L'invention concerne les pipettes, en particulier les pipettes à main.
On connaít des pipettes comprenant un ou plusieurs programmes
informatiques facilitant la commande de la pipette par l'utilisateur. De tels
programmes permettent, par exemple, de programmer un volume de liquide
à prélever au moyen de la pipette ou une série d'actions à exécuter par la
pipette.
Un but de l'invention est de faciliter l'utilisation des pipettes et
d'améliorer encore leur ergonomie.
A cet effet, on prévoit sur l'invention une pipette comprenant des
moyens pour transmettre au moins une information entre la pipette et un
ordinateur.
La pipette selon l'invention pourra présenter au moins l'une quelconque
des caractéristiques suivantes :
- elle comprend au moins un connecteur de réception d'un câble
de transmission d'information,
- elle comprend des moyens de transmission d'information sans fil,
- les moyens de transmission sont aptes à transmettre une
information de la pipette à l'ordinateur,
- les moyens de transmission sont aptes à transmettre une
information de l'ordinateur à la pipette,
- la ou les informations comprennent des données,
- les données comprennent au moins l'une des données
suivantes :
- un numéro de série de la pipette ;
- une donnée de calibration ;
- un nombre de prélèvements de liquide depuis un événement
prédéterminé ; et
- une date d'un événement prédéterminé.
- la ou les informations comprennent un programme ou un
fragment de programme,
- le programme est une version mise à jour d'un programme déjà
reçu dans la pipette,
- le programme est un programme personnalisé par un utilisateur
de la pipette, et
- la pipette est une pipette à main.
On prévoit également selon l'invention un ensemble comprenant une
pipette et un programme agencé pour permettre une transmission d'une
information entre la pipette et un ordinateur ayant reçu le programme.
On prévoit en outre selon l'invention un support d'enregistrement de
données comprenant un programme apte à mettre en oeuvre une
transmission d'au moins une information entre une pipette et un ordinateur.
On prévoit enfin selon l'invention un procédé de commande d'une
pipette dans lequel on transmet au moins une information entre la pipette et
un ordinateur.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaítront
encore dans la description suivante d'un mode préféré de réalisation et d'une
variante donnés à titre d'exemples non limitatifs en référence aux dessins
annexés sur lesquels :
- La figure 1 est une vue en perspective d'une pipette selon un mode
préféré de réalisation de l'invention ;
- La figure 2 est une vue partielle en perspective de la partie haute de
la pipette de la figure 1 ;
- La figure 3 est une vue de la face d'extrémité supérieure de la
pipette de la figure 1 ;
- La figure 4 est une vue en perspective éclatée de la partie haute de
la pipette de la figure 1 ;
- La figure 5 est un schéma illustrant la connexion entre la pipette de
la figure 1 et un ordinateur pour la transmission d'informations ;
- Les figures 6 et 7 sont des schémas expliquant un mode de
fonctionnement de la pipette ; et
- La figure 8 est une vue analogue à la figure 5 présentant une
variante de réalisation de l'invention.
On a illustré aux figures 1 à 4 un mode préféré de réalisation de la
pipette selon l'invention. La pipette 2 est dans cet exemple une pipette à
main, c'est-à-dire destinée à être actionnée lorsqu'elle est tenue en main par
un utilisateur. La pipette fonctionne sans l'assistance d'une base. Il s'agit en
l'espèce d'une pipette motorisée et comprenant ainsi un moteur 4 permettant
d'actionner un piston non illustré dont le mouvement provoque l'aspiration du
liquide dans un cône amovible 6 placé en partie basse de la pipette ou son
refoulement hors de ce cône. La pipette comprend une carte électronique 8
comprenant un processeur pour la commande de la pipette et l'échange
d'informations avec l'utilisateur. La pipette comprend une batterie 10.
Le moteur, la batterie et la carte 8 sont enfermés dans un boítier de la
pipette comprenant une demi-coque avant 12 et une demi-coque arrière 14.
Dans le présent exemple, ces éléments se trouvent dans une partie haute 16
de la pipette, tandis que le piston se trouve avec d'autres pièces dans une
partie basse 18 de la pipette reçue par vissage de façon amovible sur la
partie haute. Une même partie haute 16 peut ainsi recevoir des parties
basses 18 différentes, par exemple permettant de prélever des volumes de
liquide différents. Dans le présent exemple, la pipette est une pipette
monocanal. On pourrait remplacer la partie basse 18 par une partie basse
comprenant plusieurs canaux pour constituer la pipette sous la forme d'une
pipette multicanal.
La carte 8 comprend un écran 20 visible à travers une fenêtre 22 de la
demi-coque supérieure 12. La pipette comprend des boutons de commande
24 disposés sur une face avant de la demi-coque supérieure 12 et sur les
côtés de la pipette, et permettant à l'utilisateur de commander la pipette.
Parmi ces boutons se trouve une molette 26 montée à rotation autour d'un
axe 28 parallèle à la fenêtre 22 et s'étendant dans le plan longitudinal
médian de la pipette. La molette 26 est de surcroít mobile à coulissement
suivant une direction 30 perpendiculaire au plan général de la fenêtre 22 et à
l'axe 28. La molette 26 est rappelée dans sa position nominale à l'encontre
de son coulissement par un ressort non illustré. Ce coulissement permet à
l'utilisateur de pousser brièvement la molette afin d'effectuer un clic
constituant une action de commande de la pipette. A cette fin la molette
émerge partiellement de la face avant 12 et s'étend en saillie de celle-ci.
L'utilisateur peut ainsi commander la molette par un clic et par un
mouvement de rotation dans un sens ou dans l'autre.
La carte 8 comprend un connecteur 40 accessible depuis l'extérieur de
la pipette, comme illustré aux figures 2 et 3. Il s'agit en l'espèce d'une prise
femelle à la norme mini IEEE 1394.
On prévoit selon l'invention, comme illustré à la figure 5, un câble
électrique 42 de transmission de signal dont une extrémité 44 comprend une
fiche apte à être reçue dans ce connecteur. L'autre extrémité 46 du câble
comprend une fiche ou prise de type RS 232 apte à être connectée à un port
USB 48 d'un ordinateur 50 tel qu'un ordinateur de bureau.
La carte 8 tout comme l'ordinateur comprend un module de type
classique de traitement du signal transitant par le câble. Par ces moyens, la
pipette est apte à transmettre des informations à l'ordinateur 50 et à en
recevoir. La carte est programmée en usine lors de la fabrication de la
pipette en recevant plusieurs programmes permettant la commande de la
pipette par l'utilisateur. Sur cette base, la pipette peut recevoir des
informations ou des données depuis un ordinateur ou en transmettre à ce
dernier pour réaliser les fonctionnalités suivantes. Le ou les programmes
permettant de mettre en oeuvre ces fonctionnalités apparaítront dans la
description suivante des actions à effectuer par l'utilisateur, sachant que
l'écriture du détail de ces programmes une fois établies leurs fonctionnalités
ne présente pas de difficulté.
Mise à jour du logiciel embarqué.
Le logiciel enregistré en usine dans la carte 8 peut être mis à jour
grâce au câble 42 à partir de l'ordinateur. Ces mises à jour peuvent être
faites soit par le constructeur de la pipette à la fin de la fabrication, soit par
l'utilisateur final de la pipette lorsqu'il a été informé par le fabricant qu'une
nouvelle version du programme est disponible. Cette nouvelle version peut
par exemple lui être envoyée sur un support d'enregistrement 62 tel qu'un
disque CD ou DVD, ou encore par Internet.
Entrée d'un numéro de série dans la pipette.
A la fin de la fabrication de la pipette, après les opérations de calibrage
et de validation qui seront présentées ci-dessous, le fabricant intègre un
numéro de série dans la pipette. Ce numéro, de préférence, sera identique à
un numéro gravé sur le boítier de la pipette. Le câble permet ainsi d'entrer ce
numéro dans la carte 8.
Calibration lors de la production.
En fin d'assemblage, la pipette est calibrée par le constructeur. Pour
cela, plusieurs volumes de prélèvement de liquide sont réglés sur la pipette,
et les volumes effectivement prélevés après chaque réglage sont mesurés.
L'entrée des valeurs effectivement mesurées dans la pipette lui permet de se
calibrer à l'aide d'un programme adapté. Ces données sont transmises à la
pipette par le câble 42.
Automatisation d'étapes de production.
La liaison de la pipette avec l'ordinateur au moyen du câble permet
d'automatiser six étapes de production nécessaires en fin d'assemblage :
- on peut inclure dans la carte 8 des données sur la pipette pour
l'informer de son type de pipette : pipette monocanal, pipette à huit
canaux ou à douze canaux, volume nominal de pipette par
exemple ;
- on peut entrer dans la pipette une série de données de gravimétrie
en vue de sa calibration comme indiqué ci-dessus ;
- on peut convertir des poids en volumes et faire différentes
opérations (calcul d'une moyenne, d'un écart type, etc) ;
- on peut ajouter des valeurs de volumes dans la pipette ;
- on peut transmettre à la pipette une nouvelle série de données de
gravimétrie pour contrôler la calibration effectuée précédemment ;
- on peut intégrer dans la pipette son numéro de série comme
indiqué précédemment.
Récupération de données par le service après-vente.
Le câble 42 permet au service après-vente du fabricant de faire
transférer des données depuis la pipette jusqu'à un ordinateur. Ces données
peuvent ainsi être étudiées ou modifiées. Il s'agira par exemple des données
suivantes :
- le numéro de série de la pipette ;
- l'identification de la pipette et de sa version ;
- le nombre de pipetages restant à effectuer avant d'atteindre une
quantité nominale totale de pipetages de la pipette ;
- le nombre de pipetages effectués depuis la dernière opération de
maintenance ;
- le nombre de pipetages effectués depuis la sortie de la pipette de
l'usine ;
- la date de la dernière maintenance ;
- des données de calibration relatives à un point : le volume cible et le
volume effectivement mesuré ;
- des données ou paramètres de calibration standard : le volume
mesuré au volume minimum, le volume mesuré à 50% du volume
maximum, et le volume mesuré à 100% du volume maximum.
Le service après-vente peut aussi par ce moyen vérifier que les
téléchargements d'informations ou de programmes tels que ceux définis par
l'utilisateur ou par le fabricant ont été effectués convenablement et à 100%.
Cette vérification ne se fera pas nécessairement par comparaison du
contenu des programmes. En effet, on pourra prévoir que la syntaxe des
programmes contient en elle-même toutes les informations nécessaires à
une analyse non comparative à cette occasion.
Définition de ses propres programmes par l'utilisateur.
La pipette est programmée de sorte que l'utilisateur est en mesure de
définir ses propres programmes ou des programmes personnalisés, et ce par
la sélection et l'organisation de tâches élémentaires paramétrées par
l'utilisateur et préprogrammées dans la pipette. L'utilisateur met au point ses
programmes personnalisés via l'ordinateur 50 et notamment l'écran 52 et son
clavier 54. Ainsi, le logiciel présent dans la pipette comprend deux modes de
fonctionnement : un premier mode intitulé « mode éditeur », et un deuxième
mode intitulé « mode maintenance ». C'est le premier mode qui permet à
l'utilisateur de définir ses propres programmes de prélèvement composé
d'une succession de tâches élémentaires ou instructions utiles que
l'utilisateur agence en fonction de ses besoins. Ces tâches possèdent
généralement des paramètres de personnalisation. On présente ci-après
certaines de ces tâches et des exemples de paramètres à définir.
Aspiration d'air
Il d'agit d'une séquence d'aspiration d'un volume d'air par la pipette
définie par le programme. Lors de cette tâche, la pipette affichera sur son
écran 20 un nom à la place de la valeur de volume. Pour cette tâche,
l'utilisateur programme :
- le volume d'air à aspirer ;
- la vitesse d'aspiration de ce volume. Il peut pour cela sélectionner
une vitesse parmi un nombre prédéterminé de vitesses disponibles
par défaut dans la pipette, par exemple au nombre de cinq ; et
- le nom de cette tâche par exemple avec un nombre quinze
caractères au maximum. Par défaut, le nom affiché de cette tâche
est « aspiration d'air » ou « air gap ».
Alarme.
Il s'agit d'une séquence qui émet deux bips avec environ
500millisecondes d'intervalle. Les bips sont émis même si le générateur
de son de la pipette a été désactivé par l'utilisateur lors de son réglage
de la pipette.
Aspiration
Cette tâche est une séquence d'aspiration d'un liquide. L'utilisateur
règle les paramètres suivants :
- le volume à aspirer ;
- la vitesse d'aspiration de ce volume, ici encore réglable parmi un
nombre de vitesses disponibles par défaut dans la pipette ;
- le nom de la tâche avec quelques caractères. Par défaut, le nom de
cette tâche pourra être « aspiration » ou « aspirate ».
Dilution
Cette tâche permet la dilution de deux à cinq liquides. Pour cela,
l'utilisateur définit le volume des cinq liquides, les cinq vitesses, et
éventuellement le nom des cinq liquides destinés à être affichés à la place du
volume sur l'écran 20. Pour cela, il règle plus précisément les paramètres
suivants :
- le volume de l'aspiration d'air ou air gap entre chaque prélèvement
de liquide ;
- le volume à aspirer pour chaque liquide ;
- les vitesses d'aspiration de chaque liquide, par exemple à
sélectionner parmi les vitesses prédéterminées ;
- six noms au maximum à entrer ( y compris l'aspiration d'air). En
l'absence de nom, c'est le volume qui sera affiché.
Refoulement.
Cette tâche consiste en une séquence de refoulement. Les paramètres
de l'utilisateur sont :
- le volume à refouler ;
- la vitesse de refoulement de ce volume à sélectionner par exemple
parmi les vitesses disponibles ;
- le nom de la tâche au moyen de caractères, à défaut de quoi c'est
un nom de tâche par défaut qui sera affiché.
Actionnement manuel.
Le mode manuel simule l'utilisation d'une pipette à actionnement
manuel. Ainsi, dans les modes automatiques « aspiration » et
« refoulement », un clic sur le bouton de démarrage amorce l'aspiration ou le
refoulement du volume complet. Toutefois, dans le mode manuel, l'aspiration
ou le refoulement n'ont lieu que si la pression sur le bouton de démarrage est
maintenue. L'aspiration ou le refoulement du volume défini peut donc être fait
en plusieurs temps. Il existe plusieurs types de tâches manuelles :
- une tâche de type mode manuel dans laquelle on définit le volume
de travail, la vitesse d'aspiration, et le choix du bouton inverseur
permettant de changer de sens. La sortie de la procédure est
automatique lors du retour à 0 ;
- Une tâche de type manuel en aspiration uniquement : on définit le
volume d'aspiration, sa vitesse et la vitesse de refoulement, le
bouton inverseur permettant de sortir de la tâche ;
- Une tâche de type manuel en refoulement uniquement : on définit le
volume de refoulement et sa vitesse, le bouton inverseur permettant
de sortir de la tâche. A chaque fois on passe à un nom qui sera
affiché à la place du volume au centre de l'afficheur avec un nombre
de caractères maximum prédéterminé.
Mélange.
Cette tâche consiste en la réalisation d'un mélange. Pour cela, le liquide
sera aspiré et refoulé un nombre prédéterminé de fois. Les paramètres à
régler par l'utilisateur sont les suivants :
- le volume du mélange ;
- la vitesse d'aspiration de ce volume à sélectionner par exemple
parmi les vitesses disponibles par défaut dans la pipette ;
- la vitesse de refoulement de ce volume à sélectionner ici encore
éventuellement parmi les vitesses disponibles par défaut ;
- le nombre de cycles de mélange à effectuer, compris par exemple
entre 1 et 99. Si le nombre restant de cycles à effectuer est nul, la
pipette attend que le bouton de démarrage soit relâché pour arrêter
le cycle de mélange ;
- le nom de la tâche, à défaut de quoi c'est le mot « mélange » qui
sera affiché.
Mode normal.
Il s'agit d'une instruction qui fait basculer la pipette dans un mode de
fonctionnement où la signalétique de pipetage est classique. Cette instruction
permet de revenir à un pipetage standard après l'instruction d'inversion. La
différence entre ces deux modes de pipetage est présentée plus bas.
Pause.
Il s'agit d'une tâche qui arrête le déroulement d'un mode ou d'un
programme pendant un temps T défini par l'utilisateur. Ce temps sera par
exemple compris entre 0 et 999,9 secondes avec un incrément de 0.1
seconde. Les paramètres réglables sont la durée de l'arrêt et le nom de la
tâche.
Purge.
Cette tâche consiste en un mouvement du piston qui garantit que tout le
liquide prélevé est refoulé. Il existe trois types de purges. Tout d'abord la
purge automatique qui est la purge standard que l'on trouve dans le mode de
prélèvement automatique avec un arrêt facultatif en position basse purgée.
Cet arrêt facultatif est sélectionné en gardant le bouton de démarrage
enfoncé. Ensuite la purge stop fait un arrêt obligatoire en position basse. Une
pression sur le bouton de démarrage permet de finir le cycle de purge. La
purge « directe » ne fait pas d'arrêt en position basse, même lorsque le
bouton start est enfoncé. Le paramètre de réglage consiste en le nom de
cette tâche à afficher sur l'écran. A défaut, c'est le nom de la tâche dans
l'une de ces trois options qui sera affichée.
Répétition d'aspirations.
Cette tâche réalise un nombre prédéterminé d'aspirations avec un
certain nombre de volumes différents ou non et un certain nombre de
vitesses associées. Après chaque volume, on doit définir le type d'attente à
réaliser : soit une période de temps, soit une pression sur le bouton de
démarrage. Les paramètres à régler sont :
- le volume à aspirer ;
- les vitesses d'aspiration par volume ;
- les noms correspondants ;
- le type d'attente après chaque aspiration.
Répétition de refoulement.
Cette tâche réalise un certain nombre de refoulements avec des
volumes différents ou non et des vitesses associées. Après chaque volume,
on doit ici encore définir le type d'attente, à savoir soit une période, soit une
pression sur le bouton de démarrage. Les paramètres à régler sont :
- les volumes à refouler ;
- les vitesses des refoulements respectifs ;
- les noms respectifs ;
- le type d'attente après chaque refoulement.
Mode inversé.
Ce mode bascule la pipette dans le mode inversé ou mode reverse. Ce
mode modifie la signalétique de pipetage. Pour cette tâche, l'utilisateur n'a
pas de paramètres à configurer. En référence à la figure 6, la signalétique de
pipetage classique est en effet celle dans laquelle le déclenchement du
prélèvement produit une aspiration jusqu'à obtenir le volume V prévu, puis le
déclenchement du refoulement produit l'expulsion de ce volume avec en
supplément le volume de purge. A l'inverse, comme illustré à la figure 7,
dans le mode inversé, on utilise à la fois le volume V prévu pour le
prélèvement et un volume supplémentaire ou « extra vol ». Lors de
l'aspiration, on aspire un volume de liquide égal à la somme du volume V et
du volume supplémentaire « extra vol ». Sans arrêt, l'aspiration est suivie par
un refoulement de la moitié du volume supplémentaire « extra vol ». Un
nouvel appui sur le bouton provoque ensuite l'expulsion d'une quantité de
liquide égale au volume V sans expulsion du demi-volume supplémentaire
restant. C'est lorsque le départ de la purge a lieu que ce volume est expulsé
avec le volume de purge.
Attente.
Cette tâche arrête le déroulement d'un mode pendant la durée où
l'utilisateur laisse le bouton de démarrage enfoncé ou en attendant qu'il
appuie sur le bouton de démarrage. L'utilisateur n'a pas de paramétrage à
effectuer ici.
Intégration de nouveaux modes.
Si le fabricant commercialise des programmes complexes répondant à
des besoins spécifiques, la liaison par câble permet à l'utilisateur d'intégrer
ces programmes dans la pipette.
Calibration de la pipette par l'utilisateur.
L'utilisateur peut calibrer lui-même sa pipette suivant un même mode
opératoire que le calibrage en usine expliqué plus haut. Ainsi l'utilisateur
mesure les volumes effectivement prélevés en prévoyant trois volumes cibles
sur la pipette, par exemple le volume minimum, un volume à 50% du volume
maximum, et un volume à 100% du volume maximum. La pipette
s'autocalibre grâce au programme prévu à cet effet après que l'utilisateur a
transmis à la pipette la valeur des volumes mesurés pour ces prélèvements
respectifs.
Calibration en un point.
De même l'utilisateur peut souhaiter calibrer sa pipette sur un volume
qu'il utilise fréquemment ou préférentiellement. Pour cela l'utilisateur
programme le volume souhaité et effectue un prélèvement dont il mesure le
volume effectif. Il transmet la valeur ainsi mesurée à la pipette qui se calibre
en ce point.
Information de maintenance.
Le logiciel reçu dans l'ordinateur 50 et associé à la pipette permet à
l'utilisateur de lire sur l'écran 52 et d'écrire au moyen du clavier 54 des
paramètres de maintenance de la pipette.
Ainsi les paramètres suivants peuvent être lus dans la pipette :
- la date de la dernière maintenance ;
- le nombre total de prélèvements effectués ;
- le nombre de pipetages depuis la dernière maintenance ;
- la valeur du volume limite si a été défini un volume limite inférieur au
volume nominal de la pipette. L'utilisateur ne pourra pas régler un volume a
prélever supérieur à cette limite. Cette fonction est utile lorsqu'on utilise des
cônes de volume inférieur au volume nominal de la pipette ;
- les valeurs utilisées pour la calibration ; et
- les valeurs utilisées pour la calibration en un point.
Les paramètres suivants pourront être écrits dans la pipette :
- la date de la prochaine maintenance ;
- les valeurs à prendre en compte pour la calibration ;
- les valeurs à prendre en compte pour la calibration en un point ; et
- la valeur du volume limite.
Lors des opérations de calibration, une fois que le processeur dispose
des couples de valeurs volume programmé / volume mesuré, le processeur
calcule une ou plusieurs équations correspondant à des gammes de volumes
différentes. Lors de l'utilisation de la pipette, là où chaque équation permet
ensuite au processeur de calculer à partir de la valeur programmée par
l'utilisateur lors du réglage du volume à prélever une valeur corrigée. C'est
cette valeur corrigée (ou une autre valeur corrigée calculée éventuellement
pour un autre motif à partir de cette première valeur corrigée) qui sera
effectivement affichée par l'afficheur 20 lors de l'utilisation de la pipette par
l'utilisateur pour lui indiquer le volume réglé pour le prélèvement. Ainsi, ce
mode de fonctionnement est transparent pour l'utilisateur qui a seulement
l'impression de régler un volume à prélever ayant la valeur affichée sur
l'afficheur. En fait, le réglage en mode manuel de la valeur à prélever
entraíne la transmission de la valeur brute au processeur qui applique
l'équation ou la matrice correspondante et obtient la valeur corrigée qui
servira à l'affichage sur l'écran.
On pourra prévoir, comme illustré à la figure 8 que la pipette en
variante ou en complément comprend des moyens 60 de transmission de
données sans fil avec l'ordinateur 50. A cette fin, la pipette ainsi que
l'ordinateur seront dotés de moyens de traitement de signal et d'émission-réception
de signal. Ces transmissions pourront par exemple avoir lieu avec
la norme WIFI IEEE 802.11 qu'il s'agisse de la version 802.11 a, 802.11 b,
802.11 f, ou 802.11 g. Par ailleurs, la transmission pourra être faite suivant la
norme BLUETOOTH dont la version la plus récente est la IEEE 802.15.1.
Bien entendu, on pourra apporter à l'invention de nombreuses
modifications sans sortir du cadre de celle-ci.
On pourra prévoir une pipette mettant en oeuvre le ou les programmes
précités mais ne disposant pas des moyens de transmission selon
l'invention. Dans ce cas, les données pourront être obtenues de la pipette
par lecture sur l'écran. Des données pourront être introduites dans la pipette
au moyen des différents boutons et de la molette.