[go: up one dir, main page]

EP1137491A1 - Dispositif de centrifugation pour automate de laboratoire - Google Patents

Dispositif de centrifugation pour automate de laboratoire

Info

Publication number
EP1137491A1
EP1137491A1 EP99947577A EP99947577A EP1137491A1 EP 1137491 A1 EP1137491 A1 EP 1137491A1 EP 99947577 A EP99947577 A EP 99947577A EP 99947577 A EP99947577 A EP 99947577A EP 1137491 A1 EP1137491 A1 EP 1137491A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plate
rotation
horizontal
tubes
mounting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP99947577A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Patrick Cohen
André OHIER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fondation Jean Dausset-CEPH
Original Assignee
Fondation Jean Dausset-CEPH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fondation Jean Dausset-CEPH filed Critical Fondation Jean Dausset-CEPH
Publication of EP1137491A1 publication Critical patent/EP1137491A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B5/00—Other centrifuges
    • B04B5/04—Radial chamber apparatus for separating predominantly liquid mixtures, e.g. butyrometers
    • B04B5/0407—Radial chamber apparatus for separating predominantly liquid mixtures, e.g. butyrometers for liquids contained in receptacles
    • B04B5/0414—Radial chamber apparatus for separating predominantly liquid mixtures, e.g. butyrometers for liquids contained in receptacles comprising test tubes
    • B04B5/0421—Radial chamber apparatus for separating predominantly liquid mixtures, e.g. butyrometers for liquids contained in receptacles comprising test tubes pivotably mounted
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B11/00—Feeding, charging, or discharging bowls
    • B04B11/04—Periodical feeding or discharging; Control arrangements therefor
    • B04B2011/046—Loading, unloading, manipulating sample containers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/11—Automated chemical analysis
    • Y10T436/111666—Utilizing a centrifuge or compartmented rotor

Definitions

  • the present invention relates to a device for centrifuging various samples of product or mixture of chemical or biological products.
  • centrifugation of samples is commonly used to separate different phases (organic, aqueous) in order to extract and purify particular molecules.
  • centrifugation of samples is often used to separate solid particles (cells, or bacteria) held in suspension or even in emulsion in a liquid phase.
  • This automation of the protocols is carried out using robots or laboratory automata mounted near the work surface on which said protocols are produced.
  • automatons or laboratory robots generally include three axes X, Y and Z perpendicular to each other, for positioning in space a head provided with a liquid suction / distribution system or provided with a gripping system or else equipped with these two systems.
  • the robot or the laboratory automaton can carry out transfers of reagents and / or biological solutions from one container to another positioned at different places on the work surface whose useful surface is on average less than 0.3 m 2 , in order to create reactions, for example enzymatic or colorimetric.
  • the automation of the experimental protocols requires placing all the elements necessary for these protocols such as for example the test tubes or other supports, the containers of reagents or samples to be treated, the various accessories, such as space heating systems. bain marie, refrigerants or others, on the useful surface of the work surface swept by the head of the automaton or laboratory robot.
  • the centrifugation step is not part of the steps of the automated experimental protocols, because the centrifugation devices available are not designed to cooperate with a robot or a laboratory automaton as mentioned above.
  • the currently known centrifugation device includes a motor for driving a rotor in rotation, which always stops randomly with respect to a given point.
  • a motor for driving a rotor in rotation which always stops randomly with respect to a given point.
  • the tubes intended to contain the samples to be centrifuged are oriented in a fixed position at a certain inclination relative to the axis of the rotor so that when the rotor starts to rotate, the samples do not escape from the tubes and that the centrifugation caps are positioned towards the bottom of the tubes.
  • centrifugation devices currently sold have external dimensions, and in particular an external height, which does not allow them to be placed on the work surface of robots or laboratory automata.
  • the present invention provides a new device for centrifuging various samples of product or mixture of chemical or biological products, intended to be positioned on a horizontal work surface, the available surface is less than or equal to 0.4m2, to cooperate with a laboratory automaton mounted near the work surface for the automatic realization of chemical or biological reactions according to a determined protocol, centrifugation device whose external useful height is less than or about 20 cm.
  • this centrifugation device comprises in a housing: an upper open tank, containing a vertical central shaft driven in rotation by a rotary drive means, a horizontal plate mounted integral in rotation on the central shaft and provided on its surface of a plurality of through holes for mounting in a vertical position tubes intended to each contain a volume of sample to be centrifuged, these mounting holes having a substantially elongated shape with front and rear walls inclined at an acute angle less than 90 degrees from the horizontal, and
  • the centrifugation device makes it possible, in a limited volume adapted to the surface available on a laboratory worktop on which a laboratory automaton is mounted, to position a large number when stationary in a vertical position ( greater than or equal to about 48) of tubes containing samples and centrifuge these tubes in a suitable inclined position so that the samples contained in the tubes remain in the tube, with centrifugation pellets correctly positioned in the bottom of the tubes, and by preventing the tubes situated on the outer edge of the plate from bending so as to deform plastically under the effect of the acceleration which they undergo.
  • the tubes positioned in their mounting holes of the tray of the device according to the invention return to the vertical position and the indexing means of said device position the tray so the tubes end up in a position determined, which authorizes a laboratory or robot robot head to take the total quantity of centrifuged samples from each tube.
  • the centrifugation device comprises in a housing: - a tank open at the top, containing a vertical central shaft driven in rotation by a rotation drive means, a horizontal plate mounted integral in rotation, on the central shaft and provided with arrangements for parallel mounting close to each other of two support swings for two racks of sample containers, able to pivot freely around a horizontal axis to take a position inclined horizontally during the rotation of the plate, and - means for indexing the position of the plate, at each stop of the plate, to position said swings in determined locations.
  • These container racks are preferably microplates.
  • the plate comprises two diametrically opposite indentations in which the swings are pivotally mounted so that the pivot axis of said swings is offset towards the center of the plate relative to the axis passing through the center of gravity of each swing.
  • the horizontal plate may be provided with said tube mounting orifices and include arrangements for the parallel mounting of said pivoting swings, supporting the microplates.
  • the centrifugation device can include two identical tanks containing two identical plates linked in rotation and driven simultaneously by a drive means.
  • the rear and front walls of said plate mounting holes are inclined at an angle less than or equal to 60 degrees relative to the horizontal
  • the indexing means of each tray include a disc mounted below each tray so as to be rotationally integral with the vertical drive shaft and provided with a notch provided in its edge peripheral, a horizontal finger held in contact with the disc by an elastic means when the tray stops and during its indexing, and separated from the disc by an actuator during the rotation of the tray in the centrifugation phase, and means for pivoting step by step the plate in the indexing phase until said finger enters in cooperation with the notch of said disc, it comprises a cover for closing the where the tanks, pivotally mounted on the housing,
  • the cylindrical tank of revolution has a diameter of around 300 mm, a height of around 85 mm, for a horizontal plate with a diameter of around 270 mm, the housing surrounding the tank having a external width and length of the order of 320 mm and a height of the order of 120 mm,
  • the size of the mounting holes of each tray is designed to accommodate tubes of volume equal to 2 ml or 5 ml
  • the maximum speed of rotation of the tray in the case where it accommodates tubes of volume equal to 2ml is of the order of 13,000 revolutions / minute
  • the maximum speed of rotation of the plate with tubes volume of 5 ml is of the order of 5000 revolutions / minute.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of the useful surface of a work plan surmounted by a robot or laboratory automaton
  • FIG. 2 is a schematic side view of a laboratory worktop on which is positioned the centrifuge device according to the invention and various accessories, as well as the laboratory robot or automat
  • - Figure 3 is a view schematic in perspective of an embodiment of the centrifuge device
  • Figure 4 is a schematic perspective view of detail of the plate shown in rotation of the centrifuge device of Figure 3, on which are positioned sample tubes and micropiaques
  • Figure 5 is a partial schematic sectional view of the device centrifugation according to the invention
  • FIG. 6 is an exploded view of the centrifuge device of FIG. 3
  • FIG. 7 is a schematic plan view of an embodiment of the device of the indexing means of the centrifuge device of FIG. 6, and
  • FIG. 8 is a schematic view of an alternative embodiment of the centrifuge device according to the invention.
  • a work plan 1 on which a robot or laboratory automaton 2 works to automatically carry out experimental protocols in the field of chemistry, biochemistry or biology.
  • the robot 2 is mounted near the work surface 1 and comprises a head 2a capable of moving vertically and horizontally along axes X, YZ perpendicular to each other so as to reach different places on the plane of work where are arranged tubes 106 intended to contain various samples of product or mixture of chemical or biological products, containers of reagents 4, 5, accessories 6 of the water bath, refrigerant or other type.
  • a centrifugation device 100 is positioned with which the robot 2 cooperates to automatically carry out a step of centrifuging samples for the implementation of reactions. chemical or biological according to determined automated experimental protocols. Referring firstly to Figures 3, 4 and 6, this centrifuge device 100 comprises in a housing 101, a tank 102 open above, containing a central, vertical shaft 103 rotated about its axis V via a rotation drive means, here an electric or pneumatic motor not shown.
  • the plate 104 is of generally circular shape and comprises two notches 104a, 104b which each have a vertical bottom wall, the two vertical bottom walls being parallel and arranged very close to the rotary drive shaft 103, and two facing side walls extending radially to the outer peripheral edge 104c of the plate 104, each side wall having a recess forming a stop 104'a, 104'b projecting towards the outside.
  • the major part of the surface of the horizontal plate 104 is provided with through orifices 105, with vertical axes, for mounting in a vertical position tubes 106 intended to contain volumes of samples to be centrifuged.
  • the tubes 106 produced in a conventional manner in plastic material such as polyethylene, have on their external surface, near their upper opening, a retaining flange 106a so that in the stopped position of the plate 104, said tubes 106 engaged in the through holes 105 are positioned vertically resting on the plate 104 by their retaining flange 106a.
  • the mounting orifices 105 are arranged in arcs of circles concentric with the rotary drive shaft 103, distributed between the external peripheral edge 104c of the plate 104 and its central region.
  • the tray 104 carries in each of its notches 104a, 104b a swing 107, 108 supporting a rack of containers for products to be centrifuged, here a microplate of 96 well 107a, 108a.
  • Each swing 107, 108 comprises a support base for a microplate and two parallel uprights 107b, 108b provided with openings 107c, 108c for mounting on the plate 104.
  • the support bases of the swing 107, 108 include wedges and blocking 107d, 108d of the microplates on said swings.
  • Each swing 107, 108 is mounted to pivot freely on horizontal pins carried by the side walls of each notch 104a, 104b, so that it can pass from a vertical position of equilibrium to the stop of the plate 104, with its horizontal support base (see figure 3), for loading the microplates, injection and sampling, at a horizontal equilibrium position, during the rotation of the plate, with its vertical support base (see figure 4 ).
  • the dimensions of the notches 104a, 104b of the plate 104 are such that the swings 107, 108 are as close as possible to each other, here the minimum distance between said swings when stopped, is of the order of 70 mm.
  • the pivoting mounting of the swings 107, 108 is carried out so that when the platform stops, each swing returns under the effect of its own weight in a stable vertical position with its uprights 107b, 108b in abutment against said stops 104'a, 104'b of the notches 104a, 104b of the plate 104.
  • the horizontal pivot axis of each swing is offset towards the center of the plate 104 relative to the vertical axis passing through the center of gravity of said swing.
  • the cradles 107, 108 are for example made of metallic material, preferably stainless ® high strength, so that it can withstand without being deformed plastically to centrifugal force exerted thereon during rotation of the plate , this force being able to reach a very high value exceeding one ton.
  • metallic material preferably stainless ® high strength
  • the plate 104 is made of metallic material, preferably a low density material, here a high resistance aluminum alloy protected by chemical nickel plating to meet sanitary standards.
  • the tank 102 of cylindrical shape of revolution around the central axis V, has a diameter of the order of 300 mm, preferably 305 mm, a height of around 85 mm, which gives the horizontal plate 104 a diameter of around 270 mm. There is therefore very little space available between the external peripheral edge 104c of the plate 104 and the cylindrical wall of the tank 102, approximately 15 mm.
  • the part of the plate 104 provided with mounting orifices 105 has a thickness of the order of 5 mm and at the level of the notches 104a, 104b, said plate 104 has a thickness of the order of 25 mm.
  • the part of the housing 101 containing the tank 102 has an external width and length of the order of 320 mm.
  • the housing 101 here extends laterally to contain the electronics used for the automated control of the operation of the centrifuge device, in particular the starting and stopping of the rotary drive motor, the control of the closing and the opening of a closure cover 109 of the tank 102.
  • the housing has a total length of the order of 480 mm.
  • the height of the housing 101 is at the level of the tank 102 of the order of 120 mm, preferably of the order of 117 mm, and at the level of the electronics of the order of 200 mm.
  • the plate 104 has 48 holes to support 48 tubes 106.
  • the size of the mounting holes 105 is designed to accommodate tubes with a volume equal to approximately 5 ml.
  • the maximum speed of rotation of the plate 104, carrying the swings 107, 108, is of the order of 4500 revolutions / minute. This maximum speed of rotation gives a centrifugal thrust exerted on said rotating swings, of the order of 1.5 tonnes, the upper limit tolerable by the swings without their plastic deformation.
  • the turntable is a solid disc of constant thickness, of the order of 5 mm for example, which is provided over its entire surface with through holes for the mounting tubes containing the samples to be centrifuged, and that it does not include arrangements for mounting microplate support racks.
  • These mounting holes identical for example to those of the version shown in the above figures, could then be distributed on circles concentric with the drive shaft of the plate. In this case, the number of mounting holes would be at least doubled and the hundred tubes carried by the plate would be reached. According to this variant, the maximum speed of rotation of the plate is then of the order of 5000 revolutions / minute. It is also possible to envisage a smaller number of orifices, but of larger dimensions for tubes of larger volumes.
  • each mounting hole of the tubes 105 has an elongated shape, here oblong, with rear walls 105a and front 105b parallel, inclined at an acute angle less than 90 degrees relative to the horizontal.
  • the front and rear are here defined away from the axis V of rotation of the plate. More particularly, according to the typical case represented in FIG. 5, the angle of inclination relative to the horizontal of said rear and front walls of each orifice 105, is less than or equal to 60 degrees.
  • the tubes 106 positioned, at the stop of the plate, vertically in said orifices, take during the rotation of the plate, under the action of force centrifugal, an inclined position which is here 30 degrees from the vertical or 60 degrees from the horizontal.
  • this angle of inclination is determined so that for a given mass of tube, the acceleration undergone by the tubes located furthest from the plate (distance R1) does not lead to their final deformation.
  • the deflection deflection of these tubes must be less than a limit value beyond which the tube deforms plastically.
  • - E is the elastic modulus of the material used for the tube
  • - I is the resistant section
  • - F is the centrifugal force applied to the tube
  • L is the distance between the center of gravity G of the tube and the pivot point C of the tube in the mounting hole.
  • the centrifuge device 100 shown in FIG. 3 comprises a cover 109 for closing the vessel 102.
  • This cover 109 is here pivotally mounted by hinges 109a on the housing 101.
  • the closure cover 109 has a height d '' about 55 mm. However in the open state its size exceeds the height available under the head of the laboratory robot.
  • the centrifuge device 100 is positioned on the work surface 1 so that the tank part only is located in the useful surface S of the latter, swept by the robot head, and the part electronics of the housing of said centrifuge device as well as its closing cover in the open state are situated outside this useful surface S of said working plane 1.
  • the centrifuge device includes indexing means 120 of the position of the plate 104, at each stop of said plate, so as to position each time in the same determined locations the mounting orifices of said tubes and said swings.
  • the indexing means 120 comprise on the one hand a disc 123 mounted below the plate 104 so as to be integral with the rotary drive shaft 103, and provided with a notch 124 provided in its peripheral edge external 125, and on the other hand a horizontal finger 126 actuated by means of an elastic means 127, for example a spring and electromagnet, between a separated position, when the plate is driven in rotation during the centrifugation phase, and a position in abutment against the outer peripheral edge 125 of the disc 123, after the plate stops.
  • an elastic means 127 for example a spring and electromagnet
  • the horizontal finger 126 is held in abutment against the disk 123 during the step-by-step rotation of the plate around its axis of rotation until it enters into cooperation with the notch 124 of the disk where the plate is positioned in a determined manner.
  • the step-by-step rotation of the plate for indexing can be carried out either by the main motor by successive pulses, or by a secondary actuator.
  • FIG 8 there is shown an alternative embodiment of the centrifugation device according to which it comprises in a housing 101 ', two identical tanks 102, 102' of smaller volume each provided with a horizontal rotating plate 104, 104 '.
  • Each plate 104, 104 ' is rotated by means of a vertical central shaft 103, 103'.
  • the vertical shafts 103, 103 ′ are linked in rotation by a toothed belt system for example and driven simultaneously in rotation by means of a single drive motor not shown.
  • each tray 104, 104 ′ is provided over its entire surface with mounting orifices 105, 105 ′ of tubes intended to contain samples to be centrifuged.
  • the size of the orifices 105, 105 ′ is such that they accommodate volume tubes of the order of 2 ml.
  • the maximum speed of rotation of the plates is of the order of 13000 revolutions / minute.
  • the external dimensions of the housing 101 are similar to that of the housing 101 of the first embodiment described.
  • the centrifugation device shown in FIG. 8 comprises a closure cover 109 ′ of the two tanks 102, 102 ′, mounted to slide by means of a slide 109 ′ a on the housing.
  • the means of indexing the position of the plates after the latter have stopped comprises a rack 121 positioned on the inner face of the cover 109 ′ and a toothed sector wheel 122 mounted on a drive shaft in rotation 103 of a plate.
  • the rack of determined length becomes active when the cover 109 'is opened, when it is in cooperation with the toothed sector 122a of the wheel 122, inactivated when the plate 122b of the wheel 122 is parallel to it.
  • the rack will then systematically find the parallel flat 122b of said wheel 122 and in this case will be very inactive.
  • the present invention is in no way limited to the embodiments described and shown, but a person skilled in the art will know how to make any variant which conforms to his spirit.
  • the plate of the centrifugation device does not have orifices and only serves as a support for the pivoting mounting of said swings.

Landscapes

  • Centrifugal Separators (AREA)

Abstract

L'invention concerne un dispositif de centrifugation (100) de divers échantillons chimiques ou biologiques, destiné à être positionné sur un plan de travail horizontal pour coopérer avec un automate de laboratoire réalisant automatiquement des réactions chimiques ou biologiques selon un protocole déterminé, dispositif comprenant dans un boîtier (101): une cuve (102) contenant un arbre vertical (103) entraîné par un moyen d'entraînement en rotation, un plateau horizontal (104) monté solidaire en rotation, sur l'arbre central (103), et pourvu sur sa surface d'orifices traversants (105) pour le montage à la verticale de tubes (106), ces orifices présentant une forme sensiblement allongée avec des parois avant et arrière (105b, 105a) inclinées selon un angle inférieur à 90 degrés par rapport à l'horizontale, et des moyens d'indexation de la position du plateau, à chaque arrêt du plateau, pour positionner à des endroits déterminés lesdits orifices.

Description

!___-i- E2_!i£_: _ ≤_£__Ξ-_Ξ--lHi-_£i2-î_P2_.I______-2Ξ}___:5:_de laboratoire "
La présente invention concerne un dispositif de centrifugation de divers échantillons de produit ou de mélange de produits chimiques ou biologiques.
Dans le domaine de la chimie ou de la biochimie, la centrifugation d'échantillons est couramment employée pour séparer différentes phases (organiques, aqueuses) afin d'extraire et de purifier des molécules particulières.
En biologie, la centrifugation d'échantillons est souvent utilisée pour séparer des particules solides (cellules, ou bactéries) tenues en suspension ou même en émulsion dans une phase liquide.
Au cours des trente dernières années, dans les différents domaines de recherche en chimie, en biochimie, ou en biologie, la tendance a été d'automatiser la plupart des protocoles expérimentaux afin de répondre à des critères de production, de rapidité, de quantité et de fiabilité.
Cette automatisation des protocoles est réalisée à l'aide de robots ou d'automates de laboratoire montés à proximité du plan de travail sur lequel sont réalisés lesdits protocoles.
Ces automates ou robots de laboratoires comprennent généralement trois axes X, Y et Z perpendiculaires entre-eux, pour positionner dans l'espace une tête munie d'un système d'aspiration/distribution de liquide ou munie d'un système de préhension ou encore équipée de ces deux systèmes. Ainsi, le robot ou l'automate de laboratoire peut effectuer des transferts de réactifs et/ou de solutions biologiques d'un récipient à l'autre positionné à différents endroits du plan de travail dont la surface utile est en moyenne inférieure à 0,3 m2, dans le but de créer des réactions par exemple enzymatiques ou colorimétriques.
L'automatisation des protocoles expérimentaux nécessite de placer tous les éléments nécessaires à ces protocoles tels que par exemple les tubes à essai ou autres supports, les contenants de réactifs ou d'échantillons à traiter, les différents accessoires, tels que des systèmes de chauffages au bain marie, des réfrigérants ou autres, sur la surface utile du plan de travail balayée par la tête de l'automate ou du robot de laboratoire. Actuellement, l'étape de centrifugation ne fait pas partie des étapes des protocoles expérimentaux automatisés, car les dispositifs de centrifugation disponibles ne sont pas agencés pour coopérer avec un robot ou un automate de laboratoire tel que précité.
En effet, le dispositif de centrifugation actuellement connu, comporte un moteur d'entraînement en rotation d'un rotor, qui s'arrête toujours de façon aléatoire par rapport à un point donné . Dans la mesure où aucun système de vision n'est intégré au robot ou automate de laboratoire utilisé, un tel robot ou automate ne serait pas capable de retrouver les échantillons à un endroit donné après l'étape de centrifugation.
En outre, dans les dispositifs de centrifugation connus, les tubes destinés à contenir les échantillons à centrifuger sont orientés en position fixe suivant une certaine inclinaison par rapport à l'axe du rotor de façon à ce que lorsque le rotor se met en rotation, les échantillons ne s'échappent pas des tubes et que les culots de centrifugation soient positionnés vers le fond des tubes.
Or, comme cela a été mentionné précédemment, un robot ou automate de laboratoire travaille selon trois axes perpendiculaires X, Y, Z et ne peut intervenir selon un axe incliné.
Ainsi, il n'est pas capable d'aspirer une partie de l'échantillon centrifugé placé dans le fond des tubes qui sont positionnés de manière à être inclinés dans le rotor de centrifugation. Enfin, les dispositifs de centrifugation actuellement commercialisés présentent des encombrements externes, et en particulier une hauteur externe, qui ne leur permet pas d'être posés sur le plan de travail des robots ou automates de laboratoire.
En conséquence, en raison des difficultés que pose l'étape de centrifugation dans un enchaînement automatique d'étapes selon un protocole expérimental déterminé, de nouvelles techniques de séparation ont été récemment développées.
Par exemple, dans le domaine de la biotechnologie, des colonnes de séparation basées sur une différenciation moléculaire en fonction de la taille ont été mises au point.
D'autres techniques de remplacement de la centrifugation consistent à utiliser un principe de fixation par affinité de molécules sur des billes magnétiques.
Ces nouveaux outils correspondant à des nouvelles étapes de remplacement de la centrifugation, posent toutefois certains problèmes lorsqu'on les intègre dans un protocole expérimental automatisé.
En particulier, dans le cas des colonnes de séparation, il est généralement difficile de contrôler le débit des différentes colonnes qui sont mises en place sur un robot ou automate de laboratoire.
Quant à l'utilisation de billes magnétiques, elles représentent un coût encore très important ce qui exclut son intégration dans un traitement en grande série d'échantillons. Afin de résoudre les différents inconvénients précités de l'état de la technique, la présente invention propose un nouveau dispositif de centrifugation de divers échantillons de produit ou de mélange de produits chimiques ou biologiques, destiné à être positionné sur un plan de travail horizontal dont la surface disponible est inférieure ou égale à 0,4m2, pour coopérer avec un automate de laboratoire monté à proximité du plan de travail pour la réalisation automatique de réactions chimiques ou biologiques selon un protocole déterminé, dispositif de centrifugation dont la hauteur utile externe est inférieure ou égale à environ 20 cm.
Avantageusement, ce dispositif de centrifugation comprend dans un boîtier : une cuve ouverte supérieurement, contenant un arbre central vertical entraîné à rotation par un moyen d'entraînement en rotation, un plateau horizontal monté solidaire en rotation sur l'arbre central et pourvu sur sa surface d'une pluralité d'orifices traversants pour le montage en position verticale de tubes destinés à contenir chacun un volume d'échantillon à centrifuger, ces orifices de montage présentant une forme sensiblement allongée avec des parois avant et arrière inclinées selon un angle aigu inférieur à 90 degrés par rapport à l'horizontale, et
- des moyens d'indexation de la position du plateau, à chaque arrêt du plateau, pour positionner à des endroits déterminés lesdits orifices de montage des tubes.
Ainsi, le dispositif de centrifugation selon l'invention permet dans un volume restreint adapté à la surface disponible sur un plan de travail de laboratoire sur lequel est monté un automate de laboratoire, de positionner à l'arrêt dans une position verticale un grand nombre (supérieur ou égal à environ 48) de tubes contenant des échantillons et de centrifuger ces tubes dans une position inclinée adéquate de telle sorte que les échantillons contenus dans les tubes restent dans le tube, avec des culots de centrifugation correctement positionnés dans le fond des tubes, et en évitant que les tubes situés sur le bord extérieur du plateau ne fléchissent de manière à se déformer plastiquement sous l'effet de l'accélération qu'ils subissent.
Lorsque le cycle de centrifugation est terminé, sous l'action de leur propre poids, les tubes positionnés dans leurs orifices de montage du plateau du dispositif selon l'invention reviennent en position verticale et les moyens d'indexation dudit dispositif positionnent le plateau de sorte que les tubes se retrouvent à une positon déterminée, ce qui autorise une tête d'automate ou de robot de laboratoire à venir prélever dans chaque tube la quantité totale d'échantillons centrifugés.
Selon une variante avantageuse du dispositif de centrifugation selon l'invention, il comprend dans un boîtier : - une cuve ouverte supérieurement, contenant un arbre central vertical entraîné à rotation par un moyen d'entraînement en rotation, un plateau horizontal monté solidaire en rotation, sur l'arbre central et pourvu d'aménagements pour le montage en parallèle à proximité l'une de l'autre de deux balancelles de support de deux portoirs de récipients d'échantillons, aptes à pivoter librement autour d'un axe horizontal pour prendre une positon inclinée horizontalement lors de la rotation du plateau, et - des moyens d'indexation de la position du plateau, à chaque arrêt du plateau, pour positionner à des endroits déterminés lesdites balancelles. Ces portoirs de récipients sont de préférence des microplaques. De manière avantageuse, dans ce cas, le plateau comporte deux echancrures diamétralement opposées dans lesquelles sont montées à pivotement les balancelles de telle manière que l'axe de pivotement desdites balancelles est décalé vers le centre du plateau par rapport à l'axe passant par le centre de gravité de chaque balancelle. Ceci permet, lors de l'arrêt du plateau après un cycle de centrifugation, un retour automatique des balancelles sous l'action de leur propre poids contre une butée les calant dans une position verticale d'équilibre stable.
Selon un autre mode de réalisation du dispositif de centrifugation conforme à l'invention, il peut être prévu que le plateau horizontal soit pourvu desdits orifices de montage des tubes et comportent des aménagements pour le montage en parallèle desdites balancelles pivotantes, supportant les microplaques.
En outre, selon un autre mode de réalisation, le dispositif de centrifugation conforme à l'invention, peut comporter deux cuves identiques contenant deux plateaux identiques liés en rotation et entraînés simultanément par un moyen d'entraînement.
Selon d'autres caractéristiques du dispositif conforme à l'invention : les parois arrière et avant desdits orifices de montage du plateau sont inclinées d'un angle inférieur ou égale à 60 degrés par rapport à l'horizontal, les moyens d'indexation de chaque plateau comprennent un disque monté en dessous de chaque plateau de manière être solidaire en rotation de l'arbre vertical d'entraînement et pourvu d'une encoche prévue dans son bord périphérique, un doigt horizontal maintenu au contact du disque par un moyen élastique à l'arrêt du plateau et lors de son indexation, et écarté du disque par un actionneur lors de la rotation du plateau en phase de centrifugation, et des moyens pour faire pivoter pas à pas le plateau en phase d'indexation jusqu'à ce que ledit doigt entre en coopération avec l'encoche dudit disque, il comporte un couvercle de fermeture de la où les cuves, monté à pivotement sur le boîtier,
- il comporte un couvercle de fermeture de la ou les cuves, monté à coulissement sur le boîtier, lesdits moyens d'indexation comprenant une crémaillère d'une longueur déterminée prévue sur la face interne du couvercle de fermeture destinée à coopérer avec une roue à secteur denté portée par l'arbre d'entraînement d'un plateau, lors de l'ouverture de la ou les cuve(s) par coulissement du couvercle,
- la cuve de forme cylindrique de révolution présente un diamètre de l'ordre de 300 mm, une hauteur de l'ordre de 85 mm, pour un plateau horizontal de diamètre de l'ordre de 270 mm, le boîtier entourant la cuve présentant une largeur et une longueur externes de l'ordre de 320 mm et une hauteur de l'ordre de 120 mm,
- la taille des orifices de montage de chaque plateau est prévue pour accueillir des tubes de volume égal à 2 ml ou 5 ml, la vitesse maximale de rotation du plateau dans le cas où il accueille des tubes de volume égal à 2ml est de l'ordre de 13000 tours/minute, et dans le cas où il accueille des tubes de volume égal à environ 5 ml, avec des balancelles est de l'ordre de 4500 tours/minute, sans balancelle la vitesse maximale de rotation du plateau avec des tubes de volume de 5 ml est de l'ordre de 5000 tours/minute.
La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. Sur les dessins annexés : - la figure 1 est une vue schématique en perspective de la surface utile d'un plan de travail surmonté d'un robot ou automate de laboratoire,
- la figure 2 est une vue schématique de côté d'un plan de travail du laboratoire sur lequel est positionné le dispositif de centrifugation selon l'invention et différents accessoires, ainsi que le robot ou automate de laboratoire, - la figure 3 est une vue schématique en perspective d'un mode de réalisation du dispositif de centrifugation, la figure 4 est une vue schématique en perspective de détail du plateau représenté en rotation du dispositif de centrifugation de la figure 3, sur lequel sont positionnés des tubes d'échantillons et des micropiaques, la figure 5 est une vue schématique partielle en coupe du dispositif de centrifugation selon l'invention,
- la figure 6 est une vue en éclatée du dispositif de centrifugation de la figure 3, la figure 7 est une vue schématique en plan d'un mode de réalisation du dispositif du moyen d'indexation du dispositif de centrifugation de la figure 6, et
- la figure 8 est une vue schématique d'une variante de réalisation du dispositif de centrifugation selon l'invention.
En référence aux figures 1 et 2, on a représenté un plan de travail 1 sur lequel travaille un robot ou automate de laboratoire 2 pour réaliser automatiquement des protocoles expérimentaux dans le domaine de la chimie, de la biochimie ou de la biologie. A cet effet, de manière connue, le robot 2 est monté à proximité du plan de travail 1 et comporte une tête 2a apte à se déplacer verticalement et horizontalement selon des axes X, Y Z perpendiculaires entre eux de manière à atteindre différents endroits du plan de travail où sont disposés des tubes 106 destinés à contenir des échantillons divers de produit ou de mélange de produits chimiques ou biologiques, des récipients de réactifs 4, 5, des accessoires 6 du type bain marie, réfrigérant ou autre.
La hauteur maximum disponible entre la tête 2a du robot 2 et le plan de travail 1 , est de l'ordre de 20 cm et la surface utile S du plan de travail 1 balayée par le robot, est inférieure ou égale à 0,4 m2. Dans ce volume disponible précité compte tenu des éléments précités déjà positionnés sur le plan de travail, est positionnée un dispositif de centrifugation 100 avec lequel coopère le robot 2 pour réaliser de façon automatique une étape de centrifugation d'échantillons pour la mise en œuvre de réactions chimiques ou biologiques selon des protocoles expérimentaux automatisés déterminés. En référence tout d'abord aux figures 3, 4 et 6, ce dispositif de centrifugation 100 comporte dans un boîtier 101 , une cuve 102 ouverte supérieurement, contenant un arbre central, vertical 103 entraîné en rotation autour de son axe V par l'intermédiaire d'un moyen d'entraînement en rotation, ici un moteur électrique ou pneumatique non représenté. Sur cet arbre vertical 103 d'entraînement en rotation est monté un plateau horizontal 104 de telle manière qu'il est solidaire en rotation dudit arbre 103. Selon le mode de réalisation représenté sur ces figures, le plateau 104 est de forme générale circulaire et comporte deux echancrures 104a, 104b qui présentent chacune une paroi de fond verticale, les deux parois de fond verticales étant parallèles et disposées tout à proximité de l'arbre d'entraînement en rotation 103, et deux parois latérales en regard s'étendant radialement jusqu'au bord périphérique externe 104c du plateau 104, chaque paroi latérale comportant un décrochement formant une butée 104'a, 104'b en saillie vers l'extérieur.
La majeure partie de la surface du plateau horizontal 104 est pourvue d'orifices traversants 105, d'axes verticaux, pour le montage en position verticale de tubes 106 destinés à contenir des volumes d'échantillons à centrifuger. A cet effet, les tubes 106 réalisés de manière classique en matière plastique telle que du polyéthylène, comportent sur leur surface externe, à proximité de leur ouverture supérieure, une collerette de maintien 106a de sorte qu'en position arrêtée du plateau 104, lesdits tubes 106 engagés dans les orifices traversants 105 sont positionnés verticalement en reposant sur le plateau 104 par leur collerette de maintien 106a.
Les orifices de montage 105 sont disposés suivant des arcs de cercles concentriques à l'arbre d'entraînement en rotation 103, répartis entre le bord périphérique externe 104c du plateau 104 et sa région centrale. De plus, selon le mode de réalisation représenté sur les figures 3, 4 et 6, le plateau 104 porte dans chacune de ses echancrures 104a, 104b une balancelle 107, 108 supportant un portoir de récipients de produits à centrifuger, ici une microplaque de 96 puits 107a, 108a. Chaque balancelle 107, 108 comprend une base support d'une microplaque et deux montants parallèles 107b, 108b pourvus d'ouvertures 107c, 108c pour son montage sur le plateau 104. Les bases supports des balancelles 107, 108 comprennent des pattes de calage et de blocage 107d, 108d des microplaques sur lesdites balancelles. Chaque balancelle 107, 108 est montée à pivotement libre sur des tourillons horizontaux portés par les parois latérales de chaque échancrure 104a, 104b, de sorte qu'elle peut passer d'une position verticale d'équilibre à l'arrêt du plateau 104, avec sa base support horizontale (voir figure 3), pour le chargement des microplaques, l'injection et le prélèvement d'échantillons, à une position horizontale d'équilibre, lors de la rotation du plateau, avec sa base support verticale (voir figure 4).
Les dimensions des echancrures 104a, 104b du plateau 104 sont telles que les balancelles 107, 108 sont aussi proches que possible l'une de l'autre, ici la distance minimale entre lesdites balancelles à l'arrêt, est de l'ordre de 70 mm. De manière avantageuse, le montage à pivotement des balancelles 107, 108 est réalisé de sorte qu'à l'arrêt du plateau, chaque balancelle revient sous l'effet de son propre poids dans une position stable verticale avec ses montants 107b, 108b en butée contre lesdites butées 104'a, 104'b des echancrures 104a, 104b du plateau 104. Pour ce faire, l'axe horizontal de pivotement de chaque balancelle est décalé vers le centre du plateau 104 par rapport à l'axe vertical passant par le centre de gravité de ladite balancelle.
Les balancelles 107, 108 sont par exemple réalisées en matière métallique, de préférence en inox® haute résistance, de manière qu'elle puissent résister sans se déformer plastiquement à la force centrifuge qui s'exerce sur celles-ci lors de la rotation du plateau, cette force pouvant atteindre une valeur très élevée dépassant la tonne. En variante, on peut également prévoir de réaliser les balancelles en matière composite telle que du carbone.
Le plateau 104 est réalisé en matière métallique, de préférence une matière à faible densité, ici un alliage d'aluminium haute résistance protégé par un nickelage chimique pour satisfaire aux normes sanitaires.
Selon l'exemple représenté sur les figures 3, 4 et 6, la cuve 102, de forme cylindrique de révolution autour de l'axe central V, présente un diamètre de l'ordre de 300 mm, de préférence 305 mm, une hauteur de l'ordre de 85 mm, ce qui donne pour le plateau horizontal 104 un diamètre de l'ordre de 270 mm. Il y a donc très peu d'espace disponible entre le bord périphérique externe 104c du plateau 104 et la paroi cylindrique de la cuve 102, environ 15 mm. En outre, la partie du plateau 104 pourvue des orifices de montages 105 présente une épaisseur de l'ordre de 5 mm et au niveau des echancrures 104a, 104b, ledit plateau 104 présente une épaisseur de l'ordre de 25 mm. La partie du boîtier 101 contenant la cuve 102 présente une largeur et une longueur externes de l'ordre de 320 mm. Le boîtier 101 se prolonge ici latéralement pour contenir l'électronique servant à la commande automatisée du fonctionnement du dispositif de centrifugation, en particulier la mise en route et l'arrêt du moteur d'entraînement en rotation, la commande de la fermeture et de l'ouverture d'un couvercle de fermeture 109 de la cuve 102. Ainsi, le boîtier présente une longueur totale de l'ordre de 480 mm. La hauteur du boîtier 101 est au niveau de la cuve 102 de l'ordre de 120 mm, de préférence de l'ordre de 117 mm, et au niveau de l'électronique de l'ordre de 200 mm.
Bien entendu, on peut prévoir selon une variante non représentée, de découpler la partie électronique de commande de la partie cuve dudit dispositif de centrifugation, en positionnant l'électronique de commande dans un autre boîtier positionné à un autre endroit du plan de travail et relier l'électronique à la partie cuve comportant le moteur d'entraînement en rotation, par des fils de connexion électrique. Ainsi, seule la partie du boîtier entourant directement la cuve, doit être prise en considération, lorsque l'on évalue l'encombrement externe du dispositif de centrifugation 100.
Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 3, 4 et 6, le plateau 104 comporte 48 orifices pour supporter 48 tubes 106.
La taille des orifices de montage 105 est prévue pour accueillir des tubes de volume égal à environ 5 ml. La vitesse maximale de rotation du plateau 104, portant les balancelles 107, 108, est de l'ordre de 4500 tours/minute. Cette vitesse de rotation maximale donne une poussée centrifuge exercée sur lesdites balancelles en rotation, de l'ordre de 1 ,5 tonnes, limite supérieure tolérable par les balancelles sans qu'elles ne se déforment plastiquement.
Bien entendu, selon une variante de réalisation non représentée, on peut envisager que le plateau tournant soit un disque plein d'épaisseur constante, de l'ordre de 5 mm par exemple, qui est pourvu sur toute sa surface d'orifices traversants pour le montage de tubes contenant les échantillons à centrifuger, et qu'il ne comporte pas d'aménagements pour le montage de balancelles support de microplaques. Ces orifices de montages identiques par exemple à ceux de la version représentée sur les figures précitées, pourraient alors être répartis sur des cercles concentriques à l'arbre d'entraînement du plateau. Le nombre d'orifices de montage serait dans ce cas au moins doublé et on atteindrait la centaine de tubes portés par le plateau. Selon cette variante, la vitesse maximale de rotation du plateau est alors de l'ordre de 5000 tours/minute. On peut également envisager un nombre d'orifices plus faible, mais de plus grandes dimensions pour des tubes de plus gros volumes.
Comme le montre plus particulièrement la figure 5, chaque orifice de montage des tubes 105 présente une forme allongée, ici oblongue, avec des parois arrière 105a et avant 105b parallèles, inclinées d'un angle aigu inférieure 90 degrés par rapport à l'horizontale. L'avant et l'arrière sont ici définis en éloignement de l'axe V de rotation du plateau. Plus particulièrement, selon le cas typique représenté sur la figure 5, l'angle d'inclinaison par rapport à l'horizontale desdites parois arrière et avant de chaque orifice 105, est inférieur ou égal à 60 degrés.
Ainsi, les tubes 106 positionnés, à l'arrêt du plateau, verticalement dans lesdits orifices, prennent lors de la rotation du plateau, sous l'action de la force centrifuge, une position inclinée qui est ici de 30 degrés par rapport à la verticale ou de 60 degrés par rapport à l'horizontale.
Dans cette inclinaison, l'échantillon contenu dans chaque tube en rotation ne déborde pas du tube, le culot de centrifugation est bien positionné dans le fond du tube ce qui est souhaitable, et surtout la déformation des tubes positionnés le plus à l'extérieur du plateau, induite par la force centrifuge, reste en dessous de la limite de déformation élastique desdits tubes.
Plus particulièrement, pour déterminer la pente d'inclinaison desdites parois arrière et avant desdits orifices, on tient compte des éléments suivants. Tout d'abord, on détermine cet angle d'inclinaison de sorte que pour une masse donnée de tube, l'accélération que subissent les tubes situés le plus à l'extérieur du plateau (distance R1) n'entraîne pas leur déformation définitive.
En particulier, pour un angle d'inclinaison donné, la flèche de déformation de ces tubes doit être inférieure à une valeur limite au delà de laquelle le tube se déforme plastiquement.
La flèche est donnée par la formule suivante :
A = F. L3 / 8. E. I où
- E est le module d'élasticité du matériau utilisé pour le tube,
- I est la section résistante, - F est la force centrifuge appliquée au tube et
L est la distance entre la centre de gravité G du tube et le point de pivotement C du tube dans l'orifice de montage.
Ainsi, dans l'exemple représenté sur les figures 3 et 5, en considérant une densité égale à 1 et un volume d'échantillon contenu dans le tube de 5 ml , la masse à prendre en considération est égale à 5 g. Pour une vitesse de rotation de 4500 tours/minute, l'accélération subie par lesdits tubes situés à l'extérieur du plateau est de l'ordre de 14000G, ce qui donne une force centrifuge F égale à 70 Newtons. Connaissant les valeurs de E et de I pour un tube donné, on a vérifié que un angle d'inclinaison de 30 degrés par rapport à la verticale donnait une valeur de la flèche inférieure à ladite valeur limite ( L = a sin(30) est égal ici à 16 mm, a représentant la distance entre le point de pivotement C et le centre de l'orifice de montage). Dans l'exemple de réalisation représenté sur les figures 3, 4, 5 et 6 la valeur limite de la flèche est atteinte pour une force centrifuge de l'ordre de 140 Newtons. Puis, on vérifie que cet angle d'inclinaison permet lors de la rotation du plateau de contenir la totalité des volumes d'échantillon dans les tubes situés à l'extérieur du plateau, puisque c'est eux qui subissent la plus forte accélération. Cela est le cas, lorsque le centre de gravité G de l'échantillon est placé bien en dessous du point de pivotement du tube dans l'orifice.
Par ailleurs, le dispositif de centrifugation 100 représenté sur la figure 3 comporte un couvercle 109 de fermeture de la cuve 102. Ce couvercle 109 est ici monté à pivotement par des charnières 109a sur le boîtier 101. Le couvercle de fermeture 109 présente une hauteur d'environ 55 mm. Toutefois à l'état ouvert son encombrement dépasse la hauteur disponible sous la tête du robot de laboratoire.
Ainsi, comme le montre la figure 2, le dispositif de centrifugation 100 est positionné sur le plan de travail 1 de sorte que la partie cuve seulement se situe dans la surface utile S de ce dernier, balayée par la tête du robot, et la partie électronique du boîtier dudit dispositif de centrifugation ainsi que son couvercle de fermeture à l'état ouvert soient situés à l'extérieur de cette surface utile S dudit pian de travail 1. En outre, comme le montrent plus particulièrement les figures 6 et 7, le dispositif de centrifugation comporte des moyens d'indexation 120 de la position du plateau 104, à chaque arrêt dudit plateau, de manière à positionner à chaque fois aux mêmes endroits déterminés les orifices de montage desdits tubes et lesdites balancelles. Ici, les moyens d'indexation 120 comprennent d'une part un disque 123 monté en dessous du plateau 104 de manière à être solidaire de l'arbre d'entraînement en rotation 103, et pourvu d'une encoche 124 prévue dans son bord périphérique externe 125, et d'autre part un doigt horizontal 126 actionné par l'intermédiaire d'un moyen élastique 127, par exemple un ressort et électroaimant, entre une position écartée, lorsque le plateau est entraîné en rotation en phase de centrifugation, et une position en butée contre le bord périphérique externe 125 du disque 123, après l'arrêt du plateau. Le doigt horizontal 126 est maintenu en butée contre le disque 123 lors de la rotation pas à pas du plateau autour de son axe de rotation jusqu'à entrer en coopération avec l'encoche 124 du disque où le plateau est positionné de manière déterminée. La rotation pas à pas du plateau en vue de son indexation peut être réalisée soit par le moteur principal par impulsions successives, soit par un actionneur secondaire.
Sur la figure 8, on a représenté une variante de réalisation du dispositif de centrifugation selon laquelle il comporte dans un boîtier 101', deux cuves 102, 102' identiques de plus petit volume pourvues chacune d'un plateau horizontal tournant 104, 104'. Chaque plateau 104, 104' est entraîné en rotation par l'intermédiaire d'un arbre central vertical 103, 103'. Les arbres verticaux 103, 103' sont liés en rotation par un système à courroie crantée par exemple et entraînés simultanément en rotation par l'intermédiaire d'un seul moteur d'entraînement non représenté. Selon cette variante, chaque plateau 104, 104' est pourvu sur toute sa surface d'orifices de montage 105, 105' de tubes destinés à contenir des échantillons à centrifuger.
Ici, la taille des orifices 105, 105' est telle qu'ils accueillent des tubes de volume de l'ordre de 2ml. Ainsi, la vitesse de rotation maximale des plateaux est de l'ordre de 13000 tours/minute.
Bien entendu, l'encombrement extérieur du boîtier 101' est similaire à celui du boîtier 101 du premier mode de réalisation décrit.
Enfin, le dispositif de centrifugation représenté sur la figure 8, comporte un couvercle de fermeture 109' des deux cuves 102, 102', monté à coulissement par l'intermédiaire d'une glissière 109'a sur le boîtier.
Dans ce cas, le moyen d'indexation de la position des plateaux après l'arrêt de ces derniers, comprend une crémaillère 121 positionnée sur la face intérieure du couvercle 109' et une roue à secteur denté 122 montée sur un arbre d'entraînement en rotation 103 d'un plateau.
La crémaillère de longueur déterminée devient active à l'ouverture du couvercle 109', lorsqu'elle se trouve en coopération avec le secteur denté 122a de la roue 122, inactivé lorsque le plat 122b de la roue 122 lui est parallèle. A la fermeture du couvercle, puisque l'indexation a déjà eu lieu, la crémaillère trouvera alors de façon systématique le plat parallèle 122b de ladite roue 122 et sera dans ce cas, bien inactive.
La présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais l'homme du métier saura y apporter toute variante conforme à son esprit. En particulier, selon une variante non représentée, on peut prévoir que le plateau du dispositif de centrifugation ne comporte pas d'orifices et sert seulement de support pour le montage pivotement desdites balancelles.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de centrifugation (100) de divers échantillons de produit ou de mélange de produits chimiques ou biologiques, destiné à être positionné sur un plan de travail horizontal (1) dont la surface disponible (S) est inférieure ou égale à environ 0,4 m2, pour coopérer avec un automate de laboratoire (2) monté à proximité du plan de travail (1) pour la réalisation automatique de réactions chimiques ou biologiques selon un protocole déterminé, dispositif de centrifugation (100) dont la hauteur utile externe est inférieure ou égale à environ 20 cm, comprenant dans un boîtier (101) : une cuve (102) ouverte supérieurement, contenant un arbre central vertical (103) entraîné à rotation par un moyen d'entraînement en rotation,
- un plateau horizontal (104) monté solidaire en rotation, sur l'arbre central (103), et pourvu sur sa surface d'une pluralité d'orifices traversants (105) pour le montage à la verticale de tubes (106) destinés à contenir chacun un volume d'échantillon à centrifuger, ces orifices de montage (105) présentant une forme sensiblement allongée avec des parois avant et arrière (105b, 105a) inclinées selon un angle aigu inférieur à 90 degrés par rapport à l'horizontale, et - des moyens d'indexation de la position du plateau (104), à chaque arrêt du plateau (104), pour positionner à des endroits déterminés lesdits orifices de montage (105) des tubes (106).
2. Dispositif de centrifugation (100) de divers échantillons de produit ou de mélange de produits chimiques ou biologiques, destiné à être positionné sur un plan de travail horizontal (1) dont la surface disponible (S) est inférieure ou égale à environ 0,4 m2, pour coopérer avec un automate de laboratoire (2) monté à proximité du plan de travail (1) pour la réalisation automatique de réactions chimiques ou biologiques selon un protocole déterminé, dispositif de centrifugation (100) dont la hauteur utile externe est inférieure ou égale à environ 20 cm, comprenant dans un boîtier (101) :
- une cuve (102) ouverte supérieurement, contenant un arbre central vertical (103) entraîné à rotation par un moyen d'entraînement en rotation,
- un plateau horizontal (104) monté solidaire en rotation, sur l'arbre central (103), et pourvu d'aménagements pour le montage en parallèle à proximité l'une de l'autre de deux balancelles (107, 108) de support de deux portoirs de récipients d'échantillons (107a, 108a), aptes à pivoter librement autour d'un axe horizontal pour prendre une position inclinée horizontalement lors de la rotation du plateau et - des moyens d'indexation de la position du plateau (104), à chaque arrêt du plateau, pour positionner à des endroits déterminés lesdites balancelles (107, 108).
3. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comporte deux cuves (102, 102') identiques contenant deux plateaux identiques (104, 104') liés en rotation et entraînés simultanément par un moyen d'entraînement en rotation.
4. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le plateau horizontal (104) est pourvu desdits orifices de montage (105) de tubes (106) et d'aménagements pour le montage en parallèle desdites balancelles (107, 108) pivotantes, supportant les microplaques (107a, 108a).
5. Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 4, caractérisé en ce que le plateau (104) comporte deux echancrures (104a, 104b) diamétralement opposées, dans lesquelles sont montées à pivotement les balancelles (107, 108) de telle manière que l'axe de pivotement desdites balancelles est décalé vers le centre du plateau (104) par rapport à l'axe vertical passant par le centre de gravité de chaque balancelle.
6. Dispositif selon l'une des revendications 1, 3 ou 4, caractérisé en ce que les parois arrière et avant (105a, 105b) des orifices de montage (105) du plateau
(104) sont inclinées d'un angle inférieur ou égal à 60 degrés par rapport à l'horizontale.
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens d'indexation (120) de chaque plateau (104, 104') comprennent un disque (123) monté en dessous de chaque plateau (104, 104') de manière à être solidaire en rotation de l'arbre vertical d'entraînement (103), et pourvu d'une encoche (124) prévue dans son bord périphérique externe (125), un doigt horizontal (126) maintenu au contact du disque par un moyen élastique (127) à l'arrêt du plateau et lors de son indexation, et écarté du disque par un actionneur lors de la rotation du plateau en phase de centrifugation, et des moyens pour faire pivoter pas à pas le plateau en phase d'indexation jusqu'à ce que ledit doigt entre en coopération avec l'encoche (124) du disque (123).
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte un couvercle de fermeture (109) de la ou les cuve(s) (102) monté à pivotement sur le boîtier (101).
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte un couvercle de fermeture (109) de la ou les cuve(s) (102, 102') monté à coulissement sur le boîtier (101), et en ce que lesdits moyens d'indexation comprennent une crémaillère (121) d'une longueur déterminée prévue sur la face interne du couvercle de fermeture (109) destinée à coopérer avec une roue à secteur denté (122) portée par l'arbre d'entraînement d'un plateau (104), lors de l'ouverture de la ou les cuve(s) (102) par coulissement dudit couvercle (109).
10. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 3, caractérisé en ce que la taille des orifices de montage (105, 105') de chaque plateau (104, 104') est prévue pour accueillir des tubes de volume égal à environ 2 ml.
11. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 3, caractérisé en ce que la vitesse maximale de rotation de chaque plateau (104, 104') est de l'ordre de 13000 tours/minute.
12. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 4, caractérisé en ce que la tailles des orifices de montage (105) du plateau (104) est prévue pour accueillir des tubes de volume égal à environ 5 ml.
13. Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 4, caractérisé en ce que la vitesse maximale de rotation du plateau (104) est de l'ordre de 4500 tours/minute.
14. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vitesse maximale de rotation du plateau (104) est de l'ordre de 5000 tours/minute.
15. Dispositif selon l'une des revendications 1 , 2 ou 4, caractérisé en ce que la cuve (102) de forme cylindrique de révolution présente un diamètre de l'ordre de 300 millimètres et une hauteur de l'ordre de 85 millimètres, pour un plateau horizontal (104) de diamètre de l'ordre de 270 millimètres, le boîtier (101) entourant la cuve (102) présentant une largeur et une longueur externes de l'ordre de 320 millimètres et une hauteur de 120 millimètres.
16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 , 3 ou 4, caractérisé en ce que les orifices de montage (105) présentent une forme oblongue.
17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 4, caractérisé en ce que le plateau horizontal (104) comporte environ 48 orifices traversants (105) pour le montage de 48 tubes (106) environ.
18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que le plateau est réalisé en matière métallique, de préférence une matière de faible densité, telle qu'un alliage d'aluminium haute résistance recouvert d'un nickelage chimique.
19. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2, 4 à 18, caractérisé en ce que les balancelles sont réalisées en matière métallique, de préférence en inox® haute résistance.
20. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2, 4 à 18, caractérisé en ce que les balancelles sont réalisées en une matière composite telle que du carbone.
EP99947577A 1998-10-14 1999-10-14 Dispositif de centrifugation pour automate de laboratoire Withdrawn EP1137491A1 (fr)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9812871A FR2785206B1 (fr) 1998-10-14 1998-10-14 Dispositif de centrifugation pour automate de laboratoire
FR9812871 1998-10-14
PCT/FR1999/002497 WO2000021678A1 (fr) 1998-10-14 1999-10-14 Dispositif de centrifugation pour automate de laboratoire

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1137491A1 true EP1137491A1 (fr) 2001-10-04

Family

ID=9531548

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP99947577A Withdrawn EP1137491A1 (fr) 1998-10-14 1999-10-14 Dispositif de centrifugation pour automate de laboratoire

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6872360B1 (fr)
EP (1) EP1137491A1 (fr)
FR (1) FR2785206B1 (fr)
WO (1) WO2000021678A1 (fr)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE444813T1 (de) * 2000-08-18 2009-10-15 Arkray Inc Zentrigugalseparator und analysator mit solch einem separator
GB0303913D0 (en) 2003-02-21 2003-03-26 Sophion Bioscience As Robot centrifugation device
FR2917826B1 (fr) * 2007-06-19 2010-03-19 Commissariat Energie Atomique Systeme et methode d'extraction en continu d'une phase liquide de microechantillons, et installation automatisee pour les prelever, realiser l'extraction et des mesures les concernant.
ITMI20080228A1 (it) * 2008-02-13 2009-08-14 Dachi S R L "apparato di centrifugazione di contenitori urgenti di materiale biologico"
CN108680421B (zh) * 2018-07-19 2024-03-15 嘉兴医脉赛科技有限公司 结构紧凑、稳定性高的磁珠纯化仪
CN112058505B (zh) * 2020-08-28 2022-04-05 深圳市艾斯基因科技有限公司 一种适用于不同生物样品离心力可调的试管离心装置
CN115106202B (zh) * 2022-03-25 2023-07-04 杭州奥盛仪器有限公司 离心装置、基因检测系统和基因检测系统的使用方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1831860A (en) * 1930-01-10 1931-11-17 Du Pont Rayon Co Spinning bucket
US2272675A (en) * 1940-03-11 1942-02-10 George M Knudsen Centrifugal separator
US3391862A (en) * 1965-11-05 1968-07-09 Beckman Instruments Inc Door mechanism for centrifuge vacuum chamber
US3707354A (en) * 1970-06-16 1972-12-26 Harold S Goodman Means for mixing and centrifugation
US3747842A (en) * 1971-08-16 1973-07-24 Hamilton Co Centrifuge rotor with sample holding means
US4147294A (en) * 1978-02-22 1979-04-03 Beckman Instruments, Inc. Rotor carrier for microtitration plate
DE7921782U1 (de) * 1979-07-30 1979-12-13 American Hospital Supply Deutschland Gmbh, 8000 Muenchen Zentrifuge, insbesondere labor- und dekantierzentrifuge
DE2938317C2 (de) * 1979-09-21 1983-04-28 Fa. Andreas Hettich, 7200 Tuttlingen Zentrifugenbecher aus Kunststoffmaterial
DE3100275A1 (de) * 1981-01-08 1982-08-05 Heraeus-Christ Gmbh, 3360 Osterode "zentrifugenrotor"
JPS58154662A (ja) * 1982-03-10 1983-09-14 Hitachi Ltd 前処理機能を備えた自動分析装置
JPS5992050A (ja) * 1982-11-19 1984-05-28 Hitachi Koki Co Ltd 自動遠心分取装置
DE3425922C2 (de) * 1984-07-13 1986-05-28 Kabushiki Kaisha Kubota Seisakusho, Tokio/Tokyo Kübel zum Aufhängen an einem Schwenkrotor einer Zentrifuge
US4781669A (en) * 1987-06-05 1988-11-01 Beckman Instruments, Inc. Composite material centrifuge rotor
FR2629370A1 (fr) * 1988-03-30 1989-10-06 Ibal Installation robotisee d'analyses comportant une centrifugeuse
US5166889A (en) * 1989-01-10 1992-11-24 Medical Robotics, Inc. Robotic liquid sampling system
JPH0427457A (ja) * 1990-05-23 1992-01-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 遠心分離機および自動遠心分離装置
US5601522A (en) * 1994-05-26 1997-02-11 Piramoon Technologies Fixed angle composite centrifuge rotor fabrication with filament windings on angled surfaces
US5834420A (en) * 1994-07-14 1998-11-10 Croix-Rouge De Belgique Fibrinogen concentrate obtained from blood plasma, process and plant for its preparation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO0021678A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
FR2785206A1 (fr) 2000-05-05
WO2000021678A1 (fr) 2000-04-20
FR2785206B1 (fr) 2001-01-19
US6872360B1 (en) 2005-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2821146B1 (fr) Dispositif et procédé de secouage et de centrifugation.
JP4911434B2 (ja) 細胞洗浄遠心機およびそれに用いられる細胞洗浄ロータ
EP1913403B1 (fr) Analyseur automatique plurisisciplinaire pour le diagnostic in vitro
US5047004A (en) Automatic decanting centrifuge
EP0352690A1 (fr) Laboratoire miniature pour la réalisation d'analyses biologiques par réaction chimique à partir d'un échantillon de sang
EP0054262A1 (fr) Dispositif autonome d'analyse simultanée et procédé de mise en oeuvre
US3401876A (en) Mixing and decanting centrifuge
EP0528708A1 (fr) Procédé et dispositif magnétique d'analyse immunologique sur phase solide
FR2572533A1 (fr) Procede destine a realiser l'analyse medicale d'un echantillon liquide a l'aide d'au moins un reactif liquide et dispositif pour la mise en oeuvre du procede
EP2821127B1 (fr) Dispositif et procédé secouage
US6387327B1 (en) Apparatus for the preparation and the performance of sedimentation velocity tests on organic liquids and other substances
FR2987896A1 (fr) Automate d'analyse medicale et procede correspondant
CA2889536C (fr) Dispositif d'analyse pour diagnostic in vitro
JP6096809B2 (ja) サンプルキャリア遠心分離機
WO2000021678A1 (fr) Dispositif de centrifugation pour automate de laboratoire
FR2634894A1 (fr)
FR2858057A1 (fr) Dispositif de controle de qualite pour analyseur sanguin fonctionnant en sang total
EP1200195B1 (fr) Equipement pour l'extraction automatique d'acides nucleiques
EP3491394B1 (fr) Dispositif d'agitation et de prelevement d'echantillons de liquides biologiques
WO1999035483A1 (fr) Dispositif, procede et appareil de mise en oeuvre du procede, pour effectuer un dosage d'au moins un composant particulier dans un echantillon de produit
JP2009154038A (ja) 細胞洗浄遠心機
US20160008745A1 (en) Sequential centrifuge
EP0042792A1 (fr) Appareillage automatisé utilisable pour la synthèse des peptides en phase solide
WO2011039453A1 (fr) Procédé et dispositif de mélange d'une solution hétérogène en solution homogène
JP3108144U (ja) マイクロチューブのショック装置

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): CH DE FR GB IT LI

17P Request for examination filed

Effective date: 20010612

17Q First examination report despatched

Effective date: 20090401

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20100413