FR2777085A1 - Technique for extracting samples from a fluid or solid biological sample - Google Patents
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Abstract
Description
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DESCRIPTIONDESCRIPTION
La présente invention concerne un procédé de prélèvement d'un échantillon biologique par l'intermédiaire d'un appareil d'aspiration- refoulement, tel qu'une pipette, manuel ou automatique, incorporé ou non à un automate. Elle concerne également un procédé de détection The present invention relates to a method for taking a biological sample by means of a suction-discharge device, such as a pipette, manual or automatic, incorporated or not in an automatic device. It also relates to a detection method
de la surface libre d'un échantillon biologique par l'intermédiaire d'un appareil d'aspiration- of the free surface of a biological sample via a suction device-
refoulement manuel ou automatique, incorporé ou non à un automate. Enfin, elle concerne un appareil de prélèvement d'un échantillon, tel qu'une pipette, et un appareil de détection de la surface libre d'un échantillon biologique. Quel que soit l'appareil concerné, celui-ci peut être manual or automatic delivery, whether or not incorporated into an automated system. Finally, it relates to an apparatus for taking a sample, such as a pipette, and to an apparatus for detecting the free surface of a biological sample. Whichever device is involved, it can be
manuel ou automatique, incorporé ou non à un automate. manual or automatic, incorporated or not in an automatic machine.
Il s'agit d'une nouvelle méthode de détection de niveau de liquide biologique dans une This is a new method for detecting the level of biological fluid in a
cuvette ou tube d'analyse tout particulièrement nécessaire sur analyseur automatique. analysis cell or tube particularly necessary on an automatic analyzer.
L'état de la technique montre que de nombreuses méthodes sont souvent utilisées sur The state of the art shows that many methods are often used on
d'autres automates.other automata.
Ces méthodes peuvent être électriques. These methods can be electrical.
Premièrement, c'est le cas de l 'aiguille métallique non jetable, qui remplit la fonction d'électrode, la deuxième électrode étant le liquide dans lequel l'aiguille va plonger. Lorsque cette aiguille rentre en contact avec l'échantillon biologique une variation d'impédance, capacitance ou résistance, après amplification, déclenche l'arrêt du moteur de descente First, this is the case of the non-disposable metal needle, which fulfills the function of electrode, the second electrode being the liquid in which the needle will immerse. When this needle comes into contact with the biological sample, a variation in impedance, capacitance or resistance, after amplification, triggers the descent motor to stop
d'aiguille.needle.
Deuxièmement, on peut utiliser un cône ou embout conducteur qui est enfichable et donc jetables après chaque prélèvement par la pipette associée au cône. Ces derniers sont fabriqués dans un matériau plastique chargé en particules de carbone, la liaison électrique est assurée Second, one can use a cone or conductive tip which is pluggable and therefore disposable after each withdrawal by the pipette associated with the cone. These are made of a plastic material loaded with carbon particles, the electrical connection is ensured
par le préhenseur de cônes qui lui sera obligatoirement métallique. by the cone gripper which must be metallic.
Troisièmement, d'autres systèmes fonctionnent par l'addition à l'aiguille ou au cône de prélèvement de deux électrodes flanquées, de part et d'autre de l'aiguille ou du cône, et assurant la conduction électrique lorsque ces électrodes entrent en contact avec le liquide biologique. Cette dernière variante présente le défaut majeur de contaminer les électrodes à chaque fois qu 'elles entrent en contact avec un nouveau liquide biologique, nécessitant dans ce Thirdly, other systems operate by adding two flanked electrodes, on either side of the needle or cone, to the needle or to the sampling cone, and ensuring electrical conduction when these electrodes come into contact. with biological fluid. This last variant presents the major defect of contaminating the electrodes each time that they come into contact with a new biological fluid, requiring in this
cas l 'adjonction d'un système de lavage décontaminant. case the addition of a decontaminating washing system.
Ces méthodes peuvent être optiques. These methods can be optical.
Premièrement, on peut utiliser une caméra visualisant le niveau de liquide et l'entrée en First, a camera can be used to view the liquid level and the entry into
contact de l'aiguille avec le liquide. needle contact with liquid.
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Deuxièmement, on peut également utiliser un système optoélectronique c'est-à-dire qu 'un photo détecteur détecte le niveau de liquide et l 'amerrissage de l 'aiguille ou de la pointe Secondly, it is also possible to use an optoelectronic system, that is to say that a photo detector detects the level of liquid and the ditching of the needle or the tip.
de prélèvement dans le liquide.liquid sampling.
Selon tous les modes de réalisation des moyens de prélèvement, associés à des moyens électriques ou optiques, lors du prélèvement, l'aiguille ou l'embout de prélèvement plonge dans l'échantillon biologique à prélever. Si l'aiguille ou pointe rentre trop profondément dans le liquide de l'échantillon, il y a, d'une part, un risque de contamination par l'extérieur de l'aiguille et, d'autre part, un problème de " surdose ", c'est-à-dire que la quantité de liquide biologique ayant mouillé la paroi externe de l'aiguille ou de la pointe sera tout ou partiellement déposée après transfert dans le fond de la cuvette d'analyse faussant ainsi l'exactitude de la dose répartie. De plus les techniques actuelles, qui évitent à l'aiguille ou l'embout de prélèvement de plonger trop profondément dans un échantillon biologique à prélever, nécessitent la présence de moyens de détection complexes (caméra, embouts en carbone, etc) de la surface libre de l'échantillon, moyens qui sont donc onéreux et rendent leur diffusion sur le marché confidentielle. L'invention propose donc de solutionner l'ensemble de ces problèmes en proposant des procédés et appareils simples à mettre en oeuvre. Ceux-ci permettent de supprimer au maximum tous les contacts électriques sources de problèmes, d'utiliser des embouts jetables non conducteurs donc moins coûteux et moins critiques à fabriquer, et de réutiliser un capteur déjà disponible pour la détection de bouchage d'aiguille A cet effet, la présente invention concerne un procédé de prélèvement d'un échantillon biologique par l'intermédiaire d'un appareil d'aspiration- refoulement, tel qu'une pipette, manuel ou automatique, incorporé ou non à un automate, caractérisé en ce qu'il consiste - à actionner un moyen engendrant une variation de pression au sein de l'appareil, - à positionner l'extrémité inférieure libre dudit appareil d'aspiration- refoulement de manière à ce qu'elle affleure la surface libre de l'échantillon biologique, et According to all the embodiments of the sampling means, associated with electrical or optical means, during the sampling, the needle or the sampling tip plunges into the biological sample to be collected. If the needle or tip enters too deeply into the sample liquid, there is, on the one hand, a risk of contamination from the outside of the needle and, on the other hand, a problem of "overdose" ", that is to say that the quantity of biological liquid having wetted the external wall of the needle or the point will be wholly or partially deposited after transfer into the bottom of the analysis cuvette thus distorting the accuracy of the distributed dose. In addition, current techniques, which prevent the needle or the sampling tip from plunging too deep into a biological sample to be collected, require the presence of complex detection means (camera, carbon tips, etc.) of the free surface. of the sample, means which are therefore expensive and make their distribution on the market confidential. The invention therefore proposes to solve all of these problems by proposing methods and apparatuses that are simple to implement. These make it possible to eliminate as much as possible all the electrical contacts which are sources of problems, to use disposable non-conductive tips therefore less costly and less critical to manufacture, and to reuse a sensor already available for detecting needle plugging. Indeed, the present invention relates to a method of taking a biological sample by means of a suction-discharge device, such as a pipette, manual or automatic, incorporated or not in an automatic device, characterized in that '' it consists of - actuating a means generating a pressure variation within the apparatus, - positioning the free lower end of said suction-discharge apparatus so that it is flush with the free surface of the sample organic, and
- à prélever une quantité dudit échantillon par aspiration au moyen de l'appareil. - taking a quantity of said sample by aspiration using the apparatus.
Ce procédé consiste, préalablement au prélèvement, à mesurer la pression au sein de l'appareil d'aspiration-refoulement, et à déclencher ledit prélèvement dès que l'extrémité This process consists, before sampling, of measuring the pressure within the suction-discharge device, and of triggering said sampling as soon as the end
inférieure libre dudit appareil affleure la surface libre de l'échantillon biologique. free bottom of said apparatus is flush with the free surface of the biological sample.
Selon une variante, le procédé consiste, préalablement au prélèvement, à mesurer une surpression au sein de l'appareil d'aspiration-refoulement, due à l'affleurement de l'extrémité inférieure libre dudit appareil à la surface libre de l'échantillon biologique, et à déclencher ledit prélèvement. La présente invention concerne également un procédé de détection de la surface libre d'un échantillon biologique par l'intermédiaire d'un appareil d'aspiration-refoulement manuel ou automatique, incorporé ou non à un automate, caractérisé en ce qu'il consiste: - à actionner un moyen engendrant une variation de pression au sein de l'appareil, variation de pression qui correspond à l'état de repos dudit appareil, et - à détecter une pression, au sein de l'appareil d'aspiration-refoulement, qui est différente de la variation de pression au repos, cette pression correspondant à la position dans laquelle According to a variant, the method consists, prior to sampling, of measuring an overpressure within the suction-discharge device, due to the flush of the free lower end of said device on the free surface of the biological sample. , and to trigger said sampling. The present invention also relates to a method for detecting the free surface of a biological sample by means of a manual or automatic suction-discharge device, which may or may not be incorporated in an automatic device, characterized in that it consists: - actuating a means generating a pressure variation within the device, pressure variation which corresponds to the state of rest of said device, and - detecting a pressure, within the suction-discharge device, which is different from the pressure variation at rest, this pressure corresponding to the position in which
l'extrémité inférieure libre dudit appareil affleure la surface libre de l'échantillon. the free lower end of said device is flush with the free surface of the sample.
Dans tous les cas de figure, la variation de volume aspiré-refoulé est comprise entre quelques nanolitres (nl) et quelques microlitres (il), et/ou la variation constante de pression, autrement appelée fréquence, est comprise entre quelques Hertz et quelques centaines de Hertz (Hz). De plus, une variation de pression différente de la variation de pression normalement créée par le moyen engendrant cette variation, avant l'affleurement, permet de détecter une anomalie de l'embout de prélèvement et/ou la présence d'au moins une bulle d'air dans ou à la In all cases, the variation in aspirated-discharged volume is between a few nanoliters (nl) and a few microliters (il), and / or the constant pressure variation, otherwise called frequency, is between a few Hertz and a few hundred Hertz (Hz). In addition, a pressure variation different from the pressure variation normally created by the means generating this variation, before flushing, makes it possible to detect an anomaly of the sampling nozzle and / or the presence of at least one bubble d in or at the
surface de l'échantillon.sample area.
L'invention concerne encore un appareil de prélèvement d'un échantillon biologique, tel qu'une pipette, manuel ou automatique, incorporé ou non à un automate, caractérisé par le fait qu'il comporte: - au moins un moyen engendrant une variation de pression au sein de l'appareil au repos, - au moins un capteur de pression pour mesurer la variation de pression au repos ou une pression différente de cette variation de pression au sein de l'appareil, et - des moyens d'analyse des paramètres de mesure du ou des capteurs pour permettre le prélèvement, lorsque l'extrémité inférieure libre dudit appareil d'aspiration- refoulement affleure The invention also relates to an apparatus for taking a biological sample, such as a pipette, manual or automatic, incorporated or not in an automated device, characterized in that it comprises: - at least one means generating a variation in pressure within the device at rest, - at least one pressure sensor for measuring the pressure variation at rest or a pressure different from this pressure variation within the device, and - means for analyzing the parameters for measuring the sensor (s) to allow sampling, when the free lower end of said suction-discharge device is flush
la surface libre de l'échantillon biologique. the free surface of the biological sample.
Selon un mode particulier de réalisation l'appareil de détection de la surface libre d'un échantillon biologique est manuel ou automatique, incorporé ou non à un automate; il comporte: - au moins un moyen engendrant une variation de pression au sein de l'appareil au repos, - au moins un capteur de pression pour mesurer la variation de pression au repos ou une pression différente de cette variation de pression au sein de l'appareil, et According to a particular embodiment, the device for detecting the free surface of a biological sample is manual or automatic, whether or not incorporated into an automatic device; it comprises: - at least one means generating a pressure variation within the device at rest, - at least one pressure sensor for measuring the pressure variation at rest or a pressure different from this pressure variation within l device, and
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- des moyens d'analyse des mesures du ou des capteurs pour détecter l'affleurement de l'extrémité inférieure libre de l'appareil d'aspiration-refoulement par rapport à la surface libre means of analysis of the measurements of the sensor (s) to detect the outcrop of the free lower end of the suction-discharge device relative to the free surface
de l'échantillon biologique.of the biological sample.
Le moyen engendrant une variation de pression est constitué par un tube souple pouvant être compressé et décompressé régulièrement par tout mécanisme de mouvement alternatif, tel The means generating a pressure variation consists of a flexible tube which can be compressed and decompressed regularly by any alternative movement mechanism, such as
qu'une came, un maneton, associé à un moteur. than a cam, a crankpin, associated with a motor.
L'extrémité inférieure libre de l'appareil est portée par un embout jetable. The free lower end of the device is carried by a disposable tip.
Les dessins ci-joints sont donnés à titre d'exemples indicatifs et non limitatifs d'un The attached drawings are given as indicative and non-limiting examples of a
mode préférentiel de réalisation de la présente invention. preferred embodiment of the present invention.
La figure 1 représente une vue schématique d'un appareil de prélèvement selon Figure 1 shows a schematic view of a sampling device according to
l'invention qui permet la mise en oeuvre du procédé de prélèvement. the invention which allows the implementation of the sampling process.
La figure 2 représente une vue du signal électrique à la sortie du capteur de pression visualisée par un oscilloscope, lors de l'utilisation d'un appareil selon la figure 1 dans le cas FIG. 2 represents a view of the electrical signal at the output of the pressure sensor viewed by an oscilloscope, when using an apparatus according to FIG. 1 in the case
d'un liquide non mouillant.non-wetting liquid.
La figure 3 représente une vue identique à la figure 2 dans le cas d'un liquide mouillant. Figure 3 shows a view identical to Figure 2 in the case of a wetting liquid.
La figure 4 représente un détail D de la figure 3. FIG. 4 represents a detail D of FIG. 3.
La figure 5 représente une vue en coupe au niveau de l'extrémité inférieure de l'embout Figure 5 shows a sectional view at the lower end of the nozzle
qui affleure la surface d'un liquide non mouillant. which is flush with the surface of a non-wetting liquid.
La figure 6 représente une vue identique à la figure 5 dans le cas d'un liquide mouillant. Figure 6 shows a view identical to Figure 5 in the case of a wetting liquid.
La figure 7 représente une vue d'un signal électrique classique à la sortie du capteur de FIG. 7 represents a view of a conventional electrical signal at the output of the
pression visualisée par un oscilloscope. pressure displayed by an oscilloscope.
La figure 8 représente une vue d'un signal électrique identique à celui de la figure 7 mais perturbé par la présence de nombreuses petites bulles à la surface de l'échantillon constituant FIG. 8 represents a view of an electrical signal identical to that of FIG. 7 but disturbed by the presence of numerous small bubbles on the surface of the sample constituting
une mousse.a foam.
Enfin, la figure 9 représente une vue d'un signal électrique identique à la figure 7 mais perturbé par la présence d'une bulle d'air à l'intérieur de l'échantillon, bulle d'air qui est aspirée Finally, Figure 9 shows a view of an electrical signal identical to Figure 7 but disturbed by the presence of an air bubble inside the sample, air bubble which is sucked
par l'appareil d'aspiration-prélèvement. by the suction-sampling device.
Dans la suite du texte, il faut comprendre le terme affleurer comme étant un équivalent de entrer en contact. Un embout étant assimilé sensiblement à un tube creux, l'affleurement est donc synonyme de contact entre l'extrémité inférieure libre de l'embout et la surface libre de l'échantillon biologique à prélever, sans que les parois latérales extérieures dudit embout ne soient souillées par l'échantillon. En fait, les parois latérales intérieures ou extérieures sont ou non souillées, avant le prélèvement, selon que ledit échantillon biologique est un liquide mouillant ou non-mouillant. En fait l'affleurement doit pouvoir permettre le prélèvement sans In the remainder of the text, the term outcrop should be understood as being an equivalent of making contact. A tip being assimilated substantially to a hollow tube, the outcrop is therefore synonymous with contact between the free lower end of the tip and the free surface of the biological sample to be taken, without the outer side walls of said tip being soiled by the sample. In fact, the interior or exterior side walls are or are not soiled, before the sampling, depending on whether said biological sample is a wetting or non-wetting liquid. In fact the outcrop must be able to allow sampling without
création de bulles d'air ou autre gaz en souillant le moins possible l'extérieur de l'embout. creation of air bubbles or other gas by contaminating the outside of the nozzle as little as possible.
Il convient de noter tout d'abord, pour une bonne compréhension des figures 2 à 4 et 7 à 9, que le temps s'écoule de la droite vers la gauche de chaque feuille, et que la position située au-dessus de la ligne de base 21 correspond à une dépression alors que la position située au- It should be noted first of all, for a good understanding of Figures 2 to 4 and 7 to 9, that the time runs from the right to the left of each sheet, and that the position located above the line base 21 corresponds to a depression while the position located above
dessous de la ligne de base 21 correspond à une surpression. below the baseline 21 corresponds to an overpressure.
Selon la figure 1, un appareil de prélèvement 1, selon la présente invention, est bien représenté. Cet appareil 1 est essentiellement constitué par une pipette 3 qui permet le prélèvement According to Figure 1, a sampling device 1 according to the present invention is well represented. This device 1 is essentially constituted by a pipette 3 which allows the sampling
d'un échantillon biologique 2 contenu à l'intérieur d'une cuvette d'analyse 10. of a biological sample 2 contained inside an analysis cuvette 10.
La pipette 3 est essentiellement constituée d'un corps extérieur 18 contenant un piston 19. La mobilité du piston 19, selon F1 et F2, à l'intérieur du corps 18 de la pipette 3, permet respectivement l'aspiration et le rejet du liquide à prélever 2. Bien entendu, il y a présence de The pipette 3 essentially consists of an external body 18 containing a piston 19. The mobility of the piston 19, according to F1 and F2, inside the body 18 of the pipette 3, allows respectively the suction and the rejection of the liquid to be taken 2. Of course, there is the presence of
joints d'étanchéité 20 entre le piston 19 et le corps 18 de la pipette 3. seals 20 between the piston 19 and the body 18 of the pipette 3.
De manière classique également, on dispose à l'extrémité libre du corps de la pipette 18, Also conventionally, the pipette 18 has the free end of the body,
un embout 7, également appelé cône ou pointe de prélèvement. a nozzle 7, also called a cone or sampling point.
Un des problèmes essentiels lorsque l'on effectue le prélèvement d'un liquide biologique 2 consiste dans le fait que la quantité prélevée varie en fonction des caractéristiques de mouillabilité du liquide 2. Cette variabilité du volume prélevé, même si elle est faible, peut avoir des conséquences sur les résultats des analyses effectuées. Il y a donc une réelle nécessité de gommer les différences des volumes prélevés lorsque l'échantillon biologique 2 est un One of the essential problems when sampling a biological liquid 2 consists in the fact that the quantity withdrawn varies as a function of the wettability characteristics of the liquid 2. This variability in the volume withdrawn, even if it is small, can have consequences on the results of the analyzes carried out. There is therefore a real need to erase the differences in the volumes taken when the biological sample 2 is a
liquide mouillant ou non.wetting liquid or not.
Pour ce faire la présente invention propose d'associer à la pipette 3 précédemment décrite, un moyen permettant d'engendrer une variation de pression, référencée globalement 4 sur la figure 1. A ce moyen engendrant une variation de pression 4 est également associé un capteur de pression 5 qui mesure la pression et les variations de pression lors de l'utilisation de la pipette 3. Bien entendu, pour que l'ensemble de ces constituants fonctionne, il y a nécessité d'utiliser des moyens d'analyse 6 des paramètres de mesure issus du capteur 5 pour permettre le To do this, the present invention proposes to associate with the pipette 3 described above, a means making it possible to generate a pressure variation, generally referenced 4 in FIG. 1. With this means generating a pressure variation 4 is also associated a sensor. of pressure 5 which measures the pressure and the pressure variations during the use of the pipette 3. Of course, for all of these constituents to function, it is necessary to use means 6 for analyzing the parameters measurement from sensor 5 to allow
prélèvement dans des conditions optimales qui seront décrites ci-après. sampling under optimal conditions which will be described below.
Ces conditions optimales de prélèvement sont celles dans lesquelles l'extrémité inférieure libre 8 de l'embout 7 se situe au niveau de la surface libre 9 de l'échantillon biologique 2 à prélever, comme cela est bien représenté à la figure 1 mais également sur les figures 5 et 6. Dans cette configuration, il est bien entendu évident que le cône 7 ne sera pas souillé, au niveau de sa surface extérieure, par le liquide à prélever 2. Cette caractéristique These optimal sampling conditions are those in which the free lower end 8 of the nozzle 7 is located at the free surface 9 of the biological sample 2 to be sampled, as is well represented in FIG. 1 but also on Figures 5 and 6. In this configuration, it is of course obvious that the cone 7 will not be soiled, at its outer surface, by the liquid to be sampled 2. This characteristic
permet d'éviter une première source d'erreur. avoids a first source of error.
D'autre part, si l'on se reporte aux figures 5 et 6, on remarque qu'il y a une grande différence entre les échantillons biologiques 2 à prélever selon que ceux-ci sont ou non des liquides mouillants c'est-à-dire ayant la propriété de s'étendre sur une surface entrant en contact On the other hand, if we refer to Figures 5 and 6, we note that there is a big difference between the biological samples 2 to be taken depending on whether or not these are wetting liquids, that is to say -to say having the property to extend on a surface coming into contact
avec de tels liquides.with such liquids.
Dans le cas d'un liquide 2 non mouillant comme représenté à la figure 5, celui-ci 2 reste à l'extérieur de l'embout 7 et la surface libre 26 dudit échantillon 2 au sein de la pipette 3 ne In the case of a non-wetting liquid 2 as shown in FIG. 5, the latter 2 remains outside of the tip 7 and the free surface 26 of said sample 2 within the pipette 3 does not
pénètre pas dans celle-ci 3.not enter it 3.
Dans le cas d'un liquide 2 mouillant, celui-ci 2 pénètre à l'intérieur de l'embout 7, de façon plus ou moins importante selon la mouillabilité dudit liquide 2. La surface libre 27 de In the case of a wetting liquid 2, the latter 2 penetrates inside the end piece 7, to a greater or lesser extent depending on the wettability of said liquid 2. The free surface 27 of
l'échantillon 2 est alors positionnée au sein de la pipette 3. sample 2 is then positioned within pipette 3.
Bien entendu les courbes des figures 2 et 3, correspondant respectivement aux deux possibilités des figures 5 et 6, sont modifiées selon la nature mouillante ou non de l'échantillon biologique 2. Ainsi le signal 22a, lorsque l'extrémité 8 est en contact de la surface libre 9 d'un liquide non mouillant avant aspiration, se différencie du signal 22b, lorsque l'extrémité 8 est en Of course the curves of FIGS. 2 and 3, corresponding respectively to the two possibilities of FIGS. 5 and 6, are modified according to the wetting nature or not of the biological sample 2. Thus the signal 22a, when the end 8 is in contact with the free surface 9 of a non-wetting liquid before aspiration differs from signal 22b, when the end 8 is in
contact de la surface libre 9 d'un liquide mouillant également avant aspiration. contact of the free surface 9 of a wetting liquid also before aspiration.
La différence réside dans le fait que le signal 22a est situé au-dessus de la ligne de base 21 correspondant à la pression atmosphérique alors que le signal 22b est situé au-dessous de cette ligne 21 L'objet de la présente invention est donc également de détecter la surface libre 9 d'un The difference lies in the fact that the signal 22a is located above the base line 21 corresponding to the atmospheric pressure while the signal 22b is located below this line 21 The object of the present invention is therefore also to detect the free surface 9 of a
échantillon 2 que celui-ci soit mouillant ou non. sample 2 whether this is wetting or not.
Pour ce faire, l'intérieur de l'embout 7 est associé à la fois au capteur de pression 5 et au moyen engendrant une variation de pression 4. Selon un mode de réalisation représenté à la figure 1, le moyen engendrant une variation de pression 4 est constitué par un support 12 qui peut éventuellement être intégré dans un automate, non représenté sur les figures. Ce support 12 To do this, the inside of the end piece 7 is associated both with the pressure sensor 5 and with the means generating a pressure variation 4. According to an embodiment shown in FIG. 1, the means generating a pressure variation 4 is constituted by a support 12 which can optionally be integrated into an automaton, not shown in the figures. This support 12
est constitué, par exemple, par la carcasse ou la structure de l'automate. consists, for example, of the carcass or the structure of the automaton.
Cette structure 12 fait office de support pour un vilebrequin 13 auquel il est relié par un This structure 12 acts as a support for a crankshaft 13 to which it is connected by a
axe de rotation. Le vilebrequin 13 est également associé à l'une des extrémités d'une bielle 14. rotation axis. The crankshaft 13 is also associated with one of the ends of a connecting rod 14.
L'autre extrémité de cette bielle 14 est quant à elle reliée à un galet presseur 15 dont le mouvement sera alternatif selon F4 et F5 pour permettre la compression entre le galet presseur The other end of this connecting rod 14 is in turn connected to a pressure roller 15 whose movement will be alternating along F4 and F5 to allow compression between the pressure roller
et une enclume 16 d'un tuyau souple 11. and an anvil 16 of a flexible pipe 11.
L'enclume 16 est en fait solidaire du support 12 et ne peut pas bouger, ce qui n'est pas le cas du galet presseur 15. Le tuyau souple 11 quant à lui, comporte deux extrémités; une première extrémité est bouchée par l'intermédiaire d'un bouchon 17 alors que l'autre extrémité est reliée mécaniquement à la pipette 3. Plus précisément, l'intérieur du tuyau souple 11 est en relation directe avec l'intérieur de la pipette 3 au niveau de l'espace délimité par le corps de la pipette 18, le piston 19 et l'embout 7. Il est donc facile de comprendre que le moteur non représenté sur les figures va actionner en rotation, selon F3, le vilebrequin 13, le mouvement du galet presseur 15 s'effectuera selon F4 puis F5 pour permettre, d'une part, la compression et, d'autre part, la décompression du tuyau souple 11 contre l'enclume 16. Lorsque le mouvement du galet 15 s'effectuera selon F4, le tuyau 1 1 sera pressé et il y aura un flux d'air qui arrivera au sein de la pipette 3. Lorsqu'au contraire le galet presseur 15 s'effectuera selon F5, la pression exercée sur le tuyau 11 sera éliminée et ledit tuyau 1 1 pourra réaspirer l'air qui avait été injecté à l'intérieur du corps 18 de la pipette 3. Le mouvement du galet presseur 15 est en moyenne de quelques Hertz à quelques centaines de Hertz. Le tuyau 11 est choisi pour que le volume The anvil 16 is in fact integral with the support 12 and cannot move, which is not the case with the pressure roller 15. The flexible pipe 11 has two ends; a first end is plugged by means of a plug 17 while the other end is mechanically connected to the pipette 3. More specifically, the inside of the flexible pipe 11 is in direct relation with the inside of the pipette 3 at the space delimited by the body of the pipette 18, the piston 19 and the nozzle 7. It is therefore easy to understand that the engine not shown in the figures will actuate in rotation, according to F3, the crankshaft 13, the movement of the pressure roller 15 will take place according to F4 then F5 to allow, on the one hand, the compression and, on the other hand, the decompression of the flexible pipe 11 against the anvil 16. When the movement of the roller 15 s' will carry out according to F4, the pipe 1 1 will be pressed and there will be an air flow which will arrive within the pipette 3. When on the contrary the pressure roller 15 will be carried out according to F5, the pressure exerted on the pipe 11 will be eliminated and said pipe 1 1 can suck back the air which had been injected inside the body 18 of the pipette 3. The movement of the pressure roller 15 is an average of a few Hertz to a few hundred Hertz. The pipe 11 is chosen so that the volume
déplacé c'est-à-dire aspiré et refoulé soit de quelques nanolitres à quelques microlitres. moved, that is to say sucked up and driven back, from a few nanoliters to a few microliters.
Il est donc aisé de comprendre, en rapport avec les figures 2 et 3, que chaque signal transmis par le capteur de pression 5 comporte essentiellement trois zones bien définies: A, B et C. Dans le cas de la zone A, le signal électrique à la sortie du capteur 5 correspond à la position avant qu'il y ait contact entre l'extrémité 8 de l'embout 7 et l'échantillon 2. Dans le cas de la zone B, le signal du capteur 5 correspond à la position après qu'il y a eu contact entre l'extrémité 8 et l'échantillon 2, mais avant aspiration par la pipette 3. Dans le cas de la zone C enfin, le signal correspond à la position après contact entre l'extrémité 8 et l'échantillon 2, mais It is therefore easy to understand, in relation to FIGS. 2 and 3, that each signal transmitted by the pressure sensor 5 essentially comprises three well-defined zones: A, B and C. In the case of zone A, the electrical signal at the output of the sensor 5 corresponds to the position before there is contact between the end 8 of the end piece 7 and the sample 2. In the case of zone B, the signal from the sensor 5 corresponds to the position after there has been contact between the end 8 and the sample 2, but before aspiration by the pipette 3. Finally in the case of zone C, the signal corresponds to the position after contact between the end 8 and sample 2 but
après aspiration.after aspiration.
En fait le signal dans la zone A est plus compliqué et se décompose en deux zones Ai et A2, comme représenté la figure 4 qui est une détail de la figure 3. Cette décomposition existe également dans le cas de la figure 2. La zone AI correspond à un signal de mesure de la pression atmosphérique avant que le moyen 4 engendrant une variation de pression ne soit mis en fonctionnement. La zone A2 correspond à un signal de mesure de la pression atmosphérique après que le moyen 4 engendrant une variation de pression a été mis en fonctionnement. Ainsi le signal Ai est complètement plat, alors qu'avec A2, il y a une légère amplitude due aux In fact, the signal in zone A is more complicated and breaks down into two zones Ai and A2, as shown in FIG. 4 which is a detail in FIG. 3. This decomposition also exists in the case of FIG. 2. Zone AI corresponds to a signal for measuring atmospheric pressure before the means 4 generating a pressure variation is put into operation. Zone A2 corresponds to a signal for measuring atmospheric pressure after the means 4 generating a pressure variation has been put into operation. Thus the signal Ai is completely flat, whereas with A2, there is a slight amplitude due to the
mouvements de l'air selon F4 et F5.air movements according to F4 and F5.
Cette technique permet ainsi de détecter la surface libre 9 d'un échantillon biologique 2 This technique thus makes it possible to detect the free surface 9 of a biological sample 2
quelle que soit la nature mouillante ou non mouillante de cet échantillon 2. whatever the wetting or non-wetting nature of this sample 2.
La présente invention concerne donc un procédé de prélèvement d'un échantillon biologique 2 par l'intermédiaire d'un appareil d'aspirationrefoulement, un procédé de détection The present invention therefore relates to a method for taking a biological sample 2 by means of a suction suction device, a detection method
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de la surface libre 9 d'un échantillon biologique 2 par l'intermédiaire, éventuellement, de ce même appareil. Enfin, elle concerne un appareil de prélèvement 1 d'un échantillon 2, tel qu'une of the free surface 9 of a biological sample 2 via, optionally, this same device. Finally, it relates to a device 1 for taking a sample 2, such as a
pipette 3, et un appareil de détection de la surface libre d'un échantillon biologique. pipette 3, and an apparatus for detecting the free surface of a biological sample.
Ces nouveaux procédés et appareils de détection de niveau de liquide biologique dans une cuvette ou tube d'analyse sont tout particulièrement nécessaires pour les analyseurs automatiques. En fait, lorsqu'un embout, pointe ou cône de prélèvement 7 rentre en contact avec un liquide 2, tel que sérum ou réactif biologique, une légère surpression est générée à l'intérieur de l'embout 7. Ceci est lié et dépendant de la mouillabilité des embouts 7, ainsi qu'aux tensions These new methods and apparatuses for detecting the level of biological liquid in an analysis cuvette or tube are particularly necessary for automatic analyzers. In fact, when a tip, tip or sampling cone 7 comes into contact with a liquid 2, such as serum or biological reagent, a slight overpressure is generated inside the tip 7. This is related and dependent on the wettability of the tips 7, as well as the tensions
hydrostatiques des différents liquides prélevés 2. hydrostatic of the different liquids sampled 2.
Cette augmentation de pression, typiquement de quelques centaines de micro bars, est détectable à l'aide, par exemple, d'un capteur 5 issu de la technologie de micro usinage standard dans le commerce. Ce phénomène de micro capillarité est présent dans la majorité des liquides This increase in pressure, typically of a few hundred micro bars, is detectable using, for example, a sensor 5 derived from standard micromachining technology commercially. This micro capillarity phenomenon is present in most liquids
biologiques, cependant certains liquides peu mouillants mettent en défaut ce concept décrit ci- biological, however certain low wetting liquids defeat this concept described below
dessus puisque ce liquide, comme son nom l'indique, ne rentre pas spontanément dans la pointe de prélèvement 7, et ne génère pas une petite surpression nécessaire au fonctionnement du above since this liquid, as its name suggests, does not spontaneously enter the sampling point 7, and does not generate a small overpressure necessary for the operation of the
capteur 5, d'o la recherche d'un marqueur de présence de liquide. sensor 5, hence the search for a liquid presence marker.
L'invention consiste donc à injecter dans l'espace d'air emprisonné dans l'embout 7 de prélèvement un flux d'air. Ce flux d'air injecté, perturbant la précision du mécanisme de prélèvement, est réaspiré instantanément. On obtient alors un système de va-et-vient d'une petite quantité d'air d'environ une fraction de micro litre, voir les courbes des figures 2 à 4 et 7 à9. Cette quantité est suffisamment petite en regard des quantités d'air en mouvement assurant la bonne volumétrie nécessaire au pompage de la dose liquide. Ce flux d'air est injecté puis réaspiré à une vitesse suffisamment rapide pour qu'elle n'ait pas d'effet sur le déplacement du liquide se trouvant à l'orifice de la pointe de prélèvement, ainsi le cycle aspiration/refoulement est exécuté en un temps de quelques millisecondes. Le capteur de pression 5, lui, réagit à une vitesse de I 'ordre de 100 micro secondes. A cette vitesse, le liquide The invention therefore consists in injecting a flow of air into the air space trapped in the sampling nozzle 7. This flow of injected air, disturbing the precision of the sampling mechanism, is immediately sucked back in. We then obtain a back-and-forth system of a small amount of air of about a fraction of micro liter, see the curves of Figures 2 to 4 and 7 to 9. This quantity is sufficiently small compared to the quantities of air in motion ensuring the correct volumetry necessary for pumping the liquid dose. This air flow is injected and then sucked in at a speed fast enough so that it has no effect on the displacement of the liquid located at the orifice of the sampling tip, thus the suction / delivery cycle is executed. in a few milliseconds. The pressure sensor 5, for its part, reacts at a speed of the order of 100 micro seconds. At this speed, the liquid
n'est pas capable de rentrer dans l'embout 7. is not able to enter the nozzle 7.
Ce système trouve une utilisation particulièrement intéressante dans le cas de liquide à faible tension superficielle qui entre en contact avec l'orifice de la pointe de prélèvement 7. De plus, avantageusement, cette invention permet de qualifier la géométrie de l'extrémité du cône puisque si cette extrémité présente des aspérités dues par exemple à un mauvais moulage le This system finds a particularly advantageous use in the case of liquid with low surface tension which comes into contact with the orifice of the sampling tip 7. In addition, advantageously, this invention makes it possible to qualify the geometry of the end of the cone since if this end has roughness due for example to poor molding the
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micro flux d'air entrant et sortant est perturbé se traduisant par une modification de la variation micro flow of incoming and outgoing air is disturbed resulting in a change in the variation
de pression décelable aisément à l'aide de ce même capteur de pression 5. easily detectable pressure using the same pressure sensor 5.
Les flux et reflux d'air sont générés par l'intermédiaire d'une micro pompe 4 fonctionnant sur le principe bielle manivelle comprimant un micro tuyau 11 en silicone, par exemple, dont le canal capillaire intérieur est de petit diamètre de l'ordre de quelques dixièmes The air flows and refluxes are generated by means of a micro pump 4 operating on the crank rod principle compressing a micro hose 11 made of silicone, for example, the inner capillary channel of which is of small diameter of the order of a few tenths
de millimètres.of millimeters.
Ainsi à chaque tour de moteur, le tuyau 11 est alternativement déformé et restauré dans sa forme initiale, générant ainsi respectivement un flux et un reflux d'air. Ces flux et reflux Thus, at each engine revolution, the pipe 11 is alternately deformed and restored to its initial shape, thus respectively generating an air flow and an ebb. These ebb and flow
d'air sont transmis, via le tuyau, à la chambre interne de l'embout de prélèvement 7. air are transmitted, via the hose, to the internal chamber of the sampling nozzle 7.
o10 A ce propos, l'une des deux extrémités du tuyau 11 est reliée à ladite chambre interne de l'embout de prélèvement 7. L'autre extrémité de ce tuyau 11 est obturée à l'aide d'un bouchon 17. Le capteur de pression 5, lui, est en liaison directe avec le canal d'air du mécanisme de pompage de la pipette, la pipette est d'un type standard fonctionnant suivant le principe connu o10 In this regard, one of the two ends of the pipe 11 is connected to said internal chamber of the sampling nozzle 7. The other end of this pipe 11 is closed with a plug 17. The sensor pressure 5, it is in direct connection with the air channel of the pumping mechanism of the pipette, the pipette is of a standard type operating according to the known principle
du déplacement d'un matelas.moving a mattress.
Selon un exemple représenté à la figure 2, les différents types de signaux électroniques issus du micro capteur de pression 5 sont standards et exploitables par n'importe quel micro ordinateur programmé pour détecter un signal de quelques millivolts devenant instantanément According to an example shown in Figure 2, the different types of electronic signals from the micro pressure sensor 5 are standard and can be used by any microcomputer programmed to detect a signal of a few millivolts becoming instantly
(quelques millisecondes) quelques centaines de millivolts. (a few milliseconds) a few hundred millivolts.
Il est également possible de faire varier le volume d'air de flux et de reflux, par exemple de quelques fractions de micro litres à quelques micro litres, ainsi que de faire varier la fréquence de pulsation, permettant de pulser ledit volume d'air, de quelques dizaines de Hertz à It is also possible to vary the volume of flow and reflux air, for example from a few fractions of micro liters to a few micro liters, as well as to vary the frequency of pulsation, making it possible to pulsate said volume of air, from a few dozen Hertz to
quelques centaines de Hertz, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. a few hundred Hertz, without departing from the scope of the invention.
De même, le flux d'air peut être généré par d'autres systèmes, tels que micro haut- Similarly, the air flow can be generated by other systems, such as micro built-in
parleur étanche dont la membrane sonore agit comme une membrane de pompe. La cavité étanche placée contre le haut-parleur emprisonne un petit volume d'air qui est ensuite injecté waterproof speaker whose sound membrane acts like a pump membrane. The tight cavity placed against the loudspeaker traps a small volume of air which is then injected
dans le haut de l'embout de prélèvement 7. at the top of the sampling tip 7.
De la même façon, il est possible d'utiliser tout système du type piézoélectrique qui Similarly, it is possible to use any system of the piezoelectric type which
peut remplir avantageusement la fonction de ce pompage. can advantageously fulfill the function of this pumping.
L'invention ci-dessus exposée est utilisée comme système de détection du niveau d'un liquide à prélever 2. Il peut également avoir une autre fonctionnalité liée au bouchage total de The invention described above is used as a system for detecting the level of a liquid to be sampled 2. It can also have another functionality linked to the total plugging of
l'embout de prélèvement 7, lors de l'affleurement de l'extrémité dudit embout avec le liquide. the sampling tip 7, when the end of said tip is flush with the liquid.
Ce système permet encore de détecter un bouchage partiel dudit embout de prélèvement 7, par exemple lorsqu'un liquide biologique 2 est séché ou cristallisé à l'une des extrémités ou This system also makes it possible to detect a partial blockage of said sampling tip 7, for example when a biological liquid 2 is dried or crystallized at one of the ends or
également à l'intérieur de cet embout de prélèvement 7. also inside this sampling tip 7.
D'autres performances sont possibles grâce à cet appareil. Other performances are possible thanks to this device.
Ainsi on peut prévoir la détection de fuite à la jonction entre le cône de prélèvement et le mécanisme de prélèvement. En effet, s'il y a une fuite en ce point, le signal de dépression recueilli aux bornes du capteur (de pression / dépression) 5 est totalement différent car le pic de dépression est plus faible, et le plateau lié à la hauteur de colonne d'eau s'effondre constamment au cours du temps. La pente de ce plateau traduit directement l'ampleur de la fuite. Il est également possible de détecter la présence de bulles lors de l'aspiration du liquide biologique puisque la dépression non progressive est détectée par le capteur. Dans ce cas le pic unique de dépression sera fractionné, 28 de la figure 9, et on pourra observer une pluralité de pics dont le nombre correspondra au nombre de bulles passant par l'orifice de la pointe de Thus, it is possible to provide for the detection of a leak at the junction between the sampling cone and the sampling mechanism. In fact, if there is a leak at this point, the vacuum signal collected at the terminals of the sensor (pressure / vacuum) 5 is completely different because the vacuum peak is lower, and the plateau linked to the height of water column constantly collapses over time. The slope of this plateau directly reflects the extent of the leak. It is also possible to detect the presence of bubbles during the aspiration of the biological fluid since the non-progressive depression is detected by the sensor. In this case, the single depression peak will be split, 28 in FIG. 9, and a plurality of peaks will be observed, the number of which will correspond to the number of bubbles passing through the orifice of the point of
prélèvement. Le plateau d'équilibre des pressions sera lui aussi inconstant. sample. The pressure balance plateau will also be inconsistent.
Il est encore possible de détecter un embout 7 imparfaitement vidé. Ainsi, lors du cycle d'éjection du liquide prélevé, la surpression générée par le mécanisme d'éjection de la pipette 3, s'il est trop rapide ou si le liquide a des caractéristiques de mouillabilité défavorable, va générer, sur les parois internes de l'embout de prélèvement 7, la présence d'une certaine quantité de liquide non éjecté, il y aura donc une sous dose distribuée. L'invention dans ce cas est capable de détecter la formation d'une coalescence du liquide; cette coalescence génère au moins un anneau de liquide qui se comporte comme une membrane fragile. Le flux et le reflux du volume d'air éjecté dans l'embout 7 est donc perturbé, ce qui se traduit par une très faible variation de pression qui est détectée par le capteur de pression 5. Si dans le même temps, ledit embout 7 ne plonge pas dans le liquide à prélever 2, on peut en déduire que la pointe de prélèvement 7 est imparfaitement vidée, un deuxième cycle d'éjection dans ce cas peut être entrepris. Il est aussi possible de détecter la présence d'un embout puisqu'en présence de l'embout vide, sans contact liquide, une onde alternative générée par le petit volume d'air injecté est décelable par le capteur de pression 5, alors qu'en l'absence de cet embout, ce signal n'existe pas. Il est possible de détecter un bouchage partiel. Ainsi les procédés de détection de bouchage sont connus et font l'objet de nombreux brevets de détection d'un bouchage total d'une aiguille ou d'une pointe de prélèvement. La présente invention propose un appareil quifonctionne uniquement sur le matelas d'air au dessus de la colonne de liquide, ce qui augmente considérablement la sensibilité du capteur de pression qui est utilisé. Ainsi une faible Il obstruction de l'entrée du cône se traduit par une faible variation de la pression qui comparée à It is still possible to detect an imperfectly emptied end piece 7. Thus, during the ejection cycle of the withdrawn liquid, the overpressure generated by the ejection mechanism of the pipette 3, if it is too fast or if the liquid has unfavorable wettability characteristics, will generate, on the internal walls of the sampling nozzle 7, the presence of a certain quantity of liquid not ejected, there will therefore be a distributed sub-dose. The invention in this case is capable of detecting the formation of a coalescence of the liquid; this coalescence generates at least one ring of liquid which behaves like a fragile membrane. The flow and reflux of the volume of air ejected into the nozzle 7 is therefore disturbed, which results in a very small pressure variation which is detected by the pressure sensor 5. If at the same time, said nozzle 7 does not immerse in the liquid to be sampled 2, it can be deduced therefrom that the sampling tip 7 is imperfectly emptied, a second ejection cycle in this case can be undertaken. It is also possible to detect the presence of a nozzle since in the presence of the empty nozzle, without liquid contact, an alternative wave generated by the small volume of air injected is detectable by the pressure sensor 5, whereas in the absence of this tip, this signal does not exist. It is possible to detect a partial blockage. Thus, the methods for detecting blockage are known and are the subject of numerous patents for detecting a total blockage of a needle or of a sampling point. The present invention provides an apparatus which operates only on the air mattress above the liquid column, which considerably increases the sensitivity of the pressure sensor which is used. Thus a small blockage of the cone inlet results in a small variation in pressure which compared to
un signal de cône non obturé dévoile un bouchage partiel. an unblocked cone signal reveals a partial blockage.
Il est également possible de qualifier les forces hydrostatiques. Avantageusement, de part son extrême sensibilité, l'appareil selon l'invention permet de suivre les qualités de mouillabilité de surfaces internes des cônes de prélèvement 7 ainsi que les tensions superficielles des différents liquides biologiques. En effet le pic de dépression sera d'autant plus élevé que le liquide sera peu mouillant et que la surface interne du cône 7 sera hydrophobe. A l'aide d'un ensemble de courbes maîtresses mémorisées dans l'ordinateur de gestion, il devient It is also possible to qualify hydrostatic forces. Advantageously, due to its extreme sensitivity, the device according to the invention makes it possible to monitor the wettability qualities of the internal surfaces of the sampling cones 7 as well as the surface tensions of the various biological liquids. Indeed the peak of depression will be all the higher as the liquid will be little wetting and that the internal surface of the cone 7 will be hydrophobic. Using a set of master curves stored in the management computer, it becomes
possible de qualifier les liquides biologiques sur ces nouveaux critères. possible to qualify biological liquids on these new criteria.
Il est encore possible de définir le cône ou embout. Sur un analyseur de biologie la qualité des embouts de prélèvement 7 a une grande importance puisque, pendant un temps très court, l'ensemble du prélèvement passe par son orifice capillaire. Ainsi les vitesses des liquides biologiques sont localement rapides, ce qui explique qu'une minime déformation de l'extrémité du cône de prélèvement modifie la vitesse du liquide, et donc la précision volumétrique attendue de l'instrument, notre invention rend discernable une faible variation de l'écoulement du liquide biologique, puisque l'écart de pression mesuré par le capteur de pression 5 sera It is still possible to define the cone or tip. On a biology analyzer, the quality of the sampling tips 7 is of great importance since, for a very short time, the entire sample passes through its capillary orifice. Thus the speeds of the biological liquids are locally fast, which explains that a minimal deformation of the end of the sampling cone modifies the speed of the liquid, and therefore the expected volumetric precision of the instrument, our invention makes a slight variation discernible. of the biological fluid flow, since the pressure difference measured by the pressure sensor 5 will be
comparé à des courbes maîtresses mémorisées. compared to memorized master curves.
Il est possible de contrôler la vitesse du prélèvement. Ainsi l'extrême sensibilité de l'invention associée à des courbes types de dépression/surpression permet de déceler de faibles variations de vitesse de prélèvement, ce qui revêt une grande importance dans la précision volumétrique finale prélevée. Bien entendu ces éléments sont gérés par le calculateur de It is possible to control the speed of the sample. Thus, the extreme sensitivity of the invention associated with typical depression / overpressure curves makes it possible to detect small variations in sampling speed, which is of great importance in the final volumetric precision sampled. Of course, these elements are managed by the
l'instrument bien connu de l'état de la technique. the well-known state of the art instrument.
Il est enfin possible de contrôler d'éventuelles fuites dans le mécanisme de prélèvement. Finally, it is possible to check for any leaks in the sampling mechanism.
L'appareil selon la présente invention est judicieusement positionné dans le corps de pompe 11; ainsi il est possible en l'absence de cône de prélèvement 7 de valider l'étanchéité dans l'intégralité des pièces contribuant au bon fonctionnement. La procédure de contrôle peut être The apparatus according to the present invention is judiciously positioned in the pump body 11; thus it is possible in the absence of sampling cone 7 to validate the tightness in all of the parts contributing to the proper functioning. The control procedure can be
exécutée avant la mise en route de l'analyseur par un bouchage artificiel de l'extrémité du porte- performed before starting the analyzer by an artificial plugging of the end of the holder
cône. Une surpression est générée par le mécanisme de pompage 4 et le capteur de pression 5 surveille pendant un temps prolongé, par exemple une minute, la bonne tenue à cette pression cone. An overpressure is generated by the pumping mechanism 4 and the pressure sensor 5 monitors for a long time, for example one minute, the good resistance to this pressure
générée.generated.
L'invention concerne donc un procédé de détection de niveau de liquide par variation de pression utilisant un capteur de pression 5, associé à un flux d'air pulsé, c'est-à-dire obtenu par The invention therefore relates to a method for detecting the level of liquid by variation of pressure using a pressure sensor 5, associated with a flow of pulsed air, that is to say obtained by
injection d'un petit volume puis réaspiration de ce volume. injection of a small volume then re-aspiration of this volume.
Le flux d'air est d'une fréquence de quelques Hertz à quelques centaines de Hertz. The air flow is of a frequency from a few Hertz to a few hundred Hertz.
Le volume d'air pulsé est une quantité variant de quelques nano litres à quelques micro litres. En ce qui concerne la présence de bulles d'air dans l'échantillon 2, les courbes 7 à 9 The volume of forced air is an amount varying from a few nano liters to a few micro liters. Regarding the presence of air bubbles in sample 2, curves 7 to 9
permettent de bien visualiser le problème. allow to visualize the problem.
Ainsi la figure 7 représente un signal électrique classique à la sortie du capteur de FIG. 7 therefore represents a conventional electrical signal at the output of the
pression 5 visualisée par un oscilloscope. Ce signal se décompose de la façon suivante. pressure 5 displayed by an oscilloscope. This signal breaks down as follows.
Il y a tout d'abord une ligne de base 21 qui correspond à la pression atmosphérique lorsque l'extrémité 8 est positionnée au dessus de la surface libre 9. Puis le signal 22b correspond au fait que l'extrémité 8 est en contact de la surface libre 9 d'un liquide mouillant 2, avant aspiration. Ensuite une dépression 23 apparaît, due à la montée selon F1 du piston 19 entraînant la montée de l'échantillon 2 dans l'embout 7. Puis il y a une diminution de la First there is a baseline 21 which corresponds to atmospheric pressure when the end 8 is positioned above the free surface 9. Then the signal 22b corresponds to the fact that the end 8 is in contact with the free surface 9 of a wetting liquid 2, before aspiration. Then a vacuum 23 appears, due to the rise along F1 of the piston 19 causing the rise of the sample 2 in the nozzle 7. Then there is a decrease in the
dépression 24 due à la stabilisation de la position dudit échantillon 2 au sein dudit embout 7. depression 24 due to the stabilization of the position of said sample 2 within said nozzle 7.
Enfin, il s'établit une dépression d'équilibre 25 à un niveau correspondant de la colonne de Finally, an equilibrium depression 25 is established at a corresponding level in the column of
liquide 2.liquid 2.
I 5 La figure 8 représente un signal électrique identique à celui de la figure 7 mais perturbé par la présence de nombreuses petites bulles à la surface de l'échantillon constituant une mousse. De ce fait en zone B, les variations engendrées par le moyen 4 sont beaucoup moins régulières 22c. Ceci est lié au fait que le capteur de pression 5 détecte alternativement la présence de liquide 2 et d'air. Dans ce cas le signal reprend les références 21, 23, 24 et 25 I 5 Figure 8 shows an electrical signal identical to that of Figure 7 but disturbed by the presence of many small bubbles on the surface of the sample constituting a foam. Therefore in zone B, the variations generated by the means 4 are much less regular 22c. This is linked to the fact that the pressure sensor 5 alternately detects the presence of liquid 2 and air. In this case the signal uses the references 21, 23, 24 and 25
exposées ci-dessus mais pas la référence 22b remplacée par la référence 22c. exposed above but not the reference 22b replaced by the reference 22c.
Enfin, la figure 9 représente une vue d'un signal électrique identique à la figure 7 mais également perturbé par la présence d'une bulle d'air à l'intérieur de l'échantillon, bulle d'air qui est aspirée par l'appareil d'aspiration-prélèvement au niveau de la zone C. Cette courbe comporte bien les références 21, 22b et 25, mais les références 23 et 24 sont absentes car remplacées par une dépression 28 de l'échantillon 2 dans l'embout 7 perturbée par une bulle d'air. Cette invention permet de détecter des fuites entre le cône et la pipette, mais également la présence de bulles de gaz dans l'échantillon lors du prélèvement, des cônes imparfaitement vidés, la présence de cône, le bouchage partiel d'un cône par un réactif biologique. L'invention permet encore la qualification des forces hydrostatiques (tension superficielle / mouillabilité), la qualification du cône (géométrie / moulage de l'extrémité), le contrôle de vitesse de l'appareil Finally, FIG. 9 represents a view of an electrical signal identical to FIG. 7 but also disturbed by the presence of an air bubble inside the sample, air bubble which is sucked in by the suction-sampling device at zone C. This curve does indeed have the references 21, 22b and 25, but the references 23 and 24 are absent since they are replaced by a depression 28 of the sample 2 in the disturbed tip 7 by an air bubble. This invention makes it possible to detect leaks between the cone and the pipette, but also the presence of gas bubbles in the sample during the sampling, imperfectly emptied cones, the presence of cone, the partial clogging of a cone with a reagent. biological. The invention also allows the qualification of hydrostatic forces (surface tension / wettability), the qualification of the cone (geometry / molding of the end), the speed control of the device.
de prélèvement, le contrôle de l'absence de fuite du mécanisme dudit appareil. sampling, checking that the mechanism of said device does not leak.
REFERENCESREFERENCES
1. Appareil de prélèvement 2. Echantillon biologique 3. Pipette 4. Moyen engendrant une variation de pression ou pompe 5. Capteur de pression 6. Moyens d'analyse des paramètres de mesure 7. Embout ou cône ou pointe o 8. Extrémité inférieure libre de l'embout 7 9. Surface libre de l'échantillon 2 10. Cuvette d'analyse contenant l'échantillon 2 ! 1. Tube souple 12. Support 1 5 13. Vilebrequin 14. Bielle 15. Galet presseur 16. Enclume 17. Bouchon 18. Corps de la pipette 3 19. Piston de la pipette 3 20. Joints d'étanchéité 21. Ligne de base du signal correspondant à la pression atmosphérique lorsque l'extrémité 8 est positionnée au dessus de la surface libre 9 22a. Signal lorsque l'extrémité 8 est en contact de la surface libre 9 d'un liquide non mouillant avant aspiration 22b. Signal lorsque l'extrémité 8 est en contact de la surface libre 9 d'un liquide mouillant avant aspiration 22c. Signal lorsque l'extrémité 8 est en contact de la surface libre 9 d'un liquide mouillant avant aspiration, la surface de l'échantillon 2 comportant de la mousse 23. Dépression due à la montée selon F1 du piston 19 entraînant la montée de l'échantillon dans l'embout 7 24. Diminution de la dépression due à la stabilisation de la position de l'échantillon 2 au sein de l'embout 7 25. Dépression d'équilibre à un niveau correspondant de la colonne de liquide 2 26. Surface libre de l'échantillon 2 au sein de la pipette 3 dans le cas d'un liquide non mouillant 27. Surface libre de l'échantillon 2 au sein de la pipette 3 dans le cas d'un liquide mouillant 28. Montée de l'échantillon 2 dans l'embout 7 perturbée par une bulle d'air A. Signal électrique à la sortie du capteur 5 avant contact entre l'extrémité 8 et l'échantillon 2 B. Signal du capteur 5 après contact entre l'extrémité 8 et l'échantillon 2 avant aspiration C. Signal du capteur 5 après contact entre l'extrémité 8 et l'échantillon 2 après aspiration F1. Mouvement du piston 19 dans le corps 18 de la pipette 3 permettant l'aspiration F2. Mouvement du piston 19 dans le corps 18 de la pipette 3 permettant l'éjection F3. Mouvement de rotation du vilebrequin 13 F4. Mouvement de compression du tuyau 11 par le galet presseur 15 F5. Mouvement de dépression du tuyau 1 1 par le galet presseur 15 1. Sampling device 2. Biological sample 3. Pipette 4. Means generating a pressure variation or pump 5. Pressure sensor 6. Means of analysis of the measurement parameters 7. Tip or cone or point o 8. Free lower end of the nozzle 7 9. Free surface of the sample 2 10. Analysis cuvette containing the sample 2! 1. Flexible tube 12. Support 1 5 13. Crankshaft 14. Connecting rod 15. Pressure roller 16. Anvil 17. Stopper 18. Pipette body 3 19. Pipette piston 3 20. Seals 21. Baseline of the signal corresponding to atmospheric pressure when the end 8 is positioned above the free surface 9 22a. Signal when the end 8 is in contact with the free surface 9 of a non-wetting liquid before aspiration 22b. Signal when the end 8 is in contact with the free surface 9 of a wetting liquid before suction 22c. Signal when the end 8 is in contact with the free surface 9 of a wetting liquid before aspiration, the surface of the sample 2 comprising foam 23. Depression due to the rise according to F1 of the piston 19 causing the rise of the sample in the nozzle 7 24. Reduction of the depression due to the stabilization of the position of the sample 2 within the nozzle 7 25. Equilibrium depression at a corresponding level in the column of liquid 2 26. Free surface of the sample 2 within the pipette 3 in the case of a non-wetting liquid 27. Free surface of the sample 2 within the pipette 3 in the case of a wetting liquid 28. Rise of the sample 2 in the nozzle 7 disturbed by an air bubble A. Electrical signal at the output of the sensor 5 before contact between the end 8 and the sample 2 B. Signal from the sensor 5 after contact between the end 8 and sample 2 before aspiration C. Signal from sensor 5 after contact between the ex end 8 and sample 2 after aspiration F1. Movement of the piston 19 in the body 18 of the pipette 3 allowing the suction F2. Movement of the piston 19 in the body 18 of the pipette 3 allowing the ejection F3. Rotational movement of crankshaft 13 F4. Compression movement of hose 11 by pressure roller 15 F5. Vacuum movement of the pipe 1 1 by the pressure roller 15
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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