Titre de l'invention : ELEMENT D'OBTURATION POUR PUITS DE

MICROPLAQUE PRESENTANT DES EVENTS ET UNE FENTE ET PROCEDE POUR SON UTILISATION

Domaine Technique

[0001 ] L’objet de l’invention concerne le domaine technique de la manipulation des échantillons de fluide dans des processus chimiques ou biologiques au sens général et elle vise plus précisément le domaine des kits de diagnostic pour solution chimique ou biologique à analyser. Technique antérieure

[0002] Le brevet US 6 500 390 concerne le domaine technique des microplaques destinées à recevoir et éviter la perte des échantillons de fluide lors des différentes étapes de traitement. Cette microplaque comporte des récipients équipés chacun d’un bouchon adapté pour confiner l’échantillon liquide à l’intérieur du récipient, quelle que soit la position de la microplaque. Chaque bouchon est également pourvu d’une ouverture centrale formant un évent pour permettre une mise en communication des récipients avec l’extérieur. Par la présence des évents, une telle microplaque ne permet pas de garantir une étanchéité complète, ce qui constitue un risque de contamination des échantillons liquides.

[0003] La demande de brevet WO 2015/059254 décrit un kit de lyse et un procédé pour préparer un échantillon, tel que, par exemple, un échantillon de matériel biologique à analyser. Ce kit comporte un tube destiné à contenir des billes facilitant la lyse et une solution tampon de lyse. Un capuchon élastiquement déformable est monté à l’extrémité ouverte du tube pour le fermer

hermétiquement. Ce capuchon comporte une fente permettant le passage de l’embout d’une pipette qui permet l’introduction d’un échantillon de matériel biologique et l’aspiration du lysat obtenu. Un tel kit n’est pas adapté pour permettre en particulier, une opération de lyophilisation qui nécessite une mise en communication du tube avec l’extérieur pour l’évacuation de l’eau. Le retrait du capuchon est propice à une contamination de l’échantillon de matériel contenu dans le récipient ou de l’environnement de travail. Le capuchon lui-même déposé sur le plan de travail peut être source de contamination. Par ailleurs, il est couramment constaté l’expulsion de l’échantillon lorsque des capuchons sur des petits récipients sont retirés. Enfin les opérations de mise en place et de retrait des capuchons sont des sujétions pour les opérateurs au regard du nombre d’analyses qu’ils doivent effectuer.

[0004] Le brevet FR 2 416 848 décrit un bouchon pour des médicaments, en

particulier pour des produits destinés à être soumis à un traitement tel qu'une lyophilisation. Ce bouchon comporte une jupe destinée à être insérée dans un puits par déformation élastique. Cette jupe est pourvue à partir de son extrémité libre, d’une ouverture formant un évent lorsque le bouchon occupe une position partielle d’enfoncement dans le puits. Cette jupe est surmontée par une tête coopérant avec le puits pour assurer sa fermeture étanche lorsque le bouchon est enfoncé complètement dans le puits. Pour l’utilisation du produit, le bouchon est percé par une aiguille creuse. En pratique, un tel bouchon est difficilement pénétrable par des embouts relativement émoussés tels que les embouts de pipettes en plastique jetable ou les embouts de pipettes en plastique souple à usage unique.

[0005] La présente invention vise à remédier aux inconvénients de l’art antérieur en proposant un élément d’obturation pour puits de réception d’une solution chimique ou biologique à analyser, compatible d’une part avec la mise en oeuvre d’une opération nécessitant une mise en communication avec l’extérieur telle une opération de lyophilisation et d’autre part, une opération de stockage étanche, cet élément d’obturation permettant par ailleurs, un accès rapide et fiable au contenu du puits de réception à l’aide d’une pipette en matière plastique.

Exposé de l’invention

[0006] Pour atteindre un tel objectif, l’invention concerne un élément d’obturation pour puits de réception d’une solution chimique ou biologique à analyser, comportant pour chaque puits, un bouchon comportant une jupe d’insertion dans le puits par déformation élastique, cette jupe d’insertion délimitant à partir de l’extrémité libre de la jupe, au moins un évent lorsque le bouchon occupe une position partielle d’enfoncement, le bouchon comportant une partie étanche positionnée de manière que dans une position plus enfoncée du bouchon, par rapport à la position partielle d’enfoncement, cette partie coopère avec le puits pour assurer sa fermeture étanche.

[0007] Selon l’invention, la jupe d’insertion se présente sous la forme d’un cylindre pourvu de deux zones tronquées aménagées de manière symétriquement opposée sur l’extérieur de la jupe pour former des évents, cette jupe d’insertion étant pourvue d’une paroi de fond dans laquelle est aménagée une découpe débouchante, orientée radialement en direction des deux zones tronquées, cette découpe s’étendant entre deux faces de passage de la paroi de fond, en contact l’une contre l’autre pour assurer une étanchéité et autoriser par déformation élastique, le passage d’un embout d’une pipette.

[0008] De plus, l’élément d’obturation selon l’invention peut comporter en outre en combinaison au moins l’une et/ou l’autre des caractéristiques additionnelles suivantes :

- la découpe est réalisée sans enlèvement de matière ;

- chaque zone tronquée s’étend sur une plage angulaire de la jupe, avec la découpe qui s’étend selon une direction coupant chacune des zones tronquées sensiblement dans son milieu ;

- chaque zone tronquée s’étend sur une plage angulaire de la jupe d’insertion comprise entre 40° et 160° ;

- les deux zones tronquées servant d’évents sont des méplats aménagés à partir de l’extrémité libre de la jupe d’insertion et de façon diamétralement opposée dans le prolongement de la découpe ;

- les zones tronquées laissent subsister entre elles, une zone de la jupe possédant un diamètre extérieur supérieur au diamètre du puits pour assurer lorsque le bouchon occupe sa position de fermeture du puits, une déformation de la jupe orientant les contraintes mécaniques selon une direction sensiblement perpendiculaire à la découpe tendant à l’appui des faces de passage l’une contre l’autre ;

- la partie étanche est une partie de la jupe d’insertion surplombant les zones tronquées ;

- la partie étanche est une tête cylindrique raccordée à la jupe d’insertion par un épaulement venant coopérer de manière étanche avec le bord du puits ;

- chaque bouchon présente une cavité interne délimitée par l’intérieur de la jupe d’insertion et s’ouvrant au niveau de la tête cylindrique, par un chanfrein de guidage pour l’embout de la pipette ;

- chaque bouchon est pourvu d’un système de fixation amovible à une feuille de support à partir de laquelle s’étendent en saillie les jupes d’insertion d’une série de bouchons.

[0009] Un autre objet de l’invention est de proposer un kit pour solution chimique ou biologique à analyser, comportant un récipient muni d’au moins un puits recevant chacun un réactif, un bouchon d’un élément d’obturation assurant la fermeture de chaque puits.

[0010] Selon une caractéristique avantageuse du kit, les zones tronquées du

bouchon laissent subsister entre elles, une zone de la jupe possédant un diamètre extérieur supérieur au diamètre du puits pour assurer lorsque le bouchon occupe sa position de fermeture du puits, une déformation de la jupe orientant les contraintes mécaniques selon une direction sensiblement perpendiculaire à la découpe tendant à l’appui des faces de passage l’une contre l’autre.

[001 1 ] Un autre objet de l’invention est de proposer un procédé d’utilisation d’un kit pour solution chimique ou biologique à analyser, comportant un récipient muni d’au moins un puits, le procédé consistant à :

- pré remplir chaque puits par un réactif aqueux ;

- préalablement à une étape de traitement, placer dans chaque puits, dans sa position partielle d’enfoncement, un bouchon d’un élément d’obturation conforme à l’invention ;

- réaliser l’étape de traitement au cours de laquelle un milieu gazeux est évacué de chaque puits à travers les évents des bouchons ;

- et abaisser chaque bouchon pour assurer la fermeture étanche de chaque puits après l’opération de traitement.

[0012] Avantageusement, l’étape de traitement est une étape de lyophilisation.

[0013] Selon une variante de réalisation, le procédé consiste, après la fermeture étanche par un bouchon de chaque puits après l’opération de traitement, à :

- introduire l’embout d’une pipette d’injection d’une solution aqueuse, dans la découpe de chaque bouchon ; - délivrer la solution aqueuse dans le puits à l’aide de la pipette ;

- retirer l’embout de la pipette de chaque bouchon ;

- et assurer une opération d’amplification, avant une opération de détection.

[0014] Avantageusement, l’opération d’amplification est précédée d’une opération de centrifugation.

[0015] Selon une caractéristique de l’invention, la solution aqueuse contient un

échantillon chimique ou biologique à analyser.

[0016] Selon une autre caractéristique de l’invention, les bouchons sont retirés pour être remplacés par un bouchon optique préalablement à une opération d’amplification précédant une opération de détection.

[0017] Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention.

Brève description des dessins

[0018] [Fig. 1 ] La Figure 1 est vue en perspective d’un exemple de réalisation de l’élément d’obturation conforme à l'invention.

[0019] [Fig. 2] La Figure 2 est vue en perspective de dessous, montrant la fente de l’élément d’obturation conforme à l'invention.

[0020] [Fig. 3] La Figure 3 est une vue en coupe de l’élément d’obturation conforme à l'invention, prise selon un plan perpendiculaire à la fente.

[0021 ] [Fig. 4] La Figure 4 est une vue en coupe de l’élément d’obturation conforme à l'invention, prise selon les lignes IV-IV de la Fig. 3.

[0022] [Fig. 5] La Figure 5 montre un élément d’obturation conforme à l'invention, engagé partiellement à l’intérieur d’un puits.

[0023] [Fig. 6] La Figure 6 montre un élément d’obturation conforme à l'invention, engagé complètement à l’intérieur d’un puits.

[0024] [Fig. 7] La Figure 7 est une vue en coupe d’un élément d’obturation prise perpendiculairement à la direction de la fente du bouchon et montrant l’embout d’une pipette engagé à travers la fente d’un élément d’obturation conforme à l'invention, monté à l’intérieur d’un puits. [0025] [Fig. 8] La Figure 8 est une vue partielle d’un kit comportant une plaque de support de plusieurs puits équipés de bouchons d’un élément d’obturation conforme à l’invention, susceptibles d’être maintenus ensemble par une feuille de support.

Description des modes de réalisation

[0026] Tel que cela ressort plus précisément des Figures, l’objet de l’invention

concerne un élément d’obturation 1 destiné à être utilisé avec un récipient 2 de réception d’une solution chimique ou biologique à analyser. Selon une application préférée illustrée à la Fig. 8, le récipient 2 se présente sous la forme d’une microplaque présentant une série de puits 3 destinés à recevoir chacun une solution chimique ou biologique à analyser. L’élément d’obturation 1 comporte pour chaque puits 3, un bouchon 4 conforme à l’invention qui est illustré plus précisément aux Fig. 1 à 4.

[0027] Chaque bouchon 4 comporte une jupe d’insertion 5 destinée à être engagée dans un puits 3 par déformation élastique. Cette jupe d’insertion 5 se présente sous une forme tubulaire ou sous la forme d’un cylindre de section circulaire dont le diamètre est adapté au diamètre du puits 3 pour assurer le montage étanche et par déformation élastique du bouchon à l’intérieur du puits. La jupe d’insertion 5 présente ainsi une face externe 5e et une face interne 5i.

[0028] La jupe d’insertion 5 est raccordée à une tête cylindrique 6 par l’intermédiaire d’un épaulement 7 formant une partie étanche destinée en position complète d’enfoncement du bouchon, à coopérer avec le bord du puits 3.

[0029] Cette jupe d’insertion 5 est pourvue à l’opposé de la tête 6, d’une paroi de fond 9. Le bouchon 4 présente ainsi une cavité interne 11 délimitée par l’intérieur de la jupe 5 et plus précisément par la face interne 5i. Cette cavité interne 1 1 est ouverte au niveau de la tête cylindrique 6 et fermée par la paroi de fond 9. Dans l’exemple illustré, la paroi de fond 9 est aménagée au niveau de l’extrémité libre de la jupe d’insertion 5 mais il est à noter que la paroi de fond 9 peut s’étendre en retrait par rapport à l’extrémité libre de la jupe d’insertion 5.

[0030] Selon une caractéristique avantageuse de réalisation, la cavité interne 1 1 s’ouvre au niveau de la tête cylindrique 6, par un chanfrein 13 qui comme cela sera expliqué dans la suite de la description sert de guidage pour l’embout d’une pipette.

[0031 ] Selon une caractéristique de l’invention, la jupe d’insertion 5 délimite à partir de l’extrémité libre de la jupe, deux évents 14 lorsque le bouchon occupe une position partielle d’enfoncement telle qu’illustrée à la Fig. 5. A cet effet, la jupe d’insertion 5 est pourvue de deux zones tronquées 15 aménagées de manière symétriquement opposée sur l’extérieur de la jupe d’insertion 5 et à partir de l’extrémité libre de la jupe d’insertion. Comme cela apparaît plus précisément sur les Fig. 1 , 2 et 4, chaque zone tronquée 15 est un méplat aménagé sur la face externe 5e de la jupe d’insertion 5 de manière que la jupe d’insertion possède extérieurement un profil tronconique aux endroits des méplats. Chaque méplat 15 correspond à un enlèvement de matière dont l’épaisseur enlevée dans l’exemple illustré, décroit progressivement à partir de l’extrémité libre de la jupe d’insertion. Chaque méplat 15 est aménagé à partir de l’extrémité libre de la jupe d’insertion 5 en s’étendant selon une hauteur déterminée de la jupe d’insertion pour s’arrêter en retrait de la tête 6 de manière à laisser subsister une partie étanche 16. La jupe d’insertion 5 possède ainsi une partie étanche 16 qui présente une section circulaire surplombant les méplats 15. Il doit être compris que chaque zone tronquée 15 correspond à un enlèvement de matière réalisé sur la face externe 5e de la jupe d’insertion 5 de manière que la section de la jupe d’insertion 5 passant par ces zones tronquées est une section circulaire symétriquement tronquée, inférieure à la section circulaire de de la partie étanche 16.

[0032] Il doit être compris que lorsque cette partie étanche 16 coopère avec le

puits 3, le bouchon 4 assure la fermeture étanche du puits 3. Lorsque la partie étanche 16 coopère avec le puits 3, le bouchon 4 est plus enfoncé que dans la position partielle d’enfoncement pour laquelle les évents 14 assurent une communication avec l’extérieur. La fermeture étanche du puits 3 par le

bouchon 4 est obtenue soit pour une position d’enfoncement partielle pour laquelle la partie étanche 16 coopère avec le puits 3 ou soit pour une position d’enfoncement complète pour laquelle cette partie étanche 16 coopère avec le puits et la tête 6 par son épaulement 7 est en appui étanche sur le bord du puits 3. [0033] Il doit être compris que chaque méplat 15 s’étend sur une plage angulaire limitée de la jupe d’insertion de manière à laisser subsister entre eux, deux zones de contact 5c délimitées par la face externe 5e. En position d’enfoncement partiel (Fig. 5), le bouchon 4 coopère avec le puits 3 par ces zones de contact 5c, assurant le maintien en position du bouchon à l’intérieur du puits.

Avantageusement, chaque zone tronquée 15 s’étend sur une plage angulaire de la jupe d’insertion 5 comprise entre 40°et 160°, cête plage angulaire étant prise au niveau de l’extrémité libre de la jupe d’insertion 5.

[0034] Conformément à une autre caractéristique de l’invention, la paroi de fond 9 comporte une découpe débouchante 18 qui traverse de part en part la paroi de fond 9 en s’étendant entre deux faces de passage 9a de la paroi de fond. Cette découpe 18 communique ainsi avec la cavité interne 1 1 et avec l’environnement délimité par la face externe de la paroi de fond 9. Selon une caractéristique avantageuse de réalisation, cette découpe 18 est réalisée sans enlèvement de matière à l’aide par exemple d’un outil tranchant. Cette découpe 18 est rectiligne selon une dimension adaptée pour autoriser le passage, par déformation élastique des faces de passage 9a, d’un embout 19 d’une pipette (Fig. 7). Cette découpe est aménagée diamétralement ou radialement par rapport à la jupe d’insertion 5.

[0035] Selon une caractéristique de l’invention, cette découpe 18 est orientée

radialement ou diamétralement en direction des deux zones tronquées 15. Ainsi, la découpe 18 s’étend selon une direction qui coupe chacune des zones tronquées 15. Avantageusement, la découpe 18 possède une direction qui coupe chacune des zones tronquées 15 sensiblement dans son milieu. Selon une variante préférée de réalisation, la découpe 18 ne s’étend pas jusqu’aux méplats 15. En d’autres termes, la découpe 18 ne débouche pas sur la face externe 5e de la jupe 5. Cette découpe 18 autorise par déformation élastique, le passage de l’embout 19 d’une pipette et assure, en l’absence de l’embout 19 de la pipette, une étanchéité par les deux faces de passage 9a de la paroi de fond en contact l’une de l’autre. Il est à noter que lorsque le bouchon 4 occupe sa position de fermeture du puits, la jupe d’insertion 5 est déformée en orientant les contraintes mécaniques selon une direction sensiblement perpendiculaire à la découpe 18 tendant à l’appui des faces de passage 9a l’une contre l’autre, en raison de l’orientation de la découpe 18 en direction des méplats 15 et de la présence de ces méplats. La présence des méplats 15 évitent de créer des contraintes mécaniques dues à la compression de la jupe d’insertion 5 dirigées selon l’axe de la découpe 18 qui auraient tendance à ouvrir cette découpe.

[0036] Les zones de contact 5c définies entre les méplats 15 possèdent un diamètre extérieur adapté au diamètre du puits 3 pour assurer une déformation élastique de la jupe d’insertion assurant le montage étanche du bouchon. Typiquement, le diamètre de la jupe d’insertion 5 est supérieur au diamètre du puits 3. Il s’ensuit que cette déformation de la jupe d’insertion 5 entraîne l’appui entre elles, des faces de passage 9a de la découpe qui se trouve ainsi fermée hermétiquement.

[0037] Selon une caractéristique avantageuse de réalisation, chaque bouchon 4 est pourvu d’un système de fixation amovible 22 à une feuille de support 23. Dans l’exemple illustré à la Fig. 8, chaque bouchon 4 comporte en tant que système de fixation amovible 22, des tétons ou des ergots aménagés sur la tête cylindrique 6 du bouchon et destinés à coopérer avec des logements 25 aménagés sur la feuille de support 23. Bien entendu, les formes des tétons 22 et des logements 25 sont congruents et les dimensions des tétons 22 et logements 25 sont adaptés pour obtenir un emboîtement par déformation élastique lors de l’insertion de chaque téton 22 dans un logement complémentaire 25. En position montée des bouchons 4 sur la feuille de support 23, les jupes d’insertion 5 des bouchons 4 s’étendent en saillie à partir de la feuille de support 23. L’élément d’obturation 1 selon l’invention comporte ainsi une série de bouchons 4 reliés les uns aux autres par la feuille de support 23 permettant une manipulation simultanée de la série de bouchons 4. Les bouchons 4 peuvent ainsi être engagés simultanément dans les puits 3 d’une microplaque. De même, les bouchons 4 peuvent être détachés de la feuille de support 23 tout en restant insérés dans les puits 3 lors de l’application d’un effort de soulèvement sur la feuille de support 23.

[0038] Bien entendu, chaque bouchon 4 peut être pourvu d’un système de fixation amovible 22 à une feuille de support 23, différent de celui illustré à titre d’exemple à la Fig. 8. Par exemple, chaque bouchon 4 peut être muni au niveau de sa tête 6, d’une rainure périphérique dans laquelle s’engage le bord d’une ouverture aménagée dans la feuille de support 23. [0039] La mise en œuvre de l’élément d’obturation 1 conforme à l’invention découle directement de la description qui précède. L’élément d’obturation 1 comporte un ou plusieurs bouchons 4 destinés à équiper chacun un puits 3 d’un récipient 2 se présentant par exemple sous la forme d’une microplaque. La méthode

d’utilisation de cet élément d’obturation 1 avec une microplaque 2 consiste à mettre en œuvre les étapes suivantes :

- pré-remplir chaque puits 3 par un réactif aqueux au sens général. Par réactif, on entend toute substance mise en œuvre pour la préparation de la solution chimique ou biologique à analyser. Dans le cas d’un échantillon de matériel biologique à analyser, les réactifs sont des réactifs de mix PCR (enzymes, nucléotides et autres composants nécessaires à l’amplification) ;

- équiper chaque puits 3 d’un bouchon 4 conforme à l’invention dans une position partielle d’enfoncement dans laquelle le bouchon 4 délimite avec le puits 3, deux évents 14. Comme illustré à la Fig. 5, le bouchon 4 est maintenu en position stable à l’intérieur du puits 3 par les zones de contact 5c de la jupe d’insertion 5. Les méplats 15 de la jupe d’insertion 5 autorisant la communication par les évents 14, entre l’intérieur du puits 3 et l’environnement extérieur ;

- réaliser une étape de traitement du contenu de chaque puits 3, au cours de laquelle un milieu gazeux est évacué de chaque puits 3 à travers les évents 14 des bouchons 4. Typiquement, une telle opération de traitement peut être une opération de lyophilisation du contenu du puits 3. Dans un exemple préféré de réalisation, chaque puits 3 est pré-rempli par des réactifs PCR aqueux ;

- abaisser chaque bouchon 4 pour assurer la fermeture étanche de chaque puits 3 après l’opération de traitement. Typiquement, dans la position de fermeture illustrée à la Fig. 6, la tête cylindrique 6 de chaque bouchon 4 vient en appui sur le bord du puits 3. Dans cette position complète d’obturation, chaque bouchon 4 obture de manière étanche le puits 3 par la tête cylindrique 6 et la partie étanche 16 de la jupe surplombant les zones tronquées 15. Par ailleurs, comme expliqué ci-dessus, dans cette position d’insertion de la jupe 5 à l’intérieur du puits 3, la découpe 18 est fermée hermétiquement par les faces de passage 9a en appui l’une contre l’autre, subissant les contraintes mécaniques tendant à fermer la découpe. [0040] Il est ainsi possible de disposer d’un kit pour solution chimique ou biologique à analyser comportant un récipient 2 muni d’au moins un puits 3 recevant chacun un réactif, un bouchon 4 d’un élément d’obturation 1 conforme à l’invention assurant la fermeture de chaque puits 3.

[0041 ] Un tel kit peut être utilisé pour permettre la poursuite d’un procédé d’utilisation visant à assurer l’analyse d’une solution aqueuse chimique ou biologique et avantageusement, un échantillon de matériel biologique. Le procédé consiste à introduire l’embout 19 d’une pipette pour permettre l’injection d’une solution aqueuse à travers la découpe 18 de chaque bouchon 4. Typiquement, cette solution aqueuse est un échantillon biologique à analyser. Cette solution aqueuse ou échantillon biologique sert aussi à la réhydratation du réactif contenu dans le puits, et en particulier des réactifs de mix PCR.

[0042] Après l’injection de cette solution aqueuse, l’embout 19 de la pipette est retiré de chaque bouchon 4 avant la réalisation d’une opération d’amplification pouvant survenir avant une opération de détection. La possibilité de conserver le même bouchon pendant tout le procédé est particulièrement avantageux pour les opérateurs étant donné le nombre d'analyses à effectuer. Le fait de garder un tel bouchon ayant une fente va à l'encontre des habitudes des opérateurs en biologie moléculaire.

[0043] Il est à noter que l’opération d’amplification peut être précédée d’une

opération de centrifugation. La centrifugation est nécessaire pour bien mélanger les réactifs lyophilisés et la solution aqueuse et entraîner l'ensemble au fond du récipient. En entraînant le mélange au fond du récipient, la centrifugation permet au bouchon d'être propre et d’éviter les contaminations. Cette opération permet également de ne pas avoir de formation de bulles. Il est à noter que les bouchons 4 du kit peuvent être remplacés par des bouchons optiques préalablement à une opération d’amplification précédant une opération de détection.

[0044] L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre.