WO2006136514A1 - Puits filtrant d'analyse biologique - Google Patents

Puits filtrant d'analyse biologique Download PDF

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WO2006136514A1
WO2006136514A1 PCT/EP2006/063160 EP2006063160W WO2006136514A1 WO 2006136514 A1 WO2006136514 A1 WO 2006136514A1 EP 2006063160 W EP2006063160 W EP 2006063160W WO 2006136514 A1 WO2006136514 A1 WO 2006136514A1
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reservoir
membrane
conical
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Nadine Martinet
Loïc DODIN
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Centre Hospitalier Regional De Nancy
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5025—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures for parallel transport of multiple samples
    • B01L3/50255—Multi-well filtration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0809—Geometry, shape and general structure rectangular shaped
    • B01L2300/0829—Multi-well plates; Microtitration plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/508—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above
    • B01L3/5085—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above for multiple samples, e.g. microtitration plates
    • B01L3/50855—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above for multiple samples, e.g. microtitration plates using modular assemblies of strips or of individual wells

Definitions

  • the invention relates to a biological analysis filter well comprising a reservoir whose bottom is a filter membrane.
  • EP 1 518 603 discloses plates comprising a multitude of filter wells.
  • the plates comprise an upper part in which there are provided tanks under the bottom of which membranes are welded, and a flexible lower part on which sleeves are distributed.
  • the sleeves are in correspondence with the tanks and are fitted on the lower part of these tanks.
  • An outlet is provided on the lower part, in the center of the sleeves.
  • the aim of the invention is to provide a filtering filter well which does not have any risk of leakage of liquid.
  • the invention also aims to provide a device for modulating the number of wells according to actual needs.
  • the subject of the invention is a biological analysis filter well comprising a cylindrical reservoir having a lower outlet end, a manifold extending facing an annular end surface of the reservoir at the level of the lower end, a filter membrane disposed between the annular end surface and an annular bearing surface carried by the collector.
  • the well comprises constraint means for maintaining a constraint between the reservoir and the manifold so as to grip the membrane between the annular surfaces.
  • the membrane By tightening the membrane on its periphery, it provides a seal at the periphery of the membrane.
  • the liquid can flow after passing through the membrane only towards the central part of the collector.
  • the constraining means comprise a male conical surface around the reservoir, the manifold comprising a sleeve carrying a conical female surface complementary to the male conical surface, the conical surfaces being adapted to obtain a jamming of the reservoir in the sleeve.
  • the collector is fitted on the reservoir while the membrane is disposed between the two parts.
  • the membrane is tightened while the conical surfaces come into contact with each other.
  • the cone angle in connection with the coefficient of friction of the conical surfaces, one gets the jamming of the reservoir in the sleeve while the membrane is clamped between the annular surfaces.
  • the assembly of the collector and the reservoir is obtained by a simple mechanical stressing action, without using welding or gluing. Despite this simplicity, it is possible to obtain a strong connection between the reservoir and the collector, able to avoid an unexpected disconnection.
  • the manifold includes an orifice for discharging liquid having passed through the membrane, the orifice having a first conical section and a second section, extending the first section of cylindrical shape.
  • the liquid can thus be evacuated after passing through the membrane.
  • the shape of the orifice allows flow without turbulence, limiting the risk of transfer of the liquid to other surrounding wells.
  • the manifold has radial grooves under the membrane and converging towards the orifice.
  • the grooves channel the liquid that has passed through the membrane to the orifice, while the membrane is supported by the partitions separating the grooves.
  • the well is for example polystyrene.
  • this material makes it possible to produce parts with a good dimensional accuracy and mechanical characteristics making it possible to obtain the jamming of the reservoir in the sleeve.
  • the invention also relates to a unit comprising a plurality of wells as described above.
  • Well grouping facilitates handling when the same analysis process is applied to different wells of the unit.
  • the unit is formed by connecting the tanks by tank jumpers or manifolds by manifold jumpers, or both at once.
  • the invention also relates to a suction device comprising a suction tank, a well support capable of covering the tank, the well support having at least one row of support orifices adapted to inspect wells such as previously described.
  • the tank defines with the well support a cavity in which the vacuum can be generated.
  • the holes of the wells open into this cavity, which allows to create a depression under the membrane and to suck the liquids through it.
  • the support holes that do not receive wells can be plugged by plugs to restore the seal of the support.
  • the manifold comprises a male conical portion, each orifice being of conical shape complementary to the conical portion of the manifold.
  • FIG. 1 is a perspective view of an exploded unit well according to the invention
  • Figure 2 is a view of the unit of Figure 1 without exploded
  • Figure 3A is a sectional view of a well along the line III-III of Figure 2, before assembly
  • Figure 3B is a view similar to Figure 3A, after assembly
  • FIG. 4 is a perspective view of a well support with a unit of FIG. 2.
  • a well unit 1 according to the invention groups together a set of eight wells 12.
  • the unit 1 is formed by the assembly of a set of tanks 2 and a set of collectors 4.
  • the tanks 20 are of shape substantially cylindrical and are interconnected by tank bridges 22.
  • the collectors 40 are interconnected by collector bridges 46.
  • each tank 20 has a male conical surface 21 in the lower part.
  • the lower end of the reservoir is an annular end surface 23.
  • a membrane 3 is fixed on the annular end surface 23, for example by ultrasonic welding.
  • the membrane is of a conventional type in this field.
  • it is a microporous membrane of cellulose, polycarbonate. It can also be an ultrafiltration membrane in P.E.S. (indicate the meaning of the acronym), polyamide or carbon fiber.
  • the filtration capacity of the membrane is adapted to the type of analysis to be conducted.
  • Each manifold 40 has a bottom extending upwards by a sleeve 45.
  • the sleeve 45 carries a female conical surface 41 corresponding to the male conical surface of the reservoir 21.
  • the bottom is pierced by a manifold orifice 44 whose upper portion 441 is conical and the lower portion 440 is cylindrical.
  • the bottom also comprises radial grooves 43 opening upwards in a bowl 48 and in the manifold orifice 44.
  • the bowl 48 leaves an annular support surface 42 between it and the female conical portion 41.
  • the bottom still comprises an annular recess 47 on the underside, so that the surface on which the opening 44 opens protrudes relative to the recess 47.
  • the sets of tanks 2 and collectors 4 can be made in conventional manner by injection of thermoplastic material such as polystyrene.
  • a membrane 3 is ultrasonically welded to the annular surface 23 of each tank 20. Then the set of tanks 2 is introduced into the set of collectors 4 by placing the male conical parts 21 in the conical parts. females 41 by applying an axial force of approximation of the reservoirs 20 and the collectors 40. This results in jamming of the male conical parts 21 in the conical female portions 41 as well as a pinching of the periphery of the membranes 3 between the annular surfaces 23 , 42 of the tank and the collector. The resulting clamping force after loosening is of the order of (to be completed, may be in pressure).
  • a well support 5 is provided in the form of a plate provided with a plurality of rows of eight orifices 50, for example ten rows on the support shown in FIG. 4.
  • Each collector 40 has an outer male conical portion. 49, while the support orifices 50 are of conical shape complementary to the male conical parts 49 of the collectors.
  • a well unit 1 assembles with the support 5 removably and sealing simply by the nesting and jamming of the unit 1 in the support holes 50 of a row.
  • the well support 5 is used with a number of units less than the number of rows of support orifices, the remaining orifices are closed by plugs 51.
  • the well support 5 is then placed on a tank, not shown, similar to those of the prior art, to form a cavity in which a depression is created.
  • the invention is not limited to the embodiment which has just been described by way of example.
  • the membrane may not be welded and simply inserted between the tank and the manifold, or welded to the manifold.

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Abstract

Un puits filtrant d'analyse biologique comporte un réservoir (20) cylindrique ayant une extrémité inférieure débouchante, un collecteur (40) s'étendant en regard d'une surface annulaire d'extrémité (23) du réservoir au niveau de l'extrémité inférieure, une membrane (3) filtrante disposée entre la surface annulaire d'extrémité (23) et une surface annulaire d'appui (42) portée par le collecteur (40). Le puits (12) comporte des moyens de contrainte (21, 41) pour maintenir une contrainte entre le réservoir (20) et le collecteur (40) de manière à enserrer la membrane (3) entre les surfaces annulaires (23, 42). Unité de plusieurs puits.

Description

Puits filtrant d'analyse biologique.
L'invention concerne un puits filtrant d'analyse biologique comportant un réservoir dont le fond est une membrane filtrante.
Dans le domaine de la pharmacie et des analyses biologiques, microbiologique ou génétiques, on utilise de petits puits dans lesquels on place des échantillons d'objets d'analyse et des réactifs. Le contenu du puits subit un protocole de préparation comprenant des phases de maintien en température, d'agitation ou d'exposition à des rayonnements, par exemple. A certaines étapes, il est utile d'évacuer les liquides pour ne conserver dans le puits que des éléments solides. Pour cela, il est connu de munir la partie inférieure du réservoir d'une membrane filtrante dont la nature est adaptée au matériel à retenir dans le puits . Le liquide est évacué en créant une aspiration sous la membrane, ou en soumettant le puits à une centrifugation.
Le document EP 1 518 603 expose des plaques comportant une multitude de puits filtrants . Les plaques comportent une partie supérieure dans laquelle sont prévus des réservoirs sous le fond desquels des membranes sont soudées, et une partie inférieure souple sur laquelle des manchons sont répartis. Les manchons sont en correspondance avec les réservoirs et sont emmanchés sur la partie inférieure de ces réservoirs. Un orifice d'évacuation est ménagé sur la partie inférieure, au centre des manchons . Ces plaques sont prévues pour être disposées de manière étanche sur une cuve d'aspiration connectée à une source de vide. Le liquide contenu dans les réservoirs est alors aspiré à travers la membrane.
Ces plaques présentent certains problèmes . On constate par exemple que du liquide extrait à travers la membrane peut passer entre le réservoir et le manchon, du fait que le vide règne également autour de la partie inférieure du réservoir. Ceci entraine un risque de contamination par le liquide entre plusieurs réservoirs. Par ailleurs, la plaque est indivisible, de telle sorte qu'il est nécessaire d'utiliser une plaque complète quelque soit le nombre de puits à utiliser pour conduire une analyse.
L'invention vise à fournir un puits filtrant d'analyse ne comportant pas de risque de fuite de liquide. L'invention vise également à fournir un dispositif permettant de moduler le nombre de puits en fonction des besoins réels.
Avec ces objectifs en vue, l'invention a pour objet un puits filtrant d'analyse biologique comportant un réservoir cylindrique ayant une extrémité inférieure débouchante, un collecteur s ' étendant en regard d'une surface annulaire d'extrémité du réservoir au niveau de l'extrémité inférieure, une membrane filtrante disposée entre la surface annulaire d'extrémité et une surface annulaire d'appui portée par le collecteur. Le puits comporte des moyens de contrainte pour maintenir une contrainte entre le réservoir et le collecteur de manière à enserrer la membrane entre les surfaces annulaires .
Ainsi, en serrant la membrane sur sa périphérie, on assure une étanchéité à la périphérie de la membrane. Le liquide ne peut s'écouler après avoir traversé la membrane que vers la partie centrale du collecteur.
De manière particulière, les moyens de contrainte comportent une surface conique mâle autour du réservoir, le collecteur comportant un manchon portant une surface conique femelle complémentaire à la surface conique mâle, les surfaces coniques étant adaptées pour obtenir un coincement du réservoir dans le manchon. Lors de la fabrication du puits, le collecteur est emmanché sur le réservoir alors que la membrane est disposée entre les deux pièces. Lors du rapprochement des deux pièces, la membrane est serrée tandis que les surfaces coniques viennent en contact l'une contre l'autre. Par le choix adapté de l'angle de cône, en lien avec le coefficient de frottement des surfaces coniques, on obtient le coincement du réservoir dans le manchon alors que la membrane est serrée entre les surfaces annulaires. L'assemblage du collecteur et du réservoir est obtenu par une simple action mécanique de mise en contrainte, sans utiliser de soudure ni de collage. Malgré cette simplicité, on est en mesure d'obtenir une forte liaison entre le réservoir et le collecteur, apte à éviter une désolidarisation inopinée.
De manière particulière, le collecteur comporte un orifice destiné à évacuer du liquide ayant traversé la membrane, l'orifice comportant une première section de forme conique et une deuxième section, prolongeant la première section, de forme cylindrique. Le liquide peut ainsi être évacué après avoir traversé la membrane. La forme de l'orifice permet un écoulement sans turbulences, limitant les risques de transfert du liquide vers d'autres puits environnants.
Selon un perfectionnement, le collecteur comporte des rainures radiales sous la membrane et convergeant vers l'orifice. Les rainures permettent de canaliser le liquide qui a traversé la membrane vers l'orifice, tandis que la membrane est soutenue par les cloisons séparant les rainures .
Le puits est par exemple en polystyrène. Outre les qualités de résistance chimique, ce matériau permet de réaliser des pièces avec une bonne précision dimensionnelle et des caractéristiques mécaniques permettant d'obtenir le coincement du réservoir dans le manchon .
L'invention a aussi pour objet une unité réunissant une pluralité de puits tels que décrits précédemment. Le regroupement de puits facilite la manipulation lorsque le même procédé d'analyse est appliqué aux différents puits de l'unité.
Par exemple, l'unité est formée en reliant les réservoirs par des pontets de réservoir ou les collecteurs par des pontets de collecteur, ou les deux à la fois.
L'invention a également pour objet un dispositif d'aspiration comportant une cuve d'aspiration, un support de puits apte à recouvrir la cuve, le support de puits comportant au moins une rangée d'orifices de support aptes à revecoir des puits tels que décrits précédemment. La cuve délimite avec le support de puits une cavité dans laquelle le vide peut être généré. Les orifices des puits débouchent dans cette cavité, ce qui permet de créer une dépression sous la membrane et d'aspirer les liquides à travers celle-ci. Les orifices de support qui ne reçoivent pas de puits peuvent être obturés par des bouchons pour reconstituer l'étanchéité du support.
De manière particulière, le collecteur comporte une partie conique mâle, chaque orifice étant de forme conique complémentaire à la partie conique du collecteur.
On assure ainsi le maintien mécanique et l'étanchéité du puits sur le support de puits .
L'invention sera mieux comprise et d'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, la description faisant référence aux dessins annexés parmi lesquels : la figure 1 est une vue en perspective d'un éclaté d'une unité de puits conforme à l'invention ; la figure 2 est une vue de l'unité de la figure 1, sans éclaté ; la figure 3A est une vue en coupe d'un puits selon la ligne III-III de la figure 2, avant assemblage ; la figure 3B est une vue similaire à la figure 3A, après assemblage ; - la figure 4 est une vue en perspective d'un support de puits avec une unité de la figure 2. Une unité de puits 1 conforme à l'invention regroupe un ensemble de huit puits 12. L'unité 1 est formée par l'assemblage d'un ensemble de réservoirs 2 et d'un ensemble de collecteurs 4. Les réservoirs 20 sont de forme sensiblement cylindrique et sont reliés entre eux par des pontets de réservoir 22. De même, les collecteurs 40 sont reliés entre eux par des pontets de collecteur 46.
Comme on le voit en particulier sur les figures 3A et 3B, chaque réservoir 20 comporte une surface conique mâle 21 en partie inférieure. L'extrémité inférieure du réservoir est une surface annulaire d'extrémité 23. Une membrane 3 est fixée sur la surface annulaire d'extrémité 23, par exemple par soudure à ultrasons. La membrane est d'un type classique dans ce domaine. Par exemple, c'est une membrane microporeuse en cellulose, en polycarbonate . Ce peut être aussi une membrane d'ultrafiltration en P. E. S. (indiquer la signification du sigle) , en polyamide ou en fibre de carbone. Le pouvoir de filtration de la membrane est adapté au type d'analyse à conduire.
Chaque collecteur 40 comporte un fond se prolongeant vers le haut par un manchon 45. Le manchon 45 porte une surface conique femelle 41 correspondant à la surface conique mâle du réservoir 21. Le fond est percé par un orifice de collecteur 44 dont la partie supérieure 441 est conique et la partie inférieure 440 est cylindrique. Le fond comporte également des rainures 43 radiales débouchant vers le haut dans une cuvette 48 et dans l'orifice de collecteur 44. La cuvette 48 laisse subsister une surface annulaire d'appui 42 entre elle et la partie conique femelle 41. Le fond comporte encore un évidement annulaire 47 en face inférieure, de telle sorte que la surface sur laquelle l'orifice 44 débouche fasse saillie par rapport à l' évidement 47. Les ensembles de réservoirs 2 et de collecteurs 4 peuvent être réalisés de manière classique par injection de matière thermoplastique telle que du polystyrène.
Pour fabriquer une unité 1, on soude par ultrasons une membrane 3 sur la surface annulaire 23 de chaque réservoir 20. Puis on introduit l'ensemble des réservoirs 2 dans l'ensemble des collecteurs 4 en plaçant les parties coniques mâles 21 dans les parties coniques femelles 41 en appliquant une force axiale de rapprochement des réservoirs 20 et des collecteurs 40. On obtient ainsi un coincement des parties coniques mâles 21 dans les parties coniques femelles 41 de même qu'un pincement de la périphérie des membranes 3 entre les surfaces annulaires 23, 42 du réservoir et du collecteur. La force de pincement résultante après relâchement est de l'ordre de (à compléter, peut être en pression) . On prévoit par ailleurs un support de puits 5 sous la forme d'une plaque munie d'une pluralité de rangées de huit orifices 50, par exemple dix rangées sur le support représenté sur la figure 4. Chaque collecteur 40 comporte une partie conique mâle extérieure 49, tandis que les orifices de support 50 sont de forme conique complémentaire aux parties coniques mâles 49 des collecteurs. Ainsi, une unité de puits 1 s'assemble avec le support 5 de manière amovible et étanche simplement par l'emboîtement et le coincement de l'unité 1 dans les orifices de support 50 d'une rangée. Lorsque le support de puits 5 est utilisé avec un nombre d'unités inférieur au nombre de rangées d'orifices de support, les orifices restants sont obturés par des bouchons 51. Le support de puits 5 est alors placé sur une cuve, non représentée, similaire à celles de l'art antérieur, pour former une cavité dans laquelle une dépression est créée.
L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit à titre d'exemple. La membrane peut ne pas être soudée et simplement interposée au montage entre le réservoir et le collecteur, ou être soudée sur le collecteur.

Claims

REVENDICATIONS
1. Puits filtrant d'analyse biologique comportant un réservoir (20) cylindrique ayant une extrémité inférieure débouchante, un collecteur (40) s ' étendant en regard d'une surface annulaire d'extrémité (23) du réservoir au niveau de l'extrémité inférieure, une membrane (3) filtrante disposée entre la surface annulaire d'extrémité (23) et une surface annulaire d'appui (42) portée par le collecteur (40), le puits (12) comportant des moyens de contrainte (21, 41) pour maintenir une contrainte entre le réservoir (20) et le collecteur (40) de manière à enserrer la membrane (3) entre les surfaces annulaires (23, 42), caractérisé en ce que les moyens de contrainte comportent une surface conique mâle (21) autour du réservoir, le collecteur (40) comportant un manchon (45) portant une surface conique femelle (41) complémentaire à la surface conique mâle (21) , les surfaces coniques (21, 41) étant adaptées pour obtenir un coincement du réservoir (20) dans le manchon (45) .
2. Puits selon la revendication 1, dans lequel le collecteur comporte un orifice (44) destiné à évacuer du liquide ayant traversé la membrane (3), l'orifice (44) comportant une première section (441) de forme conique et une deuxième section (440), prolongeant la première section (441), de forme cylindrique.
3. Puits selon la revendication 2, dans lequel le collecteur (40) comporte des rainures radiales (43) sous la membrane (3) et convergeant vers l'orifice (44) .
4. Puits selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est en polystyrène.
5. Unité, caractérisée en ce qu'elle réunit une pluralité de puits (12) selon l'une des revendications 1 à 3.
6. Unité selon la revendication 5, dans laquelle les réservoirs (40) sont reliés par des pontets de réservoir (46) .
7. Unité selon la revendication 5, dans laquelle les collecteurs (20) sont reliés par des pontets de collecteur (22) .
8. Dispositif d'aspiration comportant une cuve d'aspiration, un support de puits (5) apte à recouvrir la cuve, le support de puits (5) comportant au moins une rangée d'orifices (50) aptes à recevoir des puits (12) selon l'une des revendications 1 à 7 de manière étanche .
9. Dispositif selon la revendication 8, dans lequel le collecteur (40) comporte une partie conique mâle (49) , chaque orifice étant de forme conique complémentaire à la partie conique mâle (49) du collecteur.
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