EP4599234A1 - Procédé de détermination du taux de lithium dans un fluide biologique - Google Patents

Procédé de détermination du taux de lithium dans un fluide biologique

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Publication number
EP4599234A1
EP4599234A1 EP23782953.6A EP23782953A EP4599234A1 EP 4599234 A1 EP4599234 A1 EP 4599234A1 EP 23782953 A EP23782953 A EP 23782953A EP 4599234 A1 EP4599234 A1 EP 4599234A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
solution
biological fluid
active layer
optode
lithium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23782953.6A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Bruno Wacogne
Charles-Louis AZZOPARDI
Bernard Gauthier-Manuel
Karine CHARRIERE
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.)
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Institut National de la Sante et de la Recherche Medicale INSERM
Universite de Franche-Comte
Centre Hospitalier Universitaire de Besancon
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Institut National de la Sante et de la Recherche Medicale INSERM
Universite de Franche-Comte
Centre Hospitalier Universitaire de Besancon
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centre National de la Recherche Scientifique CNRS, Institut National de la Sante et de la Recherche Medicale INSERM, Universite de Franche-Comte, Centre Hospitalier Universitaire de Besancon filed Critical Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Publication of EP4599234A1 publication Critical patent/EP4599234A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
    • G01N21/78—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator producing a change of colour
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
    • G01N21/82—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator producing a precipitate or turbidity
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/02—Mechanical
    • G01N2201/022—Casings
    • G01N2201/0221—Portable; cableless; compact; hand-held

Definitions

  • the present invention relates to the field of determining the quantity of Lithium contained in biological or bodily fluids by means of an optode.
  • the present invention relates, in particular, to the monitoring of lithium levels, at home, by people suffering from mood disorders and receiving lithium-based treatment such as, without limitation, bipolar disorder or in association with other treatments for resistant depressive disorders.
  • the product sold by the company FISIC under the trade name “Medimate Multireader” is known in the state of the art.
  • This device allows a user to measure their lithium levels in the body. The measurement is precise because it is based on electrophoresis.
  • the analysis requires the collection of a blood sample from the user, which constitutes an invasive act.
  • An aim of the invention is, furthermore, to propose a method for determining the level of Lithium in a biological fluid:
  • Lithium rate allowing the Lithium rate to be determined at a concentration less than 5 mM, and/or
  • a method for determining a quantity of Lithium contained in a biological fluid comprises the steps consisting of:
  • step A obtain, from a sample of biological fluid of known volume, a solution of biological fluid buffered to a pH between 6 and 8, denoted step A,
  • step C deposit a volume, preferably a given volume, of biological fluid solution on an active layer of an optode; said active layer comprises a chemical transducer of which at least one optical property is modified in the presence of lithium ions in the biological fluid solution, denoted step C,
  • the biological fluid solution can be any solution, liquid or viscous, preferably aqueous, containing lithium ions.
  • Steps A, B can be implemented in any chronological order.
  • step C is implemented subsequently to steps A and B.
  • steps A and B constitute a single step consisting of adding, to a sample of biological fluid of known volume, a given volume of a discriminating solution having the effect of:
  • the discriminating solution has the effect of precipitating the bi-cations contained in the biological fluid solution, in particular the Magnesium and Calcium ions.
  • the discriminating solution has the effect of precipitating the monocations contained in the biological fluid solution, with the exception of Lithium ions, in particular Potassium and Sodium ions.
  • the discriminating solution has the effect of precipitating all of the cations, with the exception of Lithium ions, contained in the biological fluid solution.
  • obtaining a biological fluid solution buffered to a pH between 6 and 8 has the effect of freeing itself from the influence of at least part of the cations contained in the biological fluid solution, of preferably bi-cations, preferably Calcium and Magnesium ions, and mono-cations, with the exception of Lithium ions, contained in the biological fluid solution, preferably Potassium and Sodium ions, on the capture of Lithium by the active layer of the optode.
  • the biological fluid may be blood or saliva.
  • saliva is preferably the preferred biological fluid.
  • the method does not include an invasive step of taking the biological fluid sample.
  • the method may include a step of obtaining a biological fluid.
  • the at least one optical property is modified compared to the quantity of Lithium in the biological fluid solution.
  • the at least one optical property is modified proportionally or not but bijectively to the quantity of Lithium in the biological fluid solution.
  • optical property or characteristic of the at least one light wave can be understood a light intensity, a hue, an absorption or a luminescence.
  • the at least one characteristic of the at least one light wave can be at least one variation of at least one characteristic of the at least one light wave.
  • the optical property of the transducer may be an emission and/or a variation of an emission and/or a stopping of an emission of at least one light wave by the chemical transducer.
  • the characteristic of the at least one light wave emitted or reflected by the active layer can be defined as the optical property of the active layer.
  • Calibration data may be stored data.
  • the calibration data can be a curve or a calibration function or a value or correspondence table.
  • the step of obtaining the buffered biological fluid solution is carried out by adding a volume, preferably a given volume, of a buffer solution not comprising cations, with the exception of Hydronium ions, preferably not comprising bi-cations, in particular Magnesium and Calcium, more preferably not comprising mono-cations, in particular Sodium and Potassium ions, in the biological fluid sample.
  • the step of measuring the at least one characteristic of at least one light wave emitted or reflected by the active layer of the optode is carried out by means of an optical measuring device.
  • the optical measurement, by the optical measuring device can be carried out by transmission or by reflection.
  • the step consisting of adding, to the biological fluid solution, a given volume of discriminating solution can have the effect of causing desolvation of at least part of the cations contained in the biological fluid solution with the exception of lithium ions. .
  • the method may comprise, prior to the step of adding the discriminating solution, a step of filtering the biological fluid solution or the biological fluid on a porous membrane having a cut-off threshold less than or equal to 50 pm.
  • the discriminating solution is a buffer solution not comprising cations with the exception of Hydronium ions.
  • the discriminating solution is a buffer solution not comprising di-cations.
  • the discriminating solution is a buffer solution not comprising mono-cations with the exception of Hydronium ions.
  • the discriminating solution is a buffer solution not comprising sodium and potassium ions.
  • the buffer solution is a pH 7 buffer solution of tris(hydroxymethyl)aminomethane:HCl.
  • the tris(hydroxymethyl)aminomethane:HCl molar ratio is
  • the buffer solution may be a buffer solution of or comprising or based on Tricine or N-(2-Hydroxy-1,1-bis(hydroxymethyl)ethyl)glycine, bicine or [Bis(2-hydroxyethyl)amino]acetic acid, HEPES or 4-(2-hydroxyethyl)-1-piperazine ethane sulfonic acid or MES or 2-(N-morpholino) ethanosulfonic acid.
  • the discriminating solution is an aqueous solution comprising oxalate ions at a concentration greater than or equal to 1 milliMolar (mM), or 1 mmol.l -1 , preferably 5 mM.
  • the concentration of oxalate ions in the discriminating solution can be between 1 mM and the solubility limit of oxalic acid in water. Preferably, the concentration of oxalate ions in the discriminating solution is 5 mM.
  • the at least one characteristic of the at least one light wave emitted or reflected by the active layer of the optode comprises, preferably is, a hue value of the active layer.
  • the hue of the solution can be the Hue value in a color space or system, for example HSL or HSV.
  • the method comprises a step of processing the at least one measured characteristic of the at least one light wave emitted or reflected by the active layer of the optode in which the at least one measured characteristic comprises a set of colorimetric values in a colorimetric space, for example CIE XYZ, or another space, for example HSV, obtained from, or which is a function of, the CIE XYZ colorimetric space.
  • a colorimetric space for example CIE XYZ
  • HSV another space
  • the set of colorimetric values may be, or may be represented as, a chromaticity diagram.
  • the at least one measured characteristic comprises three colorimetric values.
  • the set of colorimetric values may include hue and/or saturation and/or luminance.
  • the method comprises a step of converting the at least one measured characteristic of the at least one light wave coming from, preferably emitted or reflected by the active layer in a three-dimensional color space.
  • the change of reference can be a rotation step, in the CIE XYZ colorimetric space, preferably reduced to two dimensions, denoted XY, of an angle between 35° and 60° of the measured colorimetric values.
  • the change of reference can be a principal component analysis or any other transformation.
  • the step of processing the at least one measured characteristic is carried out on two colorimetric values of the set of colorimetric values.
  • the change of reference, within the colorimetric space, can be carried out on the three dimensions of the XYZ colorimetric space.
  • an optode is also proposed, preferably for determining the quantity of Lithium contained in a biological fluid, comprising:
  • said active layer comprises a chemical transducer arranged so that at least one optical property is modified in the presence of a specific ionic species, preferably lithium ions,
  • a black layer of chemically inert material comprising at least one opening forming a well arranged to receive a solution to be analyzed intended to be in contact with the active layer.
  • chemically inert can be understood a material which does not or only slightly interfere with the biological fluid or the medium containing the biological fluid and/or does not or only slightly degrade the optode, in particular the active layer of the optode.
  • biocompatible it can be understood a material which does not interfere and/or does not degrade the biological medium or the medium comprising the biological fluid with which it is intended to be brought into contact.
  • the chemically inert material is a polymer.
  • the black layer of chemically inert material rests, at least in part, preferably entirely, on the active layer.
  • the active layer of the optode comprises an ionophore and a chromophore.
  • the active layer may further comprise an additive, for example a lipophilic anionic additive.
  • the chemically inert material is poly(methyl methacrylate) (PMMA).
  • the chemically inert material may be Teflon.
  • the chemically inert material may be inorganic.
  • the chemically inert material may be a ceramic.
  • the optode according to the invention is suitable, more preferably is particularly suitable, more preferably is designed and in a particularly advantageous manner is specially designed, to implement the method for determining a quantity of Lithium contained in a biological fluid according to the invention.
  • any characteristic of the optode according to the invention can be directly transposed to the determination method according to the invention and vice versa.
  • an aqueous solution comprising oxalate ions at a concentration greater than 1 mM, preferably 5 mM, and having a pH greater than or equal to 6 for determining the quantity of Lithium contained in a biological fluid.
  • concentration of oxalate ions in the aqueous solution can be between 1 mM and the solubility limit of oxalic acid in water.
  • concentration of oxalate ions in the aqueous solution is 1 mM.
  • aqueous comprising oxalate ions at a concentration greater than 1 mM and having a pH greater than or equal to 6 for the determination of the quantity of Lithium contained in a biological fluid
  • the use of said solution aqueous solution for the preparation of a solution of biological fluid intended to be analyzed to determine the quantity of Lithium it contains
  • FIGURE la is a schematic representation of an embodiment of a portable optical measuring device coupled to the optode according to the invention in a configuration capable of measuring the optical properties of the optode
  • FIGURE lb is a schematic representation of the portable optical measuring device decoupled from the optode
  • FIGURE 2 is a schematic representation of an optode illustrating the variation in color of the active layer of the optode as a function of the Lithium concentration
  • FIGURE 3b is an enlargement of the xy components of the CIE xyY color space presented in FIGURE 3a,
  • FIGURE 4 is a representation of the data obtained by processing the XY components of the CIE XYZ colorimetric space presented in FIGURES 3a and 3b,
  • FIGURE 5 is a representation of an optode comprising a single well according to the invention.
  • variants of the invention comprising only a selection of characteristics described, isolated from the other characteristics described (even if this selection is isolated within a sentence including these other characteristics), if this selection of characteristics is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention compared to the state of the prior art.
  • This selection includes at least one characteristic, preferably functional without structural details, or with only part of the structural details if this part only is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention compared to the state of the prior art. .
  • the method for determining the quantity of Lithium contained in a liquid is presented.
  • the embodiment relates to the determination of the quantity of Lithium in biological fluids and, in particular but not limited to, in saliva.
  • Saliva is a fluid that does not require a delicate or invasive sampling step and its collection can therefore be carried out at home by the user themselves.
  • Mood stabilizing agents are among the various molecules available to treat bipolar disorders. Clinically, the main actions that qualify a molecule as a mood stabilizer are its effects at both ends of the mood spectrum (depression and mania) and its ability to maintain euthymia by preventing future instability. mood. According to these factors, lithium is the best mood stabilizing agent and therefore the reference one.
  • the advantage of the method according to the invention is that it is designed so that a user can implement it at home without the intervention of a third party and that he can measure his Lithium level when necessary by obtaining results in a short time.
  • the process can also be implemented by a third person.
  • Saliva is preferably filtered mechanically through a membrane filter; membranes with cut-off thresholds of 0.45 pm and 0.8 pm have been used. A volume of 1 ml of filtered saliva was used according to the non-limiting embodiment.
  • the use of a membrane filter is not restrictive and other means of filtration could also be used.
  • the method comprises the step of obtaining a solution of biological fluid by adding a given volume of a discriminating solution in the sample of biological fluid, here filtered saliva, of known volume.
  • a discriminating solution in the sample of biological fluid, here filtered saliva, of known volume.
  • 1 ml of discriminating solution is added to 1 ml of filtered saliva.
  • Saliva may contain residues and the filtration step aims to eliminate these so as to improve the reproducibility and reliability of the subsequent measurement carried out on optode 1.
  • a volume of between 100 and 500 ⁇ l of saliva will be preferred.
  • the discriminating solution is a Tris/HCl buffer solution at pH 7 containing Sodium Oxalate at a concentration of 50 mM. Ammonium Oxalate is preferred as it does not add additional Sodium ions.
  • this discriminating solution makes it possible to obtain a buffered biological fluid solution at a pH between 6 and 8. In this way, the exchanges between the Lithium and the reactive surface of the optode are maximized, which allows to optimize the colorimetric variation of the active layer 2 and therefore the detection sensitivity of Lithium.
  • the use of this discriminating solution also has the effect of removing mono-cations, in particular Calcium and Magnesium ions, from the biological fluid solution and thus making the determination of the Lithium level more reliable.
  • the mixture is conveyed via fluidic channels or tubing from the filtration zone to the well(s) 6 of the optode 1.
  • this discriminating solution also has the surprising effect of causing a precipitation of at least part of the cations contained in the biological fluid sample with the exception of Lithium ions.
  • the use of the discriminating solution makes it possible to effectively precipitate the di-cations contained in the biological fluid sample, in particular the Magnesium and Calcium ions, and thus make the determination of the Lithium level even more reliable.
  • the active layer 2 of an optode 1 comprises a chemical transducer of which at least one optical property is modified in the presence of Lithium ions in the biological fluid solution.
  • a calibration curve can constitute the calibration data.
  • the lithium concentration in the sample is determined by colorimetric analysis of the active layer 2 of the optode 1. Measuring the characteristic of the light waves coming from the active layer 2 of the optode 1 is carried out by a portable optical measuring device 7 illustrated in FIGURES la and lb.
  • the optical measuring device 7 is arranged to cooperate with the optode 1.
  • the optical measuring device 7 is intended to be reversibly coupled with the well 6 of an optode 1.
  • the optical measuring device 7 comprises a light source 8 and a multispectral sensor 9 of model AS7341 sold by the company AMS® which measures the light reflected 10 by the optode 1.
  • a processing unit, connected or not to the measuring device, is arranged and/or configured to process the data measured.
  • the measuring device 7 comprises two light-emitting diodes 8 of model YJ-VTC-5730-G01-65 sold by the company YUJILEDS® which are arranged to illuminate the active layer 2 of the optode 1 with a white light D65 CRI 98.
  • the light beam reflected 10 by the active layer 2 is measured by the multispectral sensor 9.
  • the optical measuring device 7 comprises a cover 11 intended to be brought into contact with the black layer 4 of chemically inert material of the optode 1 which constitutes the outer or upper layer of the optode 1.
  • the multispectral sensor 9 is placed facing the optode 1 when the latter is coupled with the optical measurement device 7.
  • the light coming from the LEDs 8 is “guided” at 45 ° in channels 12 provided in the cover 11 to illuminate an individual well 6 of the optode 1.
  • the data from the multispectral measurement are then converted, by the processing unit, into a three-dimensional color space and then a lithium concentration value is determined.
  • the step of converting the measured characteristics of the light wave coming from the active layer 2, or the multispectral values, is a step well known to those skilled in the art.
  • the method comprises, according to the non-limiting embodiment, a step of converting the measured characteristics, of the light wave coming from the active layer 2, into a colorimetric space in three dimensions.
  • the measurement of at least one characteristic of at least one light wave coming from the active layer 2 of the optode 1 corresponds to the multispectral measurement.
  • the variations in color of the active layer 2 of the optode 1 are illustrated as acquired by photography of the optode 1 and as observable with the naked eye for Lithium concentrations of 0 (a), 1 (b), 2 (c), 3 (d) and 4 (e) mM in deionized water.
  • the level of lithium influences the color of the active layer 2 of the optode 1.
  • results are obtained from an optode 1 not including a well 6.
  • a drop of each lithium solution of different concentration was deposited on the active layer 2.
  • This optode 1 is preferably dedicated to experimental studies or to obtaining calibration data.
  • the optode 1 intended to be used by a user will preferably include a single well 6 constituting a consumable intended to be replaced.
  • the variation in color of the active layer 2 of the optode 1 in the therapeutic window is small and is difficult to perceive with the naked eye.
  • other factors can modify the hue such as the variation in thickness of the active layer 2 of the optode 1, the photo-bleaching of the chromophore of the active layer 2 and the aging of the optode 1. Variations of color, even light, disrupt and distort the measurement. It was observed by the inventors that the other components of the colorimetric space also vary with these disturbances. Also, the invention also consists of exploiting the information contained in all the components of the XYZ colorimetric space to compensate for the measurement error.
  • the chromaticity diagram providing information on hue, corresponds to the xy components of the CIE xyY colorimetric space.
  • the chromaticity diagram is a two-dimensional representation of the CIE XYZ color space without luminance information. Measurements were carried out on optode 1 from aqueous solutions of deionized water comprising 0.25, 0.5, 1 and 1.5 mM Lithium. In order to evaluate the stability of the light emission by the active layer 2 of the optode 1, these measurements were carried out on the same optode 1 on the first day of its manufacture then on the seventh and fourteenth days after its manufacture.
  • a change of reference is first made, within the CIE XYZ colorimetric space, on the two XY dimensions.
  • This change of reference can be, for example, a principal component analysis or a rotation of the components in the CIE XYZ colorimetric space.
  • a rotation of between 45 and 47° is carried out within the CIE XYZ space.
  • This range of values is not restrictive and will be adapted depending on the conditions. experimental methods used, such as, for example, the composition of the discriminating solution, in particular the concentration of salts in the buffer solution, the type of buffer, the pH of the solution or even the type of counterion accompanying the oxa- late, the biological fluid targeted or even the composition of the active layer 2 used.
  • the rotation angle will mainly be between 35° and 60°.
  • a projection is made on the Y axis of the CIE XYZ colorimetric space of the XY colorimetric components. The result of the projection is illustrated in FIGURE 4. Following this change of reference and this projection, we can observe that the colorimetric values projected on the Y axis are a function of and vary linearly with respect to the concentration in Lithium on the abscissa. The data thus obtained can be used as calibration data during the implementation of the process to determine the level of Lithium in a biological fluid.
  • the optode 1 comprises a white support 3 made of chemically inert material.
  • the material used is a polymer, in particular PMMA. It has been observed that PMMA significantly extends the lifespan of active layer 2 and reduces variations in light emission of active layer 2 over time. Optode 1 can be used for at least fourteen days without significant variations in the chromophore being observed.
  • the active layer 2 resting on the support 3 comprises poly(vinyl chloride), DOS (Bis(2-ethylhexyl) sebacate), Lithium ionophore VIII, Chromionophore 1 (ETH 5294) and Potassium tetrakis(4-chlorophenyl)borate (K-TCPB).
  • DOS Bis(2-ethylhexyl) sebacate
  • Lithium ionophore VIII Lithium ionophore VIII
  • Chromionophore 1 ETH 5294
  • K-TCPB Potassium tetrakis(4-chlorophenyl)borate
  • the support 3 in white PMMA, in the form of a tab according to the embodiment is dipped in the solution at a speed of 10 mm/s, then is left in the solution for 0.5 s, then rose at a speed of 10 mm/s.
  • the support can be dried for approximately 30 min so that the solvent, THF according to the embodiment, evaporates.
  • the optode 1 also comprises a black layer 4 of chemically inert material, PMMA according to the embodiment, comprising at least one opening forming a well arranged to receive the solution to be analyzed intended to be in contact with the active layer 2.
  • a circular well 6 can have a diameter of 4.5 mm and a height, from the active layer 2 to the top of the well 6, of 3 mm.
  • the black layer 4 of chemically inert material comprises a through opening 5.
  • the black layer 4 of PMMA rests on the active layer 2.
  • the black color of the chemically inert material comprising the through opening 5 makes it possible to limit the influence of light reflections and of ambient light on multispectral measurement.
  • the aqueous solution, and/or its use for determining the quantity of Lithium contained in a biological fluid comprises oxalate ions at a concentration greater than 5mM and presents a pH greater than or equal to 6.

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Abstract

Procédé de détermination d'une quantité de Lithium contenu dans un fluide biologique, ledit procédé comprend les étapes consistant à ajouter, dans un échantillon de fluide biologique de volume connu, un volume donné d'une solution discriminante ayant pour effet d'obtenir une solution de fluide biologique tamponnée à un pH compris entre 6 et 8 et de provoquer une précipitation d'au moins une partie des cations contenus dans l'échantillon de fluide biologique à l'exception des ions Lithium. Le procédé comprend, en outre, les étapes consistant à déposer un volume donné de solution de fluide biologique sur une couche active (2) d'une optode (1), ladite couche active comprend un transducteur chimique dont au moins une propriété optique est modifiée en présence d'ions Lithium dans la solution de fluide biologique, à mesurer au moins une caractéristique d'au moins une onde lumineuse émise ou réfléchie par la couche active de l'optode et à déterminer, à partir de l'au moins une caractéristique mesurée et à partir de données de calibration, une quantité de Lithium contenu dans le fluide biologique.

Description

DESCRIPTION
Procédé de détermination du taux de Lithium dans un fluide biologique
Domaine technique
La présente invention se rapporte au domaine de la détermination de la quantité de Lithium contenu dans des fluides biologiques ou corporels au moyen d'une optode.
La présente invention concerne, en particulier, le suivi du taux de Lithium, à domicile, par des personnes souffrant de troubles de l'humeur et recevant un traitement à base de lithium comme, de manière non limitative, le trouble bipolaire ou en association avec d'autres traitements pour les troubles dépressifs résistants.
Etat de la technique antérieure
On connaît dans l'état de la technique le produit vendu par la société FISIC sous le nom commercial de « Medimate Multireader ». Cet appareil permet la mesure par un utilisateur de son taux Lithium dans l'organisme. La mesure est précise car basée sur l'électrophorèse. Toutefois, l'analyse nécessite le recueil d'un échantillon de sang de l'utilisateur, ce qui constitue un acte invasif.
On connaît également dans l'état de la technique, l'utilisation d'une optode pour la détermination du taux de Lithium dans les fluides biologiques. Le document Albero et al., « Novel flow-through bulk optode for spectrophotometric determination of lithium in pharmaceuticals and saliva », Sensors and Actuators B, 145, (2010) 133-138 décrit la détermination de la concentration en Lithium dans la salive au moyen d'une optode par spectrophotométrie.
Un but de l'invention est, en outre, de proposer un procédé de détermination du taux de Lithium dans un fluide biologique :
- permettant de déterminer le taux Lithium à une concentration inférieure à 5 mM, et/ou
- permettant de déterminer le taux Lithium salivaire, et/ou
- à bas coût, et/ou
- simple à mettre en oeuvre, et/ou
- permettant à l'utilisateur de réaliser lui-même et à domicile le procédé. Présentation de l'invention
A cet effet, il est proposé un procédé de détermination d'une quantité de Lithium contenu dans un fluide biologique. Le procédé comprend les étapes consistant à :
- obtenir, à partir d'un échantillon de fluide biologique de volume connu, une solution de fluide biologique tamponnée à un pH compris entre 6 et 8, notée étape A,
- ajouter, dans la solution de fluide biologique, un volume donné d'une solution discriminante ayant pour effet de provoquer une précipitation d'au moins une partie des cations contenus dans la solution de fluide biologique à l'exception des ions Lithium, notée étape B,
- déposer un volume, de préférence un volume donné, de solution de fluide biologique sur une couche active d'une optode ; ladite couche active comprend un transducteur chimique dont au moins une propriété optique est modifiée en présence d'ions Lithium dans la solution de fluide biologique, notée étape C,
- mesurer au moins une caractéristique d'au moins une onde lumineuse émise ou réfléchie par la couche active de l'optode, de préférence par le transducteur chimique,
- déterminer, à partir de l'au moins une caractéristique mesurée et à partir de données de calibration, une quantité de Lithium contenue dans le fluide biologique.
La solution de fluide biologique peut être une solution quelconque, liquide ou visqueuse, de préférence aqueuse, contenant des ions Lithiums.
Les étapes A, B peuvent être mises en oeuvre dans un ordre chronologique quelconque. De préférence, l'étape C est mise en oeuvre subséquemment aux étapes A et B.
De préférence, les étapes A et B constituent une seule et même étape consistant à ajouter, dans un échantillon de fluide biologique de volume connu, un volume donné d'une solution discriminante ayant pour effet :
• d'obtenir une solution de fluide biologique tamponnée à un pH compris entre 6 et 8, et
• de provoquer une précipitation d'au moins une partie des cations contenus dans l'échantillon de fluide biologique à l'exception des ions Lithium.
De préférence, la solution discriminante a pour effet de précipiter les bi-cations contenus dans la solution de fluide biologique, en particulier les ions Magnésium et Calcium. De préférence, la solution discriminante a pour effet de précipiter les monocations contenus dans la solution de fluide biologique, à l'exception des ions Lithium, en particulier les ions Potassium et Sodium. De préférence, la solution discriminante a pour effet de précipiter l'ensemble des cations, à l'exception des ions Lithium, contenus dans la solution de fluide biologique.
De préférence, l'obtention d'une solution de fluide biologique tamponnée à un pH compris entre 6 et 8 a pour effet de s'affranchir de l'influence d'au moins une partie des cations contenus dans la solution de fluide biologique, de préférence les bi-cations, de préférence les ions Calcium et Magnésium, et les mono-cations, à l'exception des ions Lithium, contenus dans la solution de fluide biologique, de préférence les ions Potassium et Sodium, sur la capture du Lithium par la couche active de l'optode.
De préférence, le fluide biologique peut être du sang ou de la salive. Dans le contexte du suivi du taux de Lithium à domicile par l'utilisateur lui-même, la salive est, de préférence, le fluide biologique privilégié.
De préférence, le procédé ne comprend pas d'étape invasive de prélèvement de l'échantillon de fluide biologique. Le procédé peut comprendre une étape d'obtention d'un fluide biologique.
Le terme « donné » peut être défini comme déterminé ou connu.
De préférence, l'au moins une propriété optique est modifiée comparativement à la quantité de Lithium dans la solution de fluide biologique. De préférence, l'au moins une propriété optique est modifiée de manière proportionnelle ou non mais bijectivement à la quantité de Lithium dans la solution de fluide biologique.
Il peut être entendu par propriété optique ou par caractéristique de l'au moins une onde lumineuse une intensité lumineuse, une teinte, une absorption ou une luminescence.
Il peut être entendu par l'au moins une caractéristique de l'au moins une onde lumineuse au moins une variation d'au moins une caractéristique de l'au moins une onde lumineuse.
La propriété optique du transducteur peut être une émission et/ou une variation d'une émission et/ou un arrêt d'une émission d'au moins une onde lumineuse par le transducteur chimique.
La caractéristique de l'au moins une onde lumineuse émise ou réfléchie par la couche active peut être définie comme la propriété optique de la couche active.
Les données de calibration peuvent être des données stockées. Les données de calibration peuvent être une courbe ou une fonction de calibration ou une table de valeur ou de correspondance. De préférence, l'étape d'obtention de la solution de fluide biologique tamponnée est réalisée en ajoutant un volume, de préférence un volume donné, d'une solution tampon ne comprenant pas de cations, à l'exception des ions Hydronium, de préférence ne comprenant pas de bi-cations, en particulier Magnésium et Calcium de préférence encore ne comprenant pas de mono-cations, en particulier des ions Sodium et Potassium, dans l'échantillon de fluide biologique.
De préférence, l'étape de mesure de l'au moins une caractéristique d'au moins une onde lumineuse émise ou réfléchie par la couche active de l'optode est réalisée au moyen d'un dispositif de mesures optiques. La mesure optique, par le dispositif de mesures optiques, peut être réalisée par transmission ou par réflexion.
L'étape consistant à ajouter, dans la solution de fluide biologique, un volume donné de solution discriminante peut avoir pour effet de provoquer une désolvatation d'au moins une partie des cations contenus dans la solution de fluide biologique à l'exception des ions Lithium.
Le procédé peut comprendre, préalablement à l'étape d'ajout de la solution discriminante, une étape de filtration de la solution de fluide biologique ou du fluide biologique sur une membrane poreuse présentant un seuil de coupure inférieur ou égal à 50 pm.
De préférence, la solution discriminante est une solution tampon ne comprenant pas de cations à l'exception des ions Hydronium.
De préférence, la solution discriminante est une solution tampon ne comprenant pas de di-cations.
De préférence, la solution discriminante est une solution tampon ne comprenant pas de mono-cations à l'exception des ions Hydronium.
De préférence, la solution discriminante est une solution tampon ne comprenant pas d'ions Magnésium et Calcium.
De préférence, la solution discriminante est une solution tampon ne comprenant pas d'ions Sodium et Potassium.
De préférence, la solution tampon est une solution tampon à pH 7 de tris(hy- droxyméthyl)aminométhane: HCI. De préférence, le ratio molaire tris(hydroxyméthyl)aminométhane: HCl est de
1 : 1.
La solution tampon peut être une solution tampon de ou comprenant ou à base de Tricine ou de N-(2-Hydroxy-l,l-bis(hydroxyméthyl)éthyl)glycine, de bicine ou [Bis(2-hydroxyethyl)amino]acetic acid, d'HEPES ou d'acide 4-(2-hydroxyéthyl)- 1-pipérazine éthane sulfonique ou de MES ou d'acide 2-(N-morpholino)éthanosulfo- nique.
De préférence, la solution discriminante est une solution aqueuse comprenant des ions oxalate à une concentration supérieure ou égale à 1 milliMolaire (mM), ou 1 mmol.l -1, de préférence à 5 mM.
La concentration en ions oxalate dans la solution discriminante peut être comprise entre 1 mM et la limite de solubilité de l'acide oxalique dans l'eau. De préférence, la concentration en ions oxalate dans la solution discriminante est de 5 mM.
De préférence, l'au moins une caractéristique de l'au moins une onde lumineuse émise ou réfléchie par la couche active de l'optode comprend, de préférence est, une valeur de teinte de la couche active.
La teinte de la solution peut être la valeur Hue dans un espace ou système colorimétrique, par exemple HSL ou HSV.
De préférence, le procédé comprend une étape de traitement de l'au moins une caractéristique mesurée de l'au moins une onde lumineuse émise ou réfléchie par la couche active de l'optode dans laquelle l'au moins une caractéristique mesurée comprend un ensemble de valeurs colorimétriques dans un espace colorimétrique, par exemple CIE XYZ, ou un autre espace, par exemple HSV, obtenu à partir de, ou qui est fonction de, l'espace colorimétrique CIE XYZ.
L'ensemble de valeurs colorimétriques peut être, ou peut être représenté sous forme de, un diagramme de chromaticité.
De préférence, l'au moins une caractéristique mesurée comprend trois valeurs colorimétriques. L'ensemble de valeurs colorimétriques peut comprendre la teinte et/ou la saturation et/ou la luminance.
De préférence, le procédé comprend, une étape de conversion de l'au moins une caractéristique mesurée de l'au moins une onde lumineuse provenant de, de préférence émise ou réfléchie par, la couche active dans un espace colorimétrique en trois dimensions.
De préférence, l'étape de traitement de l'au moins une caractéristique mesurée comprend :
- un changement de repère, au sein de l'espace colorimétrique, réalisé sur les deux dimensions XY, puis
- une projection sur l'axe Y de l'espace colorimétrique des valeurs colorimétriques mesurées.
Le changement de repère peut être une étape de rotation, dans l'espace colorimétrique CIE XYZ, de préférence réduit à deux dimensions, notées XY, d'un angle compris entre 35° et 60° des valeurs colorimétriques mesurées. Le changement de repère peut être une analyse en composantes principales ou tout autre transformation.
De préférence, l'étape de traitement de l'au moins une caractéristique mesurée est réalisée sur deux valeurs colorimétriques de l'ensemble de valeurs colorimétriques.
Le changement de repère, au sein de l'espace colorimétrique, peut être réalisé sur les trois dimensions de l'espace colorimétrique XYZ.
Selon l'invention, il est également proposé une optode, de préférence pour la détermination de la quantité de Lithium contenu dans un fluide biologique, comprenant :
- un support blanc en matériau inerte chimiquement,
- une couche active reposant sur le support, ladite couche active comprend un transducteur chimique agencé pour qu'au moins une propriété optique soit modifiée en présence d'une espèce ionique spécifique, de préférence des ions Lithium,
- une couche noire en matériau inerte chimiquement comprenant au moins une ouverture formant un puit agencé pour recevoir une solution à analyser destinée à être contact avec la couche active.
Il peut être entendu par inerte chimiquement un matériau qui n'interfère pas ou peu avec le fluide biologique ou le milieu contenant le fluide biologique et/ou ne dégrade pas ou peu l'optode, en particulier la couche active de l'optode.
Il peut être entendu par inerte chimiquement biocompatible. Il peut être entendu par biocompatible un matériau qui n'interfère pas et/ou ne dégrade pas le milieu biologique ou le milieu comprenant le fluide biologique avec lequel il est destiné à être mis en contact.
Il peut être entendu par reposant sur le support immobilisé, accroché, solidaire ou fixé sur le support.
Il peut être entendu par spécifique déterminé ou particulier.
De préférence, le matériau inerte chimiquement est un polymère.
De préférence, la couche noire en matériau inerte chimiquement repose, au moins en partie, de préférence en totalité, sur la couche active.
De préférence, la couche active de l'optode comprend un ionophore et un chromophore.
La couche active peut comprendre, en outre, un additif, par exemple un additif anionique lipophile.
De préférence, le matériau inerte chimiquement est du poly(méthacrylate de méthyle) (PMMA).
Le matériau inerte chimiquement peut être du téflon.
Le matériau inerte chimiquement peut être inorganique. Le matériau inerte chimiquement peut être une céramique.
De préférence, l'optode selon l'invention convient, de préférence encore est particulièrement adaptée, de manière davantage préférée est conçue et de manière particulièrement avantageuse est spécialement conçue, pour mettre en œuvre le procédé de détermination d'une quantité de Lithium contenu dans un fluide biologique selon l'invention.
Toute caractéristique de l'optode selon l'invention est directement transposable au procédé de détermination selon l'invention et inversement.
Selon l'invention, il est également proposé une utilisation d'une solution aqueuse comprenant des ions oxalate à une concentration supérieure à 1 mM, de préférence à 5 mM, et présentant un pH supérieur ou égal à 6 pour la détermination de la quantité de Lithium contenu dans un fluide biologique. La concentration en ions oxalate dans la solution aqueuse peut être comprise entre 1 mM et la limite de solubilité de l'acide oxalique dans l'eau. De préférence, la concentration en ions oxalate dans la solution aqueuse est de 1 mM.
Il peut être entendu par « aqueuse comprenant des ions oxalate à une con- centration supérieure à 1 mM et présentant un pH supérieur ou égal à 6 pour la détermination de la quantité de Lithium contenu dans un fluide biologique », l'utilisation de ladite solution aqueuse pour la préparation d'une solution de fluide biologique destinée à être analysée pour déterminer la quantité de Lithium qu'elle contient.
Description des figures
D'autres avantages et particularités de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée de mises en œuvre et de modes de réalisation nullement limitatifs, et des dessins annexés suivants :
[Fig. la] la FIGURE la est une représentation schématique d'un mode de réalisation d'un dispositif de mesures optiques portatif couplé à l'optode selon l'invention dans une configuration apte à effectuer une mesure des propriétés optique de l'optode, [Fig. lb] la FIGURE lb est une représentation schématique du dispositif de mesures optiques portatif découplé de l'optode,
[Fig. 2] la FIGURE 2 est une représentation schématique d'une optode illustrant la variation de teinte de la couche active de l'optode en fonction de la concentration en Lithium,
[Fig. 3a] la FIGURE 3a est une représentation des composantes xy de l'espace colorimétrique CIE xyY obtenues à partir de données mutlispectrales mesurées sur une optode selon l'invention,
[Fig. 3b] la FIGURE 3b est un agrandissement des composantes xy de l'espace colorimétrique CIE xyY présentées sur la FIGURE 3a,
[Fig. 4] la FIGURE 4 est une représentation des données obtenus par traitement des composantes XY de l'espace colorimétrique CIE XYZ présentées sur les FIGURES 3a et 3b,
[Fig. 5] la FIGURE 5 est une représentation d'une optode comprenant un unique puits selon l'invention.
Description des modes de réalisation
Les modes de réalisation décrits ci-après étant nullement limitatifs, on pourra notamment considérer des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites, isolées des autres caractéristiques décrites (même si cette sélection est isolée au sein d'une phrase comprenant ces autres caractéristiques), si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure. Cette sélection comprend au moins une caractéristique, de préférence fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie uniquement est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure.
En référence aux FIGURES 1 à 4, il est présenté le procédé de détermination de la quantité de Lithium contenu dans un liquide. Le mode de réalisation porte sur la détermination de la quantité de Lithium dans les fluides biologiques et, en particulier mais de manière non limitante, dans la salive. La salive est un fluide ne nécessitant pas d'étape délicate ou invasive de prélèvement et son prélèvement peut donc être réalisé à domicile par l'utilisateur lui-même. Les agents stabilisateurs de l'humeur font partie des différentes molécules existantes pour traiter les troubles bipolaires. Sur le plan clinique, les principales actions qui qualifient une molécule de stabilisateur d'humeur sont ses effets aux deux extrémités du spectre de l'humeur (la dépression et la manie) et sa capacité à maintenir l'euthymie en prévenant l'instabilité future de l'humeur. Selon ces facteurs, le lithium est le meilleur agent stabilisateur de l'humeur et donc celui de référence. L'avantage du procédé selon l'invention est qu'il est conçu pour qu'un utilisateur puisse le mettre en œuvre à domicile sans intervention d'un tiers et qu'il puisse mesurer son taux de Lithium lorsque c'est nécessaire en obtenant des résultats à bref délais. Toutefois, le procédé peut également être mise en œuvre par une tierce personne.
La salive est préférablement filtrée mécaniquement au travers d'un filtre à membrane, des membranes avec des seuils de coupures de 0,45 pm et 0,8 pm ont été utilisées. Un volume de 1 ml de salive filtrée a été utilisé selon le mode de réalisation non limitatif. L'utilisation d'un filtre à membrane n'est pas limitative et d'autres moyens de filtration pourraient également être utilisés.
Des cations Sodium, Potassium, Magnésium et Calcium sont présents dans la plupart des fluides biologiques. Les inventeurs ont observé que la variabilité de la concentration en cations d'un échantillon de fluide biologique à l'autre modifie le point de fonctionnement de l'optode utilisée pour la mesure optique et rend donc peu fiable la détermination de la concentration en Lithium. L'utilisation d'un chélateur, l'EDTA (Éthylènediaminetétraacétique), pour complexer ces cations s'est avérée peu concluante. Aussi, pour pallier ce problème, le procédé comprend l'étape consistant à obtenir une solution de fluide biologique en ajoutant un volume donné d'une solution discriminante dans l'échantillon de fluide biologique, ici de la salive filtrée, de volume connu. Selon le mode de réalisation, 1 ml de solution discriminante est ajouté dans 1 ml de salive filtrée. La salive peut contenir des résidus et l'étape de filtration vise à éliminer ces derniers de sorte à améliorer la reproductibilité et la fiabilité de la mesure subséquente réalisée sur l'optode 1. En pratique, un volume compris entre 100 et 500 pl de salive sera préféré.
Selon le mode de réalisation, la solution discriminante est une solution tampon Tris/HCI à pH 7 contenant de l’Oxalate de Sodium à une concentration de 50 mM. De l'Oxalate d'Ammonium est préféré en ce qu'il n'ajoute pas d'ions Sodium supplémentaires.
L'utilisation de cette solution discriminante permet l'obtention d'une solution de fluide biologique tamponnée à un pH compris entre 6 et 8. De cette manière, les échanges entre le Lithium et la surface réactive de l'optode sont maximisés ce qui permet d'optimiser la variation colorimétrique de la couche active 2 et donc la sensibilité de détection du Lithium. En outre, l'utilisation de cette solution discriminante a également pour effet de retirer les mono-cations, en particulier les ions Calcium et Magnésium, de la solution de fluide biologique et ainsi fiabiliser la détermination du taux de Lithium. De manière privilégiée, le mélange est acheminé par l'intermédiaire de canaux fluidiques ou de tubulures depuis la zone de filtration vers le ou les puits 6 de l'optode 1.
L'utilisation de cette solution discriminante a également pour effet surprenant de provoquer une précipitation d'au moins une partie des cations contenus dans l'échantillon de fluide biologique à l'exception des ions Lithium. En particulier, l'utilisation de la solution discriminante permet de précipiter efficacement les di-cations contenus dans l'échantillon de fluide biologique, en particulier les ions Magnésium et Calcium, et ainsi fiabiliser encore davantage la détermination du taux de Lithium.
Après mélange de la solution discriminante et de l'échantillon de fluide biologique, 30 à 40 pL de la solution de fluide biologique obtenue sont ensuite déposés dans un puits 6 circulaire d'une optode 1. Le fond du puits 6 est constitué par la couche active 2 de l'optode 1. La solution est laissée au contact de la couche active 2 entre deux et cinq minutes avant que la mesure optique ne soit effectuée. La couche active 2 d'une optode 1 comprend un transducteur chimique dont au moins une propriété optique est modifiée en présence d'ions Lithium dans la solution de fluide biologique.
Il est ensuite réalisé la mesure d'au moins une caractéristique d'au moins une onde lumineuse en provenance, c'est-à-dire émise ou réfléchie, par la couche active 2 de l'optode 1 puis la détermination de la quantité de Lithium contenue dans le fluide biologique à partir de l'au moins une caractéristique mesurée et à partir de données de calibration de l'optode 1. Selon le mode de réalisation non limitatif, une courbe d'étalonnage peut constituer les données de calibration.
Selon le mode de réalisation, la concentration en lithium dans l'échantillon est déterminée par analyse colorimétrique de la couche active 2 de l'optode 1. La mesure de la caractéristique des ondes lumineuses provenant de la couche active 2 de l'op- tode 1 est réalisée par un dispositif de mesures optiques 7 portatif illustré sur les FIGURES la et lb. Le dispositif de mesures optiques 7 est agencé pour coopérer avec l'optode 1. Le dispositif de mesures optiques 7 est destiné à être couplé de manière réversible avec le puits 6 d'une optode 1. Le dispositif de mesures optiques 7 comprend une source lumineuse 8 et un capteur multispectral 9 de modèle AS7341 vendu par la société AMS® qui mesure la lumière réfléchie 10 par l'optode 1. Une unité de traitement, connectée ou non au dispositif de mesure, est agencée et/ou configurée pour traiter les données mesurées. Le dispositif de mesure 7 comprend deux diodes électroluminescentes 8 de modèle YJ-VTC-5730-G01-65 vendues par la société YUJILEDS® qui sont agencées pour éclairer la couche active 2 de l'optode 1 avec une lumière blanche D65 CRI 98. Le faisceau lumineux réfléchi 10 par la couche active 2 est mesuré par le capteur multispectral 9. De préférence, le dispositif de mesures optiques 7 comprend un capot 11 destiné à être porté en contact avec la couche 4 noire en matériau inerte chimiquement de l'optode 1 qui constitue la couche externe ou supérieure de l'optode 1. Le capteur multispectral 9 est placé face à l'optode 1 lorsque cette dernière est couplée avec le dispositif de mesures optiques 7. La lumière provenant des LEDs 8 est « guidée » à 45° dans des canaux 12 ménagés dans le capot 11 pour éclairer un puit 6 individuel de l'optode 1. Les données issues de la mesure multispectrale sont ensuite converties, par l'unité de traitement, dans un espace colorimétrique en trois dimensions puis une valeur de concentration en lithium est déterminée. L'étape de conversion des caractéristiques mesurées de l'onde lumineuse provenant de la couche active 2, ou des valeurs multispectrales, est une étape bien connue de l'homme du métier.
L'homme du métier déduira donc directement du paragraphe précédent que le procédé comprend, selon le mode de réalisation non limitatif, une étape de conversion des caractéristiques mesurées, de l'onde lumineuse provenant de la couche active 2, dans un espace colorimétrique en trois dimensions.
La mesure de l'au moins une caractéristique d'au moins une onde lumineuse provenant de la couche active 2 de l'optode 1 correspond à la mesure multispectrale.
Les mesures ou résultats présentés dans la suite de la description ont été obtenus par mise en œuvre du procédé décrit ci-dessus et, en particulier par utilisation de la solution discriminante selon l'invention.
En référence à la FIGURE 2, il est illustré les variations de teinte de la couche active 2 de l'optode 1 telles qu'acquises par photographie de l'optode 1 et telles qu'observables à l'œil nu pour des concentrations en Lithium de 0 (a), 1 (b), 2 (c), 3 (d) et 4 (e) mM dans de l'eau dé-ionisée. Le taux de lithium influe sur la teinte de la couche active 2 de l'optode 1. Ces résultats sont obtenus à partir d'une optode 1 ne comprenant pas de puits 6. Une goutte de chaque solution de Lithium de concentration différente a été déposée sur la couche active 2. Cette optode 1 est, de préférence, dédiée aux études expérimentales ou à l'obtention des données de calibration. L'optode 1 destinée à être utilisée par un utilisateur comprendra, de préférence, un unique puits 6 constituant un consommable destiné à être remplacé. Ces résultats montrent qu'il est possible de détecter des variations de teinte de la couche active 2 à l'œil nu. Bien évidemment, il est également possible de détecter de très faibles variations de teinte de la couche active 2, qui sont indétectables à l'œil nu, en analysant numériquement les valeurs de teinte converties à partir des mesures spectrales réalisées.
Cependant, la variation de teinte de la couche active 2 de l'optode 1 dans la fenêtre thérapeutique est faible et est difficilement perceptible à l'œil nu. De plus, d'autres facteurs peuvent modifier la teinte comme la variation d'épaisseur de la couche active 2 de l'optode 1, le photo-blanchiment du chromophore de la couche active 2 et le vieillissement de l'optode 1. Les variations de teinte, même légères, perturbent et faussent la mesure. Il a été observé par les inventeurs que les autres composantes de l'espace colorimétrique varient aussi avec ces perturbations. Aussi, l'invention consiste également à exploiter l'information contenue dans toutes les composantes de l'espace colorimétrique XYZ pour compenser l'erreur de mesure.
Aussi, il est présenté un autre mode de réalisation offrant une plus grande sensibilité de détection et une meilleure reproductibilité des mesures. Le diagramme de chromaticité, renseignant sur la teinte, correspond aux composantes xy de l'espace colorimétrique CIE xyY. Le diagramme de chromaticité est une représentation en deux dimensions de l'espace colorimétrique CIE XYZ sans information de luminance. Des mesures ont été réalisées sur l'optode 1 à partir de solutions aqueuses d'eau dé-ionisée comprenant 0,25, 0,5, 1 et 1,5 mM de Lithium. Afin d'évaluer la stabilité de l'émission lumineuse par la couche active 2 de l'optode 1, ces mesures ont été réalisées sur la même optode 1 au premier jour de sa fabrication puis au septième et au quatorzième jours après sa fabrication. En outre, ces mesures ont été réalisées sur plusieurs optodes 1 distinctes dont les couches actives 2 ont été déposées à deux vitesses de dépôt distinctes. Une première vitesse de dépôt de la couche active 2 par dip-coating est de 50 mm/s, dite vitesse de dépôt rapide, et une seconde vitesse de dépôt de la couche active 2 par dip-coating est de 10 mm/s. Les mesures multispectrales réalisées dans chacun des cas ont été converties dans l'espace colorimétriques CIE XYZ en trois dimensions. En référence aux FIGURES 3a et 3b, il est représenté le diagramme de chromaticité, correspondant aux valeurs colorimétriques des deux dimensions xy de l'espace colorimétrique CIE xyY. Le diagramme de chromaticité renseigne sur la teinte de la couche active 2.
Dans cet espace colorimétrique CIE xyY, il est possible d'appliquer une régression linéaire sur les différentes mesures de lithium malgré les variations de teintes parasites. Toutefois, ces régressions n'étant pas parallèles, il n'est pas possible de calculer une métrique fiable dépendant de la couleur et correspondant à une concentration de lithium.
Aussi, il est d'abord opéré un changement de repère, au sein de l'espace colorimétrique CIE XYZ, sur les deux dimensions XY. Ce changement de repère peut être, par exemple, une analyse en composantes principales ou une rotation des composantes dans l’espace colorimétrique CIE XYZ. Selon le mode de réalisation, il est réalisé une rotation comprise entre 45 et 47° au sein de l'espace CIE XYZ. Cette gamme de valeurs n'est pas limitative et sera adaptée en fonction des conditions expérimentales utilisées, telles que, par exemple, la composition de la solution discriminante, en particulier la concentration en sels dans la solution tampon, le type de tampon, le pH de la solution ou encore le type de contre-ion accompagnant l'oxa- late, le fluide biologique visé ou encore la composition de la couche active 2 utilisée. L'angle de rotation sera principalement compris entre 35° et 60°. Suite au changement de repère, il est réalisé une projection sur l'axe Y de l'espace colorimétrique CIE XYZ des composantes colorimétriques XY. Le résultat de la projection est illustré sur la FIGURE 4. Suite à ce changement de repère et à cette projection, on peut observer que les valeurs colorimétriques projetées sur l'axe Y sont fonction de et varient de manière linéaire par rapport à la concentration en Lithium en abscisses. Les données ainsi obtenues peuvent servir de données de calibration lors de la mise en oeuvre du procédé pour déterminer le taux de Lithium dans un fluide biologique.
En référence à la FIGURE 5, il est illustré un mode de réalisation privilégié de l'optode 1 selon l'invention destinée à être utilisée par un utilisateur. L'optode 1 décrite ci-dessous est celle qui a été utilisée lors de la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus. L'optode 1 comprend un support 3 blanc en matériau inerte chimiquement. Selon le mode de réalisation, le matériau utilisé est un polymère, en particulier du PMMA. Il a été observé que le PMMA allonge significativement la durée de vie de la couche active 2 et diminue les variations d'émission lumineuse de la couche active 2 avec le temps. L'optode 1 est utilisable pendant au moins quatorze jours sans que des variations conséquentes du chromophore soit observées. A titre d'exemples comparatifs, il a été observé que l'utilisation de Polyéthylène comme support 3 confère une durée de vie ou d'utilisation de un jour à la couche active 2 et que l'utilisation de poly(chlorure de vinyle) comme support 3 rend l'optode 1 inutilisable car non fonctionnelle. Toutefois, il est également envisageable d'utiliser d'autres polymères tels que, par exemple, du Téflon, du polyétheréthercétone ou du polyuréthane ou d'autres matériaux tel que, par exemple, la céramique.
Selon le mode de réalisation non limitatif, la couche active 2 reposant sur le support 3 comprend du poly(chlorure de vinyle), du DOS (Bis(2-ethylhexyl) sebacate), du Lithium ionophore VIII, du Chromoionophore 1 (ETH 5294) et du Potassium tetrakis(4- chlorophenyl)borate (K-TCPB). En pratique la couche active 2 est déposée par dip-coating sur le support 3 à partir d'une solution obtenue en dissolvant dans 25 ml de tétrahydrofurane 417 mg de PVC, 911 pl de DOS (Bis(2-ethylhexyl) sebacate), 23,7 mg Lithium ionophore VIII, 11,1 mg de Chromoionophore 1 (ETH 5294) et 12,6 mg de Potassium tetrakis(4- chlorophenyl)borate (K-TCPB). L'épaisseur de la couche active 2 obtenue après dip-coating est comprise, par exemple, entre 1 et 3 pm. En pratique et de manière non limitative, le support 3 en PMMA blanc, sous forme de languette selon le mode de réalisation, est trempé dans la solution à une vitesse de 10 mm/s, puis est laissé 0,5 s dans la solution, puis est remonté à une vitesse de 10 mm/s. Le support peut être séché pendant environ 30 min afin que le solvant, du THF selon le mode de réalisation, s'évapore.
Selon le mode de réalisation non limitatif, l'optode 1 comprend également une couche 4 noire en matériau inerte chimiquement, du PMMA selon le mode de réalisation, comprenant au moins une ouverture formant un puit agencé pour recevoir la solution à analyser destinée à être contact avec la couche active 2. A titre d'exemple, un puits 6 circulaire peut présenter un diamètre de 4,5 mm et une hauteur, depuis la couche active 2 jusqu'au sommet du puits 6, de 3 mm.
La couche 4 noire en matériau inerte chimiquement comprend une ouverture traversant 5. La couche 4 noire en PMMA repose sur la couche active 2. La couleur noire du matériau inerte chimiquement comprenant l'ouverture traversant 5 permet de limiter l'influence des réflexions lumineuses et de la lumière ambiante sur la mesure multispectrales.
Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention.
Ainsi, dans des variantes combinables entre elles des modes de réalisation précédemment décrits, la solution aqueuse, et/ou son utilisation pour la détermination de la quantité de Lithium contenu dans un fluide biologique, comprend des ions oxalate à une concentration supérieure à 5mM et présente un pH supérieur ou égal à 6.
De plus, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l'invention peuvent être associés les uns avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où ils ne sont pas incompatibles ou exclusifs les uns des autres.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de détermination d'une quantité de Lithium contenu dans un fluide biologique, ledit procédé comprend les étapes consistant à :
- ajouter, dans un échantillon de fluide biologique de volume connu, un volume donné d'une solution discriminante ayant pour effet :
• d'obtenir une solution de fluide biologique tamponnée à un pH compris entre 6 et 8, et
• de provoquer une précipitation d'au moins une partie des cations contenus dans l'échantillon de fluide biologique à l'exception des ions Lithium,
- déposer un volume donné de solution de fluide biologique sur une couche active (2) d'une optode (1) ; ladite couche active comprend un transducteur chimique dont au moins une propriété optique est modifiée en présence d'ions Lithium dans la solution de fluide biologique,
- mesurer au moins une caractéristique d'au moins une onde lumineuse émise ou réfléchie par la couche active de l'optode,
- déterminer, à partir de l'au moins une caractéristique mesurée et à partir de données de calibration, une quantité de Lithium contenue dans le fluide biologique.
2. Procédé selon la revendication 1, comprenant, préalablement à l'étape d'ajout de la solution discriminante, une étape de filtration de la solution de fluide biologique sur une membrane poreuse présentant un seuil de coupure inférieur ou égal à 50 pm.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la solution discriminante est une solution tampon ne comprenant pas de cations Magnésium et Calcium et/ou Sodium et Potassium.
4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la solution discriminante est une solution tampon ne comprenant pas de di-cations et/ou de mono-cations à l'exception des ions Hydronium.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la solution tampon est une solution tampon à pH 7 de tris(hydroxyméthyl)aminomé- thane: HCI.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la solution discriminante est une solution aqueuse comprenant des ions oxalate à une concentration supérieure à ImM.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'au moins une caractéristique de l'au moins une onde lumineuse émise ou réfléchie par la couche active (2) de l'optode (1) comprend une valeur de teinte de la couche active.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une étape de traitement de l'au moins une caractéristique mesurée de l'au moins une onde lumineuse émise ou réfléchie par la couche active (2) de l'optode (1) :
- dans laquelle l'au moins une caractéristique mesurée comprend un ensemble de valeurs colorimétriques dans un espace colorimétrique,
- comprenant :
• un changement de repère, au sein de l'espace colorimétrique, réalisé sur deux dimensions de l'espace colorimétriques, notées XY, puis
• une projection sur l'axe Y de l'espace colorimétrique des valeurs colorimétriques mesurées.
9. Optode (1) pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, ladite optode comprend :
- un support (3) blanc en matériau inerte chimiquement,
- une couche active (2) reposant sur le support, ladite couche active comprend un transducteur chimique agencé pour qu'au moins une propriété optique soit modifiée en présence d'une espèce ionique spécifique,
- une couche (4) noire en matériau inerte chimiquement comprenant au moins une ouverture (5) formant un puit (6) agencé pour recevoir une solution à analyser destinée à être contact avec la couche active.
10. Optode (1) selon la revendication précédente, dans laquelle :
- la couche active (2) comprend un ionophore et un chromophore,
- le matériau inerte chimiquement est du poly(méthacrylate de méthyle) (PMMA).
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