EP4052057A1 - Device for measuring an amount of superparamagnetic material and use of such a device - Google Patents

Device for measuring an amount of superparamagnetic material and use of such a device

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Publication number
EP4052057A1
EP4052057A1 EP20780249.7A EP20780249A EP4052057A1 EP 4052057 A1 EP4052057 A1 EP 4052057A1 EP 20780249 A EP20780249 A EP 20780249A EP 4052057 A1 EP4052057 A1 EP 4052057A1
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EP
European Patent Office
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coils
coil
pair
pib
frequency
Prior art date
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Pending
Application number
EP20780249.7A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Lionel Cima
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Atware
Original Assignee
Atware
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Filing date
Publication date
Application filed by Atware filed Critical Atware
Publication of EP4052057A1 publication Critical patent/EP4052057A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54313—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals the carrier being characterised by its particulate form
    • G01N33/54326—Magnetic particles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G01N27/74—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables of fluids
    • G01N27/745—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables of fluids for detecting magnetic beads used in biochemical assays
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/007—Environmental aspects, e.g. temperature variations, radiation, stray fields
    • G01R33/0076—Protection, e.g. with housings against stray fields
    • G—PHYSICS
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    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/028—Electrodynamic magnetometers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/12—Measuring magnetic properties of articles or specimens of solids or fluids
    • G01R33/1276—Measuring magnetic properties of articles or specimens of solids or fluids of magnetic particles, e.g. imaging of magnetic nanoparticles

Definitions

  • the present invention relates to a device for measuring an amount of superparamagnetic material. It also relates to the use of such a device in particular for carrying out a differential measurement of quantities of superparamagnetic material.
  • Superparamagnetic materials have the particularity of exhibiting a non-linear magnetic cycle B (H) when the excitation magnetic field H varies over a sufficiently wide range.
  • These materials can be in the form of particles of nanometric dimensions (that is to say, the large diameter of which is between a few nanometers and a few tens of nm), for example nanoparticles of Fe, Ni or Co or other mixtures. These nanoparticles can be incorporated using a binder in magnetic microbeads of micrometric dimensions.
  • document US2009243603 discloses a device for measuring a quantity of superparamagnetic material (designated more simply “magnetic mass” in the remainder of this description). This mass is that of the nanoparticles included in the microbeads conjugated to an analyte of a liquid sample.
  • the liquid solution is placed on an analysis medium formed for example from a strip of porous materials as is well known per se in the field.
  • the measuring device proposed by this document is formed from four planar coils arranged as a measuring bridge on a printed circuit support (“Printed Circuit Board” or PCB according to the Anglo-Saxon term of the trade).
  • a measuring coil is thus connected in series with a reference coil to form a first branch of the bridge.
  • the other two coils also connected to each other in series form a compensation branch, arranged in parallel to the first branch.
  • a test zone for the strip of materials comprising the magnetic microbeads is placed in line with the measuring coil.
  • a high frequency signal is injected into the measuring bridge and the magnetic field produced by the measuring coil is used to magnetize the magnetic particles. These interact with the measuring coil to modify the magnetic field and therefore indirectly its inductance. This modification can be measured by means of a voltage taken between two measurement points, the voltage having the same high frequency as that of the injected signal, in order to estimate the magnetic mass present in the measurement zone.
  • the measuring device proposed by this document is advantageous in that it makes it possible to estimate the difference of the magnetic masses respectively arranged at the level of the measuring coil and at the level of the reference coil.
  • the strip forming the analysis medium By properly arranging the strip forming the analysis medium to the right of the measuring coil and to the right of the reference coil, it is possible to estimate the difference of the magnetic masses respectively arranged in the two zones of the strip. In this way, it is possible to measure the difference between the magnetic mass present in a measurement zone of the strip and the residual magnetic mass present outside this zone, in a so-called non-specific migration zone of the strip.
  • the measurement device proposed by this document is particularly imprecise in a real environment. Indeed, it is very sensitive to external disturbances and to the instabilities of its source of excitation; thus its detection limit is not very satisfactory under these conditions. It uses microbeads comprising superparamagnetic particles but it does not exploit the nonlinear characteristics of these particles.
  • Document EP3314248 exploits the non-linear superparamagnetic properties of particles, for example incorporated in microbeads, to provide a much more reliable measurement of the magnetic mass of these particles.
  • This measuring device has four coils, including a measuring coil in which the amount of material to be measured is placed.
  • the four coils are electrically arranged in series and are identical to each other.
  • the coils are traversed by high frequency (HF), low frequency (LF) and continuous (DC) currents according to a very precise configuration aimed at developing a different magnetic field in each of the coils.
  • the superparamagnetic material is exposed to a high and low frequency magnetic field and, due to the nonlinear behavior of the material, the response to this excitation contains components at frequencies which are linear combinations of the excitation frequencies.
  • the document provides for carry out the measurement of a measurement voltage component at a frequency corresponding to the HF - LF and / or HF + LF frequency. This component becomes proportional to the quantity of superparamagnetic material placed in the measuring coil when a DC component is also applied. This quantity is reversed when the DC component is inverted, which makes it possible to improve the signal-to-noise ratio of the measurement when an excitation sequence is carried out with several DC component values (generally at an average value nothing).
  • the measurement provided by this device is particularly sensitive in particular when the measurement is reproduced for a plurality of DC currents different from each other as is detailed in document EP3314248.
  • this measuring device does not make it possible to measure a magnetic mass differential between two measurement zones.
  • the “series” topology of the coils and the choice of design aiming to form a different magnetic field in each of these coils systematically lead to the addition of the magnetic masses which would be arranged in the coils, whatever the pair of coils considered.
  • magnetic couplings between nearby coils are formed by addition and / or subtraction of the fields, which dissymetrizes the resulting fields and leads to very different coil sensitivities between them.
  • An aim of the invention is to provide a measuring device which at least partially overcomes the aforementioned drawbacks. It aims in particular to provide a measuring device making it possible to provide a reliable, and differential, measurement of magnetic masses respectively arranged in two different zones of an analysis medium.
  • the object of the invention provides a device for measuring a quantity of superparamagnetic material, the device comprising:
  • a first branch comprising a first coil and a second coil mounted in series at a first midpoint and a second branch, mounted in parallel with the first branch, and comprising a third coil and a fourth coil mounted in series at the level a second midpoint, the first coil and the third coil forming a pair of measuring coils, the second coil and the fourth coil forming a pair of compensation coils, the coils of a pair being identical to each other;
  • the two pairs of coils are arranged, in the device, symmetrically with respect to a reference plane;
  • the at least one generator consists of a bridge arm
  • the coils consist of conductive tracks arranged on a flat insulating support
  • the coils are arranged on the insulating flat support along the same line;
  • the coils are placed on the flat support at the four corners of a rectangle;
  • the coils consist of a winding of a conductive wire around a central cylinder
  • the coils of the same pair are arranged one above the other, their respective central cylinders being aligned; the pair of compensation coils is formed by winding a pair of conductive wires around a single central cylinder; the measuring device comprises a shielding making it possible to at least partially immunize the coils from external electromagnetic fields;
  • the measuring device comprises a receptacle for receiving an analysis medium
  • the receptacle and the coils of the measuring pair are arranged so as to have a test zone of the analysis medium at the level of the first coil, a migration zone of the analysis medium at the level of the third coil.
  • the invention provides a method for measuring a quantity of superparamagnetic material placed on an analysis medium, the method comprising:
  • a placement step aimed at placing the analysis medium simultaneously on the first coil and on the third coil of the pair of measuring coils of a measuring device as described above;
  • a measurement step aimed at carrying out at least one measurement of the difference in the quantities of material respectively placed on the analysis medium to the right of the first coil and to the right of the second coil.
  • the analysis medium is moved relative to the coils of the pair of measuring coils and the measuring step is repeated to provide a series of measurements.
  • FIG. 2 shows a block diagram of a measuring device according to the invention
  • FIG. 3a and 3b schematically show two modes of implementation of a measuring device according to the invention.
  • a device in general, is provided with an electronic portion and a measuring head, the measuring head comprising a receptacle configured to receive a quantity of superparamagnetic material whose mass it is desired to estimate.
  • this estimate is obtained by comparing a vector of measurements of the quantity of material with a pre-established signature vector of a reference quantity of this material.
  • the receptacle is configured to receive an analysis medium.
  • This analysis medium can take the form of a column filled with a porous material or of a test strip also formed of such a porous material, facilitating the migration by capillarity of a liquid sample laterally on the strip.
  • the measuring device of the present description is more particularly suitable for such an analysis medium in the form of a test strip.
  • the sample E likely to contain an analyte A is brought into contact with magnetic microbeads 2 comprising superparamagnetic particles, these magnetic microbeads 2 being functionalized to be bind to the sample analyte.
  • the strip 1 comprises a functionalized test zone 1c to retain the analyte A bound to the magnetic microbeads.
  • the part 1b of the strip which contributes to the migration of the sample to the test zone 1c, and beyond this zone, is generally designated by the expression "non-specific migration zone".
  • such a device 10 comprises four coils arranged as follows: in a first branch, a first coil P1A and a second coil P2A are mounted in series at a first midpoint M1 . In a second branch, mounted in parallel with the first branch, a third PIB coil and a fourth P2B coil are mounted in series at a second midpoint M2. The first coil P1A and the third coil PIB form a pair of measuring coils PI, the second coil P2A and the fourth coil P2B form a pair of compensation coils P2.
  • the coils of a pair PI, P2 are identical to each other. And the two pairs of coils PI, P2 are identical to each other and arranged, in the preferred embodiments of a device 10 according to the invention, symmetrically with respect to a reference plane. In this way, it is ensured that the high-frequency components of the fields generated by each of the pairs of coils (which are of opposite signs, as will be presented in detail in the remainder of this presentation) preserve their intensities and their oppositions, despite the magnetic coupling which can take place between the two pairs. The device is thus less sensitive to its electromagnetic environment.
  • the two pairs of coils PI, P2 can be integrated in a compact manner into the measuring head of the device 10.
  • the receptacle for the measuring medium is placed in line with (or in) the pair of measuring coils PI. That is to say that when the analysis medium is placed in or on the receptacle, it is directly exposed to the magnetic fields generated by the measurement coil P1A and by the reference coil PIB.
  • the measuring device 10 is also provided, in its electronic portion, with at least one generator associated with the various coils so as to inject currents into the assembly which has just been described. More specifically, the measuring device 10 comprises: a direct current GDC generator IDC, that is to say generating a quasi-static direct current IDC and in any event of frequency less than 100 Hz; a low frequency current GBF generator IBF, the frequency of which (the first frequency LF) is typically between 100 Hz and 10 kHz;
  • an IHF high frequency current GHF generator the frequency of which (the second HF frequency) is typically between 10 kilohertz and 1 MHz.
  • the frequency ratio between each of these generators is greater than 10 in order to properly separate the currents from each other.
  • the spectrum of the current signals supplied by these generators can be composed of a single line or cover a more complete band, in particular in the respective intervals mentioned above.
  • These generators can be implemented by one or a plurality of bridge arms, controlled by a signal in pulse width modulation, which makes it possible to selectively switch an RLC load between a supply voltage and a ground to form the current. whose intensity and frequency properties are controlled.
  • These generators are in particular those described in the prior art document EP3314248.
  • the generators GDC, GBF, GHF are coupled to the first and second branches to inject into each of the coils P1A, PIB, P2A, P2B a current having a DC component, a component having a first frequency LF and a component having a second HF frequency of such that the magnetic fields generated by the coils of the same pair PI, P2 are identical. More precisely, the magnetic fields produced by the first coil P1A and the third coil PIB are identical to each other and the magnetic fields produced by the second coil P2A to the fourth coil P2B are identical to each other.
  • the current flowing through the coils P1A, PIB of the first pair PI is equal to IDC + IBF + IHF and the current flowing through the coils of the second pair P2 is equal to IDC - IBF + IHF.
  • the current flowing through the coils P1A, PIB of the first pair PI is equal to IDC + IBF + IHF and the current flowing through the coils of the second pair P2 is equal to -IDC + IBF + IHF.
  • Many other configurations are of course possible which make it possible to comply with the condition according to which the magnetic fields produced by the coils of each pair PI, P2 are identical.
  • FIG. 2 thus represents a measuring device 10 for which the generators GDC, GBF, GHF are connected to the coils in accordance with the first configuration presented above.
  • the direct current generator GDC IDC and the low frequency current GBF generator IBF are thus configured to inject a current flowing in each branch, and successively in the coils of the first and of the second pair PI, P2.
  • two GDC generators of direct current IDC and two GBF generators of low frequency current IBF selectively actuated according to whether it is desired to generate a current flowing in one direction of the branches (+ IDC, + IBF) are provided. or that one wishes to generate a current flowing in the other direction of the branches (-IDC, -IBF).
  • the high-frequency current IHF generator GHF injects, via a common mode inductor T, a current at the midpoints Ml, M2 of the two branches.
  • a common mode inductor T injects, via a common mode inductor T, a current at the midpoints Ml, M2 of the two branches.
  • the equality of current flowing in the coils of the pair of measuring coils and of the pair of compensation coils can be verified in FIG. 2.
  • the measuring device 10 finally comprises a voltage detector D (an electromotive force) between two measurement terminals here respectively arranged at the midpoints M1, M2 of the branches.
  • the voltage detector D detects a voltage component at a mixing frequency.
  • the mixing frequency is a linear combination of the first LF frequency and the second HF frequency.
  • linear combination is meant the combination of these frequencies with integer, fixed and non-harmful coefficients.
  • the mixing frequency can thus correspond, by way of example, to the HF-LF frequency and / or to the HF + LF frequency.
  • Detector D can in particular be that described in detail in document EP3314248. It comprises for example a differential amplifier A placed between the 2 terminals of the common mode inductor T, making it possible to recover the voltage present between the two measurement terminals and at least one demodulator De of the amplified signal in order to extract the component from it at the mixing frequency.
  • the signal supplied at the output of the detector D forms the measurement supplied by the device 10.
  • the four coils are arranged in a housing of the measuring device 10, defining for example the measuring head of this device 10, and forming a shielding by an effect of transforming a short-circuit turn (the shielding acts as a coil short-circuited).
  • the coils are thus immunized from external electromagnetic fields around the HF frequency, which could disturb the measurement. Placing the 4 coils in the same shielding eliminates the external fields without attenuating the HF excitation fields: in fact, the HF fields of the 2 pairs cancel each other out and are not affected by the short-circuit coil.
  • the coils are formed by conductive tracks arranged on a flat insulating support (such as a printed circuit support).
  • This support can be multilayer and in particular incorporate shielding turns in addition to or as a replacement for the shielding box mentioned above.
  • the coils can be arranged on the plane support P along the same line or at the four corners of a rectangle, while respecting the symmetry with respect to a reference plane PR like this has been proposed previously.
  • the analysis medium is placed simultaneously on the first coil P1A and on the third PIB coil of the PI measuring coil pair. More precisely, the aim is to place the test zone 1c of the test strip to the right of the first coil P1A of the measuring pair PI and to simultaneously place the migration zone lb of the strip to the right of the third coil PIB.
  • This arrangement of the analysis medium can be guided by the positioning of the receptacle. It would however be possible to provide an inverse configuration, without affecting the general operation of the measuring device.
  • the coils of the PI measurement pair can be arranged on the support so that the distance separating them is compatible with the chosen configuration of the test strip.
  • the dimensions of the coils sufficiently correspond to the dimensions of the various zones of the analysis medium so that the measurement is not disturbed by the presence of magnetic masses arranged on the zones adjacent to the test and migration zones.
  • the coils of the measuring device 10 consist of a winding of a conductive wire on a central cylinder.
  • This central cylinder may be hollow, in particular for the coils constituting the measurement pair PI, so as to be able to place the analysis medium therein.
  • the coils of the same pair are arranged one above the other by aligning their cylinders with each other.
  • the 2 pairs are placed parallel to each other and one thus respects the requirement of symmetry with respect to a reference plane PR.
  • the analysis medium is intended to be placed at the heart of the coils, in the hollow cylinders of the first coil P1A and / or of the third PIB coil. More precisely, it is possible to seek to arrange the test zone 1a of a test strip forming the analysis medium in the central cylinder of the first coil P1A and the migration zone lb of the test strip in the central cylinder of the third PIB coil. A reverse configuration is of course possible. The same precautions as those mentioned in the planar mode are to be taken with regard to the geometry and the location of the coils with respect to the chosen configuration of the test strip.
  • the symmetrical arrangement of the two pairs of measurement coils PI and compensation P2 does not form an imperative condition allowing the operation of a device 10 in accordance with the invention. In some cases, it may be preferable to deviate from this provision. It is thus possible to choose to have only the PI measurement pair in the measurement head and to have the compensation pair at a distance from this head (for example more than 10 cm), for example to integrate it into the electronic portion of the device. device 10. This distancing of the two pairs of coils may result in not respecting the condition of symmetry while providing a perfectly functional device, in particular when the electromagnetic environment of the device is under control, as may be the case in a laboratory.
  • the constitution of the pair of compensation coils P2 can be simplified by making this pair using a winding of a pair of conducting wires (for example a pair of wires twisted conductors) around a single central cylinder.
  • the ends of each lead wire in the pair are electrically connected according to the block diagram in Figure 2.
  • the second coil P2A and the fourth coil P2B which form the pair of compensation coils P2 are somehow integrated. 'to each other, which makes the compensation pair P2 particularly compact and the coils P2A and P2B particularly identical.
  • the measurement pair PI in this non-symmetrical mode of implementation, can be either of the planar or the volume type.
  • the device 10 can make it possible, after the step of placing the analysis medium in the receptacle, to carry out a measurement step aimed at carry out at least one measurement of the difference in the quantities of material respectively placed on the analysis medium to the right of the first coil P1A and to the right of the second coil PIB.
  • This principle can be exploited according to a particularly advantageous implementation of the measurement method according to which the measurement medium is made to scroll in the receptacle, that is to say in line with the coils of the measurement pair PI or in the hollow cylinders of these coils.
  • This mode of implementation provides for carrying out a measurement (and more precisely to carrying out the acquisition of a vector of measurements for different values of the direct current IDC) at a plurality of positions of the analysis medium. It may for example be, when this medium takes in the form of a test strip, to scroll this strip (the “scanner”) above the coils or inside them according to the “planar” or “volume” implementation mode chosen.
  • the first differential measurement will correspond to the magnetic mass at the level of the test zone le (at the level of the first coil P1A) subtracted from the “background noise” magnetic mass present in the migration zone lb (at the level of the third coil P2A).
  • the second differential measurement will correspond to a “background noise” magnetic mass present in the migration zone lb placed on the other side of the test zone le (now at the level of the first coil P1A) subtracted from the magnetic mass. present in the test zone (now at the level of the third PIB coil).

Abstract

The invention relates to a device (10) for measuring an amount of superparamagnetic material, the device comprising a pair of measuring coils (P1) and a pair of compensating coils (P2), the coils of a pair (P1, P2) being identical to each other. The device also includes at least one direct current generator (GDC), a low-frequency generator (GBF), and a high-frequency generator (GHF), the generators (GDC, GBF, GHF) being coupled to the first and second pairs (P1, P2) to inject into each of the coils (P1A, P1B, P2A, P2B) a current having a DC component, a high-frequency component and a low-frequency component, such that the magnetic fields generated by the coils of the same pair are identical. The device also comprises a detector of a component of an electric voltage set at a mixing frequency which is a linear combination of the first and the second frequency.

Description

DISPOSITIF DE MESURE D'UNE QUANTITE DE MATERIAU SUPERPARAMAGNETIQUE ET UTILISATION D'UN TEL DISPOSITIF DEVICE FOR MEASURING A QUANTITY OF SUPERPARAMAGNETIC MATERIAL AND USE OF SUCH A DEVICE
DOMAINE DE L' INVENTION FIELD OF THE INVENTION
La présente invention concerne un dispositif de mesure d'une quantité de matériau superparamagnétique. Elle concerne également l'utilisation d'un tel dispositif notamment pour procéder à une mesure différentielle de quantités de matériau superparamagnétique . The present invention relates to a device for measuring an amount of superparamagnetic material. It also relates to the use of such a device in particular for carrying out a differential measurement of quantities of superparamagnetic material.
ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE DE L' INVENTION TECHNOLOGICAL BACKGROUND OF THE INVENTION
Les matériaux superparamagnétiques ont la particularité de présenter un cycle magnétique B (H) non linéaire lorsque le champ magnétique d'excitation H varie sur une plage suffisamment étendue. B désigne l'induction magnétique dans le matériau provoqué par ce champ H. Elles présentent également l'avantage de ne pas avoir de rémanence, c'est-à-dire que B(0)=0. Superparamagnetic materials have the particularity of exhibiting a non-linear magnetic cycle B (H) when the excitation magnetic field H varies over a sufficiently wide range. B designates the magnetic induction in the material caused by this field H. They also have the advantage of not having remanence, that is to say that B (0) = 0.
Ces matériaux peuvent se présenter sous la forme de particules de dimensions nanométriques (c'est-à-dire dont le grand diamètre est compris entre quelques nanomètres et quelques dizaines de nm), par exemple des nanoparticules de Fe, de Ni ou de Co ou d'autres mélanges. Ces nanoparticules peuvent être incorporées à l'aide d'un liant dans des microbilles magnétiques de dimensions micrométriques. These materials can be in the form of particles of nanometric dimensions (that is to say, the large diameter of which is between a few nanometers and a few tens of nm), for example nanoparticles of Fe, Ni or Co or other mixtures. These nanoparticles can be incorporated using a binder in magnetic microbeads of micrometric dimensions.
De nombreuses applications tirent profit des caractéristiques linéaires et/ou non linéaires de telles microbilles magnétiques. C'est notamment le cas dans le domaine du dosage immunologique. Many applications take advantage of the linear and / or non-linear characteristics of such magnetic microbeads. This is particularly the case in the field of immunological assay.
Ainsi le document US2009243603 divulgue un dispositif de mesure d'une quantité de matériau superparamagnétique (désigné plus simplement « masse magnétique » dans la suite de cette description). Cette masse est celle des nanoparticules comprises dans les microbilles conjuguées à un analyte d'un échantillon liquide. La solution liquide est disposée sur un milieu d'analyse formé par exemple d'une bandelette de matériaux poreux comme cela est bien connu en soi dans le domaine. Thus, document US2009243603 discloses a device for measuring a quantity of superparamagnetic material (designated more simply “magnetic mass” in the remainder of this description). This mass is that of the nanoparticles included in the microbeads conjugated to an analyte of a liquid sample. The liquid solution is placed on an analysis medium formed for example from a strip of porous materials as is well known per se in the field.
Le dispositif de mesure proposé par ce document est formé de quatre bobines planaires disposées en pont de mesure sur un support de circuit imprimé (« Printed Circuit Board » ou PCB selon le terme anglo-saxon du métier). Une bobine de mesure est ainsi reliée en série avec une bobine de référence pour former une première branche du pont. Les deux autres bobines également reliées entre elles en série forment une branche de compensation, disposée en parallèle à la première branche. The measuring device proposed by this document is formed from four planar coils arranged as a measuring bridge on a printed circuit support (“Printed Circuit Board” or PCB according to the Anglo-Saxon term of the trade). A measuring coil is thus connected in series with a reference coil to form a first branch of the bridge. The other two coils also connected to each other in series form a compensation branch, arranged in parallel to the first branch.
Une zone de test de la bandelette de matériaux comprenant les microbilles magnétiques est disposée au droit de la bobine de mesure. Un signal haute fréquence est injecté dans le pont de mesure et le champ magnétique produit par la bobine de mesure utilisé pour aimanter les particules magnétiques. Celles-ci interagissent avec la bobine de mesure pour modifier le champ magnétique et donc indirectement son inductance. Cette modification peut être mesurée par l'intermédiaire d'une tension prélevée entre deux points de mesure, la tension présentant la même haute fréquence que celle du signal injecté, afin d'estimer la masse magnétique présente dans la zone de mesure. A test zone for the strip of materials comprising the magnetic microbeads is placed in line with the measuring coil. A high frequency signal is injected into the measuring bridge and the magnetic field produced by the measuring coil is used to magnetize the magnetic particles. These interact with the measuring coil to modify the magnetic field and therefore indirectly its inductance. This modification can be measured by means of a voltage taken between two measurement points, the voltage having the same high frequency as that of the injected signal, in order to estimate the magnetic mass present in the measurement zone.
Le dispositif de mesure proposé par ce document est avantageux en ce qu'il permet d'estimer la différence des masses magnétiques respectivement disposées au niveau de la bobine de mesure et au niveau de la bobine de référence. En disposant convenablement la bandelette formant le milieu d'analyse au droit de la bobine de mesure et au droit de la bobine de référence, on peut estimer la différence des masses magnétiques respectivement disposées dans les deux zones de la bandelette. On peut de la sorte mesurer la différence entre la masse magnétique présente dans une zone de mesure de la bandelette et la masse magnétique résiduelle présente en dehors de cette zone, dans une zone dite de migration non spécifique de la bandelette. The measuring device proposed by this document is advantageous in that it makes it possible to estimate the difference of the magnetic masses respectively arranged at the level of the measuring coil and at the level of the reference coil. By properly arranging the strip forming the analysis medium to the right of the measuring coil and to the right of the reference coil, it is possible to estimate the difference of the magnetic masses respectively arranged in the two zones of the strip. In this way, it is possible to measure the difference between the magnetic mass present in a measurement zone of the strip and the residual magnetic mass present outside this zone, in a so-called non-specific migration zone of the strip.
On note toutefois que le dispositif de mesure proposé par ce document est particulièrement peu précis en environnement réel. En effet, il est très sensible à des perturbations extérieures et aux instabilités de sa source d'excitation ; ainsi sa limite de détection n'est pas très satisfaisante dans ces conditions. Il met en œuvre des microbilles comportant des particules superparamagnétiques mais il n'exploite pas les caractéristiques non linéaires de ces particules. It should be noted, however, that the measurement device proposed by this document is particularly imprecise in a real environment. Indeed, it is very sensitive to external disturbances and to the instabilities of its source of excitation; thus its detection limit is not very satisfactory under these conditions. It uses microbeads comprising superparamagnetic particles but it does not exploit the nonlinear characteristics of these particles.
Le document EP3314248 exploite quant à lui les propriétés non- linéaires superparamagnétiques des particules, par exemple incorporées dans des microbilles, pour fournir une mesure de la masse magnétique de ces particules beaucoup plus fiable. Ce dispositif de mesure comporte quatre bobines, dont une bobine de mesure dans laquelle la quantité de matériau à mesurer est placée. Document EP3314248, for its part, exploits the non-linear superparamagnetic properties of particles, for example incorporated in microbeads, to provide a much more reliable measurement of the magnetic mass of these particles. This measuring device has four coils, including a measuring coil in which the amount of material to be measured is placed.
Les quatre bobines sont disposées électriquement en séries et sont identiques les unes aux autres. Les bobines sont traversées par des courants à haute fréquence (HF), à basse fréquence (BF) et continue (DC) selon une configuration bien précise visant à développer un champ magnétique différent dans chacune des bobines. On expose le matériau superparamagnétique à un champ magnétique haute et basse fréquences et, du fait du comportement non linéaire du matériau, la réponse à cette excitation contient des composantes à des fréquences qui sont des combinaisons linéaires des fréquences d'excitation. Le document prévoit de procéder à la mesure d'une composante de tension de mesure à une fréquence correspondant à la fréquence HF - BF et/ou HF + BF. Cette composante devient proportionnelle à la quantité de matériau superparamagnétique disposée dans la bobine de mesure lorsque l'on applique en plus une composante continue. Cette quantité s'inverse lorsque l'on inverse la composante continue, ce qui permet d'améliorer le rapport signal sur bruit de la mesure lorsque l'on réalise une séquence d'excitation avec plusieurs valeurs de composante continue (en général à valeur moyenne nulle). The four coils are electrically arranged in series and are identical to each other. The coils are traversed by high frequency (HF), low frequency (LF) and continuous (DC) currents according to a very precise configuration aimed at developing a different magnetic field in each of the coils. The superparamagnetic material is exposed to a high and low frequency magnetic field and, due to the nonlinear behavior of the material, the response to this excitation contains components at frequencies which are linear combinations of the excitation frequencies. The document provides for carry out the measurement of a measurement voltage component at a frequency corresponding to the HF - LF and / or HF + LF frequency. This component becomes proportional to the quantity of superparamagnetic material placed in the measuring coil when a DC component is also applied. This quantity is reversed when the DC component is inverted, which makes it possible to improve the signal-to-noise ratio of the measurement when an excitation sequence is carried out with several DC component values (generally at an average value nothing).
La mesure fournie par ce dispositif est particulièrement sensible notamment lorsque la mesure et reproduite pour une pluralité de courants continus différents les uns des autres comme cela est détaillé dans le document EP3314248. The measurement provided by this device is particularly sensitive in particular when the measurement is reproduced for a plurality of DC currents different from each other as is detailed in document EP3314248.
Toutefois, ce dispositif de mesure ne permet pas de mesurer un différentiel de masses magnétiques entre deux zones de mesure. En effet, la topologie « en série » des bobines et le choix de conception visant à former un champ magnétique différent dans chacune de ces bobines conduisent systématiquement à additionner les masses magnétiques qui seraient disposées dans les bobines, quel que soit le couple de bobines considéré. De plus des couplages magnétiques entre des bobines proches se forment par addition et/ou soustraction des champs, ce qui dissymétrise les champs résultants et conduit à des sensibilités de bobines bien différentes entre elles. Pour éviter de créer des « zones mortes » entre ou dans les bobines, on est tenu d'éloigner physiquement les bobines les unes des autres, ou bien d'utiliser la topologie symétrique telle que décrite dans le document EP3314248, ce qui renforce l'impossibilité de réalisation d'un dispositif différentiel compact. However, this measuring device does not make it possible to measure a magnetic mass differential between two measurement zones. In fact, the “series” topology of the coils and the choice of design aiming to form a different magnetic field in each of these coils systematically lead to the addition of the magnetic masses which would be arranged in the coils, whatever the pair of coils considered. . In addition, magnetic couplings between nearby coils are formed by addition and / or subtraction of the fields, which dissymetrizes the resulting fields and leads to very different coil sensitivities between them. To avoid creating "dead zones" between or in the coils, it is necessary to physically move the coils away from each other, or else to use the symmetrical topology as described in document EP3314248, which reinforces the impossibility of producing a compact differential device.
OBJET DE L' INVENTION Un but de l'invention est de proposer un dispositif de mesure remédiant au moins en partie aux inconvénients précités. Elle vise notamment à fournir un dispositif de mesure permettant de fournir une mesure fiable, et différentielle, de masses magnétiques respectivement disposées en deux zones différentes d'un milieu d'analyse. OBJECT OF THE INVENTION An aim of the invention is to provide a measuring device which at least partially overcomes the aforementioned drawbacks. It aims in particular to provide a measuring device making it possible to provide a reliable, and differential, measurement of magnetic masses respectively arranged in two different zones of an analysis medium.
BREVE DESCRIPTION DE L' INVENTION BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION
En vue de la réalisation de ce but, l'objet de l'invention propose un dispositif de mesure d'une quantité de matériau superparamagnétique, le dispositif comprenant : With a view to achieving this aim, the object of the invention provides a device for measuring a quantity of superparamagnetic material, the device comprising:
- une première branche comportant une première bobine et une deuxième bobine montées en série au niveau d'un premier point milieu et une deuxième branche, montée en parallèle avec la première branche, et comportant une troisième bobine et une quatrième bobine montées en série au niveau d'un second point milieu, la première bobine et la troisième bobine formant une paire de bobines de mesure, la deuxième bobine et la quatrième bobine formant une paire de bobines de compensation, les bobines d'une paire étant identiques entre elles;a first branch comprising a first coil and a second coil mounted in series at a first midpoint and a second branch, mounted in parallel with the first branch, and comprising a third coil and a fourth coil mounted in series at the level a second midpoint, the first coil and the third coil forming a pair of measuring coils, the second coil and the fourth coil forming a pair of compensation coils, the coils of a pair being identical to each other;
- au moins un générateur d'un courant continu, d'un courant présentant une première fréquence, dit générateur basse fréquence, et d'un courant présentant une deuxième fréquence supérieure à la première, dit générateur haute fréquence, les générateurs étant couplés aux première et deuxième branches pour injecter dans chacune des bobines un courant présentant une composante continue, une composante présentant une première fréquence et une composante présentant une deuxième fréquence de telle sorte que les champs magnétiques générés par les bobines d'une même paire soit identiques; - at least one generator of a direct current, of a current having a first frequency, called a low frequency generator, and of a current having a second frequency higher than the first, called a high frequency generator, the generators being coupled to the first and second branches for injecting into each of the coils a current having a DC component, a component having a first frequency and a component having a second frequency so that the magnetic fields generated by the coils of the same pair are identical;
- un détecteur d'une composante d'une tension électrique présente entre le point milieu de chaque branche, cette composante étant établie à une fréquence de mélange, combinaison linéaire de la première et de la deuxième fréquence. - a detector of a component of an electrical voltage present between the midpoint of each branch, this component being established at a mixing frequency, a linear combination of the first and the second frequency.
Selon d'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de l'invention, prises seules ou selon toute combinaison techniquement réalisable : According to other advantageous and non-limiting characteristics of the invention, taken alone or in any technically feasible combination:
- les deux paires de bobines sont disposées, dans le dispositif, symétriquement par rapport à un plan de référence ; the two pairs of coils are arranged, in the device, symmetrically with respect to a reference plane;
- le au moins un générateur est constitué d'un bras de pont ; - the at least one generator consists of a bridge arm;
- les bobines sont constituées de pistes conductrices disposées sur un support plan isolant ; - The coils consist of conductive tracks arranged on a flat insulating support;
- les bobines sont disposées sur le support plan isolant le long d'une même ligne ; - The coils are arranged on the insulating flat support along the same line;
- les bobines sont disposées sur le support plan aux quatre coins d'un rectangle ; - the coils are placed on the flat support at the four corners of a rectangle;
- les bobines sont constituées d'un enroulement d'un fil conducteur autour d'un cylindre central ; - the coils consist of a winding of a conductive wire around a central cylinder;
- les bobines d'une même paire sont disposées l'une au-dessus de l'autre, leurs cylindres centraux respectifs étant alignés ; la paire de bobines de compensation est formée d'un enroulement d'une paire de fils conducteurs autour d'un unique cylindre central ; - le dispositif de mesure comprend un blindage permettant d'immuniser au moins partiellement les bobines de champs électromagnétiques extérieurs ; - The coils of the same pair are arranged one above the other, their respective central cylinders being aligned; the pair of compensation coils is formed by winding a pair of conductive wires around a single central cylinder; the measuring device comprises a shielding making it possible to at least partially immunize the coils from external electromagnetic fields;
- le dispositif de mesure comprend un réceptacle pour recevoir un milieu d'analyse ; the measuring device comprises a receptacle for receiving an analysis medium;
- le réceptacle et les bobines de la paire de mesure sont agencés de sorte à disposer une zone de test du milieu d'analyse au niveau de la première bobine, une zone de migration du milieu d'analyse au niveau de la troisième bobine. the receptacle and the coils of the measuring pair are arranged so as to have a test zone of the analysis medium at the level of the first coil, a migration zone of the analysis medium at the level of the third coil.
Selon un autre aspect, l'invention propose un procédé de mesure d'une quantité de matériau superparamagnétique disposée sur un milieu d'analyse, le procédé comprenant : According to another aspect, the invention provides a method for measuring a quantity of superparamagnetic material placed on an analysis medium, the method comprising:
- une étape de placement visant à disposer le milieu d'analyse simultanément sur la première bobine et sur la troisième bobine de la paire de bobines de mesure d'un dispositif de mesure tel que décrit précédemment ; a placement step aimed at placing the analysis medium simultaneously on the first coil and on the third coil of the pair of measuring coils of a measuring device as described above;
- une étape de mesure visant à procéder à au moins une mesure de la différence des quantités de matériau respectivement disposé sur le milieu d'analyse au droit de la première bobine et au droit de la deuxième bobine. a measurement step aimed at carrying out at least one measurement of the difference in the quantities of material respectively placed on the analysis medium to the right of the first coil and to the right of the second coil.
Avantageusement, on déplace le milieu d'analyse relativement aux bobines de la paire de bobines de mesure et on répète l'étape de mesure pour fournir un défilé de mesures. Advantageously, the analysis medium is moved relative to the coils of the pair of measuring coils and the measuring step is repeated to provide a series of measurements.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée de l'invention qui va suivre en référence aux figures annexées sur lesquelles : - La figure 1 représente une bandelette de test de l'état de la technique dans le domaine du dosage immunologique ; Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the detailed description of the invention which will follow with reference to the appended figures in which: - Figure 1 shows a test strip of the state of the art in the field of immunological assay;
- La figure 2 représente un schéma de principe d'un dispositif de mesure conforme à l'invention ; - Figure 2 shows a block diagram of a measuring device according to the invention;
- Les figures 3a et 3b représentent schématiquement deux modes de mise en œuvre d'un dispositif de mesure conforme à 1'invention. - Figures 3a and 3b schematically show two modes of implementation of a measuring device according to the invention.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L' INVENTION DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
D'une manière générale, un dispositif conforme à la présente description est muni d'une portion électronique et d'une tête de mesure, la tête de mesure comprenant un réceptacle configuré pour recevoir une quantité de matériau superparamagnétique dont on souhaite estimer la masse. Comme cela est décrit dans le brevet européen EP3314248, cette estimation est obtenue en comparant un vecteur de mesures de la quantité de matériau à un vecteur de signature préétablie d'une quantité de référence de ce matériau. In general, a device according to the present description is provided with an electronic portion and a measuring head, the measuring head comprising a receptacle configured to receive a quantity of superparamagnetic material whose mass it is desired to estimate. As described in European patent EP3314248, this estimate is obtained by comparing a vector of measurements of the quantity of material with a pre-established signature vector of a reference quantity of this material.
Lorsque le dispositif est conçu pour une application dans le domaine de l'immunologie, le réceptacle est configuré pour recevoir un milieu d'analyse. Ce milieu d'analyse peut prendre la forme d'une colonne remplie d'un matériau poreux ou d'une bandelette de test formée également d'un tel matériau poreux, facilitant la migration par capillarité d'un échantillon liquide latéralement sur la bandelette. When the device is designed for application in the field of immunology, the receptacle is configured to receive an analysis medium. This analysis medium can take the form of a column filled with a porous material or of a test strip also formed of such a porous material, facilitating the migration by capillarity of a liquid sample laterally on the strip.
Le dispositif de mesure de la présente description est plus particulièrement adapté à un tel milieu d'analyse se présentant sous la forme d'une bandelette de test. On rappelle, en référence à la figure 1, que dans le domaine de l'immunologie, l'échantillon E susceptible de contenir un analyte A est mis en présence de microbilles magnétiques 2 comprenant des particules superparamagnétiques, ces microbilles magnétiques 2 étant fonctionnalisées pour se lier à l'analyte de l'échantillon. La bandelette 1 comprend une zone de test fonctionnalisée le pour retenir l'analyte A lié aux microbilles magnétiques. La partie lb de la bandelette qui contribue à la migration de l'échantillon jusqu'à la zone de test le, et au- delà de cette zone, est généralement désignée par l'expression « zone de migration non spécifique ». Elle n'est pas destinée à retenir l'analyte A ou les autres éléments contenus dans l'échantillon, mais des résidus de ces éléments peuvent néanmoins être présents (et notamment des microbilles magnétiques 2 liées ou non à l'analyte). On a ainsi représenté dans l'encart de la figure 1, la quantité de microbilles magnétiques 2 (en ordonnées et en unité arbiraires) répartie le long de la bandelette (en abscisse). On observe un pic de quantité au niveau de la zone de test le, et un gradient le long de la zone de migration lb, dans le sens de l'écoulement de l'échantillon liquide E. Pour estimer au mieux la quantité d'analyte présente dans l'échantillon, ou pour détecter sa présence, il est donc avantageux de mesurer la différence des masses magnétiques respectivement présentes dans la zone de test le et dans la zone de migration lb. The measuring device of the present description is more particularly suitable for such an analysis medium in the form of a test strip. It will be recalled, with reference to FIG. 1, that in the field of immunology, the sample E likely to contain an analyte A is brought into contact with magnetic microbeads 2 comprising superparamagnetic particles, these magnetic microbeads 2 being functionalized to be bind to the sample analyte. The strip 1 comprises a functionalized test zone 1c to retain the analyte A bound to the magnetic microbeads. The part 1b of the strip which contributes to the migration of the sample to the test zone 1c, and beyond this zone, is generally designated by the expression "non-specific migration zone". It is not intended to retain the analyte A or the other elements contained in the sample, but residues of these elements may nevertheless be present (and in particular magnetic microbeads 2 whether or not bound to the analyte). There is thus shown in the inset of FIG. 1, the quantity of magnetic microbeads 2 (on the ordinate and in arbitrary units) distributed along the strip (on the abscissa). A quantity peak is observed at the level of the test zone 1c, and a gradient along the migration zone lb, in the direction of the flow of the liquid sample E. In order to best estimate the quantity of analyte present in the sample, or to detect its presence, it is therefore advantageous to measure the difference in the magnetic masses respectively present in the test zone 1c and in the migration zone 1b.
Un dispositif conforme à la présente description permet la réalisation d'une telle mesure différentielle. Ainsi, et en référence à la figure 2, un tel dispositif 10 comprend quatre bobines agencées de la manière suivante : dans une première branche, une première bobine P1A et une deuxième bobine P2A sont montées en série au niveau d'un premier point milieu Ml. Dans une deuxième branche, montée en parallèle avec la première branche, une troisième bobine PIB et une quatrième bobine P2B sont montées en série au niveau d'un second point milieu M2. La première bobine P1A et la troisième bobine PIB forment une paire de bobines de mesure PI, la deuxième bobine P2A et la quatrième bobine P2B forment une paire de bobines de compensation P2. A device in accordance with the present description enables such a differential measurement to be carried out. Thus, and with reference to FIG. 2, such a device 10 comprises four coils arranged as follows: in a first branch, a first coil P1A and a second coil P2A are mounted in series at a first midpoint M1 . In a second branch, mounted in parallel with the first branch, a third PIB coil and a fourth P2B coil are mounted in series at a second midpoint M2. The first coil P1A and the third coil PIB form a pair of measuring coils PI, the second coil P2A and the fourth coil P2B form a pair of compensation coils P2.
Les bobines d'une paire PI, P2 sont identiques entre elles. Et les deux paires de bobines PI, P2 sont identiques entre elles et disposées, dans les modes de mise en œuvre préférés d'un dispositif 10 conforme à l'invention, symétriquement par rapport à un plan de référence. De la sorte, on s'assure que les composantes haute fréquence des champs générés par chacune des paires de bobines (qui sont de signes opposés, comme cela sera présenté en détail dans la suite de cet exposé) préservent leurs intensités et leurs oppositions, malgré le couplage magnétique qui peut s'opérer entre les deux paires. Le dispositif est ainsi moins sensible à son environnement électromagnétique. Dans ces modes de mise en œuvre préférés, les deux paires de bobines PI, P2 peuvent être intégrées de manière compacte dans la tête de mesure du dispositif 10. The coils of a pair PI, P2 are identical to each other. And the two pairs of coils PI, P2 are identical to each other and arranged, in the preferred embodiments of a device 10 according to the invention, symmetrically with respect to a reference plane. In this way, it is ensured that the high-frequency components of the fields generated by each of the pairs of coils (which are of opposite signs, as will be presented in detail in the remainder of this presentation) preserve their intensities and their oppositions, despite the magnetic coupling which can take place between the two pairs. The device is thus less sensitive to its electromagnetic environment. In these preferred embodiments, the two pairs of coils PI, P2 can be integrated in a compact manner into the measuring head of the device 10.
De manière avantageuse, et comme cela sera rendu évident dans la suite de cet exposé, le réceptacle du milieu de mesure est disposé au droit de (ou dans) la paire de bobines de mesure PI. C'est-à-dire que lorsque le milieu d'analyse est placé dans ou sur le réceptacle, il est directement exposé aux champs magnétiques générés par la bobine de mesure P1A et par la bobine de référence PIB. Advantageously, and as will be made evident in the remainder of this description, the receptacle for the measuring medium is placed in line with (or in) the pair of measuring coils PI. That is to say that when the analysis medium is placed in or on the receptacle, it is directly exposed to the magnetic fields generated by the measurement coil P1A and by the reference coil PIB.
Le dispositif de mesure 10 est également muni, dans sa portion électronique, d'au moins un générateur associé aux différentes bobines de manière à injecter des courants dans le montage qui vient d'être décrit. Plus spécifiquement, le dispositif de mesure 10 comprend : - un générateur GDC de courant continu IDC, c'est-à-dire générant un courant continu IDC quasi statique et en tout état de cause de fréquence inférieure à 100 Hz ; un générateur GBF de courant basse fréquence IBF dont la fréquence (la première fréquence BF) est typiquement comprise entre 100Hz et 10 kHz ; The measuring device 10 is also provided, in its electronic portion, with at least one generator associated with the various coils so as to inject currents into the assembly which has just been described. More specifically, the measuring device 10 comprises: a direct current GDC generator IDC, that is to say generating a quasi-static direct current IDC and in any event of frequency less than 100 Hz; a low frequency current GBF generator IBF, the frequency of which (the first frequency LF) is typically between 100 Hz and 10 kHz;
- un générateur GHF de courant haute fréquence IHF dont la fréquence (la deuxième fréquence HF) est typiquement comprise entre 10 kilohertz et 1 MHz. an IHF high frequency current GHF generator, the frequency of which (the second HF frequency) is typically between 10 kilohertz and 1 MHz.
De préférence, le rapport de fréquence entre chacun de ces générateurs est supérieur à 10 afin de bien séparer fréquentiellement les courants les uns des autres. Le spectre des signaux de courant fournis par ces générateurs peut être composé d'une simple raie ou couvrir une bande plus complète, notamment dans les intervalles respectifs cités ci-dessus. Preferably, the frequency ratio between each of these generators is greater than 10 in order to properly separate the currents from each other. The spectrum of the current signals supplied by these generators can be composed of a single line or cover a more complete band, in particular in the respective intervals mentioned above.
Ces générateurs peuvent être mis en œuvre par un ou une pluralité de bras de pont, commandé par un signal en modulation de largeur d'impulsion, qui permet de sélectivement commuter une charge RLC entre une tension d'alimentation et une masse pour former le courant dont les propriétés d'intensité et de fréquence sont contrôlées. Ces générateurs sont notamment ceux décrits dans le document d'art antérieur EP3314248. These generators can be implemented by one or a plurality of bridge arms, controlled by a signal in pulse width modulation, which makes it possible to selectively switch an RLC load between a supply voltage and a ground to form the current. whose intensity and frequency properties are controlled. These generators are in particular those described in the prior art document EP3314248.
Les générateurs GDC, GBF, GHF sont couplés aux première et deuxième branches pour injecter dans chacune des bobines P1A, PIB, P2A, P2B un courant ayant une composante continue, une composante présentant une première fréquence BF et une composante présentant une deuxième fréquence HF de telle sorte que les champs magnétiques générés par les bobines d'une même paire PI, P2 soit identiques. Plus précisément, les champs magnétiques produits par la première bobine P1A et la troisième bobine PIB sont identiques entre eux et les champs magnétiques produits par la deuxième bobine P2A à la quatrième bobine P2B sont identiques entre eux. The generators GDC, GBF, GHF are coupled to the first and second branches to inject into each of the coils P1A, PIB, P2A, P2B a current having a DC component, a component having a first frequency LF and a component having a second HF frequency of such that the magnetic fields generated by the coils of the same pair PI, P2 are identical. More precisely, the magnetic fields produced by the first coil P1A and the third coil PIB are identical to each other and the magnetic fields produced by the second coil P2A to the fourth coil P2B are identical to each other.
Les bobines de chaque paire PI, P2 étant identiques entre elles, cette condition revient à poser que les courants traversant respectivement les bobines d'une même paire sont également identiques entre eux. The coils of each pair PI, P2 being identical to each other, this condition amounts to assuming that the currents respectively passing through the coils of the same pair are also identical to each other.
On peut ainsi prévoir, selon une première configuration, que le courant traversant les bobines P1A, PIB de la première paire PI soit égal à IDC + IBF + IHF et que le courant traversant les bobines P2A, P2B de la deuxième paire P2 soit égal à IDC + IBF - IHF. It is thus possible to provide, according to a first configuration, that the current passing through the coils P1A, PIB of the first pair PI is equal to IDC + IBF + IHF and that the current passing through the coils P2A, P2B of the second pair P2 is equal to IDC + IBF - IHF.
Dans une seconde configuration, le courant traversant les bobines P1A, PIB de la première paire PI est égal à IDC + IBF + IHF et le courant traversant les bobines de la deuxième paire P2 est égal à IDC - IBF + IHF. In a second configuration, the current flowing through the coils P1A, PIB of the first pair PI is equal to IDC + IBF + IHF and the current flowing through the coils of the second pair P2 is equal to IDC - IBF + IHF.
Dans une autre configuration encore le courant traversant les bobines P1A, PIB de la première paire PI est égal à IDC + IBF + IHF et le courant traversant les bobines de la deuxième paire P2 est égal à -IDC + IBF + IHF. Bien d'autres configurations sont bien entendu possibles qui permettent de respecter la condition selon laquelle les champs magnétiques produits par les bobines de chaque paire PI, P2 sont identiques. In yet another configuration, the current flowing through the coils P1A, PIB of the first pair PI is equal to IDC + IBF + IHF and the current flowing through the coils of the second pair P2 is equal to -IDC + IBF + IHF. Many other configurations are of course possible which make it possible to comply with the condition according to which the magnetic fields produced by the coils of each pair PI, P2 are identical.
Avantageusement combinée à l'exigence de symétrie par rapport à un plan de référence exposée antérieurement, cette configuration rend possible la mesure fiable d'une différence de masse magnétique. La figure 2 représente ainsi un dispositif de mesure 10 pour lequel les générateurs GDC, GBF, GHF sont reliés aux bobines conformément à la première configuration présentée ci-dessus. Advantageously combined with the requirement of symmetry with respect to a reference plane explained previously, this configuration makes it possible to reliably measure a magnetic mass difference. FIG. 2 thus represents a measuring device 10 for which the generators GDC, GBF, GHF are connected to the coils in accordance with the first configuration presented above.
Le générateur GDC de courant continu IDC et le générateur GBF de courant basse fréquence IBF sont ainsi configurés pour injecter un courant circulant dans chaque branche, et successivement dans les bobines de la première et de la deuxième paire PI, P2. On a prévu, dans le montage représenté, deux générateurs GDC de courant continu IDC et deux générateurs GBF de courant basse fréquence IBF, sélectivement actionnés selon que l'on souhaite générer un courant circulant dans un sens des branches (+IDC, +IBF) ou que l'on souhaite générer un courant circulant dans l'autre sens des branches (-IDC, -IBF). The direct current generator GDC IDC and the low frequency current GBF generator IBF are thus configured to inject a current flowing in each branch, and successively in the coils of the first and of the second pair PI, P2. In the assembly shown, two GDC generators of direct current IDC and two GBF generators of low frequency current IBF, selectively actuated according to whether it is desired to generate a current flowing in one direction of the branches (+ IDC, + IBF) are provided. or that one wishes to generate a current flowing in the other direction of the branches (-IDC, -IBF).
Le générateur GHF de courant haute fréquence IHF injecte quant à lui, par l'intermédiaire d'une inductance de mode commun T, un courant au niveau des points milieux Ml, M2 des deux branches. On vérifie bien sur la figure 2 l'égalité de courant circulant dans les bobines de la paire de bobines de mesure et de la paire de bobines de compensation. Comme cela est également représenté sur la figure 2, on peut également prévoir des capacités de découplage C2 entre le générateur GHF haute fréquence et le reste du circuit. As for the high-frequency current IHF generator GHF, it injects, via a common mode inductor T, a current at the midpoints Ml, M2 of the two branches. The equality of current flowing in the coils of the pair of measuring coils and of the pair of compensation coils can be verified in FIG. 2. As is also shown in FIG. 2, it is also possible to provide decoupling capacitors C2 between the high frequency GHF generator and the rest of the circuit.
Le dispositif de mesure 10 comprend enfin un détecteur de tension D (une force électromotrice) entre deux bornes de mesures ici respectivement disposées aux points milieux Ml, M2 des branches. Le détecteur de tension D relève une composante de tension à une fréquence de mélange. La fréquence de mélange est une combinaison linéaire de la première fréquence BF et de la deuxième fréquence HF. Par « combinaison linéaire » on entend la combinaison de ces fréquences avec des coefficients entiers, fixes et non nuis. La fréquence de mélange peut ainsi correspondre, à titre d'exemple, à la fréquence HF-BF et/ou à la fréquence HF+BF. The measuring device 10 finally comprises a voltage detector D (an electromotive force) between two measurement terminals here respectively arranged at the midpoints M1, M2 of the branches. The voltage detector D detects a voltage component at a mixing frequency. The mixing frequency is a linear combination of the first LF frequency and the second HF frequency. By “linear combination” is meant the combination of these frequencies with integer, fixed and non-harmful coefficients. The mixing frequency can thus correspond, by way of example, to the HF-LF frequency and / or to the HF + LF frequency.
Le détecteur D peut notamment être celui décrit en détail dans le document EP3314248. Il comprend par exemple un amplificateur différentiel A placé entre les 2 bornes de l'inductance de mode commun T, permettant de récupérer la tension présente entre les deux bornes de mesure et au moins un démodulateur De du signal amplifié pour en extraire la composante à la fréquence de mélange. Le signal fourni en sortie du détecteur D forme la mesure fournie par le dispositif 10. Detector D can in particular be that described in detail in document EP3314248. It comprises for example a differential amplifier A placed between the 2 terminals of the common mode inductor T, making it possible to recover the voltage present between the two measurement terminals and at least one demodulator De of the amplified signal in order to extract the component from it at the mixing frequency. The signal supplied at the output of the detector D forms the measurement supplied by the device 10.
Lorsqu'une quantité de matériau superparamagnétique est mise au regard d'une bobine de la paire de mesure PI tel que cela sera décrit en détail ultérieurement, le comportement non linéaire de ce matériau lorsqu'il est soumis à un champ haute et basse fréquence suffisamment intense, induit des composantes aux fréquences de mélange. L'amplitude de ces composantes est proportionnelle à la quantité de matériaux mis en regard de la bobine à l'origine du champ. Lorsque deux quantités de matériau superparamagnétique sont mises respectivement en regard de la bobine de mesure et de la bobine de référence, ces quantités affectent les tensions qui se développent aux points milieux de la même manière, si bien que la tension prélevée entre ces deux points de mesure, après traitement par le détecteur D, représente bien la différence de quantités de matériaux. When a quantity of superparamagnetic material is put against a coil of the PI measurement pair as will be described in detail later, the nonlinear behavior of this material when subjected to a sufficiently high and low frequency field. intense, induces components at mixing frequencies. The amplitude of these components is proportional to the quantity of materials placed opposite the coil at the origin of the field. When two quantities of superparamagnetic material are placed respectively opposite the measuring coil and the reference coil, these quantities affect the voltages which develop at the midpoints in the same way, so that the voltage taken between these two points of measurement, after treatment by detector D, clearly represents the difference in quantities of materials.
Avantageusement, les quatre bobines sont disposées dans un boîtier du dispositif de mesure 10, définissant par exemple la tête de mesure de ce dispositif 10, et formant blindage par un effet de transformation d'une spire de court-circuit (le blindage agit comme une spire en court-circuit). On immunise ainsi les bobines des champs électromagnétiques extérieurs autour de la fréquence HF, qui pourraient perturber la mesure. Le fait de placer les 4 bobines dans ce même blindage permet d'éliminer les champs externes sans pour autant atténuer les champs d'excitation HF : en effet, les champs HF des 2 paires s'annulent d'eux-mêmes et ne sont pas affectés par la spire de court-circuit. Advantageously, the four coils are arranged in a housing of the measuring device 10, defining for example the measuring head of this device 10, and forming a shielding by an effect of transforming a short-circuit turn (the shielding acts as a coil short-circuited). The coils are thus immunized from external electromagnetic fields around the HF frequency, which could disturb the measurement. Placing the 4 coils in the same shielding eliminates the external fields without attenuating the HF excitation fields: in fact, the HF fields of the 2 pairs cancel each other out and are not affected by the short-circuit coil.
Les principes qui viennent d'être exposés peuvent être mis en œuvre selon différents modes. The principles which have just been explained can be implemented in different ways.
Ainsi, et selon un premier mode de mise en œuvre dit « planaire », les bobines sont constituées par des pistes conductrices disposées sur un support plan isolant (tel qu'un support de circuits imprimés). Ce support peut être multicouche et incorporer notamment des spires de blindage en complément ou en remplacement du boîtier de blindage évoqué précédemment. Thus, and according to a first so-called “planar” mode of implementation, the coils are formed by conductive tracks arranged on a flat insulating support (such as a printed circuit support). This support can be multilayer and in particular incorporate shielding turns in addition to or as a replacement for the shielding box mentioned above.
Comme cela est schématisé sur la figure 3a, les bobines peuvent être disposées sur le support plan P le long d'une même ligne ou aux quatre coins d'un rectangle, tout en respectant la symétrie par rapport à un plan de référence PR comme cela a été proposé précédemment. As shown diagrammatically in FIG. 3a, the coils can be arranged on the plane support P along the same line or at the four corners of a rectangle, while respecting the symmetry with respect to a reference plane PR like this has been proposed previously.
Pour procéder à une mesure d'un milieu d'analyse (qui peut se présenter sous la forme d'une bandelette de test), on dispose au cours d'une étape de placement, le milieu d'analyse simultanément sur la première bobine P1A et sur la troisième bobine PIB de la paire de bobines de mesure PI. Plus précisément, on cherche à placer la zone de test le de la bandelette de test au droit de la première bobine P1A de la paire de mesure PI et à placer simultanément la zone de migration lb de la bandelette au droit de la troisième bobine PIB. Cette disposition du milieu d'analyse peut être guidée par le positionnement du réceptacle. On pourrait toutefois prévoir une configuration inverse, sans affecter le fonctionnement général du dispositif de mesure. Pour faciliter le bon positionnement du milieu d'analyse, on pourra agencer les bobines de la paire de mesure PI sur le support pour que la distance les séparant soit compatible avec la configuration choisie de la bandelette de test. On s'assurera notamment que les dimensions des bobines correspondent suffisamment aux dimensions des différentes zones du milieu d'analyse de sorte que la mesure ne soit pas perturbée par la présence de masses magnétiques disposées sur les zones adjacentes aux zones de test et de migration. To carry out a measurement of an analysis medium (which can be in the form of a test strip), during a placement step, the analysis medium is placed simultaneously on the first coil P1A and on the third PIB coil of the PI measuring coil pair. More precisely, the aim is to place the test zone 1c of the test strip to the right of the first coil P1A of the measuring pair PI and to simultaneously place the migration zone lb of the strip to the right of the third coil PIB. This arrangement of the analysis medium can be guided by the positioning of the receptacle. It would however be possible to provide an inverse configuration, without affecting the general operation of the measuring device. To facilitate the correct positioning of the analysis medium, the coils of the PI measurement pair can be arranged on the support so that the distance separating them is compatible with the chosen configuration of the test strip. In particular, it will be ensured that the dimensions of the coils sufficiently correspond to the dimensions of the various zones of the analysis medium so that the measurement is not disturbed by the presence of magnetic masses arranged on the zones adjacent to the test and migration zones.
Selon un autre mode de mise en œuvre, dit « volumique », représenté sur la figure 3b, les bobines du dispositif de mesure 10 sont constituées d'un enroulement d'un fil conducteur sur un cylindre central. Ce cylindre central peut être creux, notamment pour les bobines constituant la paire de mesure PI, de manière à pouvoir y placer le milieu d'analyse. According to another mode of implementation, called “volume”, represented in FIG. 3b, the coils of the measuring device 10 consist of a winding of a conductive wire on a central cylinder. This central cylinder may be hollow, in particular for the coils constituting the measurement pair PI, so as to be able to place the analysis medium therein.
Les bobines d'une même paire sont disposées l'une au-dessus de l'autre en alignant leurs cylindres entre eux. Les 2 paires sont placées parallèlement entre elle et on respecte de la sorte l'impératif de symétrie par rapport à un plan de référence PR. The coils of the same pair are arranged one above the other by aligning their cylinders with each other. The 2 pairs are placed parallel to each other and one thus respects the requirement of symmetry with respect to a reference plane PR.
Dans ce mode de mise en œuvre, le milieu d'analyse est destiné à être disposé au cœur des bobines, dans les cylindres creux de la première bobine P1A et/ou de la troisième bobine PIB. Plus précisément, on peut chercher à disposer la zone de test le d'une bandelette de test formant le milieu d'analyse dans le cylindre central de la première bobine P1A et la zone de migration lb de la bandelette de test dans le cylindre central de la troisième bobine PIB. Une configuration inverse est naturellement possible. Les mêmes précautions que celles évoquées dans le mode planaire sont à prendre quant à la géométrie et à l'emplacement des bobines vis-à-vis de la configuration choisie de la bandelette de test. In this mode of implementation, the analysis medium is intended to be placed at the heart of the coils, in the hollow cylinders of the first coil P1A and / or of the third PIB coil. More precisely, it is possible to seek to arrange the test zone 1a of a test strip forming the analysis medium in the central cylinder of the first coil P1A and the migration zone lb of the test strip in the central cylinder of the third PIB coil. A reverse configuration is of course possible. The same precautions as those mentioned in the planar mode are to be taken with regard to the geometry and the location of the coils with respect to the chosen configuration of the test strip.
On note que la disposition symétrique des deux paires de bobines de mesure PI et de compensation P2 ne forme pas une condition impérative permettant le fonctionnement d'un dispositif 10 conforme à l'invention. Dans certains cas, il peut être préférable de s'écarter de cette disposition. On peut ainsi choisir de disposer uniquement la paire de mesure PI dans la tête de mesure et de disposer la paire de compensation à distance de cette tête (par exemple à plus de 10 cm), par exemple pour l'intégrer dans la portion électronique du dispositif 10. Cette distanciation des deux paires de bobines peut conduire à ne pas respecter la condition de symétrie tout en proposant un dispositif parfaitement fonctionnel, notamment lorsque l'environnement électromagnétique du dispositif est maitrisé, comme cela peut être le cas dans un laboratoire. It should be noted that the symmetrical arrangement of the two pairs of measurement coils PI and compensation P2 does not form an imperative condition allowing the operation of a device 10 in accordance with the invention. In some cases, it may be preferable to deviate from this provision. It is thus possible to choose to have only the PI measurement pair in the measurement head and to have the compensation pair at a distance from this head (for example more than 10 cm), for example to integrate it into the electronic portion of the device. device 10. This distancing of the two pairs of coils may result in not respecting the condition of symmetry while providing a perfectly functional device, in particular when the electromagnetic environment of the device is under control, as may be the case in a laboratory.
Lorsque la condition de symétrie n'est pas imposée, on peut simplifier la constitution de la paire de bobines de compensation P2 en réalisant cette paire à l'aide d'un enroulement d'une paire de fils conducteurs (par exemple une paire de fils conducteurs torsadés) autour d'un unique cylindre central. Les extrémités de chaque fil conducteur de la paire sont reliées électriquement conformément au schéma de principe de la figure 2. Dans ce cas, la deuxième bobine P2A et la quatrième bobine P2B qui forment la paire de bobines de compensation P2 sont en quelque sorte intégrées l'une à l'autre, ce qui rend la paire de compensation P2 particulièrement compacte et les bobines P2A et P2B particulièrement identiques. La paire de mesure PI, dans ce mode de mise en œuvre non symétrique, peut être indifféremment du type planaire ou volumique. Les principes de mesure exploitant les différents modes de mise en œuvre du dispositif 10 qui viennent d'être présentés sont identiques à ceux proposés dans le document EP3314248, et par souci de concision on évite de le décrire ici en détail. Après avoir convenablement placé le milieu d'analyse vis-à-vis de la paire de bobines de mesure comme cela a été montré ci-dessus, on reproduit une pluralité de mesure de la masse magnétique à estimer, ces mesures étant indexées par des valeurs de courant continu IDC distinctes. Ces mesures sont alors combinées pour former un vecteur de mesures. Ce vecteur de mesures est lui-même combiné à un vecteur de signature d'une masse magnétique étalon comme cela a été précisé dans la partie introductive de cette demande pour estimer la masse de la quantité de matière superparamagnétique. Cette combinaison peut notamment mettre en œuvre un produit scalaire des deux vecteurs. When the condition of symmetry is not imposed, the constitution of the pair of compensation coils P2 can be simplified by making this pair using a winding of a pair of conducting wires (for example a pair of wires twisted conductors) around a single central cylinder. The ends of each lead wire in the pair are electrically connected according to the block diagram in Figure 2. In this case, the second coil P2A and the fourth coil P2B which form the pair of compensation coils P2 are somehow integrated. 'to each other, which makes the compensation pair P2 particularly compact and the coils P2A and P2B particularly identical. The measurement pair PI, in this non-symmetrical mode of implementation, can be either of the planar or the volume type. The measurement principles exploiting the different modes of implementation of the device 10 which have just been presented are identical to those proposed in document EP3314248, and for the sake of brevity, it is avoided to describe it in detail here. After having suitably placed the analysis medium vis-à-vis the pair of measuring coils as has been shown above, a plurality of measurements of the magnetic mass to be estimated are reproduced, these measurements being indexed by values. separate IDC direct current. These measurements are then combined to form a vector of measurements. This measurement vector is itself combined with a signature vector of a standard magnetic mass as was specified in the introductory part of this application in order to estimate the mass of the quantity of superparamagnetic material. This combination can in particular implement a scalar product of the two vectors.
Comme on l'a vu, et contrairement au procédé de mesure décrit dans le document d'art antérieur, le dispositif 10 peut permettre après l'étape de placement du milieu d'analyse dans le réceptacle, de réaliser une étape de mesure visant à procéder à au moins une mesure de la différence des quantités de matériau respectivement disposé sur le milieu d'analyse au droit de la première bobine P1A et au droit de la deuxième bobine PIB. As has been seen, and unlike the measurement method described in the prior art document, the device 10 can make it possible, after the step of placing the analysis medium in the receptacle, to carry out a measurement step aimed at carry out at least one measurement of the difference in the quantities of material respectively placed on the analysis medium to the right of the first coil P1A and to the right of the second coil PIB.
Ce principe peut être exploité selon un mode mis en œuvre particulièrement avantageux du procédé de mesure selon laquelle on fait défiler le milieu de mesure dans le réceptacle, c'est- à-dire au droit des bobines de la paire de mesure PI ou dans les cylindres creux de ces bobines. Ce mode de mise en œuvre prévoit de procéder à une mesure (et plus précisément à procéder à l'acquisition d'un vecteur de mesures pour différentes valeurs du courant continu IDC) en une pluralité de position du milieu d'analyse. Il peut par exemple s'agir, lorsque ce milieu prend la forme d'une bandelette de test, de faire défiler cette bande (la « scanner ») au-dessus des bobines ou à l'intérieur de celles-ci selon le mode de mise en œuvre « planaire » ou « volumique » choisi. This principle can be exploited according to a particularly advantageous implementation of the measurement method according to which the measurement medium is made to scroll in the receptacle, that is to say in line with the coils of the measurement pair PI or in the hollow cylinders of these coils. This mode of implementation provides for carrying out a measurement (and more precisely to carrying out the acquisition of a vector of measurements for different values of the direct current IDC) at a plurality of positions of the analysis medium. It may for example be, when this medium takes in the form of a test strip, to scroll this strip (the “scanner”) above the coils or inside them according to the “planar” or “volume” implementation mode chosen.
A titre d'exemple, on peut positionner au cours d'une première mesure la zone de test le de la bandelette au centre ou au droit de la première bobine P1A, puis faire défiler cette bandelette de sorte à positionner la zone de test le, en vue d'une seconde mesure, au centre ou au droit de la troisième bobine PIB. By way of example, one can position during a first measurement the test zone le of the strip in the center or to the right of the first coil P1A, then scroll this strip so as to position the test zone le, for a second measurement, in the center or to the right of the third PIB coil.
La première mesure différentielle va correspondre à la masse magnétique au niveau de la zone de test le (au niveau de la première bobine P1A) soustraite de la masse magnétique « de bruit de fond » présente dans la zone de migration lb (au niveau de la troisième bobine P2A). The first differential measurement will correspond to the magnetic mass at the level of the test zone le (at the level of the first coil P1A) subtracted from the “background noise” magnetic mass present in the migration zone lb (at the level of the third coil P2A).
La seconde mesure différentielle va correspondre à une masse magnétique « de bruit de fond » présente dans la zone de migration lb disposée de l'autre côté de la zone de test le (maintenant au niveau de la première bobine P1A) soustraite de la masse magnétique présente dans la zone de test le (maintenant au niveau de la troisième bobine PIB). The second differential measurement will correspond to a “background noise” magnetic mass present in the migration zone lb placed on the other side of the test zone le (now at the level of the first coil P1A) subtracted from the magnetic mass. present in the test zone (now at the level of the third PIB coil).
En additionnant ces deux mesures, et en les moyennant, on dispose d'une mesure bien plus précise de la masse magnétique présente dans la zone de test le. On peut généraliser ce principe en répétant les mesures au cours du défilement de la bandelette de test. By adding these two measurements, and averaging them, we have a much more precise measurement of the magnetic mass present in the test zone le. This principle can be generalized by repeating the measurements during the scrolling of the test strip.
Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux modes de mise en œuvre décrits et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications . Of course, the invention is not limited to the embodiments described and variant embodiments can be provided without departing from the scope of the invention as defined by the claims.

Claims

REVENDICATIONS
1.Dispositif de mesure (10) d'une quantité de matériau superparamagnétique, le dispositif comprenant : 1.A device (10) for measuring a quantity of superparamagnetic material, the device comprising:
- une première branche comportant une première bobine (P1A) et une deuxième bobine (P2A) montées en série au niveau d'un premier point milieu (Ml) et une deuxième branche, montée en parallèle avec la première branche, et comportant une troisième bobine (PIB) et une quatrième bobine montées en série (P2B) au niveau d'un second point milieu (M2), la première bobine (P1A) et la troisième bobine (PIB) formant une paire de bobines de mesure (PI), la deuxième bobine (P2A) et la quatrième bobine (P2B) formant une paire de bobines de compensation (P2), les bobines d'une paire (PI, P2) étant identiques entre elles; - a first branch comprising a first coil (P1A) and a second coil (P2A) mounted in series at a first midpoint (M1) and a second branch, mounted in parallel with the first branch, and comprising a third coil (PIB) and a fourth coil mounted in series (P2B) at a second midpoint (M2), the first coil (P1A) and the third coil (PIB) forming a pair of measuring coils (PI), the second coil (P2A) and the fourth coil (P2B) forming a pair of compensation coils (P2), the coils of a pair (PI, P2) being identical to each other;
- au moins un générateur d'un courant continu (GDC), d'un courant présentant une première fréquence (BF), dit générateur basse fréquence (GBF), et d'un courant présentant une deuxième fréquence (HF) supérieure à la première fréquence (BF), dit générateur haute fréquence (GHF), les générateurs (GDC, GBF, GHF) étant couplés aux première et deuxième branches pour injecter dans chacune des bobines (P1A, PIB, P2A, P2B) un courant présentant une composante continue, une composante présentant une première fréquence (BF) et une composante présentant une deuxième fréquence (HF) de telle sorte que les champs magnétiques générés par les bobines d'une même paire soit identiques; un détecteur (D) d'une composante d'une tension électrique présente entre le point milieu (Ml, M2) de chaque branche, cette composante étant établie à une fréquence de mélange, combinaison linéaire de la première et de la deuxième fréquence. - at least one generator of a direct current (GDC), of a current having a first frequency (LF), called a low frequency generator (GBF), and of a current having a second frequency (HF) greater than the first frequency (BF), called high frequency generator (GHF), the generators (GDC, GBF, GHF) being coupled to the first and second branches to inject into each of the coils (P1A, PIB, P2A, P2B) a current having a DC component , a component having a first frequency (BF) and a component having a second frequency (HF) such that the magnetic fields generated by the coils of the same pair are identical; a detector (D) of a component of an electric voltage present between the midpoint (M1, M2) of each branch, this component being established at a mixing frequency, a linear combination of the first and the second frequency.
2.Dispositif de mesure (10) selon la revendication précédente dans lequel les deux paires de bobines (PI, P2) sont disposées, dans le dispositif, symétriquement par rapport à un plan de référence. 2. A measuring device (10) according to the preceding claim wherein the two pairs of coils (PI, P2) are arranged, in the device, symmetrically with respect to a reference plane.
3. Dispositif de mesure (10) selon l'une des revendications précédentes dans lequel le au moins un générateur (GDC, GBF, GHF) est constitué d'un bras de pont. 3. Measuring device (10) according to one of the preceding claims wherein the at least one generator (GDC, GBF, GHF) consists of a bridge arm.
4. Dispositif de mesure (10) selon l'une des revendications précédentes dans lequel les bobines (P1A, PIB, P2A, P2B) sont constituées de pistes conductrices disposées sur un support plan isolant. 4. Measuring device (10) according to one of the preceding claims wherein the coils (P1A, PIB, P2A, P2B) consist of conductive tracks arranged on a flat insulating support.
5. Dispositif de mesure (10) selon la revendication précédente dans lequel les bobines (P1A, PIB, P2A, P2B) sont disposées sur le support plan isolant le long d'une même ligne. 5. Measuring device (10) according to the preceding claim wherein the coils (P1A, PIB, P2A, P2B) are arranged on the flat insulating support along the same line.
6. Dispositif de mesure (10) selon la revendication 4 dans lequel les bobines (P1A, PIB, P2A, P2B) sont disposées sur le support plan aux quatre coins d'un rectangle. 6. Measuring device (10) according to claim 4 wherein the coils (P1A, PIB, P2A, P2B) are arranged on the flat support at the four corners of a rectangle.
7. Dispositif de mesure (10) selon l'une des revendications 1 à 3 dans lequel les bobines (P1A, PIB, P2A, P2B) sont constituées d'un enroulement d'un fil conducteur autour d'un cylindre central. 7. Measuring device (10) according to one of claims 1 to 3 wherein the coils (P1A, PIB, P2A, P2B) consist of a winding of a conductive wire around a central cylinder.
8. Dispositif de mesure (10) selon la revendication précédente dans lequel les bobines (P1A, PIB ; P2A, P2B) d'une même paire (PI, P2) sont disposées l'une au-dessus de l'autre, leurs cylindres centraux respectifs étant alignés. 8. Measuring device (10) according to the preceding claim wherein the coils (P1A, PIB; P2A, P2B) of the same pair (PI, P2) are arranged one above the other, their cylinders respective centers being aligned.
9. Dispositif de mesure (10) selon la revendication 7 dans lequel la paire de bobines de compensation est formée d'un enroulement d'une paire de fils conducteurs autour d'un unique cylindre central. 9. A measuring device (10) according to claim 7 wherein the pair of compensation coils is formed by winding a pair of conductive wires around a single central cylinder.
10. Dispositif de mesure (10) selon l'une des revendications précédentes comprenant un blindage permettant d'immuniser au moins partiellement les bobines (P1A, PIB ; P2A, P2B) de champs électromagnétiques extérieurs . 10. Measuring device (10) according to one of the preceding claims comprising a shielding making it possible to at least partially immunize the coils (P1A, PIB; P2A, P2B) from external electromagnetic fields.
11. Dispositif de mesure (10) selon l'une des revendications précédentes comprenant un réceptacle pour recevoir un milieu d'analyse. 11. Measuring device (10) according to one of the preceding claims comprising a receptacle for receiving an analysis medium.
12. Dispositif de mesure (10) selon la revendication précédente dans lequel le réceptacle et les bobines de la paire de mesure (P1A, PIB ) sont agencés de sorte à disposer une zone de test (le) du milieu d'analyse au niveau de la première bobine (P1A), une zone de migration (lb) du milieu d'analyse au niveau de la troisième bobine (PIB). 12. Measuring device (10) according to the preceding claim wherein the receptacle and the coils of the measuring pair (P1A, PIB) are arranged so as to have a test zone (le) of the analysis medium at the level of the first coil (P1A), a migration zone (lb) of the analysis medium at the level of the third coil (PIB).
13. Procédé de mesure d'une quantité de matériau superparamagnétique disposée sur un milieu d'analyse, le procédé comprenant : une étape de placement visant à disposer le milieu d'analyse simultanément sur la première bobine (P1A) et sur la troisième bobine (PIB) de la paire de bobines de mesure (PI) d'un dispositif de mesure (10) conforme à l'une des revendications précédentes ; 13. A method of measuring a quantity of superparamagnetic material disposed on an analysis medium, the method comprising: a placement step aimed at placing the analysis medium simultaneously on the first coil (P1A) and on the third coil ( PIB) of the pair of measuring coils (PI) of a measuring device (10) according to one of the preceding claims;
- une étape de mesure visant à procéder à au moins une mesure de la différence des quantités de matériau respectivement disposé sur le milieu d'analyse au droit de la première bobine (P1A) et au droit de la deuxième bobine (PIB). a measurement step aimed at carrying out at least one measurement of the difference in the quantities of material respectively placed on the analysis medium to the right of the first coil (P1A) and to the right of the second coil (PIB).
14. Procédé de mesure selon la revendication précédente, dans lequel, itérativement, on déplace le milieu d'analyse relativement aux bobines (P1A, PIB) de la paire de bobines de mesure (PI) et on répète l'étape de mesure pour fournir un défilé de mesures. 14. Measurement method according to the preceding claim, in which, iteratively, the analysis medium is moved relative to the coils (P1A, PIB) of the pair of measurement coils (PI) and the measurement step is repeated to provide a parade of measures.
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