FR2632729A1 - Device for withdrawing, transporting and analysing liquid samples containing particles in suspension, and its observation cell - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF DE PRELEVEMENT, DE TRANSPORT ET D'ANALYSE
D'ECHANTILLONS LIQUIDES CONTENANT DES PARtICULES
EN SUSPENSION, ET SA CELLULE D'OBSERVATION
DESCRIPTION
L'invention concerne le domaine de l'observation et de l'analyse des échantitions liquides, dans lesquels sont- en suspension des particules étrangères, dont il faut analyser La nature, la forme, et qu'il faut compter.SAMPLING, TRANSPORT AND ANALYSIS DEVICE
LIQUID SAMPLES CONTAINING PARTICLES
IN SUSPENSION, AND ITS OBSERVATION CELL
DESCRIPTION
The invention relates to the field of observation and analysis of liquid samples, in which foreign particles are suspended, the nature, form of which must be analyzed and which must be counted.
Dans de nombreux domaines, des particules, telles que des algues marines unicellulaires dans le cas de L'étude de
L'océanographie, doivent être comptées et identifiées de manière visuelle avec un microscope, ou par l'utilisation de compteurs automatiques de particules. Dans ce but, il existe plusieurs méthodes pour compter ces particules. Une première méthode consiste à mesurer les variations d'un champ électrique causé par les particules, et plus particulièrement l'amplitude du champ électrique qui change en proportion avec le volume de particules.In many areas, particles, such as unicellular seaweed in the case of the study of
Oceanography should be counted and identified visually with a microscope, or by the use of automatic particle counters. For this purpose, there are several methods for counting these particles. A first method consists in measuring the variations of an electric field caused by the particles, and more particularly the amplitude of the electric field which changes in proportion with the volume of particles.
Un autre type d'appareil est un analyseur de dimension des particules. Il fonctionne automatiquement et utiLise le principe de bloquage de la lumière. Ces deux types de compteurs définissent les dimensions des particules en fournissant leur diamètre sphérique équivalent et produisent une distribution dimension-fréquence et une énumération des particules.Another type of device is a particle size analyzer. It works automatically and uses the light blocking principle. These two types of counters define the dimensions of the particles by providing their equivalent spherical diameter and produce a dimension-frequency distribution and an enumeration of the particles.
De manière générale, ltexploitation d'observations de particules, c'est-à-dire le comptage, l'identification, le classement, et les calculs et statistiques élaborés à partir de ces données, peut etre effectuée de façon automatique au moyen de calculateurs, micro-ordinateurs ou ordinateurs. In general, the exploitation of particle observations, that is to say the counting, identification, classification, and the calculations and statistics produced from these data, can be carried out automatically by means of computers. , microcomputers or computers.
D'autre part, une observation à l'aide d'un dispositif optique, tel qu'un microscope, demande beaucoup de temps et s'averse très laborieuse, en particulier Lorsque l'on doit observer un grand nombre d'échantillons. Il en est de meme pour les prises de vues à L'aide d'appareils photographiques ou caméras vidéo. De plus, la présence d'un opérateur reste toujours nécessaire et la préparation demande beaucoup de temps. On the other hand, observation using an optical device, such as a microscope, is very time consuming and very laborious, particularly when a large number of samples are to be observed. It is the same for taking pictures using photographic or video cameras. In addition, the presence of an operator is always necessary and the preparation requires a lot of time.
De manière générale, le comptage de particules contenues par un échantillon fluide, ou moyen d'un système optique, se fait sur une goutte d'échantillon étalée sur une lame de verre. In general, the counting of particles contained by a fluid sample, or by means of an optical system, is done on a drop of sample spread on a glass slide.
Pour en minimiser l'épaisseur et pour permettre l'analyse optique, ladite goutte est recouverte par une lamelle de verre. To minimize the thickness and to allow optical analysis, said drop is covered by a glass slide.
Dans d'autres cas, les particules sont immobilisées sur la lamelle ; après séchage complet de la goutte, on observe directement, après sédimentation des particules sur le fond de la lame. In other cases, the particles are immobilized on the coverslip; after complete drying of the drop, directly observed, after sedimentation of the particles on the bottom of the slide.
Cette mise en oeuvre demande beaucoup de temps, de matériel et de manipulation et implique la présence d'un opérateur. This implementation requires a lot of time, material and handling and involves the presence of an operator.
Le but de l'invention est de permettre d'effectuer automatiquement et sans opérateur à la fois les prélèvements de liquide contenant les particules en suspension et leur transfert dans un dispositif appelé cellule d'observation qui permet leur analyse par tout système optique relié à un système d'analyse d'image automatique. The object of the invention is to make it possible to carry out automatically and without operator both the liquid samples containing the suspended particles and their transfer in a device called observation cell which allows their analysis by any optical system connected to a automatic image analysis system.
Dans ce but, un premier objet de L'invention est une cellule d'observation de particules en suspension dans un fluide. To this end, a first object of the invention is a cell for observing particles suspended in a fluid.
Elle se caractérise en ce qu'elle comprend au moins une canalisation extra-plate dans laquelle circule le fluide, ayant une face transparente pour permettre l'observation, l'épaisseur de la canalisation étant très faible, pour que, lors d'un arrêt de la circulation du fluide, les particules a observer se déposent rapidement par gravité sur une surface interne de la canalisation et permettent ainsi l'observation des particules fixées, et comportant également un orifice d'entrée et un orifice de sortie du fluide. En effet, plus La descente des particules est courte, plus elle es rapide, par conséquent, plus l'analyse des particules dans un échantillon sera faite rapidement, et plus rapidement sera faite L'analyse d'une série d'échantillons différents.It is characterized in that it comprises at least one extra-flat pipe in which the fluid circulates, having a transparent face to allow observation, the thickness of the pipe being very small, so that, during a stop of the circulation of the fluid, the particles to be observed are rapidly deposited by gravity on an internal surface of the pipe and thus allow observation of the fixed particles, and also comprising an inlet orifice and an outlet for the fluid. Indeed, the shorter the descent of the particles, the faster it is, therefore, the more the analysis of the particles in a sample will be done, and the faster will be the analysis of a series of different samples.
Dans une première réalisation prévue de cette cetiute d'observation, les orifices sont hermétiquement fermés. Cette cellule peut alors être réalisée à L'aide d'une première pLaque inférieure sur laquelle sont collées deux plaques entretoises délimitant la canalisation, l'épaisseur de ces deux plaques entretoises correspondant à La faible épaisseur de la canalisation, la cellule étant fermée par une pLaque supérieure fixée par deux embouts de fixation. In a first planned embodiment of this cetiute of observation, the orifices are hermetically closed. This cell can then be produced using a first lower plate on which are glued two spacer plates delimiting the pipe, the thickness of these two spacer plates corresponding to the small thickness of the pipe, the cell being closed by a upper plate fixed by two fixing end pieces.
Une deuxième réalisation de la ceLlule est prévue, dans
Laquelle les orifices sont ouverts, la circulation du fluide étant assurée par dépression.A second realization of this cell is planned, in
Which the openings are open, the circulation of the fluid being ensured by vacuum.
Un deuxième objet principal de l'invention est un dispositif de prélèvement de transport et d'observation d'echantilLons Liquides contenant des particules en suspension et à analyser dans une cellule d'observation telle qu'elle est définie dans les paragraphes précédents, l'observation étant optique, automatique et continue. A second main object of the invention is a transport sampling device and observation of liquid samples containing suspended particles and to be analyzed in an observation cell as defined in the preceding paragraphs, the observation being optical, automatic and continuous.
Dans sa réalisation, Le dispositif comprend un dispositif de stockage d'échantillons Liquides, des moyens de prélèvement desdits échantillons, un dispositif d'observation optique des échantillons, les particules de L'échantillon à observer devant être fixes dans La cellule d'observation pendant
L'observation dudit échantillon, et des moyens de transport desdits échantillons prélevés pour les amener les uns après les autres dans ladite ceLlule d'observation. Ce dispositif peut donc fonctionner de façon automatique, en étant commandé par exemple, par un ordinateur ou un micro-ordinateur utilisant un ou plusieurs programmes pré-étabLis.In its implementation, the device comprises a device for storing liquid samples, means for taking said samples, an optical device for observing the samples, the particles of the sample to be observed having to be fixed in the observation cell for
The observation of said sample, and means of transporting said samples taken to bring them one after the other in said observation cell. This device can therefore operate automatically, by being controlled for example, by a computer or a microcomputer using one or more preset programs.
Le dispositif optique peut être un microscope. The optical device can be a microscope.
Dans La réalisation complète du dispositif selon
L'invention, tes moyens de transport comprennent egalement une pompe péristaltique pour faire circuler le liquide, constitué des différents échantillons, dans la cellule d'observation, la pompe ayant une action en amont de la cellule d'observation pour pousser le liquide et une action aval de la cellule d'observation pour aspirer le liquide, ladite pompe ayant des moyens de commande pour arrêter la circulation du fluide de manière à immobiliser chaque échantillon dans la position d'observation.In the complete realization of the device according to
The invention, the means of transport also include a peristaltic pump for circulating the liquid, consisting of different samples, in the observation cell, the pump having an action upstream of the observation cell to push the liquid and a downstream action of the observation cell to aspirate the liquid, said pump having control means for stopping the circulation of the fluid so as to immobilize each sample in the observation position.
L'invention et ses caractéristiques seront mieux comprises à la lecture de la description qui va suivre et qui est annexée des deux figures suivantes ;
- figure 1, un schéma représentatif de l'ensemble du dispositif selon l'invention ;
- figure 2, une premiére réalisation de la cellule d'observation selon l'invention ;
- figure 3, une deuxième réalisation de la cellule d'observation selon L'invention ;
- figure 4, une troisième réalisation de la cellule d'observation selon l'invention.The invention and its characteristics will be better understood on reading the description which follows and which is annexed to the following two figures;
- Figure 1, a diagram representative of the entire device according to the invention;
- Figure 2, a first embodiment of the observation cell according to the invention;
- Figure 3, a second embodiment of the observation cell according to the invention;
- Figure 4, a third embodiment of the observation cell according to the invention.
Sur la figure 1, on peut distinguer deux parties principales qui sont le dispositif de stockage 2 et un moyen d'observation optique 4, en l'occurrence un microscope. Ce dernier est associé à un dispositif de prise de vue 24 dans le but de transmettre des images vidéo à un moniteur de contrôle 10 et à un ordinateur pour le traitement informatique de l'image. In FIG. 1, two main parts can be distinguished which are the storage device 2 and an optical observation means 4, in this case a microscope. The latter is associated with a shooting device 24 for the purpose of transmitting video images to a control monitor 10 and to a computer for the computer processing of the image.
Une imprimante 8 peut également compléter cet ensemble d'exploitation des résultats.A printer 8 can also complete this set of results exploitation.
Le dispositif de stockage 2 comprend principalement un tambour vertical 6 supportant des échantillons 20. Ces derniers sont maintenus en permanence sur ce tambour vertical 6 dans des conditions favorables à leur stockage, par exemple une température déterminée, et subissant une agitation créée par la rotation du tambour vertical 6. The storage device 2 mainly comprises a vertical drum 6 supporting samples 20. The latter are permanently maintained on this vertical drum 6 under conditions favorable for their storage, for example a determined temperature, and undergoing agitation created by the rotation of the vertical drum 6.
Les échantillons, bouchés par un bouchon du type septum ou équivalent, sont prévelés grâce à une aiguille de prélèvement 22 qui, lorsque ctest nécessaire, pénètre à l'intérieur de l'échantillon à prélever en traversant le bouchon. Des moyens de transport des échantillons prélevés sont prévus pour amener ces échantillons, dans une cellule d'observation munie d'une paroi transparente, les uns après les autres, en position fixe d'observation. Ces moyens de transport comprennent une pompe 12, placée à l'intérieur du dispositif -de stockage -2 et permettant d'acheminer l'échantillon prélevé dans uneconduite 14. The samples, closed by a septum or equivalent type stopper, are preveled using a sampling needle 22 which, when necessary, penetrates inside the sample to be taken by crossing the stopper. Means for transporting the samples taken are provided to bring these samples, in an observation cell provided with a transparent wall, one after the other, in a fixed observation position. These means of transport include a pump 12, placed inside the storage device -2 and making it possible to convey the sample taken in a conduit 14.
Pour que Les échantitlons successifs à observer soient positionnés successivement de façon favorable, en position d'observation, on prévoit selon l'invention, d'utiliser une cellule d'observation 16 affectant dans sa partie centrale la forme d'une canalisation très plate appelée canalisation extraplate 26 et possédant un orifice d'entrée 28 et un orifice de sortie 29. Cette cellule d'observation sera décrite en détail plus loin. Les échantillons observés sont évacués par une conduite 18. Celle-ci peut être branchée sur une pompe, qui peut être la pompe initiale 12 pour l'acheminement des échantillons, à l'intérieur du dispositif de stockage 2. La pompe initiale 12 peut avantagement être du type péristaltique, avec le tuyau amont et le tuyau aval écrasé par Les mêmes gaLets. So that the successive samples to be observed are successively positioned in a favorable manner, in the observation position, provision is made according to the invention, to use an observation cell 16 affecting in its central part the shape of a very flat pipe called extra flat pipe 26 and having an inlet port 28 and an outlet port 29. This observation cell will be described in detail below. The observed samples are evacuated via a pipe 18. This can be connected to a pump, which can be the initial pump 12 for the transport of the samples, inside the storage device 2. The initial pump 12 can advantageously be of the peristaltic type, with the upstream pipe and the downstream pipe crushed by the same gaLets.
En référence aux figures 2, 3 et 4, la section interne de la cellule 16 doit être extra-plate pour obtenir le résultat voulu. En effet, pour observer les particules en suspension dans cet échantillon, il est nécessaire d'étaler selon une épaisseur minimale cet échantillon pour que-le comptage de ses particules par l'observation au microscope soit possible. Une autre condition nécessaire pour que l'observation au microscope soit possible, est que les particules en suspension doivent être fixes. Dans ce but, on a pour habitude de fairé reposer l'échantillon, de façon à ce que les particules tombent par gravité sur la surface interne inférieure de la canalisation. With reference to Figures 2, 3 and 4, the internal section of the cell 16 must be extra-flat to obtain the desired result. Indeed, to observe the particles in suspension in this sample, it is necessary to spread this sample to a minimum thickness so that the counting of its particles by observation under a microscope is possible. Another condition necessary for microscopic observation to be possible is that the particles in suspension must be fixed. For this purpose, it is customary to allow the sample to stand, so that the particles fall by gravity onto the lower internal surface of the pipe.
Selon l'invention, la section de cette canalisation d'observation est donc d'une hauteur minimale. Cette minimisation de la hauteur de cette section est déterminée par. la taille des particules à observer.According to the invention, the section of this observation pipe is therefore of a minimum height. This minimization of the height of this section is determined by. the size of the particles to be observed.
La largeur de la section de la canalisation extra-plate 26 doit être plus large que l'image observée par te dispositif optique, ceci pour éviter l'influence des effets de bord sur l'observation. The width of the section of the extra-flat pipe 26 must be wider than the image observed by the optical device, this to avoid the influence of the edge effects on the observation.
Dans la première réalisation de la cellule d'observation, représentée sur la figure 2, la canalisation extra-plate est complètement enfermée dans la cellule. Elle ne communique avec l'extérieur que par les orifices d'entrée et de sortie 28 qui sont réalisés de manière étanche, le liquide constitué des différents échantillons n'étant jamais au contact de l'air ambiant. Cette première version de la cellule d'observation est réalisée par un fraisage de la plaque de base 42. En référence à la figure 3, la cellule d'observation 16 peut être réalisée au moyen d'un première plaque inférieure 30 surmontée de deux plaques entretoises 32 collées sur la première plaque inférieure de façon à délimiter la section de la canalisation extra-plate 26. Une quatrième plaque supérieure 34 est montée par dessus cet ensemble pour fermer la canalisation extra-plate 26.Sa fixation est réalisée à l'aide de deux embouts de fixation 36. In the first embodiment of the observation cell, shown in Figure 2, the extra-flat pipe is completely enclosed in the cell. It communicates with the outside only through the inlet and outlet orifices 28 which are made in leaktight fashion, the liquid consisting of the different samples never being in contact with the ambient air. This first version of the observation cell is produced by milling the base plate 42. With reference to FIG. 3, the observation cell 16 can be produced by means of a first lower plate 30 surmounted by two plates spacers 32 glued to the first lower plate so as to delimit the section of the extra-flat pipe 26. A fourth upper plate 34 is mounted over this assembly to close the extra-flat pipe 26. Its fixing is carried out using two fixing ends 36.
Dans la troisième réalisation de cette cellule d'observation, représentée sur la figure 4, la canalisation extra-plate 26 a la même forme que sur la figure 2 et peut être réalisée de la même manière. Par contre, les orifices d'entrée 42 et de sortie 43 sont à l'air libre, c'est-à-dire que la canalisation extra-plate 26 est elle même à l'air libre. Le fluide est acheminé et retiré de cette canalisation au moyen de deux conduits 38 traversant des embouts de fixation 40, l'extrémité de ces conduits 38 ne formant pas une jonction étanche avec la canalisation extra-plate 26 au niveau des orifices d'entrée et de sortie 38. La circulation du fluide constituée des différents échantillons est assurée par la pompe péristaltique, qui assure un refoulement en amont et une dépression en aval. In the third embodiment of this observation cell, shown in FIG. 4, the extra-flat pipe 26 has the same shape as in FIG. 2 and can be produced in the same way. By cons, the inlet ports 42 and outlet 43 are in the open air, that is to say that the extra-flat pipe 26 is itself in the open air. The fluid is conveyed and removed from this pipe by means of two conduits 38 passing through fixing end pieces 40, the end of these conduits 38 not forming a tight junction with the extra-flat conduit 26 at the level of the inlet orifices and outlet 38. The circulation of the fluid made up of the different samples is ensured by the peristaltic pump, which provides a backflow upstream and a downstream vacuum.
La pompe 12 possédant des moyens de commande pour stopper ou reprendre le parcours du fluide constitué par les échantillons, on constate que l'on peut positionner facilement un échantillon déterminé en face du dispositif optique, à savoir l'objectif du microscope 4. The pump 12 having control means for stopping or resuming the path of the fluid formed by the samples, it can be seen that a determined sample can be easily positioned opposite the optical device, namely the objective of the microscope 4.
Un tel dispositif, avec ses différents éléments, tels que le prélèvement automatique des échantillons, la caméra de prise de vues vidéo, un microscope à platine motorisée ou tout autre système optique, un micro-ordinateur, permet d'analyser toute image de particule en suspension aqueuse, et ceci de manière simple et rapide pour un non spécialiste. De la sorte, 40 échantillons peuvent par exemple être traités entièrement et automatiquement. Le système selon l'invention se prête effectivement très bien à L'ana lyse en continu de nombreux échantillons. Such a device, with its various elements, such as the automatic sampling, the video camera, a microscope with a motorized stage or any other optical system, a microcomputer, makes it possible to analyze any image of a particle in aqueous suspension, and this quickly and easily for a non-specialist. In this way, 40 samples can for example be fully and automatically processed. The system according to the invention effectively lends itself very well to the continuous analysis of numerous samples.
La deuxième réalisation de la cellule d'observattion permet le démontage de celle-ci, et donc sont nettoyage. The second embodiment of the observation cell allows the disassembly thereof, and therefore are cleaning.
L'invention permet en outre la dissociation de la création de L'image vis-à-vis de son exploitation. Ceci peut être mis en valeur lorsque Le dispositif optique est remplace par un appareil photographique, un enregistreur magnétique ou tout appareil d'enregistrement d'image. L'image ainsi stockée, pourra être exploitée ultérieuvement dans des laboratoires équipés à cet effet. The invention also enables the creation of the image to be dissociated from its exploitation. This can be enhanced when the optical device is replaced by a camera, a magnetic recorder or any image recording device. The image thus stored, can be used subsequently in laboratories equipped for this purpose.
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Also Published As
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|---|---|
| FR2632729B1 (en) | 1990-08-31 |
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