FR2561129A1 - Process and device for separating bacteria from a liquid phase for the purpose, in particular, of a bacteriological control - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un procédé et un dispositif de séparation de bactéries à partir d'une phase liquide en vue notamment d'un contrôle bactériologique. The present invention relates to a method and a device for separating bacteria from a liquid phase with a view in particular to bacteriological control.
Le contrôle bactériologique des eaux est une nécessité pour la protection sanitaire des populations, notariment en ce qui concerne
- les eaux destinées à la consommation humaine neaux potables) et animale,
- les eaux destinées a des usages alimentaires directs ou indirects (utilisées dans les industries alimentaires),
- les eaux des milieux aquatiques utilisées pour la la conchyliculture (élevage des coquillages) ou l'aqua culture,
- les eaux de piscines,
- les eaux du milieu aquatique naturel consacrées aux loisirs, baignade, ...Bacteriological control of water is a necessity for the health protection of populations, particularly with regard to
- water intended for human consumption (drinking water) and animal water,
- water intended for direct or indirect food uses (used in the food industries),
- the waters of aquatic environments used for shellfish farming (shellfish farming) or aqua culture,
- swimming pool water,
- the waters of the natural aquatic environment devoted to leisure, swimming, ...
- les rejets d'eaux usées plus ou moins épurées, notamment dans les zones sensibles à la pollution. - discharges of more or less purified wastewater, especially in areas sensitive to pollution.
Le contrôle est d'autant plus nécessaire que les aux superricielles (rivières, lacs, étangs) sont de plus en plus utilisées pour la préparation d'eau potable, et que ces eaux superficielles sont très vulnérables aux rejets contaitiinés bactériolog#quement (rejets domestiques et urbains, rejets d'abattoirs, ...). Control is all the more necessary as the surface water (rivers, lakes, ponds) are increasingly used for the preparation of drinking water, and that these surface waters are very vulnerable to discharges containing bacteriologically (domestic discharges and urban, slaughterhouse rejections, ...).
Devant la dif ficulté d'isoler et de dénombrer les bactéries pathogènes, susceptibles de provoquer des ma ladies humaines ou animales, on recherche classiquement des bactéries dites "germes-tests de contamination ~4- cale" dont la présence permet de suspecter celle de germes pathogènes u sont de meme origine matières fé cales, et les accompagnerit généralement. Ces germes-tests ont été choisis également en fonction de leur facilité de détermination par les méthodes de la bactériologie classique. Faced with the dificulty of isolating and counting pathogenic bacteria, capable of causing human or animal disease, we classically search for bacteria known as "germs-contamination tests ~ 4- hold" whose presence allows us to suspect that of germs pathogens u are of the same fecal matter origin, and will generally accompany them. These test germs were also chosen on the basis of their ease of determination by the methods of conventional bacteriology.
Les bactéries coliformes répondent au critère de définition des germes-tests et sont utilisées classiquement en tant que tels. Par ailleurs, certaines bactéries de ce type, de l'espèce Escherichia coli sont#potentiel- lement pathogènes et leur identification apporte une présomption supplémentaire de non-potabilité. D'autres bactéries sont également utilisables comme germes-tests de contamination fécale (Streptocoques fécaux, ...). Coliform bacteria meet the criteria for defining test germs and are conventionally used as such. In addition, certain bacteria of this type, of the species Escherichia coli, are # potentially pathogenic and their identification brings an additional presumption of non-potability. Other bacteria can also be used as test bacteria for faecal contamination (faecal streptococci, etc.).
Le problème posé par l'application des méthodes classiques de la bactdriologie à l'évaluation du degré de contamination bactérien des eaux est la longueur des déterminations en laboratoire. Cette durée est et effet incompressible du fait que ces méthodes comportent des cultures bactériennes, sur milieux nutritifs appropriés, nécessitant des incubations de longue durée avant lecture du résultat. The problem posed by the application of conventional methods of bacteriology to the evaluation of the degree of bacterial contamination of water is the length of laboratory determinations. This duration is and effect incompressible due to the fact that these methods include bacterial cultures, on appropriate nutritive media, requiring long-term incubations before reading the result.
A titre indicatif, les méthodes classiques de dénombrement des bactéries coliformes ou Escherichia coli, nécessitent au moins 24 heures (méthode avec concentration sur membrane) dans le cas de l'analyse des eaux peu contaminées (type eaux potables ou eaux traitées) tandis que la méthode utilisée sur les eaux contaminées (type eaux de rivière) nécessite deux incubations successives de 48 heures pour déterminer les bactéries co- liformes et Escherichia coli. (Méthode en milieu liquide, dite du "nombre le plus probable"). As an indication, the conventional methods of counting coliform bacteria or Escherichia coli, require at least 24 hours (method with membrane concentration) in the case of the analysis of poorly contaminated water (such as drinking water or treated water) while the method used on contaminated water (river water type) requires two successive 48-hour incubations to determine co-lifiform bacteria and Escherichia coli. (Liquid medium method, called "most probable number").
Ce temps de réponse élevé constitue un handicap certain lorsque le contrôle de qualité de l'eau est ef fectud en vue d'une action preventave ou curative (interdiction de l'usage de l'eau contaminée, modiflcai;ioal des conditions de fonctionnement d'une installation de traitement). En effet, une atteinte irréparable a la santé publique peut être causée entre le début de la pollution bactérienne de l'eau et la connaissance du résultat de l'analyse de contrôle
Un autre inconvénient de ces méthodes est d'être purement manuelles et de ne pas pouvoir se prêter à une automatisation complète (réalisation d'analyses en continu ou de façon séquentille à fréquence rapide sans aucune intervention humaine).This high response time constitutes a definite handicap when water quality control is carried out with a view to preventive or curative action (prohibition of the use of contaminated water, modiflcai; ioal of operating conditions d 'a treatment facility). Indeed, an irreparable damage to public health can be caused between the start of bacterial pollution of the water and the knowledge of the result of the control analysis.
Another drawback of these methods is that they are purely manual and cannot be fully automated (carrying out analyzes continuously or sequentially at rapid frequency without any human intervention).
Le but recherché lors de la conception de l'invention était
- de permettre une réduction très importante du temps de réponse des analyses de contrôle bactériologique des eaux par identification et comptage des bactéries, notamment coliformes et/ou Escherichia coli et, si possible, de réduire ce temps de plusieurs jours à une durée de quelques heures,
- de permettre une automatisation complète rendant possible un contrôle pratiquement continu.The aim sought when designing the invention was
- allow a very significant reduction in the response time of bacteriological control analyzes of water by identification and counting of bacteria, in particular coliforms and / or Escherichia coli and, if possible, reduce this time from several days to a few hours ,
- to allow full automation making possible practically continuous control.
Au niveau du laboratoire, la seule manière actuellement connue de raccourcir le temps de réponse. des méthodes de la bactériologie classique consiste à réaliser une filtration de l'échantillon liquide sur une membrane dont la taille des pores est inférieure à celle des bactéries (en général des pores de diamètre 0,4 microns), à concentrer ainsi la totalité des bactéries présentes sur la surface de la membrane et à réaliser sur celleci, par apport de milieu nitritif adéquat, une culture qui, après incubation rapide, permettra d'identifier la-pre- sence et de dénombrer les bactéries spécifiquement recherchées. At the laboratory level, the only known way to shorten the response time. methods of conventional bacteriology consists in carrying out a filtration of the liquid sample on a membrane whose pore size is smaller than that of bacteria (in general pores with a diameter of 0.4 microns), thereby concentrating all of the bacteria present on the surface of the membrane and to be produced thereon, by supplying an adequate nitritating medium, a culture which, after rapid incubation, will make it possible to identify the presence and to count the bacteria specifically sought.
Cette technique présente trois graves inconvénients
- le diamètre des pores de la membrane nécessaire à la rétention des bactéries est si petit que ces pores peuvent se trouver très rapidement colmatés par des particules solides de petite taille, de nature non bactérienne (particules colloldales d'argile, limons, matières humiques, débris végétaux ou animaux, etc.) ce colmatage empêchant la filtration de se poursuivre et rendant donc la méthode inopérable,
- le nombre de bactéries séparées par filtration et retenues par unité de surface de la membrane peut être trop élevé, rendant impossible l'identification séparée des colonies bactériennes se développant lors de l'incubation et par conséquent la numération des bactéries.This technique has three serious disadvantages
- the diameter of the pores of the membrane necessary for the retention of bacteria is so small that these pores can be quickly blocked by solid particles of small size, of non-bacterial nature (colloidal particles of clay, silts, humic matter, plant or animal debris, etc.) this clogging preventing filtration from continuing and thus rendering the method inoperable,
- the number of bacteria separated by filtration and retained per unit area of the membrane may be too high, making it impossible to identify separately the bacterial colonies developing during incubation and therefore the number of bacteria.
- la préconcentration des bactéries sur membrane étant irréversible, celle-ci ne peut retrouver son état initial et être réutilisée. On pourrait concevoir des systèmes à renouvellement automatisé de la membrane (déroulement d'une bande de matériau), mais au prix d'une grande complexité sur le plan mécanique et avec un risque important de contamination de la membrane neuve par celle qui a déjà été utilisée. - the preconcentration of bacteria on the membrane being irreversible, it cannot return to its initial state and be reused. We could design automated membrane renewal systems (unwinding of a strip of material), but at the cost of great mechanical complexity and with a significant risk of contamination of the new membrane by that which has already been used.
La méthode décrite ci-dessus manifeste donc des résultats insuffisants.vis-à-vis des objectifs fixés. The method described above therefore manifests insufficient results vis-à-vis the objectives set.
Dans le but de résoudre le problème, des méthodes nouvelles reposant sur des principes tout à fait différents ont été mises au point. Il s'agit essentiellement de méthodes instrumentales et notamment la méthode électrochimique de détection des bactéries coliformes et E. In order to solve the problem, new methods based on completely different principles have been developed. These are essentially instrumental methods and in particular the electrochemical method for detecting coliform bacteria and E.
coli mise au point par Wilkins et coll.("Microbial de tection method based on sensing molecular hydrogen". coli developed by Wilkins et al. ("Microbial de tection method based on sensing molecular hydrogen".
Applied Microbiology, vol. 27, n0 5, Mai 1974, p.649652. - J.R. Wilkins, E-.H. Boykin "Analytical notes.Applied Microbiology, vol. 27, no.5, May 1974, p.649652. - J.R. Wilkins, E-.H. Boykin "Analytical notes.
Method for early detection and monitoring of -coliforms". Method for early detection and monitoring of -coliforms ".
J.A.W.W.A. Mai 1976, p.257-262. - -3.R. Wilkins et coll. J.A.W.W.A. May 1976, p.257-262. - -3.R. Wilkins et al.
"Multichannel electrochemical microbial detection unit". "Multichannel electrochemical microbial detection unit".
Applied and Environmental Microbiology, vol. 35, n0 1, p.214-215, Janv. 1978), qui numère ces bactéries en mesurant le temps de latence au bout duquel une culture réalisée par mélange de l'échantillon étudié avec un milieu nitritif convenable produit de l'hydrogène moléculaire détectable à l'aide d'une électrode de platine dont le potentiel est comparé en permanence à celui d'une électrode de référence (par exemple électrode au calomel ou au chlorure d'argent). Applied and Environmental Microbiology, vol. 35, n0 1, p.214-215, Jan. 1978), which enumerates these bacteria by measuring the latency time at the end of which a culture produced by mixing the sample studied with a suitable nitritic medium produces molecular hydrogen detectable using a platinum electrode whose potential is constantly compared to that of a reference electrode (for example calomel or silver chloride electrode).
Du treks méthodes ont été également décrites par la littérature : méthode utilisant des radio-éléments, méthodes sérologiques, méthodes électrochimiques diverses, méthodes enzymatiques, méthodes chromatographiques, méthodes par chimiluminescence (voir A.j'#.Cundell "Rapid counting methods for collform bacteria". Advances in appliedmicrobiology, vol. 27, p.169-181# 1981). Treks methods have also been described in the literature: method using radio-elements, serological methods, various electrochemical methods, enzymatic methods, chromatographic methods, chemiluminescence methods (see A.j '#. Cundell "Rapid counting methods for collform bacteria ". Advances in appliedmicrobiology, vol. 27, p.169-181 # 1981).
Bon nombre des méthodes instrumentales mentionnées ci.-dessus présentent la particularité d'avoir un temps de réponse d'autant plus court que l'échantillon étudié est fortement contaminé en bactéries coliformes ou E. coli. Le temps de réponse peut être court de ltor- r de quelques heures sur des échantillons très- forte- rnvnt contaminés. Il est par contre plus long lorsque l'échantillon est peu contaminé et peut atteindre ou dépasser une douzaine d'heures lorsque l'échantillon continent une seule bactérie du type recherché Ceci demeure un inconvénient dans le cas de la surveillance des eaux potables où une contamination faible peut déjà conduire à des risques sanitaires importants. Many of the instrumental methods mentioned above have the particularity of having a response time that is shorter the more the sample studied is heavily contaminated with coliform bacteria or E. coli. The response time can be short of a few hours on very heavily contaminated samples. On the other hand, it is longer when the sample is little contaminated and can reach or exceed a dozen hours when the sample contains a single bacteria of the type sought. This remains a drawback in the case of monitoring drinking water where contamination low can already lead to significant health risks.
Il est à signaler par ailleurs que toutes les méthodes connues, dont toutes celles qui ont été men tonnées précédemment, utilisent des volumes d1échantil- lon (eau) faible (en général de 100 ml), alors que des volumes beaucoup plus importants (quelques litres ou dizaines de litres) seraient nécessaires pour identifier des bactéries en cas de contamination très faible, mais néanmoins existante. It should also be noted that all the known methods, including all those which have been mentioned previously, use small volumes of sample (water) (generally 100 ml), while much larger volumes (a few liters or tens of liters) would be necessary to identify bacteria in the event of very low, but nonetheless existing contamination.
Enfin, certaines méthodes utilisent des réactifs oûteux (par exemple molécules biochimiques complexes) ou dont l'usage pose des problèmes spécifiques (ex: radio-éléments). Finally, certain methods use expensive reagents (for example complex biochemical molecules) or whose use poses specific problems (eg radio-elements).
La présente invention n est pas en soi une méthode de détermination à réponse rapide des bactéries, maïs un procédé de séparation et donc de "concentration" rapide de celles-ci, permettant de diminuer le temps de réponse des méthodes de détermination utilisées ensuite. The present invention is not in itself a method for the rapid response determination of bacteria, but a method of separation and therefore of rapid "concentration" thereof, making it possible to reduce the response time of the determination methods used thereafter.
La présente invention a ainsi pour objet un procédé de séparation de bactéries d'une phase liquide, ca racterisé en ce que l'on met en contact la phase liquide avec au moins une électrode maintenue à un potentiel ayant une polarité opposée à la charge des bactéries à séparer de facon à obtenir une fixation des bactéries sur l'électrode. A subject of the present invention is thus a method of separating bacteria from a liquid phase, characterized in that the liquid phase is brought into contact with at least one electrode maintained at a potential having a polarity opposite to the charge of the bacteria to be separated so as to obtain a fixation of the bacteria on the electrode.
Sans que cela constitue une limitation quelconque, on estime que le mécanisme de fixation est le suivant: comme toutes les particules en suspension dans l'eau, les bactéries portent une charge électrique superfin cielle qui peut résulter simultanément de phénomènes
- de nature électrochimique (formation d'une double couche ionique à l'interface solide-liquide, em- magasinant une certaine quantité d'électricité),
- de nature biochimique : propriétés de dissocia- tion ionique des molécules constituant la paroi cellulaire ou secrétées et adhérant à celle-ci,
- de nature biologique, liés au métabolisme des bactéries : transport actif d'ions à travers les parois cellulaires.Without this constituting any limitation, it is estimated that the fixing mechanism is as follows: like all particles suspended in water, bacteria carry a super-fine electrical charge which can result simultaneously from phenomena
- electrochemical in nature (formation of a double ionic layer at the solid-liquid interface, storing a certain amount of electricity),
- of a biochemical nature: properties of ionic dissociation of the molecules constituting the cell wall or secreted and adhering to it,
- biological in nature, linked to the metabolism of bacteria: active transport of ions through cell walls.
Lorsqu'on met en contact la phase liquide avec l'électrode dont le potentiel est maintenu a une polarité opposée à la charge des bactéries, les bactéries sont attirées par cette électrode et viennent y adhérer. When the liquid phase is brought into contact with the electrode whose potential is maintained at a polarity opposite to the charge of the bacteria, the bacteria are attracted to this electrode and come to adhere to it.
Généralement, la charge des bactéries est négative et l'électrode est maintenue à un potentiel positif.Generally, the bacteria charge is negative and the electrode is maintained at a positive potential.
Le mécanisme de cette adhésion importe peu, qu'il soit purement physico-chimique ou biochimiaue. The mechanism of this adhesion matters little, whether it is purely physico-chemical or biochemical.
Pour favoriser le processus de migration des bactéries vers l'électrode et la rétention des bactéries sur cette électrode afin d'obtenir un rendement de séparation élevé, on utilise avantageusement une électrode perforée telle qu'une grille et on fait passer la phase liquide à travers ladite électrode perforée. To promote the process of migration of bacteria to the electrode and the retention of bacteria on this electrode in order to obtain a high separation efficiency, advantageously a perforated electrode such as a grid is used and the liquid phase is passed through said perforated electrode.
Selon les cas, on pourra ensuite applwquer une méthode d'identification et de dénombrement des bactéries:
- soit directement à la surface de l'électrode,
- soit dans un petit volume de liquide (concentrat) dans lequel on liera relarguer les bactéries précédemment fixées à la surface de l'électrode à l'aide de moyens adaptés (par exemple modification de la polarité électrique de l'électrode).Depending on the case, we can then apply a method for identifying and counting bacteria:
- either directly on the surface of the electrode,
- Or in a small volume of liquid (concentrate) in which we will release the bacteria previously fixed to the surface of the electrode using suitable means (for example modification of the electrical polarity of the electrode).
La présente invention facilite l'utilisation de méthodes déjà connues d'identification et de dénombrement des bactéries et permet de réduire leur temps de réponse chaque fois qu'il ssagit de méthodes dont le temps de réponse est d'autant plus court que l'échantillon étudié est contaminé bactériologiquement. The present invention facilitates the use of already known methods for identifying and counting bacteria and makes it possible to reduce their response time each time it is a question of methods whose response time is all the shorter as the sample studied is bacteriologically contaminated.
L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide d'un dessin représentant seulement un mode d'exécution. The invention is set out below in more detail using a drawing representing only one embodiment.
Sur ce dessin
la figure unique est un schéma d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la présente invent ion.On this drawing
the single figure is a diagram of a device for implementing the method according to the present invention.
Comme représenté sur la figure unique, lXéchantil- lon d'eau duquel on veut séparer les bactéries est introduit dans une cellule 1 de forme cylindrique comportant à sa base un dispositif de réglage de débit 2 permettant de régler à volonté la vitesse de passage de l'eau à travers la cellule. La cellule est garnie de deux électrodes métalliques 3 et 4 qui sont superposées horizon talèrent et remplissent la section entière de la cellule. As shown in the single figure, the water sample from which the bacteria are to be separated is introduced into a cell 1 of cylindrical shape comprising at its base a flow control device 2 allowing the speed of passage of the water to be adjusted as desired. through the cell. The cell is furnished with two metal electrodes 3 and 4 which are superimposed on the horizon and fill the entire section of the cell.
Ces électrodes sont constituées par une grille métallique de faible ouverture de maille. Le liquide qui s'écoule verticalement à travers la cellule est ainsi obligé de passer à travers les grilles métalliques. L'ensemble du dispositif est stérilisé (rinçage prolongé à l'alcool éthylique) avant réalisation de chaque analyse. L'électrode métallique inférieure 3 est placée à un potentiel électrique positif par rapport à la deuxième électrode 4 par un générateur 5 dont la nature importe peu (pile, accumulateur, alimentation stabilisée en courant ou en
tension). Cette différence de potentiel peut être con trôlée par un voltmètre 6 et ajustée à l'aide d'un dispositif adéquat tel qu'un rhéostat 7.La vitesse d'écoulement du liquide est réglée à une valeur telle que toute particule bactérienne puisse séjourner un temps suffisant à proximité immédiate de l'électrode 3 chargée positivement pour que, soumise à l'attraction de l'électrode, elle ait le temps de se déplacer à travers le liquide pour atteindre cette électrode et se trouver retenue à sa surface. Cette durée est fonction de la géométrie du dispositif, du potentiel électrique appliqué à l'électrode et de la charge électrique propre de la bactérie.These electrodes consist of a metal grid with a small mesh opening. The liquid which flows vertically through the cell is thus forced to pass through the metal grids. The entire device is sterilized (extended rinsing with ethyl alcohol) before each analysis. The lower metal electrode 3 is placed at a positive electrical potential with respect to the second electrode 4 by a generator 5 the nature of which does not matter (battery, accumulator, stabilized power supply in current or in
voltage). This difference in potential can be controlled by a voltmeter 6 and adjusted using an appropriate device such as a rheostat 7. The liquid flow speed is adjusted to a value such that any bacterial particle can remain a sufficient time in the immediate vicinity of the positively charged electrode 3 so that, subject to the attraction of the electrode, it has time to move through the liquid to reach this electrode and be retained on its surface. This duration depends on the geometry of the device, the electrical potential applied to the electrode and the specific electrical charge of the bacteria.
Après passage de tout le volume d'échantillon, les bactéries qu'il contenait se trouveront en très grande partie, sinon totalement, fixées à l'électrode 3. Une méthode d'identification et de numération de bactéries spécifiques ayant un temps de réponse d'autant plus court que le nombre de bactéries est élevé peut alors être directement appliquée sur l'électrode métallique. After the entire sample volume has passed, the bacteria it contains will be very largely, if not completely, attached to the electrode 3. A method of identifying and counting specific bacteria with a response time d 'as short as the number of bacteria is high can then be directly applied to the metal electrode.
A titre d'exemple, on peut appliquer la méthode électrochimique de Wilkins en introduisant dans la cellule le milieu de culture des bactéries coliformes ou E.coli et en thérmostatant cette cellule à une température respectivement de 37 ou 44qu,
Dans ce cas, le matériau de l'électrode 3 peut être avantageusement choisi en platine et il suffira alors pour appliquer le procédé de Wilkins de suivre le potentiel pris spontanément par cette électrode par rapport à une électrode de référence 8 placée dans le milieu de culture, le dispositif imposant le potentiel entre les électrodes 3 et 4 étant alors mis hors circuit.By way of example, the electrochemical method of Wilkins can be applied by introducing into the cell the culture medium for coliform bacteria or E. coli and by thermostating this cell at a temperature of 37 or 44qu respectively,
In this case, the material of the electrode 3 can be advantageously chosen from platinum and it will then suffice to apply the Wilkins method to follow the potential spontaneously taken by this electrode relative to a reference electrode 8 placed in the culture medium. , the device imposing the potential between the electrodes 3 and 4 then being switched off.
Un essai a été effectué dans les conditions suivantes sur une eau très faiblement contaminée (2 Escherichia coli/100 ml)
- diamètre de la cellule : 2,3 cm,
- nature des électrodes 3 et 4 : grille de platine à ouverture de maille: de 250 microns, en double épaisseur,
- distance entre ces électrodes o 1 cm,
- différence de potentiel appliquée entre les électrodes 3 et 4 . 2 volts,
- vitesse de passage : 240 cm3/cm2 de surface d 'électrode/heure,
- température de thermostatisation pendant la phase de culture de la méthode de Wilkins : 440C. A test was carried out under the following conditions on very slightly contaminated water (2 Escherichia coli / 100 ml)
- cell diameter: 2.3 cm,
- nature of electrodes 3 and 4: platinum grid with mesh opening: 250 microns, in double thickness,
- distance between these electrodes o 1 cm,
- potential difference applied between electrodes 3 and 4. 2 volts,
- passage speed: 240 cm3 / cm2 of electrode surface / hour,
- thermostat temperature during the cultivation phase of the Wilkins method: 440C.
La durée de l'analyse effectuée en utilisant le procédé selon l'invention, puis en appliquant la méthode de Wilkins est de 11 heures. The duration of the analysis carried out using the method according to the invention, then by applying the Wilkins method is 11 hours.
A titre de comparaison, la durée d'une analyse effectuée par la méthode du nombre le plus probable (méthode de la bactériologie classique) est de 96 heures et la durée de l'analyse effectuée par la méthode de Wilkins appliquée directement à l'échantillon est de 15 heures
O m#nutes. By way of comparison, the duration of an analysis carried out by the most probable number method (classical bacteriology method) is 96 hours and the duration of the analysis carried out by the Wilkins method applied directly to the sample is 3 p.m.
O m # nutes.
On donnera ciraprès des variantes possibles de -céa3.isati.on et de fonctionnement
a) Nature du matériau métallique constituant les électrodes
On peut utiliser tous les métaux ou alliages non corrodables dans les conditions de fonctionnement, du graphite ou du carbone conducteur de l'électricité, ainsi lue tous les autres matériaux susceptibles de conduire le courant électrique ou d'acquérir le potentiel électrique désiré : matériaux minéraux ou organiques échan geurs d'ions,
b) Forme du matériau constituant les électrodes
A la place des grilles, on peut utiliser une feuille métallique perforée ou un empilement de grains (par exemple des sphères).We will give below possible variants of -céa3.isati.on and operation
a) Nature of the metallic material constituting the electrodes
One can use all metals or alloys not corrodible under operating conditions, graphite or carbon conductive of electricity, thus read all the other materials likely to conduct the electric current or to acquire the desired electric potential: mineral materials or organic ion exchangers,
b) Shape of the material constituting the electrodes
Instead of the grids, one can use a perforated metal sheet or a stack of grains (for example spheres).
c) Sens de circulation du fluide dans la cellule par rapport au système d'électrodes et au champ de la pesanteur
L'écoulement peut être ascendant, descendant, i #élCl ou entre une combinaison de ces types d'écoule ent. c) Direction of circulation of the fluid in the cell with respect to the electrode system and the field of gravity
The flow can be ascending, descending, i # élCl or between a combination of these types of flow ent.
d) Nature du dispositif créant le champ électrique entre électrodes ou imposant le potentiel électrique de l'électrode opérant la séparation et la rétention des bactéries
En plus des générateurs électriques extérieurs, on peut utiliser deux électrodes constituées de métaux différents entre lesquelles s'établira spontanément une différence de potentiel électrique.d) Nature of the device creating the electric field between electrodes or imposing the electric potential of the electrode operating the separation and the retention of bacteria
In addition to the external electrical generators, two electrodes made of different metals can be used, between which a difference in electrical potential will spontaneously be established.
e) Forme du signal électrique entre les électrodes
Le courant peut avoir un potentiel ou une intensité constante au cours du temps. Mais, il peut également avoir un caractère discontinu se définissant par sa fréquence, la forme du signal (triangulaire, carré, sinusoidal, etc.) et son amplitude.e) Form of the electrical signal between the electrodes
The current can have a constant potential or intensity over time. However, it can also have a discontinuous character defined by its frequency, the shape of the signal (triangular, square, sinusoidal, etc.) and its amplitude.
f) Mode de réglage du potentiel entre électrodes:
On peut utiliser un dispositif dtimpédance électrique réglable intercalé entre le générateur de courant et les électrodes.f) Potential adjustment mode between electrodes:
An adjustable electrical impedance device can be used interposed between the current generator and the electrodes.
On peut également utiliser corme générateur de courant une alimentation électrique stabilisée en tension (réglable) ou en courant (réglable),
ou un dispositif potentiostatique ou potentiocinétique réglant la tension de l'électrode en fonction de la tension d'une électrode de référence en agissant sur l'intensité du courant placé entre les deux élec troues. It is also possible to use a current generator cor a stabilized electric supply in voltage (adjustable) or in current (adjustable),
or a potentiostatic or potentiokinetic device regulating the voltage of the electrode as a function of the voltage of a reference electrode by acting on the intensity of the current placed between the two elec holes.
g) Possibilité d'utilisation des électrodes de la cellule pour réaliser ou faciliter les opérations de nettoyage et stérilisation de la cellule
- par application entre les électrodes d'un potentiel électrique continu suffisant pour provoquer l'électrolyse de l'eau et nettoyer les électrodes par les effets mécaniques (génération de bulles gazeuses) et chimiques {production d'oxygène naissant à caractère oxydant et biocides,
- ou encore par génération électrolytique in situ de réactifs stérilisants par passage d'une solution adéquate (par exemple génération de chlore par électrolyse d'une solution de chlorure de sodium).g) Possibility of using cell electrodes to carry out or facilitate cell cleaning and sterilization operations
- by application between the electrodes of a continuous electrical potential sufficient to cause the electrolysis of water and to clean the electrodes by mechanical (generation of gas bubbles) and chemical effects (production of nascent oxygen with an oxidizing character and biocides,
- Or by electrolytic generation in situ of sterilizing reagents by passage of an adequate solution (for example generation of chlorine by electrolysis of a solution of sodium chloride).
Le procédé selon l'invention présente les avantages suivants
- Ce procédé permet de "concentrer" des bactéries à partir d'un volume d'eau pouvant être important (plusieurs litres ou dizaines de litres) comparativement aux échantillons habituellement traités, conduisant
~ à une réduction notable du temps de réponse de la méthode d'identification et de dénombrement des bactéries,
~ à une augmentation de la sensibilité de la méthode, une seule bactérie contenue dans plusieurs litres de liquide pouvant être détectée
- Ce procédé peut être utilisé sur des eaux con tenant des particules en suspension et colloïdes sans risque de colmatage (contrairement aux membranes utilisées classiquement pour concentrer les bactéries par filtration ou couplées à des méthodes instrumentales plus performantes,par exemple la méthode de Wîlkins. The method according to the invention has the following advantages
- This process makes it possible to "concentrate" bacteria from a volume of water which can be significant (several liters or tens of liters) compared to the samples usually treated, leading
~ a significant reduction in the response time of the method for identifying and counting bacteria,
~ to an increase in the sensitivity of the method, a single bacteria contained in several liters of liquid can be detected
- This process can be used on waters containing suspended particles and colloids without risk of clogging (unlike membranes conventionally used to concentrate bacteria by filtration or coupled with more efficient instrumental methods, for example the Wîlkins method.
Le nettoyage du dispositif est facile et ce qui ci peut être réutilisé rapidement. Cleaning the device is easy and what can be reused quickly.
- En conséquence des trois points précédents, le dispositif est facilement automatisable pour travailler de façon séquentielle sans intervention humaine. - As a result of the previous three points, the device is easily automated to work sequentially without human intervention.
- Le dispositif ainsi automatisé peut être luimême couplé à un dispositif automatique d'identification et de numération des bactéries. - The device thus automated can be itself coupled to an automatic device for identifying and counting bacteria.
- Le dispositif n'est pas sélectif vis-à-vis des types de microorganîsmes ou germes pathogènes, la sélectivité étant assurée par la méthode d'identification et de numération, le dispositif est donc d'application générale. - The device is not selective vis-à-vis the types of microorganisms or pathogenic germs, the selectivity being ensured by the method of identification and counting, the device is therefore of general application.
- Bien que, par nature, le-dispositif puisse être couplé à toute méthode d'identification et de nu aération des bactéries, sa conception le rend avantageusement cou:#lable aux méthodes électrochimiques (telle que par exemple celle de Wilkins) car l'électrode de fixation et rétention des bactéries peut alors devenir électrode active dans le processus d'identification et numération. - Although, by nature, the device can be coupled to any method of identification and nueration of bacteria, its design advantageously makes it neck: #lable to electrochemical methods (such as for example that of Wilkins) because the bacteria's fixation and retention electrode can then become an active electrode in the identification and counting process.
Le procédé selon l'invention trouve des applications diverses
a) Applications analytiques
Ce procédé trouve une application en laboratoire pour la concentration des microorganismes (bactéries, mais aussi levures, champignons, algues microscopiques, éventuellement virus) préalablement à leur identification et leur numération par des méthodes diverses en vue de diminuer les temps de réponse, notamment dans les laboratoires d'analyse des eaux potables;
pour le contrôle microbiologique de toutes les eaux naturelles (superficielles et souterraines, continentales et marines);
pour le contrôle de denrées alimentaires liquides aqueuses (exemple: le lait);
pour les analyses biologiques et médicales sur des fluides biologiques (sang, urine,...).The method according to the invention finds various applications
a) Analytical applications
This process finds an application in laboratory for the concentration of microorganisms (bacteria, but also yeasts, fungi, microscopic algae, possibly viruses) before their identification and their counting by various methods in order to decrease response times, especially in drinking water analysis laboratories;
for microbiological control of all natural waters (surface and underground, continental and marine);
for the control of aqueous liquid foodstuffs (example: milk);
for biological and medical analyzes on biological fluids (blood, urine, ...).
il trouve également une application dans des systèmes automatises de contrôle de la contamination biologique des eaux en vue d'une détection précoce des contaminations et de la prévention-des risques sanitaires, notamment
- le contrôle des systèmes de captage, traitement, stockage, distribution des eaux potables, ainsi que des chaînes de production et conditionnement de liquides alimentaires;
- le contrôle sanitaire des eaux à usage thérapeutique;
- le contrôle des piscines et installations de loisirs utilisant l'eau;
- le contrôle de la qualité sanitaire des eaux de baignade (eaux douces et marines);
- le contrôle et la protection des zones de pisciculture, conchyliculture, aquaculture et toutes zones sensibles à la contamination microbiologique;
- le contrôle continu d'eaux industrielles.it also finds an application in automated systems for controlling the biological contamination of water with a view to early detection of contamination and the prevention of health risks, in particular
- the control of systems for the capture, treatment, storage, distribution of drinking water, as well as the production and packaging chains of food liquids;
- sanitary control of water for therapeutic use;
- the control of swimming pools and leisure facilities using water;
- control of the sanitary quality of bathing water (fresh and marine water);
- control and protection of fish farming, shellfish farming, aquaculture and all areas sensitive to microbiological contamination;
- continuous monitoring of industrial waters.
Selon les cas, ces systèmes peuvent fonctionner en continu ou de façon séquentielle à fréquence rapide. Depending on the case, these systems can operate continuously or sequentially at high frequency.
b) Autres applications
L'invention peut également être utilisée, à une échelle beaucoup plus grande pour la purification microbiologique de liquides, principalement de nature aqueuse en adaptant la configuration du système à des débits importants (substitution d'une Invention dans la masse à une rétention en surface).b) Other applications
The invention can also be used, on a much larger scale for the microbiological purification of liquids, mainly of an aqueous nature by adapting the configuration of the system to high flow rates (substitution of an Invention in the mass for retention on the surface) .
Cette application est notamment intéressante lorsque l'usage ultérieur du liquide ne permet pas lead -#j.ticn de réactifs chimiques sterilisants ou l'usage de doyens thermiques (pasteurisation) This application is particularly interesting when the subsequent use of the liquid does not allow lead - # j.ticn of sterilizing chemical reagents or the use of thermal deans (pasteurization)
Claims (7)
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
| FR8403845A FR2561129B1 (en) | 1984-03-13 | 1984-03-13 | METHOD AND DEVICE FOR SEPARATING BACTERIA FROM A LIQUID PHASE IN PARTICULAR FOR BACTERIOLOGICAL CONTROL |
| LU85804A LU85804A1 (en) | 1984-03-13 | 1985-03-11 | METHOD AND DEVICE FOR SEPARATING BACTERIA FROM A LIQUID PHASE IN PARTICULAR FOR BACTERIOLOGICAL CONTROL |
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| LU (1) | LU85804A1 (en) |
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| LU85804A1 (en) | 1985-12-12 |
| IT8567248A1 (en) | 1986-09-12 |
| FR2561129B1 (en) | 1988-12-09 |
| CH663907A5 (en) | 1988-01-29 |
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| IT1184903B (en) | 1987-10-28 |
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