indique une faible densité surfacique d'énergie, et la surface est dite hydrophobe. Inversement, un angle de contact inférieur à 90° indique une forte densité surfacique d'énergie est la surface dite hydrophile. Une surface relativement plus hydrophobe aura tendance à ralentir la progression par capillarité d'un fluide en comparaison avec la progression du fluide sur une surface relativement plus hydrophile .
A titre d' illustration de ces principes, on a présenté sur la figure 2b une marche « montante » disposée dans un canal d' éventement 4' de la cartouche, c'est-à-dire un canal disposé entre une chambre d'analyse 5 et un évent 3. Le fluide progresse donc dans ce canal vers l'évent 3. La marche formée sur le support 6, définie une section amont du canal d' éventement (le premier segment du canal, pour reprendre les termes des principes généraux de l'invention) qui présente, sur le support 6, une énergie de surface plus importante que l'énergie de surface de la section aval (du côté de l'évent 3, le deuxième segment) du canal 4' . Avantageusement, on peut prévoir de disposer d'une telle marche dans chaque canal d' éventement 4' de la cartouche 1, dans chacune des voies d'analyse de la cartouche.
Ces caractéristiques de la cartouche 1 ont pour effet de freiner la progression du liquide biologique lorsqu' il rencontre la marche, après qu'il ait progressé par capillarité le long d'un canal du réseau 4 et à travers la chambre d'analyse 5. Cet effet de freinage, lorsqu'il survient dans un canal d' éventement 4' qui se rempli plus rapidement que les autres, conduit à forcer l'écoulement du liquide dans les autres voies du réseau (i.e. alimentant les autres chambres d'analyse 5 de la cartouche 1) et à équilibrer la progression du liquide dans chacune de ces voies. Ces caractéristiques du canal ou des canaux d' éventement 4' assurent donc le remplissage des chambres d'analyse 5 en liquide biologique de manière fiable, répétable et au cours d'une période de remplissage dont la durée est contrôlée. On pourrait prévoir que la ou les marches « montantes » soient disposées dans un canal amont 4 ou dans une pluralité de canaux amonts 4, plutôt que dans les canaux d' éventement 4' . Certaines de ces marches peuvent être disposées dans un canal amont 4, et d'autres dans un canal aval d' éventement 4' .
D'une manière plus générale, une cartouche 1 conforme à l'invention peut présenter une ou une pluralité de marches dans chaque voie d'analyse, montante et/ou descendante. On peut ainsi prévoir qu'une marche « descendante » soit disposée dans le canal amont 4 alimentant une chambre 5 d'une voie d'analyse, et qu'une marche « montante » soit disposée, dans cette même voie d'analyse ou dans une autre, dans le canal d' éventement 4' reliant cette chambre 5 à l'évent 3.
De manière avantageuse, et comme cela est illustré sur les figures 2a et 2b, la marche provoque une variation brusque de hauteur du canal dans laquelle elle est située, le flanc de la marche faisant un angle de 90° avec la paroi. Mais plus généralement, ce flanc peut former un angle compris entre 60° et 90°. Cette marche peut être formée sur le support 6, comme cela est illustré sur les figures 2a et 2b, mais on peut envisager de la former entièrement ou en partie sur la paroi opposée, du côté du capot supérieur 7. Elle peut présenter une hauteur comprise entre 0,1 et 0,5 mm pour freiner ou accélérer efficacement la progression du liquide. Avantageusement, le flanc de la marche présente une énergie de surface plus proche de la première énergie de surface El que de la deuxième énergie de surface E2.
Les surfaces principales du support 6 et du capot supérieur 7 (et donc les parois des canaux 4, 4' et des chambres 5 de la cartouche 1) sont préférentiellement choisies ou traitées pour qu'elles présentent un caractère hydrophile. Ce caractère permet généralement de faciliter la progression du fluide dans le réseau fluidique par capillarité. De manière surprenante, il n'est pas nécessaire que l'écart entre la première énergie de surface El du premier segment SI et la deuxième énergie de surface E2 du deuxième segment S2 du canal soit très important. Il n'est en particulier pas nécessaire que la deuxième énergie de surface E2, sur la section « haute » de la marche, soit de nature hydrophobe pour retenir la progression du liquide. Mesuré en angle de contact, l'écart entre ces deux énergies El, E2 peut être de 5° ou plus, ou 10° ou plus et ces énergies conférer une nature hydrophile aux surfaces, c'est-à-dire que l'angle de contact reste inférieur à 90°. A titre d'exemple, le premier segment SI peut présenter un angle de contact, qualifiant la première énergie El, compris entre 50° et 80°, et le deuxième segment S2 présenter un angle de contact compris entre 65° et 89° (tout en maintenant un écart de 5° au moins) . On donnera dans la suite de cette description un exemple détaillé de préparation d'un support 6 permettant de maîtriser les première et deuxième énergies de surface El, E2 conformément à ce qui vient d'être présenté.
Avantageusement, la paroi opposée à la paroi structurée présente une troisième énergie de surface supérieure à la première énergie El et à la deuxième énergie E2 de surface. Elle peut être comprise entre 15 et 65° (tout en restant avantageusement supérieure aux première et deuxième énergies de surface) , et avantageusement inférieure à 50°, voire proche ou plus petite que 35°. Cette énergie conduit à former sur cette paroi opposée une surface plus hydrophile que celle de la paroi structurée et permet généralement d' entrainer le liquide par capillarité dans le réseau fluidique. Les énergies variables de la paroi structurée dans les différents segments SI, S2 du canal permet de moduler cette progression. Lorsque la paroi présentant cette troisième énergie E3 est fournie par la surface principale du capot supérieur 7, celle-ci peut avoir été traitée par un agent de surface, par exemple à base de poloxamère, tendant à accroître le caractère hydrophile de cette surface.
Bien naturellement, on peut prévoir une cartouche comportant un réseau fluidique plus complexe que celui pris en exemple. Ainsi, une voie d' analyse de la cartouche peut inclure d' autres chambres que la chambre d'analyse 5, comme par exemple une ou une pluralité de chambres d' incubation disposée en amont de la chambre d'analyse 5. Ces chambres d'incubation peuvent comporter des réactifs distincts auxquels le fluide se mélange avant d'être transporté dans la chambre d'analyse 5. Le réseau de canaux 4, 4' peut donc également être plus complexe que celui représenté sur les figures, et s'étendre dans chaque voie d'analyse, de l'ouverture 2 à l'évent 3, en reliant f luidiquement les différentes chambres selon toute configuration envisageable.
En référence aux figures 1b, 6 et 3, cette dernière figure représentant une coupe transversale d'une cartouche 1 au niveau des chambres d'analyse 5, on décrit plus précisément un mode de réalisation d'une cartouche 1 conforme à l'invention. La cartouche 1 de ce mode de réalisation permet d'appliquer une analyse immunologique magnétique, mettant donc en œuvre des particules magnétiques pour marquer la présence de 1 ' analyte dans un échantillon de liquide biologique . Ce mode de réalisation permet également de maîtriser simplement les énergies de surfaces sur les différents segments amonts et avals des marches ( ou de la marche ) présentent dans le réseau fluidique de cette cartouche .
Le support 6 est composé ici d' un substrat rigide 6a comportant une couche ou une zone magnétique 6b . Le substrat 6a peut être formée d' une matière plastique . La couche/ zone magnétique 6b peut être disposée sur le substrat 6a, ou intégrée à ce substrat , au moins au niveau des chambres d' analyse 5 du réseau fluidique . Elle ne recouvre pas nécessairement toute la surface du substrat 6a .
La couche magnétique 6b est typiquement composée de matériaux composites magnétiques , tels que des ferrites , aléatoirement distribués dans un polymère ou bien orientés selon un axe de pré-orientation . Cette couche magnétique peut être similaire à une bande magnétique d' enregistrement conventionnelle .
Le substrat 6a peut également comporter un film amagnétique 6c ( ou d' une pluralité de tels films ) en recouvrement de la couche magnétique 6b, et plus généralement du substrat 6a . Ce film amagnétique 6c est optionnel , i l vise à éloigner la couche magnétique 6b du fond de la chambre d' analyse 5 , lorsque la cartouche 1 a été formée par assemblage du support 6 au capot supérieur 7 . Pour ne pas perturber la mesure , le film amagnétique 6a présente une faible autofluorescence . Par souci de clarté , on désigne par « amagnétique » un matériau dont la susceptibilité magnétique est très faible , comme un matériau paramagnétique ou diamagnétique . Le film amagnétique 6c peut par exemple être formé d' un matériau plastique , tel que du polypropylène . Dans tous les cas, le substrat 6a présente une surface exposée Al qui peut être constituée du substrat 6a lui-même ou de la couche amagnétique 6c lorsque celle-ci est présente. Cette surface exposée Al est destinée à former la première section SI de la paroi structurée d'un canal du réseau fluidique de la cartouche. La surface exposée Al est conçue ou a été traitée pour présenter la première énergie de surface El, de nature hydrophile. Cette première énergie de surface El peut résulter du choix du matériau formant la surface exposée, ou de sa texturation ou d'un traitement, par exemple au plasma ou par l'intermédiaire d'un agent tensioactif, visant à rendre cette surface particulièrement hydrophile. Comme on l'a déjà précisé, cette première énergie de surface El peut être caractérisée par un angle de contact compris entre 50° et 80°.
Outre le substrat 6a, le support 6 comprend également un film intercalaire 6d disposé sur la surface exposée Al du substrat 6a. Le film intercalaire 6d de la figure 1b présente une découpe selon un motif correspondant au réseau de canaux amonts 4 et aux chambres d'analyse 5 et avantageusement à l'ouverture 2. D'une manière générale, le film intercalaire 6d présente des découpes D visant à définir une partie du réseau fluidique de la cartouche. Lorsque ce film intercalaire 6d est assemblé superficiellement au substrat 6a pour former le support 6, ce dernier présente donc des évidements reproduisant le motif de découpe D du film 6d. Ces évidements, en combinaison avec des évidements complémentaires formés dans le capot supérieur 7, constituent le réseau de canaux 4, 4' , les chambres d'analyse 5, et tout autre élément du réseau fluidique de la cartouche 1. On note que le motif de découpe D du film intercalaire 6d de la figure 1b ne reprend pas l'empreinte des canaux d' éventement 4' , et que ceux-ci sont donc exclusivement constitués par des évidements formés dans le capot supérieur 7 et pas dans le support 6. Cet agencement conduit à former une marche montante à l'entrée des canaux d' éventement 4' , comme cela a été pris en exemple antérieurement. D'une manière plus générale, le motif de découpe D du film intercalaire 6d correspond à une partie seulement du réseau fluidique de la cartouche 1 afin de constituer les marches de ce réseau.
La surface exposée A2 du film intercalaire 6d (comprenant la face opposée à celle mise en contact avec le substrat 6a) est destinée à former la deuxième section S2 de la paroi structurée d'un canal du réseau fluidique de la cartouche 1. Elle est conçue ou a été traitée pour présenter la deuxième énergie de surface E2, de nature hydrophile également, mais inférieure à la première énergie de surface El. Cette deuxième énergie de surface E2 peut résulter du choix du matériau formant le film intercalaire ou sa surface, ou de sa texturation ou d'un traitement spécifique. Comme on l'a déjà précisé, cette deuxième énergie de surface E2 peut être caractérisée par un angle de contact compris entre 65° et 89° (tout en étant supérieure à la première énergie de surface El) .
Dans cette configuration, et lorsque le film intercalaire 6d présentant les découpes D a été assemblé au substrat 6a, la surface principale du support 6 est alors constituée d'une surface exposée A2 du film intercalaire 6d présentant la deuxième énergie de surface E2 et de la surface exposée Al du substrat 6c, au niveau des découpes D du film intercalaire 6d, présentant la deuxième énergie de surface E2.
Avantageusement, le film intercalaire 6d est un film adhésif, permettant également d'assembler et de retenir hermétiquement l'un à l'autre le capot supérieur 7 au support 6 au niveau de leurs surfaces en contact, c'est-à-dire entourant les évidements. Il peut s'agir d'un film adhésif double face, assurant alors simultanément son assemblage au substrat 6a, et au capot supérieur 7 . Comme cela est bien connu en soi , un tel film est constitué d' une bande , par exemple plastique , dont les deux faces sont enduites d' un matériau adhésif . De par sa nature , ce matériau adhésif peut présenter naturellement une énergie de surface inférieure à celle de la surface exposée du substrat 6a et donc constituer la deuxième énergie de surface .
Qu' il soit formé d' un film intercalaire adhésif double face ou pas , la cartouche 1 est assemblée en fournissant le substrat 6a muni de la zone magnétique 6b, en disposant le film intercalaire 6d sur ce substrat 6a et ainsi former le support 6 , puis en assemblant cet ensemble au capot supérieur 7 . Cet assemblage est réalisé en alignant les évidements complémentaires disposés sur la surface principale de ce capot 7 sur ceux définis par le motif de découpe D de la couche intercalaire 6d du support 6 . On définit de la sorte le réseau fluidique de la cartouche 1 .
On peut naturellement prévoir de disposer, sur le film intercalaire 6d, d' autres films présentant d' autres motifs de découpe de manière à former dans le réseau fluidique une pluralité de marches montantes ou descendantes consécutive dans un canal . On prendra soin dans ce cas de préserver la relation selon laquelle , au niveau de chaque marche , l ' énergie de surface du segment du canal présentant la hauteur la plus grande soit supérieure à l ' énergie de surface du segment de canal présentant la hauteur la plus petite .
Revenant à la description du caractère magnétique de la cartouche , la couche magnétique 6b comprend une succession de régions polarisées dans deux directions différentes ( opposées sur la figure 3 ) . Comme cela est représenté sur la figure 4 qui représente en vue de dessus la couche magnétique 6b, les régions polarisées magnétiquement s ' étendent en ligne selon une direction principale P dans l ' exemple représenté . Aux interfaces entre deux zones de polarisations différentes , on crée des régions de relativement forte intensité magnétique , désignés zones d' attraction dans la suite de cet exposé . Les zones d' attraction sont donc agencées sous la forme d' une pluralité de lignes Za orientée selon la direction principale P . L' agencement particulier de ces lignes définit , en combinaison, un motif de détection .
I l est entendu que l ' agencement en ligne pris en exemple ne forme qu' un cas particulier d' un motif de détection . Une cartouche 1 est plus généralement munie de régions polarisées magnétiquement et définissant un motif de détection bien déterminé , mais dont la configuration peut être librement choisie .
On a représenté également sur la figure 4 respectivement le champ Bc généré par la couche magnétique 6b et la norme de ce champ . Comme cela sera exposé dans suite de cet exposé , il peut être utile d' aj outer un champ additionnel externe Bext , au champ produit par la couche 6b . On a représenté sur la figure 4 ce champ extérieur Bext qui se combine au champ Bc produit par la couche et la norme de ce champ combiné . On observe que l ' application de ce champ magnétique extérieur Bext peut conduire à éliminer certaines zones d' attraction Za produite lorsque seul le champ fourni par la couche magnétique 6b est présente . Mais dans tous les cas , ces zones d' attractions sont disposées selon des lignes Za orientées selon la direction principale P, ou plus généralement selon un motif de détection dont les caractéristiques sont parfaitement déterminées .
Dans le cas d' une chambre 5 présentant les dimensions indiquées précédemment , on peut envisager de former un motif de détection comprenant entre 2 et 50 lignes , celles-ci présentant une épaisseur comprise entre 1 et 150 microns ( avantageusement entre 5 et 30 microns) et séparées entre elles d'un espacement compris entre 5 et 300 microns, avantageusement entre 25 et 150 microns.
Revenant à la description de la figure 3, la cartouche 1 a été préparée pour placer dans chaque chambre 5 une quantité maîtrisée de particules magnétiques 9 de dimensions nanométriques, typiquement comprise entre 25 nm et 500nm, et préférentiellement entre 100 et 260nm. Ces particules se présentent typiquement sous la forme de billes présentant des caractéristiques superparamagnétiques et sont biocompatibles. Elles peuvent notamment être couvertes d'un polymère (de type polystyrène) disposant d'un traitement de surface qui leur permet d'être fonctionnalisées par des protéines de type Ac ou Ag. Les particules magnétiques sont liées à des éléments de capture aptes à s'associer à l' analyte. La quantité maîtrisée des particules est telle que leur concentration dans le volume de la chambre une fois remplie par le liquide biologique soit comprise entre 10A6 et 10All particules/ml . La quantité maîtrisée de nanoparticules et d'éléments de capture est ici disposée sous la forme d'un amas sec 9 reposant sur le support 6 de la chambre 5.
Similairement, les chambres 5 contiennent également chacune un amas sec 10 d'éléments de détection. Ces éléments de détection sont également susceptibles de se lier à l' analyte et portent des marqueurs photoluminescents, par exemple fluorescents.
Les amas sec 9, 10 d'éléments de capture et de détection sont également visibles sur la figure 1b . Ils peuvent être placés sur le support 6 en des emplacements correspondant à la position des chambres d'analyse 5, avant que le capot supérieur 7 soit placé sur le support 6. On pourra s'aider des évidements du support 6 qui définissent notamment l'empreinte des chambres 5, pour repérer ces emplacements. Lorsque l'on introduit du liquide biologique à analyser dans la cartouche 1, celui-ci s'écoule dans le réseau de canaux 4 pour emplir les chambres 5 d'analyse et se propager dans les canaux d' éventement 4' . La présence d'au moins une marche (et de la variation d'énergie de surface en amont et en aval de cette marche) dans ces canaux 4, 4' assure le bon remplissage, dans un temps déterminé, de toutes les chambres d'analyse 5, comme cela a été précisé dans un paragraphe précédent. Les éléments de détection 10 et les éléments de capture associés aux particules magnétiques 9 sont respectivement resuspendus dans l'échantillon de chaque chambre 5 pour s'y mélanger. Au cours du temps de réaction qui suit, et lorsque l' analyte est présent dans l'échantillon, on forme des complexes comprenant un élément de capture, une particule magnétique, l' analyte, et un élément de détection. Ces complexes sont immobilisés sur le support 6 de chaque chambre 5 en s'agglomérant de manière privilégiée au niveau des maxima d'intensité de champ magnétique, et donc pour s'arranger selon le motif de détection définie par la couche magnétique 6b. Les éléments de détection en excès restent en suspension dans l'échantillon.
On peut prévoir que chaque chambre 5 d'une cartouche 1 soit préparée pour recevoir des éléments de capture et des éléments de détection de natures différentes, de manière à procéder à des analyses multiples du liquide biologique introduit dans la cartouche 1. On peut également prévoir que le motif de détection encodé par la portion de la couche magnétique 6b qui est disposée au niveau d'une chambre 5 soit différent d'une chambre à l'autre.
Dans tous les cas, la présence d'un analyte dans l'échantillon retenu dans une chambre d'analyse 5 conduit à former un motif de détection définie par la couche magnétique 6b. Pour parfaitement maîtriser les phénomènes qui se déroulent dans une chambre d' analyse pendant la période de réaction et détecter la présence et l'intensité du motif de détection à la fin de cette période, il est avantageux de placer la cartouche 1 dans ou sur un dispositif d'analyse E représenté schématiquement sur la figure 5.
Le dispositif E comprend des éléments d'accueil de la cartouche 1 pour la positionner aussi précisément que possible dans une position d'analyse. Dans cette position, au moins une chambre 5 de la cartouche 1 est disposée dans le champ d'un dispositif de prise de vue 11, tel qu'un capteur d'image. Cette chambre 5 est également disposée dans le champ d'illumination d'une source lumineuse 12, par exemple une source à base de diode électroluminescente. On peut également prévoir sur le chemin optique entre la source 12, la chambre 5 et le dispositif de prise de vue 11 des éléments optiques 13 tels que des séparateurs, des filtres, des objectifs afin d'améliorer la qualité de la prise de vue et de notamment choisir un grossissement et une profondeur de champ adaptés. On peut avec cet arrangement faire l'acquisition d'une image numérique de l'échantillon et du support 6 de la chambre 5, afin de révéler sur l'image l'intensité lumineuse produite par les marqueurs fluorescents. La cartouche 1 est bien entendu disposée dans le dispositif d'analyse pour que le capot supérieur 7, transparent au droit des chambres 5 au moins, soit dans le chemin optique afin de permettre cette prise de vue.
En opération, les marqueurs photoluminescents en solution dans l'échantillon ou immobilisés sur le support 6 de la chambre 5 illuminée sont activés à l'aide de la source lumineuse 12 et rendus visibles dans le plan image du dispositif de prise de vue
11. On peut ainsi procéder à l'acquisition d'une image numérique de la distribution dans le plan du support des marqueurs photoluminescents .
Poursuivant la description du dispositif d' analyse E de la figure 3 , celui-ci peut comprendre également un actionneur mécanique 14 , par exemple un actionneur piézoélectrique , apte à entrer en contact avec le support 6 de la cartouche pour y appliquer des efforts vibratoires . L' actionneur 14 peut être activé après l ' introduction de la cartouche dans ou sur le dispositif E de manière à permettre la resuspension efficace des éléments de capture , des particules magnétiques et des éléments de détection 9 , 10 dans l ' échantillon .
Enfin, le dispositif E peut comprendre une source de champ magnétique 15 , par exemple un électro-aimant , qui peut être activée de manière à exacerber le champ magnétique produit par la couche magnétique 6b . Le champ magnétique produit par la source 15 peut être comprise entre 1 et 400mT au niveau de la chambre 5 , mais elle doit dans tous les cas rester d' intensité inférieure à la valeur du champ coercitif de la couche magnétique 6b de manière à préserver son aimantation, et le motif de détection que cette aimantation définie . Le champ produit par la source 15 est préférentiellement orienté orthogonalement à la surface du support 6 pour s ' additionner au champ généré par la couche magnétique 6b, et ainsi augmenter l ' intensité du champ magnétique dans les zones d' attraction Za, et renforcer le motif de détection . Comme on l ' a vu précédemment , la présence de ce champ peut conduire à modifier l ' arrangement en ligne Za des zones d' attraction, ou plus généralement à redéfinir le motif de détection . Le champ produit par la source 15 peut être continu ou pulsé , dans ce cas avec une durée d' impulsion typiquement supérieure à 1 ms . Le champ produit par la source 15 permet également de magnétiser les particules superparamagnétiques de l ' échantillon . On favorise de la sorte la migration de ces particules et des complexes lorsque ceux-ci sont présents vers la surface du support 6 pour les immobiliser.
Pour mettre en opération le dispositif d'analyse E et réaliser les traitements numériques de l'image dont on fait l'acquisition, le dispositif E comprend également un dispositif de calcul 16. Il peut s'agit d'un microcontrôleur, d'un microprocesseur, d'un circuit FPGA. Outre les moyens de calcul à proprement parler, le dispositif de calcul 16 comprend également des composants mémoire permettant de stocker des données et des programmes informatiques permettant de faire fonctionner le dispositif E. Le dispositif de calcul 16 peut également comprendre des composants d' interface permettant d'échanger des données (du type interface USB) ou permettant de relier le dispositif d'analyse E à un équipement de maintenance. Les composants d' interface peuvent également comprendre un écran et des boutons de commande pour permettre l'utilisation du dispositif E par un opérateur. Le dispositif de calcul 16 est relié, par exemple par l'intermédiaire d'un bus interne, au dispositif de prise de vue 11, à la source lumineuse 12, à l'actionneur mécanique 14, à la source de champ magnétique 15 pour coordonner leurs actions et/ou collecter les données produites, par exemple les images numériques fournies par le dispositif de prise de vue 11.
Ainsi, une fois la cartouche 5 disposée dans ou sur le dispositif d'analyse E par un opérateur, retenue par les éléments d'accueil dans la position d'analyse, la séquence d'actions suivantes peut être mise en œuvre par le dispositif de calcul 16, après par exemple que le dispositif E ait été actionné par l'intermédiaire d'un bouton de commande :
- activation de l'actionneur mécanique 14 pour appliquer un effort vibratoire à la cartouche 1 et engager ou favoriser la resuspension des éléments de capture, les particules magnétiques et les éléments de détection dans l'échantillon. Cet instant d'activation marque le début de la période de capture ;
- activation de la source magnétique 15 pour favoriser le l'immobilisation des particules magnétiques, complexées ou non avec des analytes, sur le support 6 de la chambre 5 ;
- mise en marche de la source lumineuse 12, puis à l'expiration de la période de capture, activation du dispositif de prise de vue 11 pour procéder à l'acquisition d'une image de l'échantillon et du support. L'image peut être transférée du dispositif de prise de vue 11 à un composant mémoire du dispositif de calcul 16 afin de pouvoir y opérer des traitements.
- traitement de l'image pour déterminer un signal de détection représentatif de la présence ou de la concentration de l' analyte dans l'échantillon.
- traitement du signal de détection pour fournir une information indiquant la présence, l'absence et/ou la concentration de l' analyte dans l'échantillon dans une mesure standard, par exemple en partie par ml.
Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de mise en œuvre décrit et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications .

Claims

28 REVENDICATIONS
1. Cartouche d'analyse (1) optique d'un liquide biologique comprenant une ouverture (2) de déversement du liquide, une pluralité d'évents (3) et un réseau de canaux (4, 4' ) reliant f luidiquement l'ouverture (2) aux évents (3) , l'ouverture (2) , les évents (3) et le réseau de canaux (4, 4' ) définissant une pluralité de voies d'analyse comprenant chacune une chambre d'analyse (5) , la cartouche étant formée d'un support (6) présentant une surface principale et d'un capot supérieur (7) formé au moins en partie d'une matière transparente et présentant également une surface principale, le capot supérieur (7) et le support (6) étant assemblés l'un à l'autre par leur surface principale, une partie au moins du réseau de canaux (4, 4' ) étant constituée par des évidements complémentaires formés en partie sur la surface principale du support (6) et en partie sur la surface principale du capot supérieur (7) , chaque canal étant alors définis par une paroi de canal dite « paroi structurée » fournie par le support (6) et par une paroi opposée de canal fournie par le capot supérieur (7) , les deux parois se faisant face et définissant une hauteur de canal, la paroi structurée, présentant une marche (M) pour définir de part et d'autre de la marche :
- un premier segment (SI) du canal dans lequel la paroi structurée présente une première énergie de surface (El) et une première élévation (el) définissant une première hauteur du canal (hl) ;
- un deuxième segment (S2) du canal dans lequel la paroi structurée présente une deuxième énergie de surface (E2) et une deuxième élévation (e2) définissant une deuxième hauteur du canal (h2) ; la première hauteur du canal (hl) et la première énergie de surface (El) de la paroi structurée étant respectivement supérieures à la deuxième hauteur (h2) du canal et à la deuxième énergie de surface (E2) ; le support (6) comprenant en outre : - un substrat (6a) rigide présentant la première énergie de surface (El) , le substrat incorporant une couche magnétique (6b) , disposée sous un film amagnétique ;
- un film intercalaire (6d) présentant la deuxième énergie de surface (E2) disposé sur le substrat (6a) , le film intercalaire (6d) présentant un motif de découpe (D) pour former les évidements du support (6) et découvrir une surface exposée (Al) du substrat (6a) , la surface principale du support (6) étant alors constituée d'une surface exposée (A2) du film intercalaire (6d) présentant la deuxième énergie de surface (E2) et de la surface exposée (Al) du substrat (6a) présentant la première énergie de surface (El) .
2. Cartouche d'analyse (1) selon la revendication précédente dans laquelle la paroi faisant face à la paroi structurée est plane et présente une troisième énergie de surface supérieure à la première énergie de surface (El) et à la deuxième énergie de surface (E2) .
3. Cartouche d'analyse (1) selon l'une des revendications précédentes dans laquelle la marche présente un flanc, et l'énergie de surface du flanc de la marche est plus proche de la première énergie (El) que de la deuxième énergie (E2) .
4. Cartouche d'analyse (1) selon l'une des revendications précédentes dans laquelle les surfaces principales du support (6) et du capot supérieur (7) présentent un caractère hydrophile.
5. Cartouche d'analyse (1) selon l'une des revendications précédentes dans laquelle le réseau de canaux comporte un canal amont (4) pour f luidiquement relier l'ouverture (2) à la chambre d'analyse (5) , et un canal d' éventement (4' ) pour f luidiquement relier la chambre d'analyse (5) à un évent (3) . Cartouche d' analyse (1) selon la revendication précédente dans laquelle une marche (M) est disposée dans au moins un canal d' éventement (4' ) et tend à réduire la hauteur de ce canal dans le sens de l'écoulement du fluide. Cartouche d'analyse (1) selon l'une des deux revendications précédentes comprenant au moins une chambre d' incubation f luidiquement disposée en amont de la chambre d'analyse (5) d'une voie d'analyse. Cartouche d'analyse (1) selon la revendication précédente dans laquelle la chambre d'analyse (5) et/ou la chambre d'incubation comprend au moins un réactif. Cartouche d'analyse (1) selon la revendication précédente dans laquelle le réactif comprend des marqueurs photoluminescents, et le capot supérieur (7) , au moins pour la partie qui surplombe les chambres d'analyse (5) , est formé d'une matière transparente dans la gamme des longueurs d'onde des marqueurs photoluminescents. Cartouche d'analyse (1) selon l'une des revendications 7 à 10 dans laquelle le capot supérieur présente une partie au moins d'une surface extérieure optiquement polie. Cartouche d'analyse (1) selon l'une des revendications précédentes dans laquelle l'ouverture (2) est surmontée d'un réservoir (2' ) et les évents (3) sont respectivement surmontés de parois périphériques présentant une hauteur au moins égale à une hauteur du réservoir (2' ) . Cartouche d'analyse (1) selon l'une des revendications précédentes dans laquelle le film intercalaire (6d) est un film adhésif, avantageusement un film adhésif double face. Cartouche d'analyse (1) selon l'une des revendications précédentes dans laquelle la couche magnétique (6b) comprend des régions polarisées magnétiquement définissant un motif de détection déterminé. Procédé de fabrication d'une cartouche selon l'une des revendications précédentes comprenant la fourniture du support (6) et du capot supérieur (7) et l'assemblage du support (6) au capot supérieur (7) en mettant en vis-à-vis leurs surfaces principales respectives et ainsi former les parois se faisant face qui définissent les canaux (4, 4' ) .
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