FR2614422A1 - Electrode enzymatique et module a electrode perfectionnes et leur procede d'utilisation - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN ANALYSEUR MEDICAL COMPRENANT UNE ELECTRODE ENZYMATIQUE ET UN MODULE A ELECTRODE. LADITE ELECTRODE EST MONTEE SUR UNE SONDE 14 A DEPLACEMENT AXIAL ALTERNATIF. APPLICATION : ANALYSE RAPIDE DE SUBSTANCES INTERESSANTES PRESENTES DANS DES FLUIDES PHYSIOLOGIQUES NON DILUES, TELS QUE LE SANG COMPLET, LE SERUM ETOU LE PLASMA.

Description

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La présente invention a pour objet des élec-

trodes enzymatiques et, plus précisément, une électrode

enzymatique et un module à électrode adaptés spécifique-

ment à l'utilisation dans un dispositif analyseur médical qui permet une analyse rapide de substances intéressantes présentes dans un fluide physiologique non dilué tel que

le sang complet, le sérum et/ou le plasma.

La demande de brevet en cours des Etats-Unis d'Amérique N de série 798 791, déposée le 15 novembre 1985 au nom de Max D. Liston et collaborateurs, intitulée

"Analyseur médical à électrodes enzymatiques ou à sélecti-

vité ionique et procédé d'utilisation" et cédée au ces-

sionnaire de la présente demande fait connaître un dispo-

sitif analyseur médical multicanal, modulaire et automati-

sé, caractérisé par l'utilisation d'un système comprenant une électrode à sélectivité ionique et/ou une électrode enzymatique, et une cellule de lavage, qui permet une

analyse de substances intéressantes dans des fluides phy-

siologiques. Bien qu'ils ne se limitent pas à cette

demande, l'appareil et le procédé de la présente inven-

tion, dont les descriptions suivent, sont adaptés spécifi-

quement à l'utilisation dans ledit dispositif analyseur médical révélé dans ladite demande en cours N 798 791 et en remplacement du poste de travail ou module analytique à

électrode enzymatique qui y est décrit.

Dans son principe, l'électrode enzymatique

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décrite dans la demande en cours N de série 798 791 comprend un élément rapporté d'électrode placé à l'extrémité d'une sonde qui est immergée sélectivement dans un échantillon de fluide physiologique. L'élément rapporté comprend une électrode détectrice et une élec- trode de référence en positions coaxiales, situées d'un côté d'une membrane portant un enzyme. La membrane porte

un ou plusieurs enzymes destinés à transformer par réac-

tion chimique la substance désirée à mesurer en une substance qui présente une activité polarographique. Par exemple, la membrane peut être munie d'une glucose-oxydase qui transforme le glucose en acide gluconique et en eau

oxygénée, l'eau oxygénée étant détectable par des techni-

ques polarographiques. A cet égard, l'eau oxygénée dépola-

rise l'électrode détectrice et le passage de courant à une

tension d'application donnée à travers l'électrode détec-

trice et l'électrode de référence est proportionnel à la concentration en eau oxygénée produite par la réaction

chimique enzymatique à proximité immédiate de la membrane.

Ainsi, par la mesure du passage du courant entre l'élec-

trode de référence et l'électrode détectrice et par l'éta-

lonnage de ces dernières, une détermination de la concen-

tration en glucose ou en autres substances intéressantes capables d'être transformées au moyen d'une réaction enzymatique sur membrane en une substance détectable par

polarographie peut être obtenue.

Bien que cette électrode enzymatique décrite dans ladite demande en cours N 798 791 présente un perfectionnement notable par rapport à l'art antérieur, il

a été trouvé que l'installation de la membrane à l'ex-

trémité distale d'une sonde à déplacement axial alternatif présente le risque de provoquer des dégâts involontaires à la fragile structure de membrane, provoqués par un contact physique avec les structures du support et/ou un temps de séjour dans un environnement d'air ainsi que des retards

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ou des imprécisions de mesure possibles provoqués par l'utilisation du système de mesure cinétique et/ou du système de mesure au point

final utilisés pour l'électrode enzymatique. A cet égard, l'utili-

sation de la méthode de mesure cinétique et/ou au point final néces- -

site un logiciel relativement compliqué pour reconnaître les points

de mesure appropriés à la détermination d'une valeur de mesure ré-

sultante désirée.

La présente invention comprend une électrode enzymatique et un module à électrode perfectionnés adaptés

spécifiquement à l'utilisation dans un dispositif analy-

seur médical qui permet une analyse rapide de substances intéressantes présentes dans des fluides physiologiques non dilués tels que le sang complet, le sérum et/ou le plasma. Bien que leurs applications ne soient pas limitées,

l'électrode enzymatique et le module à électrode perfec-

tionnés de la présente invention sont adaptés spécifique-

ment à l'utilisation sur le dispositif analyseur médical décrit dans la demande de brevet en cours des Etats-Unis d'Amérique N de série 798 791 et peuvent être utilisés en remplacement de l'électrode enzymatique et du module analytique qui y sont décrits. A cet égard, la présente invention s'écarte notablement des enseignements de l'art antérieur dans les domaines suivants: 1/ construction du système sonde/électrode/membrane, et système de support; 2/ construction de la membrane; 3/ nature chimique de la membrane et réactifs; et 4/ technique de mesure pseudocinétique/création de pic. Bien que chacune de ces différences présente une application indépendante

dans la pratique, leur association dans un système compo-

site d'électrode enzymatique a pour résultat une associa-

tion synergique permettant à la présente invention de

constituer un perfectionnement important dans la pratique.

La différence importante de la présente invention en ce qui concerne la construction du système sonde/électrode/membrane, et le système de support, consiste en une communication continue au moyen d'un

fluide de l'électrode enzymatique et d'une sonde à dépla-

cement axial alternatif qui permet un transport sélectif d'une certaine quantité de solutions séparées et définies, à savoir une solution aqueuse de tampon, une solution aqueuse d'étalonnage et un échantillon de fluide physiolo- gique, à une membrane en position adjacente de l'électrode enzymatique. La solution aqueuse de tampon et la solution aqueuse d'étalonnage sont introduites dans une cellule de lavage, tandis que l'échantillon de fluide physiologique dont l'analyse est désirée est placé dans un réceptacle d'échantillon disposé axialement au-dessous de la cellule de lavage. La sonde est entraînée axialement à différents endroits verticaux à l'intérieur de la cellule de lavage et du réceptacle d'échantillon pour permettre le transport sélectif des solutions aqueuses et de l'échantillon de fluide physiologique à la membrane et, ultérieurement, dans un réservoir d'évacuation. L'électrode enzymatique comprend une série de trois électrodes, à savoir une

électrode de travail ou électrode détectrice, une électro-

de de référence et une contre-électrode, toutes étant placées simultanément dans la voie d'écoulement de la solution en contact avec la membrane, de manière à être en communication de fluide avec les solutions aqueuses et

le fluide physiologique analysé. En outre, la contre-

électrode est formée suivant un nouveau type de construc-

tion qui permet à l'électrode de jouer le rôle d'une élec-

trode électrique ainsi que d'une voie mécanique de fluide.

La cellule de lavage est construite de telle manière qu'elle permette au fluide résiduel et aux bulles d'air pouvant s'accumuler sur la sonde au cours du déplacement axial alternatif de cette dernière d'en être délogés et

d'être séparés des solutions aqueuses et/ou de l'échan-

tillon de fluide physiologique entrant en contact avec la

membrane. De plus, la membrane est fixée de manière amovi-

ble à l'électrode et les solutions aqueuses sont contenues

et portées de manières nouvelles qui permettent leur rem-

placement rapide par un personnel non qualifié.

Le type de membrane'de la présente invention comprend une membrane multicouche composite constituée d'ne couche membranaire protectrice, d'une couche membra-

naire enzymatique active et d'une couche membranaire limi-

tante. La couche enzymatique protectrice consiste en une structure monoou, de préférence, multicouche qui est adaptée à jouer le rôle d'écran protecteur, c'est-à-dire à empêcher le passage des hématies et d'autres structures cellulaires ou particulaires volumineuses à travers celle-ci. De plus, la couche membranaire protectrice est constituée de manière à ajuster la vitesse de transport d'un analyte ou d'une substance dont la mesure est désirée dans la couche enzymatique, ce qui facilite l'étalonnage et la linéarisation du signal électrique engendré par l'électrode enzymatique. En outre, la couche protectrice peut comprendre un enzyme immobilisé, tel qu'une catalase lorsqu'il est désiré d'effectuer au niveau de la membrane des dosages de glucose, ce qui garantit la présence d'une teneur suffisante en oxygène au niveau de la membrane, de sorte que de fortes concentrations en glucose n'entraînent

pas la réaction enzymatique au-delà des paramètres du sys-

tème. La couche enzymatique active comprend un enzyme immobilisé qui transforme la substance dont la mesure est désirée en une substance détectable en présence de l'enzyme, c'est-à-dire de préférence en une substance détectable par polarographie. La couche membranaire limitante est constituée de manière à former un écran sélectif ou à empêcher le passage à travers celle-ci de substances interférentes de bas poids moléculaires qui pourraient engendrer des erreurs dans la précision de la mesure, tout en permettant le transport relativement libre ou sans

entravesà l'électrode de la substance détectable par pola-

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rographie. Dans la forme de réalisation préférée, la couche membranaire joue ce rôle d'écran en empêchant le transport de substances interférentes à travers celle-ci pendant un temps suffisant pour permettre la détection et la mesure de la substance intéressante au niveau de l'électrode sans interférence. Ainsi, avec la construction nouvelle de membrane de la présente invention, le fluide physiologique dont l'analyse est désirée peut être mis en contact avec la membrane à l'état non dilué, l'interaction des substances interférentes avec l'électrode étant inhibée ou empêchée et la substance intéressante désirée à

mesurer étant rapidement transformée en une substance dé-

tectable par polarographie.

En ce qui concerne la nature chimique de la membrane et les réactifs, la présente invention définit précisément la nature chimique et régit la cinétique naturelle de la réaction enzymatique pour permettre une optimisation des performances et des précisions de la mesure. Plus précisément, par l'utilisation de la membrane protectrice, la présente invention permet un ajustement de la vitesse à laquelle la substance intéressante dont la mesure est désirée pénètre dans la couche enzymatique

active de la membrane, garantissant de ce fait la linéari-

sation du signal électrique mesuré au niveau de l'électro-

de (c'est-à-dire que le signal électrique mesuré au niveau

de l'électrode est linéairement proportionnel à la concen-

tration de la substance dont la mesure est désirée dans l'échantillon de fluide physiologique). De plus, par l'utilisation d'une catalase immobilisée dans la couche

protectrice qui, à des fins de dosage de glucose, trans-

forme l'eau oxygénée en oxygène et en eau, une quantité suffisante d'oxygène est mise en contact avec la membrane,

garantissant que de fortes concentrations en glucose n'en-

traînent pas la réaction enzymatique au-delà des paramè-

tres du système.

En outre, le temps de séjour pendant lequel la solution aqueuse d'étalonnage et/ou l'échantillon de fluide physiologique sont mis en contact avec la membrane est soigneusement ajusté par l'introduction sélective de la solution aqueuse de tampon de manière à provoquer, à des temps requis, une diffusion en sens inverse à travers

la membrane de la substance dont la mesure est désirée.

Cette diffusion en sens inverse provoque ainsi un signal de mesure de la valeur du pic formé artificiellement, aisément reconnu, qui, comme cela est expliqué plus en détail ci-dessous, réduit notablement le temps de séjour

et permet d'obtenir des performances maximales du signal.

A l'opposé des techniques de mesure cinétique

ou au point final de l'art antérieur comprenant une élec-

trode enzymatique, la présente invention comprend une technique nouvelle de mesure pseudo-cinétique/formation de pic qui permet l'identification rapide d'une valeur de pic désirée du signal engendré au niveau de l'électrode. En outre, eu égard à l'identification rapide de la valeur du signal de pic, la mise en mémoire et le traitement des données sont maintenus à un minimum, simplifiant ainsi le

procédé de mesure.

D'autres caractéristiques et avantages de là

présente invention ressortiront de la description détail-

lée qui va suivre, faite en regard des dessins annexés sur lesquels:

La Figure 1 est une vue en perspective mon-

trant un dispositif analyseur médical dans lequel sont introduits et abrités plusieurs modules ou postes de test analytiques enzymatiques de la présente invention.; La Figure 2 est une vue en perspective éclatée représentant un module analytique sorti de l'analyseur de la Figure 1 et illustrant un réservoir d'entreposage/

d'évacuation de solution aqueuse pouvant y être intro-

duit;

La Figure 3 est une vue en section transversa-

le du réservoir d'entreposage/d'évacuation de solution aqueuse représenté sur la Figure 2; La Figure 4 est une vue en élévation du module ou poste de travail analytique enzymatique de la présente invention; La Figure 5 est une vue en perspective éclatée du chariot d'électrode de la présente invention;

La Figure 6 est une vue en section transversa-

le suivant les lignes 6-6 de la Figure 5;

La Figure 7 est une vue en perspective agran-

die du chariot d'électrode fixé à la sonde et de la chambre à membrane et illustrant leur orientation par

rapport à la cellule de lavage et au réceptacle d'échan-

tillon; La Figure 8 est une vue en perspective éclatée représentant les relations mutuelles entre la chambre à membrane, la sonde et le chariot d'électrode;

La Figure 10 est une vue en perspective écla-

tée du porte-membrane, du joint de membrane, de la.membra-

ne et de l'anneau de blocage de membrane de la présente in-

vention;

La Figure 11 est une vue en perspective agran-

die du joint de membrane de la présente invention;

La Figure 12 est une vue en perspective écla-

tée de la cellule de lavage de la présente invention;

La Figure 13 est une vue en section transver-

sale partielle du chariot d'électrode, de la chambre à membrane, du portemembrane, de la sonde et de la cellule

de lavage de la présente invention, illustrant ieur orien-

tation relative et représentant les voies internes d'écou-

lement qui y sont formées et les conduits d'écoulement qui y sont fixés; La Figure 14 est une vue schématique de la membrane composite à une ou plusieurs couches membranaires de la présente invention;

La Figure 14A est une vue en perspective écla-

tée de l'ensemble des couches de la couche membranaire protectrice de la présente invention; La Figure 14B est une vue schématique de la différence de vitesses de transport de substances à

travers la couche membranaire limite de la présente inven-

tion; La Figure 15 est une vue schématique des tensions appliquées à travers l'électrode de travail, l'électrode de référence et la contreélectrode de la présente invention; La Figure 16 est un graphique représentant la technique de mesure pseudo-cinétique/formation de pic de la présente invention; et Les Figures 17 à 21 sont des vues schématiques illustrant les étapes successives de la sonde au cours

d'un mode opératoire de mesure.

En considérant la Figure 1, on voit un dispo-

sitif analyseur médical 10 constitué de façon générale

d'un coffret 12 qui supporte ou reçoit de façon coulis-

sante un ou plusieurs postes de test ou modules analyti-

ques enzymatiques 33 de la présente invention. Comme le montre mieux la Figure 2, chacun des modules analytiques

33 comprend les principaux sous-ensembles et sous-compo-

sants de l'analyseur 10, à savoir une structure de sonde, de membrane et d'électrode 14, un mécanisme d'entraînement de sonde 16, une structure de cellule de lavage 18, une structure de réceptacle d'échantillon/porteréceptacle 20 et un système de pompage et d'aspiration de fluide 22. Le fonctionnement de chacun des modules 33 et donc de leurs

sous-ensembles respectifs 14, 16, 18, 20 et 22 est comman-

dé par un circuit électronique de traitement et de comman-

de commun (non représenté) qui se trouve sur une carte de circuit principal 25 (non représentée) placée près de

l'arrière du coffret 12. Chacun des modules 33 est connec-

té électriquement par des connecteurs à broches classiques (non représentés) au circuit électronique de traitement et de commande commun, avec multiplexage, de façon qu'il soit avantageusement possible de faciliter la commande du fonctionnement de tous les modules 33 en n'utilisant qu'un

seul microprocesseur.

La description du circuit électronique de

traitement et de commande commun, de la carte de circuit principale et de leurs connexions électriques à chacun des modules 33 est présentée en détail dans la demande de brevet en cours des Etats-Unis d'Amérique N de série 798 791, déposée le 15 novembre 1985 au nom de Max D. Liston et collaborateurs, intitulée "Analyseur médical à électrodes enzymatiques ou à sélectivité ionique et procédé d'utilisation" et cédée au cessionnaire de la

présente demande, dont la description est expressément

citée à titre de référence dans le présent mémoire. Bien qu'il ne soit pas limité dans ses applications, le module à électrode enzymatique 33 de la présente invention et son procédé d'utilisation sont particulièrement adaptés à l'utilisation dans le dispositif analyseur médical décrit dans ladite demande de brevet en cours N 798 791 et sont utilisés en remplacement du poste de travail ou module

analytique à électrode enzymatique qui y est décrit.

Comme cela apparaîtra plus clairement ci-

dessous, l'interaction entre les différents sous-ensembles 14, 16, 18, 20 et 22 du module 33 avec le circuit

électronique de traitement et de commande permet une dé-

termination précise de la concentration de substances intéressantes telles que le glucose, la créatinine, les triglycérides, le cholestérol, l'acide ascorbique, les

acides aminés, le lactose, le galactose et d'autres subs-

tances présentes dans un échantillon de fluide physiolo-

gique non dilué tel que le sang complet, le sérum ou le il

plasma. Comme cela est reconnu, toutes ces substances in-

téressantes comprennent des substances qui, en présence d'un enzyme convenable, peuvent être transformées en une substance détectable et mesurées au moyen de différentes techniques de détection. De façon générale, l'analyse de l'échantillon de fluide physiologique pour une substance particulière intéressante est accomplie par la structure de sonde, de membrane et d'électrode 14 d'un module 33 qui est soumise à un mouvement axial alternatif, par le mécanisme d'entraînement de sonde 16, entre la structure de cellule de lavage 18 et la structure de réceptacle d'échantillon/ porte-réceptacle 20. A des positions axiales choisies de la structure de sonde, de membrane et d'électrode 14 dans la structure de cellule de lavage 18 et la structure de réceptacle d'échantillon/porteréceptacle 20, le système

de pompage et d'aspiration de fluide 22 sert à faire.

monter sélectivement une solution aqueuse de tampon et/ou une solution aqueuse d'étalonnage introduite dans la cellule de lavage 18 ou bien l'échantillon de fluide physiologique 20 présent dans la structure de réceptacle d'échantillon/porte-réceptacle 20, dans la structure de sonde, de membrane et d'électrode 14 afin de le mettre en

contact avec une membrane en position adjacente à l'élec-

trode enzymatique. La solution aqueuse d'étalonnage et l'échantillon ou spécimen de fluide physiologique, par

contact avec la membrane, sont transformés par l'intermé-

diaire d'une réaction enzymatique. Un produit de cette réaction passe à travers la membrane jusqu'à un détecteur spécifique sensible au produit, de préférence mais.non limité à une électrode, engendrant un signal détectable,

de préférence un signal électrique détectable par ampéro-

métrie. Par traitement du signal électrique conformément aux paramètres du système, une détermination résultante de

la concentration de la substance particulière intéressan-

te, dont la mesure est désirée, dans l'échantillon de fluide physiologique est rapidement effectuée et présentée

sur le panneau d'affichage 30 de l'analyseur 10.

Après cet exposé général du fonctionnement, on décrira ci-après en détail la structure de chacun des

principaux sous-ensembles et sous-composants de la présen-

te invention.

Structure de sonde, de membrane et d'électrode En considérant de manière générale les Figures 3 à 10, la structure de sonde, de membrane et d'électrode désignée de manière générale par la référence 14 est représentée. De la manière indiquée, la structure 14 est placée à proximité immédiate de la surface externe du panneau antérieur 31 du module analytique 33 et est constituée de manière générale d'une membrane et d'un

support ou un coffret de sonde 50, d'un chariot d'élec-

trode 60 et d'un porte-membrane 70. Comme cela est mieux représenté sur les Figures 8 et 9, la membrane et le support de sonde 50 consistent en une structure allongée comprenant une paire de rails de guidage 52 descendant verticalement jusqu'à son extrémité la plus basse et une

chambre de membrane 54 s'étendant latéralement à l'exté-

rieur de sa surface antérieure. Une sonde tubulaire 40, constituée de préférence d'acier inoxydable et ayant une longueur approximative de 5,08 cm, un diamètre externe de 0,16 cm et un diamètre interne de 0,13 cm, est constituée sous forme

d'un élémient rapporté et maintenue de manière rigide sur le chariot 50.

La sonde 40 possède une extrémité inférieure close 42 et une extrémité supérieure ouverte 44 qui est orientée horizontalement vers l'extérieur et pénètre à l'intérieur de la chambre de membrane 54. Un petit passage 46 disposé radialement est

ménagé dans la sonde 40 à proximité immédiate de son ex-

trémité inférieure close 42, passage qui, comme cela sera

expliqué plus en détail ci-dessous, sert d'orifice d'en-

trée de fluide pour la sonde 40.

La chambre de membrane 54, qui est de préfé-

rence sous forme d'une pièce incorporée au chariot 50, définit une région interne 62 munie d'un passage central agrandi 64 et d'un passage supérieur plus petit 66 s'étendant horizontalement à travers celle-ci. La région interne 62 de la chambre de membrane 54 est constituée de manière à présenter une surface postérieure plane 68 ainsi

que des parties terminales 72 et 74 différemment confor-

mées qui ont un rôle-clé pour empêcher le montage incor-

rect sur celle-ci du joint de membrane 80 et du porte-

membrane 70.

En ce qui concerne plus précisément les Figures 8, 10 et 11, le portemembrane 70 comprend une partie centrale 76 servant de couvercle et une paire d'ailes ou de pattes 78 allongées placées à ses extrémités opposées. La partie centrale 76 comprend un collet 81 disposé horizontalement, dont la configuration externe est constituée de manière à être complémentaire de celle de la région interne 62 de la chambre de membrane 54, de manière à permettre au collet de s'y introduire. Les pattes 78 comprennent une paire de rebords de blocage 82 à leur extrémité distale qui sont dimensionnés de manière à aller sur et être reçus à l'intérieur d'une paire d'encoches '86 formées sur les bords de la surface postérieure du chariot de membrane/sonde 50. On voit que l'emplacement des

rebords 82 est choisi de manière à permettre une adapta-

tion légèrement compressive de la partie centrale 70 du porte-membrane contre la chambre de membrane 54 lorsque les rebords 82 sont fixés dans les encoches 86.'En outre,

les pattes 78 sont formées de manière à s'écarter latéra-

lement lorsqu'une force de compression manuelle est appliquée à leurs extrémités distales extrêmes afin de permettre aux rebords 82 de pénétrer dans les encoches 86 et, par relâchement de la force de compression manuelle, de revenir d'elles-mêmes à leur configuration initiale pour maintenir énergiquement le porte-membrane 70

sur le chariot 50.

L'intérieur du collet 81 définit une surface postérieure plane 84 présentant une encoche concave 86 ménagée en son centre. L'intérieur du collet 81 reçoit un joint de membrane 80, constitué de préférence d'un latex

élastique, d'un caoutchouc silicone ou d'une matière élas-

tomère, qui est formé de manière à avoir une configuration externe complémentaire de celle de l'intérieur du collet 81, de manière à y être logé hermétiquement. La surface

externe du joint 80 comprend une encoche 90 disposée ver-

ticalement qui communique à ses extrémités opposées avec

une paire d'orifices annulaires 92 et 94 passant latérale-

ment à travers le joint 80. Le joint 80 est en outre muni d'une cavité annulaire centrale agrandie 96, dont la face

interne 98 est formée de manière à présenter une configu-.

ration concave complémentaire de celle de l'encoche 86 formée dans le porte-membrane 70. Comme le montre le mieux la Figure 11, l'encoche 90 passe à travers la face concave 98 de la cavité 96, formant une ouverture 100 à travers le

joint 80.

La cavité 96 du joint 80 est dimensionnée de manière à recevoir une membrane composite mince 110 qui est de préférence formée de manière à avoir un diamètre supérieur au diamètre de la cavité 96. La membrane 110 est insérée à l'intérieur de la cavité 96 au moyen d'un anneau

de blocage 112 qui est formé de manière à avoir un diamè-

tre externe légèrement supérieur au diamètre de la cavité 96. Comme tel, par un centrage de l'anneau de blocage 112 par rapport à la membrane composite 110 et une compression ultérieure de la membrane 110 et de l'anneau de blocage 112 axialement à l'intérieur de la cavité 96, la membrane est mise en position adjacente à la face concave 98 du joint 80 et est disposée à l'intérieur de l'ouverture

100 de l'encoche 90. Dans la forme de réalisation préfé-

rée, la largeur du joint 80 présente une dimension telle qu'elle est légèrement supérieure à la profondeur de l'intérieur du collet annulaire 81 de sorte que, lorsque le joint 80 est placé dans le porte-membrane 70 et le porte-membrane 70 est fixé à la chambre de membrane 54 au moyen despattes 78, le joint forme une voie d'écoulement étanche aux fluides définie par l'encoche 90 s'étendant entre l'extrémité supérieure ouverte 44 de la sonde 40 et l'ouverture annulaire 66 du chariot 50 de la sonde à

membrane.

En ce qui concerne plus précisément les Figures 5 à 8, le chariot d'électrode 60 présente une configuration généralement rectangulaire ou analogue à celle d'une boîte, ayant une surface antérieure 120 et une extrémité postérieure ouverte 122. Une protubérance de forme rectangulaire 124, s'étendant latéralement, est présente sur la surface antérieure 120, protubérance qui

comprend un orifice central agrandi 126 s'étendant par-

tiellement à travers celle-ci et un orifice plus petit 128, la traversant en totalité. L'orifice 128 comprend une encoche annulaire 130 à son extrémité antérieure qui est dimensionnée de manière à recevoir un joint torique 132 (représenté sur la Figure 8). L'orifice central 126 est dimensionné de manière à recevoir de manière étanche une électrode ou un élément rapporté de détection 140 qui comprend un élément cylindrique constitué d'une matière

électriquement isolante.

L'élément rapporté d'électrode comprend une électrode de travail ou électrode détectrice 142 et une électrode de référence 144 passant axialement à travers celui-ci, dont la surface externe est placée sur la face externe de forme convexe de l'élément d'électrode et dont

les extrémités internes sont reliées aux bornes capillai-

res respectives 146 et 148. Dans la forme de réalisation préférée, l'électrode de travail ou électrode détectrice

142 comprend un fil de platine ayant un diamètre d'ap-

proximativement 0,10 cm qui possède de préférence une tête

repoussée ou élargie ayant un diamètre distal d'approxima-

tivement 0,20 cm, tandis que l'électrode de référence consiste en un fil d'argent ayant un diamètre d'.approxima- tivement 0,05 cm. Le chariot d'électrode 60 comprend en outre une contre-électrode 150 ajustée par pression dans l'orifice 128 qui y est formé. Comme le montre le mieux la Figure. 6, la contre-électrode 150 est de préférence sous forme d'un tube creux en acier inoxydable qui va de l'encoche torique 130 à, en arrière en direction de l'extérieur, l'extrémité ouverte 122 du chariot 60. Une carte de circuit imprimé 152 est placée à l'intérieur du chariot 60 et est mise en place par une paire de rebords i5 de montage 154 de manière à y être solidement fixée. La

carte de circuit imprimé 152 comprend un circuit d'ampli-

fication d'électrode classique et forme une interface électrique entre les électrodes 142, 144 et 150. Cette

interface est réalisée par la carte de circuit 152 compre-

nant trois orifices à trous métallisés 160, 162 et 164 (représentés sur la Figure 6) permettant d'engager ou de

recevoir respectivement par friction les bornes capillai-

res 146, 148 et le diamètre externe de la contre-

électrode 150. Comme tel, on voit que, lorsque cela est nécessaire, toutes les électrodes 142, 144 et 150 de la présente invention peuvent être rapidement remplacées, simplement en enlevant et en insérant des électrodes de remplacement dans les orifices 126 et 128 et dans la carte

de circuit à trous métallisés 152.

La structure de sonde, de membrane et d'élec-

trode 14 est assemblée sur le module analytique 33 en plaçant le chariot d'électrode 60 sur la face interne de la surface antérieure 31 du module 33 et en faisant passer la protubérance 124 du chariot d'électrode 60 à travers un orifice rectangulaire allongé 35 (représenté le mieux sur

la Figure 2) formé dans la surface antérieure 31 du module.

33. La membrane et le chariot de sonde 50 peuvent être ensuite insérés de la face antérieure du panneau antérieur 31 vers la protubérance 124, provoquant le passage de l'extrémité externe de l'élément rapporté d'électrode 140 à l'intérieur de l'orifice central agrandi 64 de la chambre de membrane 54. Un mouvement centripète. continu du chariot 50 de membrane/sonde vers le chariot d'électrode provoque l'appui de la surface postérieure du chariot 50 de membrane/sonde contre la surface antérieure de la protubérance 124. Par cet appui, le joint torique 132 est comprimé à l'intérieur de l'encoche 130, formant une interface étanche aux fluides entre l'orifice 66 formé

dans le chariot 50 de sonde à la membrane et la contre-

électrode tubulaire 150. Ensuite, le chariot 50 de membrane/sonde et le chariot d'électrode 60 peuvent être maintenus dans leur orientation d'assemblage convenable au moyen de vis à métaux 160 (représentées sur la Figure 7) qui sont insérées par leur filetage à travers des orifices alignés formés dans le chariot 50 de membrane et

de sonde et la protubérance 124 du chariot d'électrode 60.

Le joint de membrane 80 renfermant la membrane peut ensuite être inséré dans le porte-membrane 70 et le porte-membrane 70 peut être aligné avec la chambre de membrane 54. Par l'application d'une force de compression faible aux extrémités distales des pattes 78 du portoir

, le portoir 70 peut ensuite être poussé vers l'inté-

rieur, provoquant la formation d'un joint étanche aux fluides, formé par le joint de membrane, contre la face plane 68 de la chambre de membrane 54. Par relâchement de la force de compression sur la patte 78, l'application hermétique du joint contre la face plane 68 est maintenue

en raison de l'interaction entre les rebords 82 du porte-

membrane 70 et les encoches 86 formées sur les bords

* postérieurs du chariot 50 de membrane/sonde.

2614422-

Comme le montre le mieux la Figure 13, au moyen de cette structure particulière, l'extrémité convexe de l'élément rapporté 140 d'électrode s'appuie directement sur la surface interne de la membrane composite 110 et ' provoque ainsi une compression énergique de la membrane contre la face de l'élément rapporté 140 d'électrode et, vers l'intérieur, en direction du rebord concave 86 formé dans le porte-membrane 70, de sorte que la membrane

soit maintenue en tension modérée et que les extrémi-

tés distales de l'électrode détectrice 142 et de l'élec-

trode de référence 144 entrent en contact avec la membrane 110. Sous cette forme, le montage et le remplacement de la

membrane 110 peuvent être effectués rapidement et commodé-

ment par un personnel non qualifié sans perturber le

montage des électrodes à l'intérieur de la chambre de mem-

brane, par une simple manipulation du porte-membrane 70.

En outre, une voie interne d'écoulement est définie de l'orifice d'entrée 46 de la sonde 40 à travers l'intérieur de la sonde 40, à travers l'orifice 92, l'encoche 90 et l'orifice 94 du joint de membrane et à travers l'intérieur de la contre-électrode 150. On

voit que cette voie d'écoulement garantit la mise en con-

tact de la totalité du courant de fluide avec la surface externe de la membrane 110 et, de plus, que toutes les électrodes 142, 144 et 150 sont placées à l'intérieur de la voie d'écoulement, la contre-électrode 150 y étant directement exposée, tandis que l'électrode de travail 142

et l'électrode de référence 144 y sont placées par l'inter-

médiaire de leur interaction avec la membrane composite

110.

Structure de cellule de lavage En considérant plus particulièrement les Figures 12 et 13, on voit la structure de cellule de

lavage, désignée de façon générale par la référence 18.

Telle qu'elle est représentée, la cellule de lavage 18 comprend un coffret ou récipient de forme généralement rectangulaire portant une paire de creux 202 formés le long de ses bords latéraux qui sont dimensionnés de manière à recevoir de manière coulissante et ainsi d'être alignés avec,les rails de guidage 52,.dirigés vers le bas, du chariot 50 de la sonde à membrane. Une paire d'orifices rectangulaires de montage 204 est ménagée le long de la surface postérieure du coffret 200 de la cellule de lavage et y pénètre latéralement. Un orifice central 210 s'étend verticalement à travers toute la longueur du coffret 200 (représenté le mieux sur la Figure 13), orifice dont le diamètre est légèrement supérieur au diamètre de la sonde

, de sorte que la sonde peut être soumise à un déplace-

ment axial alternatif à travers celui-ci. La partie supé-

rieure de l'orifice central 210 comprend un orifice 212 de grand diamètre qui reçoit un joint torique 214, un élément

d'espacement 216 et un joint torique supplémentaire 218.

L'élément d'espacement 216 comprend un orifice axial 220 s'étendant à travers celui-ci, qui est dimensionné en outre de manière à avoir un diamètre légèrement supérieur au diamètre de la sonde 40 et qui comprend en outre un orifice 222 s'étendant radialement, qui passe à travers la

section de diamètre central réduit de l'élément d'espace-

ment 216 et à travers l'orifice axial 220. Les joints toriques 214 et 216 sont constitués de manière à avoir un diamètre interne légèrement inférieur au diamètre externe de la sonde 40, de sorte que les joints toriques forment un joint d'étanchéité dynamique étanche aux fluides lors du déplacement axial alternatif de la sonde à travers la cellule de

lavage 18.

Le joint torique 214, l'élément d'espacement 216 et le joint torique 218 sont insérés dans l'orifice de grand diamètre 212 et y sont retenus au moyen d'une plaque de blocage 226 qui est introduite de manière à coulisser

dans un orifice 228 de forme complémentaire, disposé laté-

ralement, ménagé à proximité immédiate de la surface supé-

rieure du coffret 200. On voit que, lorsque la plaque de blocage est insérée dans l'orifice 228, elle comprime axialement les joints toriques 214 et 218 contre l'élément d'espacement 216 et contre la paroi cylindrique de l'orifice de grand diamètre 212. La plaque de blocage 226 est en outre munie d'un orifice central 230 dimensionné de manière à avoir un diamètre légèrement supérieur au diamètre de-la sonde 40 et positionné de manière à être dans l'alignement axial de l'orifice central 210 passant à travers le boîtier 200 de la cellule de lavage. Trois orifices alignés axialement et espacés verticalement 240, 242 et 244 s'étendent latéralement à l'intérieur depuis la surface postérieure du coffret 200 de la cellule de lavage et dans l'orifice central 210 qui reçoit,à l'extrémité interne,les conduits respectifs de fluides 246, 248 et 250. L'extrémité la plus basse de l'orifice central 210 dans la région adjacente à la section interne de l'orifice 240 comprend en outre un orifice de forme tronconique 232 qui, comme cela est expliqué plus en détail ci-dessous, est conçu spécifiquement pour déloger ou chasser tout échantillon résiduel et toutes bulles d'air s'accumulant sur la sonde 40 au cours du déplacement alternatif de la sonde 40 à travers la cellule de lavage 18. Une plaque servant de couvercle inférieur 234 dans laquelle est ménagé un orifice central est fixée rigidement à l'extrémité inférieuredu coffret 200, recouvrant ainsi l'orifice de

forme tronconique 232.

Par cette construction de la cellule de lavage

18, trois zones ou régions distinctes, séparées verticale-

ment, sont ménagées sur la longueur de l'orifice central 210, la région la plus basse étant définie par l'orifice 240 et l'orifice de forme tronconique 232, la deuxième région ou région moyenne étant définie par l'orifice central 210 et l'orifice 242 et la troisième région ou région supérieure étant définie par la portion de petit diamètre de l'élément d'espacement 216 et par l'orifice 244. Comme cela est expliqué plus en détail ci-dessous, ces régions ou zones séparées de la cellule de lavage 18 sont utilisées pour permettre l'ascension sélective et séparée d'une solution aqueuse de tampon et d'une solution aqueuse d'étalonnage à l'intérieur de la sonde 40 et vers la membrane 110 ainsi que le nettoyage de la sonde 40,

avant le déplacement de la sonde entre les régions dis-

tinctes.

Comme le montre le mieux la Figure 13, la cellule de lavage est fixée au module analytique 33 à proximité immédiate de la surface antérieure 31 et est disposée verticalement en dessous de la structure de sonde, de membrane et d'électrode 14. A cet égard, la cellule de lavage 18 est montée sur le module 33 par interaction des orifices rectangulaires de montage 204 sur une paire de pattes de montage 260 (représentées sur la Figure 13) qui s'étendent latéralement à l'extérieur à partir de la surface antérieure 31 du module 33. Les pattes de montage 260 étant insérées dans les orifices de montage 204 et les rails de guidage 52 du chariot 50 de la membrane et de la sonde étant insérés dans les creux 202 de la cellule de lavage, l'orifice central 210 de la cellule de lavage 18 est aligné de manière coaxiale avec la sonde 40 de la structure de sonde, de membrane et

d'électrode 14.

Structure de réceptacle d'échantillon/porte-réceptacle La structure de réceptacle d'échantillon/ porte-réceptacle est le mieux illustrée sur la Figure 7 et comprend une structure de plateau de support 300 et un

réceptacle d'échantillon 302, tous deux étant de préféren-

ce formés d'une matière plastique telle que du ABS limpi-

de. La structure de plateau de support 300 est constituée

de manière à avoir une plaque de base 304 de forme géné-

ralement rectangulaire et un plateau 306, qui est formé d'un seul tenant avec la plaque de base et qui s'étend en direction perpendiculaire à partir de celle-ci. Un orifice de montage 308 est ménagé dans la partie inférieure de la plaque de base 304, orifice qui reçoit une attaçhe 310

passant à travers la surface antérieure 31 du module ana-

lytique 33 afin de fixer rigidement la plaque de base 304 au module 33. Le plateau 306 est muni d'une paire de voies 312 en forme de L qui sont dirigées verticalement vers le haut depuis le plateau 306 et sont dimensionnées de

manière à recevoir par coulissement une partie du récepta-

cle d'échantillon 302. Le réceptacle d'échantillon 302 possède une configuration généralement analogue à celle d'un tambour camprenant une partie basale cylindrique agrandie 320, dont le diamètre est égal ou légèrement inférieur à l'espace entre les voies en forme de L 312. Comme le montre le mieux la Figure 13, un orifice central 330 s'étend axialement vers le bas à l'intérieur du réceptacle d'échantillon 302. Un cylindre de diamètre inférieur 332 (indiqué par les lignes fictives sur la Figure 13) est placé en position coaxiale à l'intérieur de l'orifice 330 et est dimensionné de manière à avoir un diamètre légèrement supérieur au

diamètre de la sonde 40. L'extrémité supérieure de l'ori-

fice 332 se termine axialement au-dessous de l'extrémité supérieure de l'orifice 330 et comprend une surface inclinée. La profondeur de l'orifice 332 est de préférence

choisie de façon qu'elle contienne une quantité relative-

ment faible de fluide physiologique (environ 40 à 125 microlitres et, de préférence, 75 à 100 microlitres). On voit que, avec le plateau de support 300 fixé rigidement à la surface antérieure 31 du module analytique 33 et le réceptacle d'échantillon 302 introduit par coulissement dans les voies en forme de L 312, l'axe de l'orifice 332 est dans l'alignement de l'axe de la sonde 40, de sorte que la sonde peut être déplacée alternativement vers le

bas à l'intérieur de l'orifice 332.

Mécanisme de déplacement de sonde Le mécanisme de déplacement de sonde désigné

de manière générale par la référence 16 permet un dépla-

cement axial alternatif, c'est-à-dire un transport, de la structure de sonde, de membrane et d'électrode 14 tel que

l'extrémité inférieure de la sonde 40 soit placée sélecti-

vement et par intermittence dans le réceptacle d'échantil-

lon 302 et à.l'intérieur des régions séparées axialement de la cellule de lavage 18. Comme le montrent le mieux les Figures 2 et 4, le mécanisme d'entraînement de sonde 16 comprend un actionneur linéaire ou un moteur pas à pas 400 qui est monté sur un plateau de support 402 s'étendant vers l'intérieur à partir de la région supéro-interne de

la surface antérieure 31 du module analytique 33. L'ac-

tionneur ou moteur 400 sert à entraîner ou faire tourner sélectivement une vis de rappel 404 dans le sens des aiguilles d'une montre et en sens inverse des aiguilles d'une montre. La vis de rappel engage une barrette de raccordement filetée complémentaire 406 qui est introduite

par glissement dans une glissière de montage 408 s'éten-

dant latéralement, formée en position adjacente à la surface la plus haute du chariot d'électrode 60. Au cours de la rotation ou du mouvement de la vis de guidage 404 par le moteur 400, le chariot d'électrode 60 est déplacé alternativement verticalement vers ou à l'opposé de la plaque de montage 402, ce parcours alternatif étant guidé par un goujon de guidage 410 placé verticalement, fixé rigidement sur le module 33 et passant à travers une douille de guidage 412 fixée sur le chariot d'électrode 60. Dans la forme de réalisation actuellement appréciée, le moteur pas à pas 321 est constitué par un moteur pas à pas à quatre phases du type LP221P2, fabriqué par Airpax, qui est une division de North American Phillips Corporation; cependant, d'autres formes de réalisation appropriées, analogues ou voisines, sont envisagées' dans

la présente invention.

L'extrémité distale interne de la glissière de montage 408 est munie d'une fente rectangulaire 410 qui permet le montage d'un élément de signalisation. 412

s'étendant verticalement depuis le chariot d'électrode 60.

L'élément de signalisation 412 est muni d'un ou plusieurs orifices 414, dont l'espacement vertical est proportionnel à l'espacement vertical entre le réceptacle d'échantillon

302 et l'ensemble de régions à séparation axiale à l'inté-

rieur de la cellule de lavage 18. Un ou plusieurs détec-

teurs optiques classiques (représentés schématiquement sur la Figure 7) sont montés sur le module analytique 33, à proximité immédiate du plateau de support 402, détecteurs comprenant un émetteur optique 416 et un récepteur optique

418 disposés de part et d'autre de l'élément de signalisa-

tion 412. Comme il est bien connu, lorsque le récepteur optique 418 reçoit le faisceau optique provenant de l'émetteur optique 416 (comme lorsque le faisceau est

aligné avec l'un des orifices 414 sur l'élément de signa-

lisation 412), il apparaît un signal électrique de sortie qui indique la position axiale de la structure de sonde,

de membrane et d'électrode 14.

Système de pompage et d'aspiration Le système de pompage et d'aspiration (désigné de façon générale par la référence 22) est représenté le mieux sur les Figures 2, 4 et 13 et est constitué de manière générale d'un réservoir d'entreposage/de rejet de solution 500, d'une pompe 502, de plusieurs conduits flexibles 246, 248 et 252 qui vont respectivement.de la pompe 502 aux orifices 240 et 242 de la cellule de lavage 18 et de l'extrémité distale de la contre-électrode 150; et d'un conduit flexible 250 qui va directement depuis l'orifice 244 de la cellule de lavage 18 dans le réservoir 500. La pompe 502 représentée schématiquement sur les figures peut avantageusement être constituée par une pompe péristaltique à canaux multiples (de préférence à quatre canaux) qui est conçue de façon à exercer un vide ou une aspiration par les conduits 246 et 252, tout en présentant un déplacement de fluide bien défini.dans le conduit 250; cependant, il est possible d'utiliser en outre en remplacement des pompes et/ou des systèmes de

pompage analogues.

De préférence, le réservoir d'entreposage/de rejet de solution 500 comprend un élément clos à jeter après usage ayant une partie 510 servant de coffret de base et une partie 512 servant de coffret supérieur. A l'intérieur du réservoir 500 se trouve placée une paire de

sacs flexibles servant de réservoirs 516 et 518 (repré-

sentés par des lignes fictives sur la Figure 2) qui sont placés côte à côte et maintenus à l'intérieur des parties

de boZtiers 510 et 512. Le sac flexible servant de réser-

voir 516 est rempli d'une solution aqueuse d'étalonnage stabilisée contenant une concentration connue de la substance désirée à mesurer par l'électrode sur le module analytique 33, tandis que l'autre sac flexible servant de réservoir 518 est rempli d'une solution aqueuse similaire ayant une concentration connue différente de la substance intéressante dont la mesure est désirée sur le module, ou bien ne renfermant aucune quantité de ladite substance. De plus, cette solution, c'est-à-dire une solution aqueuse de tampon, peut contenir un ou plusieurs tampons et/ou

stabilisants tels qu'un tampon au phosphate et un stabili-

sant à l'azothydrure de sodium. Puisque, comme cela est expliqué plus en détail ci-dessous, la mise en oeuvre de la présente invention utilise une quantité notablement supérieure de la solution aqueuse de tampon, par rapport à la solution de réactif d'étalonnage, les dimensions du sac

flexible servant de réservoir 518 sont normalement nota-

blement supérieures aux dimensions du réservoir 516.

Une paire de conduits d'induction 530 et 532 est placée à l'intérieur des sacs flexibles servant de réservoirs respectifs 516 et 518 et montent à travers le couvercle 512 du réservoir d'entreposage/de rejet 500. Les conduits flexibles 534 et 536 sont fixés respectivement à l'extrémité supérieure des conduits 530 et 532. Le conduit 536 s'étend aux orifices d'admission de la pompe 502, de sorte que la solution aqueuse de tampon peut être fournie par la pompe 502 à la cellule de lavage 18 par le conduit 248. Le conduit 534 va directement au conduit 250 de la cellule de lavage 18 pour fournir la solution d'étalonnage à l'orifice 244 de la cellule de lavage. Le couvercle 512 du réservoir 500 est muni en outre d'un orifice d'entrée 540 qui passe à l'intérieur du réservoir 500. Un conduit flexible convenable 542 peut être fixé à une extrémité à l'orifice d'admission 540. et aller à la pompe 502 pour former un conduit d'évacuation commun pour deux canaux de la pompe 502 en effectuant une aspiration à travers le conduit 246 allant à la cellule

de lavage 18 et le conduit 252 allant à la contre-électro-

de 150. La partie de couvercle 512 du réservoir 500 peut comprendre en outre un orifice de détente 550 qui permet à

l'air présent à l'intérieur du réservoir 500 de s'échap-

per, tout en empêchant toute fuite de solution usée de

réactif du réservoir 500.

On voit que, par un actionnement sélectif de la pompe 502, une aspiration est effectuée à travers l'orifice le plus bas 240 de la cellule de lavage 18 et l'extrémité distale de la contre-électrode 150, tandis que

la solution aqueuse de tampon est introduite dans l'orifi-

ce médian 242 de la cellule de lavage 18. De plus, la solution d'étalonnage est amenée en continu, sans pompage, à l'orifice supérieur 244 de la cellule de lavage 18. Le fonctionnement sélectif de la pompe 502 est ajusté par le circuit électronique de traitement et de commande de l'analyseur 10 et le fonctionnement de la pompe est déclenché seulement lorsque la sonde est stationnaire, c'est-à-dire lorsque l'orifice d'entrée 46 de la sonde est

placé dans le réceptacle d'échantillon 302 ou bien à l'in--

térieur de l'une des régions séparées adjacentes aux

ouvertures 240, 242 et 244 de la cellule de lavage 18.

Dans ces conditions, suivant la position axiale de la sonde ou, plus précisément, de son orifice d'entrée 46,.le fonctionnement de la pompe 502 provoque l'introduction d'un échantillon de fluide physiologique présent dans le réceptacle d'échantillon 302, de solution aqueuse de tampon introduite dans la partie centrale de la cellule de

lavage 18 ou bien de solution aqueuse d'étalonnage intro-

duite à la partie supérieure de la cellule de lavage 18, à l'intérieur de la sonde 40 à travers la membrane 110 par l'intermédiaire de la contreélectrode 150 et le renvoi ultérieur par l'intermédiaire de l'orifice d'entrée 540 à l'intérieur du réservoir 500. On voit que, le système de pompage et d'aspiration de la présente invention étant un

système clos, lors de l'extraction de la solution d'éta-

lonnage et de la solution aqueuse de tampon des sacs flexibles servant de réservoirs respectifs 516 et 518, la

solution usée est renvoyée par l'intermédiaire de l'orifi-

ce d'entrée 540 à l'intérieur du réservoir 500.

Comme le montre mieux la Figure 2, l'ensem-

ble du réservoir 500 d'entreposage/rejet de solution est de préférence dimensionné de manière à être introduit dans une enveloppe 560 de forme complémentaire formée sur la

partie postérieure du poste de travail ou module analyti-

que 33 et peut en être rapidement enlevé afin d'être

éliminé dans un système d'élimination de résidus biologi-

ques et sanitaires lorsque cela est requis et, en outre,

peut être rapidement remplacé d'une manière analogue.

Membrane composite Bien que les membranes classiques de l'art antérieur portant des enzymes puissent être utilisées dans la présente demande, la présente invention comprend dans la forme de réalisation préférée une structure de membrane

composite nouvelle ayant une couche membranaire protectri-

ce permettant d'empêcher le passage des hématies, de substances en particules et cellulaires à travers celle-ci ainsi que d'ajuster la vitesse de diffusion dans la membrane de l'analyte ou de la substance intéressante que

l'on désire mesurer; une couche enzymatique active per-

mettant de transformer la substance intéressante dont on désire effectuer la mesure en une substance détectable, c'est-à-dire de préférence une substance détectable par polarographie; et une membrane limitante formée pour inhiber ou empêcher le passage de substances interférentes de bas

poids moléculaires à travers celle-ci et jusqu'au détec-

teur ou à l'électrode. L'homme de l'art verra que, bien que dans la forme de réalisation préférée une électrode soit utilisée comme élément de détection pour la membrane,

d'autres détecteurs tels que des thermistors, des détec-

teurs infrarouges, des photodétecteurs, etc., entrent dans le cadre de la présente invention. De plus, bien que dans la forme de réalisation préférée, la substance dont on

désire effectuer la mesure soit transformée par l'intermé-

diaire d'une réaction enzymatique en une substance détec-

table par polarographie ou bien détectable par ampéromé-

trie, d'autres substances détectables sont envisagées dans la présente invention et, aux fins de la présente demande, la définition de ces termes sera effectuée dans leur sens le plus large. De plus, on voit que, suivant la substance particulière dont on désire effectuer la mesure, la membrane comprenant une couche enzymatique active est modifiée pour renfermer un enzyme approprié qui transforme la substance désirée à mesurer en une substance détectable de manière convenable. A titre uniquement descriptif et en aucune manière limitatif, la construction de la membrane composite 110 de la présente invention est décrite par.

rapport à une couche enzymatique active utilisée pour le dosage du glucose dans le sang. Cependant, d'autres enzymes pour la mesure d'autres substances détectables par polarographie sont envisagés dans la présente invention, tels que ceux mentionnés dans le brevet des Etats-Unis

d'Amérique N 3 539 455.

En ce qui concerne la Figure 14, la membrane enzymatique composite 110 de la présente invention est représentée. Telle qu'elle est représentée, la membrane composite 110 est constituée de manière à présenter une couche membranaire limitante 600en position adjacente à

l'élément rapporté 140 de l'électrode, une couche mem-

branaire enzymatique active 602 et une couche membranaire protectrice 604. La couche membranaire protectrice 604 est placée sur la surface externe de la membrane 110 et, en conséquence, entre tout d'abord en contact avec le courant de fluide par l'intermédiaire de l'encoche 90 du joint de membrane, à savoir la solution aqueuse de tampon, la solution aqueuse d'étalonnage ou bien l'échantillon de

fluide physiologique.

En se référant particulièrement à la construc-

tion d'une membrane enzymatique destinée au glucose, la membrane limitante 600 est constituée d'une feuille mince de polyester ayant une épaisseur approximativement égale à micromètres. De préférence, la feuille de polyester présente des microperforations effectuées au moyen d'une technique classique utilisant la radiation gamma ou bien d'une autre technique destinée à cet. effet afin qu'elle possède une ouverture moyenne, c'est-à-dire un diamètre moyen des pores obtenus par perforation approximativement égal à 0,1 micromètre. Une solution d'acétate de cellulose est de préférence pulvérisée sur une face de la feuille de polyester, solution qui passe à travers les ouvertures présentes dans la feuille de polyester perforée et forme

26144 2

une couche mince ou un revêtement sur celle-ci. La couche membranaire enzymatique active 602 comprend une solution de glucoseoxydase/sérumalbumine bovine réticulée avec du glutaraldéhyde, qui est appliquée sous forme de billes et comprimée ultérieurement en un film mince sur la membrane

limitante 600. La glucose-oxydase est donc liée par cova-

lence à la sérumalbumine bovine, immobilisant ainsi la

glucose-oxydase et formant la couche enzymatique 602.

La couche membranaire protectrice 604 comprend de préférence une ou plusieurs feuilles ou couches minces de polycarbonate microperforé, ayant de préférence un diamètre moyen des pores compris approximativement dans

l'intervalle de 0,01 à 0,05 micromètre, qui sont appli-

quées sur la couche enzymatique active 602 et comprimées ultérieurement contre cette dernière pour former une structure de membrane composite ayant une épaisseur d'approximativement 0,038 mm. La Demanderesse a trouvé que, par l'utilisation de deux ou trois couches séparées de polycarbonate sur la couche membranaire protectrice, les différences des diamètres des pores du polycarbonate sont compensées, ayant pour résultat un diamètre moyen des

pores égal à 0,01 micromètre. Le rôle de cette stratifica-

tion multiple de la feuille de polycarbonate est illustré schématiquement sur la Figure 14A, sur laquelle deux feuilles perforées de polycarbonate 604a et 604b sont représentées. De la manière indiquée, la microperforation des feuilles 604a et 604b a normalement pour résultat plusieurs orifices 700 ayant un diamètre usuel de 0,01 à 0,05 micromètre. Cependant, la mfcroperforation provoque souvent en outre la présence de minuscules déchirures ou fissures 702 qui s'intercalent entre toutes les ouvertures 700. Ces fissures 702 affecteraient bien sûr notablement le diamètre moyen des pores obtenu par perforation, ainsi

que le fonctionnement de la couche membranaire 604.

Cependant, par formation de la couche protec-

trice 604 à partir de couches multiples 604a, 604b, etc.,

qui sont stratifiées les unes avec les autres, la possibi-

lité que les différentes fissures 702 coincident axiale-

ment les unes avec les autres sur les couches adjacentes 604a et 604b, etc., est pratiquement supprimée,.ayant ainsi pour résultat une couche membranaire protectrice composite 604 ayant un diamètre moyen des pores compris

dans l'intervalle de 0,01 à 0,05 micromètre et, de préfé-

rence, égal à 0,01 micromètre. Par le choix du diamètre moyen des pores des couches de polycarbonate 604a et 604b, etc., qui est avantageusement effectué en utilisant des

couches multiples de polycarbonate pour la membrane pro-

tectrice, la Demanderesse a trouvé que la vitesse de diffusion du glucose à travers la couche membranaire protectrice 604 et dans la couche enzymatique active 602 peut être ajustée pour garantir que la vitesse à laquelle le glucose est transformé en un composé détectable par polarographie, tel que l'eau oxygénée, à l'intérieur de la

couche enzymatique active, est linéairement proportion-

nelle à la concentration en glucose pendant le temps de

contact désiré de l'échantillon avec la membrane.

Lors du fonctionnement, lorsque du glucose est mis en contact avec la surface externe de la membrane

composite 110, sous forme d'un échantillon de fluide phy-

siologique ou bien sous forme d'une solution aqueuse d'étalonnage mise en contact avec cette membrane, la couche membranaire protectrice 604 sert à empêcher la couche enzymatique 602 de provoquer l'exfoliation de la structure membranaire composite et empêche le passage des hématies et d'autres substances en particules à travers celle-ci, tout en permettant une vitesse ajustée de

passage du glucose dans la couche enzymatique active 602.

A cet égard, par l'intermédiaire des paramètres fonction-

nels de la présente invention, la vitesse à laquelle le glucose passe à travers la couche membranaire protectrice

604 est ajustée par passage à travers l'ensemble des ori-

fices 700, ayant des diamètres de l'ordre du micromètre, pour parvenir à une relation linéairement proportionnelle

entre le signal engendré par l'électrode et la concentra-

tion en glucose. Lors de la diffusion du glucose dans la couche enzymatique active 602 à une vitesse ajustée ou

contrôlée, le glucose est transformé par la glucose-

oxydase en acide gluconique et en eau oxygénée qui passent à travers la couche membranaire enzymatique active 602 et dans la couche membranaire limitante 600. En raison de la construction de la membrane limitante 600, l'eau oxygénée est pratiquement libre de traverser celle-ci de manière à entrer en contact avec l'élément rapporté d'électrode 140, tandis que le passage à travers la couche membranaire limitante de substances interférentes de bas

poids moléculaires, telles que l'acétaminophène et/ou-

l'acide ascorbique, est inhibé. Comme on le sait, ces substances interférentes, telles que l'acétaminophène et l'acide ascorbique, pourraient avoir un effet néfaste sur

le signal engendré au niveau de l'électrode et, en consé-

quence, l'utilisation de la membrane limitante pour empêcher le passage de ces substances jusqu'à l'électrode est extrêmement souhaitable. A cet égard, la Demanderesse a trouvé que, par l'utilisation d'une couche membranaire limitante 600 dont la construction répond à la définition précitée, le passage de ces substances interférentes de

bas poids moléculaires est inhibé pendant un temps ap-

proximativement égal à trente secondes qui, conformément aux paramètres fonctionnels de la présente invention, est suffisant pour permettre une mesure et une détermination précises de la concentration en glucose dans la substance analysée. La manière d'effectuer ce passage au crible temporaire est illustrée schématiquement sur la Figure

14B. Suivant cette représentation, l'eau oxygénée engen-

drée au niveau de la couche enzymatique active 602, en même temps que des substances interférentes de bas poids moléculaires telles que l'acétaminophène et/ou l'acide ascorbique, migrent par diffusion à travers la membrane limitante 600. Cependant, l'eau oxygénée possède une vitesse de diffusion à travers le polyester perforé de la membrane limitante 600 plus grande que celle de l'acétaminophène et/ou de l'acide ascorbique. Dans ces conditions, pour des temps relativement courts, en raison de la différence de vitesses de diffusion entre l'eau oxygénée, l'acétaminophène et l'acide ascorbique à travers la couche 600, la membrane limitante 600 élimine ces substances interférentes et inhibe leur passage jusqu'à l'électrode. On notera que la vitesse de renouvellement, is c'est-à-dire la vitesse à laquelle la couche enzymatique

active 602 transforme le glucose en une substance détec-

table par polarographie, telle que l'eau oxygénée, est

fixe pour la construction particulière de la couche enzy-

matique active. Dans ces conditions, si la vitesse-à laquelle le glucose pénètre dans la couche membranaire enzymatique active 602 est supérieure à la vitesse de renouvellement de la couche enzymatique 602, la quantité d'eau oxygénée produite par la couche enzymatique n'est pas linéairement proportionnelle à la concentration en glucose existant au niveau de la membrane, c'est-à-dire que la couche enzymatique 602 est seulement capable de

transformer le glucose en eau oxygénée à la vitesse maxi-

male pour la couche enzymatique.

Eu égard à ces considérations, la pratique de l'art antérieur a consisté classiquement à diluer l'échantillon particuiier de fluide physiologique dont l'analyse était désirée pour s'assurer que la vitesse de renouvellement de la couche membranaire enzymatique active 602 n'est pas dépassée. A l'opposé des enseignements de l'art antérieur, la présente invention utilise spécifique- ment la couche membranaire protectrice 604 qui, par l'ajustement du diamètre des pores des microperforations 700 qui s'y trouvent, permet de maintenir la vitesse à laquelle le glucose passe à travers la couche membranaire protectrice 604 et dans la couche enzymatique active 602 en dessous de la vitesse de renouvellement de la couche enzymatique.

En outre, pour accroître les capacités d'ajus-

tement de la couche membranaire protectrice 604 pour la mesure du glucose, la présente invention concerne en outre l'utilisation d'une catalase immobilisée portée par la couche membranaire protectrice 604. De préférence, la catalase (désignée par la référence 650 sur la Figure 14) est immobilisée sur une couche de la couche membranaire protectrice multicouche 604 par l'utilisation du mode opératoire précédemment décrit, utilisant une solution de sérumalbumine bovine, et est placée entre les couches

adjacentes 604a et 604b de la couche membranaire protec-

trice multicouche 604.

La catalase 650 sert à transformer l'eau oxygénée en oxygène et en eau. L'oxygène produit par la réaction au moyen de la catalase est ainsi présent en abondance ou en excès au niveau de la couche membranaire enzymatique active 602 et peut être utilisé comme corps réactionnel par la réaction faisant intervenir la couche enzymatique active 602 pour garantir la transformation de la totalité du glucose en acide gluconique et en eau oxygenee. Dans ces conditions, l'oxygène en excès, c'est-à-dire le corps réactionnel formé par la catalase, est extrêmement utile dans l'analyse d'échantillons de

fluides physiologiques ayant des concentrations anormale-

ment élevées en glucose, ce qui entraînerait la réaction impliquant le glucose au-delà des teneurs acceptables auxquelles une quantité suffisante d'oxygène est présente au niveau de la couche enzymatique 602 pour la production d'un signal linéairement proportionnel à la concentration en glucose. A cet égard,. l'oxygène en excès amené au contact de la couche enzymatique 602 par l'intermédiaire dela réaction à la catalase permet de garantir.-que le

signal au niveau de l'électrode est linéairement propor-

tionnel à la concentration en glucose, sans qu'une dilu-

tion de l'échantillon de fluide physiologique soit néces-

saire. Fonctionnement de l'électrode

De la manière décrite précédemment, l'électro-

de de travail 142, l'électrode de référence 144 et la contre-électrode 150 sont toutes disposées dans le trajet du fluide destiné à la membrane et sont électriquement

interconnectées d'une manière classique pour former effec-

tivement une pile de Clark. A cet égard, les principes de

la pile de Clark et les techniques de mesures polarogra-

phiques/ampérométriques sont bien connus de l'homme de l'art. Dans son principe, lorsqu'une substance détectable par polarographie telle que l'eau oxygénée est produite

par la réaction enzymatique et met en contact une électro-

de de travail 142 et une électrode de référence 144, respectivement, (représentées sur la Figure 15), l'eau oxygénée dépolarise aisément l'anode polarographique, c'est-à-dire l'électrode de travail 142, et le flux de

courant à une tension donnée appliquée à travers l'élec-

trode de travail 142 et l'électrode de 'référence 144 est directement proportionnel à la concentration en eau oxygénée engendrée par la réaction chimique enzymatique à proximité immédiate de la membrane. Ainsi, par la mesure

du flux de courant entre l'électrode de travail et l'élec-

trode de référence 144, une détermination précise de la concentration en glucose de la solution analysée peut être obtenue. En outre, comme cela est classique pour une pile de Clark, une tension supplémentaire est appliquée entre l'électrode de référence 144 et la contre-électrode'150

pour éviter la dégradation du système.

Dans la forme de réalisation préférée, le circuit électronique classique utilisé pour l'application ' d'une tension à travers l'électrode de travail 142, l'électrode de référence 144 et la contre-électrode 150 est porté par la carte de circuit imprimé 152 placée à l'intérieur du chariot d'électrode 60. En outre, dans la forme de réalisation préférée, les signaux d'intensité de courant engendrés dans le circuit comprenant l'électrode de travail 142 et l'électrode de référence 144 sont

transformés en signaux de tension par des techniques clas-

siques bien connues, signaux de tension qui sont ensuite

amplifiés et traités par le circuit électronique de trai-

tement et de commande 24 du dispositif analyseur total.

Technique de mesure pseudo-cinétique/formation de pic Comme cela est connu de l'homme de l'art, les procédés classiques pour suivre une réaction enzymatique aux fins de détermination de la concentration d'une substance à mesurer, telle que le glucose, comprennent un procédé cinétique et un procédé au point final. Dans le procédé cinétique, la vitesse maximale à laquelle l'enzyme produit une substance détectable par polarographie, telle

que l'eau oxygénée, est utilisée ou corrélée à la concen-

tration en glucose à des fins de mesure. Plus simplement, lors de l'augmentation de la concentration d'une substance telle que le glucose, la vitesse de réponse de l'enzyme à cette substance provoque une transformation d'une quantité de molécules de glucose par unité de temps supérieure à celle qui aurait lieu à une concentration inférieure en glucose. Dans ces conditions, dans la mesure cinétique, la vitesse maximale de transformation enzymatique en eau

oxygénée est déterminée et utilisée à des fins de corréla-

tion des mesures. Cette technique de mesure cinétique de la vitesse maximale est extrêmement dépendante de la

26 1 4422

température et, en outre, nécessite un contrôle précis des signaux électriques engendrés à travers les électrodes de travail et de référence afin de reconnaître avec précision

l'intervalle de mesure cinétique de la vitesse maximale.

A l'opposé du procédé cinétique, le procédé au point final n'identifie pas la vitesse la plus grande de la réaction enzymatique mais, plutôt, permet à

la réaction enzymatique d'atteindre une vitesse de trans-

formation maximale finale par unité de temps. Bien que la vitesse maximale de réaction par le procédé au point final soit plus aisément déterminable ou identifiable, un intervalle de temps notable est nécessaire dans la plupart des cas pour parvenir à la valeur désirée de mesure au point final. De plus, cette technique de mesure au point final est extrêmement insuffisante en ce qui concerne le

temps de rétablissement, ce qui diminue ainsi ses possi-

bilités d'utilisation lorsqu'il est désiré d'effectuer des

mesures multiples successives en utilisant la même membra-

ne enzymatique.

Bien que la présente invention puisse utiliser le procédé cinétique ou le procédé au point final, la

présente invention s'attaque spécifiquement aux insuffi-

sances des techniques de mesure cinétique et au-point final de l'art antérieur en créant une technique nouvelle 25. de mesure pseudocinétique/formation de pic pour une réaction enzymatique. A cet égard, la Demanderesse définit précisément la nature chimique de la membrane composite et contrôle les temps de séjour des solutions aqueuses de tampon et d'étalonnage et de l'échantillon de fluide physiologique sur la membrane pour conduire la cinétique naturelle d'une réaction enzymatique et permettre une

identification rapide des résultats de mesure désirés.

Plus précisément, de la manière décrite précédemment, la couche membranaire composite 110 est

définie spécifiquement comme comprenant une couche membra-

naire protectrice 604 qui ajuste la vitesse à laquelle la -

substance dont la mesure est désirée, telle que le gluco-

se, passe dans la couche enzymatique active 602 et qui garantit également qu'une quantité suffisante d'oxygène est présente au niveau de la couche enzymatique active 602, de manière à parvenir à une vitesse linéaire de transformation de la concentration en glucose en eau oxygénée détectée à l'électrode. Cette vitesse linéaire de la réaction enzymatique étant garantie, le temps de séjour pendant lequel la solution aqueuse d'étalonnage renfermant du glucose et/ou l'échantillon de fluide physiologique renfermant du glucose est mis en contact avec la membrane est ajusté ou choisi avec précision. Cet ajustement est obtenu par la mise en contact déterminée de la -solution aqueuse de tampon ne renfermant pas de glucose avec la

membrane, ce qui entraîne une direction inverse de diffu-

sion du glucose à travers la couche enzymatique, qui est aisément identifiable par un signal de tension décroissant

engendré à travers les électrodes de travail et de réfé-

rence.

Une illustration graphique de la technique de mesure pseudocinétique/formation de pic de la présente invention est présentée sur la Figure 16, sur laquelle les valeurs de signaux de tension engendrées à travers les électrodes de travail et de détection sont représentées sur l'échelle verticale et le temps est représenté sur l'échelle horizontale du graphique. Initialement, la technique de mesure pseudocinétique/formation de pic comprend la mise en contact de la solution aqueuse de tampon, qui, de préférence, ne renferme pas de glucose, avec la membrane, une valeur de tension appelée R1 sur la Figure 16 étant obtenue. Pendant l'intervalle de temps delta T1, une quantité de solution aqueuse d'étalonnage est passée à travers l'intérieur de la sonde 40 et mise en

* contact avec la membrane 110, la valeur de tension engen-

drée à travers l'électrode de travail et l'électrode de référence augmentant, comme le montre la Figure 16. Au temps T2; une quantité supplémentaire de solution aqueuse de tampon (ne renfermant pas de glucose) est de nouveau passée à travers l'intérieur de la sonde 40 afin de la mettre en contact avec la membrane. Eu égard au temps de parcours requis pour le transport de la solution aqueuse de tampon à travers l'intérieur de la sonde 40 afin de la mettre en contact avec la membrane, pendant la période initiale d'écoulement de la solution de tampon, les valeurs de tension engendrées à travers l'électrode de travail et l'électrode de référence continuent à croître,

comme le montre la ligne en pointillé sur la Figure 16.

Lorsque la solution aqueuse de tampon atteint la membrane, la vitesse de diffusion du glucose à travers la couche enzymatique 602 de la membrane composite 110 ou bien, plus précisément, la direction de diffusion s'inverse, ayant

pour résultat une diminution des valeurs de tension engen-

drées à travers l'électrode de référence et l'électrode de

travail. Cette valeur du pic de tension créé artificiel-

lement est représentée par la référence R2 sur la Figure 16. L'écoulement de la solution aqueuse de tampon continue pendant un intervalle de temps appelé delta T2, la valeur

de tension diminuant vers la valeur de tension de R1.

Lorsque la valeur de tension avoisine la valeur R1, c'est-

à-dire est comprise entre des limites de tolérance déter-

minées choisies préalablement de la valeur de tension Ri, une lecture supplémentaire de valeur de tension R3 est effectuée. A ce temps désigné par la référence T3, une certaine quantité de l'échantillon de fluide physiologique dont la mesure est désirée est transportée à travers l'intérieur de la sonde 40, l'écoulement étant maintenu pendant l'intervalle de temps appelé delta T3. Comme le représente la Figure 16, les valeurs de tension engendrées à travers l'électrode augmentent ensuite. A la fin de l'intervalle de temps delta T3, c'est-à-dire au temps T4, une autre quantité de solution aqueuse de tampon est de nouveau passée à travers l'intérieur de la sonde 40, ce qui provoque de nouveau, lorsqu'elle atteint la membrane composite 110, une vitesse de diffusion inverse du glucose à travers la couche enzymatique 602, ayant pour résultat l'observation d'une valeur de pic de tension R4 au temps T5. Le contact continu de la solution aqueuse de tampon avec la membrane a pour résultat une diminution de la valeur de tension après le temps T5, comme le montre la

Figure 16.

On voit que, par l'observation des valeurs de tension Ri, R2, R3 et R4, et en sachant en outre que R2

représente une solution d'étalonnage renfermant une con-

centration connue en glucose, la concentration en glucose présente dans l'échantillon de fluide physiologique peut être déterminée par l'équation mathématique:

R4 - R3

R2 - R x constante = concentration en glucose dans

R2 - Ri l'échantillon de fluide physio-

logique dans laquelle la constante est la concentration connue en

glucose dans la solution aqueuse d'étalonnage.

On voit que, par la technique de mesure

pseudo-cinétique/formation de pic de la présente inven-

tion, les pics de tensions R2 et R4 sont créés artificiel-

lement par l'introduction sélective et mesurée dans le

temps de la solution aqueuse de tampon, qui a pour résul-

tat une direction inverse de diffusion à travers la mem-

brane, qui est en outre aisément détectable par le contrô-

le des valeurs de tension engendrées à travers les élec-

trodes de travail et de référence. En outre, il est seu-

lement nécessaire de commencer l'échantillonage des résul-

tats pour déterminer les valeurs des pics de tension créés R2 et R4 pendant un intervalle de temps relativement court entre le commencement des périodes d'introduction de la solution aqueuse de tampon, c'est-àdire delta T2 et delta T4, maintenant ainsi les.paramètres de mise en mémoire des

données et les paramètres de programmation à un minimum.

Finalement, en raison de la mise en contact avec la membrane de la solution aqueuse de tampon après celle de

l'échantillon de fluide physiologique, le temps de réta-

blissement de la membrane enzymatique afin de permettre

des. mesures répétées est notablement réduit.

Fonctionnement détaillé de l'électrode enzymatique

Après avoir défini la structure et les prin-

cipes de la présente invention, on peut maintenant décrire

le fonctionnement de l'électrode enzymatique en se réfé-

rant particulièrement au dosage du glucose dans un échan-

tillon de sang sur le dispositif analyseur médical 10. On sait que le fonctionnement du module ou poste de travail

analytique enzymatique 33 est contrôlé par le circuit-

électronique de traitement et de commande (non représenté) du dispositif analyseur médical 10, qui est décrit dans la demande de brevet en cours des Etats-Unis d'Amérique N 798 791. Le circuit électronique de traitement et de commande décrit dans ladite demande en cours comprend un programme préféré de fonctionnement enregistré dans le microprocesseur de ce circuit. En ce qui concerne plus précisément la présente invention, lorsque le module analytique enzymatique 33 de la présente invention est placé dans le dispositif analyseur médical 10, d'autres programmes de fonctionnement sont utilisés pour permettre la mise en séquence,par le microprocesseur du circuit

électronique de traitement et de commande, du fonctionne-

ment du mécanisme de commande de sonde 16, du système de pompage et d'aspiration 22, du circuit d'électrodes

présent sur la carte de circuit imprimé 152 et des impé-

ratifs de mise en mémoire et de traitement des données

concernant le module à électrode enzymatique de la présen-

te invention. Une description physique de la mise en sé-

quence des opérations des sous-systèmes est présentée ci-dessous et est représentée schématiquement en rapport

avec les mouvements de la sonde sur les Figures 17 à 21.

Lors du fonctionnement, la sonde 40.est norma-

lement maintenue dans une position "de repos", dans la-

quelle l'orifice d'entrée 46 en position adjacente à l'extrémité inférieure de la sonde 40 est placé dans la

région centrale de la cellule de lavage 18 en position-

adjacente de l'orifice 242 de la cellule de lavage 18, comme le représente la Figure 17. On voit que, dans cette position de repos, par une purge initiale du système ou un

fonctionnement préalable de celui-ci à des fins de mesu-

res, la voie d'écoulement sur la membrane de la sonde, définie par l'intérieur de la sonde 40, l'orifice 92, l'encoche 90 et l'orifice 94 du joint de membrane 80, et l'intérieur de la contre-électrode 150 contiennent une certaine quantité de la solution aqueuse de tampon. Cette quantité de solution aqueuse de tampon,qui ne renferme de préférence pas de glucose,sert à maintenir continuellement la membrane composite 110 dans un bain aqueux qui sert à débarrasser la membrane composite 110 de toute quantité

résiduelle de glucose.

Pour commencer un test ou mode opératoire de mesure désiré sur le module analytique enzymatique 33, un échantillon de fluide physiologique, tel que du sang, du sérum ou du plasma, doit être prélevé chez un patient

d'une manière classique et placé à l'intérieur du récep-

tacle d'échantillon 302. Puis le réceptacle d'échantillon 302 est placé sur le plateau de réceptacle d'échantillon

306 du module analytique 33, de manière à aligner axiale- ment l'intérieur du réceptacle d'échantillon 302 avec la sonde 40 du

module 33. L'actionnement du commutateur de "demande de test" 440 placé sur la partie antérieure supérieure du module 33, de la manière décrite dans la 26 1 44ck2 demande de brevet en cours des Etats-unis d'Amérique N 798 791, provoque l'identification par le circuit électronique de traitement et de commande du module à électrode enzymatique particulier 33 pour lequel un mode opératoire de test est désiré et facilite le fonctionne-

ment de ses sous-ensembles respectifs 14 à 22.

Initialement, le mécanisme d'entraînement de sonde 16 est actionné pour faire monter la sonde 40 à l'intérieur de la cellule de lavage 18, de sorte que l'orifice d'entrée 46 de la sonde 40 soit placé dans la région la plus haute de la cellule de lavage 18 (comme le représente la Figure 18), la solution aqueuse d'étalonnage introduite par le conduit 534 dans la région la plus haute de la cellule de lavage étant présentée à l'orifice d'entrée 46. On voit que l'emplacement de la sonde 40 à cette position est vérifié par l'interaction des systèmes

de détection optique 416 et 418 et de l'élément de signa-

lisation 412 du module 33. Placé dans cette position stationnaire, le système de pompage et d'aspiration 22 est actionné, provoquant, en raison de l'aspiration effectuée à l'extrémité interne de la contre-électrode 150, le transport d'une certaine quantité de solution aqueuse d'étalonnage qui, dans la forme de réalisation préférée,

consiste en une solution aqueuse renfermant une concen-

tration connue en glucose, à savoir la substance dont la mesure est désirée, vers le haut à travers l'orifice

d'entrée 46 de la sonde 40 et à travers la voie d'écoule-

ment vers la membrane, de manière à permettre la mise en contact avec la membrane composite 110. Dans la forme de réalisation actuellement préférée, cet écoulement de solution aqueuse d'étalonnage est induit pendant un temps

suffisant pour s'assurer que la solution aqueuse d'éta-

lonnage atteigne la membrane 110 et déplace la totalité de la solution aqueuse de tampon mise précédemment en contact avec la membrane, ce qui prend normalement trois à cinq secondes. Simultanément avec le transport de la solution aqueuse d'étalonnage à travers la sonde, le fonctionnement du systèpe de pompage et d'aspiration 22 provoque le pompage d'une certaine quantité de solution aqueuse de tampon à travers la région centrale de la cellule de lavage 18 et sa descente dans la région inférieure de la cellule de lavage 18, de laquelle elle est chassée par l'aspiration effectuée par l'orifice 232 et est renvoyée au réservoir 500 d'entreposage de solution usée. On voit que ce courant de solution aqueuse de tampon débarrasse soigneusement les régions centrale et inférieure de la

cellule de lavage de toute quantité résiduelle d'échan-

tillon de fluide physiologique, etc., s'accumulant dans les régions centrale et inférieure de la cellule de lavage 18. Ensuite, le fonctionnement du système de pompage et d'aspiration 22 est interrompu, ce qui permet l'incutation de la solution aqueuse d'étalonnage mise en contact avec

la membrane 110, ou son maintien en contact avec la mem-

brane 110, pendant un certain temps, comprenant normale-

ment une période supplémentaire de cinq à dix secondes.

Au cours de ce temps de contact, la valeur de tension engendrée à travers les électrodes de travail et de référence commence à croître de sa valeur R1 vers une valeur R2, comme le montre la Figure 16, et le mécanisme d'entraînement de la sonde est de nouveau actionné, provoquant le déplacement axial alternatif vers le bas de la sonde depuis la région la plus haute de la cellule de lavage 18 à la région centrale de la cellule de lavage 18, comme le montre la Figure 19, l'orifice d'entrée de la sonde 46 étant alors de nouveau placé dans la région centrale de la cellule de lavage 18, de manière à être en communication par écoulement avec la solution aqueuse de tampon introduite par l'orifice 242. On voit que, au cours du déplacement alternatif vers le bas de la sonde 40 dans la cellule de lavage 46, le passage de la solution aqueuse d'étalonnage depuis la région supérieure de la cellule de lavage à la région moyenne ou inférieure de la cellule de lavage est empêché par le joint d'étanchéité dynamique formé par le joint torique 214 contre l'extérieur de la sonde 40. A la fin de ce temps de séjour de la solution d'étalonnage sur la membrane 110, c'est-à-dire au temps T2 sur la Figure 16, le système de pompage et d'aspiration-22 est actionné à nouveau, provoquant le prélèvement d'une certaine quantité de solution aqueuse de tampon de la cellule de lavage 18 par l'orifice d'entrée 46 de la sonde et par la voie d'écoulement vers la membrane. Cet écoulement est maintenu pendant un temps suffisant pour balayer ou purger totalement la voie d'écoulement destinée à la membrane afin de la débarrasser de la totalité de la

solution d'étalonnage, la membrane 110 et toutes les élec-

trodes étant placées dans la solution aqueuse de tampon.

Simultanément avec le déclenchement de ce cycle de purge ou de balayage, le circuit électronique de traitement et de commande commence l'échantillonnage des valeurs de tension engendrées à travers les électrodes de travail et de référence et, lorsque le microprocesseur obtient cinq valeurs consécutives négatives ou décroissantes de tension provenant des électrodes, la valeur de tension juste avant

la première valeur des tensions décroissantes est emmaga-

sinée dans la mémoire du microprocesseur, représentant la

valeur du pic d'étalonnage R2 sur la Figure 16.

De la manière décrite précédemment, l'appari-

tion de la valeur décroissante de tension au cours de cet échantillonnage de résultats représente la direction inverse de diffusion du glucose à travers la membrane, de l'électrode à la solution aqueuse de tampon. Après un temps suffisant de séjour de la solution aqueuse de tampon sur la membrane 110, le système de pompage et d'aspiration 22 est interrompu et le mécanisme d'entraînement de la sonde 16 est actionné, provoquant le déplacement axial

alternatif vers le bas de la sonde 40 à travers l'extrémi-

té ouverte inférieure de la cellule de lavage 18 et dans le réceptacle d'échantillon 302, comme le montre la Figure

20.

Lorsque la valeur de tension engendrée à travers l'électrode de référence et l'électrode de travail tombe dans l'intervalle de tolérances spécifié de la valeur initiale de tension R1 de la solution de tampon sur la membrane 110, une lecture supplémentaire de tension R3

est effectuée, c'est-à-dire mise en mémoire, qui représen-

te la nouvelle ligne de base du signal de tension d'élec-

trode. A ce temps appelé T3 sur la Figure 16, le système de pompage et d'aspiration 22 est de nouveau actionné, provoquant l'entraînement vers le haut d'une certaine quantité de l'échantillon de fluide physiologique dont la

mesure est désirée, du réceptacle d'échantillon à l'inté-

rieur de l'orifice d'entrée 46 de la sonde 40 et dans la voie d'écoulement destinée à la membrane. L'écoulement de

l'échantillon de fluide physiologique à partir du récep-

tacle d'échantillon 302 est maintenu pendant un temps suffisant pour garantir que la totalité de la solution de tampon maintenue dans la voie d'écoulement destinée à la membrane est chassée du voisinage de la membrane composite 110 et que l'échantillon de sang est placé à l'intérieur de, c'est-à-dire occupe intégralement, la totalité de la voie d'écoulement destinée à la membrane. Normalement, ce temps est approximativement compris dans l'intervalle de trois à cinq secondes et, une fois ce temps écoulé, le système de pompage et d'aspiration 22 est interrompu, permettant l'incubation de l'échantillon de fluide physiologique sur la membrane 110. Au cours de l'entraînement vers le haut de l'échantillon de fluide physiologique à l'intérieur de la sonde, la solution aqueuse de tampon est simultanément pompée à travers les régions centrale et inférieure de la cellule de lavage 18 et éliminée par aspiration au niveau de l'orifice 240 et renvoyée dans le réservoir de solution usée. Au cours de ce temps d'incubation, qui est compris de préférence dans l'intervalle de cinq à dix secondes, le signal de tension engendré à travers les électrodes de travail et de détection commence à croitre, comme le montre la Figure 16, s'élevant vers la valeur R4, et le mécanisme d'entraînement de la sonde 16 est-de nouveau actionné, provoquant le déplacement axial alternatif vers le haut de la sonde 14 hors du réceptacle d'échantillon 20

et le retour de celle-ci à la position "de repos" repré-

sentée sur la Figure 21. Dans cette position "de repos", l'orifice d'entrée 46 de la sonde est de nouveau placé dans la partie centrale ou médiane de la cellule de lavage 18, de manière à être en communication par écoulement avec la solution aqueuse de tampon introduite au niveau de

l'orifice ou de l'ouverture 242.

Après un temps suffisant d'incubation de l'échantillon de fluide physiologique sur l'électrode 110, c'est-à-dire au temps T4 sur la Figure 16, le système de pompage et d'aspiration 22 est de nouveau temporairement actionné, provoquant le passage de la solution aqueuse de tampon à travers l'orifice d'entrée 46 de la sonde 40 et à travers la voie d'écoulement destinée à la membrane, de manière à en débarrasser la totalité de l'échantillon de fluide physiologique et à amener à nouveau de la solution

aqueuse de tampon en contact avec la membrane 110. Simul-

tanément avec le déclenchement de ce cycle de purge, des résultats de signaux de tension sont échantillonnés à partir des électrodes de travail et de référence par le microprocesseur. Eu égard au temps de passage requis pour que la solution aqueuse de tampon monte à travers la sonde de manière à être placée sur la membrane 110, au cours du cycle de balayage initial, la valeur de tension à travers les électrodes continue à croître jusqu'à parvenir à nouveau à une direction inverse de diffusion du glucose à travers la membrane. Lorsque cinq valeurs consécutives

décroissantes de tension sont reconnues par le micropro-

cesseur, la valeur de tension juste avant la première des valeurs décroissantes de tension, représentée par la référence R4 sur la Figure 16, est mise en mémoire. Par un contact continu de la solution de tampon sur la membrane, lorsqu'une valeur supplémentaire de la ligne de base correspondant à la référence R5 est obtenue pour la valeur de tension à travers les électrodes, il est possible de déclencher une répétition du cycle décrit précédemment

pour un nouvel échantillon de fluide physiologique.

Une fois obtenue et mise en mémoire la valeur R4, le logiciel du système provoque le déclenchement par le microprocesseur des fonctions de calcul dans lesquelles les valeurs de Ri, R2, R3 et R4, ainsi que la constante de concentration particulière en glucose de la solution aqueuse d'étalonnage utilisée dans le test, sont traitées de la manière décrite précédemment pour en déduire une valeur résultante de concentration en glucose pour l'échantillon de fluide physiologique analysé dans la séquence d'essai, valeur résultante qui est émise sur le

dispositif d'affichage du dispositif analyseur médical 10.

On voit que, en raison de l'écoulement inter-

mittent de solution aqueuse de tampon à travers les régions centrale et inférieurede la cellule de lavage, la région inférieure de la cellule de lavage sert à chasser ou éliminer toute portion résiduelle de l'échantillon de fluide physiologique de l'extrémité de la sonde 40. De plus, en raison de la configuration de forme tronconique de l'ouverture inférieure de la cellule de lavage 18, toutes les bulles d'air piégées à l'extérieur de la sonde en sont séparées ou éliminées et leur passage dans la portion centrale ou médiane de la cellule de lavage 18 est

empêché. En outre, en raison de l'orifice de forme tronco-

nique, cette élimination des bulles d'air et du fluide physiologique résiduel est effectuée sans perturber le ménisque de fluide existant à l'orifice d'entrée 46 de la

sonde 40.

On voit d'après la description ci-dessus que

la présente invention propose une détermination automa-

tique de la concentration d'une substance détectable par polarographie, présente dans un échantillon de fluide physiologique, d'une manière efficace et rapide. De plus, il faut noter que ces mesures précises sont effectuées sans l'utilisation de systèmes thermostatiques compliqués d'ajustement de la température et, de plus, sans qu'il

soit nécessaire de diluer l'échantillon de fluide physio-

logique. Cela est rendu possible par la manipulation rapide et simple de la sonde entre la cellule de lavage et un échantillon de fluide physiologique inconnu par un

mouvement axial vertical simple qui permet aux échantil-

lonnages de résultats concernant les solutions aqueuses et

le fluide physiologique d'être effectués dans des inter-

valles de temps relativement étroits. En outre, en raison de l'inertie thermique relativement importante de la sonde

comparativement au volume extrêmement faible d'échan-

tillon de fluide physiologique, et la sonde 40 étant normalement placée dans la position "de repos" dans la solution aqueuse de tampon présente dans la cellule de lavage à température ambiante, par immersion rapide dans le réceptacle d'échantillon, la sonde permet d'égaliser immédiatement la température de l'échantillon de fluide physiologique à la température de la sonde, température qui est pratiquement égale à la température de la solution

aqueuse de tampon et/ou de la solution aqueuse d'étalonna-

ge présentes dans la cellule de lavage. La température de la solution aqueuse d'étalonnage et de la solution aqueuse de tampon dans la cellule de lavage étant égale à la température de l'échantillon de fluide physiologique

lorsque la sonde est immergée rapidement dans l'échantil-

lon, les imprécisions provoquées par les différences de température entre ces solutions aqueuses et l'échantillon

sont supprimées.

En outre, bien que, à titre explicatif, l'électrode ensymatique et le module analytique ensymatique particuliers révélés dans le présent mémoire aient été décrits pour l'obtention de dosages'de

glucose, le remplacement d'une couche enzymatique appro-

priée dans la structure de membrane enzymatique composite, ainsi que le remplacement des solutions appropriées de tampon et d'étalonnage prévues à cet effet, permettent l'utilisation de la présente invention pour déterminer la concentration d'autres substances détectables dans le sang complet, telles que la créatinine, les triglycérides, le cholestérol, l'acide ascorbique, les acides aminés, le lactose, le galactose et d'autres substances, toutes ces substances entrant expressément dans le cadre de la

présente invention.

Il va de soi que la présente invention n'a été décrite qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif,

et que de nombreuses modifications peuvent y être appor-

tées sans sortir de son cadre.

Claims (34)

REVENDICATIONS

1. Electrode enzymatique, caractérisée en ce qu'elle comprend: une chambre de membrane; une membrane (110) portant un enzyme, placée à l'intérieur de ladite chambre; une électrode disposée de manière à être en contact avec ladite membrane sur une des faces de cette dernière et à engendrer un signal en réponse à la présence d'une réaction enzymatique se produisant au hiveau de ladite membrane;

une sonde (40) en communication par écou-

lement avec ladite chambre de membrane, afin de permettre

le transport de fluides à travers ladite chambre de mem-

brane; une cellule de lavage (18) constituée de manière à permettre l'entreposage de manière séparée d'une première et d'une seconde solution aqueuse;

un réceptacle d'échantillon (302), -dimen-

sionné de manière à y permettre l'entreposage d'une certaine quantité d'un échantillon de fluide; des moyens pour permettre le déplacement sélectif alternatif de la sonde (40) entre la cellule de lavage (18) et le réceptacle d'échantillon (302); et des moyens pour permettre le transfert intermittent desdites première et seconde solutions aqueuses et dudit échantillon de fluide à travers la sonde (40) et la chambre de membrane lorsque ladite sonde est placée dans la cellule de lavage (18) et le réceptacle

d'échantillon (302).

2. Electrode enzymatique suivant la revendi-

cation 1, caractérisée en ce que la chambre de membrane et

l'électrode sont portées par un chariot adapté au déplace-

ment alternatif avec la sonde (40) au cours du mouvement alternatif de ladite sonde entre la cellule de lavage (18)

et le réceptacle d'échantillon (302).

3. Electrode enzymatique suivant la revendi-

cation 2, caractérisée en ce qu'elle comprend un élément

rapporté d'électrode (140) monté sur le chariot.

5.

4. Electrode enzymatique suivant la revendi-

cation 3, caractérisée en ce que l'élément rapporté d'électrode (140) comprend une électrode de travail (142)

et une électrode de référence (144).

5. Electrode enzymatique suivant la revendi-

cation 4, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une carte de circuit imprimé (152) placée dans le chariot, adaptée à l'introduction par friction d'une partie de

l'électrode de travail (142) et de l'électrode de réfé-

rence (144) afin de former une interface électrique entre

lesdites électrodes de travail et de référence.

6. Electrode enzymatique suivant la revendi-

cation 5, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une contreélectrode (150) portée par le chariot, ladite contre-électrode formant un orifice de sortie de fluide pour la chambre de membrane et passant à travers la carte de circuit imprimé (152) afin de former une interface

électrique avec l'électrode de travail (142) et l'électro-

de de référence (144).

7. Electrode enzymatique suivant la revendi-

cation 1, caractérisée en ce que la cellule de lavage est

placée verticalement à un endroit situé entre le récepta-

cle d'échantillon (302) et le chariot de membrane.

8. Electrode enzymatique suivant la revendi-

cation 7, caractérisée en ce que la cellule de lavage (18) comprend un orifice dimensionné de manière à permettre à travers ce dernier le déplacement alternatif de la sonde (40), ledit orifice étant divisé en plusieurs régions

séparées axialement.

9. Electrode enzymatique suivant la revendi-

cation 8, caractérisée en ce qu'une première région

26 1 4422

faisant partie de plusieurs régions séparées axialement.

permet l'entreposage de la première solution aqueuse et une seconde région dudit- ensemble de régions séparées axialement permet l'entreposage de la seconde solution aqueuse.

10. Electrode enzymatique suivant la revendi-

cation 9, caractérisée en ce qu'une troisième région faisant partie de plusieurs régions séparées axialement comprend des moyens destinés à permettre une aspiration

par la sonde (40).

11. Electrode enzymatique suivant la revendi-

cation 10, caractérisée en ce que la troisième région faisant partie de plusieurs régions séparées axialement

présente une configuration de forme tronconique.

12. Electrode enzymatique suivant la revendi-

cation 11, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens pour détecter la position axiale de la sonde (40) dans la cellule de lavage (18) et le réceptacle

d'échantillon (302).

13. Electrode enzymatique suivant la revendi-

cation 12, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un porte-membrane, dimensionné de manière à y recevoir la membrane (110) et à monter de manière amovible ladite

membrane dans la chambre de membrane.

14. Electrode enzymatique suivant la revendi-

cation 1, caractérisée en ce que la membrane portant un enzyme comprend:

une première couche membranaire renfer-

mant un enzyme actif stabilisé destiné à transformer une

substance désirée intéressante en une substance détecta-

ble; une deuxième couche membranaire placée d'un côté de ladite première couche membranaire formée de

manière à empêcher le passage à travers celle-ci de subs-

tances qui interfèrent avec la mesure de ladite substance

détectable; et

une troisième couche membranaire placée sur le côté opposé de ladite première couche membranaire afin d'ajuster la vitesse de diffusion de la substance désirée intéressante dans la première couche membranaire et produire un corps réactionnel utilisé par ledit enzyme actif stabilisé dans la transformation de la substance

désirée intéressante en la substance détectable.

15. Electrode enzymatique suivant la revendi-

cation 14, caractérisée en ce que la troisième couche membranaire comprend une couche microperforée de matière

sous forme de feuille.

16. Electrode enzymatique composite suivant la revendication 15, caractérisée en ce que la troisième

couche membranaire comprend plusieurs couches microperfo-

rées de matière sous forme de feuille.

17. Electrode enzymatique composite suivant la revendication 16, caractérisée en ce que l'ensemble de couches microperforées de matière sous forme de feuille

porte à sa surface une catalase.

18. Membrane enzymatique composite destinée à être utilisée dans un détecteur de mesure, caractérisée en ce qu'elle comprend:

une première couche membranaire compre-

nant un enzyme actif stabilisé destiné à engendrer une substance mesurable au niveau d'un détecteur en réponse à une réaction enzymatique d'un analyte; et une deuxième couche membranaire placée

d'un côté de ladite première couche membranaire, consti-

tuée de manière à permettre l'ajustement de la vitesse de

transport d'un analyte dans ladite première couche membra-

naire pour linéariser le signal engendré par le détecteur, ladite deuxième couche membranaire comprenant des moyens pour engendrer un corps réactionnel utilisé par l'enzyme

actif stabilisé dans la réaction enzymatique de l'analyte.

19. Membrane enzymatique composite suivant la revendication 18, caractérisée en ce que la deuxième couche membranaire comprend une couche microperforée de

matière sous forme de feuille.

20. Membrane enzymatique composite.suivant la revendication 19, caractérisée en ce que la deuxième

couche membranaire comprend un ensemble de couches micro-

perforées d'une matière sous forme de feuille.

21. Membrane enzymatique composite suivant la revendication 19, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une troisième couche membranaire placée d'un côté de la première couche membranaire, destinée à inhiber le passage à travers celle-ci de substances qui interfèrent avec la mesure de la substance pouvant être mesurée au

niveau du détecteur.

22. Procédé de détermination de la concentra-

tion d'une substance désirée dans un fluide par l'utilisa-

tion d'un appareil comprenant une-membrane enzymatique et un détecteur, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant: à engendrer un premier signal au niveau

d'un détecteur en réponse à la mise en contact d'une solu-

tion aqueuse de tampon avec une membrane enzymatique en position adjacente audit détecteur; 25. à engendrer un deuxième signal au niveau du détecteur en réponse à la mise en contact et au temps de séjour déterminé-d'une solution aqueuse d'étalonnage de concentration connue avec ladite membrane enzymatique; à engendrer un troisième signal au niveau du détecteur en réponse à la remise en contact de ladite

solution aqueuse de tampon avec ladite membrane enzymati-

que; à engendrer un quatrième signal au niveau du détecteur en réponse à la mise en contact et au temps de séjour déterminé d'un échantillon de fluide inconnu avec ladite membrane enzymatique; et

à traiter les premier, deuxième, troisiè-

me et quatrième signaux pour en déduire une valeur résul-

tante de concentration de la substance désirée intéressan-

te dans ledit échantillon de fluide inconnu.

23. Procédé suivant la revendication 22,

caractérisé en ce qu'il comprend les étapes supplémentai-

res consistant à ajuster la vitesse de diffusion de la solution aqueuse d'étalonnage et de l'échantillon de

fluide inconnu dans l'électrode enzymatique.

24. Procédé suivant la revendication 23, caractérisé en ce que l'étape d'ajustement consiste à limiter la vitesse de diffusion de la solution aqueuse d'étalonnage et de l'échantillon de fluide inconnu au

niveau de l'électrode enzymatique.

25. Procédé suivant la revendication 23, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape supplémentaire consistant à produire au niveau de la membrane enzymatique

un corps réactionnel utilisé par ladite membrane.

26. Procédé pour mesurer la concentration d'une substance présente dans un échantillon de fluide par l'utilisation d'une électrode à membrane enzymatique, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant: à introduire un échantillon de fluide

dont la mesure est désirée dans un réceptacle d'échantil-

lon; à placer une sonde dans une première position axiale à l'intérieur d'une cellule de lavage pour mettre en contact une première solution aqueuse avec une membrane enzymatique afin d'engendrer un premier signal d'électrode; à transporter ladite sonde à une deuxième position axiale à l'intérieur de ladite cellule de lavage pour mettre en contact une deuxième solution aqueuse

d'étalonnage avec ladite membrane enzymatique afin d'en-

gendrer un deuxième signal d'électrode; à retransporter ladite sonde à ladite première position axiale à l'intérieur de ladite cellule

de lavage pour remettre en contact ladite première solu-

tion aqueuse avec ladite membrane enzymatique afin d'en- gendrer un troisième signal d'électrode; à transporter ladite sonde à travers

ladite cellule de lavage et dans ledit réceptacle d'échan-

tillon pour mettre en contact ledit échantillon de fluide avec ladite membrane enzymatique afin d'engehdrer un quatrième signal d'électrode; et à traiter lesdits signaux d'électrode pour en déduire une concentration de la substance présente

dans ledit échantillon de fluide.

27. Procédé suivant la revendication 26,.

caractérisé en ce qu'il comprend, au cours de l'étape de transport de la sonde à travers la cellule de lavage et dans le réceptacle d'échantillon, l'étape supplémentaire consistant à sécher ladite sonde à une troisième position

axiale à l'intérieur de la cellule de lavage.

28. Procédé suivant la revendication 26,

caractérisé en ce qu'il comprend, avant l'étape de traite-

ment, l'étape supplémentaire consistant à retransporter la sonde du réceptacle d'échantillon à la première position

axiale à l'intérieur de la cellule de lavage.

29. Procédé suivant la revendication 28, caractérisé en ce qu'il comprend, au cours de l'étape de retransport de la sonde du réceptacle d'échantillon à la première position axiale à l'intérieur dudit réceptacle

d'échantillon, l'étape supplémentaire consistant à'élimi-

ner toutes les bulles d'air s'accumulant sur la sonde à une troisième position axiale à l'intérieur de ladite

cellule de lavage.

30. Cellule de lavage destinée à une sonde à

électrode enzymatique, caractérisée en ce qu'elle com-

prend: un récipient comprenant un orifice passant à travers celui-ci, dimensionné de manière à y permettre le mouvement axial alternatif d'une sonde; des moyens placés dans ledit récipient pour permettre la séparatidn axiale dudit récipient en au moins deux chambres distinctes, chacune constituée de manière à maintenir une première et une deuxième solutions aqueuses; et des moyens placés à l'intérieur dudit récipient et autour dudit orifice pour former un joint

statique d'étanchéité entre au moins lesdites deux chambres dis-

tinctes et un joint dynamique d'étanchéité entre ladite

sonde et ledit récipient au cours du déplacement alterna-

tif de la sonde à travers le récipient.

31. Cellule de lavage suivant la revendica-

tion 30, caractérisée en ce que les moyens constituant un joint d'étanchéité comprennent un élément d'espacement

placé dans ledit orifice au niveau de la chambre supérieu-

re d'au moins lesdites deux chambres ayant une paire de joints

toriques disposés à leurs extrémités opposées.

32. Cellule de lavage suivant la revendica-

tion 31, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une plaque de blocage pouvant être insérée à l'intérieur dudit récipient à une position axiale afin de s'appuyer sur l'un

des deux joints toriques et d'exercer une force de com-

pression contre ce dernier.

33. Cellule de lavage suivant la revendica-

tion 32, caractérisée en ce que les moyens placés à l'intérieur dudit récipient permettent une séparation

axiale dudit récipient en trois chambres distinctes.

34. Cellule de lavage suivant la revendica-

tion 33, caractérisée en ce que la troisième chambre

distincte est disposée axialement en-dessous desdites pre-

mière et deuxième chambres et est constituée de manière à permettre une aspiration à l'intérieur de la troisième

chambre pour le nettoyage de la sonde au cours de son dé-

placement alternatif à travers cette dernière.