FR2553515A1 - Systeme de detection d'un reactif, cellule d'echantillon, et systeme d'activation cinetique a y utiliser - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN SYSTEME DE DETECTION D'UN REACTIF POUR DETECTER UNE REACTION D'AGGLUTINATION DANS UN REACTIF. SELON L'INVENTION, UNE SOURCE DE LUMIERE 26 DIRIGE DE LA LUMIERE MONOCHROMATIQUE VERS UN CHAMP D'ECHANTILLON ISOPLANAIRE; UN DETECTEUR 27 EST PREVU POUR DETECTER UN CHANGEMENT DE LA QUANTITE DE LUMIERE DISPERSEE PAR LE CHAMP D'ECHANTILLON ISOPLANAIRE DU FAIT DE LA REACTION D'AGGLUTINATION DES REACTIFS; LA REACTION D'AGGLUTINATION EST CONTROLEE PAR L'INTERVENTION D'UN ACTIVATEUR CINETIQUE 28 ET A POUR RESULTAT UNE DETECTION SENSIBLE ET REPRODUCTIBLE DE LA REACTION D'AGGLUTINATION. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A L'IMMUNOCHIMIE.

Description

I La présente invention est généralement dirigée vers un système pour

contrôler et détecter une réaction d'agglutination et, en particulier, vers un système qui crée une réaction d'agglutination isoplanaire contrôlée qui est opto-électriquement détectée. Des réactifs d'agglutination ont été utilisés ces dernières années en vue de diagnostics dans le domaine immunochimique Les essais immunochimiques sont utilisés pour détecter certaines molécules, dont la présence indique des conditions telles qu'une grossesse humaine, diverses maladies infectieuses, des conditions allergéniques et autres Dans les essais à la recherche des conditions ci-dessus notées, il est souhaitable

d'avoir une objectivité et une reproductibilité optimales 15 et une subjectivité et une non reproductibilité minimales.

L'on n'a pu obtenir, jusqu'à maintenant, ni sensibilité ni reproductibilité optimales, en raison de la façon dont ces réactions de détermination immunologique étaient accomplies et évaluées Par exemple, la méthode 20 la plus courante d'essai à la recherche de conditions utilisant un réactif d'agglutination consiste à faire réagir à la main les réactifs sur une-lamelle ou dans une éprouvette et à évaluer la réaction d'agglutination (c'est-à-dire agglutination ou non agglutination) , à 25 l'oeil nu De telles méthodes d'essai manuel reposent totalement sur l'acuité visuelle de la personne qui effectue l'essai Non seulement la sensibilité et la reproductibilité ne peuvent être atteintes d'un individu à un autre, mais même la même personne entreprenant une

série d'essais ne peut éliminer sa subjectivité inhérente.

Afin de surmonter la subjectivité inhérente à l'analyse manuelle d'un essai d'agglutination, des efforts ont été faits pour diminuer la subjectivité de l'essai manuel par l'utilisation d'instruments connus dans le 35 domaine du diagnostic Dans une telle méthode d'essai, on utilise un spectrophotomètre pour mesurer la réaction d'agglutination dans une cellule de spectrophotomètre (éprouvette) Il faut cependant noter qu'une cellule de spectrophotomètre standard a une épaisseur de l'ordre de 1 centimètre ( 10 000 microns) On a trouvé que les réactifs connus d'agglutination, lorsqu'ils sont placés dans une cellule de spectrophotomètre ayant une épaisseur de l'ordre de 1 centimètre, ont une absorbance qui dépasse les limites des possibilités de lecture d'une machine conventionnelle et par conséquent ne pouvaient

être lus par des spectrophotomètres conventionnels.

En conséquence, il est nécessaire de diluer les réactifs existants connus de 102 afin de permettre aux

réactifs d'être dans la gamme d'un spectrophotomètre.

Cependant, une dilution à une grandeur du type nécessaire pour être lisible par un spectrophotomètre peut non seulement nuire fortement à la sensibilité pouvant être obtenue par la réaction mais empêche également la surveillance d'une réaction de calibrage sur une base continue en raison de l'intervention nécessaire à la dilution du réactif pour obtenir une lecture par le spectrophotomètre Par ailleurs, un inconvénient supplémentaire de l'utilisation d'un spectrophotomètre réside dans le fait qu'il ne lit que la réaction d'agglutination, s'il y en a une, qui se produit, et ne contrôle en aucune façon, de manière fiable, les conditions de la réaction 25 et n'assure pas non plus une reproductibilité répétée du résultat Un autre inconvénient de la dilution des réactifs existants connus à 102 afin de permettre aux réactifs d'être dans la gamme d'un spectrophotomètre réside dans le fait que la vitesse de la réaction sera fortement réduite de plusieurs ordres de grandeu par rapport à la vitesse de la réaction pouvant être obtenue lorsque les réactifs ne sont pas dilués En conséquence, un système de détection d'un réactif d'agglutination qui est capable de contrôler le taux d'agglutination et qui est de plus 35 capable de détecter une réaction d'agglutination sans

dilution du réactif d'agglutination est souhaité.

En général, selon la présente invention, on prévoit un système de détection d'un réactif pour détecter une réaction d'agglutination dans un réactif Le système de détection comprend une cellule du champ de l'échantillon pour recevoir les réactifs d'agglutination et définir un champ de l'échantillon isoplanaire Une source de lumière dirige de la lumière vers le champ de l'échantillon isoplanaire Un détecteur détecte un changement de la quantité de lumière du champ de l'échantillon isoplanaire provoqué par la réaction d'agglutination et donne ainsi une détection reproductible et sensible de la réaction d'agglutination dans le champ

de l'échantillon.

En plus du système de détection du réactif cidessus noté, un mécanisme d'intervention par énergie 15 cinétique peut être prévu pour activer les réactifs d'agglutination dans le champ de l'échantillon et ainsi contrôler la réaction d'agglutination Un circuit électronique peut être prévu pour analyser le taux ou

l'allure contrôlé de la réaction et donner des lectures 20 le représentant.

En conséquence, la présente invention a pour objet un système de détection perfectionné d'un réactif

pour détecter une réaction d'agglutination dans un réactif.

La présente invention a pour autre objet un système de détection d'un réactif qui évite la nécessité

de diluer les réactifs d'agglutination.

La présente invention a pour autre objet un

système de détection d'un réactif qui permet des essaistrès sensibles des réactifs d'agglutination sur une base 30 reproductible.

La présente invention a pour autre objet un système de détection d'un réactif qui permet de contrôler

et de mesurer le taux de la réaction d'agglutination.

L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci

apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins

schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: la figure 1 est une vue en plan d'une lamelle d'échantillon à utiliser dans un essai manuel d'un réactif d'agglutination selon l'art antérieur; la figure 2 est une vue en coupe faite suivant la ligne 2-2 de la figure 1; la figure 3 est une vue en élévation d'une 10 éprouvette à utiliser dans un essai d'un réactif d'agglutination au spectrophotomètre selon l'art antérieur; la figure 4 est une vue en coupe faite suivant la ligne 4-4 de la figure 3; la figure 5 est une vue en coupe et en élévation 15 de l'ensemble de détection du réactif construit selon un mode de réalisation préféré de la présente invention; la figure 6 est une vue en plan d'une cellule d'échantillon construite selon un mode de réalisation préféré de la présente invention; la figure 7 est une vue en coupe faite suivant la ligne 7-7 de la figure 6; les figures 8 A et 8 B sont des illustrations schématiques fragmentaires éclatées comparant respectivement une cellule d'échantillon selon l'art antérieur 25 à une cellule d'échantillon construite selon la présente invention; les figures 9 A et 9 B sont des illustrations schématiques de la façon dont une réaction d'agglutination est détectée par le système de détection d'un réactif 30 d'agglutination de la présente invention; la figure 10 est une illustration graphique comparant le seuil de sortie du système de détection (compte instantané de détection) sur l'axe des ordonnées à la concentration des particules, sur l'axe des abscisses 35 et leur relation linéaire; la figure 11 est une illustration graphique représentant l'énergie cinétique nécessaire (sur l'axe des abscisses) pour contrôler une réaction d'agglutination (aboutissement de la réaction) sur l'axe des ordonnées selon la présente invention; la figure 12 est une illustration du système activateur cinétique de la présente invention; la figure 13 est une illustration schématique du mouvement des particules dans une cellule d'échantillon par le système activateur cinétique de la présente invention; et la figure 14 donne un schéma-bloc du circuit de détection du réactif utilisé avec l'ensemble de

détection du réactif illustré sur la figure 5.

On se référera d'abord aux figures 1 et 2 o une lamelle d'échantillon selon l'art antérieur, du type 15 utilisé dans l'art antérieur pour l'essai manuel des réactions d'agglutination est représentée Pour effectuer l'essai manuel, un réactif d'agglutination et un échantillon d'essai sont déposés, à la pipette, sur une lamelle en verre 10 ayant un puits circulaire 11 Le mélange du réactif et de l'échantillon d'essai définit un champ d'échantillon, généralement indiqué en 12 On se basera sur un essai de réaction d'agglutination comprenant les étapes de base qui suivent en utilisant, en tant qu'exemple, un essai à la recherche de la présence de pénicilline dans du lait en tant que molécule d'intérêt. Un échantillon d'essai de 10 ?Jl de lait filtré sera déposé, à la pipette, sur la lamelle 10 On déposera ensuite, à la pipette, sur la lamelle 10, 10,1 l d'anti30 corps réactif Ensuite, on ajoute, à la lamelle 10, ,&-l d'un latex de polystyrène réactif enduit de pénicilline Tous les réactifs sont alors agités et étendus sur la lamelle à la façon illustrée sur la figure 1 On agite alors la lamelle pendant plusieurs 35 minutes et le champ d'échantillon sur la lamelle est visuellement observé, à l'oeil nu, à la recherche de la présence ou de l'absence d'agglutination Si du champ de l'échantillon d'essai est absente la molécule de pénicilline d'intérêt, il se produit une agglutination maximale Si la molécule de pénicilline d'intérêt est présente, la réaction d'agglutination est inhibée proportionnellement à la quantité de pénicilline présente dans le lait Bien que l'absence ou la présence de pénicilline puisse facilement être observée, une analyse quantitative ne peut être obtenue par une telle méthode manuelle De même, comme on l'expliquera ci-après, le mélange réactionnel, comme cela est particulièrement illustré sur les figures 1 et 2, produit un champ d'échantillon irrégulier qui n'est pas systématique et ainsi non reproductible lorsqu'il est évalué par des

instruments connus.

On se référera ensuite aux figures 3 et 4, o est illustrée une cellule de spectrophotométrie, généralement indiquée en 15 Comme on le décrira en détail ici, l'utilisation d'une cellule de spectrophotométrie a été

employée pour donner des lectures quantitatives sur 20 instrument des réactions d'essai d'agglutination.

En utilisant le même exemple que celui ci-dessus noté pour déterminer la présence ou l'absence de pénicilline dans le lait, les mêmes réactifs et le même échantillon d'essai sont ajoutés à la cellule de spectrophotométrie 15, laquelle cellule peut avoir une dimension du trajet de l'échantillon de l'ordre de 1 centimètre Dans une méthode connue, le lait est ajouté à la cellule de l'échantillon 15 et l'on ajoutera également, au tube, la même quantité de l'anticorps et 30 des particules de latex de polystyrène dimensionnées à

0,3 à 1,0 micron.

On fait alors réagir les réactifs par agitation.

Ensuite, il est nécessaire de diluer les réactifs afin de les amener à la gamme de concentration d'un spectro35 photomètre, typiquement 1,0 A (unité d'absorbance).

Comme cela est illustré sur la figure 4, le rayon incident IB d'un spectrophotomètre est dirigé à travers le diamètre du tube de l'échantillon et le rayon de sortie D est détecté par un détecteur diamétralement opposé à la source du rayon incident IB Le détecteur détectera la quantité moyenne de lumière traversant l'échantillon, laquelle lumière représente la quantité moyenne de lumière absorbée par le champ de l'échantillon

dans le tube 15.

Plus il y a de pénicilline dans l'échantillon de lait, moins il y a d'agglutination et ainsi moindre est 10 la quantité de lumière détectée Alternativement, s'il n'y a sensiblement pas de pénicilline dans le lait, il se produit une plus forte réaction d'agglutination et plus de lumière arrive au détecteur Bien qu'il soit possible d'obtenir des lectures quantitatives en utilisant 15 la spectrophotométrie, la sensibilité et la vitesse de la réaction sont sensiblement diminuées en raison de la dilution des réactifs afin de tenir compte de la gamme

du spectrophotomètre.

Cependant, si les réactifs dans le tube de l'échantillon ne sont pas dilués, une dispersion multiple provoque une atténuation de la lumière détectée et met la lumière détectable D hors d'échelle pour une utilisation par le spectrophotomètre Dans la technique, une dispersion multiple est considérée comme se produisant lorsqu'un 25 trajet de 1,0 cm de long a une absorbance supérieure à 0,1 A (unité d'absorbance) Par ailleurs, en plus de nécessiter une dilution de l'échantillon d'essai, les lectures par le spectrophotomètre représentent la quantité moyenne de lumière transmise à travers l'échantillon et ne 30 représentent pas ou ne sont pas en rapport linéaire avec

le nombre de particules dans les échantillons d'essai.

Comme on le démontrera ci-après, chacun des inconvénients ci-dessus de l'art antérieur est surmonté par le système

de détection d'un réactif selon-l'invention.

On se référera maintenant à la figure 5 o un système de détection d'un réactif, généralement indiqué

en 20, construit selon la présente invention, est représenté.

Un organe de base 21 de support d'une lamelle et un bottier 22 définissent une enceinte pour recevoir une lamelle d'un échantillon Une potence 25 place une diode photo-émettrice 26 à une position prédéterminée par rapport à la lamelle 23 de l'échantillon pour diriger de la lumière monochromatique vers la lamelle 23 de l'échantillon La potence 25 place de plus un photodétecteur à diode en silicium 27 en une position prédéterminée par rapport à la lamelle 23 de l'échantillon Une gaine d'air 28 est placée à un certain angle incident sur la lamelle de l'échantillon 23 pour appliquer un écoulement d'air à travers la surface de la lamelle de l'échantillon pour effectuer le mélange d'une manière qui sera également

expliquée en plus de détail ci-après.

r L'organe de base 21 de support de la lamelle est construit pour permettre à la lamelle 23 d'être mise en position, de manière amovible, par rapport au détecteur à photodiode 27, à la lumière incidente produite par la diode photo-émettrice 26 et à la gaine d'air 28 Comme 20 cela est illustré sur les figures 6 et 7, la lamelle 23 comprend une zone non mouillable 34 et une zone mouillable Le support 25 de la lamelle place la lamelle 23 afin que la diode photo-émettrice 26 dirige de la lumière monochromatique sur la zone mouillable 35 Le détecteur à photodiode 27 est placé au-dessus de la zone mouillable

avec son accès de champ de vue perpendiculaire au plan de la zone mouillable de la cellule de l'échantillon et centré par rapport à la géométrie de la zone mouillable.

La gaine d'air 28 est placée par rapport à la zone 30 mouillable afin de diriger un jet d'air sur la zone mouillable pour activer cinétiquement les réactifs placés sur la zone mouillable d'une façon qui sera décrite en

plus de détail ci-après.

Afin de définir une zone mouillable distincte et 35 une zone non mouillable, la lamelle 23 de l'échantillon se compose d'un substrat en verre 37 auquel est liée une couche 38 en "MYLAR" (marque déposée) ou autre plastique o U couche non mouillable Le substrat en verre est mouillable par rapport au réactif La zone mouillable 35 est formée en incorporant une ouverture 40 dans la couche non mouillable 30 L'ouverture 40 dans la couche non mouillable en combinaison avec la surface du substrat en verre 37 qui est co-extensive avec l'ouverture définit une cellule de l'échantillon et pour les raisons décrites ci-après, forme un champ de l'échantillon d'essai qui est "planaire en champ" ou "isoplanaire" Dans un mode de réalisation préféré, une couchd'un film non mouillable en MYLAR d'une épaisseur de 100/- est prévue Bien que des lamelles ayant des revêtements en peinture émaillée de 20/c d'épaisseur aient été testées, une couche non mouillable de 100 à 200 1 d'épaisseur est préférable pour les volumes des réactifs d'essai qui seront décrits ci-après Dans un exemple de mode de réalisation en utilisant des particules de 1 p, la profondeur de la cellule de l'échantillon est entre 100/y et 2007 p. Néanmoins, on peut noter qu'une cellule de l'échantillon 20 de l'ordre de 100 y à 200,) garantira qu'un champ d'échantillon suffisamment isoplanaire de l'ordre de 100

à 200, sera formé dans la lamelle de l'échantillon.

Comme le montre la figure 7, en prévoyant un film non mouillable sur le substrat 37, une cellule circulaire d'échantillon 41 contenant une couche de champ d'échantillon isoplanaire d'un réactif d'agglutination dans l'échantillon est formée Par ailleurs, comme on l'expliquera par rapport à la figure 8 A, un champ d'échantillon d'une épaisseur uniforme ne peut être obtenu 30 en plaçant simplement un évidement dans une surface mouillable du type illustré sur les figures 1 et 2 Au contraire, un angle de contact de 90 défini par la combinaison du film non mouillable 38 sur le substrat

mouillable 37 est nécessaire pour définir un champ 35 d'échantillon isoplanaire.

La figure 8 A montre une partie agrandie de la lamelle en verre, représentée sur la figure 1, ayant une surface supérieure 44 et un puits circulaire 11, qui y est formé Le puits circulaire 11 comprend un fond 45 et une paroi 46 Lorsque les réactifs d'agglutination sont ajoutés au puits 11, la surface mouillable permet à un angle aigu a( d'être défini par le liquide Par ailleurs, tandis que la cellule circulaire de l'échantillon est remplie pour déborder, le débordement apparait à la façon illustrée en tracé fantôme (en 47) sur la figure 8 A, et déborde du puits limite circulaire à la façon illustrée sur les 10 figures 1 et 2 Un angle aigu Q( est formé par le ménisque des réactifs et les surfaces mouillables et empêche la formation d'un champ d'échantillon isoplanaire mince Contrairement à la figure 8 A, on se référera à la figure 8 B, o la partie agrandie de la lamelle en verre, illustrée sur les figures 6 et 7, est représentée,

des chiffres identiques de référence étant utilisés pour désigner des éléments identiques La couche de film non mouillable 38 est disposée sur le substrat en verre 37.

Les réactifs de l'échantillon d'essai définissent un 20 champ d'échantillon isoplanaire 41 qui a une surface sensiblement plane La surface non mouillable 40 de la couche non mouillable 38 provoque la définition d'un

angle de contact / de 90 et force le champ d'échantillon des réactifs à se distribuer régulièrement à 25 travers toutes les cellules d'échantillon.

Sur la figure 8 A, les surfaces mouillables définissant l'échantillon forcent le mélange réactif à

former un ménisque qui, à son tour, provoque les angles aigus ci-dessus notés et ainsi des creux et des bosses.

Contrairement à cela, la couche non mouillable 38 empêche l'avance du liquide hors de la zone mouillable et provoque la production d'un film de tension de surface parallèle au plan de la zone mouillable En créant un champ d'échantillon réactif en film mince et plan dans la cellule de l'échantillon, le champ de l'échantillon peut former un champ optique très stabilisé et reproductible

et permet une activation cinétique reproductible.

Dans un exemple d'un mode de réalisation, le rayon du champ optique est égal à 7 302,5 microns et les particules dans les réactifs sont utilisées pour disperser la lumière en un mode de dispersion simple ou isoplanaire Comme on l'a expliqué ici, le terme "isoplanaire" est utilisé pour définir la façon dont toutes les particules de la cellule de l'échantillon sont vues

par le détecteur comme existant dans le même plan.

En se référant de nouveau à la figure 5, la diode 10 photo-émettrice 26 dirige de la lumière monochromatique sur le champ d'échantillon isoplanaire Dans un mode de réalisation préféré, la lumière monochromatique est dirigée à un angle incident G qui est de 40 par rapport à l'axe du détecteur à photodiode 27 Comme on l'a noté ci-dessus, le détecteur 27 est disposé perpendiculairement au champ d'échantillon isoplanaire des réactifs formé dans la cellule de l'échantillon Lorsque le rayon incident A est projeté sur le champ de l'échantillon, une portion de la lumière incidente est réfléchie dans la direction B et 20 n'est pas lue par le détecteur 27 Cependant, une petite portion du rayon incident est dispersée par les particules dans la cellule de l'échantillon et est lue par le détecteur 27 à photodiode Comme on l'expliquera en détail ci-après, -étant donné le champ d'échantillon isoplanaire des réactifs, chaque particule dans la cellule d'échantillon disperse individuellement la lumière pour la renvoyer

directement au détecteur 27.

Cet effet de dispersion est illustré sur la figure 9 A qui représente le champ d'échantillon isoplanaire, 30 selon la présente invention, ayant des particules non agglutinées La lumière entre,en provenace de la source de lumière (A), à un angle G et une petite portion de la lumière incidente est dispersée vers le détecteur (B), qui est perpendiculaire à la cellule de l'échantillon Sur la 35 figure 9 A, une quantité considérable de lumière est

dispersée vers le détecteur.

Sur la figure 9 B, quand les particules dans la zone de l'échantillon sont agglutinées, elles se combinent ou se groupent en une seule zone ou en plusieurs zones distinctes Du fait de ce groupement, seule une faible quantité de lumière est dispersée vers le détecteur. 5 Bien que le détecteur soit dirigé vers le même champ d'échantillon isoplanaire, la quantité de lumière redispersée et vue par le détecteur est sensiblement réduite En additionnant la lumière dispersée sensiblement par toutes les particules individuelles, le détecteur est 10 capable de produire une tension qui est linéairement proportionnelle au nombre de particules détectées A cette fin, la figure 10 montre une comparaison graphique du compte instantané à la sortie du détecteur avec la concentration des particules et démontre la façon dont 15 le détecteur de la présente invention produit un signal analogique qui est linéairement additionné en se basant sur le champ isoplanaire de détection De ce point de vue, des réactifs de l'ordre de 100 A (unités d'absorbance) et plus, ont facilement été détectés par la présente invention. 20 Par ailleurs, en utilisant la présente invention, il n'est pas nécessaire de diluer le réactif afin d'obtenir des lectures sur instrument et une lecture ou une addition directe des particules est créée contrairement à la

moyenne de la lumière qui est caractérisée par l'utilisa25 tion d'un spectrophotomètre.

En se référant de nouveau à la figure 5, le système de détection du réactif permet non seulement une lecture, une addition ou un comptage sensiblement directs de la matière particulaire, mais permet de plus de contrôler l'allure de la réaction et ainsi offre des données très sensibles et reproductibles Comme on l'a noté précédemment pour l'art antérieur, des réactions d'agglutination résultent d'une agitation des réactifs après mélange Pour cette raison, la gaine d'air 28 est 35 placée pour activer cinétiquement les réactifs dans la

cellule de l'échantillon et ainsi garantir que la réaction aura suffisamment progressé avant lecture par le détecteur.

Comme cela est illustré sur les figures 11 à 13, un moyen pneumatique d'entraînement 50 à commande numérique applique un jet d'air par la gaine 28 aux réactifs dans le cellule 41 de l'échantillon En utilisant un jet d'air, aucun autre élément, y compris la lamelle, ne doit être déplacé et cependant, une quantité suffisante d'énergie peut être introduite pour surmonter l'inertie et accélérer toutes les particulesles unes vers les autres, dans la réaction d'agglutination Une telle accélération force les particules à se déplacer à une distance critique

les unes des autres pour que l'immunoréactif réagisse.

On a observé que si l'accélération était trop forte (C) ou si trop peu d'énergie était produite (A), la réaction n'allait pas à l'aboutissement Cette relation est illustrée sur la figure 11 et démontre que l'on peut

choisir une entrée cinétique optimale (B).

Afin d'obtenir un mouvement idéal du réactif, des impulsions répétitives d'air sont dirigées par la gaine d'air sur le champ d'échantillon isoplanaire des 20 réactifs dans la cellule de l'échantillon, pour ainsi établir des courants toroldaux tournant en sens opposé Un écoulement de courant, du type illustré sur la figure 13, accélère les particules les unes vers lese autres continuellement au point A en dirigeant les impulsions d'air au point A Les particules sont également retirées du point A et distribuées de manière statistique autour de la cellule de l'échantillon en un mouvement toroldal continu tournant en sens opposé L'activation cinétique, du type illustré sur la figure 13, permet au plus grand nombre de 30 particules de réagir les unes avec les autres d'une manière statistiquement au hasard et donne un échantillon optiquement uniforme et reproductible En raison de l'uniformité optique et de la reproductibilité de l'échantillon, il en résulte une sensibilité accrue du 35 réactif immunochimique et par conséquent on obtient une détection plus sensible Bien que l'utilisation d'un moyen d'entrainement pneumatique pour activer cinétiquement le champ de l'échantillon ait pour résultat une réaction uniformément reproductible et bien qu'elle soit préférée, d'autres mécanismes cinétiques d'activation peuvent être utilisés pour autrement siffisamment agiter le champ de l'échantillon. On se référera maintenant à la figure 14 qui donne un schéma-bloc du système électronique utilisé pour produire une visualisation représentative de la détection de la réaction d'agglutination, des chiffres identiques 10 de référence étant utilisés pour désigner des éléments identiques à ceux représentés ci-dessus Un circuit détecteur 57 comprend le détecteur 27 à photodiode et produit un signal analogique représentatif de la quantité d'agglutination détectée Lorsqu'un champ d'échantillon 15 isoplanaire 41 est placé dans une cellule d'échantillon, le circuit détecteur 57 produit un signal analogique initial représentatif de la condition initiale de la réaction d'agglutination (figure 9 A) Le signal analogique initial produit par le détecteur 57 est convertit par le 20 circuit analogique- numérique 58 et est stocké dans la mémoire 60 En coincidence avec le stockage du signal numérique inrtial dans la mémoire 60, un circuit analogique-numérique 58 applique un premier signal de commande Y 1 au circuit de commande numérique En réponse au signal de commande y 1, le circuit de commande numérique 61 applique un second signal de commande Y 2 au circuit d'activation cinétique 62, lequel circuit force le moyen d'entraînement pneumatique 50 à effectuer des impulsions d'air à diriger sur le champ de l'échantillon 30 et à forcer un mouvement du réactif du type illustré sur la figure 13 Après un nombre fixe d'impulsions cinétiques,

l'activation cinétique est arrêtée. Le circuit détecteur 57 lit ensuite la réaction d'agglutination dans la

cellule de l'échantillon qui représente une addition des particules (figure 9 B) et un signal numérique représentatif de cette seconde lecture

est de nouveau appliqué par le convertisseur analogique-

numérique 58 au circuit logique arithmétique 63 Ensuite, le signal de commande numérique Y 3 est appliqué à l'unité logique arithmétique 63 qui effectue une soustraction du second nombre numérique du premier nombre numérique stocké dans la mémoire 60 Un signal représentatif de la différence de tension par différence d'énergie cinétique (d), o d V représente la différence de la tension à la sortie du détecteur par la différence de l'énergie cinétique (d K) de la réaction est produit Ce 10 résultat (d) peut alors être produit en un format quantitatif à trois chiffres et directement appliqué à un affichage numérique 67 Alternativement, l'affichage 67 peut être un affichage de plus (+) ou moins (-) et un comparateur de grandeur numérique 68 et un programme 15 logiciel 69 peuvent être utilisés pour appliquer un

signal oui (+) ou non (-) à l'affichage 67.

Ainsi, la présente invention permet d'obtenir un compte de sortie représentatif de la concentration des particules ou alternativement, avec une programmation 20 appropriée, un résultat plus ou moins Si un essai est fait de nature quantitative, le système de détection du réactif selon l'invention peut donner une représentation numérique Par ailleurs, si l'essai qui est accompli par le réactif d'agglutination est un essai qui ne nécessite 25 qu'une réponse par oui ou non, comme un essai positif de grossesse, une réponse plus ou moins sera suffisante dans le but voulu, et éliminera la nécessité d'incorporer,

dans le second circuit, un affichage numérique.

La présente invention est ainsi particulièrement 30 caractérisée par la combinaison d'un champ d'échantillon isoplanaire qui a un angle de 90 obtenu par la combinaison d'une surface non mouillable et d'une surface mouillable pour définir une cellule d'échantillon et la détection de la lumière incidente dispersée afin d'additionner linéaire35 ment la réaction particulaire et ainsi obtenir une meilleure sensibilité La présente invention est de plus caractérisée par l'utilisation d'un moyen d'activation cinétique pour agiter les réactifs dans la cellule de l'échantillon afin de contrôler le taux d'agglutination et ainsi d'assurer que les résultats de chaque essai seront facilement reproductibles Par ailleurs, chacune des caractéristiques ci-dessus est facile à intégrer dans un instrument 1 électro-optique capable de produire une lecture différentielle basée sur la différence de la tension à la sortie du détecteur à la lumière de la différence de l'énergie cinétique de la réaction pour donner une donnée différentielle qui donne des résultats qui sont plus importants, par rapport à la sensibilité et à la résolution, que ceux pouvant être obtenus jusqu'à maintenant par les méthodes manuelles Par ailleurs, une telle sensibilité est obtenue en utilisant des réactifs 15 ayant un seuil d'absorption de l'ordre de 100 A (unités d'absorbance), ce qui évite la nécessité de diluer les réactifs pour une utilisation dans un instrument tel qu'un spectrophotomètre et la perte résultante d'efficacité

des réactifs qui en résulte.

Claims (22)

R E V E N D I C A T I O N S

1. Système de détection d'un réactif pour détecter une réaction d'agglutination dans un réactif, caractérisé en ce qu'il comprend, en combinaison, un moyen formant champ d'échantillon ( 41) pour recevoir un réactif et définir un champ d'échantillon isoplanaire; un moyen à lumière ( 26, 27) pour diriger de la lumière vers ledit champ d'échantillon isoplanaire, et un moyen de détection ( 57) pour détecter un changement de la quantité de lumière dudit champ d'échantillon isoplanaire provoqué

par la réaction d'agglutination.

2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen d'activation par énergie cinétique ( 28) pour activer cinétiquement ledit réactif 15 échantillon dans ledit champ d'échantillon pour ainsi contrôler la réaction d'agglutination ainsi provoquée.

3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen d'activation cinétique active cinétique20 ment les réactifs pendant un intervalle prédéterminé de temps pour définir une réaction contrôlée, le moyen de détection étant adapté à détecter ledit réactif au début

et à la fin de l'intervalle prédéterminé.

4. Système selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisé en ce que le

moyen formant champ d'échantillon pour recevoir les réactifs et définir le champ d'échantillon isoplanaire comprend un moyen formant surface mouillable ( 35) ayant une zone distincte, le moyen de détection étant adapté

à détecter la lumière dispersée par ladite zone distincte.

5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen de lumière est une source de lumière monochromatique, ladite source de lumière monochromatique

dirigeant de la lumière sur toute la zone distincte 35 définissant le champ d'échantillon isoplanaire.

6. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que le moyen de détection est placé perpendiculaire par rapport au champ d'échantillon isoplanaire et est centré par rapport à la zone distincte définissant le champ d'échantillon isoplanaire.

7. Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que la source de lumière monochromatique est disposée à un angle par rapport au moyen de détection

pour effectuer une détection d'un seul effet dispersant 10 par ledit moyen de détection.

8. Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que la source de lumière monochromatique est disposée

pour diriger de la lumière monochromatique à un angle de 40 par rapport à la position définie en positionnant le 15 moyen de détection par rapport à la zone distincte.

9. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que le moyen de détection est adapté à produire un premier signal analogique qui est représentatif de l'état d'une réaction d'agglutination du réactif dans le champ 20 d'échantillon isoplanaire au début de l'intervalle prédéterminé et le moyen de détection est de plus adapté à produire un second signal analogique représentatif de l'état de la réaction d'agglutination dudit réactif dans

le champ d'échantillon isoplanaire à la fin de l'intervalle 25 prédéterminé de temps.

10. Système selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen comparateur ( 66) pour comparer le premier signal analogique et le second signal analogique et pour produire un signal de comparaison 30 représentatif de tout changement de seuil entre le

premier signal analogique et le second signal analogique.

11. Système selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen d'affichage ( 67) pour recevoir les signaux de comparaison et produire un affichage représentatif de la différence ou du manque de différence entre le seuil du premier signal analogique

et celui du second signal analogique.

12. Système selon l'une quelconque des

revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le moyen

d'activation cinétique est un jet d'air pour diriger des impulsions d'air en une position prédéterminée du champ d'échantillon isoplanaire pour effectuer un mouvement du réactif d'une manière prédéterminée.

13. Système selon la revendication 12, caractérisé en ce que le moyen de détection est adapté à produire un premier signal analogique qui est représentatif 10 de l'état de la réaction d'agglutination du réactif dans le champ d'échantillon isoplanaire au début de l'intervalle prédéterminé de temps et le moyen de détection est de plus adapté à produire un second signal analogique représentatif d'un second état de la réaction d'agglutination du réactif 15 dans le champ d'échantillon isoplanaire à la fin de

l'intervalle prédéterminé de temps.

14. Système selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen comparateur pour comparer le premier signal analogique et le second 20 signal analogique et produire un signal de comparaison représentatif du changement de seuil entre le premier signal analogique et le second signal analogique, ledit signal étant représentatif de la différence du seuil de tension du premier signal analogique et du second signal 25 analogique en comparaison à la quantité d'activation cinétique du réactif dans le champ d'échantillon isoplanaire pendant l'intervalle prédéterminé de temps précité.

15. Cellule d'échantillon, caractérisée en ce qu'elle comprend en combinaison un substrat ayant au moins une surface mouillable ( 35) et une couche non mouillable ( 34) couvrant au moins une partie de ladite surface mouillable, ladite surface non mouillable ayant une ouverture ( 40), ladite surface mouillable étant co35 extensive avec ladite ouverture afin que ladite ouverture dans ladite surface non mouillable définisse une cellule d'échantillon.

16. Cellule selon la revendication 4,

caractérisée en ce que la surface du substrat est sensiblement plane à la cellule de l'échantillon.

17. Cellule selon l'une quelconque des

revendications 15 ou 16, caractérisée en ce que la surface mouillable définit un angle de contact de moins

de 90 avec les réactifs, la surface non mouillable

définissant un angle de contact de 90 avec les réactifs.

18. Cellule selon la revendication 17, caractérisée en ce que le substrat est en verre et la couche non mouillable est choisie dans le groupe consistant

en MYLAR (marque déposée), vinyle ou plastique.

19. Cellule d'échantillon, caractérisée-en ce qu'elle comprend, en combinaison, une surface mouillable 15 et une surface limite non mouillable, ladite surface limite non mouillable en combinaison avec ladite surface mouillable définissant un puits de l'échantillon d'une

surface distincte pour recevoir un réactif.

20. Cellule selon la revendication 19, caractériséeen ce que la surface limite non mouillable définit un angle de contact de 90 avec le réactif dans

le puits de l'échantillon.

21. Système d'activation cinétique pour un réactif, caractérisé en ce qu'il comprend un champ d'échantillon réactif en film mince, un moyen formant pompe pour produire un écoulement d'air et un moyen formant gaine pour diriger l'écoulement d'air à un angle aigu par rapport à la surface des réactifs et à travers la surface des réactifs pour provoquer un mouvement des 30 particules dans le réactif les unes par rapport aux

autres d'une manière prédéterminée.

22. Système selon la revendication 21, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de commande ( 61) pour entraîner le moyen formant pompe et produire un écoulement 35 d'air pendant un intervalle prédéterminé de temps pour contrôler la réaction des particules dans les réactifs et définir une réaction répétable et reproductible dans le

champ d'échantillon du réactif en film mince.