FR2790686A1 - ANALYSIS CARD WHICH FILLING IS ASSOCIATED WITH AT LEAST ONE BUFFER VOLUME - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne une carte d'analyse (1) comportant au moins :- une ouverture pour l'introduction d'un échantillon fluidique dans la carte (1),- un compartiment d'arrivée (3) qui peut recevoir, directement ou indirectement, tout ou partie de l'échantillon introduit, et- un canal primaire d'amenée dudit échantillon de l'ouverture d'introduction vers le compartiment d'arrivée (3) (transfert direct), ou d'un compartiment intermédiaire vers ledit compartiment d'arrivée (3) (transfert indirect).Elle consiste dans le fait que chaque compartiment intermédiaire ou d'arrivée (3) est relié à un volume tampon (5), situé au sein de la carte (1), dont la disposition et la configuration empêchent le remplissage par l'échantillon introduit. L'invention trouve une application préférentielle dans le domaine de la micro-fluidique appliquée à la biologie.The present invention relates to an analysis card (1) comprising at least: - an opening for the introduction of a fluid sample into the card (1), - an inlet compartment (3) which can receive, directly or indirectly, all or part of the sample introduced, and - a primary channel for supplying said sample from the introduction opening to the inlet compartment (3) (direct transfer), or from an intermediate compartment to said arrival compartment (3) (indirect transfer). It consists in the fact that each intermediate or arrival compartment (3) is connected to a buffer volume (5), located within the card (1), whose arrangement and configuration prevent filling by the introduced sample. The invention finds a preferential application in the field of microfluidics applied to biology.
Description
DESCRIPTIONDESCRIPTION
La présente invention concerne une carte d'analyse comportant au moins une ouverture pour l'introduction d'un échantillon fluidique dans la carte, un compartiment d'arrivée qui peut recevoir, directement ou indirectement, tout ou partie de l'échantillon introduit, et un canal primaire d'amenée dudit échantillon de l'ouverture d'introduction vers le compartiment d'arrivée (transfert direct), ou d'un compartiment intermédiaire vers ledit compartiment d'arrivée (transfert indirect). L'invention concerne plus particulièrement des moyens permettant d'améliorer le remplissage de chaque compartiment. The present invention relates to an analysis card comprising at least one opening for the introduction of a fluidic sample into the card, an inlet compartment which can receive, directly or indirectly, all or part of the sample introduced, and a primary channel for supplying said sample from the introduction opening to the arrival compartment (direct transfer), or from an intermediate compartment to said arrival compartment (indirect transfer). The invention relates more particularly to means for improving the filling of each compartment.
L'état de la technique est constitué par les brevets US-A-5,746,980, USA- The state of the art consists of patents US-A-5,746,980, USA-
,766,553 et US-A-5,843,380, délivrés à la demanderesse. Ces documents divulguent une amélioration pour les cartes d'analyse. Ainsi, les compartiments d'analyse de cette carte, sont associés à un piège à bulles, qui est constitué par un petit récipient relié au , 766,553 and US-A-5,843,380, issued to the plaintiff. These documents disclose an improvement for analysis cards. Thus, the analysis compartments of this card are associated with a bubble trap, which consists of a small container connected to the
compartiment par un canal.compartment by a channel.
Toutefois, ce piège à bulles est d'un volume très inférieur au volume du compartiment auquel il est associé. Le piège n'a donc pas pour rôle de faciliter le remplissage dudit compartiment, mais d'éviter la présence de bulles dans le puits du compartiment pour faciliter la lecture optique en cours d'analyse. De plus, les analytes présents dans les bulles qui viennent exploser dans ledit piège ne seront pas utilisés dans la réaction devant être réalisée dans ce compartiment, ce qui peut nuire à la However, this bubble trap is of a volume much less than the volume of the compartment with which it is associated. The trap therefore does not have the role of facilitating the filling of said compartment, but of avoiding the presence of bubbles in the well of the compartment to facilitate optical reading during analysis. In addition, the analytes present in the bubbles which explode in said trap will not be used in the reaction to be carried out in this compartment, which can harm the
précision de l'analyse.analysis accuracy.
Conformément à la présente invention, au moins un des compartiments est associé à un récipient, qui n'est pas un piège à bulles, puisqu'il ne doit pas contenir de liquide. Par contre il augmente le volume total dudit compartiment et facilite ainsi son remplissage. Bien entendu il est tout à fait possible d'incorporer entre le compartiment According to the present invention, at least one of the compartments is associated with a container, which is not a bubble trap, since it must not contain liquid. By cons it increases the total volume of said compartment and thus facilitates its filling. Of course it is quite possible to incorporate between the compartment
et le récipient, un piège à bulles tel que défini ci-dessus. and the container, a bubble trap as defined above.
A cet effet, la présente invention concerne une carte d'analyse comportant au moins: - une ouverture pour l'introduction d'un échantillon fluidique dans la carte, - un compartiment d'arrivée qui peut recevoir, directement ou indirectement, tout ou partie de l'échantillon introduit, et - un canal primaire d'amenée dudit échantillon de l'ouverture d'introduction vers le compartiment d'arrivée (transfert direct), ou d'un compartiment intermédiaire vers ledit compartiment d'arrivée (transfert indirect), caractérisée par le fait que chaque compartiment intermédiaire ou d'arrivée est relié à un volume tampon, situé au sein de la carte, dont la disposition et la configuration To this end, the present invention relates to an analysis card comprising at least: - an opening for the introduction of a fluid sample into the card, - an inlet compartment which can receive, directly or indirectly, all or part of the sample introduced, and - a primary channel for bringing said sample from the introduction opening to the arrival compartment (direct transfer), or from an intermediate compartment to said arrival compartment (indirect transfer) , characterized in that each intermediate or arrival compartment is connected to a buffer volume, located within the card, the arrangement and configuration of which
empêchent le remplissage par l'échantillon introduit. prevent filling with the introduced sample.
Préférentiellement, un canal est présent entre le compartiment et le volume tampon. Selon une variante de réalisation, la carte est positionnée verticalement ou de façon inclinée lors de son utilisation, et donc lors du transfert de l'échantillon fluidique, et le point d'intersection entre le compartiment et le canal est positionné en partie Preferably, a channel is present between the compartment and the buffer volume. According to an alternative embodiment, the card is positioned vertically or inclined during its use, and therefore during the transfer of the fluid sample, and the point of intersection between the compartment and the channel is positioned in part
supérieure, et préférentiellement au niveau le plus haut, de ce compartiment. upper, and preferably at the highest level, of this compartment.
Selon une autre variante de réalisation complémentaire, cette carte est positionnée verticalement lors de son utilisation, et donc lors du transfert de l'échantillon fluidique, et le point d'intersection entre le volume tampon et le canal est positionné en partie supérieure, et préférentiellement au niveau le plus haut, de ce According to another additional variant embodiment, this card is positioned vertically during its use, and therefore during the transfer of the fluid sample, and the point of intersection between the buffer volume and the channel is positioned in the upper part, and preferably at the highest level, of this
volume tampon.buffer volume.
Dans le cas o la carte est de forme sensiblement plate, qui comporte deux faces opposées sensiblement parallèles, le compartiment est situé sur une face de la carte et que le volume tampon est situé sur la face opposée, ledit compartiment et ledit volume In the case where the card is of substantially flat shape, which has two opposite faces which are substantially parallel, the compartment is located on one face of the card and the buffer volume is located on the opposite face, said compartment and said volume
tampon étant reliés l'un à l'autre par un canal traversant. buffer being connected to each other by a through channel.
Dans un mode particulier de réalisation, la contenance du compartiment et la In a particular embodiment, the capacity of the compartment and the
contenance du volume tampon sont sensiblement identiques. capacity of the buffer volume are substantially identical.
Selon une autre variante de réalisation, un appareil, permettant de casser les bulles que l'échantillon fluidique pourrait créer, est présent au niveau du ou remplace le canal. Un tel appareil est déjà bien décrit dans l'état de la technique développé auparavant, mais également dans deux demandes de brevet déposées par la demanderesse le même jour que la présente invention et intitulée pour le premier: <<Dispositif et procédé de positionnement d'un liquide ", et pour le second: <" Dispositif de pompage permettant de transférer au moins un fluide dans un According to another alternative embodiment, an apparatus, making it possible to break the bubbles that the fluid sample could create, is present at the level of or replaces the channel. Such an apparatus is already well described in the prior art developed previously, but also in two patent applications filed by the applicant on the same day as the present invention and entitled for the first: << Device and method for positioning of a liquid ", and for the second: <" Pumping device making it possible to transfer at least one fluid in a
consommable ".consumable ".
D'ailleurs le volume tampon peut être un élément très important dans le dispositif de pompage selon la seconde demande de brevet ci-dessus exposée. Ainsi lorsque l'on appuie sur le film flexible pour comprimer le volume d'un des compartiments, il est possible également de comprimer simultanément le volume tampon qui y est associé. Il est donc particulièrement intéressant d'avoir un compartiment et un volume tampon qui sont situés sur deux faces opposées de la carte, au même niveau l'un de l'autre, afin que les pressions sur les deux récipients s'additionnent. Bien entendu, il est nécessaire que chaque récipient soit recouvert d'un film flexible, qui peut être le même, à la condition que ledit film prenne en sandwich Moreover, the buffer volume can be a very important element in the pumping device according to the second patent application described above. Thus when the flexible film is pressed to compress the volume of one of the compartments, it is also possible to simultaneously compress the buffer volume associated therewith. It is therefore particularly advantageous to have a compartment and a buffer volume which are situated on two opposite faces of the card, at the same level from one another, so that the pressures on the two containers add up. Of course, it is necessary that each container is covered with a flexible film, which can be the same, provided that said film sandwiches
ladite carte.said card.
Plus précisément, l'appareil, permettant de casser les bulles, est constitué d'une More specifically, the device, making it possible to break the bubbles, consists of a
chambre de section supérieure à l'orifice présent entre le compartiment et la chambre. chamber of upper section to the orifice present between the compartment and the chamber.
Dans le cas o la carte comporte deux faces opposées, dont au moins une est revêtue d'un film flexible, cloisonnant la carte, le volume tampon comporte au moins une languette de rigidification, afin d'éviter que le film vienne au contact du fond dudit In the case where the card has two opposite faces, at least one of which is coated with a flexible film, partitioning the card, the buffer volume comprises at least one stiffening tab, in order to prevent the film from coming into contact with the bottom of said
volume tampon.buffer volume.
Quelque soit le mode de réalisation, la carte comporte au moins: - deux compartiments d'arrivée qui peuvent recevoir, directement ou indirectement, une partie de l'échantillon introduit, et - deux canaux primaires d'amenée dudit échantillon de l'ouverture d'introduction vers les compartiments d'arrivée (transfert direct), ou d'au moins un compartiment intermédiaire vers lesdits compartiments d'arrivée (transfert indirect), chaque canal primaire d'amenée ne fonctionnant qu'avec un compartiment d'arrivée et l'ensemble constituant, avec le volume tampon qui y est associé, une ligne de réaction, ladite carte se caractérise par le fait que la disposition et la configuration de chaque ligne de réaction entraînent une perte de charge identique à celle subie dans chaque autre ligne de réaction en parallèle et permettant le remplissage identique de chaque récipient. Selon une première variante de réalisation, les volumes tampons sont reliés les Whatever the embodiment, the card includes at least: - two inlet compartments which can receive, directly or indirectly, part of the sample introduced, and - two primary channels for feeding said sample from the opening of the 'introduction to the arrival compartments (direct transfer), or at least one intermediate compartment to said arrival compartments (indirect transfer), each primary supply channel operating only with an arrival compartment and l assembly constituting, with the associated buffer volume, a reaction line, said card is characterized in that the arrangement and configuration of each reaction line cause a pressure drop identical to that undergone in each other line of parallel reaction and allowing identical filling of each container. According to a first alternative embodiment, the buffer volumes are connected
uns aux autres.to each other.
Selon une deuxième variante de réalisation, chaque volume tampon est constitué According to a second alternative embodiment, each buffer volume is constituted
par un canal qui comporte au moins une ouverture sur l'extérieur de la carte. by a channel which has at least one opening on the outside of the card.
Selon une troisième variante de réalisation, l'ouverture est située à l'extrémité According to a third alternative embodiment, the opening is located at the end
libre du canal constituant le volume tampon. free of the channel constituting the buffer volume.
Selon une quatrième variante de réalisation, l'ensemble des volumes tampons According to a fourth alternative embodiment, all of the buffer volumes
ont une ouverture commune.have a common opening.
Selon une cinquième variante de réalisation, une vanne est présente au niveau de l'ouverture. Selon un mode particulier de réalisation, la carte comporte au moins: - deux compartiments d'arrivée qui peuvent recevoir, directement ou indirectement, une partie de l'échantillon introduit, et deux canaux primaires d'amenée dudit échantillon de l'ouverture d'introduction vers les compartiments d'arrivée (transfert direct), ou d'au moins un compartiment intermédiaire vers lesdits compartiments d'arrivée (transfert indirect), chaque canal primaire d'amenée ne fonctionnant qu'avec un compartiment d'arrivée et l'ensemble constituant, avec le volume tampon qui y est associé, une ligne de réaction, ladite carte se caractérise par le fait que l'ensemble des lignes de réaction comporte un According to a fifth alternative embodiment, a valve is present at the opening. According to a particular embodiment, the card comprises at least: - two inlet compartments which can receive, directly or indirectly, part of the sample introduced, and two primary channels for bringing said sample from the opening of introduction to the arrival compartments (direct transfer), or at least one intermediate compartment to said arrival compartments (indirect transfer), each primary supply channel functioning only with an arrival compartment and the assembly constituting, with the associated buffer volume, a reaction line, said card is characterized by the fact that all of the reaction lines comprises a
seul volume tampon commun.single common buffer volume.
Selon une autre variante de réalisation, un volume tampon est associé à chaque According to another alternative embodiment, a buffer volume is associated with each
compartiment intermédiaire et/ou compartiment d'arrivée. intermediate compartment and / or inlet compartment.
L'utilisation d'une telle carte concerne l'analyse d'un ou plusieurs échantillons liquides différents dans lequel on cherche à identifier un ou plusieurs analytes selon tous les processus simples ou complexes d'analyse mettant en jeu un ou plusieurs réactifs différents selon la nature chimique, physique ou biologique du ou des analytes recherchés. Les principes techniques définis ci-après ne sont pas limités à un analyte particulier, la seule condition requise étant que l'analyte soit distribué dans l'échantillon à analyser en suspension ou en solution. En particulier, le processus d'analyse mis en oeuvre peut être effectué, sous forme homogène ou hétérogène ou mixte. Un mode particulier, non limitatif d'une telle carte, concerne l'analyse biologique, d'un ou plusieurs ligands, nécessitant pour leur détection et/ou leur quantification l'utilisation d'un ou plusieurs anti-ligands. Par ligand, on entend toute espèce biologique comme par exemple, un antigène, un fragment d'antigène, un peptide, un anticorps, un fragment d'anticorps, un haptène, un acide nucléique, un The use of such a card relates to the analysis of one or more different liquid samples in which one seeks to identify one or more analytes according to all the simple or complex analysis processes involving one or more different reagents according to the chemical, physical or biological nature of the analyte (s) sought. The technical principles defined below are not limited to a particular analyte, the only condition being that the analyte is distributed in the sample to be analyzed in suspension or in solution. In particular, the analysis process implemented can be carried out, in homogeneous or heterogeneous or mixed form. One particular, non-limiting mode of such a card relates to the biological analysis of one or more ligands, requiring for their detection and / or their quantification the use of one or more anti-ligands. By ligand is meant any biological species such as, for example, an antigen, an antigen fragment, a peptide, an antibody, an antibody fragment, a hapten, a nucleic acid, a
fragment d'acide nucléique, une hormone, une vitamine. fragment of nucleic acid, a hormone, a vitamin.
Un exemple d'application des techniques d'analyse concerne les immunoessais, quelque soit leur format, par analyse directe ou par compétition. Un autre exemple d'application concerne la détection et/ou la quantification d'acides nucléiques comprenant l'ensemble des opérations nécessaires à cette détection et/ou cette quantification à partir d'un prélèvement quelconque contenant les acides nucléiques cibles. Parmi ces différentes opérations on peut citer la lyse, la fluidification, la concentration, les étapes d'amplification enzymatique des acides nucléiques, les étapes de détection incorporant une étape d'hybridation utilisant par exemple une puce à ADN ou une sonde marquée. La demande de brevet WO-A-97/02357 ou la demande de brevet FR- 99/00111 déposée par la demanderesse explicite différentes étapes An example of the application of analytical techniques concerns immunoassays, whatever their format, by direct analysis or by competition. Another example of application relates to the detection and / or quantification of nucleic acids comprising all the operations necessary for this detection and / or this quantification from any sample containing the target nucleic acids. Among these various operations, mention may be made of lysis, fluidification, concentration, the steps of enzymatic amplification of nucleic acids, the detection steps incorporating a hybridization step using for example a DNA chip or a labeled probe. Patent application WO-A-97/02357 or patent application FR-99/00111 filed by the applicant explains various stages
nécessaires dans le cas d'analyse d'acides nucléiques. necessary in the case of nucleic acid analysis.
Les figures ci-jointes sont données à titre d'exemple explicatif et n'ont aucun The attached figures are given as an explanatory example and have no
caractère limitatif. Elles permettront de mieux comprendre l'invention. limiting character. They will allow a better understanding of the invention.
La figure 1 représente une vue d'une des faces d'une carte d'analyse selon la FIG. 1 represents a view of one of the faces of an analysis card according to the
présente invention.present invention.
La figure 2 représente une vue de l'autre face de cette carte d'analyse. Figure 2 shows a view of the other side of this analysis card.
La figure 3 représente une vue en coupe selon A-A de la figure I ou 2. FIG. 3 represents a sectional view along A-A of FIG. I or 2.
Enfin, la figure 4 représente une vue de l'autre face d'une carte d'analyse selon Finally, FIG. 4 represents a view of the other face of an analysis card according to
la présente invention, mais dans un second mode de réalisation. the present invention, but in a second embodiment.
La présente invention concerne un dispositif permettant de faciliter le remplissage d'une carte d'analyse 1, et plus particulièrement de compartiments 3, tel The present invention relates to a device for facilitating the filling of an analysis card 1, and more particularly of compartments 3, such as
que représenté sur les figures.as shown in the figures.
L'ensemble des figures représente un mode de réalisation particulier dans lequel une carte d'analyse 1 contient cinq compartiments d'arrivée 3. Bien entendu, ce nombre de compartiments 3 n'est absolument pas limitatif, et il est possible d'avoir un seul The set of figures represents a particular embodiment in which an analysis card 1 contains five inlet compartments 3. Of course, this number of compartments 3 is absolutely not limiting, and it is possible to have a alone
compartiment 3 comme une multitude.compartment 3 as a multitude.
En terme de réalisation, la carte d'analyse est obtenue par usinage d'une matière plastique technique, comme par exemple le polystyrène choc référence R540E de la société GOODFELLOW, compatible avec les liquides traités. Dans un mode de réalisation industriel, la carte pourrait être obtenu par moulage de précision, mais toutes autres méthodes de fabrication et notamment celles utilisées dans les techniques de semiconducteur comme celles décrites dans la demande de brevet WO-A-97/02357 sont utilisables pour la fabrication de carte d'analyse. L'objectif essentiel de cette invention est d'associer à chaque récipient 3 au moins un volume tampon 5 qui permet d'augmenter le volume disponible pour l'aspiration de l'échantillon liquide qui doit être introduit par l'ouverture d'introduction 2 ou vanne d'introduction. Une telle vanne 2 est In terms of implementation, the analysis card is obtained by machining a technical plastic material, such as for example impact polystyrene reference R540E from the company GOODFELLOW, compatible with the treated liquids. In an industrial embodiment, the card could be obtained by precision molding, but all other manufacturing methods and in particular those used in semiconductor techniques such as those described in patent application WO-A-97/02357 can be used for the manufacture of analysis cards. The essential objective of this invention is to associate with each container 3 at least one buffer volume 5 which makes it possible to increase the volume available for the aspiration of the liquid sample which must be introduced through the introduction opening 2 or introduction valve. Such a valve 2 is
bien représentée sur la figure 1.well represented in figure 1.
On remarque que de cette vanne 2 partent cinq canaux primaires d'amenée 4 permettant le transfert d'un échantillon biologique introduit vers les compartiments d'arrivée 3. Sur cette figure 1, les volumes tampon 5 ne sont pas représentés comme cela sera expliqué plus tard. En fait, la carte I est généralement utilisée de manière verticale ou éventuellement de manière inclinée. Une utilisation horizontale est possible It is noted that from this valve 2, five primary inlet channels 4 leave, allowing the transfer of an introduced biological sample to the inlet compartments 3. In this FIG. 1, the buffer volumes 5 are not shown as will be explained more late. In fact, the card I is generally used vertically or possibly inclined. Horizontal use is possible
et envisageable, néanmoins il ne s'agit pas d'un mode préférentiel d'utilisation. and possible, however it is not a preferential mode of use.
Ainsi, pour permettre le transfert du liquide biologique depuis l'ouverture d'introduction 2 vers les compartiments d'arrivée 3, il est nécessaire préalablement de créer une dépression dans l'ensemble du réseau de canalisation. Ces techniques sont Thus, to allow the transfer of the biological liquid from the introduction opening 2 to the inlet compartments 3, it is necessary beforehand to create a depression in the entire pipe network. These techniques are
bien connues de l'homme du métier.well known to those skilled in the art.
On note au niveau de chaque compartiment 3, la présence d'un appareil 11 qui permet de casser les bulles pouvant se créer, lorsque le liquide introduit débouche dans le récipient 3. Cet appareil 11 est essentiellement constitué d'une chambre 12 qui est séparée du volume du compartiment d'arrivée 3 par l'intermédiaire d'un orifice 13, dont les dimensions sont plus réduites que le compartiment 3 ou que la chambre 13. De ce fait, toute bulle qui se forme au niveau de cet orifice 13 comprend une quantité de liquide qui n'est pas suffisante pour accepter l'augmentation de section de la chambre We note at each compartment 3, the presence of an apparatus 11 which makes it possible to break the bubbles that can be created, when the liquid introduced opens into the container 3. This apparatus 11 essentially consists of a chamber 12 which is separated of the volume of the inlet compartment 3 via an orifice 13, the dimensions of which are smaller than the compartment 3 or the chamber 13. Therefore, any bubble which forms at the level of this orifice 13 comprises an amount of liquid which is not sufficient to accept the increase in section of the chamber
12. Les bulles vont donc exploser dans cette chambre 12. 12. The bubbles will therefore explode in this chamber 12.
Dans le cas de l'utilisation verticale de la carte, le liquide présent dans les bulles descend au fond du compartiment 3 après l'explosion de la bulle. Il n'y a donc pas de In the case of vertical use of the card, the liquid present in the bubbles descends to the bottom of compartment 3 after the bubble explodes. So there is no
perte en ligne et la précision de remplissage du compartiment s'en trouve améliorée. loss in line and the filling accuracy of the compartment is improved.
Ceci est particulièrement valable dans le cas d'utilisation de liquides biologiques qui contiennent des détergents comme le Triton X100 (marque déposée), le Tween 20 (marque déposée), le SDS (Sodium Dodecyl Sulfate) ou le Lauryl Sulfate de Lithium ou Sodium et qui ont tendance à mousser. Il apparaît clairement sur le dessin de la figure I que des arêtes vives sont présentes au niveau de l'orifice 13, présent entre le This is particularly valid in the case of the use of biological liquids which contain detergents such as Triton X100 (registered trademark), Tween 20 (registered trademark), SDS (Sodium Dodecyl Sulfate) or Lauryl Sulfate of Lithium or Sodium and which tend to foam. It is clear from the drawing in FIG. I that sharp edges are present at the orifice 13, present between the
compartiment 3 et la chambre 12 pour favoriser l'éclatement des bulles. compartment 3 and chamber 12 to promote the bursting of bubbles.
Au niveau de ladite chambre 12, on remarque également la présence d'un canal, qui est en fait référencé 6 sur la figure 3, dont on ne voit que le point d'intersection 7 existant entre ce canal 6 et le compartiment 3, ou plus exactement entre le canal 6 et l'appareil permettant de casser les bulles 11. Néanmoins, on peut tout à fait imaginer que chaque compartiment 3 ne comporte pas d'appareil pour casser les bulles 11 et que At the level of said chamber 12, we also note the presence of a channel, which is in fact referenced 6 in FIG. 3, of which we only see the point of intersection 7 existing between this channel 6 and the compartment 3, or more precisely between the channel 6 and the apparatus allowing the bubbles to be broken 11. However, one can quite imagine that each compartment 3 does not have an apparatus for breaking the bubbles 11 and that
ce point d'intersection 7 soit directement présent dans le récipient 3. this point of intersection 7 is directly present in the container 3.
Du fait de l'utilisation verticale de la carte 1, comme il a été précisé ci-dessus, l'appareil 11 est situé en position supérieure au compartiment 3. De même, le point d'intersection 7 est situé en position supérieure de l'appareil 11. Cette configuration permet lors du remplissage d'un compartiment 3 d'éviter le remplissage du volume tampon qui y est associé. On remarque enfin sur cette figure, la présence en partie inférieure de chaque compartiment 3 d'une ouverture de sortie, également appelée vanne de sortie 19. Des vannes utilisables dans la présente invention existent dans l'état de la technique, et également la demande de brevet déposée par la demanderesse en date du 8 septembre 1998, sous le numéro de dépôt FR98/11383 et dont le titre est le suivant: << Dispositif permettant des réactions, système de transfert entre dispositifs et Due to the vertical use of the card 1, as has been specified above, the device 11 is located in a position higher than the compartment 3. Similarly, the point of intersection 7 is located in the upper position of the 'device 11. This configuration allows when filling a compartment 3 to avoid filling the buffer volume associated therewith. Finally, in this figure, we note the presence in the lower part of each compartment 3 of an outlet opening, also called outlet valve 19. Valves which can be used in the present invention exist in the state of the art, and also the request patent filed by the plaintiff on September 8, 1998, under the filing number FR98 / 11383 and whose title is as follows: << Device allowing reactions, transfer system between devices and
procédé de mise en oeuvre d'un tel système ". method of implementing such a system ".
La présence de vanne, que ce soit au niveau de l'introduction 2 ou de la sortie 19, permet de contrôler le mouvement de l'échantillon liquide introduit. Dans un mode particulier de réalisation, o il est nécessaire de chauffer un compartiment pour favoriser une réaction chimique ou biologique à des températures comprises par exemple entre 30 et 120 C et avantageusement entre 40 et 95 C, la présence de vannes permet de limiter les phénomènes d'évaporation qui peuvent conduire à une modification du volume dans le compartiment induisant un chauffage non contrôlé des réactifs ou un problème de contamination dans un autre compartiment. Un autre avantage du volume tampon, dans ce mode particulier de réalisation incluant une étape de chauffage, est d'absorber les variations de pression dues au chauffage rendant non nécessaire la présence d'un évent sur la carte d'analyse et donc réduisant les risques de contamination. Pour cela il est préférable que le volume tampon soit isolé thermiquement ou bien positionné à un endroit de la carte o le transfert thermique dû au chauffage du compartiment réactionnel qui lui est associé soit minimisé Bien entendu, on peut imaginer un canal ou plusieurs canaux permettant d'amener le liquide au niveau de l'ouverture d'introduction 2 et également au moins un canal d'évacuation au niveau de l'ouverture de sortie 19, ces canaux associés pouvant être intégrés à ladite carte d'analyse 1, et permettre l'envoi du liquide vers d'autres zones de la carte ou d'autres cartes, o d'autres traitements et/ou réactions pourront être opérés. Sur la figure 2, l'autre face de la carte d'analyse est représentée. Le point commun entre ces figures I et 2 réside dans la présence également du canal 6 qui est symbolisé sur cette face par le point d'intersection 8. Ce point 8 est le point d'intersection présent entre le volume tampon 5 et le canal 6. Ce canal 6 est bien représenté sur la figure 3. En ce qui concerne la figure 2, on remarque que le volume tampon est d'un volume assez important, c'est-à-dire au moins égal au volume de chaque compartiment d'arrivée 3, même lorsque le volume de ce compartiment 3 est associé avec le volume de son canal primaire d'amenée 4. Sur cette figure 2, la forme du volume tampon est sensiblement rectangulaire mais d'autres formes pourraient être choisies sans affecter la fonction de ce volume tampon. Ce volume tampon peut varier entre I et 5000 microlitres avantageusement entre 5 et 2000 microlitres et préférentiellement entre 10 et 1000 microlitres. Le volume du compartiment 3 peut varier sensiblement dans les mêmes proportions. A titre d'exemple, dans le cas de la figure 2, un volume tampon, défini par un parallélépipède rectangle de 30 millimètres (mm) sur 10 mm et de profondeur de I mm, est représenté. Les languettes de rigidification ne modifient pas sensiblement le volume. Le canal traversant 6 ou le canal d'amenée 4 peut être de section, carrée rectangulaire, ovale ou circulaire. Par exemple, un canal traversant 6 de section circulaire de diamètre compris entre 0,1 et 4 mm et avantageusement entre 0,3 et 2 mm est adapté au volume tampon décrit dans la figure 2. Dans cette configuration et toujours à titre d'exemple, le canal primaire The presence of a valve, whether at the level of the introduction 2 or of the outlet 19, makes it possible to control the movement of the liquid sample introduced. In a particular embodiment, where it is necessary to heat a compartment to promote a chemical or biological reaction at temperatures of, for example, between 30 and 120 ° C. and advantageously between 40 and 95 ° C., the presence of valves makes it possible to limit the phenomena evaporation which can lead to a change in the volume in the compartment inducing an uncontrolled heating of the reagents or a contamination problem in another compartment. Another advantage of the buffer volume, in this particular embodiment including a heating step, is to absorb the pressure variations due to heating making it unnecessary to have a vent on the analysis card and therefore reducing the risks contamination. For this it is preferable that the buffer volume is thermally insulated or else positioned at a point on the card where the heat transfer due to the heating of the reaction compartment associated with it is minimized. Of course, one can imagine a channel or several channels allowing '' bring the liquid at the introduction opening 2 and also at least one discharge channel at the outlet opening 19, these associated channels can be integrated into said analysis card 1, and allow the 'Sending the liquid to other areas of the card or other cards, where other treatments and / or reactions may be carried out. In Figure 2, the other side of the analysis card is shown. The common point between these figures I and 2 resides in the presence also of the channel 6 which is symbolized on this face by the point of intersection 8. This point 8 is the point of intersection present between the buffer volume 5 and the channel 6 This channel 6 is well represented in FIG. 3. With regard to FIG. 2, it is noted that the buffer volume is of a fairly large volume, that is to say at least equal to the volume of each compartment d arrival 3, even when the volume of this compartment 3 is associated with the volume of its primary supply channel 4. In this FIG. 2, the shape of the buffer volume is substantially rectangular but other shapes could be chosen without affecting the function of this buffer volume. This buffer volume can vary between I and 5000 microliters advantageously between 5 and 2000 microliters and preferably between 10 and 1000 microliters. The volume of compartment 3 can vary substantially in the same proportions. By way of example, in the case of FIG. 2, a buffer volume, defined by a rectangular parallelepiped of 30 millimeters (mm) by 10 mm and a depth of I mm, is shown. The stiffening tabs do not significantly modify the volume. The through channel 6 or the inlet channel 4 can be of section, square rectangular, oval or circular. For example, a through channel 6 of circular section with a diameter between 0.1 and 4 mm and advantageously between 0.3 and 2 mm is adapted to the buffer volume described in FIG. 2. In this configuration and always by way of example , the primary channel
d'amenée 4 peut varier dans les mêmes proportions. inlet 4 can vary in the same proportions.
Si l'on se réfère maintenant à la figure 3, on remarque que la carte d'analyse 1 est de forme plate, c'est-à-dire qu'elle comporte deux faces, une face 9 o est implanté le compartiment 3 et une face 10 o est implanté le volume tampon 5. Le lien entre ces deux éléments 3 et 5 réside dans la présence du canal 6 qui est un canal traversant. Le canal est relié au compartiment 3, et plus particulièrement à l'appareil pour casser les bulles 11, par l'intermédiaire d'un point d'intersection 7 et au volume tampon 5 par l'intermédiaire d'un point d'intersection 8, déjà définis précédemment. Les deux faces 9 et 10 sont recouvertes par une cloison ou un film flexible 14 qui délimite les If we now refer to FIG. 3, we note that the analysis card 1 is flat in shape, that is to say that it has two faces, a face 9 o is located in compartment 3 and a face 10 o is implanted the buffer volume 5. The link between these two elements 3 and 5 lies in the presence of the channel 6 which is a through channel. The channel is connected to compartment 3, and more particularly to the apparatus for breaking bubbles 11, by means of an intersection point 7 and to the buffer volume 5 by means of an intersection point 8 , already defined previously. The two faces 9 and 10 are covered by a partition or a flexible film 14 which delimits the
différents volumes.different volumes.
La nature du film flexible peut varier en fonction de la nature de la carte d'analyse et des fluides testés notamment pour des raisons de compatibilité. Par The nature of the flexible film may vary depending on the nature of the analysis card and of the fluids tested, in particular for compatibility reasons. Through
exemple, un film polymère TPX (polyméthylepentène) ou BOPP (polypropylène bi- example, a polymer film TPX (polymethylpentene) or BOPP (polypropylene bi-
orienté) permet de réaliser des tests biologiques. La fixation de ces films peut être réalisée par collage (enduction de colle comme par exemple les colles silicones sur le film) ou par soudure. Un exemple de BOPP adhésif est fourni par la société oriented) allows for biological tests. The fixing of these films can be carried out by gluing (coating of glue such as for example silicone glues on the film) or by welding. An example of adhesive BOPP is provided by the company
BioMérieux Inc (St Louis, MO, USA) sous la référence 022004-2184. BioMérieux Inc (St Louis, MO, USA) under the reference 022004-2184.
Les dimensions du volume tampon 5 étant assez importantes, il peut être nécessaire d'ajouter des languettes de rigidification 16, comme cela est représenté aux figures 2 et 3. Au niveau du compartiment 3, on remarque que l'introduction du liquide dans ledit compartiment 3 s'effectue par l'intermédiaire d'un moyen de drainage 20 qui consiste en une pente due à une forme du fond dudit compartiment 3. Cette forme particulière permet d'utiliser la capillarité lorsque le liquide débouche ledit The dimensions of the buffer volume 5 being quite large, it may be necessary to add stiffening tongues 16, as shown in FIGS. 2 and 3. At the level of compartment 3, it is noted that the introduction of the liquid into said compartment 3 is carried out by means of a drainage means 20 which consists of a slope due to a shape of the bottom of said compartment 3. This particular shape makes it possible to use capillarity when the liquid opens out said
compartiment et ainsi de faciliter le déversement du liquide dans ce compartiment 3. compartment and thus facilitate the pouring of liquid into this compartment 3.
Comme on le voit maintenant sur la figure 4, le volume tampon peut être constitué de formes différentes. Par rapport à la figure 2, on note une nouvelle fois la présence des points d'intersection 8 entre le volume tampon 15 et le canal traversant 6 As can now be seen in FIG. 4, the buffer volume can be made up of different shapes. Compared to FIG. 2, the presence of the intersection points 8 between the buffer volume 15 and the through channel 6 is again noted.
non représenté sur cette figure.not shown in this figure.
Dans le cas de la figure 4, chaque volume tampon 15 est constitué d'un canal qui comporte une longueur, un volume et une forme adaptés permettant de contrôler la perte de charge au niveau de chaque compartiment 3. De ce fait, il est possible de jouer soit sur le diamètre du canal soit sur le nombre de virages soit enfin sur la longueur de chacun de ces canaux pour moduler cette perte de charge. Les dimensions du canal constituant le volume tampon 15 sont définies par l'homme du métier. Les dimensions données précédemment pour les canaux 6 et 4 sont utilisables mais avantageusement, Il une réduction de taille sur tout ou partie du canal pour augmenter l'effet perte de charge sera applicable comme par exemple une section demi-circulaire de diamètre 0,02 à 0,6 In the case of FIG. 4, each buffer volume 15 consists of a channel which has a suitable length, volume and shape making it possible to control the pressure drop at each compartment 3. Therefore, it is possible to play either on the diameter of the channel or on the number of turns or finally on the length of each of these channels to modulate this pressure drop. The dimensions of the channel constituting the buffer volume 15 are defined by a person skilled in the art. The dimensions given above for channels 6 and 4 can be used, but advantageously, a reduction in size over all or part of the channel to increase the pressure drop effect will be applicable, for example a semicircular section of diameter 0.02 to 0.6
mm et préférentiellement de 0,2 à 0,4 mm. mm and preferably from 0.2 to 0.4 mm.
C'est d'ailleurs le même état d'esprit qui a engendré la forme des canaux primaires d'amenée 4 représentés sur la figure 1. Une chaîne de réaction est en fait constituée d'un canal primaire d'amenée 4 associé à un compartiment 3, éventuellement à un appareil permettant de casser les bulles 11, à un canal traversant 6 et à un volume tampon 5 ou 15, qui peut avoir It is moreover the same state of mind which has given rise to the shape of the primary supply channels 4 represented in FIG. 1. A reaction chain is in fact made up of a primary supply channel 4 associated with a compartment 3, possibly a device for breaking bubbles 11, a through channel 6 and a buffer volume 5 or 15, which may have
différentes formes.different forms.
L'objectif de la présente invention est également de permettre un remplissage identique de chaque compartiment 3. Pour ce faire, il est nécessaire que la forme de chaque canal primaire d'amenée 4 en combinaison avec le volume tampon 5 ou le volume et la forme du volume tampon 15 soient calculés pour avoir une perte de charge identique au niveau de chaque compartiment 3. De ce fait, lorsque le liquide sera introduit au niveau de l'ouverture 2, la répartition sera totalement équilibrée dans chaque compartiment 3. Ceci est particulièrement intéressant dans le domaine de la biologie o la micro-fluidique qui est utilisée sur les cartes d'analyse peut entraîner, par endroit, des phénomènes de rétention de liquide. Le calcul et la bonne prise en compte de ces phénomènes de capillarité et de perte de charge font qu'il est possible d'obtenir The objective of the present invention is also to allow identical filling of each compartment 3. To do this, it is necessary that the shape of each primary supply channel 4 in combination with the buffer volume 5 or the volume and shape of the buffer volume 15 are calculated to have an identical pressure drop at each compartment 3. Therefore, when the liquid is introduced at the opening 2, the distribution will be completely balanced in each compartment 3. This is particularly interesting in the field of biology where the microfluidics which is used on the analysis cards can cause, by place, phenomena of liquid retention. The calculation and the proper consideration of these capillarity and pressure drop phenomena make it possible to obtain
des volumes identiques dans chaque compartiment 3. identical volumes in each compartment 3.
Selon des modes de réalisation représentés sur la figure 4, il est possible de relier les volumes tampon entre eux. Ainsi, les extrémités libres des volumes tampon 15 se rejoignent au niveau de l'ouverture 17 du volume tampon 15 sur l'extérieur o est According to embodiments shown in Figure 4, it is possible to connect the buffer volumes together. Thus, the free ends of the buffer volumes 15 meet at the opening 17 of the buffer volume 15 on the outside o is
située la vanne 18.located valve 18.
Selon un mode de réalisation non représenté sur les figures, il est également According to an embodiment not shown in the figures, it is also
possible que l'ensemble des canaux 6 se rejoignent tous dans le même volume tampon. possible that all the channels 6 all meet in the same buffer volume.
REFERENCESREFERENCES
1. Carte d'analyse 2. Ouverture d'introduction ou vanne d'introduction 3. Compartiment d'arrivée 4. Canal primaire d'amenée 5. Volume tampon 6. Canal ou canal traversant 7. Point d'intersection entre le compartiment 3 et le canal 6 8. Point d'intersection entre le volume tampon 5 et le canal 6 9. Face de la carte 1 o est implantée le compartiment 3 10. Face de la carte I o est implantée le volume tampon 5 11. Appareil permettant de casser les bulles 12. Chambre de l'appareil 11 13. Orifice présent entre le compartiment 3 et la chambre 12 14. Film flexible 15. Volume tampon 16. Languette de rigidification 17. Ouverture du volume tampon 15 sur l'extérieur 18. Vanne associée à l'ouverture 17 19. Ouverture de sortie ou vanne de sortie 20. Moyen de drainage d'un liquide 1. Analysis card 2. Introduction opening or introduction valve 3. Inlet compartment 4. Primary inlet channel 5. Buffer volume 6. Channel or through channel 7. Point of intersection between compartment 3 and channel 6 8. Intersection point between buffer volume 5 and channel 6 9. Face of card 1 o is located compartment 3 10. Face of card I o is installed buffer volume 5 11. Device allowing to break the bubbles 12. Chamber of the apparatus 11 13. Orifice present between compartment 3 and chamber 12 14. Flexible film 15. Buffer volume 16. Stiffening tab 17. Opening of the buffer volume 15 on the outside 18. Valve associated with the opening 17 19. Outlet opening or outlet valve 20. Means for draining a liquid
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