PCT
`
`ORGANISATION MONDIALE DE LA PROPRIETE INTELLECTUELLE
`Bureau international
`
`DEMANDE INTERNATIONALE PUBLIEE EN VERTU DU TRAITE DE COOPERATION EN MATIERE DE BREVETS (PCT)
`
`(51) Classification internationale des brevets 7 :
`GOlN 21/25
`
`Al
`
`(11) Numéro de publication internationale:
`
`wo 00/22418
`
`(43) Date de publication internationale:
`
`20 avril 2000 (20.04.00)
`
`(21) Numéro de la demande internationale:
`
`PCT/FR99/02360
`
`(22) Date de dépôt international:
`
`4 octobre 1999 (04.10.99)
`
`(30) Données relatives à la priorité:
`98/12757
`8 octobre 1998 (08.10.98)
`
`FR
`
`(71) Déposant (pour tous les Etats désignés sauf US): MAXMAT SA
`[FR/FR]; Cap Alpha, avenue de l'Europe, Clapiers, F-34940
`Montpellier Cedex 9 (FR).
`
`(81) Etats désignés: AE, A~ AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR,
`BY, CA, CH, CN, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, EE, ES, FI,
`GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE,
`KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG,
`MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE,
`SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ,
`VN, YU, ZA, ZW, brevet ARIPO (GH, GM, KE, LS, MW,
`SD, SL, SZ, TZ, UG, ZW), brevet eurasien (AM, AZ, BY,
`KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), brevet européen (AT, BE, CH,
`CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL,
`PT, SE), brevet OAPI (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN,
`GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG).
`
`(72) Inventeurs; et
`(75) Inventeurs/Déposants (US seulement): RANDRIANARIVO, Publiée
`Jeanet [FR/FR]; 6, rue de Chêne, F-34380 Saint Martin
`de Londres (FR). VERMEULEN, Christiaan [BE/FR]; route
`de grand Champs, Le Noiret, F-74350 Cruseilles (FR).
`CHOJNACKI, André [FR/FR]; 1, chemin de Charlaix,
`F-38240 Meylan (FR).
`
`(74) Mandataire: HECKE, Gérard; Cabinet Hecke, WTC Europole,
`5, place Robert Schuman, Boîte postale 1537, F-38025
`Grenoble Cedex 1 (FR).
`
`Avec rapport de recherche internationale.
`
`(54) Title: OPTICAL MEASURING HEAD, IN PARTICULAR FOR AUTOMATIC CHEMICAL OR BIOLOGICAL REACTION
`ANALYSER
`
`(54) Titre: TETE DE MESURE OPTIQUE, NOTAMMENT POUR UN ANALYSEUR AUTOMATIQUE DE REACTION CHIMIQUE
`OU BIOCHIMIQUE
`
`44
`
`0
`
`(57) Abstract
`
`The invention concems an optical mea(cid:173)
`suring head (10) of a chemical or biologi(cid:173)
`cal reaction analyser comprising a first col(cid:173)
`orimetric analysis detector (12) controlled by
`a light source (20) associated with an opti(cid:173)
`cal fibre (28) transmitting a light beam to
`one of the reaction analysis plate (18) sides.
`A light detector device (37) is arranged on
`the opposite side for sensing the emergency
`light beam from the well (16). The light
`source (20) and the reaction analysis plate
`(18) are fixed, while the measuring head (10)
`is mounted on a U-shaped mobile support
`(19) enclosing the plate analysis (18) oppo(cid:173)
`site parallel surfaces, and capable of being
`moved by a driving mechanism ( 48) opposite
`a predetermined well (16). The optical fibre
`(28) has one end attached to the fixed light
`source (20), and one opposite end arranged
`in a housing (30) of the mobile support (19).
`
`Agilent Exhibit 1215
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`
`

`

`(57) Abrégé
`
`Une tête de mesure (10) optique d'un analyseur automatique de réaction chimique ou biochimique comprend un premier détecteur
`d'analyse colorimétrique (12) piloté par une source lumineuse (20) associée à une fibre optique (28) de transmission du faisceau lumineux
`vers l'un des côtés d'une plaque d'analyse (18) réactionnelle. Un dispositif photodétecteur (37) est disposé du côté opposé pour capter le
`faisceau lumineux émergent de la cupule (16). La source lumineuse (20) et la plaque d'analyse (18) réactionnelle sont fixes, tandis que la
`tête de mesure (10) est montée sur un support mobile (19) en forme de U encadrant les faces oppt,sées parallèles de la plaque d'analyse
`(18), et susceptible d'être déplacé par un mécanisme d'entraînement (48) en regard d'une cupule (16) prédéteminée. La fibre optique (28)
`possède une extrémité assujettie à la source lumineuse (20) fixe, et une extrémité opposée agencée dans un logement (30) du support mobile
`(19).
`
`Codes utilisés pour identifier les Etats parties au PCT, sur les pages de couverture des brochures publiant des demandes
`internationales en vertu du PCT.
`
`UNIQUEMENT A TITRE D'INFORMATION
`
`AL
`AM
`AT
`AU
`AZ
`BA
`BB
`BE
`BF
`BG
`BJ
`BR
`BY
`CA
`CF
`CG
`CH
`CI
`CM
`CN
`eu
`cz
`DE
`DK
`EE
`
`Albanie
`Arménie
`Autriche
`Australie
`Azerbaïdjan
`Bosnie-Herzégovine
`Barbade
`Belgique
`Burkina Faso
`Bulgarie
`Bénin
`Brésil
`Bélarus
`Canada
`République centrafricaine
`Congo
`Suisse
`Côte d'Ivoire
`Cameroun
`Chine
`Cuba
`République tchèque
`Allemagne
`Danemark
`Estonie
`
`ES
`FI
`FR
`GA
`GB
`GE
`GH
`GN
`GR
`HU
`IE
`IL
`IS
`IT
`JP
`KE
`KG
`KP
`
`KR
`KZ
`LC
`LI
`LK
`LR
`
`Espagne
`Finlande
`France
`Gabon
`Royaume-Uni
`Géorgie
`Ghana
`Guinée
`Grèce
`Hongrie
`Irlande
`Israël
`Islande
`Italie
`Japon
`Kenya
`Kirghizistan
`République populaire
`démocratique de Corée
`République de Corée
`Kazakstan
`Sainte-Lucie
`Liechtenstein
`Sri Lanka
`Libéria
`
`LS
`LT
`LU
`LV
`MC
`MD
`MG
`MK
`
`ML
`MN
`MR
`MW
`MX
`NE
`NL
`NO
`NZ
`PL
`PT
`RO
`RU
`SD
`SE
`SG
`
`Lesotho
`Lituanie
`Luxembourg
`Lettonie
`Monaco
`République de Moldova
`Madagascar
`Ex-République yougoslave
`de Macédoine
`Mali
`Mongolie
`Mauritanie
`Malawi
`Mexique
`Niger
`Pays-Bas
`Norvège
`Nouvelle-Zélande
`Pologne
`Portugal
`Roumanie
`Fédération de Russie
`Soudan
`Suède
`Singapour
`
`SI
`SK
`SN
`sz
`TD
`TG
`TJ
`TM
`TR
`TT
`UA
`UG
`us
`uz
`VN
`YU
`zw
`
`Slovénie
`Slovaquie
`Sénégal
`Swaziland
`Tchad
`Togo
`Tadjikistan
`Turkménistan
`Turquie
`Trinité-et-Tobago
`Ukraine
`Ouganda
`Etats-Unis d'Amérique
`Ouzbékistan
`Viet Nam
`Yougoslavie
`Zimbabwe
`
`Agilent Exhibit 1215
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`
`

`

`wo 00/22418
`
`PCT /FR99/02360
`
`1
`
`Tête de mesure optique, notamment pour un analyseur automatique de
`.....
`réaction chimique ou biochimique.
`
`5
`
`10 Domaine technique de l'invention
`
`L'invention est relative à une tête de mesure optique, notamment pour un
`analyseur automatique de réaction chimique ou biochimique de laboratoire destiné
`à déterminer le dosage de composants contenus dans des échantillons après
`15 mélange avec des réactifs dans des cupules d'une plaque d'analyse réactionnelle,
`ladite tête de mesure comprenant :
`
`un premier détecteur d'analyse calorimétrique piloté par une source lumineuse
`associée à une fibre optique de transmission du faisceau lumineux vers l'un des
`côtés de la plaque d'analyse réactionnelle, en coïncidence avec l'axe optique
`d'une cupule prédéterminée, laquelle est réalisée en une matière transparente,
`des moyens pour focaliser le faisceau lumineux lors de son passage à travers
`le mélange réactionnel dans ladite cupule,
`
`un dispositif photodétecteur disposé du côté opposé de la plaque d'analyse
`pour capter le faisceau lumineux émergent de la cupule, après avoir subi une
`atténuation,
`
`et un circutt électronique de traitement du signal délivré par le dispositif
`photodétecteur pour déterminer le spectre lumineux ou la densité optique du
`mélange réactionnel.
`
`20
`
`25
`
`30
`
`Etat de la technique antérieure
`
`Pour effectuer une mesure de la densité optique d'un milieu solide, liquide ou
`gazeux, il est nécessaire de disposer d'une source lumineuse de référence. Cette
`
`35
`
`Agilent Exhibit 1215
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`
`

`

`wo 00/22418
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`PCT /FR99/02360
`
`2
`
`source lumineuse coopère avec un système optique de focalisation, de collimation
`ou de filtrage pour générer le rayon
`incident traversant le milieu. L'intensité
`....
`lumineuse transmise est quantifiée par un photodétecteur. Un circutt de traitement
`calcule la valeur finale en faisant un rapport entre la mesure courante et une mesure
`sur un milieu neutre de référence, ou le rapport entre la mesure courante et une
`mesure réalisée via un second photodétecteur placé sur la source lumineuse.
`
`-
`
`Dans le cas de mesure polychromatique ou spectrophotométrique, la source
`lumineuse se présente sous la forme de lampe à halogène ou xénon générant une
`lumière blanche. Le problème survient lorsque plusieurs milieux d'emplacements
`distincts sont à analyser de façon séquentielle. Deux solutions sont usuellement
`adoptées : le système statique et le système dynamique.
`
`Le système statique n'utilise aucun élément mobile, ce qui impose de multiplier les
`sources lumineuses et les photodétecteurs à chaque emplacement d'échantillon. Il
`a également été proposé de faire usage d'une source lumineuse unique associée
`à un faisceau multibrin de fibres optiques aboutissant à chaque emplacement de
`mesure. Outre le coût d'une telle installation, l'énergie lumineuse transmise à chaque
`échantillon est inversement proportionnelle à leur nombre, ce qui implique une
`augmentation du gain d'amplification. Le rapport signal-bruit de chaque mesure est
`également dégradé.
`
`5
`
`10
`
`15
`
`20
`
`Le système mobile adopte une chaîne de mesure à voie unique, et offre deux
`options:
`
`25
`
`L'ensemble de la plaque d'analyse portant les cupules est mobile, de manière à
`amener chaque échantillon à la tête de mesure fixe. Durant les mesures sur des
`échantillons liquides, le rayon lumineux traverse le milieu perpendiculairement par
`rapport au fond plat transparent de la cupule et au ménisque de l'échantillon. Toute
`vibration mécanique de la plaque d'analyse provoque des déformations ou des
`ondes de surfaces sur le ménisque avec des risques d'erreurs de mesure.
`
`Les documents FR-A-2 669 428 et DE-A-3500639 décrivent des dispositifs
`dans lesquels les échantillons sont placés sur un disque rotatif coopérant avec une
`tête de mesure fixe.
`
`30
`
`35
`
`Agilent Exhibit 1215
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`

`

`wo 00/22418
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`3
`
`L'ensemble de la chaîne de mesure est mobile, et les échantillons de la plaque
`....
`d'analyse sont fixes. Les vibrations des lampes à filament peuvent néanmoins
`engendrer des erreurs de mesure, et dégrader la durée de vie des lampes.
`
`-
`
`5
`
`Objet de l'invention
`
`Un premier objet de l'invention consiste à réaliser une tête de mesure optique
`perfectionnée pour un analyseur d'échantillons par colorimétrie de grande précision.
`
`10
`
`Un deuxième objet de l'invention consiste à réaliser une tête de mesure optique
`multiple adaptée pour un analyseur automatique
`intégrant au moins deux
`systèmes de mesures pour des applications différentes,. et permettant de
`conserver les mêmes équipements de stockage d'échantillons, de réactifs, de
`prélèvement, et la même plaque d'analyse.
`
`15
`
`La tête de mesure optique selon l'invention est caractérisée en ce que :
`
`20
`
`la source lumineuse et la plaque d'analyse réactionnelle sont fixes,
`
`la tête de mesure est montée sur un support mobile en forme de U encadrant
`la plaque d'analyse réactionnelle, et
`les faces opposées parallèles de
`susceptible d'être déplacé par un mécanisme d'entraînement pour amener le
`premier détecteur d'analyse calorimétrique en
`regard d'une cupule
`prédéterminée,
`la fibre optique possède une extrémité assujettie à la source lumineuse fixe, et
`une extrémité opposée agencée dans un premier logement du support
`mobile.
`
`La source lumineuse et la plaque d'analyse sont isolées de la tête de mesure, et
`l'avantage du système réside dans une préservation des vibrations mécaniques
`de la source lumineuse et de l'échantillon à analyser. La fibre optique
`intercalée
`entre la source lumineuse fixe et la partie inférieure du support mobile subit seule
`des mouvements de déformation en torsion et en flexion durant le positionnement
`de la tête de mesure. Pour s'affranchir d'une usure prématurée de la fibre optique
`
`25
`
`30
`
`35
`
`Agilent Exhibit 1215
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`

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`PCT /FR99/02360
`
`4
`
`suite aux frottements mécaniques occasionnés par la déformation, on utilisera
`avantageusement des fibres optiques dotées d'une pellicule extérieure de
`......
`protection en matériau très résistant.
`
`Selon un mode de réalisation préférentiel, le premier logement du support mobile
`renferme un collimateur optique pour délivrer un faisceau lumineux parallèle, et LD1
`détecteur photoélectrique de référence connecté au circuit électronique pour
`compenser les variations de flux lumineux lors de la déformation de la fibre
`optique. Un deuxième logement se trouve à l'opposé du premier logeme_nt, et
`renferme un système optique de focalisation en liaison optique avec le dispositif
`photodétecteur.
`
`Selon une caractéristique de l'invention, le système optique de focalisation du
`dispositif photodétecteur est connecté à un réseau de diffraction pour une sélection
`statique de la longueur d'onde.
`
`Selon un développement de l'invention, la tête de mesure est équipée d'un
`deuxième détecteur d'analyse photométrique disposé sur le support mobile pour
`effectuer une mesure d'opacimétrie. Le deuxième détecteur d'analyse
`photométrique comporte au moins une diode émettrice électroluminescente pour
`l'émission d'une lumière monochromatique, et coopérant avec une photodiode
`réceptrice sur le côté opposé du support mobile.
`
`5
`
`10
`
`15
`
`20
`
`Il est ainsi possible d'intégrer deux systèmes de lectures différents dans la tête de
`25 mesure d'un analyseur, permettant d'une part d'effectuer des analyses en
`biochimie et en immunologie, et d'autre part des analyses pour des réactions
`d'hémostase, en utilisant les mêmes équipements de stockage d'échantillons, de
`réactifs, de prélèvement, et la même plaque d'analyse.
`
`Selon une autre caractéristique de l'invention, la face inférieure de la plaque
`d'analyse est confinée dans une enceinte maintenue à une
`température
`régulation
`thermostatique. L'enceinte est dotée
`prédéterminée par une
`avantageusement d'une paroi souple déformable autorisant le déplacement du
`support mobile sous la plaque d'analyse.
`
`30
`
`35
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`Agilent Exhibit 1215
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`5
`
`Description sommaire des dessins
`
`....
`D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description
`qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention, donnée à titre d'exemple non
`limitatif et représenté aux dessins annexés dans lesquels :
`
`5
`
`la figure 1 est une vue schématique de l'analyseur équipé d'une tête de mesure
`mixte par colorimétrie et photométrie selon l'invention ;
`
`la figure 2 montre une vue en plan de la figure 1 ;
`
`1 O
`
`la figure 3 représente une vue schématique en perspective de l'analyseur ;
`
`la figure 4 est une vue similaire de la figure 1 d'une variante utilisant une tête de
`mesure par colorimétrie.
`
`15 Description d'un mode de réalisation préférentiel
`
`20
`
`25
`
`Sur les figures 1 à 3, une tête de mesure 10 d'un analyseur de réaction chimique ou
`biochimique de
`laboratoire, comporte un premier détecteur d'analyse
`calorimétrique 12, et un deuxième détecteur d'analyse photométrique 14 pour
`déterminer le dosage de composants contenus dans des échantillons, par
`exemple le sang, le liquide céphalo-rachidien, l'urine. Le mécanisme de commande
`de l'analyseur automatique prélève une quantité prédéfinie d'échantillon, et une
`quantité prédéfinie de réactif, puis en effectue le mélange dans des cupules 1 6
`d'une plaque d'analyse 18 réactionnelle conformée en microplaque. La mesure de
`l'évolution de la densité optique par la tête de mesure 10 définit directement la
`concentration du composant à doser selon une méthodologie préétablie.
`
`Le premier détecteur d'analyse calorimétrique 12 utilise un colorimètre
`30 multichromatique pour effectuer des analyses en biochimie et en immunologie. Le
`deuxième détecteur d'analyse photométrique 14 fait usage de photomètres
`monochromatiques pour des réactions d'hémostase.
`
`Agilent Exhibit 1215
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`

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`6
`
`Les deux détecteurs 12, 14 sont montés sur un support mobile 19 en forme de U
`qui encadre verticalement les faces opposées parallèles de la plaque d'analyse 18
`.....
`réactionnelle, laquelle est fixe.
`
`5 Description du premier détecteur d'analyse colorimétrigue
`
`Le premier détecteur d'analyse colorimétrique 12 est piloté par une source
`lumineuse 20 agencée de manière fixe sur le bâti de l'analyseur, et comprenant
`une lampe 22 associée à un dispositif optique de focalisation formé par une. paire
`de lentilles convergentes 24. L'énergie lumineuse émise par les lentilles 24 est
`concentrée sur une extrémité 26 d'une fibre optique 28 de transmission du faisceau
`lumineux vers le premier détecteur d'analyse colorimétrique 12. La lampe 22
`utilisée peut être par exemple du type halogène, ou Xénon, ayant un large
`spectre de longueur d'onde compris entre 340nm à 700nm, c'est à dire allant de
`l'ultraviolet jusqu'à l'infrarouge, ou encore du type laser.
`
`L'autre extrémité de la fibre optique 28 est fixée dans un premier logement 30 à la
`partie inférieure du support mobile 19, de manière à diriger le rayon lumineux en
`coïncidence avec l'axe optique d'une cupule 16 prédéterminée de la plaque
`d'analyse 18 réactionnelle . Le logement 30 renferme un collimateur optique 32
`destiné à délivrer un rayon lumineux parallèle, lequel traverse le fond transparent
`de la cupule 16 et le mélange 34 réactionnel, et émerge via le ménisque du
`mélange 34. Un détecteur de référence 36 formé à titre d'exemple par une cellule
`photoélectrique, se trouve également dans le logement 30, et intervient en cas de
`fluctuation de la source lumineuse 20, ou d'atténuation du faisceau suite à la
`déformation de la fibre optique 28.
`
`La partie supérieure du support mobile 19 est séparée de la partie inférieure par la
`plaque d'analyse 18 réactionnelle, et est équipée d'un dispositif photodétecteur
`37. Ce dernier comporte un système optique de focalisation 38 situé dans un
`deuxième logement 39 du support mobile 19 pour collecter la lumière incidente
`sur une deuxième fibre optique 40, laquelle est connectée à un réseau de
`diffraction 42 fixé sur la partie postérieure du support mobile 19. Le réseau de
`diffraction 42 permet une sélection statique de la longueur d'onde, et est associé à
`une pluralité de photodiodes 44 connectées à un circutt électronique de traitement
`46 destiné à détecter le spectre lumineux incident du mélange réactionnel. La
`
`10
`
`15
`
`20
`
`25
`
`30
`
`35
`
`Agilent Exhibit 1215
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`7
`
`mesure de la densité optique résulte d'une équation liant le signal issu du détecteur
`de référence 36 et le signal de sortie de chaque photodiode 44 .
`....
`
`Le déplacement du support mobile 19 s'opère sur deux axes (flèches F1 et F2,
`figure 3) dans le plan horizontal, et est assuré par un mécanisme 48 d'entraînement
`à moteur 50 pas-à-pas. La tête de mesure 10 peut ainsi être positic 1née
`coaxialement sur chaque cupule 16 de la microplaque. Le collimateur optique 32
`éclaire le fond de la cupule 16, et le faisceau lumineux traverse le milieu du
`mélange 34 en subissant une atténuation. Le système optique de focalisation 38 à
`la partie supérieure de la tête de mesure 10 récupère le rayon émergent de la
`cupule 16, et le conduit vers le réseau de diffraction 42 et les photodiodes 44 pour
`quantifier cette atténuation.
`
`La fibre optique 28 intercalée entre la source lumineuse 20 fixe et la partie
`inférieure du support mobile 19 subit seule des mouvements de déformation en
`torsion et en flexion durant le positionnement de la tête de mesure 10, et évite
`toute transmission des vibrations mécaniques vers la source lumineuse 20 et
`l'échantillon à mesurer sur la plaque d'analyse 18 fixe.
`
`Pour s'affranchir d'une usure prématurée de la fibre optique 28 suite aux
`la déformation,
`on
`utilisera
`frottements mécaniques
`occasionnés par
`avantageusement des fibres optiques dotées d'une pellicule extérieure de
`protection en matériau très résistant.
`
`Le passage du faisceau
`lumineux dans la fibre optique 28 engendre une
`atténuation qui varie en fonction de la courbure prise pour un emplacement en
`regard d'une cupule prédéterminée. Cette courbure peut néanmoins varier pour un
`même emplacement entre deux mesures séparées suite à un aller-retour du
`support mobile 19. Pour se prémunir de toute erreur de mesure consécutive à ces
`variations, la cellule photoélectrique du détecteur de référence 36 se trouvant dans
`le logement 30, quantifie la variation cumulée de l'atténuation de la fibre optique 28,
`ainsi que la dérive éventuelle de l'intensité de la source lumineuse 20. Le circuit
`électronique 46 prend en compte la mesure fournie par le détecteur de référence
`36, et compense les mesures délivrées par les photodiodes 44.
`
`5
`
`1 0
`
`15
`
`20
`
`25
`
`30
`
`35
`
`Agilent Exhibit 1215
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`
`

`

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`
`8
`
`Une réaction biochimique ou immunologique subit une évolution de la densité
`optique relativement lente, et une mesure espacée toutes les trente secondes est
`.....
`suffisante pour obtenir un résultat fiable. Le support mobile 19 peut alors balayer
`les autres cupules 16 avant de revenir effectuer une mesure sur la cupule courante.
`
`Description du deuxième détecteur d'analyse photométrique
`
`Le deuxième détecteur d'analyse photométrique 14 est utilisé pour une réaction
`d'hémostase, dans laquelle le mélange réactionnel dans la cupule 14a est constitué
`d'échantillon de plasma humain et d'un réactif spécifique déclenchant un effet de
`coagulation.
`
`La coagulation s'accompagne d'une variation d'opacité du mélange dans la cupule
`16a, et le rôle du détecteur d'analyse photométrique 14 consiste à déterminer
`selon un algorithme spécifique, le temps nécessaire pour obtenir la coagulation du
`mélange réactionnel.
`
`Lors d'une analyse hémostatique, la variation de l'opacité du mélange varie très
`rapidement au moment de la coagulation, et la précision du chronométrage doit
`atteindre le dixième de seconde. La réaction de coagulation est surveillée de façon
`continue jusqu'à la formation du caillot.
`
`Le support mobile 19 de la tête de mesure 10 est pourvue dans sa partie
`inférieure d'une rangée de six diodes électroluminescentes 52 pour l'émission
`d'une lumière monochromatique, chaque diode émettrice étant associée à LD1
`collimateur. Le rayon lumineux émis par chaque diode 52 traverse la cupule de
`réaction 16a correspondante selon un trajet vertical. Une série de six photodiodes
`54 est agencée en regard des diodes 52 sur la partie supérieure de la tête de
`lecture 10, et intercepte le rayon émergent de chaque cupule 16a pour une mesure
`d'opacité. L'axe optique de chaque diode émettrice 52 correspond à celui d'une
`photodiode 54 et à l'axe principal de la cupule 16a. L'énergie fournie par les
`diodes électroluminescentes 52 est suffisante pour effectuer
`les analyses
`hémostatiques chronométriques.
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`5
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`10
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`15
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`20
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`25
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`30
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`35
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`9
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`Les six capteurs du deuxième détecteur d'analyse photométrique 14 permettent
`un suivi en parallèle de plusieurs réactions d'hémostase dans les six cupules 16a .
`....
`
`5
`
`1 o
`
`La présente invention permet d'intégrer dans la tête de mesure 10 deux
`systèmes de mesures différents agencés sur le support mobile 19. Cette
`disposition permet d'initier indifféremment des analyses dans les domaines de
`biochimie, immunologie, hémostase avec les mêmes supports de stockage
`d'échantillons, de réactifs, les mêmes équipements de prélèvement, et les mêmes
`cupules réactionnelles.
`
`15
`
`20
`
`25
`
`30
`
`Une réaction dans les domaines biochimique, immunologique et hémostatique doit
`se réaliser dans les conditions les plus proches du milieu naturel où elle se déroule
`normalement. Les réactifs utilisés sont de plus sensibles à toute variation de
`température, surtout pour le type enzymatique. La plaque d'analyse 18 est
`maintenue à température constante durant toute l'évolution de l'analyse. Le plus
`souvent, cette température est fixée à 37°C pour coïncider à celle du corps
`humain.
`
`En référence à la figure 3, la mise à température de la plaque d'analyse 1 8
`réactionnelle s'effectue par une convection forcée d'air chaud voisin de 37°C. Pour
`limiter les déperditions de calories lors du déplacement du support mobile 19, une
`enceinte thermique 56 est aménagée sous la plaque d'analyse 18. L'enceinte 56
`est constituée par un matériau souple avec une paroi en accordéon 58 solidaire du
`support mobile 19, et autorisant la mise en température de la plaque d'analyse 18
`avec un minimum de perdition de chaleur, tout en permettant une totale liberté de
`déplacement du support mobile 19 sous la plaque d'analyse 18. Le volume de
`l'enceinte 56 est délimité par quatre parois latérales et une paroi inférieure, la paroi
`supérieure étant constituée par la face inférieure de la plaque d'analyse 18. Un
`ventilateur ( non représenté) permet de chauffer cette dernière par convection
`forcée, et un circuit électronique piloté par des sondes de température, assure une
`régulation thermostatique.
`
`35
`
`La paroi arrière déformable solidaire du support mobile 19 est constituée d'une
`feuille flexible agencée en forme d'accordéon 58, et fixée en plus contre les parois
`
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`latérales de l'enceinte 56. Le déplacement du support mobile 19 déforme la paroi
`élastique en accordéon 58,
`tout en assurant
`l'étanchéité de
`l'enceinte 56
`......
`thermostatique.
`
`5
`
`1 0
`
`15
`
`La figure 4 montre une variante de réalisation d'une tête de mesure 100 faisant
`usage d'un seul détecteur d'analyse calorimétrique 112. Toutes
`les pièces
`identiques à celles du dispositif de la figure 1 ne seront plus décrites, et porteront
`sur la figure 4 les mêmes numéros de références. Les photodiodes 144
`réceptrices sont agencées directement en amont du système optique de
`focalisation 138 par rapport à la direction de propagation du faisceau lumineux. La
`fibre optique 40 est alors supprimée.
`
`La présente invention s'étend bien entendu à d'autres analyses de réactions
`chimiques, et la méthode de mesure par fibre optique 28 mobile du premier
`détecteur d'analyse calorimétrique 12 peut s'appliquer à toute caractérisation d'un
`milieu solide, liquide ou gazeux en transmission, réflexion, réfraction, diffraction,
`diffusion utilisant une lumière naturelle, polarisée, cohérente dans un mode
`monochromatique ou polychromatique.
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`Revendications
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`1. Tête de mesure optique, notamment pour un analyseur automatique de
`réaction chimique ou biochimique de
`laboratoire destiné à déterminer le
`dosage de composants contenus dans des échantillons après mélange. avec
`des réactifs dans des cupules (16, 16a) d'une plaque d'analyse (18)
`réactionnelle, ladite tête de mesure comprenant:
`
`un premier détecteur d'analyse calorimétrique ( 12, 122) piloté par une source
`lumineuse (20) associée à une fibre optique (28) de transmission du faisceau
`lumineux vers l'un des côtés de la plaque d'analyse (18) réactionnelle, en
`coïncidence avec l'axe optique d'une cupule prédéterminée, laquelle est
`réalisée en une matière transparente,
`
`des moyens pour focaliser le faisceau lumineux lors de son passage à travers
`le mélange (34) réactionnel dans ladite cupule 16),
`
`un dispositif photodétecteur (37) disposé du côté opposé de la plaque
`d'analyse (18) pour capter le faisceau lumineux émergent de la cupule (16),
`après avoir subi une atténuation,
`
`et un circuit électronique (46) de traitement du signal délivré par le dispositif
`photodétecteur (37) pour déterminer le spectre lumineux ou la densité optique
`du mélange (34) réactionnel,
`caractérisée en ce que :
`
`la source lumineuse (20) et la plaque d'analyse (18) réactionnelle sont fixes,
`
`la tête de mesure (10, 100) est montée sur un support mobile (19) en forme
`de U encadrant les faces opposées parallèles de la plaque d'analyse (18)
`réactionnelle, et susceptible d'être déplacé par un mécanisme d'entraînement
`(48) pour amener le premier détecteur d'analyse calorimétrique ( 12, 112) en
`regard d'une cupule prédéterminée,
`
`la fibre optique (28) possède une extrémité assujettie à la source lumineuse
`(20) fixe, et une extrémité opposée agencée dans un premier logement (30)
`du support mobile (19).
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`2. Tête de mesure optique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le
`premier logement (30) du support mobile renferme urr collimateur optique
`(32) pour délivrer un rayon lumineux parallèle, et un détecteur photoélectrique
`de référence (36) connecté au circuit électronique (46) pour compenser les
`variations de flux lumineux lors de la déformation de la fibre optique (28).
`
`3. Tête de mesure optique selon la revendication 2, caractérisée en ce que le
`support mobile (19) comporte un deuxième logement (39) à l'opposé du
`premier logement (30), et renfermant un système optique de focalisation (38)
`en liaison optique avec le dispositif photodétecteur (37).
`
`4. Tête de mesure optique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le
`système optique de focalisation (38) est connecté à un réseau de diffraction
`(42) pour une sélection statique de la longueur d'onde.
`
`5
`
`10
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`15
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`20
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`5.
`
`Tête de mesure optique selon la revendication 4, caractérisée en ce que le
`système optique de focalisation (38) est connecté au réseau de diffraction ( 42)
`par l'intermédiaire d'une deuxième fibre optique (40).
`
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`30
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`35
`
`6. Tête de mesure optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5,
`caractérisée en ce que la tête de mesure (10) est équipée d'un deuxième
`détecteur d'analyse photométrique (14) disposé sur le support mobile (19)
`pour effectuer une mesure d'opacimétrie.
`
`7. Tête de mesure optique selon la revendication 6, caractérisée en ce que le
`deuxième détecteur d'analyse photométrique (14) comporte au moins une
`diode émettrice (52) électroluminescente pour
`l'émission d'une
`lumière
`monochromatique, et coopérant avec une photodiode réceptrice (54) sur le
`côté opposé du support mobile (19).
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`8. Tête de mesure optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7,
`.......
`caractérisée en ce que la face inférieure de la plaque d'analyse (18) est
`confinée dans une enceinte (56)
`fermée, maintenue à une température
`prédéterminée par une régulation thermostatique.
`
`5
`
`9. Tête de mesure optique selon la revendication 8, caractérisée en ce que
`l'enceinte (56) est dotée d'une paroi (58) souple déformable autorisant le
`déplacement du support mobile (19) sous la plaque d'analyse (18).
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`1 O
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`INTERNATIONAL SEARCH REPORT
`
`·lnterr
`·~nal Application No
`PC1, r·R 99/02360
`
`A. CLASSIFICATION OF Ï;BJECT MATTER
`IPC 7 G01N21 25
`
`According to International Patent Classffication (IPC) or to both national classification and IPC
`
`B. FIELDS SEARCHED
`
`Minimum documentation searched (classification system followed by classification symbols)
`GOIN
`IPC 7
`
`......
`
`Documentation searched other than minimum documentation to the extent that such documents are included in the fields searched
`
`Electronic data base consulted during the international search (name of data base and, where practical, search terms used)
`
`C. DOCUMENTS CONSIDERED TO BE RELEVANT
`
`Category' Citation of document, with indication, where appropriate, of the relevant passages
`
`Relevant to claim No.
`
`A
`
`A
`
`A
`
`FR 2 669 428 A (ALCYON ANALYZER SA)
`22 May 1992 (1992-05-22)
`cited in the application
`page 1, paragraph 2 -page 2, paragraph 1
`page 3, paragraph 3 -page 4
`page 6, paragraph 1 -page 9
`figure 2
`---
`DE 35 00 639 A (OLYMPUS OPTICAL CO)
`18 July 1985 (1985-07-18)
`page 9, paragraph 1
`figure 4
`
`---
`DE 41 17 008 A (SUZUKI MOTOR CO)
`28 November 1991 (1991-11-28)
`column 3, li ne 15 - l ine 36
`column 4, li ne 24 -column 5, li ne 15
`figures 1,2,4
`-----
`
`1-3
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`1-5
`
`1-3
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`D Further documents are listed in the continuation of box C.
`
`