TITRE : CARTOUCHE D'ANALYSE ET DISPOSITIF D'ANALYSE D'UN

LIQUIDE

DOMAINE DE L' INVENTION

Le domaine technique de l'invention est celui de l'analyse biologique en vue de détecter la présence et/ou la concentration d'une espèce (un analyte) dans un liquide, notamment un liquide biologique. L'invention concerne plus particulièrement une cartouche comportant au moins une chambre micro-fluidique destinée à recevoir un liquide à analyser.

La cartouche est préférentiellement destinée à être exploitée dans un dispositif (par exemple un dispositif portable) d'analyse immunologique du type « Point of Care », c'est-à-dire permettant de réaliser et d'interpréter un test sur place pour prendre une décision clinique immédiate, au chevet du patient plutôt que dans un laboratoire central. Elle peut également être exploitée dans tout autre type d'analyse biologique, par exemple pour des analyses biologiques moléculaires ou des analyses de cellules.

ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE DE L' INVENTION

On connaît du document EP3447492 un procédé de capture et de détection d'une espèce, souvent désignée « analyte », dans un liquide, notamment un liquide biologique. Les principes de capture et de détection de motifs mis en œuvre par ce procédé sont également exposés dans l'article de Fratzl et al « Magnetophoretic induced convective capture of highly diffusive superparamagnetic nanoparticles", Soft Matter, 14. 10.1039/C7SM02324C.

Ce procédé comprend notamment une étape qui consiste à mélanger un échantillon, formé d'un liquide à analyser, avec des particules magnétiques. Ces particules présentent, à cet égard, une taille nanométrique ou plus généralement sub-micrométrique, et sont couplées à des éléments de capture aptes à se lier spécifiquement à l'espèce à détecter et/ou à quantifier. Cette espèce, l'analyte, peut être un antigène et l'élément un anticorps, mais la configuration inverse est également possible. On introduit également, lors de cette étape, dans l'échantillon des éléments de détection. Les éléments de détection peuvent notamment comprendre un anticorps ou un antigène de détection portant un marqueur photoluminescent, par exemple fluorescent.

A l'issue de cette étape, on forme ainsi dans la solution des complexes formés de l'élément de capture, de l'espèce, et de l'élément de détection. Ces complexes sont ensuite immobilisés sur un support comprenant des micro-sources magnétiques ordonnées selon un motif spatial déterminé. Le motif est défini par des zones de champ magnétique fort et des zones de champ magnétique faible induisant des gradients de champ magnétique importants. Les complexes entraînés par les particules magnétiques ont tendance à s'agglomérer sur le support au niveau des zones où la norme du champ magnétique est maximale. Les marqueurs photoluminescents (et notamment fluorescents) permettent de rendre apparent le motif spatial déterminé, ce qui signe la présence de l'analyte dans la solution. L'intensité moyenne (spatialement) de ce motif lumineux est usuellement désignée « signal spécifique ».

Dans la plupart des cas, et particulièrement lorsque l'analyte est absent de l'échantillon ou lorsque sa quantité est limitée dans l'échantillon, les éléments de détection non liés portant les marqueurs photoluminescents restent dispersés en suspension dans la solution. Ils contribuent à former un fond lumineux relativement homogène. L'intensité moyenne (spatialement) de ce fond lumineux forme un signal appelé « signal du surnageant ». Outre les marqueurs photoluminescents non liés, ce fond lumineux est également constitué par l'intensité lumineuse émise par toutes les matières photoluminescentes de l'échantillon. Les éléments de capture non liés à l'analyte et à l'élément de détection sont également immobilisés sur le support, mais ne portant pas de marqueurs, ils ne contribuent pas au motif lumineux ou au fond lumineux.

L'ordonnancement spatial dans le plan du support des micro sources de champ magnétique et l'intensité lumineuse des motifs rendus apparents par les marqueurs photoluminescents permettent de réaliser une détection et une quantification de l'analyte dans l'échantillon sans lavage, c'est-à-dire sans éliminer la solution liquide après avoir immobilisé les complexes à la surface du support, ce qui est particulièrement avantageux. Pour permettre cette détection, on illumine l'échantillon et la surface du support pour permettre la détection des marqueurs photoluminescents et on procède à l'acquisition d'une image numérique. Cette image numérique présente donc une intensité spatialement variable (dans le plan de l'image) selon l'intensité du champ magnétique produit par le support. L'image est traitée pour y repérer cette variation spatiale, et pour déterminer le signal spécifique et le signal du surnageant, et le rapport signal spécifique/signal du surnageant permet de conclure à la présence de l'analyte dans l'échantillon voire d'en estimer la concentration.

La simplicité de cette approche, et notamment l'absence d'étape de lavage, permet son intégration dans un dispositif d'analyse immunologique autonome, portable ou transportable « au chevet du patient », sur le terrain et sans pompe ni valve, alors que traditionnellement ce type d'analyse est conduit dans un laboratoire central.

Pour permettre l'application du procédé de détection, le liquide biologique est introduit dans une cartouche, par exemple une cartouche à usage unique, comportant une pluralité de chambres d'analyse, cette cartouche étant destinée à être introduite dans le dispositif d'analyse. La pluralité de chambres d'analyse permet de conduire plusieurs analyses à partir d'un échantillon de liquide biologique, chaque analyse pouvant être indépendamment conduite sur des échantillons respectivement détenus dans chacune des chambres.

La cartouche comprend une ouverture de déversement du liquide, une pluralité d'évents disposés en aval des chambres d'analyse et un réseau de canaux pour fluidiquement relier l'ouverture aux chambres d'analyse. L'échantillon de liquide biologique déversé dans l'ouverture se propage par capillarité dans le réseau de canaux pour remplir les chambres.

La mise en œuvre de cette cartouche, bien que présentant indéniablement de nombreux avantages, nécessite nombre de manipulations qu'il est souhaitable de diminuer.

Un but de la présente invention est donc de proposer une cartouche d'analyse intégrée permettant de limiter les manipulations nécessaires à la conduite de l'analyse d'un fluide.

Un autre but de la présente invention est de proposer une cartouche d'analyse ainsi qu'un dispositif d'analyse facile à mettre en œuvre.

BREVE DESCRIPTION DE L' INVENTION

Les buts de la présente invention sont, au moins en partie, atteints par une cartouche d'analyse pour la détection et/ou l'analyse d'une espèce susceptible d'être présente dans un liquide, la cartouche d'analyse étant pourvue d'une face avant et d'une face arrière opposée à la face avant, la cartouche comprend en outre :

- au moins une chambre d'analyse micro fluidique destinée à recevoir le liquide, l'au moins une chambre d'analyse étant formée dans la cartouche, et comprend un fond ;

- au moins un premier amas formé de nanoparticules magnétiques maintenues entre elles, et sur lesquelles des agents de capture sont greffés, lesdits agents de capture étant configurés pour se lier spécifiquement avec l'espèce, l'au moins un premier amas étant adhérant sur le fond.

Selon un mode de réalisation, les nanoparticules magnétiques formant le premier amas sont séchées et/ou lyophilisées et/ou encapsulées dans un matériau d'encapsulation.

Selon un mode de réalisation, l'au moins une chambre d'analyse comprend des parois latérales surmontant le fond, et dans lesquelles un gaz est piégé, ledit gaz étant susceptible d'être libéré sous l'action d'une contrainte mécanique appliquée sur la face arrière, la libération du gaz conduisant à la génération de bulles de gaz sur la paroi latérale, avantageusement, le gaz est initialement piégé dans des fentes débouchant sur les parois latérales.

Selon un mode de réalisation, ladite cartouche comprend au moins un deuxième amas adhérant sur le fond de l'au moins une chambre, l'au moins un deuxième amas comprend des agents de détection, maintenus entre eux, et se liant spécifiquement avec l'espèce, lesdits agents de détection formant également des marqueurs photoluminescents .

Selon un mode de réalisation, ladite cartouche d'analyse comprend une couche magnétique agencée pour immobiliser les nanoparticules magnétiques de l'au moins une chambre sur le fond de ladite chambre, ladite couche étant avantageusement micro structurée de sorte que les nanoparticules magnétiques, lorsqu'elles sont immobilisées sur le fond de la chambre, forment un motif prédéfini.

Selon un mode de réalisation, la couche magnétique comprend une juxtaposition répétée d'au moins une première région et d'une deuxième région, la première région présentant une polarisation magnétique selon une première direction, et la deuxième région présentant soit une polarisation magnétique nulle soit une polarisation magnétique selon une deuxième direction différente de la première direction.

Selon un mode de réalisation, ladite cartouche d'analyse comprend en outre une couche amagnétique en recouvrement de la couche magnétique et destinée à écranter au moins en partie l'interaction magnétique entre la couche magnétique et les nanoparticules magnétiques.

Selon un mode de réalisation, ladite cartouche comprend au moins une ouverture de déversement du liquide, ladite ouverture étant en communication fluidique avec l'au moins une chambre d'analyse, avantageusement, la communication fluidique entre l'au moins une entrée et l'au moins une chambre d'analyse étant assurée par au moins un canal micro fluidique.

L'invention concerne également un dispositif d'analyse qui comprend :

- un support destiné à recevoir la cartouche d'analyse selon la présente invention à des fins d'analyse d'un liquide contenu dans l'au moins une chambre de ladite cartouche d'analyse ;

- des moyens de vibration piézoélectriques agencés pour imposer une vibration au fond de la chambre d'analyse de manière à générer un champ de pression acoustique dans un liquide susceptible d'être présent dans l'au moins une chambre d'analyse, le champ de pression acoustique permettant la resuspension et le mélange du premier amas dans ledit liquide.

Selon un mode de réalisation, les moyens de vibration piézoélectrique sont associés à au moins un doigt en appui contre la face arrière et destiné à transmettre une vibration générée par lesdits moyens de vibration piézoélectrique au fond de la chambre d'analyse.

Selon un mode de réalisation, l'au moins un doigt est également configuré pour exercer une force d'appui contre la face arrière lorsqu'il transmet une vibration générée par les moyens de vibration piézoélectrique. Selon un mode de réalisation, l'au moins une chambre d'analyse comprend une pluralité de chambres d'analyse, et le dispositif d'analyse est configuré pour déplacer la cartouche d'analyse et/ou les moyens de vibration piézoélectrique, de manière à pouvoir mettre en correspondance, successivement, chacune des chambres d'analyse et les moyens de vibration piézoélectrique et ainsi imposer successivement, et spécifiquement, au fond de chacune des chambres d'analyse une vibration.

Selon un mode de réalisation, ledit dispositif d'analyse comprend des moyens magnétiques complémentaires destinés à imposer un champ magnétique complémentaire dans l'au moins une chambre d'analyse de la cartouche d'analyse.

Selon un mode de réalisation, ledit dispositif d'analyse comprend en outre des moyens d'analyse du liquide présent dans l'au moins une chambre d'analyse.

Selon un mode de réalisation, les moyens d'analyse comprennent un détecteur, et une source de rayonnement configurée pour, lorsque ledit rayonnement interagit avec les agents de détection, générer un signal de photoluminescente susceptible d'être détecté par le détecteur.

L'invention concerne également un procédé de détection d'une espèce susceptible d'être présente dans un liquide, le procédé comprenant : a) une étape d'injection d'un échantillon de liquide dans l'au moins une chambre de la cartouche selon la présente invention, l'espèce étant susceptible de se lier avec les agents de capture et les agents de détection de manière à former des complexes agent de nanoparticules magnétiques/espèce/agent de capture ; b) une étape qui comprend la resuspension et la dispersion du premier amas avec les moyens de vibration piézoélectrique du dispositif d'analyse selon la présente invention, et ainsi permet la formation des complexes ; c) une étape de détection des complexes.

Selon un mode de mise en œuvre, l'étape c) est précédée d'une étape cO) d'immobilisation des complexes sur le fond de l'au moins une chambre d'analyse, l'étape c) comprend la mise en œuvre du détecteur et de la source de rayonnement.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS

D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans la description qui va suivre d'une cartouche d'analyse et d'un dispositif d'analyse selon l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés dans lesquels :

[Fig. 1] La figure 1 est une représentation schématique, en perspective, d'une cartouche d'analyse susceptible d'être mise en œuvre selon les principes de la présente invention ;

[Fig. 2] La figure 2 est une représentation schématique de la section fluidique selon un plan de coupe de ladite section fluidique parallèle à la face supérieure, la figure 2 représente notamment l'au moins une chambre d'analyse en communication fluidique d'une part avec l'ouverture via les canaux et d'autre part avec l'au moins un évent via l'au moins un canal d'évent ;

[fig. 3] La figure 3 est une représentation schématique de la cartouche représenté à la figure 1 en perspective et en vue éclatée ;

[fig. 4a] La figure 4a est une représentation schématique selon un plan de coupe transversal (perpendiculaire aux faces principales) de la cartouche de la figure 1 au niveau de l'au moins une chambre d'analyse ; [fig. 4b] La figure 4b est une autre représentation schématique selon un plan de coupe transversal (perpendiculaire aux faces principales) de la cartouche de la figure 1 au niveau de l'au moins une chambre d'analyse, ladite cartouche mettant en œuvre une couche amagnétique ;

[fig. 4c] La figure 4c est une représentation en perspective d'un film intercalaire susceptible d'être mis en œuvre pour l'assemblage de la cartouche de la figure 1 ;

[Fig. 4d] La figure 4d est une représentation schématique en vue de dessus un motif de détection défini par l'aimantation produite par une couche magnétique intégrée dans le support d'une cartouche, le champ magnétique présent dans une chambre d'analyse et la norme de ce champ ;

[fig.5] La figure 5 est une représentation schématique d'une chambre d'analyse remplie d'un liquide qui comprend en suspension l'analyse, les nanoparticules magnétiques sur lesquelles sont greffées des agents de capture, des agents de détections, la figure 5 illustre notamment le mécanisme de formation des complexes ;

[fig. 6] La figure 6 est une représentation d'un dispositif d'analyse mis en œuvre selon les principes de la présente invention ;

[fig. 7a]

[fig. 7b] Les figures 7a et 7b sont des représentations de l'intérieur du dispositif d'analyse de la figure 6, le doigt des moyens de vibration piézoélectrique étant dans une position de retrait, la figure 7b étant une vue en coupe ;

[fig. 7c] La figure 7c est une représentation de l'intérieur du dispositif d'analyse de la figure 6, le doigt des moyens de vibration piézoélectrique étant dans une position engagée ; [fig. 8a] La figure 8a est une image prise au microscope d'un dépôt d'amas sur le fond d'une chambre d'analyse conforme à la présente invention ;

[fig. 8b] La figure 8b est une image prise au microscope du fond d'une chambre d'analyse vide conforme à la présente invention ;

[fig. 8c] La figure 8c est une observation faite au microscope au niveau du fond d'une chambre à l'issue de 1'enchaînement d'une étape de resuspension et de capture de nanoparticules magnétiques.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L' INVENTION

La figure 1 représente une cartouche d'analyse 1 pour l'analyse d'une espèce (ci-après « analyte ») susceptible d'être présente dans un liquide, et plus particulièrement un liquide biologique.

La cartouche d'analyse 1 est, à cet égard, adaptée pour recevoir un échantillon d'un liquide, par exemple un liquide biologique, afin de détecter la présence d'un analyte donné dans ledit liquide.

La cartouche d'analyse 1 comprend ainsi au moins une chambre d'analyse 5 micro fluidique. En particulier, la cartouche d'analyse peut comprendre entre 1 et 10, par exemple 5, chambres d'analyse 5. Il est entendu qu'une chambre d'analyse, peut elle- même comprendre une pluralité de logements agencés en série. La suite de l'énoncé de la présente invention se limitera néanmoins à la description d'un chambre présentant un unique logement et désignée par le mot « chambre ».

La cartouche d'analyse 1 peut comprendre une extrémité de préhension la permettant de la manipuler. L'extrémité de préhension la peut porter une étiquette, par exemple munie d'un code barre ou d'un code bidimensionnel, permettant une identification et une traçabilité des analyses effectuées au moyen de la cartouche d'analyse 1 en question. Le moyen d'identification peut de manière alternative comprendre une puce « RFID ».

La cartouche d'analyse 1 comprend également une section active lb formée, par exemple, dans le prolongement de l'extrémité de préhension la.

La section active lb est de forme généralement plane et comprend deux faces principales dites, respectivement, face supérieure et face inférieure.

La cartouche d'analyse 1 peut comprendre une ouverture 2 de déversement qui permet l'introduction d'un liquide dans la cartouche d'analyse 1. Cette ouverture 2 débouche notamment sur la face supérieure de la section active lb.

L'ouverture 2 est en particulier en communication fluidique avec l'au moins une chambre d'analyse 5. Notamment, la section active comprend au moins un canal micro fluidique 4 assurant la communication fluidique entre l'ouverture 2 et l'au moins une chambre d'analyse 5. En d'autres termes, l'au moins un canal micro fluidique 4 assure l'écoulement et la distribution du liquide déversée dans l'ouverture 2 vers l'au moins une chambre d'analyse.

La cartouche d'analyse 1 peut également comprendre au moins un évent 3 en communication fluidique avec l'au moins une chambre d'analyse 5 (figures 1 et 2). L'au moins un évent 3 est notamment configuré pour permettre une évacuation d'air susceptible d'être présent dans l'au moins une chambre d'analyse 5 lors du remplissage par le liquide de cette dernière. En particulier, la communication fluidique entre l'au moins une chambre d'analyse 5 et l'au moins un évent 3 est assurée par au moins un canal d'évent 4'.

Ainsi, en fonctionnement, un échantillon de liquide est introduit, par exemple au moyen d'une pipette, dans l'ouverture 2. L'échantillon s'écoule ensuite dans l'au moins une chambre d'analyse 5 via l'au moins un canal micro fluidique 4. L'air susceptible d'être présent dans l'au moins une chambre d'analyse 5 est chassée au cours de l'écoulement du liquide dans ladite chambre d'analyse 5 vers l'au moins un évent 3.

En cas d'une pluralité de chambres d'analyse 5, les canaux micro fluidique 4 peuvent être agencés pour que l'écoulement de l'échantillon de liquide soit simultané dans chacune des chambres 5 ou séquentiel. Par « écoulement séquentiel », on entend un remplissage des chambres d'analyse 5 selon un ordre prédéterminé. Notamment, selon ce principe, l'écoulement dans une chambre donnée ne débute que lorsque la chambre d'analyse qui la précède dans l'ordre de remplissage est complètement remplie.

Toujours en cas de pluralité de chambres d'analyse 5, on peut également prévoir que la cartouche d'analyse comprend une pluralité d'ouvertures, par exemple une ouverture dédiée à chaque chambre de la cartouche.

La cartouche d'analyse 1 représentée à la figure 1 peut en outre comprendre un réservoir 2' surmontant l'ouverture 2 dont le volume égale celui du réseau micro fluidique formé par l'au moins un canal micro fluidique 4, l'au moins une chambre d'analyse 5 et l'au moins un canal d'évent 4'. A cet égard, ce volume peut être compris entre 5 mm ³ et 500 mm ³ , et plus précisément entre 20 mm ³ et 100 mm ³ .

De manière équivalente, l'au moins un évent 3 est surmonté d'une paroi périphérique afin de retenir un volume de liquide en excès, selon le principe des vases communiquant. Avantageusement, la paroi périphérique présente une hauteur au moins égale à la hauteur du réservoir 2' afin d'éviter que le liquide ne s'échappe de la cartouche d'analyse 1. Cet agencement permet de limiter les problèmes d'origine sanitaire, voire l'endommagement d'un dispositif d'analyse (décrit dans la suite de l'énoncé) dans lequel la cartouche d'analyse 1 est destinée à être insérée. A titre d'illustration, la cartouche d'analyse 1 peut présenter une dimension comprise entre 2 cm et 10 cm en largeur et en longueur, et présenter une épaisseur comprise entre 4 mm et 10 mm. L'au moins une chambre d'analyse 5 peut présenter un volume typiquement compris entre 1 mm ³ et 50 mm ³ pour recevoir l'échantillon, avantageusement entre 5 mm ³ et 25 mm ³ .

Selon un exemple non limitatif représenté à la figure 3, la cartouche d'analyse 1 peut être formée d'un support 6 et d'un capot supérieur 7 recouvrant le support 6. Le support 6 et le capot supérieur 7 sont notamment assemblés l'un à l'autre en mettant en vis-à-vis leurs surfaces dites « principales ».

L'au moins une chambre d'analyse 5, l'au moins un canal micro fluidique 4 et l'au moins un canal d'évent 4' forment un réseau micro fluidique de la cartouche d'analyse 1. Ce réseau micro fluidique est notamment défini par des évidements formés sur la surface principale du support 6 et/ou sur la surface principale du capot supérieur 7, c'est-à-dire sur l'une et/ou l'autre des faces de ces deux éléments qui sont destinées à être assemblées 1'une à 1'autre.

Chaque canal 4, 4' est délimité, d'une part, par les surfaces principales du support 6 et du capot 7 formant, respectivement, un fond et une voûte, et d'autre part, par des parois latérales reliant le fond et la voûte. La distance séparant le fond et la voûte d'un canal 4, 4' définit une hauteur de canal, tandis que celle séparant deux parois latérales en vis-à-vis définit une largeur de canal. La voûte, le fond et les parois latérales forment de manière générale des parois de la chambre.

De manière équivalente, l'au moins une chambre d'analyse 5 est également délimitée par les surfaces principales du support 6 et du capot 7 formant, respectivement, un fond de chambre 5a et une voûte de chambre 5b (figures 4a et 4b). L'au moins une chambre 5 comprend en outre des parois latérales de chambre 5c qui s'étendent du fond de chambre 5a vers la voûte de chambre 5b. Il est toutefois entendu que l'au moins une chambre d'analyse 5a peut être dépourvue de voûte, et par exemple former un puit ouvert au niveau de la section active.

Il également entendu que les parois latérales de l'au moins une chambre peuvent être déformables.

Le capot supérieur 7, au moins pour la partie qui surplombe l'au moins une chambre d'analyse 5, peut être formé d'une matière transparente à un signal de photoluminescence susceptible d'être émis par des agents de détection décrits dans la suite de l'énoncé. La matière formant le capot supérieur 7 peut comprendre au moins l'un des matériaux choisi parmi : une matière plastique par exemple à base de polycarbonate, de copolymère cyclo oléfinique ou de polystyrène, du verre.

La surface extérieure du capot 7 peut être optiquement polie au moins au droit de l'au moins une chambre d'analyse 5.

Le réseau micro fluidique, tel que celui présenté sur la figure 2, s'étend donc dans le plan principal de la cartouche d'analyse 1. Il est de dimension millimétrique, c'est-à-dire que la largeur des canaux 4, 4' et des chambres d'analyse 5 est typiquement comprise entre 0,1 mm et 10 mm. La hauteur de ces éléments, c'est-à-dire la distance séparant le fond d'une voûte, est également comprise entre 0,1 mm et 10 mm. Le liquide susceptible d'être introduit au niveau de l'ouverture 2 se propage dans le réseau micro fluidique par capillarité.

La cartouche d'analyse 1 selon la présente invention comprend également au moins un premier amas 9 adhérant sur le fond de l'au moins une chambre d'analyse 5 (figure 4a). L'au moins un premier amas 9 est notamment formé de nanoparticules magnétiques 9a maintenues entre elles, et sur lesquelles des agents de capture 9b sont greffés (figure 5).

De manière alternative, il peut être considéré de disposer l'au moins un premier amas sur la voûte 5b de l'au moins une chambre 5. Cette configuration peut notamment faciliter la resuspension (décrite ci-après) dudit premier amas lorsque ce dernier est soumis à des forces magnétiques dues à la présence d'une couche magnétique 6b décrite dans la suite de l'énoncé.

Un premier amas peut avantageusement présenter un volume compris entre 0,1 mΐ à 5 mΐ et avantageusement entre 0,5 mΐ et 2 mΐ.

Par « maintenues entre elles », on entend un ensemble de nanoparticules liées entre elles. Cette cohésion entre les nanoparticules peut être directe ou indirecte. Une cohésion directe peut notamment être assurée par des nanoparticules sèches ou lyophilisées, tandis qu'une cohésion indirecte peut être assurée par un matériau d'encapsulation. A cet égard le matériau d'encapsulation peut comprendre du sucre (tréhalose, glucose...) ou des solution visqueuses (par exemple Tween), ou du glycérol.

Le maintien des nanoparticules entre elles, et sous forme d'amas, permet d'assurer une meilleure stabilité de ces dernières dans le temps.

La mise en œuvre d'un matériau d'encapsulation permet de faciliter la mise en suspension de nanoparticules présentée dans la suite de la suite de la description.

Les nanoparticules magnétiques 9a peuvent être de taille nanométrique, typiquement comprise entre 25 nm et 500nm, et préférentiellement entre 100 et 300nm. Les nanoparticules magnétiques 9a peuvent être de forme généralement sphérique. Ces dernières présentent des caractéristiques superparamagnétiques et sont biocompatibles. Elles peuvent par ailleurs être couvertes d'un polymère (de type polystyrène) disposant d'un traitement de surface qui leur permet d'être fonctionnalisées, par exemple, par des protéines de type Ac ou Ag. La quantité maîtrisée des particules est telle que leur concentration dans le volume de la chambre une fois remplie par le liquide à analyser soit comprise entre 10 ⁶ particules/ml et 10 ¹² particules/ml, avantageusement entre 10 ⁹ particules/ml et 10 ¹¹ particules/ml . Les agents de capture 9b sont aptes à se lier spécifiquement à l'analyte susceptible d'être présent dans le liquide. A cet égard, l'analyte peut être un antigène, tandis que l'agent de capture 9b comprend un anticorps (la configuration inverse est également possible).

La cartouche d'analyse 1 peut également comprendre au moins un deuxième amas 10 adhérant sur le fond de l'au moins une chambre d'analyse 5 (figures 4a et 4b). L'au moins un deuxième amas 10 est notamment formé d'agents de détection 10a liés entre eux (figure 5).

Il est entendu, sans qu'il soit nécessaire de le préciser, que le premier amas 9 et le deuxième amas 10 peuvent former un même amas. Par ailleurs, le premier amas 9 et le deuxième amas 10 peuvent l'un et/ou l'autre être déposés sur une paroi de la chambre.

De manière avantageuse, le premier amas 9 et/ou le deuxième amas 10 repose sur une densité surfacique d'énergie associée à une surface hydrophobe. La densité surfacique d'énergie peut être déterminée, comme cela est bien connu en soi, en mesurant l'angle de contact d'une goutte d'eau, disposée sur la surface dont on cherche à mesurer l'énergie. Un angle de contact élevé, supérieur à 90° indique une faible densité surfacique d'énergie, et la surface est dite hydrophobe. Inversement, un angle de contact inférieur à 90° indique une forte densité surfacique d'énergie est la surface dite hydrophile. La considération d'une surface hydrophobe permet d'imposer une forme relativement sphérique à l'un et/ou l'autre du premier amas et du deuxième amas.

Un deuxième amas peut avantageusement présenter un volume compris entre 0,1 mΐ à 5 mΐ et avantageusement entre 0,5 mΐ et 2 mΐ.

1/ au moins un premier amas 9 et l'au moins un deuxième amas 10 sont tous deux destinés à permettre, respectivement, une capture, voire une immobilisation, d'un analyte 11 présent dans un liquide, et de détecter, voire quantifier, la présence dudit analyte 11. A cette fin, l'analyte 11 présent dans un liquide, et en présence d'agents de détection 10a et de nanoparticules magnétiques 9a sur lesquelles sont greffés les agents de capture 9b, vient former des complexes 12 avec ces éléments (figure 5). Les nanoparticules magnétiques sont destinées à isoler les complexes, tandis que les agents de détection permettent de les détecter.

Ainsi, la mise en œuvre de la cartouche d'analyse 1 pour la détection et/ou la quantification d'un analyte dans un liquide implique de déverser un échantillon dudit liquide dans l'au moins une chambre d'analyse via l'ouverture 2.

La formation des complexes 12 nécessite par ailleurs de mettre en suspension, dans l'échantillon de liquide présent dans la chambre d'analyse 5, les éléments formant le premier amas 9 et le deuxième amas 10.

Cette mise en suspension peut notamment comprendre une désolidarisation du premier et du deuxième amas du fond de chambre 5a ainsi qu'une désolidarisation des éléments entre eux afin de les disperser dans l'échantillon. A cette fin, des moyens de vibration piézoélectrique 110 décrits dans la suite de l'énoncé peuvent être mis en œuvre.

Ces moyens de vibration piézoélectrique 110 sont notamment adaptés pour imposer une vibration au fond de chambre 5a. Cette vibration permet de générer un champ de pression acoustique dans le liquide présent dans la chambre d'analyse 5, et ainsi mettre en suspension les éléments formant le premier amas 9 et le deuxième amas 10.

Selon une première variante, la vibration peut être imposée à des fréquences fixes, par exemple comprises entre 5 KHz et 2 MHz, avantageusement comprises entre 20 KHz et 200 KHz. Toujours selon cette première variante, la vibration peut être proche d'une fréquence de résonnance de la chambre d'analyse 5 (par « proche de la fréquence de résonnance », on entend une fréquence à +/- 15 %, avantageusement à +/- 10 %, encore plus avantageusement à +/- 5% de la fréquence de résonnance de la chambre d'analyse). De manière avantageuse, le fréquence de résonnance de la chambre d'analyse 5 est de l'ordre de 50 KHz, ou de l'ordre de 80 KHz ou de l'ordre de 110 KHz.

Une chambre d'analyse présentant de telles fréquences de résonance peut comprendre, selon un plan de coupe parallèle à la de la cartouche, une section rectangulaire terminée à chacune de ces deux extrémités par une embouchure dont la section, selon le même plan, est triangulaire. La longueur et la largeur de la section rectangulaire valent respectivement 8,4 mm et 2,4 mm, tandis que la base et la hauteur de la section triangulaire valent respectivement 2,4 mm et 4mm. La hauteur de la chambre d'analyse vaut 390 mpi.

Selon une deuxième variante, la vibration peut être imposée sous forme de cycles, et par exemple sous forme de cycles répétés. A cet égard, un cycle peut comprendre un balayage en fréquence croissante ou décroissante, et plus particulièrement un balayage en fréquence autour de la fréquence de résonnance de la chambre d'analyse. Le balayage en fréquence complet peut être d'une durée comprise entre 10 secondes et 200 secondes. En particulier, ce balayage en fréquences comprend une incrémentation ou une décrémentation par pas de la fréquence. Notamment chaque pas correspond à un maintien de la fréquence selon une durée qui peut être comprise entre 2 secondes et 10 secondes de manière à permettre au liquide de se déplacer suffisamment pour un effet de mélange minimal.

A titre d'exemple, un cycle peut impliquer un balayage en fréquences de llOKHz vers 120KHz, ou inversement un balayage en fréquences de 120 KHz vers 110 KHz. Ce balayage peut être exécuté par pas de lKHz, et un maintien, à chaque pas, de la vibration pendant une durée de quelques secondes et notamment de 2 secondes.

Toujours à titre d'exemple, la séquence vibratoire peut comprend la répétition d'une séquence élémentaire qui comprend un premier cycle et un deuxième. Le premier cycle peut comprendre un balayage en fréquences de 120 KHz vers 111 KHz par pas de 1 KHz et un maintien de la vibration à chaque pas pendant 2 secondes.

Le deuxième cycle peut comprendre un balayage en fréquences de 110 KHz vers 119 KHz par pas de 1 KHz et un maintien de la vibration à chaque pas pendant 2 secondes.

Cette séquence élémentaire peut, par exemple, être répétée de 1 à 4 fois.

De manière particulièrement avantageuse, les parois latérales 5c peuvent être structurées de manière à créer des vortex favorables au mélange dans l'échantillon lorsque ce dernier circule dans la chambre d'analyse. Cette structuration des parois latérales 5c peut comprendre une surface en créneaux.

De manière particulièrement avantageuse, du gaz, et plus particulièrement de l'air, est initialement piégé dans la paroi latérale 5c de l'au moins une chambre 5.

Le gaz piégé peut être libéré sous l'action d'une contrainte mécanique appliquée sur l'au moins une chambre d'analyse et ainsi générer des bulles de gaz sur la paroi latérale de l'au moins une chambre dès lors que l'échantillon de liquide est présent dans l'au moins une chambre 5. Cette contrainte mécanique peut, en particulier, être appliquée sur la face arrière de la cartouche d'analyse 1.

Selon un mode de réalisation avantageux, les parois latérales 5c de l'au moins une chambre 5 peuvent être faites d'un matériau poreux. Le gaz se trouve initialement dans les pores du matériau poreux.

Selon un mode de réalisation alternatif ou complémentaire, le gaz peut être initialement piégé dans des fentes 5e débouchant sur les parois latérales (figure 4c). Les fentes 5e peuvent présenter une longueur comprise entre 100 mpi et 1000 mih, et une section transversale dont la plus grande dimension est comprise entre 100 mih et 400 mih.

La section transversale d'une fente peut comprendre au moins l'une des formes choisies parmi : carré, rectangle, rond.

Selon la présente invention, dès lors que les bulles de gaz sont générées (notamment sous l'effet de la contrainte précédemment décrite), le champ de pression acoustique, généré par vibration du fond de chambre, permet de faire vibrer ces dernières dans le liquide présent dans la chambre d'analyse.

Ces bulles de gaz vibrantes agissent alors comme des agents vibrants supplémentaires qui permettent d'améliorer le mélange du liquide présent dans la chambre d'analyse.

Cet effet peut néanmoins être optimisé en imposant aux bulles de gaz de vibrer à une fréquence proche de leur fréquence de résonnance (par « proche de la fréquence de résonnance », on entend une fréquence à +/- 15 %, avantageusement à +/- 10 %, encore plus avantageusement à +/- 5% de la fréquence de résonnance des bulles de gaz). En effet, dans ces conditions, la contribution des bulles de gaz au mélange est exacerbée, et ce d'autant plus que certaines bulles sont susceptibles de transmettre de l'énergie par leur implosion et l'onde de choc qui en résulte.

A cet effet, les pores et/ou les fentes piégeant le gaz peuvent être configurés pour que les bulles de gaz susceptibles d'être générées présentent une fréquence de résonnance proche de celle de la chambre d'analyse.

Notamment, pour les tailles de fentes spécifiées, les tailles de bulles peuvent être comprises entre 50 mpiet 500 ym. Pour cette gamme de tailles de bulles, les fréquences de résonance sont comprises entre 20 kHz et 500 kHz. Toujours selon la présente invention, la cartouche d'analyse 1 peut comprendre une couche magnétique 6b (figure 4a) agencée pour immobiliser les nanoparticules magnétiques 9a de l'au moins une chambre d'analyse 5 sur le fond de ladite chambre. Il est donc entendu que cette couche magnétique permet également d'immobiliser les complexes 12. La couche magnétique 6b est avantageusement micro structurée de sorte que les nanoparticules magnétiques immobilisées sur le fond de la chambre d'analyse 5 forment un motif prédéfini.

La couche magnétique 6b peut à cet égard comprendre une juxtaposition répétée d'au moins une première région 6bl et d'une deuxième région 6b2. Plus particulièrement, la première région 6bl peut présenter une polarisation magnétique selon une première direction, et la deuxième région 6b2 peut présenter soit une polarisation magnétique nulle soit une polarisation magnétique selon une deuxième direction différente, préférentiellement à 180°, de la première direction (figure 4a).

Le support 6 peut notamment être agencé de sorte qu'il comprenne, de sa face principale vers la face arrière, un film intercalaire 6d, la couche magnétique 6b et un substrat rigide 6a. Il est entendu que la couche magnétique 6b ne s'étend pas nécessairement sur toute la surface du substrat 6a (figures 3, 4a et 4b).

Le substrat rigide 6a peut comprendre une matière plastique. La couche magnétique 6b peut être disposée sur le substrat 6a, ou intégrée à ce substrat, au moins au niveau des chambres d'analyse 5 du réseau micro fluidique.

La couche magnétique 6b peut comprendre des matériaux composites magnétiques, tels que des ferrites, aléatoirement distribués dans un polymère ou bien orientés selon un axe de pré orientation. Cette couche magnétique 6b peut être similaire à une bande magnétique d'enregistrement conventionnelle. Dans ce dernier cas, la micro-structuration d'une couche magnétique est associée à un codage magnétique (notamment via une tête d'enregistrement/lecture magnétique). Plus particulièrement, la micro-structuration selon ce dernier cas revient à créer des zones magnétiques qui peuvent présenter une aimantation différente d'une zone à l'autre en termes d'orientation et/ou d'amplitude. Par exemple deux zones adjacentes peuvent présenter deux orientations opposées, et plus particulièrement à 180°.

Le substrat 6a peut également comporter une couche amagnétique 6c (ou d'une pluralité de tels films) intercalée entre la couche magnétique 6b, et le film intercalaire 6d. Cette couche amagnétique 6c, qui est optionnelle, vise à éloigner la couche magnétique 6b du fond de la chambre d'analyse 5.

Par « couche amagnétique », on entend une couche dont la susceptibilité magnétique est nulle voire inférieure (en valeur absolue) à 10 ³ .

La couche amagnétique 6c peut, par exemple, comprendre un matériau plastique, tel qu'un polypropylène sur un acrylique.

Dans l'exemple présenté ci-avant, le film intercalaire 6d définit le réseau micro fluidique. Notamment, le film intercalaire 6d illustré à la figure 4c présente une découpe selon un motif correspondant au réseau micro fluidique. Lorsque ce film intercalaire 6d est assemblé au substrat 6a pour former le support 6, ce dernier présente donc des évidements reproduisant le motif de découpe du film 6d. Ces évidements, en combinaison éventuellement avec des évidements complémentaires formés dans le capot supérieur 7, constituent le réseau micro fluidique de la cartouche 1.

De manière particulièrement avantageuse, le film intercalaire 6d est un film adhésif, permettant également d'assembler et de retenir hermétiquement l'un à l'autre le capot supérieur 7 au support 6 au niveau de leurs surfaces en contact, c'est-à-dire entourant les évidements. Il peut, par exemple, s'agir d'un film adhésif double face, assurant alors simultanément son assemblage au substrat 6a, et au capot supérieur 7. Comme cela est bien connu en soi, un tel film intercalaire 6d peut être constitué d'une bande, par exemple plastique, dont les deux faces sont enduites d'un matériau adhésif.

Toujours de manière avantageuse, les bulles de gaz ou d'air, lors de l'application d'une contrainte mécanique sur le fond de la chambre peuvent être générées par libération de gaz piégé dans le film intercalaire. Ainsi, ce film peut être poreux et/ou comprendre de fentes, par exemple formées lors de la découpe du motif correspondant au réseau micro fluidique.

Revenant à la description du caractère magnétique de la cartouche d'analyse, la couche magnétique 6b comprend une succession de régions polarisées 6bl et 6b2 dans deux directions différentes (opposées sur les figures 4a et 4b). Comme cela est représenté sur la figure 4d qui représente en vue de dessus la couche magnétique 6b, les régions polarisées magnétiquement s'étendent en ligne selon une direction principale P dans l'exemple représenté.

Des régions de relativement forte intensité magnétique, désignées sous le nom de zones d'attraction, sont observées aux interfaces entre les zones de polarisation différente. Les zones d'attraction sont notamment agencées sous la forme d'une pluralité de lignes Za orientée selon la direction principale P. L'agencement particulier de ces lignes définit, en combinaison, un motif de détection.

Il est entendu que l'agencement en ligne pris en exemple ne forme qu'un cas particulier d'un motif de détection. Une cartouche d'analyse 1 est plus généralement munie de régions polarisées magnétiquement et définissant un motif de détection bien déterminé, mais dont la configuration peut être librement choisie.

Le champ Bc généré par la couche magnétique 6b ainsi que sa norme sont également représentés sur la figure 4d. Comme cela sera exposé dans suite de cet exposé, il peut être utile d'ajouter un champ additionnel (ou complémentaire) externe Bext, au champ produit par la couche 6b. On a représenté sur la figure 4d ce champ extérieur Bext qui se combine au champ Bc produit par la couche et la norme de ce champ combiné. On observe que l'application de ce champ magnétique extérieur Bext peut conduire à éliminer certaines zones d'attraction Za produite lorsque seul le champ fourni par la couche magnétique 6b est présente. Mais dans tous les cas, ces zones d'attractions sont disposées selon des lignes Za orientées selon la direction principale P, ou plus généralement selon un motif de détection dont les caractéristiques sont parfaitement déterminées.

Dans le cas d'une chambre d'analyse 5 présentant les dimensions indiquées précédemment, on peut envisager de former un motif de détection comprenant entre 2 et 50 lignes, celles-ci présentant une épaisseur comprise entre 1 ym et 150 ym (avantageusement entre 5 ym et 30 ym) et séparées entre elles d'un espacement compris entre 5 ym et 300 ym, avantageusement entre 25 ym et 150 mih.

Sur la base de cette description, les inventeurs ont calculé le gradient de surface à la surface d'une couche amagnétique d'une épaisseur voisine de 55 ym et reposant sur une couche magnétique. Les micro aimants de la couche magnétiques, sur laquelle repose la couche amagnétique, présente une largeur 50 ym et une hauteur de 10 ym. Ces micro aimants présentent une polarisation dans le plan et sont en alternance les uns avec les autres. Dans ce calcul, une source de champ magnétique en NdFeB en dessous de cette couche magnétique est également mise en œuvre. Cette dernière impose un champ magnétique de 1,2 Tesla.

Dans le cadre de ce calcul, les inventeurs ont pu démontrer que les gradients sur la surface de la couche amagnétique sont compris entre 50 T/m et 150 T/m, et peuvent être étendus à plus ou moins un ordre de grandeur. Il résulte de ces gradients une force magnétique exercée sur les particules. Cette force est susceptible de retenir les particules magnétiques (notamment les amas), et participe également à l'immobilisation de ces dernières tel qu'illustré à la figure 8c (décrite à la fin de la présente demande).

Ainsi, lorsque l'on introduit un échantillon de liquide dans la cartouche d'analyse 1, celui-ci s'écoule dans les canaux micro fluidiques 4 pour remplir l'au moins une chambre d'analyse 5 et se propager dans les canaux d'évent 4'. Une vibration ainsi qu'une contrainte mécanique sont imposées sur la face arrière de la cartouche d'analyse 1. Des bulles de gaz sont alors générées par libération de gaz sous l'effet de la contrainte mécanique. Le champ de pression acoustique résultant de la vibration imposée au fond permet de mettre en suspension les éléments formant le premier amas et le deuxième amas. Ce champ de pression acoustique fait, en outre, vibrer les bulles de gaz.

La vibration de ces dernières contribuent, dans une certaine mesure, également à la mise en suspension et au mélange des agents détection 10a et des agents de capture 9b associés aux nanoparticules magnétiques 9a dans l'échantillon de liquide présent dans la chambre d'analyse 5. Au cours du temps de réaction qui suit, et lorsque l'analyte est présent dans l'échantillon, des complexes comprenant au moins un élément de capture, au moins une nanoparticule magnétique, au moins un analyte, et au moins un élément de détection se forment. Ces complexes sont immobilisés sur le support 6 de la chambre d'analyse 5 en s'agglomérant de manière privilégiée au niveau des maxima de la norme de l'intensité de champ magnétique (induit par les micro-sources et éventuellement le champ magnétique extérieur), et donc pour s'arranger selon le motif de détection défini par la couche magnétique 6b. Les éléments de détection en excès restent en suspension dans l'échantillon.

On peut prévoir que chaque chambre d'analyse 5 d'une cartouche 1 soit préparée pour recevoir des éléments de capture et des éléments de détection de natures différentes, de manière à procéder à des analyses multiples d'un échantillon de liquide introduit dans la cartouche d'analyse 1. On peut également prévoir que le motif de détection encodé par la portion de la couche magnétique 6b qui est disposée au niveau d'une chambre 5 soit différent d'une chambre à l'autre.

Il est également possible de considérer une couche magnétique qui comprend une zone dépourvue de zones magnétique, et à l'aplomb de laquelle le premier amas est formé (la resuspension des nanoparticules magnétiques du premier amas peut ainsi être facilitée).

Dans tous les cas, la présence d'un analyte dans l'échantillon retenu dans une chambre d'analyse 5 conduit à former un motif de détection définie par la couche magnétique 6b.

L'invention concerne également un dispositif d'analyse 100 destiné à coopérer la cartouche d'analyse (figure 6).

Le dispositif d'analyse 100 comprend notamment un support 101 destiné à recevoir une cartouche d'analyse 1 à des fins d'analyse de l'échantillon de liquide contenu dans l'au moins une chambre d'analyse 5 (figures 7a à 7c).

Le dispositif d'analyse 100 comprend également des moyens de vibration piézoélectrique 110 agencés pour imposer une vibration au fond de la chambre d'analyse de manière à générer un champ de pression acoustique dans un liquide susceptible d'être présent dans l'au moins une chambre d'analyse 5.

Les moyens de vibration piézoélectrique 110 peuvent comprendre un transducteur notamment un transducteur elliptique du type transducteur Elliptec™.

De manière alternative, les moyens de vibration piézoélectrique 110 peuvent comprendre un empilement piézoélectrique (Piezostack), notamment un transducteurs dit de Langevin (Un transducteur de Langevin est réalisé par un empilement de céramiques maintenues entre deux pièces métalliques qui assurent un serrage de l'ensemble).

Les inventeurs ont à cet égard pu démontrer que ces transducteurs linéaires présentaient une bonne dynamique de mélange. Les transducteurs du type Bolt-clamped Langevin ultrasonic transducer sont également très efficaces.

Tel que précisé précédemment, le champ de pression acoustique permet la resuspension et le mélange du premier amas 9 et du deuxième amas 10 dans l'échantillon de liquide.

De manière particulièrement avantageuse, les moyens de vibration piézoélectrique 110 sont associés à au moins un doigt 111 qui peut être en appui contre la cartouche et notamment contre la face arrière. Cet au moins un doigt 111 est notamment destiné à transmettre la vibration générée par lesdits moyens de vibration piézoélectrique au fond de la chambre d'analyse 5. Toujours de manière avantageuse, l'au moins un doigt 111 est également configuré pour exercer une force d'appui contre la face arrière lorsqu'il transmet la vibration générée par les moyens de vibration piézoélectrique. Encore plus avantageusement, cette force d'appui (ou contrainte mécanique) permet de libérer le gaz piégé dans le film intercalaire pour générer des bulles de gaz sur la paroi latérale de la chambre d'analyse. Ces bulles de gaz lorsqu'elles sont en résonnance avec le champ de pression acoustique permettent un meilleur mélange.

De manière avantageuse, la force d'appui peut être comprise entre 1 N et 50 N, avantageusement entre 1 N et 25 N, encore plus avantageusement entre 1 N et 20 N. Par ailleurs, la force d'appui peut s'exercer sur une surface d'une étendue comprise entre 4 mm ² et 64 mm ² .

Ainsi, pour une force d'appui de 1 N sur une surface d'une étendue de 4 mm ² ou de 64 mm ² , la pression exercée est de l'ordre, respectivement, de 5000 Pa et de 156,25 Pa.

De manière équivalente, pour une force d'appui de 50 N sur une surface d'une étendue de 4 mm ² ou de 64 mm ² , la pression exercée est de l'ordre, respectivement, de 125 KPa et de 7812,5 Pa. Le déplacement du fond de chambre sous l'effet de la force d'appui pour démarrer le mélange, et éventuellement la génération de bulle, peut être compris entre 0,2 et 4 ym, plus avantageusement entre 2 et 4 ym.

Le dispositif d'analyse 100 peut également être configuré pour déplacer la cartouche d'analyse 1 et/ou les moyens de vibration piézoélectrique 110, de manière à pouvoir mettre en correspondance, successivement, chacune des chambres d'analyse et les moyens de vibration piézoélectrique et ainsi imposer successivement, et spécifiquement, au fond de chacune des chambres d'analyse une vibration. Ainsi, on peut prévoir des déplacements latéraux de la cartouche d'analyse pour amener cette dernier en regard des moyens de vibration piézoélectrique. De manière complémentaire, les moyens de vibration piézoélectrique peuvent être agencés pour être déplacés selon une direction horizontale de manière à mettre en contact le doigt desdits moyens avec la face arrière de la cartouche d'analyse.

Le dispositif d'analyse 100 peut comprendre des moyens magnétiques complémentaires destinés à imposer un champ magnétique complémentaire dans l'au moins une chambre d'analyse de la cartouche d'analyse. Les moyens complémentaires sont avantageusement mis en œuvre lorsqu'une couche amagnétique 6c est considérée.

Le dispositif d'analyse 100 peut en outre comprendre des moyens d'analyse de l'échantillon présent dans l'au moins une chambre d'analyse 1. Ces moyens d'analyse 120 coopèrent avec l'agent de détection 10a. Les moyens d'analyse 120 peuvent à cet égard comprendre des moyens optiques, et plus particulièrement un microscope par epifluorescence. Plus particulièrement, les moyens d'analyse 120 sont configurés pour repérer/détecter les complexes 12 immobilisés sur le fond de la chambre d'analyse 5 par la couche magnétique 6b. Notamment, ces complexes immobilisés forment un motif imposé par l'agencement des régions magnétiques de la couche magnétique 6b.

Aussi, dès lors que les agents de détection associés aux complexes 12 immobilisés portent un marqueur, il est possible de révéler lesdits complexes 12 immobilisés.

Notamment le marqueur porté par les agents de détection peut être photoluminescent, par exemple fluorescent.

Ainsi, les moyens d'analyse du dispositif d'analyse peuvent avantageusement comprendre une source de rayonnement 121 et un détecteur 122. La source de rayonnement est notamment destinée à induire l'émission d'un signal de photoluminescence par les marqueurs, tandis que le détecteur est configuré pour collecter ledit signal de photoluminescence.

La présente invention concerne également un procédé de détection d'une espèce susceptible d'être présente dans un liquide.

Le procédé selon le présente invention comprend une étape a) d'injection dans l'au moins une chambre de la cartouche selon la présente invention. L'injection peut être exécutée au moyen d'une pipette déversant le liquide dans l'ouverture 2 de la cartouche d'analyse 5.

La cartouche d'injection est ensuite positionnée sur le support du dispositif d'analyse 100. L'espèce est susceptible de se lier avec les agents de capture et les agents de détection de manière à former des complexes agent de nanoparticules magnétiques/espèce/agent de capture.

Toutefois, la formation des complexes est précédée d'une étape b) de dispersion et de mise en suspension dans l'échantillon des éléments formant le premier amas et le deuxième amas.

Cette étape b) est notamment exécutée en imposant une vibration sur le fond de la chambre d'analyse avec les moyens de vibration piézoélectrique de manière à générer un champ de pression acoustique dans l'échantillon.

Lors de cet étape b), ce champ de pression acoustique génère la mise en suspension des éléments formant le premier amas et le deuxième amas et permet ainsi de favoriser la formation des complexes.

Avantageusement, la génération de bulles de gaz sur la paroi latérale de la chambre d'analyse peut également être envisagée lors de l'exécution de l'étape b). La génération des bulles de gaz est notamment induite par une contrainte mécanique exercée par le doigt de moyens de vibration piézoélectrique sur la face arrière de la cartouche d'analyse.

Enfin, le procédé selon la présente invention comprend une étape c) de détection des complexes. L'homme du métier, en fonction des conditions qui lui sont imposées, pourra recourir ou non à une étape de lavage avant l'exécution de l'étape c). En tout état de cause, cette étape de lavage, qui n'est pas strictement nécessaire, peut avantageusement ne pas être considérée.

Le procédé selon la présente invention peut également comprendre l'exécution d'une étape cO) avant l'étape c). L'étape cO) conduit à l'immobilisation des complexes sur le fond de l'au moins une chambre d'analyse de sorte que lesdits complexes forment un motif défini par la couche magnétique 6b.

Lors de l'interruption des moyens de vibration piézoélectrique, la formation des complexes peut se poursuivre. Ces derniers sont ensuite immobilisés sur le fond de la chambre d'analyse.

La vibration imposée par les moyens de vibration piézoélectrique peut, de manière alternative, être maintenue durant toute la période de formation des complexes. Si un film amagnétique est présent, il est également nécessaire d'appliquer le champ magnétique Bext.

Enfin, si l'agent de détection porte un marqueur photoluminescent, l'étape de détection est exécutée par photoluminescence .

L'invention porte également sur un procédé d'étude cinétique de formation des complexes. Ce procédé reprend l'ensemble des caractéristiques présentées en rapport avec la cartouche d'analyse et le dispositif d'analyse. Notamment la mise en œuvre de ce procédé peut impliquer un système intégré formé par la cartouche d'analyse et le dispositif d'analyse décrits ci-avant. De manière alternative, ces deux éléments peuvent être indépendants.

A cette fin, il peut être considéré de procéder successivement à l'exécution, de manière cyclique, des étapes b), cO), et c). Notamment, l'étape b) est lors de chaque cycle exécutée selon une durée inférieure à la durée nécessaire à la formation de tous les complexes susceptibles de se former.

L'exécution de ces cycles peut avantageusement être mise en œuvre pour étudier la cinétique de réaction d'anticorps avec un antigène donné (ou inversement), et ainsi caractériser l'anticorps considéré.

Dans la suite de la description, on décrit un procédé de mise en suspension de particules contenues dans une chambre d'analyse d'une cartouche conforme à la présente invention.

Plus particulièrement, ce procédé est destiné à mettre en suspension des billes séchées fluorescentes formant un amas sur le fond de la chambre d'analyse.

Il est ainsi proposé une méthode de préparation des premiers amas puis une resuspension de ces derniers.

La préparation d'un amas implique notamment le séchage de nanoparticules (ci-après « NP ») magnétiques Chemicell 100 nm green ARA (fluorescente dans le vert) diluées au l/40e (par rapport à une solution mère qui présente une concentration initiale de 4510 ¹² NP/mL) afin d'obtenir une concentration dans de 1,lxlO ¹² NP/mL.

Une goutte de 2 ml de ces nanoparticules magnétiques est déposée dans chacune des chambres d'analyse d'une cartouche conforme à l'invention (les figures 8a et 8b représentant respectivement le dépôt d'amas dans la chambre d'analyse, et la chambre d'analyse vide). La figure 8a est notamment une image prise au moyen d'un microscope d'un premier amas formé au fond d'une chambre d'analyse. On peut observer sur cette figure une multitude de point clairs (représentatifs des nanoparticules magnétiques) dispersés. Au sein de ce premier, ces nanoparticules magnétiques semblent toutefois s'organiser, au sein du premier amas, le long des zones de fort gradient magnétiques (et dans le cas présent sous formes de lignes espacées de 55 mih. Ces lignes espacés de 55 mih, sont une empreinte des zones magnétiques de la couche magnétique révélée par le dépôt des nanoparticules. L'image du premier amas reste néanmoins diffuse. La figure 8b, associée à une chambre d'analyse vide, ne révèle aucune lignes et reste sombre.

Ces gouttes sont ensuite séchées à 37°C pendant environ une heure.

La cartouche est ensuite fermée.

La procédure de resuspension comprend alors les étapes suivantes :

1- introduction de liquide PBS dans les chambres d'analyse de la cartouche ;

2- Resuspension avec transducteur de type elliptec™ associé un doigt disposé verticalement en contact avec le centre de la cartouche, et exerçant une précontrainte de 20N ;

3- Capture magnétique des nanoparticules magnétiques pendant 2minutes à l'aide d'un aimant cylindrique de diamètre de 8mm et de hauteur 8mm placée 3mm en dessous de deux chambre pendant 90 secondes respectivement ;

4- Observation au moyen d'un microscope équipé d'une lentille de grossissement 10X, d'un filtre Alexa 488, l'exposition étant de 500ms - Gain 20.

A cet égard, la figure 8c représente une observation faite au microscope au niveau de la chambre d'analyse. Sur cette figure, on peut clairement observer des lignes claires, espacées 110 mih, représentatives d'un signal de fluorescence émis par les nanoparticules magnétiques. Ces images démontrent clairement l'efficacité de la resuspension des nanoparticules magnétiques suivie de l'immobilisation de ces dernières à l'issue de l'étape de capture magnétique.

La cartouche d'analyse et le dispositif d'analyse selon la présente invention permettent de limiter les manipulations lors de l'analyse d'un liquide, et notamment d'un liquide biologique. En effet, le pré-positionnement du premier et du deuxième amas sur le fond de l'au moins un chambre, selon des quantités prédéfinies, simplifie le processus d'analyse. La mise en œuvre des moyens de vibration piézoélectrique, en association avec la libération de bulles de gaz dans l'échantillon de liquide à analyse, permet une dispersion efficace des éléments formant le premier et le deuxième amas dans l'échantillon de liquide.

Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de mise en œuvre décrit et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications .