Titre : Système de préparation automatisée d'un échantillon biologique

Domaine technique de l'invention

L'invention concerne le domaine technique du diagnostic moléculaire in vitro. Plus précisément l'invention concerne la préparation automatisée d'échantillons biologiques avant traitement par réaction de polymérisation en chaîne appelée également « PCR » pour « Polymerase Chain Reaction ».

Arrière-plan technologique de l'invention

Il existe différentes méthodes pour identifier la présence et/ou la nature d'un ou des microorganismes.

Une des méthodes utilisée est une méthode de biologie moléculaire d'amplification génique in vitro. Cette méthode est également appelée réaction de polymérisation en chaîne appelée également « PCR » pour « Polymerase Chain Reaction » basée sur une répétition de cycles de transition de température et consiste généralement en une suite d'étapes (dénaturation, hybridation, élongation) mises en œuvre dans un instrument thermocycleur.

Cette méthode de biologie moléculaire peut nécessiter dans certains cas une préparation d'échantillon biologique en amont afin d'isoler les acides nucléiques nécessaires à l'amplification. Pour ce faire, la préparation de l'échantillon comprend au moins une étape d'extraction d'acides nucléiques contenus dans l'échantillon biologique. Une fois extraits, les acides nucléiques sont récupérés sous forme d'éluat et répartis dans une plaque comprenant une pluralité de puits pour l'amplification, la répartition étant réalisée par pipetage préférentiellement automatisé.

Dans chacun des puits de ladite plaque, sont dispensés un ou plusieurs réactifs pour la mise en œuvre de la méthode de réaction de polymérisation en chaîne. Afin d'éviter que la réaction ne commence avant incorporation de l'éluat, il est recommandé de maintenir les réactifs à une température comprise entre 4°C et 15°C.

Un des problèmes rencontrés lors de ce maintien en température est la condensation sur la plaque pouvant ainsi provoquer des contaminations d'un puits à l'autre. Dans la présente invention on entend par « échantillon biologique », une suspension d'agents biologiques ou un mélange de suspensions d'agents biologiques. Les agents biologiques sont par exemple des micro-organismes (bactéries, levures, moisissure, etc.).

Dans la présente invention, on entend par « mélange biologique », un mélange de réactif avec un échantillon biologique ou avec un éluat.

Dans la présente invention on entend par « éluat», un échantillon biologique qui a subi un traitement ou un pré-traitement afin de remettre en suspension des agents biologiques purifiés et/ou concentrés.

Objet de l'invention

L'invention a pour but de remédier à tout ou partie des inconvénients précités et notamment à éviter la formation de condensation à la surface des plaques de préparation.

À cet effet, l'invention a pour objet un système de préparation automatisée d'un échantillon biologique ou d'un mélange biologique comprenant au moins un réactif et un échantillon biologique ou un éluat de l'échantillon biologique, comprenant au moins: un support de plaque, une plaque comprenant un corps à partir duquel s'étend une pluralité de puits configurés pour contenir un réactif et/ou un échantillon biologique ou un éluat d'échantillon biologique contenant au moins des acides nucléiques, chaque puits comprenant une ouverture débouchant sur le corps de la plaque et un fond, chaque puits s'étendant longitudinalement selon une direction sensiblement perpendiculaire par rapport à une direction Z-Z' selon laquelle une surface du corps de la plaque s'étend, ladite plaque étant logée au moins partiellement sur le support de plaque, au moins un module de refroidissement, caractérisé en ce que la plaque est positionnée sur le module de refroidissement de manière à ce chaque puits de la plaque soit partiellement inséré dans ledit module de refroidissement, le corps de la plaque étant à une distance d prédéterminée du module de refroidissement de sorte à délimiter un espace entre ledit corps de la plaque et le module de refroidissement. Cette configuration permet de limiter le refroidissement de surfaces et notamment les surfaces du corps de la plaque où la condensation peut se former et devenir problématique. En outre, comme le matériau utilisé pour la fabrication de la plaque présente une conduction thermique basse, compris entre 0,1 Wm ^-1 K ^-1 et 0,4 Wm ^-1 K ^-1 , il n'est pas nécessaire de refroidir l'ensemble de la plaque mais uniquement les zones où un échange thermique avec les réactifs est recherché c'est-à-dire une portion inférieure de chaque puits.

Selon une caractéristique de l'invention, le système comprend un joint périphérique, préférentiellement en élastomère, ménagé dans l'espace entre le module de refroidissement et du corps de la plaque, ce qui permet d'éviter la transmission de froid par convection du module de refroidissement vers la plaque et de circonscrire les zones à refroidir.

Selon une caractéristique de l'invention, l'espace formé entre le module de refroidissement et du corps de la plaque est pourvu d'un isolant thermique.

Préférentiellement l'isolant thermique est un fluide tel que de l'air, ou un joint ou une couche de mousse isolante. L'adjonction d'un isolant thermique permet d'isoler thermiquement le corps de la plaque par rapport au module de refroidissement.

Selon une caractéristique de l'invention, le système comprend une chambre à vide ménagée entre le corps de la plaque et le module de refroidissement, ce qui permet d'améliorer l'isolation thermique du corps de la plaque.

Selon une caractéristique de l'invention, le système comprend au moins un organe chauffant positionné au niveau du corps de la plaque et isolé du module de refroidissement.

Selon une caractéristique de l'invention, l'organe chauffant est un film électrique résistif. Alternativement, l'organe chauffant est une plaque en céramique ou en alliage conducteur thermique coopérant par complémentarité de forme avec la plaque et notamment avec le fond des puits.

Ainsi, le système présente deux zones distinctes présentant une température différente, la première zone étant située entre le corps de la plaque et un isolant thermique ou un joint périphérique, la deuxième zone étant située au niveau du module de refroidissement et la température dans la première zone étant supérieure à la température au sein de la deuxième zone.

L'intérêt d'une telle configuration avec deux zones distinctes, est de pouvoir à la fois maintenir les réactifs à température pour limiter leur activité biologique ou leur dégradation tout en maintenant le corps de la plaque à une température au-dessus du point de rosée.

Selon une caractéristique de l'invention, le module de refroidissement comprend une première partie configurée pour coopérer avec une portion de la plaque. Préférentiellement, la première partie du module de refroidissement coopère avec la portion inférieure de chaque puits.

Selon une caractéristique de l'invention, la première partie du module de refroidissement présente une pluralité de cavités réparties sur la surface de la première partie, chaque cavité étant conformée pour accueillir partiellement un puits de la plaque.

Selon une caractéristique de l'invention, le support comprend un logement configuré pour recevoir la plaque.

Selon une caractéristique de l'invention, le logement comprend un bord circonférentiel sur lequel repose une partie du module de refroidissement. Préférentiellement, la première partie du module de refroidissement est positionnée sur le bord circonférentiel du logement du support.

Avantageusement, sur le bord circonférentiel est ménagé au moins un pion de calage. Ce pion permet un réglage précis du positionnement suivant l'axe Y-Y' de la plaque afin de réduire le volume mort, c'est-à-dire le volume de liquide restant dans le puits qui ne peut pas être prélevé par l'automate de dispense.

Préférentiellement, la plaque est de forme parallélépipédique et le logement du support est de forme complémentaire.

Préférentiellement, le bord circonférentiel du logement du support présente quatre coins, un pion de calage étant positionné dans chacun des coins. Selon une caractéristique de l'invention, le logement du support comprend en outre au moins une oreille se présentant sous la forme d'une protubérance s'étendant selon une direction perpendiculaire à la surface du corps de la plaque. Avantageusement, la au moins une oreille est configurée pour coopérer avec un couvercle du système afin de bloquer la plaque en translation dans le logement du support. Avantageusement, la au moins une oreille permet de guider l'introduction de la plaque dans le module de refroidissement. En outre, lors du retrait du couvercle, les oreilles guident le mouvement de retrait du couvercle, ce qui évite de toucher la plaque qui pourrait être embarquée par le couvercle provoquant des chocs, des éclaboussures des solutions dans les puits ou voir même de faire tomber la plaque et de renverser son contenu.

Selon une caractéristique de l'invention, la au moins une oreille se présente sous la forme d'un prolongement d'un coin du logement du support, ce qui participe au maintien latéral de la plaque au sein du logement du support.

Selon une caractéristique de l'invention, le système comprend un couvercle configuré pour s'emboîter sur le support par complémentarité de forme. Avantageusement, le couvercle permet de fermer le système, ce qui réduit les échanges thermique avec l'extérieur et favorise un maintien des températures à l'intérieur du système. En outre, le couvercle permet de conformer la plaque qui n'est pas naturellement plane.

Selon une caractéristique de l'invention, le couvercle est ajouré, afin que la tête de dispense de l'automate puisse accéder aux puits de la plaque.

Selon une caractéristique de l'invention, le couvercle comprend au moins une entaille conformée pour coopérer avec une oreille du support. La coopération de la au moins une entaille avec la au moins une oreille permet de maintenir le système fermé et permet également de contenir la plaque et de la maintenir en contact avec le module de refroidissement afin que l'échange thermique soit homogène et constant dans la zone voulue. Par ailleurs, les entailles longent les oreilles ce qui permet de guider le couvercle quand ce dernier vient coiffer la plaque.

Selon une caractéristique de l'invention, le couvercle comprend au moins un ergot agencé sur la face du couvercle destinée à venir en appui sur le corps de la plaque. Avantageusement, le au moins un ergot permet de réduire la courbure de la plaque. Avantageusement, le au moins un ergot appuie sur le dessus de la plaque et impose par le poids du couvercle un appui plan à la plaque et un contact avec le module froid.

Brève description des figures

L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à des modes de réalisation selon la présente invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs et expliqués avec référence aux figures schématiques annexées. Les figures schématiques annexées sont listées ci-dessous :

[Fig. 1] est une vue en perspective du système selon l'invention avec la plaque,

[Fig. 2] est une autre vue en perspective du système selon l'invention sans le couvercle, [Fig. 3] est une vue en coupe transversale selon un plan P du système illustré en Figure 2,

[Fig. 4] est une vue en perspective du module de refroidissement selon l'invention, [Fig. 5] est une vue de détail en coupe du système selon l'invention et selon un premier mode de réalisation,

[Fig. 6] est une autre vue de détail en coupe du système selon l'invention et selon un deuxième mode de réalisation,

[Fig. 7] est une autre vue de détail en coupe du système selon l'invention et selon un troisième mode de réalisation,

[Fig. 8] est une autre vue de détail en coupe du système selon l'invention et selon un quatrième mode de réalisation,

[Fig. 9] est une vue en perspective de dessous du couvercle du système selon l'invention,

[Fig. 10] est une vue en perspective du support du système selon l'invention, [Fig. 11] est une vue de détail de la Figure 10 selon l'encadré A.

Description détaillée

Quel que soit le mode de réalisation, le système de préparation 100 automatisée d'un échantillon biologique selon l'invention, comprend une plaque 110, un support de plaque 120, au moins un module de refroidissement 150 configuré pour refroidir au moins partiellement chaque puits 111 de la plaque 110.

Quel que soit le mode de réalisation, la plaque 110 comprend un corps 112 à partir duquel s'étend une pluralité de puits 111 configurés pourcontenir une solution qui peut être un réactif et/ou un éluat contenant au moins des acides nucléiques. Chaque puits comprend une ouverture 113 débouchant sur le corps 112 de la plaque 110 et un fond 114, chaque puits 111 s'étendant longitudinalement selon une direction Y-Y' sensiblement perpendiculaire par rapport à une direction Z-Z' selon laquelle une surface du corps 112 de la plaque 110 s'étend. Comme illustré en figure 3, chaque puits 111 comprend une portion inférieure 111a incluant le fond 114 et une portion supérieure 111b incluant l'ouverture 113.

Quel que soit le mode de réalisation, le module de refroidissement 150 comprend une première partie 151 configurée pour coopérer avec une portion de la plaque 110.

Comme illustré notamment en figures 1 et 4, la première partie 151 du module de refroidissement 150 présente une pluralité de cavités 152 réparties sur la surface de la première partie 151. Chaque cavité 152 est conformée pour accueillir partiellement un puits 111. En effet, chaque cavité 152 est conformée pour accueillir uniquement la portion inférieure 111a de chaque puits 111 comme illustré notamment en figure 3 et aux figures 5 à 8. Les cavités 152 sont réparties régulièrement sur la surface de la première partie 151 du module de refroidissement 150. Préférentiellement, le module de refroidissement 150 comprend autant de cavités que la plaque 110 présente de puits 111.

Comme on peut le voir notamment aux figures 2, 3 et 5 à 8, la plaque 110 est positionnée sur le module de refroidissement 150 de manière à ce chaque puits 111 de la plaque 110 soit partiellement inséré dans ledit module de refroidissement 150.

Le corps 112 de la plaque 110 étant à une distance d prédéterminée du module de refroidissement 150 de sorte à délimiter un espace 140 entre ledit corps 112 et le module de refroidissement 150 comme visible en figures 2, 3 et 5.

Quel que soit le mode de réalisation de l'invention, le support 120 comprend un logement 121 configuré pour recevoir la plaque 110. Avantageusement, le logement 121 du support 120 est configuré pour recevoir au moins partiellement la première partie 141 du module de refroidissement 140. Comme illustré en figures 3, 10 et 11 le logement 121 comprend un bord circonférentiel 122 sur lequel repose la première partie 151 du module de refroidissement 150.

Avantageusement, sur le bord circonférentiel 122 est ménagé au moins un pion de calage 123. Comme on peut le voir en figure 10, le support 120 comprend quatre pions de calage 123, permettant ainsi de régler le module de refroidissement 150 uniformément suivant l'axe Y-Y'.

Dans l'exemple selon l'invention illustré dans les figures, la plaque 110 est de forme parallélépipédique et le logement 121 du support 120 est de forme complémentaire, de sorte que le bord circonférentiel 122 du logement 121 du support 120 présente quatre coins, un pion de calage 123 étant positionné dans chacun des coins comme on peut le voir en détail en figure 11.

Comme illustré notamment en figure 10, le logement 121 du support 120 comprend en outre au moins une oreille 124 se présentant sous la forme d'une protubérance s'étendant selon une direction perpendiculaire à la surface du corps 112 de la plaque 110. Dans l'exemple illustré, le support 120 comprend quatre oreilles 124 agencées chacune à un coin du support 120 et se présentant comme un prolongement d'un coin dudit logement 121 du support 120. Chaque oreille 124 est configurée pour coopérer le couvercle 140 du système 100 comme illustré en figure 1.

Quel que soit le mode de réalisation selon l'invention, le système 100 comprend un couvercle 130 comme illustré en figures 1 et 9. Comme illustré, le couvercle 130 présente une forme complémentaire à celle du support 120 et plus particulièrement parallélépipédique. En outre, le couvercle 130 présente une surface ajourée de recouvrement de la plaque 110.

Le couvercle 130 vient s'emboîter sur le support 120. Le couvercle 130 comprend au moins une entaille 132 configurée pour coopérer avec une oreille 124 du support 120 comme visible en figure 1. Chaque oreille 124 est saillante par rapport à l'entaille 132 qu'elle traverse comme illustré en figure 1. Avantageusement, chaque entaille 132 est positionnée à un coin du couvercle 130 comme illustré en figure 1.

Par ailleurs, le couvercle 130 comprend au moins un ergot 131 agencé sur la face du couvercle 130 destinée à venir en appui sur le corps 112 de la plaque 110, comme illustré en figure 9. Avantageusement, le couvercle 130 comprend une pluralité d'ergots 142 répartis préférentiellement symétriquement selon un axe médian longitudinal V- V'. Préférentiellement, le couvercle 130 comprend au moins quatre ergots 131 répartis au quatre coins du couvercle 130, encore plus préférentiellement, cinq ergots 131 et encore plus préférentiellement neuf ergots 131. Les figures 5 à 8 vont maintenant être décrites en détail.

Selon un premier mode de réalisation illustré en figure 5, l'espace 140 est dépourvu de fonction. Selon une variante du premier mode de réalisation, l'espace 140 comprend de l'air ou un gaz permettant une isolation thermique entre le corps 112 de la plaque 110 et le module de refroidissement 150.

Selon un deuxième mode de réalisation illustré en figure 6, l'espace 140 est pourvu d'un joint périphérique 142 ménagé entre le module de refroidissement 150 et le corps 112 de la plaque 110, le joint périphérique permettant d'isolerthermiquement l'espace 140.

Selon un troisième mode de réalisation illustré en figure 7, l'espace 140 est pourvu d'une chambre à vide 143 ménagée entre le corps 112 de la plaque 110 et le module de refroidissement 150.

Selon un quatrième mode de réalisation illustré en figure 8, l'espace 140 est pourvu d'au moins un organe chauffant 144 positionné au niveau du corps 112 de la plaque 110 et isolé du module de refroidissement 140 par un isolant thermique 145 qui est préférentiellement une mousse isolante, par exemple en polymère par exemple en polyéthylène, polyuréthane, etc. ou en élastomère, par exemple en caoutchouc nitrile, etc.

Comme expliqué, les modes de réalisation diffèrent entre eux uniquement en ce que l'espace est pourvu d'un ou des éléments différents permettant au moins une isolation thermique du corps de la plaque par rapport à la portion inférieure des puits de la plaque.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux figures annexées. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.