Title:
METHOD AND DEVICE FOR SUSPENDING SOLID PARTICLES IN A LIQUID
Kind Code:
B1


Abstract:
Abstract not available for EP0969917
Abstract of corresponding document: US6390660
In a method and apparatus for suspending solid particles in a predetermined volume of liquid contained inside a container having a wall, the wall being partly isolated from the liquid by a deposit adhering to its internal face, and bringing together at least some of the particles in the agglomerated state, the container is subjected to a reciprocating movement along a reference axis, at a frequency adapted to cause within the predetermined volume of liquid, without any other external action, an ebb and flow on either side of the reference axis, detaching the deposit, and dispersing the particles toward the center of the volume of liquid.



Inventors:
Colin, Bruno (23, chemin des Garennes, Marcy l'Etoile, F-69280, FR)
Application Number:
EP19980917266
Publication Date:
01/16/2002
Filing Date:
03/27/1998
Assignee:
Bio, Merieux (Chemin de l'Orme, Marcy l'Etoile, 69280, FR)
International Classes:
B01F13/08; (IPC1-7): B01F13/08
European Classes:
B01F13/08B
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Foreign References:
DE1457328A
DE3233926A
GB1330975A
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 018, no. 297 (M-1617), 7 juin 1994 & JP 06 058235 A (NISSAN MOTOR CO LTD), 1 mars 1994
Attorney, Agent or Firm:
Guerre, Dominique (Cabinet Germain et Maureau, 12, rue Boileau, BP 6153, Lyon Cedex 06, 69466, FR)
Claims:
1. Process for suspending particles (1) of a solid in a predetermined volume (2) of liquid, contained inside a container (12) delimited by a wall (3), the said wall being partly isolated from the core of the liquid by a deposit (4) adhering to its inner face (3a), and gathering together at least some of the said particles in aggregated form, according to which the container is subjected to an alternating motion (5) in at least one reference direction (6), characterized in that, with the solid particles (1) being not more than 10 µm in size, the alternating motion (5) has a frequency at least equal to 10 Hz, with an amplitude of between 1 mm and 15 mm, such that within the predetermined volume of liquid, without any other external action, a flow/backflow (7) is obtained on either side of the said reference direction, detaching the said deposit, and dispersing the particles towards the centre of the said volume of liquid.

2. Process according to Claim 1, characterized in that the solid particles (1) are between 0.01 µm and 10 µm in size, and, for example, between 1 µm and 5 µm in size.

3. Process according to Claim 1, characterized in that the particles (1) comprise a magnetic substrate (7), to which is attached at least one ligand (8).

4. Process according to Claim 1, characterized in that the alternating motion (5) has an amplitude of between 1 mm and 8 mm, and, for example, between 3 mm and 6 mm.

5. Process according to Claim 1, characterized in that the alternating motion (5) has a frequency of between 15 Hz and 60 Hz, especially between 15 Hz and 30 Hz, and, for example, equal to 16 Hz.

6. Process according to Claim 1, characterized in that, with the volume (2) of the liquid defining a horizontal interface (2a), the direction of the alternating motion (5) is vertical.

7. Process according to Claim 1, characterized in that, with the volume (2) of the liquid defining a horizontal interface (2a), the direction of the alternating motion (5) comprises a main vertical component and a secondary horizontal component.

8. Device for carrying out the process according to any one of Claims 1 to 7, comprising a container delimited by a wall, a means (9) for securely fastening the container, and a means (10) for alternately displacing the said fastening means which is capable of imposing an alternating motion with an amplitude of between 1 and 15 mm and a frequency at least equal to 10 Hz, in a reference direction (6).

Description:

La présente invention concerne la mise en suspension de particules d'un solide, dans un volume prédéterminé de liquide, les particules et le volume de liquide étant contenus ensemble à l'intérieur d'un contenant délimité lui-même par une paroi.

Plus particulièrement, l'invention s'intéresse à la mise en suspension, ou remise en suspension de particules, formant un dépôt adhérant sur la face interne de la paroi du contenant, sous forme d'un film continu ou d'agrégats, et rassemblant au moins une partie de ces particules à l'état aggloméré, et ceci dans un volume prédéterminé du liquide, contenu à l'intérieur dudit contenant.

L'état physique particules/liquide défini précédemment est rencontré notamment au cours de certaines analyses biologiques, mettant en oeuvre des particules, de taille au plus égaie à 10 µm, et de préférence comprise entre 0,01 µm et 10 µm, et par exemple comprise entre 1 et 5 µm, ces particules comprenant un substrat magnétique sur lequel est fixé au moins un analyte, ou au moins un réactif, et étant dispersées dans une phase liquide continue, par exemple une phase aqueuse. En effet, la séparation de ces particules, sous l'effet d'un champ magnétique, de la phase liquide, conduit pour partie à leur accumulation et agglomération sous la forme d'un dépôt, continu ou discontinu, adhérant sur la face interne de la paroi du contenant. En pareil cas, pour la poursuite de l'analyse, et l'obtention de résultats fiables, reproductibles et précis, il est essentiel de rompre le dépôt précité, pour remettre en suspension les particules au sein du volume prédéterminé du liquide, dans le contenant considéré, par exemple une micro-cupule d'analyse, faute de quoi les particules rassemblées et en quelque sorte séparées dans le dépôt sur la paroi ne peuvent participer au reste du processus ou protocole d'analyse.

Traditionnellement, la rupture du dépôt des particules agglomérées sur la paroi du contenant est obtenue en amenant un flux complémentaire de liquide, par exemple sous pression, au sein du contenant, et plus précisément du volume liquide, de manière à entraîner et mettre en suspension les particules précédemment agglomérées, par action hydrodynamique. Cette solution présente l'inconvénient majeur d'ajouter dans le contenant une certaine quantité de phase liquide, qui même contrôlée ou prédéterminée entraîne une dilution des particules, ce qui diminue la sensibilité du procédé d'analyse mis en oeuvre.

Conformément aux documents GB-A-1 330 975 et DE-A3 233 926, on a décrit et proposé un procédé de mise en suspension de particules d'un solide dans un volume prédéterminé de liquide, contenu à l'intérieur d'un contenant délimité par une paroi, cette dernière étant susceptible d'être isolée pour partie du coeur du liquide par un dépôt adhérant sur sa face interne, et rassemblant au moins une partie desdites particules à l'état aggloméré. Selon ce procédé, on soumet le contenant à la fois et en même temps, à un mouvement alternatif selon une direction de référence, et à un champ magnétique tournant autour de ladite direction de référence.

Le procédé précédemment décrit est spécifique à des particules magnétiques, et ne peut être mis en oeuvre qu'avec de telles particules, car c'est la conjonction du mouvement de rotation desdites particules, généré par le champ magnétique tournant, et du mouvement de translation relatif, alternatif, entre ledit champ et le contenant, qui détache et disperse tout dépôt des particules magnétiques susceptibles de s'agglomérer sur la face interne du contenant.

La présente invention a donc pour objet un procédé de mise en suspension de particules, à partir de l'état physique décrit ou défini précédemment, indépendant de la nature des particules, et purement mécanique ou hydrodynamique, sans introduire dans le contenant une quantité supplémentaire de liquide.

Conformément à la présente invention, on a découvert, de manière totalement surprenante, qu'en soumettant uniquement le contenant à un mouvement alternatif selon une direction de référence, et avec une fréquence relativement élevée, au moins égale à 10 Hz et une amplitude comprise entre 1 mm et 15 mm, les particules solides ayant une taille au plus égale à 10 µm, on obtenait au sein du volume prédéterminé de liquide, et sans autre action extérieure nécessaire (notamment un champ magnétique), un flux/reflux résonnant contre la paroi du contenant de part et d'autre de la direction de référence, rompant le dépôt adhérant sur la face interne de la paroi du contenant, et dispersant les particules ainsi désagrégées vers le centre du volume du liquide.

Ainsi, grâce à l'invention, il est possible d'obtenir la rupture complète du dépôt parasite, avec la seule aide du volume de liquide contenu dans le contenant, demeurant constant et prédéterminé.

La solution selon l'invention apporte par ailleurs un autre avantage.

La hauteur maximum du flux-reflux obtenu selon la présente invention permet mécaniquement d'aller lécher et détacher des particules agglomérées sur la face interne du contenant, au-dessus du niveau normal (au repos) du liquide contenu dans ledit contenant, y compris avec une faible quantité de liquide.

La présente invention est maintenant décrite par référence au dessin annexé, dans lequel :

  • la Figure 1 représente de manière schématique un contenant, dans l'état physique de ses différentes phases avant l'application du procédé selon l'invention
  • la Figure 2 représente le même contenant, au cours de la mise en oeuvre du procédé selon l'invention
  • la Figure 3 représente de manière schématique des particules telles qu'utilisées par l'invention.
  • les Figures 4, 5 et 6 représentent respectivement l'influence de l'agitation sur les valeurs de signaux obtenus pour différents types de particules (Fig. 4: particules Estapor, Fig. 5: particules Dynal, Fig. 6: particules Seradyn). La mesure du signal lumineux est exprimée en RLU ("Relative Light Unit").

Conformément à l'invention, on considère un contenant 12 déterminé par une paroi 3, avec une face interne 3a. Ce contenant contient d'une part un volume 2 prédéterminé de liquide, par exemple d'un réactif sous forme liquide, et d'autre part des particules 1 d'un solide, par exemple des particules telles que représentées schématiquement à la Figure 3, c'est-à-dire constituées chacune par un substrat magnétique 7, par exemple sur lequel est fixé un ligand 8, lié à un analyte. Mais, comme dit précédemment, la mise en oeuvre de la présente invention est indépendante de la nature magnétique ou non des particules. Avant la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, en raison d'un traitement qui consiste à appliquer un champ magnétique, par exemple au niveau des parois latérales du contenant 12 les particules se trouvent, soit totalement rassemblées et agglomérées sous la forme d'un dépôt 4 adhérent sur la face interne 3a de la paroi 3, soit pour partie dispersées au sein du volume de liquide et pour partie rassemblées et agglomérées sous la forme d'un dépôt 4 comme décrit ci-dessus. Dans l'état représenté à la Figure 1, et avant la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, en raison du traitement antérieur précité, les particules 1 se trouvent, pour partie dispersées au sein du volume de liquide, et restent pour partie rassemblées et agglomérées sous la forme d'un dépôt 4 (film continu ou agrégats) adhérant sur la face interne 3a de la paroi 3.

Pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, de manière générale, on dispose d'un moyen 9 de solidarisation du contenant, et d'un moyen 10 de déplacement alternatif du moyen de solidarisation 9, selon une direction de référence 6, par exemple verticale. Ce moyen de déplacement alternatif peut consister en un simple excentrique coopérant avec le moyen 9 de solidarisation du contenant.

Selon le procédé de l'invention, et avec les moyens précédemment définis, on soumet le contenant 12 a un mouvement alternatif 5 selon la direction de référence 6, avec une fréquence relativement importante, au moins égale à 10 Hz, et l'on obtient ou observe, au sein du volume prédéterminé de liquide, un flux/reflux 7 contre la paroi 3 du contenant, de part et d'autre de la direction de référence 6, rompant le dépôt 4, et dispersant les particules 1 vers le centre du volume de liquide.

En stoppant le mouvement alternatif, le volume 2 prédéterminé de liquide contient, de manière homogène et complètement dispersée, les particules 1, de telle sorte que le processus d'analyse peut être poursuivi.

S'agissant du mouvement alternatif :

  • son amplitude est comprise entre 1 mm et 15 mm, de préférence comprise entre 1 mm et 8 mm, et par exemple comprise entre 3 mm et 6 mm,
  • le mouvement alternatif a une fréquence de préférence comprise entre 15 Hz et 60 Hz, par exemple comprise entre 15 Hz et 30 Hz, à titre d'exemple, la fréquence préférée est de 16 Hz,
  • la direction du mouvement alternatif est préférentiellement verticale, c'est-à-dire perpendiculaire à l'interface horizontale 2a du volume prédéterminé de liquide; mais la direction du mouvement alternatif comprend éventuellement une composante principale verticale et une composante secondaire horizontale.

Exemple :

La présente invention a été mise en oeuvre dans le cadre d'une analyse quantitative d'un microorganisme pathogène, à savoir Toxoplasma M (analyte), avec des particules magnétiques revêtues avec un ligand (anticorps) spécifique dudit microorganisme.

Les particules sont incubées dans une cuvette d'analyse (contenant), avec un échantillon ou inoculum contenant ledit microorganisme. Puis les particules ayant réagi avec ledit microorganisme sont séparées au moyen d'un champ magnétique, les rassemblant et fixant contre la paroi de la cuvette. La cuvette est ensuite vidée, puis lavée. Un volume prédéterminé d'un réactif (anticorps marqué, par exemple par une enzyme telle que la phosphatase alcaline, dirigé contre l'analyte est ensuite introduit et incubé dans la cuvette, après suppression du champ magnétique. Après incubation et séparation des éléments n'ayant pas réagi, un réactif de détection luminescent est introduit dans la cuvette. Le signal lumineux correspondant au réactif ayant réagi avec les particules est mesuré.

La remise en suspension des particules selon le procédé et le dispositif de l'invention facilite le contact des particules avec les entités réactives (analyte et/ou réactif de détection), ce qui se traduit par une augmentation du signal mesuré, par exemple du signal lumineux. A toutes choses égales par ailleurs, la mise en oeuvre de la mise ou remise en suspension selon l'invention permet d'augmenter le signal lumineux de mesure d'au moins 60 %, voire dans certains cas de l'ordre de 100 %, selon les particules magnétiques mises en oeuvre, par exemple sous les références commerciales Estapor NH2-gluta, Dynal M280, et Seradyn.

Les résultats avec et sans agitation sont présentés ci-après, respectivement avec chaque type de particules.

Comme cela ressort clairement des Figures 4, 5 et 6 et des tableaux de résultats suivants, l'agitation augmente significativement le signal lumineux obtenu améliorant ainsi la performance du dosage biologique.

Particules Estapor
pas d'agitation(RLU) agitation(RLU)
sérum139307403
sérum 71259221596
sérum 11443490703030
Particules Dynal M280
pas d'agitation(RLU) agitation(RLU)
sérum136025713
sérum 71158719692
sérum 115493131153317
ParticulesSeradyn
pas d'agitation(RLU) agitation(RLU)
sérum1561410201
sérum 72817858322
sérum 119909001651945