FR2541771A1 - CHEMICAL TITRATION APPARATUS AND METHODS - Google Patents

Abstract

L'INVENTION A POUR OBJET DES PROCEDES ET DES APPAREILS DE TITRAGE CHIMIQUE OU BIOCHIMIQUE. ON UTILISE UN CONDENSATEUR 10 A COUCHE MINCE REVETU AU MOINS EN PARTIE PAR UNE COUCHE MINCE 24 QUI REAGIT AVEC LE PRODUIT A DETECTER OU A DOSER. POUR REALISER UN TITRAGE, ON INTRODUIT LE TRANSDUCTEUR CAPACITIF 10 DANS UN ECHANTILLON FLUIDE A TITRER, LA REACTION DE L'ECHANTILLON AVEC LA COUCHE REACTIVE RECOUVRANT LE CONDENSATEUR PROVOQUE UN CHANGEMENT DE LA CAPACITE DU CONDENSATEUR. DETECTION ET DETERMINATION DE LA QUANTITE DE DIVERS PRODUITS, SURVEILLANCE DES PROCEDES ET AUTRES OPERATIONS BASEES SUR LES PROPRIETES DIELECTRIQUES DES ECHANTILLONS.THE OBJECT OF THE INVENTION IS METHODS AND APPARATUS FOR CHEMICAL OR BIOCHEMICAL TITRATION. A THIN FILM CAPACITOR 10 IS USED COATED AT LEAST IN PART BY A THIN LAYER 24 WHICH REACTS WITH THE PRODUCT TO BE DETECTED OR TO BE METERED. TO PERFORM A TITRATION, THE CAPACITIVE TRANSDUCER 10 IS INTRODUCED IN A FLUID SAMPLE TO BE TITRATED, THE REACTION OF THE SAMPLE WITH THE REACTIVE LAYER COVERING THE CAPACITOR CAUSES A CHANGE IN THE CAPACITY OF THE CAPACITOR. DETECTION AND DETERMINATION OF THE QUANTITY OF VARIOUS PRODUCTS, MONITORING OF PROCESSES AND OTHER OPERATIONS BASED ON THE DIELECTRIC PROPERTIES OF THE SAMPLES.

Description

La présente invention concerne des procédés et des appareils pourThe present invention relates to methods and apparatus for

le titrage de produits chimiques et de systèmes chimiques et, plus parti-  titration of chemicals and chemical systems and, more specifically,

culièrement, des procédés et appareils électriques servant à détecter ou à déterminer l'importance d'une réaction chimique spécifique, par changement de propriétés diélectriques du système de réaction. Il va de soi qu'aux fins de la présente invention, le titrage des  in particular, electrical methods and apparatus for detecting or determining the significance of a specific chemical reaction by changing the dielectric properties of the reaction system. It goes without saying that for the purposes of the present invention, the titration of

produits chimiques n'englobe pas seulement les titrages qualitatifs et quan-  chemicals does not only include qualitative and quantitative titrations

titatifs qui sont courants en chimie physique et organique, mais aussi les biotitrages par lesquels on détecte et quantifie des réactions biochimiques,  titers that are common in physical and organic chemistry, but also biotitration by which biochemical reactions are detected and quantified,

telles que les réactions immunologiques, enzymatiques ou métaboliques.  such as immunological, enzymatic or metabolic reactions.

On sait parfaitement que les propriétés diélectriques d'un échantil-  It is well known that the dielectric properties of a sample

lon peuvent être utiles pour le titrage chimique de l'échantillon Par exemple, la concentration des constituants de la solution de deux matières ayant des  It may be useful for the chemical titration of the sample. For example, the concentration of the constituents of the solution of two materials having

constantes diélectriques relatives différentes peut être facilement déter-  different relative dielectric constants can be easily determined

minée par la mesure de la constante diélectrique de la solution Normalement, on mesure la constante diélectrique de l'échantillon par des moyens capacitifs,  by measuring the dielectric constant of the solution Normally, the dielectric constant of the sample is measured by capacitive means,

l'échantillon fournissant la totalité ou une partie de la matière diélectri-  the sample providing all or part of the dielectric material

que qui sépare les plaques d'un condensateur A partir de la géométrie du  that separates the plates of a capacitor from the geometry of the

condensateur et de la capacité mesurée, on peut déduire la constante diélec-  capacitor and measured capacitance, the dielectric constant can be

trique de l'échantillon On peut ensuite comparer cette valeur avec une cour-  The value of the sample can then be compared with a

be d'étalonnage ou un tableau de valeurs des constantes diélectriques pour les concentrations variables connues des matières considérées Normalement,  be a calibration or a table of dielectric constant values for the known variable concentrations of the materials considered Normally,

on peut déterminer de telles valeurs en substituant directement des concen-  such values can be determined by directly substituting

trations connues des matières dans le condensateur En plus de la détection et de la détermination de la quantité d'une espèce considérée (par exemple  known processes of the materials in the capacitor In addition to the detection and determination of the quantity of a species considered (eg

un élément, composé, ion ou similaire), on peut étendre le procédé à l'obser-  an element, compound, ion or the like), the method can be extended to

vation des vitesses de réaction d'espèces en interaction.  reaction rates of interacting species.

Bien qu'on puisse introduire l'échantillon entre les plaques d'un  Although we can introduce the sample between the plates of a

condensateur à plaques parallèles, une technique commode consiste à juxta-  capacitor with parallel plates, a convenient technique is to juxtapose

poser l'échantillon et un 2 ondensateur dont les deux électrodes sont dans un plan commun comme décrit, par exemple, dans les brevets US 2 219 497  ask the sample and a 2 ondensateur whose two electrodes are in a common plane as described, for example, in US Patents 2 219 497

et 3 515 987 On effectue en général les mesures par des procédés de réso-  and 3,515,987. The measurements are generally carried out by means of reso-

nance,à l'aide d'un pont d'impédance ou un moyen similaire On peut utiliser  nance, using an impedance bridge or similar means

le signal sortant résultant pour commander un instrument de mesure, un affi-  the resulting output signal for controlling a measuring instrument, an

chage numérique ou un appareil analogue Dans d'autres applications, on peut observer le signal par un ou plusieurs détecteurs de niveaux préréglés et l'utiliser pour donner l'alarme ou pour la commande On conçoit qu'un tel équipement constitue un système particulièrement commode, facile à utiliser,  In other applications, the signal can be observed by one or more preset level detectors and used to give the alarm or for the control. It is conceivable that such equipment constitutes a particularly convenient system. , easy to use,

ne nécessitant que peu d-habilité de l'utilisateur.  requiring only a little skill of the user.

Alors que de telles techniques se sont révélées utiles pour le réglage des procédés (par exemple, régulateurs d'humidité dans la fabrication du papier,  While such techniques have proved useful for process control (e.g., moisture regulators in papermaking,

contrôle des solutions électrolytiques dans les batteries ou dans des opéra-  control of electrolyte solutions in batteries or in

tions de galvanoplastie, et similaires) ou dans des cas similaires de régla-  electroplating, and the like) or in similar cases of

ge, la technique telle qu'on la pratique à l'heure actuelle manque d'univer-  age, the technique as it is practiced at present lacks universal

salité Les mesures capacitives seules sont en général insuffisantes pour  The capacitive measures alone are generally insufficient for

identifier sans ambiguïté des substances dans un ensemble à parties multi-  unambiguously identify substances in a multi-part

ples ou dans un mélange inconnu, ou pour déterminer leurs concentrations ou réactivités.  or in an unknown mixture, or to determine their concentrations or reactivities.

D'autre part, dans de nombreux titrages, la matière à détecter ou -  On the other hand, in many assays, the material to be detected or -

à doser peut être présente en des concentrations très faibles en combinaison avec d'autres matières (souvent en des concentrations beaucoup plus grandes et également variables) qui influent également sur la constante diélectrique de l'échantillon La présence de telles substances d'interférence limite évidemment l'efficacité d'une technique de mesure par ailleurs simple car le  to be assayed may be present in very low concentrations in combination with other materials (often in much larger and also varying concentrations) which also affect the dielectric constant of the sample The presence of such interference substances obviously limits the effectiveness of an otherwise simple measuring technique because the

seuil de détection ainsi que la précision de dosage risquent d'être fâcheuse&.  detection threshold and the accuracy of dosing may be unfortunate.

ment influencées par suite des concentrations relatives de la substance à titrer et des substances d'interférence Ainsi,des concentrations importantes des substances d'interférence qui augmentent le signal total (fond plus signal recherché), peuvent également renforcer le niveau de bruits dans le signal pour ainsi réduire la précision de la détection ou de la détermination de la quantité de la substance recherchée même si la substance d'interférence présente une concentration connue et constante La situation est évidemment aggravée  influenced by the relative concentrations of the substance to be titrated and the interfering substances. Thus, large concentrations of the interfering substances which increase the total signal (background plus desired signal) may also increase the level of noise in the signal. to thereby reduce the accuracy of the detection or determination of the quantity of the desired substance even if the interference substance has a known and constant concentration The situation is obviously aggravated

quand une substance d'interférence présente une concentration variable in-  when an interfering substance has a variable concentration

connue. La présente invention a donc pour objet des procédés et des appareils  known. The subject of the present invention is therefore methods and apparatus

pour une identification et détermination de la quantité simples et non ambi-  for simple and unambiguous identification and quantity determination

guës de substances spécifiques au moyen d'une mesure capacitive des propriétés  specific substances by means of a capacitive measurement of the properties

diélectriques d'un milieu.dielectrics of a medium.

L'invention concerne également des procédés et appareils pour des titrages qui sont relativement peu affectés par des concentrations élevées  The invention also relates to methods and apparatus for assays that are relatively unaffected by high concentrations

ou variables de substances d'interférence.  or variables of interference substances.

La présente invention permet de réaliser les buts indiqués ainsi que d'autres en utilisant un condensateur à couche mince revêtu au moins en partie d'une mince couche d'une matière choisie en raison de sa réactivité avec l'espèce à détecter ou à mesurer Pour effectuer un titrage, on introduit le transducteur capacitif dans un échantillon de fluide à titrer quali tativement ou quantitativement ou dans lequel on veut observer les facteurs  The present invention achieves the stated goals as well as others by using a thin film capacitor coated at least in part with a thin layer of a selected material because of its reactivity with the species to be detected or measured. To carry out a titration, the capacitive transducer is introduced into a sample of fluid to be titrated qualitatively or quantitatively or in which it is desired to observe the factors

cinétiques de la réaction.kinetics of the reaction.

Alors qu'on peut utiliser un réactif ou catalyseur quelconque pour former la couche de revêtement, les réactifs biochimiques font preuve en général de la plus forte spécificité Ainsi, un mode de réalisation préféré destiné à des titrages d'enzymes consiste dans un condensateur à couche  While any reagent or catalyst may be used to form the coating layer, biochemical reagents generally exhibit the highest specificity. Thus, a preferred embodiment for enzyme assays is a layer capacitor.

mince revêtu d'une mince couche du substrat biologique de l'enzyme en cause.  thin coated with a thin layer of the biological substrate of the enzyme involved.

Le changement du substrat biologique provoqué par la catalyse enzymatique provoque un changement de la capacité qu'on peut utiliser pour indiquer la  The change of the biological substrate caused by enzymatic catalysis causes a change in the capacity that can be used to indicate the

présence de l'enzyme dans l'échantillon et pour en déterminer la concentra-  presence of the enzyme in the sample and to determine the concentration

tion. Dans un autre mode de réalisation servant à détecter des antigènes, des haptènes, des anticorps ou des fragments d'anticorps, spécifiquesou à en déterminer la quantité, une mince couche d'une matière immunologiquement  tion. In another embodiment for detecting specific antigen, hapten, antibody or antibody fragments or determining a quantity thereof, a thin layer of an immunologically

réactive avec l'espèce dont on désire détenniner la quantité est immobilisée par rap-  reactive with the species of which it is desired to determine the quantity is immobilized by

port à la structure capacitive Dans ce mode de réalisation, la formation d'un complexe anticorps-antigène immobilisé par rapport au condensateur modifie la capacité, en permettant la détection et le dosage de l'antigène  In this embodiment, the formation of an immobilized antibody-antigen complex relative to the capacitor alters the capacitance, allowing detection and assay of the antigen.

ou del'anticorps.or the antibody.

D'autres modes de réalisation comprennent l'emploi d'un milieu de croissance microbiologique à titre de couche réactive (pour détecter et déterminer l'importance du métabolisme microbiologique) et l'emploi d'une couche simple chimiquement réactive (pour détecter une catégorie de produits  Other embodiments include the use of a microbiological growth medium as a reactive layer (for detecting and determining the importance of microbiological metabolism) and the use of a chemically reactive single layer (for detecting a category). of products

chimiques ou de réactions chimiques).  chemical reactions or chemical reactions).

La réaction de l'échantillon avec la couche réactive revêtant le condensateur a pour effet un changement de la capacité du condensateur La vitesse d'accumulation des produits de réaction et, par conséquent, la  The reaction of the sample with the reactive layer coating the capacitor causes a change in the capacitance of the capacitor. The rate of accumulation of the reaction products and, consequently, the

vitesse de changement de la capacité dépendent, entre autre, de la concen-  speed of change of capacity depend, among other things, on the concentration

tration des espèces en réaction Les substances d'interférence présentes si  reaction of the species in reaction Interference substances present if

2 5417712 541771

dans l'échantillon, tout en contribuant à la capacité totale du système, ne participent pas à la réaction En conséquence, en observant la vitesse de changement de la capacité du système, on peut réduire la concentration des  in the sample, while contributing to the total capacity of the system, do not participate in the reaction Therefore, by observing the rate of change of the system capacity, one can reduce the concentration of

espèces en cause sans connattre la concentration des substances d'interférence.  species without knowing the concentration of the interfering substances.

On peut également utiliser l'appareil sur un mode non balistique, en obser- vant la capacité au point final de la réaction ou à un temps prédéterminé après l'exposition, à la condition que l'effet des substances d'interférence  The apparatus may also be used in a non-ballistic mode, observing the ability at the end point of the reaction or at a predetermined time after exposure, provided that the effect of the interfering substances

soit faible ou connu par ailleurs-either weak or otherwise known-

On conçoit que l'appareil décrit jusqu'à présent possède la commo-  It is conceivable that the apparatus so far described possesses the commu-

dité d'un simple transducteur électrique qui, selon la spécificité de la réaction, peut être rendu hautement spécifique pour une matière désirée et relativement insensible aux substances d'interférence qui sont susceptibles  of a simple electrical transducer which, depending on the specificity of the reaction, can be made highly specific for a desired material and relatively insensitive to the interference substances which are susceptible

d'être présentes dans l'échantillon.  to be present in the sample.

D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention, no-  Other purposes, features and advantages of the invention,

tamment en ce qui concerne la construction, la combinaison d'organes et l'agencement des éléments de l'appareil et la mise en oeuvre de divers  especially with regard to the construction, the combination of organs and the arrangement of the elements of the apparatus and the implementation of various

stades du procédé, ressortiront de la description détaillée qui va suivre  stages of the process, will emerge from the detailed description which will follow

faite en regard du dessin annexé sur lequel: la figure 1 est une vue de face d'un transducteur qui constitue le mode de réalisation préféré de l'invention la figure 2 est une coupe transversale partielle à plus grande échelle d'une partie du transducteur de la figure 1, suivant la ligne 2-2 de celle-ci la figure 3 est un schéma des circuits pour utilisation avec le transducteur des figures 1 et 2; la figure 4 est une vue de face d'un autre mode de réalisation du transducteur selon l'invention; et la figure 5 est une vue similaire à la figure 2 d'un autre mode  FIG. 1 is a front view of a transducer which constitutes the preferred embodiment of the invention. FIG. 2 is a partial cross-section on a larger scale of a portion of the transducer. Figure 1, taken along line 2-2 thereof, Figure 3 is a circuit diagram for use with the transducer of Figures 1 and 2; Figure 4 is a front view of another embodiment of the transducer according to the invention; and FIG. 5 is a view similar to FIG. 2 of another embodiment

de réalisation du transducteur de la figure 1.  embodiment of the transducer of FIG.

Sur les diverses figures on a utilisé les mêmes références numéri  In the various figures the same numerical references have been used

ques pour désigner des éléments similaires.  to designate similar elements.

En se référant aux figures 1 et 2, on peut voir un transducteur 10 qui constitue un mode de réalisation préféré de l'invention De préférence, le transducteur 10 se présente sous la forme d'un condensateur interdigité  Referring to FIGS. 1 and 2, there can be seen a transducer 10 which is a preferred embodiment of the invention. Preferably, the transducer 10 is in the form of an interdigital capacitor.

formé d'une série d'électrodes parallèles 12 également espacées interdigi-  formed of a series of parallel electrodes 12 equally spaced interdigi-

tées avec une série similaire d'électrodes parallèles 14 Deux bus 16, 18  with a similar series of parallel electrodes 14 Two buses 16, 18

parallèles, espacés l'un de l'autre et placés perp endiculairement aux électro-  parallel, spaced apart from one another and placed perpendicularly to the electro-

des, sont connectés électriquement respectivement aux extrémités opposées des électrodes 12 et 14 Les bus 16 et 18 sont pourvus chacun d'un tampon de contact 20 électriquement connecté, éloigné des électrodes 12 et 14. Les électrodes 12 et 14, les bus 16 et 18 et les tampons de contact  are electrically connected respectively to the opposite ends of the electrodes 12 and 14 The buses 16 and 18 are each provided with an electrically connected contact pad 20, remote from the electrodes 12 and 14. The electrodes 12 and 14, the buses 16 and 18 and the contact pads

sont constitués par une mince pellicule métallique conductrice de l'élec-  consist of a thin metal conductive film of electricity

tricité, par exemple en chrome, aluminium, tungstène, titane, tantale, pla-  such as chromium, aluminum, tungsten, titanium, tantalum,

tine, palladium ou similaire Comme le savent bien les Spécialistes, des-  tine, palladium or similar As is well known to specialists,

microcircuits avec de telles pellicules minces peuvent être déposés sur un support mécanique convenable 22 par l'un quelconque des nombreux procédés possibles, tels que l'évaporation, la pulvérisation, le dépôt de vapeur de  microcircuits with such thin films can be deposited on a suitable mechanical support 22 by any of the many possible methods, such as evaporation, spraying, deposition of steam

produits chimiques à basse pression (DVPCBP), le dépôt au plasma ou un pro-  low pressure chemicals (DVPCBP), plasma deposition or

cédé similaire De préférence, le support mécanique 22 est une plaque lisse, polie, plate, électriquement isolante, par exemple en saphir, quartz, verre  Preferably, the mechanical support 22 is a smooth, polished, flat, electrically insulating plate, for example sapphire, quartz, glass

ou alumine Cependant, comme on le verra par la suite, pour certaines appli-  or alumina However, as will be seen later, for some applications

cations, le support mécanique 22 peut être perforé de manière à permettre  cations, the mechanical support 22 can be perforated so as to allow

la circulation d'un fluide-échantillon à travers le transducteur 10 Le sup-  the circulation of a sample fluid through the transducer 10.

port mécanique 22 peut alors être également en un matériau polymère et, dans ce cas, les électrodes 12 et 14, les bus 16 et 18 et les tampons de contact peuvent être imprimés sur le support, par exemple par des techniques au  mechanical port 22 can then also be made of a polymeric material and, in this case, the electrodes 12 and 14, the buses 16 and 18 and the contact pads can be printed on the support, for example by

pochoir de soie.silk stencil.

Dans un mode de réalisation préféré, les électrodes 12 et 14, les  In a preferred embodiment, the electrodes 12 and 14, the

bus 16 et 18 et les tampons de contact 20 sont développés à partir du tungs-  bus 16 and 18 and the contact pads 20 are developed from the tungs-

tène sur un support de saphir 22 par la réaction de l'hexafluorure de tungs-  on a sapphire support 22 by the reaction of tungsten hexafluoride

tène avec l'hydrogène à une température de 7201 C dans un réacteur DVPCBP Le métal est développé jusqu'à une épaisseur d'environ 2000 La structure électriquement conductrice du condensateur est délimitée par des techniques  with the hydrogen at a temperature of 7201 C in a DVPCBP reactor The metal is developed to a thickness of about 2000 The electrically conductive structure of the capacitor is delimited by techniques

normalisées de photogravures, le tungstène étant d'abord revêtu d'une photo-  photogravures, the tungsten being first coated with a photo-

résine qui est ensuite exposée au schéma désiré Après développement, on lave la photorésine pour enlever les parties non polymérisées du revêtement  resin which is then exposed to the desired pattern After development, the photoresin is washed to remove unpolymerized portions of the coating

et on dissout chimiquement le tungstène découvert par un décapant approprié.  and chemically dissolving the tungsten discovered by a suitable stripper.

Après le décapage, on élimine le revêtement à l'aide d'un solvant convenable  After stripping, the coating is removed with a suitable solvent

en laissant sur le substrat de saphir le schéma de l'électrode en tungstène.  leaving on the sapphire substrate the pattern of the tungsten electrode.

Chaque électrode présente une largeur de l'ordre de 0,025 mm' et elle est  Each electrode has a width of the order of 0.025 mm 'and is

disposée de manière que des électrodes en regard soient espacées d'une dis-  arranged in such a way that opposite electrodes are spaced apart from one

tance similaire (c'est-à-dire que les électrodes 12 ou les électrodes 14  similar (ie the electrodes 12 or the electrodes 14

soient espacées-d'électrodes analogues de 0,075 mm) On a réalisé des per-  0.075 mm of similar electrodes spaced apart).

formances électriques satisfaisantes sur un substrat-en saphir avec 80 élec-  satisfactory electrical properties on a sapphire substrate with 80 electri-

trodes en tungstène ( 40 électrodes 12 et 40 électrodes 14) avec un espace- ment entre les-bus 16 et 18 de 3,57 mm, ce qui donne des condensateurs dont les capacités (avant traitement supplémentaire) sont de l'ordre de 10 à 15 picofarads On conçoit cependant que pour des applications variées, aussi bien la forme que les dimensions du condensateur et sa capacité peuvent  tungsten trodes (40 electrodes 12 and 40 electrodes 14) with a spacing between the buses 16 and 18 of 3.57 mm, which gives capacitors whose capacitances (before further processing) are of the order of 10 At 15 picofarads It is conceivable, however, that for various applications, both the shape and the dimensions of the capacitor and its capacitance can

varier.vary.

Comme on le voit plus clairement sur la figure 2, le transducteur est revêtu d'une couche diélectrique 24 Cette couche diélectrique 24 est choisie non seulement-pour ses propriétés diélectriques mais aussi pour son imperméabilité aux fluides considérés La couche diélectrique 24 joue le rôle d'une barrière de protection mécanique électrique et chimique audessus des électrodes 12 et 14 et des bus 16 et 18 du transducteur La couche diélectrique 24 peut être composée de l'un quelconque des nombreux  As can be seen more clearly in FIG. 2, the transducer is coated with a dielectric layer 24. This dielectric layer 24 is chosen not only for its dielectric properties but also for its impermeability to the considered fluids. The dielectric layer 24 plays the role of an electrical and chemical mechanical protection barrier above the electrodes 12 and 14 and the transducer buses 16 and 18 The dielectric layer 24 may be composed of any one of the numerous

matériaux bien connus, tels que le nitrure de silicium, le bioxyde de sili-  well-known materials, such as silicon nitride, silicon dioxide,

cium, l'oxynitrure de silicium, l'oxyde d'aluminium ou similaires A titre d'exemple, le nitrure de silicium peut être développé par DVPCBP par réaction  For example, silicon nitride can be developed by DVPCBP by reaction with silicon oxynitride, aluminum oxide or the like.

de silane (Si H 4) et d'ammoniac (NH 3) On a préparé des transducteurs satis-  Silane (Si H 4) and Ammonia (NH 3) were prepared.

faisants avec une couche diélectrique de nitrure de silicium ayant une épaisseur d'environ 3500 t En variante, la couche diélectrique 24 peut  with a dielectric layer of silicon nitride having a thickness of about 3500 t As a variant, the dielectric layer 24 can

être en verre que l'on dépose par exemple par pulvérisation dans une atmos-  be made of glass which is deposited for example by spraying in an atmosphere

phère d'argon ou d'oxygène à basse pression (par exemple 10 à 20 microns).  argon or oxygen at low pressure (for example 10 to 20 microns).

On peut également faire croître le verre par dépôt de produits chimiques de vapeur par réaction de silane (Si H 4) et d'oxyde nitreux (N 20) ou d'anhydride carbonique (CO) dans un réacteur DVPCBP Les spécialistes comprendront aisément qu'on peut utiliser divers autres matériaux, y compris les matériaux  The glass can also be grown by deposition of vapor chemicals by reaction of silane (Si H 4) and nitrous oxide (N 20) or carbon dioxide (CO) in a DVPCBP reactor. various other materials, including materials, can be used

polymères pour produire la couche diélectrique 24.  polymers for producing the dielectric layer 24.

Comme on le verra en détail plus loin, le transducteur 10 est égale-  As will be discussed in detail below, the transducer 10 is also

ment pourvu d'un revêtement réactif 26 qui couvre, au moins partiellement, les électrodes 12 et 14 Le revêtement réactif 26 est choisi en raison desa réactivité avec la matière spécifique à détecter ou à doser, ou bien parce qu'il participe à'la réaction spécifique à étudier Ainsi, le revêtement 7- réactif 26 est un réactif ou un catalyseur impliqué dans une réaction avec la matière à détecter ou dont on peut déterminer urmquantité On coprendra que le revêtement réactif 26 est de préférence également choisi pour ne pas  The reactive coating 26 is selected because of its reactivity with the specific material to be detected or assayed, Specific reaction to be investigated Thus, the reagent coating 26 is a reagent or a catalyst involved in a reaction with the material to be detected or can determine urmquantity. It will be assumed that the reactive coating 26 is preferably also selected to avoid

réagir avec d'autres substances susceptibles de se trouver dans l'échantil-  react with other substances that may be in the sample.

ion et qui peuvent avoir tendance à cacher la présence ou altérer la déter-  ion and which may tend to hide the presence or alter the deter-

mination de la quantité du produit recherché.  the quantity of the desired product.

Bien que la présente invention puisse être mise en oeuvre avec des réactifs ou catalyseurs d'une spécificité plus grande ou plus petite pour la matière ou la réaction considérée, on conçoit que plus la spécificité du revêtement réactif 26 devient élevée, moins il y aura de risques d'une  Although the present invention can be carried out with reagents or catalysts of greater or smaller specificity for the material or reaction under consideration, it is conceivable that the higher the specificity of the reactive coating 26 becomes, the less there will be risks of a

détection ou d'un dosage erroné En général, les réactions les plus spécifi-  detection or incorrect dosage In general, the most specific reactions

ques sont de nature biochimique et, en conséquence, un mode préféré de mise  are biochemical in nature and, therefore, a preferred mode of

en oeuvre de l'invention utilise un revêtement biochimiquement réactif 26.  The invention uses a biochemically reactive coating 26.

Ainsi, dans un mode de réalisation préféré, le revêtement réactif 26 comprend une couche d'un anticorps ou d'un fragment d'anticorps réactif (Fac) pour le titrage d'un antigène ou d'un haptène (y compris les hormones, les alcaloïdes, les stéroïdes etc) En variante, pour le titrage de l'anticorps (ou Fac), le revêtement réactif 26 peut être un antigène ou un haptène De même encore, pour des titrages d'enzymes, on utilise un substrat biochimique approprié en  Thus, in a preferred embodiment, the reactive coating 26 comprises a layer of an antibody or a reactive antibody fragment (FAC) for the assay of an antigen or hapten (including hormones, alkaloids, steroids etc.) Alternatively, for the assay of the antibody (or FAC), the reactive coating 26 may be an antigen or a hapten Similarly, for titrations of enzymes, a suitable biochemical substrate is used in

qualité de revêtement réactif.reactive coating quality.

On utilise le transducteur 10 avec des circuits appropriés pour permettre la détermination des changements de la capacité du transducteur se produisant à la suite des réactions entre le revêtement réactif 26 et l'échantillon Un exemple d'un montage en pont convenable pour utilisation avec le transducteur 10 apparaît sur le schéma de la figure 3 Ce circuit particulier, qu'on décrira ici seulement dans les limites nécessaires pour bien faire comprendre le fonctionnement du détecteur 10, a été initialement décrit par D R Harrison, W,J Kerwin, et G L Shaffer dans The Review of  The transducer 10 is used with appropriate circuitry to permit determination of changes in transducer capacitance occurring as a result of reactions between the reactive coating 26 and the sample. An example of a bridge mount suitable for use with the transducer Figure 3 shows this particular circuit, which will be described here only to the extent necessary to fully understand the operation of the detector 10, was originally described by DR Harrison, W, J Kerwin, and GL Shaffer in The Review of

Scientific Instruments, Vol 41, N O 12, 1783 ff (Décembre, 1970) Le trans-  Scientific Instruments, Vol 41, No. 12, 1783 (December, 1970).

ducteur 10 (représenté schématiquement comme un condensateur variable), et le condensateur de référence 32 sont connectés avec des diodes 34 et des résistances égales 36 pour former un pont diodes-impédances Les diodes 34 sont montées en parallèle et avec une polarité opposée sur un c 8 té d'un conducteur double 38 Le même côté du conducteur double 38 est couplé à un générateur de signaux 40 par l'intermédiaire d'un condensateur de couplage  conductor 10 (shown schematically as a variable capacitor), and the reference capacitor 32 are connected with diodes 34 and equal resistors 36 to form a diode-impedance bridge The diodes 34 are connected in parallel and with an opposite polarity on a The same side of the double conductor 38 is coupled to a signal generator 40 via a coupling capacitor.

42 Un voltmètre 44 est connecté aux bornes du conducteur double en paral-  42 A voltmeter 44 is connected to the terminals of the double conductor in parallel.

lèle avec le générateur de signaux 40 et le condensateur de couplage 42 La  interleaves with the signal generator 40 and the coupling capacitor 42

seconde ligne du conducteur double est en prise médiane entre les résis-  second line of the double conductor is medially engaged between the

tances 36 reliées en série et le transducteur 10 et le condensateur de réfé-  connected in series and the transducer 10 and the reference capacitor

rence 32-reliés en série disposés en parallèle avec les résistances 36 et connectés aux diodes 34 Quand le générateur de signaux 40 est activé, une tension de courant continu apparaît aux bornes du voltmètre:44, celle-ci étant  The signal generator 32 is connected in series in parallel with the resistors 36 and connected to the diodes 34. When the signal generator 40 is activated, a DC voltage appears across the voltmeter 44, which is

directement proportionnelle à la différence entre les capacités du trans-  directly proportional to the difference between the capabilities of the

ducteur 10 et du condensateur de référence 32 mais inversement proportionnel-  conductor 10 and the reference capacitor 32 but inversely proportional-

le à la somme de ces deux mêmes capacités.  the sum of these two same capacities.

Il va cependant de soi qu'on peut utiliser un ou plusieurs transduc-  It goes without saying, however, that one or more transducers

teurs 10 en combinaison avec d'autres circuits afin de pouvoir mesurer les propriétés diélectriques du milieu adjacent ou en réaction avec-le revêtement  10 in combination with other circuits in order to be able to measure the dielectric properties of the adjacent medium or in reaction with the coating

26, ou bien les produits d'une telle réaction.  26, or the products of such a reaction.

En fonctionnement, on place le revêtement réactif 26 du transduc-  In operation, the reactive coating 26 of the transducer is

teur 10 en contact avec n échantillon du fluide à titrer La réaction entre le revêtement réactif 26 et l'échantillon fluide se traduit par un changement de la composition du revêtement réactif 26 et de l'échantillon adjoint au revêtement (ou bien du seul échantillon si le revêtement réactif est un  The reaction between the reactive coating 26 and the fluid sample results in a change in the composition of the reactive coating 26 and the sample added to the coating (or the only sample if the reactive coating is a

catalyseur).catalyst).

A la suite de ces changements, on peut constater que la capacité du transducteur change puisque dans le cas le plus général, aussi bien les dimensions que la constante diélectrique du-revêtement réactif 26 et du  As a result of these changes, it can be seen that the capacity of the transducer changes since in the most general case, both the dimensions and the dielectric constant of the reactive coating 26 and the

fluide adjacent changent Dans le cas le plus simple, les vitesses aux-  adjacent fluid change In the simplest case, the velocities

quelles ces changements ont lieu sont limitées par la diffusion et donc par  what these changes take place are limited by diffusion and therefore by

la concentration des espèces en réaction.  the concentration of the species in reaction.

Les exemples suivants servent à illustrer l'invention sans aucune-  The following examples serve to illustrate the invention without any

ment en limiter la portée.limit its scope.

Dans chaque exemple, sauf stipulation contraire, la structure  In each example, unless otherwise stated, the structure

fondamentale du transducteur capacitif 10 est un condensateur à 80 élec-  fundamental of the capacitive transducer 10 is a capacitor with 80 electri-

trodes ( 40 électrodes 12 et 40 électrodes 14) dont la configuration et les dimensions ont été décrites plus haut Les électrodes sont en tungstène  trodes (40 electrodes 12 and 40 electrodes 14) whose configuration and dimensions have been described above The electrodes are made of tungsten

sur un support de saphir et portent un revêtement d'une couche de passiva-  on a sapphire support and are coated with a layer of passiva-

tion en nitrure de silicium La capacité de chacun des transducteurs  silicon nitride The capacity of each of the transducers

résultants, avant traitement, est de l'ordre de 10 à 15 picofarads Générale-  resulting, before treatment, is of the order of 10 to 15 picofarads

ment, lors d'une exposition à un échantillon dilué, la capacité de chaque transducteur augmente jusqu'au voisinage de 100 à 300 picofarads quand on  When exposed to a diluted sample, the capacity of each transducer increases to around 100 to 300 picofarads when

l'observe à une haute fréquence intermédiaire.  observes it at a high intermediate frequency.

Exemple 1Example 1

On prépare un transducteur avec un revêtement réactif en chromate de potassium (K 2 Cr O 4) recouvrant la couche de passivation en nitrure de silicium Pour aboutir à ce résultat, on fait tomber à l'aide d'une pipette  A transducer is prepared with a potassium chromate (K 2 Cr O 4) reactive coating covering the silicon nitride passivation layer. To achieve this result, the pipette is dropped.

une goutte de 0,25 % en pds de chromate de potassium dans l'eau sur la sur-  a drop of 0.25% by weight of potassium chromate in the water on the surface

face de nitrure de silicium d'un transducteur tenu horizontalement et on sèche le transducteur dans un caisson de séchage à l'azote pendant 35 minutes.  silicon nitride face of a transducer held horizontally and the transducer was dried in a nitrogen drying box for 35 minutes.

Dans une série d'essais, on expose la couche de chromate de potas-  In a series of experiments, the potassium chromate layer is exposed

sium à une solution aqueuse de nitrate d'argent (aussi bien 0,004 % que 0, 032 %), de nitrate de sodium ( 0,025 %), de nitrate de potassium ( 0,025 %) ou de chlorure de potassium ( 0,025 %), ou encore à de l'eau désionisée Dans chaque essai on fait tomber à la pipette une goutte de solution sur le condensateur  sium to an aqueous solution of silver nitrate (0.004% as well as 0.032%), sodium nitrate (0.025%), potassium nitrate (0.025%) or potassium chloride (0.025%), or again to deionized water In each test a drop of solution on the condenser is pipetted off

horizontal et on observe le changement de capacité.  horizontal and we observe the change of capacity.

Dans tous les cas sauf dans les tests utilisant l'eau désionisée,  In all cases except in tests using deionized water,

on observe des augmentations de capacité, cette capacité atteignant rapide-  there are increases in capacity, this capacity reaching rapidly

ment une valeur de pointe au cours de la minute environ suivant l'applica-  peak value in the next minute or so following the application

tion de l'échantillon de fluide, après quoi la capacité baisse progressive-  tion of the fluid sample, after which the capacity gradually decreases

ment pour atteindre au bout de plusieurs minutes une valeur constante élevée Pour les tests utilisant de l'eau, on observe une baisse de capacité, cette capacité tendant vers une faible valeur constante au bout de quelques minutes Aussi bien pour la solution la plus concentrée de nitrate d'argent que pour la solution de nitrate de sodium, qui réagissent avec le chromate de potassium, le changement de capacité observé est plus grand que celui constaté pour le nitrate de potassium et le chlorure de potassium qui ne reéagissent pas, bien que tous les tests montrent une augmentation de la capacité Pour les deux concentrations de nitrate d'argent, on observe des capacités nettement différentes, la capacité finale pour l'échantillon de plus forte concentration étant supérieure à celle de l'échantillon de plus faible concentration d'un facteur de plus de deux On répète tous les tests  After a few minutes, this results in a constant high value. For tests using water, there is a decrease in capacity, this capacity tending to a constant low value after a few minutes As well for the most concentrated solution of silver nitrate than for sodium nitrate solution, which react with potassium chromate, the observed capacity change is greater than that found for potassium nitrate and potassium chloride which do not react, although all the tests show an increase in the capacity For the two silver nitrate concentrations, clearly different capacities are observed, the final capacity for the higher concentration sample being greater than that of the lower concentration sample. a factor of more than two We repeat all the tests

plusieurs fois et les résultats sont toujours très proches.  many times and the results are always very close.

On effectue un certain nombre d'autres tests en utilisant des con-  A number of other tests are performed using

centrationsdifférentes des espèces en réaction Alors qu'on trouve que la  different centers of the species in reaction While we find that the

capacité varie de manière non linéaire avec la concentration(sensibilité maxi-  capacity varies non-linearly with the concentration (maximum sensitivity

male pour de faibles concentrations et tendance à la situation aux concen-  for low concentrations and tendency to the concentration situation.

trations élevées), les résultats sont reproductibles ce qui indique que la détermination de la quantité reste possible par des mesuresd'étalonnage. L'exemple 1 illustre l'utilisation d'une réaction à large spectre pour permettre la détection d'une catégorie d'espèces parmi d'autres Les exemples qui vont suivre sont d'une plus grande spécificité et sont fondés  the results are reproducible, indicating that the determination of the quantity remains possible by means of calibration measurements. Example 1 illustrates the use of a broad-spectrum reaction to enable the detection of one or more species classes. The following examples are of greater specificity and are based on

sur des réactions biochimiques.on biochemical reactions.

Exemple 2Example 2

On prépare deux transducteurs appropriés pour la détection de la  Two suitable transducers are prepared for the detection of

coliagénase en revêtant l'un avec du collagène (pour jouer le rôle du détec-  coliagenase by coating one with collagen (to play the role of detecting

teur actif) et en revêtant l'autre avec de la trypsine (comme témoin) On  active ingredient) and by coating the other with trypsin (as a control)

revêt chaque condensateur séparément Pour effectuer le revêtement, on chauf-  coat each capacitor separately To coat, heat

fe les condensateurs à 70 C pendant 5 minutes On fait tomber à l'aide d'une micropipette sur la surface d'électrode de l'un des condensateurs une goutte d'une solution de collagène contenant du collagène du type I provenant de peau de lapin et d'une concentration de 2 mg/ml dans l'acide acétique 0,5 M.  The condensers at 70 ° C. for 5 minutes. A drop of a collagen solution containing type I collagen coming from the skin of the skin is dropped by means of a micropipette on the electrode surface of one of the capacitors. rabbit and a concentration of 2 mg / ml in 0.5M acetic acid.

De même on place sur l'autre condensateur une goutte d'une solution de tryp-  In the same way, we place on the other capacitor a drop of a tryptic solution.

sine comprenant 0,02 % de trypsine dans une solution tamponnée de tris 50 m M,  sine comprising 0.02% trypsin in a 50 m M tris buffered solution,

de Na Cl 0,2 M, de-Ca C 12 lm M et de Na 3 N à 0,02 % On secoue les deux trans-  0.2 M NaCl, 12 mM Ca-C12 and 0.02% Na 3 N are shaken.

ducteurs pour en éliminer la majeure partie du liquide en ne laissant qu'une mince pellicule d'une solution de protéine en place sur chacun On remet les transducteurs dans une étuve à 70 C pendant 5 minutes et on laisse ensuite refroidir jusqu'à la temperature ambiante dans un caisson d'azote sec avant  ductors to remove most of the liquid leaving only a thin film of a protein solution in place on each one is delivered the transducers in an oven at 70 C for 5 minutes and then allowed to cool to the temperature ambient in a box of dry nitrogen before

la test.the test.

On expose les condensateurs ainsi préparés à une solution tamponéee TRI Slm M, de Na Cl 0,2 M, de Ca Cl 2 1 m M ou de Na 3 N à 0,02 % à p H 7,4 ou à un  The capacitors thus prepared are exposed to a buffer solution TRI Slm M, 0.2M NaCl, CaCl 2 1 mM or Na 3 N at 0.02% at pH 7.4 or

mélange de collagénase ayant une activité initiale de 179 unités par milli-  collagenase mixture having an initial activity of 179 units per milliliter

gramme en mélange dans la même solution tampon à raison de 2 ?g/ml On agite  gram mixed in the same buffer solution at a rate of 2 g / ml.

continuellement les mélanges et on les chauffe à 37 C.  continuously the mixtures and heated to 37 C.

On interconnecte un condensateur revêtu de collagène et un condensa-  A capacitor coated with collagen and a condensate are interconnected.

teur revêtu de trypsine comme précédemment expliqué Par exposition à la seule solution tampon, ladifférence capacitive entré les deux détecteurs, qui est il confirmée par une différence de tension observée sur le voltmètre 44, reste constante Cependant, quand on place les deux condensateurs dans la solution  Trypsin-coated film as previously explained By exposure to the only buffer solution, the capacitive difference between the two detectors, which is confirmed by a voltage difference observed on the voltmeter 44, remains constant. However, when the two capacitors are placed in the solution

de collagénase, on observe un changement immédiat de la capacité du condensa-  collagenase, there is an immediate change in the capacity of the

teur revêtu de collagène Le changement est régulier en débutant rapidement (par exemple environ 100 pf/mn)puis décélérant au cours d'une période de minutes jusqu'à une valeur constante élevée de 250 pf environ.  The change is regular starting early (eg about 100 pf / min) and then decelerating over a period of minutes to a constant high value of about 250 pf.

Exemple 3Example 3

On prépare deux transducteurs destinés à détecter l'albumine de sérum bovin (ASB) par une réaction de pepsine avec ASB, en faisant tomber au moyen d'une micropipette à température ambiante de la pepsine et de la collagénase (témoin) respectivement sur deux condensateurs, puis en secouant pour chasser l'excès de fluide et en laissant le mince revêtement protéiné  Two transducers are prepared for detecting bovine serum albumin (BSA) by a pepsin reaction with ASB, by plating pepsin and collagenase (control) respectively on two capacitors by means of a micropipette at room temperature. , then shaking to flush out excess fluid and leaving the thin protein coat

sécher à température ambiante pendant une heure dans un caisson d'azote sec.  dry at room temperature for one hour in a box of dry nitrogen.

On prépare la collagénase comme dans l'exemple 2 On dilue la pepsine à raison de 50 yg/ml dans de l'acide acétique 0,5 M Pour tester, le condensateur revêtu de collagénase présente des dimensions lui donnant environ la moitié  The collagenase is prepared as in Example 2. The pepsin is diluted at a rate of 50 μg / ml in 0.5 M acetic acid. For testing, the capacitor coated with collagenase has dimensions giving it approximately half

de la capacité du condensateur revêtu de pepsine, sa capacité à température -  the capacity of the pepsin-coated capacitor, its temperature capacity -

ambiante étant de 6 picofarads.ambient being 6 picofarads.

Outre les solutions de test de trypsine et de collagénase de l'exem-  In addition to the trypsin and collagenase test solutions of

ple 2, on prépare des solutions de tests d'albumine de sérum bovin, à raison de 2 mg ASB/ml dans de l'acide acétique 0,5 M et de collagène (peau de lapin, du type I) à raison de 2 mg/ml dans de l'acide acétique 0, 5 M.  2, bovine serum albumin test solutions are prepared at the rate of 2 mg ASB / ml in 0.5 M acetic acid and collagen (rabbit skin, type I) at a rate of 2. mg / ml in 0.5M acetic acid.

On expose le transducteur revêtu de pepsine aux solutions de col-  The pepsin-coated transducer is exposed to colony solutions.

lagène et de ASB, il ne montre pratiquement aucune réaction avec la première mais sa capacité varie régulièrement, comme on le voit par un changement linéaire de la tension aux bornes du circuit en pont par exposition à la  lagene and ASB, it shows virtually no reaction with the first but its capacity varies regularly, as seen by a linear change in the voltage across the bridge circuit by exposure to the

seconde solution.second solution.

Le détecteur revêtu de collagénase est exposé à la trypsine, au collagène et à la collagénase; il ne montre aucun changement par exposition  The collagenase coated detector is exposed to trypsin, collagen and collagenase; it shows no change by exposure

à la trypsine mais des changements de sens opposés et de vitesses sensible- ment égales (par exemple environ 25 pf/mn) par exposition au collagène et  trypsin but opposite directional changes and substantially equal velocities (e.g., about 25 pf / min) by exposure to collagen and

à la collagénase.collagenase.

Les exemples 2 et 3 démontrent qu'un transducteur sensible-aux con-  Examples 2 and 3 demonstrate that a transducer sensitive to

centrations d'un substrat ou d'une enzyme peut-être obtenu en revêtant  centrations of a substrate or an enzyme can be obtained by coating

respectivement le transducteur avec une enzyme ou son substrat.  respectively the transducer with an enzyme or its substrate.

On-peut remarquer que l'utilisation d'un substrat plutôt que d'une  It may be noted that the use of a substrate rather than a

enzyme à titre de revêtement réactif est préférée car un tel mode de réalisa-  enzyme as a reactive coating is preferred because such a method of

tion se prête plus facilement à une concentration élevée (et donc ne limitant pas la réaction) du substrat pour assurer une réaction d' "ordrezéro" Ce-  It is easier to tolerate a high (and therefore not limiting) reaction of the substrate to ensure a "ordrezéro" reaction.

pendant, comme il a été dit, l'une ou l'autre structure reste possible.  during, as has been said, one or the other structure remains possible.

Exemple 4Example 4

On munit deux transducteurs respectivement de revêtements réactifs d'albumine humaine et de facteur antihémophile humain (facteur 8), ce dernier transducteur étant destiné à servir de témoin On applique les revêtements à partir de solutions d'albumine et du facteur 8 préparées chacune avec des concentrations (pds/vol) égales de 0,02 g/ml de Na Cl à 0,9 % On prépare chaque transducteur en appliquant une goutte de la solution puis en secouant pour chasser l'excès de solution, en laissant une mince pellicule On chauffe  Two transducers are respectively provided with reactive coatings of human albumin and human anti-hemophilia factor (factor 8), the latter transducer being intended to serve as a control. Coatings are applied from solutions of albumin and factor 8, each prepared with concentrations (w / v) equal to 0.02 g / ml NaCl 0.9% Each transducer is prepared by applying a drop of the solution and then shaking to expel the excess solution, leaving a thin film on heated

ensuite chaque transducteur sous une lampe pour évaporer le liquide restant.  then each transducer under a lamp to evaporate the remaining liquid.

Après 5 à 10 minutes, on constate que l'évaporation est terminée et on observe  After 5 to 10 minutes, the evaporation is complete and we observe

sur chaque transducteur une pellicule blanche de protéines caractéristique.  on each transducer a characteristic white film of proteins.

On plonge les transducteurs dans 10 ml d'une solution IV à 0,9 % de Nacl On conserve la solution à environ 200 C et on agite continuellement pendant le test, Pour les mesures, on connecte chaque transducteur à un pont  The transducers are immersed in 10 ml of 0.9% NaCl solution. The solution is kept at about 200 ° C. and stirred continuously during the test. For measurements, each transducer is connected to a bridge.

de capacités et on-différencie les deux signaux résultants avant de les en-  capabilities and differentiates the two resulting signals before

registrer On équilibre le circuit pour obtenir un équilibrage approximatif  record It balances the circuit to obtain an approximate balancing

des signaux des circuits et pont de chaque condensateur.  circuit and bridge signals of each capacitor.

Pendant les premières 10 à 15 minutes, on observe une dérive régu-  During the first 10 to 15 minutes, there is a steady drift

lière et sensiblement égale sur les deux canaux, probablement par suite de l'enlèvement dans la solution d'une partie du revêtement de protéines (comme on le constate également par l'aspect du transducteur) Au bout de minutes, on réajuste les circuits à zéro Après cet équilibrage, on fait tomber au moyen d'une micropipette 0,1 cm 3 d'antisérum de chèvre obtenu par injection d'albumine humaine dans 10 ml d'une solution de Na Cl pour produire une concentration réelle de 0,1 % d'antisérum Une minute après l'addition de l'antisérum, la dérive du transducteur revêtu d'albumine inverse sa pente  and substantially equal on both channels, probably as a result of the removal of a portion of the protein coating from the solution (as is also evident from the appearance of the transducer). At the end of minutes, the circuits are readjusted After this equilibration, 0.1 cm 3 of goat antiserum obtained by injection of human albumin into 10 ml of a solution of NaCl are dropped by means of a micropipette to produce a real concentration of 0.1. % Antiserum One minute after the addition of the antiserum, albumin-coated transducer drift reverses its slope

alors que le transducteur revêtu de facteur 8 continue à dériver sans chan-  while the factor 8 coated transducer continues to drift

gement.ment.

Exemple 5Example 5

On prépare des transducteurs avec de l'antisérum de lapin à la  Transducers are prepared with rabbit antiserum on

gonadotropine chorionique humaine (antisérum HCG) dans l'eau distillée, que.  human chorionic gonadotropin (HCG antiserum) in distilled water, that.

l'on obtient à titre de réactif dans l'ensemble domestique pour test de gros-  the reagent is obtained in the domestic unit for fattening test.

sesse vendu par Ortho Pharmaceutical Corporation de Raritan, New Jersey, sous la marque déposée ii Daisy 2 " On fait tomber avec une micropipette une goutte de ce réactif sur la surface du détecteur, on élimine l'excès en  sold by Ortho Pharmaceutical Corporation of Raritan, New Jersey, under the trade name ii Daisy 2 "A drop of this reagent is dropped with a micropipette onto the surface of the detector, the excess is removed

secouant ce dernier et on laisse sécher dans un caisson à azote sec.  shaking it and let it dry in a dry nitrogen box.

On connecte le transducteur résultant dans un circuit à pont de  The resulting transducer is connected to a bridge circuit of

capacités et on le place en position horizontale en ayant soin que l'anti-  capabilities and it is placed in a horizontal position taking care that the anti-

sérum HCG séché soit sur le-dessus.  dried HCG serum either on the top.

Pour un échantillon contenant HCG, on obtient un premier échantillon d'urine de matin chez la femme dont la grossesse date d'environ 3 mois On  For a sample containing HCG, a first morning urine sample is obtained from a woman whose pregnancy is about 3 months old.

obtient un échantillon témoin chez-un homme.  obtains a control sample from a man.

On teste le transducteur en l'exposant successivement à l'échantil-  The transducer is tested by successively exposing it to the sample.

lon témoin et à l'échantillon contenant HCG en faisant tomber au moyen d'une micropipette une goutte de l'un ou de l'autre, puis en lavant le détecteur  the sample containing HCG by dropping a drop of one or the other by means of a micropipette, and then washing the detector

dans l'eau désionisée et en séchant en atmosphère d'azote entre les tests.  in deionized water and drying in a nitrogen atmosphere between tests.

Dans tous les cas, la capacité augmente; cependant, pour l'échantillon con-  In any case, the capacity increases; however, for the sample

* tenant HCG, on constate une durée d'induction d'environ 2 minutes.* Taking HCG, there is an induction time of about 2 minutes.

Les exemples 4 et 5 ont été donnés pour montrerque les transducteurs selon l'invention peuvent contenir soit un revêtement d'anticorps soit un  Examples 4 and 5 were given to show that the transducers according to the invention may contain either an antibody coating or a

revêtement d'antigène pour détecter la réaction antigène-anticorps.  antigen coating to detect the antigen-antibody reaction.

Exemple 6Example 6

On munit des transducteurs d'un revêtement réactif en agar-agar de digestion à base de soja et caséine, Codex, fourni par GIBCO diagnostics of Madison, Wisconsin sous le nom de "Tryptic Soy Agar" On découpe le gel d'agar-agar avec un couteau stérile en feuille ayant les dimensions d'un  Transducers were provided with a soy agar and casein digest agar reagent coating, Codex, provided by GIBCO diagnostics of Madison, Wisconsin under the name "Tryptic Soy Agar" Agar-agar gel was cut out with a sterile sheet knife having the dimensions of a

seul transducteur et une épaisseur d'environ 0,125 mm.  single transducer and a thickness of about 0.125 mm.

On effectue une série de tests avec les transducteurs résultants, ces transducteurs étant hermétiquement enfermés dans un récipient clôs  A series of tests are carried out with the resulting transducers, these transducers being hermetically sealed in a closed container.

chauffé à 35 C 10 C pour les tests.  heated to 35 C 10 C for the tests.

Avant une série de tests, on contamine une boîte de Pétri d'agar-  Before a series of tests, a tin of agar petri-

agar avec de la salive humaine et on laisse incuber dans l'obscurité à 370 C pendant 18 heures A la fin de cette période, on observe qu'environ un tiers du milieu de croissance supporte une croissance microbiologique On obtient des découpes environ au quart recouvertes de croissance visible, à partir de  agar with human saliva and incubated in the dark at 370 C for 18 hours At the end of this period, it is observed that about a third of the growth medium supports microbiological growth. visible growth, from

ce milieu contaminé et on les utilise pour revêtir une série de transducteurs.  this contaminated medium and they are used to coat a series of transducers.

On compare électriquement ces derniers avec des transducteurs recouverts d'agar-agar non contaminé Alors qu'on observe un changement avec le temps de la capacité des transducteurs aussi bien contaminés que non contaminés  These electrons are electrically compared with transducers coated with uncontaminated agar. There is a change over time in the capacity of both contaminated and uncontaminated transducers.

(représentant peut être les effets de l'humidité ou de la croissance micro-  (representative may be the effects of moisture or micro-growth

biologique sur le transducteur qui n'a pas été délibérément contaminé), on observe que les transducteurs contaminés ont une plus-grande vitesse de  on the transducer that has not been deliberately contaminated), it is observed that the contaminated transducers have a higher-speed

changement, d'un facteur d'au moins deux.  change, by a factor of at least two.

Dans une-autre série de tests, on utilise un agar-agar stérile de digestion à base de soja et de caséine pour revêtir deux transducteurs dont  In another series of tests, a sterile soy and casein digestion agar is used to coat two transducers of which

l'un est ensuite contaminé avec de la salive humaine On enferme hermétique-  one is then contaminated with human saliva It is hermetically sealed

ment Les transducteurs dans un récipient clos chauffé à 370 C 10 C Environ minutes après dépôt de la salive sur l'un des détecteurs, on observe que  The transducers in a closed container heated to 370 C 10 C About minutes after the saliva has been deposited on one of the detectors, it is observed that

les vitesses de changement de la capacité des deux transducteurs sont sensi-  the speeds of change of the capacity of the two transducers are sensi-

blement les mêmes Après 40 minutes, on constate que la vitesse de change-  the same after 40 minutes, we find that the speed of change-

ment de capacité du condensateur contaminé croit pour atteindre environ le double de celle du transducteur non contaminé, cette croissance elle- même  The capacitance of the contaminated capacitor increases to about twice that of the uncontaminated transducer, this growth itself.

augmentant avec le temps.increasing with time.

L'exemple 6 a pour but de montrer la détection de la croissance  Example 6 aims to show the detection of growth

microbiologique par l'interaction d'organismes et d'un milieu de culture.  microbiological through the interaction of organisms and a culture medium.

Il va de soi qu'on peut apporter diverses-modifications aux ap-  It goes without saying that various modifications can be made to

pareils et procédés de l'invention Ainsi,-alors que le revêtement réactif 26 peut être simplement appliqué sur le transducteur 10 en l'autorisant ensuite à sécher, comme il a été mentionné dans les exemples, il est bien certain que le revêtement réactif 26 pourrait être fixé au transducteur  Thus, while the reactive coating 26 can be simply applied to the transducer 10 and then allowed to dry, as mentioned in the examples, it is quite certain that the reactive coating 26 could be attached to the transducer

par tout autre moyen Par exemple, on pourrait lier chimiquement le revête-  By any other means For example, one could chemically bond the coating

ment de revêtement réactif 26 au transducteur 10 Si le revêtement réactif 26 est un antigène ou un anticorps, on peut le lier de façon covalente à la couche diélectrique 24-de manière à ne pas compromettre la réactivité du revêtement en formant le complexe anticorps-antigène Par exemple, un  If the reactive coating 26 is an antigen or an antibody, it can be covalently bound to the dielectric layer 24 so as not to compromise the reactivity of the coating by forming the antibody-antigen complex. For example, a

anticorps tel que l'immunoglobuline G *(Ig G) peut être lié par ses terminai-  antibodies such as immunoglobulin G * (IgG) may be bound by its

sons carboxyliques aux matériauxcontenant du silicium par un composé silyle  carboxylic sounds to materials containing silicon by a silyl compound

tel que le 3-aminopropyltriméthoxysilane, en laissant ainsi libres les ter-  such as 3-aminopropyltrimethoxysilane, thus leaving the

minaisons amino réactivesde l'antigène de l'anticorps Le procédé de prépara-  reactive amino groups of the antigen of the antibody The process of preparation

tion de la surface constituée par la couche diélectrique 24, de fixation du composé silyle à cette couche et de liaison covalente d'un anticorps au verre par le couplage silylique, sont décrits dans le brevet US 3 652 761, dans  of the surface constituted by the dielectric layer 24, fixing the silyl compound to this layer and covalently bonding an antibody to the glass by silyl coupling, are described in US Pat. No. 3,652,761, in which

lequel on trouve également une description d'autres composés silyliques et  which is also described other silyl compounds and

des procédés par lesquels des groupes carboxyle amino et autres de protéines, y compris l'anticorps ou l'antigène (ou leurs fragments) peuvent être liés de manière covalente à diverses matières minérales Il existe également une  methods by which amino and other carboxyl groups of proteins, including the antibody or antigen (or fragments thereof) can be covalently bound to various minerals There is also a

technique très poussée pour immobiliser des antigènes ou des anticorps (et-  very advanced technique for immobilizing antigens or antibodies (and

d'autres protéines) sur des polymères, et les spécialistes de la question  other proteins) on polymers, and the specialists of the question

comprendront que des sites de couplage pour l'antigène ou l'anticorps peu-  understand that coupling sites for the antigen or antibody may

vent être également prévus sur les couches diélectriques polymères Ainsi,  may also be provided on polymeric dielectric layers.

par exemple, si la couche diélectrique 24 est en nylon (polyamide), le cou-  for example, if the dielectric layer 24 is nylon (polyamide), the

plage peut consister à substituer un radical approprié à l'hydrogène lié au  range may be to substitute a suitable radical for the hydrogen bonded to the

carbone ou à l'azote de la chaîne moléculaire.  carbon or nitrogen of the molecular chain.

On remarquera également que la matière de couplage liant le revête-  It will also be noted that the coupling material binding the coating

ment réactif 26 au transducteur 10 pourrait contenir des groupes d'espace-  reactive 26 to the transducer 10 could contain space groups.

ment, comme il est bien connu dans la technique, pour assurer une séparation suffisante entre la couche diélectrique et la partie réactive de la matière réactive pour réduire au minimum l'empêchement stêrique du procédé de liaison anticorps-antigène Par exemple, la matière de couplage peut contenir une  As is well known in the art, to provide sufficient separation between the dielectric layer and the reactive portion of the reactive material to minimize steric hindrance of the antibody-antigen binding process. For example, the coupling material may contain a

chaîne de polyéthylène, comme par exemple dans le cas du 1,6diaminohexane-  polyethylene chain, as for example in the case of 1,6-diaminohexane-

ou de l'acide 6-aminohexanoique lié à la couche diélectrique 24 par une liaison peptidique et fournissant respectivement un groupe amino primaire libre et un groupe carboxyle libre pour la liaison de covalences avec la terminaison carboxylique ou amino du fragment protéïnique Chacune de ces matières de couplage procure une chaîne de 6 atomes de carbone entre les  or 6-aminohexanoic acid bound to the dielectric layer 24 by a peptide bond and respectively providing a free primary amino group and a free carboxyl group for the bonding of covalences with the carboxylic or amino terminus of the protein moiety Each of these coupling provides a chain of 6 carbon atoms between

terminaisons pour-ainsi espacer encore davantage les sites réactifs du revête-  endings to-thus further space the reactive sites of the coating-

ment réactif 26 de la couche diélectrique 24 de la distance correspondante.  reactive 26 of the dielectric layer 24 of the corresponding distance.

Des matières appropriéessimilaires de couplage et d'espacement sont bien  Matching appropriate materials for coupling and spacing are well

connues des spécialistes aussi bien des immunotitrages que-de la chromato-  known to specialists in both immunotitration and chromatography.

graphie d'affinité.affinity graph.

Il va de soi qu'on peut apporter d'autres modifications aux appareils et procédés de la présente invention dest ainsi qu'on peut utiliser une multiplicité de transducteurs ayant des revêtements réactifs différents, pour effectuer des titrages multiples ou du type en série pour déterminer la quantité d'un certain nombre d'espèces ou pour identifier une-matière inconnue qu'on suspecte être l'une de plusieurs matières possibles Le type le plus simple d'un tel appareil est représenté sur la figure 4-sur laquelle on voit qu'un transducteur 110 comporte deux condensateurs interdigités 112 et 114 qui partagent un support commun 116 Les condensateurs 112 et 114 peuvent être à tous égards de structure similaire à celle du condensateur décrit plus haut à propos du transducteur 10, sauf que les condensateurs 112 et 114 sont munis respectivement de revêtements réactifs 118 et 120 On choisit les revêtements réactifs 118 et 120 pour qu'ils soient réactifs de façon différente Par exemple, les revêtements réactifs 118 et 120 peuvent être des milieux différents de croissance contenant, le cas échéant, des inhibiteurs différents, comme le savent bien les spécialistes, ce qui permet  Of course, other modifications can be made to the apparatuses and methods of the present invention so that a multiplicity of transducers having different reactive coatings can be used to perform multiple or series-type titrations to determine the quantity of a number of species or to identify an unknown material that is suspected to be one of several possible materials The simplest type of such an apparatus is shown in Figure 4-on which we see that a transducer 110 has two interdigitated capacitors 112 and 114 which share a common support. The capacitors 112 and 114 may in all respects have a structure similar to that of the capacitor described above with respect to the transducer 10, except that the capacitors 112 and 114 are respectively provided with reactive coatings 118 and 120. The reactive coatings 118 and 120 are chosen so that they are reactive in a different way. For example, the reactive coatings 118 and 120 may be different growth media containing, if necessary, different inhibitors, as is well known to those skilled in the art.

d'élargir la portée de l'appareil de l'exemple 6 à la détection et à la dé-  to extend the scope of the apparatus of Example 6 to the detection and de-

termination de la quantité de bactéries spécifiques dans une flore mélangée.  determining the amount of specific bacteria in a mixed flora.

Ainsi, les revêtements réactifs 118 et 120 peuvent être de compositions simi-  Thus, the reactive coatings 118 and 120 may be of similar compositions

laires sauf que l'un deux contient en outre un inhibiteur Par exemple, du violet cristallise ou une pénicilline peut être incorporé dans le revêtement réactif 118 pour inhiber ainsi la croissance des bactéries Gram-positives  except that one of them additionally contains an inhibitor. For example, violet crystallizes or penicillin may be incorporated into the reagent coating 118 to thereby inhibit the growth of Gram-positive bacteria.

sans affecter les espèces Gram-négatives De même, on peut ajouter du tellu-  without affecting Gram-negative species Similarly, we can add

rite de potassium à un milieu de croissance pour -inhiber la croissance des bactéries Gram-négatives De même, d'autresmilieuxsélectifs contenant des inhibiteurs ou des agents nutritifs nécessaires, comme il est bien connu dans le domaine microbiologique, peuvent être utilisés On peut également employer divers substrats d'enzymes pour effectuer des titrages comparatifs,  Potassium rite to a growth medium to inhibit the growth of Gram-negative bacteria Similarly, other selective nutrients containing necessary inhibitors or nutrients, as is well known in the microbiological field, can be used. various enzyme substrates to perform comparative titrations,

ainsi que divers revêtements chimiquement réactifs-pour effectuer des ti-  as well as various chemically reactive coatings-to perform

trages qualitatifs systématiques Le nombre de condensateurs individuels et de couches réactives différentes partageant un support commun peut évidemment changer pour répondre aux besoins du titrage envisagé Il va également de  The number of individual capacitors and different reactive layers sharing a common support can obviously change to meet the needs of the proposed titration.

soi que le transducteur 110 peut avoir une forme telle qu'un des condensa-  the transducer 110 may be shaped such that one of the condensers

teurs de la série des condensateurs soit contenu dans un compartiment sé-  capacitor series is contained in a separate compartment

paré avec un fluide de référence ayant une concentration préalablement établie, par exemple comme décrit dans la demande de-brevet US N O S N 399 126  prepared with a reference fluid having a pre-established concentration, for example as described in US Patent Application No. 399,126.

déposée le 15 juillet 1982.filed on July 15, 1982.

Une autre structure possible de condensateur est représentée sur la figure 5 Le transducteur 210 est similaire en structure générale au transducteur 10 mais avec une exception importante consistant en un revêtement diélectrique isolant 224 qui entoure chaque électrode 12 et 14, (et les bus 16 et 18) au lieu de recouvrir seulement les électrodes et de s'étendre entre elles comme le fait le revêtement 24 Le revêtement diélectrique 224 peut être d'une composition similaire à celle du revêtement 24 La couche réactive 226, de composition similaire à celle de la couche 26, est appliquée de manière à pénétrer jusqu'au support 222 entre les électrodes 12 et 14 Pour réaliser une telle structure, on peut déposer successivement (et, le cas échéant, décaper) des couches de matière diélectrique, de matière conductrice et de matière réactive sur lé support 222 comme le comprendront aisément -les spécialistes de la fabrication des circuits et microcircuits imprimés Cette variante de construction permet des changements plus importants des capacités à la suite des réactions entre la couche 226 et l'échantillon, que dans le  Another possible capacitor structure is shown in FIG. 5. The transducer 210 is similar in general structure to the transducer 10 but with one important exception consisting of an insulating dielectric coating 224 surrounding each electrode 12 and 14, (and the buses 16 and 18 ) instead of covering only the electrodes and extending between them as does the coating 24 The dielectric coating 224 may be of a composition similar to that of the coating 24 The reactive layer 226, of composition similar to that of the diaper 26, is applied so as to penetrate to the support 222 between the electrodes 12 and 14. To produce such a structure, layers of dielectric material, conducting material and material can be successively deposited (and, where appropriate, etched). reactive on the support 222 as will be readily understood -the specialists in the manufacture of circuits and microcircuits printed This construction variant allows for greater changes in capacity as a result of the reactions between layer 226 and the sample than in the

cas de la structure du transducteur 10 On conçoit également que cette struc-  the case of the transducer structure 10 It is also conceivable that this structure

ture avec un support perforé 222 et une couche réactive 226 permet la circu-  with a perforated support 222 and a reactive layer 226 allows the circulation of

lation de l'échantillon à travers le transducteur 210.  the sample is passed through the transducer 210.

Egalement pour certaines applications, les aménagements permettant d'isoler électriquement les électrodes du transducteur 10 de l'échantillon et simultanément de fournir une valeur élevée de capacité série en raison de la couche diélectrique 24 et du revêtement réactif 26, sont réalisés le plus efficacement par une modification de la structure pour avoir plusieurs  Also for some applications, the arrangements for electrically isolating the transducer electrodes 10 from the sample and simultaneously providing a high value of series capacitance due to the dielectric layer 24 and the reactive coating 26, are most effectively achieved by a modification of the structure to have several

revêtements diélectriques, dont l'un est choisi pour sa constante diéleqtri-  dielectric coatings, one of which is chosen for its dielectric constant

que et un autre pour ses propriétés isolantes Comme un exemple d'un revête-  that and another for its insulating properties as an example of a coating-

ment diélectrique à couches multiples, une couche intérieure peut être (comme précédemment expliqué) une couche de nitrure de silicium (constante diélectrique à température ambiante d'environ 8,6, résistivité d'environ ohms-cm), cette couche étant à son tour recouverte d'un polyimide (constante diélectrique à températureambiante d'environ 3, 4, résistivité d'environ 1017 ohms-cm) Cette dernière couche est à son tour recouverte d'un revêtement réactif 26 En utilisant de telles couches multiples, il est évident qu'on peut réaliser un très grand éventail de résistances série  A layer of silicon nitride (dielectric constant at room temperature of about 8.6, resistivity of about ohms-cm) can be (as previously explained) an inner layer, and this layer is in turn coated with a polyimide (dielectric constant at room temperature of about 3.4, resistivity of about 1017 ohms-cm) This last layer is in turn coated with a reactive coating 26 Using such multiple layers, it is obvious we can make a very large range of series resistors

et capacités série.and serial capabilities.

Il sera également évident pour les spécialistes que diverses autres modifications peuvent être apportées à l'invention sans sortir de son cadre Ainsi, comme précédemment indiqué, les capacités des-condensateurs de mesure et de référence peuvent être choisies à des valeurs différentes les unes des autres D'autre part, la couche diélectrique 31 peut être supprimée.  It will also be obvious to those skilled in the art that various other modifications can be made to the invention without departing from its scope. Thus, as previously indicated, the capacitances of the measurement and reference capacitors can be chosen at different values from each other. On the other hand, the dielectric layer 31 can be suppressed.

Il convient encore de remarquer que les géométries des condensa-  It should also be noted that the geometries of the condensa-

teurs peuvent être différentes de celles qui sont représentées Une struc-  may be different from the ones represented.

ture d'électrodes interdigitées en forme de peigne n'est pas indispensable  The formation of interdigitated comb-shaped electrodes is not essential.

et pourrait être remplacée, par exemple, par une série d'électrodes dis-  and could be replaced, for example, by a series of electrodes dis-

posées concentriquement Il n'est pas davantage nécessaire que les conden-  It is also not necessary that the conden-

sateurs soient fabriqués par des techniques de microcircuits; au lieu de cela les électrodes et les bus peuvent être imprimés par exemple au pochoir de  are made by microcircuit techniques; instead the electrodes and buses can be printed for example by stenciling

soie, sur un substrat On remarquera que particulièrement dans cette der-  silk, on a substrate It will be noted that particularly in this

nière variante, le substrat pourrait être en une matière polymère.  Alternatively, the substrate could be of a polymeric material.

Il va également de soi que les exemples précédents n'ont été don-  It goes without saying that the previous examples have not been

nés qu'à titre explicatif et nullement limitatif et que le système peut servir pour des fluides variés, englobant liquides et gaz, et pour mesurer les concentrations de diverses espèces minérales, organiques et biologiques en solutions et en suspension, pour détecter des agents de contamination et de pollution aussi que pour surveiller des procédés chimiques, aussi bien  explanatory and in no way limitative and that the system can be used for a variety of fluids, including liquids and gases, and for measuring the concentrations of various mineral, organic and biological species in solution and suspension to detect contaminants. and pollution as well as to monitor chemical processes, as well as

sur des échantillons séparés que sur des courants continus.  on separate samples only on continuous currents.

Il va donc de soi que diverses modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation qui ont été décrits et qui sont représentés sur  It goes without saying that various modifications can be made to the embodiments which have been described and which are represented on

le dessin sans sortir pour cela du cadre de l'invention.  the drawing without departing from the scope of the invention.

Claims (12)

REVENDICATIONS 1 Appareil servant à exécuter un titrage chimique, un biotitrage ou un titrage analogue, dans lequel on détecte ou détermine la quantité d'une espèce chimique ou biologique dans un fluide ou dans lequel on observe une réaction chimique ou biochimique dans un fluide, caractérisé en qu'il comprend en combinaison: une structure de support ( 22) en un matériau pratiquement non conducteur de l'électricité;  1 Apparatus for performing a chemical titration, biotiter or analogous titration in which the amount of a chemical or biological species in a fluid or in which a chemical or biochemical reaction is observed in a fluid is detected or determined, characterized in that it comprises in combination: a support structure (22) of a material substantially non-electrically conductive; une série d'organes juxtaposés ( 12, 14) conducteurs de l'électri-  a series of juxtaposed organs (12, 14) conducting electricity cité disposés sur ladite structure de support;  cited disposed on said support structure; au moins un diélectrique ( 24) disposé de manière à isoler élec-.  at least one dielectric (24) arranged to isolate electrolyte. triquement lesdits organes conducteurs dudit fluide, ce diélectrique étant en une substance pratiquement inerte chimiquement vis-à-vis dudit fluide; et  said conductive members of said fluid, said dielectric being a substance substantially chemically inert with respect to said fluid; and une couche réactive ( 26) disposée en position adjacente aux or-  a reactive layer (26) disposed adjacent to the ganes conducteurs et séparée de ceux-ci par ledit diélectrique, cette couche  conductive ganes and separated therefrom by said dielectric, this layer réactive étant choisie de manière à entrer en réaction avec l'espèce à titrer.  reactive being chosen to react with the species to be titrated. 2 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite  Apparatus according to claim 1, characterized in that said couche réactive comprend un substrat pour un enzyme.  reactive layer comprises a substrate for an enzyme. 3 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite  Apparatus according to claim 1, characterized in that said couche réactive comprend un anticorps.  reactive layer comprises an antibody. 4 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite  Apparatus according to claim 1, characterized in that said couche réactive comprend un fragment d'anticorps réactif.  reactive layer comprises a reactive antibody fragment. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite  Apparatus according to claim 1, characterized in that said couche réactive comprend un antigène.  reactive layer comprises an antigen. 6 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite  Apparatus according to claim 1, characterized in that said couche réactive comprend un haptène.  reactive layer comprises a hapten. 7 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite  Apparatus according to claim 1, characterized in that said couche réactive comprend un milieu de croissance microbiologique.  reactive layer comprises a microbiological growth medium. 8 Appareil pour effectuer une série de titrages choisis parmi les  Apparatus for performing a series of titrations selected from titrages chimiques, les biotitrages et similaires, dans lesquels les concen-  chemical titrations, biotitration and the like, in which the concentrations trations relatives de plusieurs espèces chimiques ou biochimiques dans un fluide sont déterminées d'après leurs réactivités différentes, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison -: une structure de support ( 116) en un matériau essentiellement non conducteur de l'électricité; une série de condensateurs( 112, 114) dont chacun est formé de  Relative relationships of several chemical or biochemical species in a fluid are determined from their different reactivities, characterized in that it comprises in combination: - a support structure (116) of a material substantially non-electrically conductive; a series of capacitors (112, 114) each of which is formed of plusieurs organes juxtaposés conducteurs de l'électricité disposés sur la-  several juxtaposed electrically conductive organs arranged on the dite structure de supportso-called support structure -au moins un diélectrique disposé de manière à isoler électrique-  at least one dielectric arranged so as to isolate electrical ment lesdits organes conducteurs du fluide, ledit diélectrique étant en une substance à peu près inerte chimiquement vis-à-vis du fluide; et  said conductive members of the fluid, said dielectric being in a substantially chemically inert substance vis-à-vis the fluid; and une série de couches réactives ( 118, 120) dont chacune est dis-  a series of reactive layers (118, 120) each of which is dis- posée de manière à faire face auxdits organes conducteurs d'un condensateur  placed so as to face said conductive members of a capacitor respectif et séparée de ces organes par ledit diélectrique, ces couches réacti-  respective and separated from these bodies by said dielectric, these reaction layers ves étant choisies pour produire des-réactions sélectionnées et variées avec  are chosen to produce selected and varied reactions with l'espèce à titrer.the species to be titrated. 9 Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que les-  Apparatus according to claim 8, characterized in that dites couches réactives comprennent des substrats pour une série d'enzymes.  so-called reactive layers include substrates for a series of enzymes. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que les-  Apparatus according to claim 8, characterized in that dites couches réactives comprennent une série d'anticorps.  so-called reactive layers comprise a series of antibodies. 11 Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que les-  Apparatus according to claim 8, characterized in that dites couches réactives comprennent une série de fragments d'anticorps réactifs.  said reactive layers comprise a series of reactive antibody fragments. 12 Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que les-  Apparatus according to claim 8, characterized in that dites couches réactives comprennent une série d'antigènes.  so-called reactive layers comprise a series of antigens. 13 Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que les-  Apparatus according to claim 8, characterized in that dites couches réactives comprennent une série d'haptènes.  so-called reactive layers comprise a series of haptens. 14 Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que les-  Apparatus according to claim 8, characterized in that dites couches réactives comprennent une série de milieux de croissance  so-called reactive layers include a series of growth media microbiologique.Microbiological. Procédé pour effectuer un titrage choisi parmi les titrages  Process for carrying out a titration chosen from titrations chimiques, les biotitrages et similaires, consistant à détecter-ou à déter-  chemical substances, biotitration and the like, detecting or detecting miner la quantité d'un produit chimique ou biologique dans un fluide ou bien à observer une réaction chimique ou biochimique dans un fluide, caractérisé en ce qu'il comprend les stades successifs suivants former sur au moins une partie d-'un condensateur, un diélectrique comprenant au moins en partie un diélectrique réactif, ce diélectrique réactif étant choisi pour entrer en réaction avec le produit à titrer exposer ledit diélectrique réactif à un échantillon à titrer; et  the amount of a chemical or biological product in a fluid or to observe a chemical or biochemical reaction in a fluid, characterized in that it comprises the following successive stages forming on at least a part of a capacitor, a dielectric material comprising at least partly a reactive dielectric, said reactive dielectric being selected to react with the product to be titrated exposing said reactive dielectric to a sample to be titrated; and observer le changement de capacité dudit condensateur.  observe the capacitance change of said capacitor.