[0001] La présente invention concerne un dispositif de centrifugation pour la réalisation
d'analyses, notamment biologiques et médicales, d'échantillons contenus dans un boîtier
d'analyse ; ce dernier comprend, de manière connue en soi, une cellule de lecture
pour toute mesure spectrophotométrique en absorbance.
[0002] Un tel dispositif a par exemple été décrit dans la demande de brevet FR-A-2 524 874,
et comprend :
- un plateau support, entrainé en rotation par un moyen moteur (13), comportant
vers sa périphérie une pluralité de supports individuels pour les différents boîtiers,
eux-mêmes rotatifs par rapport au plateau support ;
- des moyens permettant de faire pivoter chaque support individuel par rapport
au plateau support, afin d'orienter la force centrifuge par rapport à chaque boîtier
d'analyse ;
- un ensemble de mesure spectrophotométrique, dont le trajet optique est perpendiculaire
au plan du plateau support, et susceptible de traverser la cellule de lecture de
chaque boîtier, dans une position prédéterminée de ce dernier en rotation.
[0003] Dans le cadre d'un dispositif tel que décrit précédemment, la présente invention
a pour objet des moyens permettant de faire pivoter les différents boîtiers d'analyse,
et plus précisémment leurs différents supports individuels, répondant aux préoccupations
suivantes :
- ne pas augmenter dans des proportions importantes l'inertie du plateau support,
de manière à limiter la puissance du moteur d'entrainement, et alléger la conception
mécanique de l'ensemble du dispositif ;
- ne recourrir à aucun moyen individuel de commande en rotation de chaque support
individuel d'un boîtier d'analyse, tel qu'un moteur pas à pas ;
- commander la rotation de ces mêmes supports individuels, par une action mécanique,
à partir d'une partie fixe extérieure au plateau support.
[0004] Selon la présente invention, les moyens permettant de faire pivoter chaque support
individuel comprennent :
- un plateau fixe par rapport au plateau support, disposé au-dessous de ce dernier,
comportant un guide périphérique ;
- une portion de pivotement, coplanaire avec le plateau fixe, articulée à une
extrémité sur ce dernier, comportant au moins un rail de guidage, ayant un rayon de
courbure coïncidant avec celui du guide périphérique du plateau fixe, la portion de
pivotement étant mobile entre deux positions, une première position dans laquelle
le rail de guidage coïncide avec le guide du plateau fixe, et une seconde position
dans laquelle le rail de guidage coïncide avec l'extrémité libre d'un raccord en saillie
externe par rapport au plateau fixe, et relié au guide périphérique ;
- une pluralité d'axes orthogonaux au plateau support, montés libres en rotation
sur ce dernier, à l'extrémité supérieure desquels sont fixés les différents supports
individuels, et à l'extrémité inférieure desquels sont fixées différentes biellettes
parallèles au plateau fixe, chaque biellette comportant à ses deux extrémités deux
galets coplanaires prenant appui sur le guide périphérique du plateau fixe.
[0005] Comme on le verra ci-après, les moyens caractéristiques de la présente invention
sont d'une grande simplicité mécanique. C'est en définitive le moteur d'entrainement
en rotation du plateau support, qui indirectement fait pivoter les boîtiers d'analyse.
[0006] Par ailleurs, les moyens selon l'invention permettent de faire pivoter de manière
progressive, sans à coup, les différents boîtiers d'analyse, par rapport au plateau
support. En évitant ainsi toute rotation accélérée d'un boîtier d'analyse, on évite
ainsi toute centrifugation secondaire de ce dernier, par rapport à son propre axe,
ce qui nuirait à la qualité de l'analyse.
[0007] La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent
ressortiront mieux de l'exemple de réalisation qui suit, donné à titre indicatif et
non limitatif, à l'appui des figures annexées.
La figure 1 est une vue en perspective, partiellement éclatée, d'un dispositif automatique
pour la réalisation d'analyses biologiques et médicales, selon l'invention.
La figure 2 est une coupe transversale du spectophotomètre à réseau holographique
à champ plan, faisant partie du dispositif selon la figure 1.
La figure 3 est une coupe transversale du système de centrifugation selon l'invention.
La figure 4 est une coupe transversale du dispositif, matérialisant notamment le
système de thermostatisation et ventilation.
La figure 5 est une coupe transversale de l'ensemble optique, faisant partie de l'ensemble
de mesure spectrophotométrique ;
La figure 6 est une vue schématique en perspective de l'ensemble du dispositif selon
l'invention, intégré au sein d'un boîtier.
La figure 7 est une vue de dessus, à échelle agrandie, des moyens de pivotement conformes
à l'invention.
Les figures 8 et 9 sont des vues illustrant le mode de fonctionnement des moyens de
pivotement selon la figure 7.
Les figures 10 et 11 sont des coupes transversales illustrant le fonctionnement d'un
dispositif d'équilibrage dynamique selon l'invention, en l'absence d'un boîtier d'analyse
à centrifuger, respectivement en phase d'arrêt et en phase de centrifugation.
Les figures 12 et 13, sont des coupes transversales illustrant le fonctionnement du
même dispositif, en présence d'un boîtier d'analyse à centrifuger, respectivement
en phase d'arrêt et en phase de centrifugation.
La figure 14 représente, comme à la figure 3, un autre système de centrifugation conforme
à l'invention.
[0008] Le dispositif automatique pour la réalisation d'analyses biologiques et médicales
selon l'invention est intégré au sein d'un boitier de forme générale parallélépipédique
portant la référence générale (1), observable au sein de la figure 6. Ce boitier présente
sur sa face supérieure deux capots respectivement (2) et (3), l'un (2) faisant office
d'écran à cristaux liquides (4) et dégageant,lorsqu'il est en position ouverte, un
clavier tactile (5), l'autre (3) permettant un accès aux différents supports individuels
du dispositif centrifugeur qui sera décrit ultérieurement. Ce capot (3) libère lorsqu'il
est en position ouverte , un orifice semi-circulaire servant d'accès au chargement
(7) des boitiers d'analyse (50) sur le plateau supérieur rotatif du dispositif centrifugeur.
De plus, comme il sera décrit ultérieurement, comme l'ensemble du dispositif est thermostaté,
le capot (3) présente un organe d'étanchéité (6), destiné à s'emboiter parfaitement
dans l'orifice d'accès (7).Les capots (2) et (3) sont verrouillables au moyen d'un
bouton de verrouillage (8).
[0009] Les résultats issus de l'analyse sont imprimés au moyens d'une imprimante (9) située
au voisinage immédiat de l'écran à cristaux liquides (4) et du clavier (5). L'ensemble
du dispositif est de manière connue régi par un micro-ordinateur dont on observe le
logiciel de type PROM en référence (10). Le boitier (1) présente également au niveau
de sa face supérieure une trappe (11) permettant le changement de la lampe du système
optique, décrit également ultérieurement.
[0010] Le dispositif centrifugeur va être maintenant décrit plus en détail. Celui-ci se
compose tout d'abord d'un plateau circulaire fixe (12) inférieur, auquel est solidarisé
un moteur pas à pas (13), fixé au moyen de quatre vis et écrous dont on a matérialisé
les orifices (14) de fixation. Le moteur (13) présente de façon connue un bossage
de centrage (15), permettant une meilleure précision de positionnement. Le plateau
fixe (12) est suspendu par trois amortisseurs du type silent-bloc, dont on a matérialisé
l'un des points d'application par la référence (16). Le plateau fixe (12) présente
en outre un rebord ou guide périphérique (17), destiné à coopérer avec des organes
de pivotement, qui seront également décrits ultérieurement. Le moteur (13) est solidaire
d'un axe (18) sur lequel sont emboités et fixés trois plateaux successifs, à savoir
dans l'ordre :
- un plateau support (19), fixé sur l'axe (18) au moyen d'un insert conique (20)
;
- un plateau dit plateau de verrouillage (21) ;
- un plateau supérieur (22) solidarisant au moyen d'écrous le dit plateau de verrouillage
(21) et lui-même, à savoir le plateau supérieur (22), sur l'insert conique (20) du
plateau support (19) et ce, sur l'axe de rotation (18) du moteur (13).
[0011] Le plateau supérieur (22) présente cinq réceptacles (23) destinés à recevoir chacun
un boitier d'analyse (50). Au sein de la base (24) de chacun de ces dits réceptacles,
est ménagé d'une part une fente (25), destinée à coopérer avec une partie du plateau
de verrouillage (21) et un orifice semi-circulaire (26), destiné à coopérer avec l'axe
de pivotement décrit ultérieurement. Une plaque circulaire (27) servant de support
individuel pour un boîtier d'analyse (50) présente sous sa face inférieure une mortaise
(28), destinée à coopérer avec un tenon (29), ménagé à l'extrémité supérieure d'un
axe de pivotement (30). Chaque support (27) présente en outre deux ergots de positionnement
(31), destinés à coopérer avec les orifices de positionnement ménagés au sein de chacun
des boitiers d'analyse.
[0012] Le plateau support (19) présente une pluralité d'orifices (32), destinés chacun à
laisser un passage à l'axe de pivotement (30). Chacun de ces orifices (32), situés
sur la périphérie du plateau (19), est tangenté par deux rampes radiales (33),ascendantes
du centre du plateau vers sa périphérie, chacune de ces rampes (33) étant destinée
à recevoir une bille dite bille d'équilibrage (34). Ces billes (34) sont destinées
à permettre un équilibrage dynamique de l'ensemble rotatif du dispositif de centrifugation.
[0013] Le plateau support comprend une pluralité de paires de rampes (33) ascendantes, du
centre vers la périphérie, chacune de ces rampes étant radiale. Dans l'exemple décrit,
le nombre de réceptacles (23) présents est égal à cinq, donc le nombre de paires de
rampes (33) également. Chaque paire de rampes (33) est disposée, au voisinage de la
périphérie du plateau support (19), de part et d'autre d'un orifice (32), permettant
le passage d'un axe (30) de pivotement des boîtiers (50) à centrifuger dans les réceptacles
(23) du plateau supérieur (22).
[0014] Chacune desdites rampes (33) reçoit une bille (34), réalisée en acier, et dont le
diamètre est fonction de la masse de la bille désirée. Du fait que les rampes sont
ascendantes du centre vers la périphérie du plateau (19), l'angle d'inclinaison étant
de douze degrés (12°) par rapport à l'horizontale, lorsque ledit plateau ne tourne
pas, les billes sont situées au voisinage du centre dudit plateau (19), au contact
d'une couronne (80) de limitation du parcours inférieur des billes, ladite couronne
entourant l'insert conique (20), de fixation sur l'axe du moteur (13). Par contre,
lorsqu'aucun organe ne limite leur course ascensionnelle, si le plateau (19) tourne,
lesdites billes (34) sont soumises à la force centrifuge, qui, si la vitesse de rotation
est suffisante, provoque la montée des billes (34) jusqu'en haut des rampes (33).
Pour cela, il suffit que les moments des forces centrifuges s'appliquant sur les billes
(34), par rapport à l'axe central vertical du moteur (13), soient supérieurs aux moments
des forces de gravité s'appliquant également sur les billes, par rapport au même axe.
[0015] Le plateau de verrouillage (21) se présente sous la forme d'une corolle, dont le
nombre de pétales (35) coïncide avec le nombre de réceptacles (23) du plateau supérieur
(22), cinq en l'occurence. Chacun de ces pétales (35) ou éléments radiaux est terminé,
à son extrémité libre, par un ergot ou butée (36) s'étendant vers le plateau supérieur
(22), et destiné à coopérer avec une fente (35), ménagée au sein de la base (24) de
chacun des réceptacles (22) dudit plateau (22), et ce , uniquement dans le cas où
le réceptacle (23) considéré ne contient pas de boîtier (50) à centrifuger. En outre,
chaque pétale (35) présente sur sa face inférieure, c'est-à-dire, du côté du plateau
support (19), une butée (81) ou moyen de retenue, venu du moulage, et situé au voisinage
de la base du pétale (35). Cette butée (81) est destinée à retenir la bille (34) vers
la couronne (80), lorsque le réceptacle (23) correspondant reçoit un boîtier à centrifuger,
lors des phases de centrifugation.
[0016] Chacun des pétales (35) est soumis à une contrainte transmise par l'intermédiaire
de l'ergot (36) lorsqu'un réceptacle (23) reçoit un boîtier à centrifuger , du fait
que le plateau (21) est réalisé en un matériau plastique souple à mémoire élastique,
et que le moulage lui donne une forme telle qu'il tend naturellement à provoquer la
coopération de l'ergot (36), avec la fente (25), vers le haut. Ainsi, compte tenu
de la mobilité de chaque pétale (35), par rappport à un axe orthogonal à l'axe de
rotation, tout abaissement de l'ergot (36) provoque l'abaissement concomitent de
la butée (81) de rétention des billes (34). Les deux positions extrêmes du plateau
(21) sont visibles respectivement sur les figures 10 et 11.
[0017] Ainsi, lorsque l'on désire réaliser la centrifugation de boîtiers (50), on positionne
ces derniers au sein des réceptacles (23), au moyen des ergots de positionnement
(31), et on peut immédiatement procéder aux différentes phases de centrifugation,
sans s'inquiéter de l'équilibrage du dispositif. En effet, la masse des boîtiers (50)
à centrifuger étant connue, on adapte la masse des billes (34) d'équilibrage, en utilisant
des billes de diamètre connu (la masse volumique des billes restant constante, le
seul paramètre pouvant faire varier la masse est le diamètre), de façon à ce que la
somme des moments, par rapport à l'axe du moteur (13), des forces centrifuges s'appliquant
sur les billes (34) en position basse et sur le boîtier (50) à centrifuger correspondant,
soit égale aux moments par rapport au même axe des forces centrifuges s'appliquant
sur les billes en position haute d'une même paire de rampes (33).
[0018] Ainsi, c'est par la seule utilisation de la force centrifuge générée par la rotation
des plateaux que l'on réalise un équilibrage dynamique automatique. De plus, il est
tout à fait possible de n'employer qu'une partie des réceptacles (23) du plateau supérieur
(22), sans pour autant perturber l'équilibrage. En effet, lorsque l'on place un boîtier
(50) à centrifuger, ce dernier appuie sur l'ergot (36) qui faisait saillie au niveau
de la fente (25) de la base (24), provoquant ainsi un abaissement du pétale (35),
donc de la butée (81), ayant pour conséquence la rétention des deux billes (34) correspondantes
en position basse. Par contre, les réceptacles vides n'entrainent pas d'abaissement
des pétales (35) du plateau (21), donc n'empêchent pas l'ascension des billes au sommet
des rampes correspondantes. Comme il est bien connu, qu'à forces égales, plus le rayon
du cercle décrit par l'objet sur lequel s'appuient lesdites forces est grand, et plus
grand est son moment par rapport à l'axe passant par le centre dudit cercle, on peut,
en calculant au préalable la masse des billes (34) nécessaire pour réaliser l'équilibrage,
obtenir un équilibrage dynamique et automatique.
[0019] Selon une variante d'exécution représentée à la figure 14, chaque pétale (35) est
articulée individuellement sur un axe (83), orthogonal par rapport à l'axe de rotation,
et tourillonné sur le plateau de verrouillage (21). Dans ces conditions, la position
basse de repos d'un pétale (35) est au contact d'une bille (34). Lors de la rotation
de l'ensemble des plateaux, si un boîtier (50) correspondant est présent sur le plateau
supérieur (22), alors la bille (34) correspondante ne peut remonter vers l'extrémité
haute de la rampe (33) correspondante étant bloquée par la butée (81) ; si un boîtier
(50) est absent, alors la butée (36) n'est pas bloquée par le haut, et la bille (34)
repousse la butée (81), et donc le pétale correspondant (35), et peut atteindre l'extrémité
haute de la rampe (33).
[0020] Ce mode d'exécution particulier évite d'exercer une poussée en rappel sur chaque
boîtier (50).
[0021] Il va être décrit maintenant plus en détail le dispositif de pivotement des boîtiers
d'analyse. Le plateau fixe (12) présente au voisinage de sa périphérie et sur un secteur
donné une portion dite "portion de pivotement" (37). Cette portion de pivotement (37)
présente deux rails de guidage (38) et (39), concentriques et orthogonaux par rapport
au plan du plateau fixe (12). Lorsque le dispositif de pivotement n'est pas activé,
la portion de pivotement (37), coplanaire avec ledit plateau fixe (12) s'intègre à
ce plateau et définit un rebord ou guide périphérique (17) complet, c'est-à-dire définissant
un cercle parfait. Le dispositif de pivotement présente en outre un électroaimant
(40) destiné à attirer vers l'extérieur du plateau fixe (12) ladite portion de pivotement
(37), qui est articulée au niveau de l'une de ses extrémités pour pivoter dans le
plan du plateau fixe (12). De plus, chaque axe de pivotement (30) précédemment cité,
présente à son extrémité inférieure un tenon (41) destiné à coopérer avec une mortaise
(42) ménagée sur une biellette (43) disposée parallèlement au plateau fixe (12) ;
chaque biellette (43) joue le role de lien entre deux galets coplanaires et identiques
(44) et (45), dont l'axe de pivotement est parallèle à l'axe (30). Ces galets (44)
et (45), disposés respectivement aux deux extrémités d'une biellette (43), prennent
appui, lorsque les plateaux (19,21 et 22) sont en rotation sur le rebord périphérique
(17) du plateau fixe (12). En effet, les galets (44) et (45)dé chaque organe de pivotement
sont entrainés en rotation par l'intermédiaire de l'axe (30), celui-ci étant lui-même
entrainé par l'intermédiaire des orifices (32) ménagés sur le plateau support (19).
[0022] Les rails (38,39) sont espacés d'une distance correspondant au diamètre des galets
(44,45). Le rayon de courbure du rail externe (39) de guidage a la même valeur que
celui du rebord périphérique (17) du plateau fixe (12), et ce afin de ménager un rebord
périphérique complet lorsque l'on ne désire pas procéder à une phase de pivotement.
[0023] Il est à noter que la longueur du rail interne de guidage (38) est de longueur inférieure
au rail de guidage externe (39), et ce d'une valeur correspondant au diamètre des
galets (44,45), aux variations de circonférence près, du fait que les rayons des cercles
sur lesquels les rails (38,39) s'appuient n'ont pas la même valeur, comme on peut
le voir plus nettement dans la figure 7.
[0024] La bordure (46) est reliée au rebord périphérique (17) du dit plateau (12), et elle
constitue, en fait, un simple prolongement dudit rebord (17) à l'extérieur du plateau
fixe (12). De ce fait, elle présente la même épaisseur et la même hauteur que ce rebord
(17). Comme il sera décrit plus en détail par la suite, l'extrémité libre de la bordure
(46) coïncide avec l'une des extrémités du rail de guidage externe (39), celle opposée
à l'axe de pivotement (47) de la portion de pivotement (37), lorsque ladite portion
de pivotement est actionnée. De plus, l'extrémité libre de la bordure de raccord (46)
présente une courbure circulaire dont la rayon est égal au rayon des galets (44,45),
aux différentes épaisseurs près.
[0025] Le dispositif comprend un moyen apte à provoquer le pivotement de la portion de pivotement
(37). Dans l'exemple décrit, ce moyen est un électroaimant (40), fixé sur le plateau
fixe (12). Cet électroaimant est avantageusement commandé au moyen d'un micro-ordinateur,
afin de synchroniser de façon simple et rapide le pivotement ou le non-pivotement
des différents axes rotatifs (30) que comprend le dispositif. Un noyau magnétique
(83) coulisse de façon classique dans le corps de l'électroaimant (40), et est fixé
au niveau de l'une de ses extrémités à une patte de fixation (84) située sur la portion
de pivotement (8). De plus, afin de permettre le retour de la portion de pivotement
(37) à sa position originale lorsque l'action de l'électroaimant a cessé, et afin
de limiter la course de ladite portion lorsque ledit électroaimant est activé, le
dispositif comprend un ressort spiralé en traction (85), dont les points d'application
sont respectivement situés sur une patte (88), fixée à l'extrémité libre de la bordure
de raccord (46), et sur une patte (87), fixée au voisinage de l'extrémité de la portion
de pivotement (37) sise vers l'axe de pivotement (47).
[0026] Les figures 8 et 9 illustrent de façon claire le mode d'action du dispositif selon
l'invention. La portion de pivotement (37), lorsque l'électroaimant n'est pas activé,
définit un rebord circulaire périphérique (17) complet du plateau (12), et lorsque
ledit électroaimant (40) est activé, permet alors, comme il va être maintenant décrit,
le pivotement de l'axe (30) considéré.
[0027] L'ensemble des axes (30) étant en rotation, actionnés au moyen du plateau (19) tournant
solidaire du moteur (13), chacun des deux galets (44,45) des axes (30) sont en contact
avec le rebord circulaire périphérique complet (17) du plateau (12), du fait que l'axe
(30) suit une trajectoire circulaire constante et imposée par le plateau tournant
(19), cette trajectoire se situant au voisinage dudit rebord, afin d'impliquer le
contact des dits galets (44,45) avec le rebord (17). En effet, la biellette (43),
reliant les deux galets (44,45) à l'axe (30) étant rigide, elle impose, du fait de
la trajectoire de l'axe (30), le contact des deux galets avec le rebord (17).
[0028] Lorsque l'on désire provoquer le pivotement de cent quatre vingt degrés (180°) de
l'un ou des mobiles (30) on actionne l'électroaimant (40) qui attire vers lui la portion
de pivotement (37), par rotation de celle-ci autour de son propre axe de pivotement
(47). Ainsi, le galet antérieur (45), du fait de la rotation du ou des axes (30),
s'engage dans la voie de guidage définie par les deux rails (38,39). Du fait que la
portion de pivotement (37) est en position écartée par rapport à sa position originale,
le galet (45) s'écarte lui-même de son trajet circulaire, provoquant un écartement
du galet postérieur (44) du rebord (17), et ce vers l'intérieur du plateau fixe (12),
du fait de la trajectoire circulaire constante de l'axe (30) et de la rigidité de
la biellette (43). La trajectoire du galet postérieur (44) est imposée par la rotation
de la biellette (43) autour de l'axe de pivotement (30), rotation elle-même imposée
par le trajet suivi par le galet antérieur (45).
[0029] L'axe (30) poursuivant sa trajectoire circulaire constante, le galet (44) poursuit
sa propre trajectoire à l'intérieur du plateau (12) et rejoint le rebord (17) périphérique
circulaire devant le galet (45), qui a terminé sa course dans la portion de pivotement
(37).
[0030] Il est important de souligner que, au moment de l'introduction du galet antérieur
(45) dans la portion de pivotement (37), la vitesse angulaire de pivotement est nulle.
Puis, du fait de l'écartement externe de ladite portion de pivotement, et du fait
de la rotation constante du ou des axes (30), la vitesse angulaire de pivotement
augmente jusqu'à un maximum atteint lorsque ledit galet (45) arrive en fin de course
de la voie de guidage (38,39), la vitesse linéaire du galet postérieur (44) étant
alors elle-même maximum.
[0031] Lorsque le galet (44) passe devant le galet (45), la vitesse angulaire de pivotement
diminue jusqu'à ce que le galet (44) atteigne le rebord (17), et ce de façon concomitante
avec le retour du galet (45) le long dudit rebord, ledit galet (45) ayant juste terminé
sa course le long de la bordure de raccord (46). La vitesse angulaire de pivotement
redevient alors nulle, le pivotement de 180° est alors achevé. Si l'on ne désire faire
pivoter qu'un seul axe (30), on cesse l'actionnement de l'électroaimant, permettant,
de par l'action du ressort de rappel (85) le retour de la portion de pivotement (37)
à sa position originale, c'est-à-dire celle définissant un rebord périphérique circulaire
complet. Par contre, si l'on désire opérer au pivotement de l'ensemble des axes (30),
on actionne l'électroaimant pendant une durée correspondant à la rotation d'un tour
du plateau tournant.
[0032] Il est à noter que dans l'exemple décrit, le plateau tournant (19) doit tourner dans
le sens inverse des aiguilles d'une montre, (c'est-à-dire dans le sens trigonométrique),
afin que le galet antérieur (45) de chacun des axes (30) pénètre du bon côté de la
portion de pivotement (37). Mais il est bien entendu, qu'il pourrait tout aussi bien
tourner dans le sens des aiguilles d'une montre dans la mesure où l'on utilise l'énantiomè
re (inverse optique) de la portion de pivotement (37).
[0033] Les boîtiers d'analyse (50) (cf figure 5) comprennent de façon connue une chambre
pour le réactif, une chambre pour le réactant et une cellule de lecture (82) présentant
au moins deux faces parallèles. Ils sont solidarisés sur chaque support individuel
(27), au moyen des ergots (31) de positionnement. Ils subissent un pivotement de
180°,au moyen de l'axe de pivotement (30),afin de permettre l'inversion de la force
centrifuge qui s'exerce sur eux,ladite force centrifuge étant destinée à transférer
les liquides,du fait de l'utilisation de capillaires pour relier les différentes chambres
au sein de ce boîtier (50). Il est à noter que chacun des boîtiers (50) présente
sur l'une des surfaces latérales un code/barre portant le paramètre d'analyse utilisé
et la date de péremption dudit boîtier.
[0034] Il va être décrit maintenant plus en détail le système optique permettant, outre
la lecture du code/barre, l'analyse spectrophotométrique par absorbance du résultat
de la réaction entre le réactif et le réactant présents dans ledit boîtier (50).
[0035] Une partie de ce système optique est fixée au bord du plateau fixe (12), du côté
opposé à la portion de pivotement (37). Ce système optique (cf figure 5) comprend
une lampe (51) fixée sur un plateau pivotant (52) à 90°, afin de faciliter les phases
de changement de la lampe par l'intermédiaire de la trappe (11). Lorsqu'elle est en
position opérationnelle, la lampe (51) est surmontée d'un miroir sphérique (53) destiné
à focaliser au niveau d'un premier diaphragme (54) le faisceau lumineux qu'il reçoit.
Le diaphragme (54) est suivi d'une lentille (55) destinée à former un faisceau parallèle
de la lumière issue du diaphragme (54). Ce faisceau parallèle est alors calibré au
moyen d'un deuxième diaphragme (56), et envoyé au travers de la cellule de lecture
(83) des boîtiers (50). En effet, le système optique est réalisé de telle façon, qu'il
libère un espace correspondant à l'épaisseur du boîtier (50). Le faisceau lumineux
transmis par les cellules de lecture des boîtiers (50) est focalisé au moyen d'une
lentille convergente (57) sur l'extrémité d'une fibre optique (58) monobrin en silice,
destinée à transmettre le faisceau lumineux jusqu'au système d'analyse optique.
[0036] D'autre part, une cellule de lecture code/barre (59) ménagée au sein de l'ensemble
optique précédemment décrit, et faisant face à l'une des faces latérales des boitiers
(50), est située au voisinage de ladite face latérale lorsque le boitier est en position
dans l'intervalle séparant le diaphragme (56) de la lentille convergente (57). Cette
cellule de lecture code/barre (59) est reliée à une carte électronique décryptant
le code/barre et le paramètre utilisé dans les boitiers et la date de péremption.
Cette première partie du système optique est détaillée au sein de la figure 5.
[0037] Le système d'analyse optique est détaillé au sein de la figure 2. L'autre extrémité
de la fibre optique (58) est située au voisinage d'un second ensemble d'éléments
optiques, constituant le système d'analyse optique. Le faisceau lumineux, transmis
par la fibre optique (58) est focalisé au moyen d'une lentille convergente (65) sur
un diaphragme calibré (60).Ce dernier permet l'acheminement du faisceau lumineux sur
un réseau holographique à champ plan (61), qui, de manière connue, réfléchit :
- la lumière source, appelée par convention, ordre "0" (zéro) ;
- différents spectres de la lumière source diffractée selon des angles connus
; par convention, ces spectres sont appelés ordres 1,-1, 2,-2,etc..., dans l'ordre
de leur moindre transmission.
[0038] En ce qui concerne la présente invention, seuls les ordres zéro et -1 sont analysés.
[0039] Tout d'abord, une cellule (62) permet d'effectuer une mesure à l'ordre zéro de la
lumière totale, afin de surveiller les variations de la lampe (51).
Simultanément, l'intensité de certaines raies de l'ordre -1 est analysée au moyen
d'une barrette de photodiodes (63), faisant pratiquement face au réseau holographique
(61). Les caractéristiques des photodiodes sont prédéterminées. L'ensemble constitué
par le réseau holographique (61), les barrettes de photodiodes (63) et le second ensemble
optique sont insérés au sein du boîtier (64), à l'abri de la lumière et de la poussière.
Les connections issues des photodiodes (63) sont reliées à des cartes électroniques
de manière classique, et interprétées ensuite au moyen d'un micro-ordinateur précédemment
cité.
[0040] L'organe de thermostatisation, illustré au sein de la figure 4, comprend tout d'abord
un ventilateur (70) pulsant de l'air au travers de résistances chauffantes (71), à
l'issue desquelles l'air pulsé est guidé au moyen d'un guide de flux de chaleur (72),
sur le dispositif de centrifugation. Le plateau supérieur de ce dernier présente en
son centre un dôme (73), destiné à répartir le flux de chaleur sur l'ensemble des
boitiers (50). De par la présence du capot (3) et de l'organe d'étanchéité (6), l'air
chaud est recyclé, et réaspiré par l'intermédiaire d'un canal (74) situé sous le
ventilateur (70).
[0041] Toutefois, il existe une arrivée d'air frais (75), afin de compenser les légères
fuites toujours existantes dans ces dispositifs. Cette source (75) d'air frais est
ménagée sur la face postérieure du boitier (1) du dispositif d'analyse.
[0042] Tout le dispositif, comme déjà dit, est régi par un micro-ordinateur qui ordonne
les différentes phases de centrifugation, de pivotement, de thermostatisation et d'analyse
optique. Ce micro-ordinateur est commandé au moyen d'un clavier tactile (5).
1/ Dispositif de centrifugation pour la réalisation d'analyses, notamment biologiques
et médicales, d'échantillons contenus dans un boîtier d'analyse (50), lequel comprend
une cellule de lecture (82) pour toute mesure spectrophotométrique en absorbance,
appareil comprenant :
- un plateau support (19), entrainé en rotation par un moyen moteur (13), comportant
vers sa périphérie une pluralité de supports individuels (27) pour les différents
boitiers (50), eux-mêmes rotatifs par rapport au plateau support ;
- des moyens (12,30,44,45) permettant de faire pivoter chaque support individuel
par rapport au plateau support, afin d'orienter la force centrifuge par rapport à
chaque boîtier d'analyse;
- un ensemble de mesure spectrophotométrique (51,52, 61,4), dont le trajet optique
est perpendiculaire au plan du plateau support, et susceptible de traverser la cellule
de lecture de chaque boitier, dans une position prédéterminée de ce dernier en rotation,
caractérisé en ce que les moyens permettant de faire pivoter chaque support individuel comprennent
:
- un plateau fixe (12) par rapport au plateau support (19), disposé au-dessous
de ce dernier, comportant un guide périphérique (17) ;
- une portion de pivotement (37), coplanaire avec le plateau fixe, articulée
à une extrémité (47) sur ce dernier, comportant au moins un rail (38,39) de guidage,
ayant un rayon de courbure coïncidant avec celui du guide périphérique (17) du plateau
fixe, la portion de pivotement étant mobile entre deux positions, une première position
dans laquelle le rail de guidage coïncide avec le guide du plateau fixe, et une seconde
position dans laquelle le rail de guidage coïncide avec l'extrémité libre d'un raccord
(46) en saillie externe par rapport au plateau fixe, et relié au guide périphérique
;
- une pluralité d'axes orthogonaux (30) au plateau support (19), montés libres
en rotation sur ce dernier, à l'extrémité supérieure desquels sont fixés les différents
suports individuels (27), et à l'extrémité inférieure desquels sont fixées différentes
biellettes (43) parallèles au plateau fixe, chaque biellette comportant à ses deux
extrémités deux galets (44,45) coplanaires prenant appui sur le guide périphérique
du plateau fixe ;
- des moyens (40) d'actionnement de la portion (37) de pivotement.
2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la courbure de l'extrémité
libre du raccord (46) en saillie externe est égale à la courbure des galets (44,45).
3/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que des moyens d'équilibrage
dynamique sont associés au plateau support, et comprennent :
- sur le plateau support (19), une pluralité de rampes radiales (33), associées
aux différents supports individuels (27), chaque rampe radiale étant ascendante du
centre vers la périphérie dudit plateau, ainsi qu'une pluralité de billes d'équilibrage
(34), reçues dans les différentes rampes radiales (33) respectivement ;
- un plateau de verrouillage (21), disposé parallélement au plateau support,
solidaire en rotation avec ce dernier,comportant une pluralité d'éléments radiaux
(35), mobiles chacun par rapport à un axe orthogonal à l'axe de rotation, chaque élément
radial comportant du côté opposé au plateau support (19), une butée (36) contre un
boitier d'analyse, et du côté en vis à-vis du plateau support (19) un moyen de retenue
(81) d'une bille d'équilibrage correspondante, au voisinage du centre de rotation
du plateau support.
4/ Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'à chaque support individuel
(27) correspond sur le plateau support une paire de rampes ascendantes (33) et de
billes d'équilibrage (34).
5/ Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les rampes (33) constitutives
d'une même paire sont disposées de part et d'autre d'un orifice (32) destiné à faire
pivoter l'axe (30) d'un support individuel (27).
6/ Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les rampes radiales
ascendantes (33) présentent une inclinaison par rapport à l'horizontale, comprise
entre dix (10) et quinze degrés, de préférence au voisinage de douze degrés.
7/ Dispositif d'équilibrage dynamique selon la revendication 3, caractérisé en ce
que le plateau de verrouillage (21) se présente sous forme d'une corolle, dont les
pétales (35) se confondent avec les éléments radiaux.
8/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un plateau
supérieur (22), solidaire en rotation du plateau support (19), disposé parallèlement
au-dessus de ce dernier, comportant vers sa périphérie une pluralité de réceptacles
(23) pour les différents boitiers (50), un orifice (26) étant ménagé dans chaque réceptacle
(23) pour le passage de l'axe (30) de pivotement de chaque support individuel (27).
9/ Dispositif selon les revendications 3 et 8, caractérisé en ce que d'une part le
plateau de verrouillage (21) est situé entre le plateau support (19) et le plateau
supérieur (22), et d'autre part les différentes butées (36) pénètrent, en position
haute, dans des fentes (25) associées aux différents réceptacles.
10/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le plateau support
(19) est muni d'un index de positionnement (48) permettant un repérage du boîtier
d'analyse (50).