FR2943430A1 - Optode pour un transducteur optique - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une optode (108) comportant : - un corps (126) avec des moyens de fixation pour un couple (dispositif d'émission (110), dispositif de réception (112)) et une chambre d'analyse (216a), - un prisme (214) présentant une face plane d'insertion, une première face plane de réflexion, une face plane de couplage parallèle à la face plane d'insertion et une deuxième face plane de réflexion, chaque face de réflexion présentant un angle d'inclinaison inférieur à 90° par rapport à la face d'insertion, et la face plane de couplage portant un revêtement métallique plongeant dans la chambre d'analyse (216a), le faisceau lumineux émis par le dispositif d'émission traversant le prisme et se réfléchissant sur le revêtement métallique selon un angle d'incidence par rapport à la normale à la face plane de couplage qui permette la génération d'ondes plasmons, puis traversant à nouveau le prisme en direction du dispositif de réception correspondant.

Description

La présente invention concerne une optode pour un transducteur optique, un transducteur optique comportant une telle optode, ainsi qu'un capteur comportant un tel transducteur optique. Pour analyser la qualité des eaux, des dispositifs de détection et de quantification de molécules ou micro-organismes cibles sont utilisés. Un tel dispositif est un capteur, par exemple du type biocapteur qui se compose d'un récepteur et d'un transducteur. Dans le cas spécifique d'un biocapteur, le récepteur est une biomolécule qui est déposée sur une surface du transducteur et qui est capable de fixer spécifiquement la molécule ou le micro-organisme cible. Le transducteur traduit cette fixation en un signal interprétable par un opérateur. Le principe de transduction repose sur la résonance plasmonique de surface (SPR). Les ondes plasmons de surface sont des ondes électromagnétiques de surface se propageant à une interface entre un milieu diélectrique et certains métaux tels que l'argent, l'or... Ils peuvent être générés par couplage résonant entre des photons et les électrons libres du métal. La Fig. 5 montre le principe de mesure utilisé dans un capteur de l'état de la technique. Le capteur 500 comporte un milieu diélectrique de couplage 504 du type prisme en verre qui présente une face métallique 512 orientée vers un milieu diélectrique d'analyse 506. Le milieu diélectrique d'analyse 506 contient une solution susceptible de contenir les composés cibles. Dans un mode de réalisation particulier, un faisceau monochromatique incident 508 de longueur d'onde est émis par une source à travers le milieu diélectrique de couplage 504 sur la couche métallique 512. Le faisceau 508 est émis selon un angle d'incidence 0 par rapport à la normale à la couche métallique 512 qui permet la génération des ondes plasmons. Pour un couple (X, 0) donné, le flux photonique incident est alors transféré à la couche métallique 512 induisant ainsi une diminution du flux photonique du faisceau réfléchi 510 qui est reçu et analysé par un dispositif de réception approprié. Le couple (X, 0) dépend des permittivités relatives des milieux diélectriques 504 et 506 au voisinage de la couche métallique 512. Ainsi, à un angle 0 donné, les changements d'indice de réfraction au voisinage de la couche métallique 512 se traduiront par une variation du flux du faisceau réfléchi 510.

En première approximation, la longueur d'onde X et l'angle d'incidence 0 sont reliés par la formule : E (X)Em (X) n~(X)sin0=Re E ~X)+E (X) (1) a m où n, est l'indice de réfraction du milieu diélectrique de couplage 504, et où Ea et 5 Em sont les permittivités respectives du milieu diélectrique d'analyse 506 et de la couche métallique 512.

Cette technique de détection est très sensible et peut détecter des variations d'indice de réfraction de l'ordre de 10-6, permettant de détecter la fixation de molécules à proximité de la surface de la couche métallique 512, et en particulier des

10 composés cibles.

Pour la mise en oeuvre du phénomène SPR, il est nécessaire que le faisceau incident 508 soit émis selon un angle d'incidence 0 important, ce qui implique que la source du faisceau lumineux et le dispositif de réception du faisceau réfléchi soient disposés de part et d'autre du prisme 504, d'où un grand encombrement du biocapteur

15 500 et du transducteur optique.

Du fait de la nécessité d'effectuer des mesures de terrain, il est nécessaire d'avoir un transducteur optique peu encombrant, facilement manipulable et robuste.

Un objet de la présente invention est de proposer une optode qui ne présente pas les inconvénients de l'art antérieur et qui en particulier est compacte, permettant une

20 manipulation aisée et est robuste.

A cet effet, est proposée une optode pour un transducteur optique comportant :

- un corps comportant des moyens de fixation avec au moins un couple constitué d'un dispositif d'émission destiné à émettre un faisceau lumineux parallèlement à un axe principal et d'un dispositif de réception destiné à recevoir un faisceau lumineux

25 parallèle audit axe principal et présentant, pour le ou chaque couple, une chambre d'analyse destinée à être remplie avec un milieu à analyser,

- un prisme présentant une face plane d'insertion perpendiculaire à l'axe principal, une première face plane de réflexion, une face plane de couplage parallèle à la face plane d'insertion et une deuxième face plane de réflexion, chaque face de

30 réflexion présentant un angle d'inclinaison (a, a') inférieur à 90° par rapport à la face d'insertion, et la face plane de couplage portant un revêtement métallique plongeant dans la ou chaque chambre d'analyse, le faisceau lumineux émis par le ou chaque dispositif d'émission traversant la face plane d'insertion, puis étant réfléchi par la première face de réflexion, puis traversant la face plane de couplage, puis étant réfléchi par le revêtement métallique au niveau de la chambre d'analyse correspondante selon un angle d'incidence par rapport à la normale à la face plane de couplage qui permette la génération d'ondes plasmons, puis traversant la face plane de couplage, puis étant réfléchi par la deuxième face de réflexion, puis traversant la face plane en direction du dispositif de réception correspondant. Avantageusement, l'angle d'inclinaison (a) est égal à : a = . 2 - 8 Avantageusement, les angles d'inclinaisons (a, a') sont égaux. Avantageusement, le revêtement métallique est réalisé sur une lamelle présentant une première face portant ledit revêtement métallique et une deuxième face accolée à la face plane de couplage. Avantageusement, le corps présente une forme générale cylindrique autour de 15 l'axe principal. Avantageusement, le prisme présente un cylindre de positionnement disposé en amont de la face d'insertion. Avantageusement, l'optode comporte un joint torique qui s'emmanche sur le cylindre de positionnement. 20 Avantageusement, l'optode comporte entre le ou chaque dispositif d'émission et le prisme, et dans le sens de propagation du faisceau lumineux, une lentille de collimation et un polariseur. Avantageusement, l'optode comporte entre le prisme et le ou chaque dispositif de réception, et dans le sens de propagation du faisceau lumineux, un polariseur et une 25 lentille de focalisation. Selon un mode de réalisation particulier, le polariseur est collé au prisme. Selon un mode de réalisation particulier, le polariseur est mobile par rapport au prisme. Avantageusement, le corps est constitué d'un empilement d'éléments 30 cylindriques comprimés axialement les uns contre les autres. Avantageusement, ledit empilement est disposé à l'intérieur d'un cylindre extérieur.

Avantageusement, l'optode comporte, au voisinage de chaque extrémité du cylindre extérieur, un joint torique disposé entre la surface extérieure de l'empilement et la surface intérieure du cylindre extérieur. L'invention propose également un transducteur optique comportant: - au moins une optode selon l'une des variantes précédentes, - pour la ou chaque chambre d'analyse, au moins un couple constitué d'un dispositif d'émission destiné à émettre un faisceau lumineux parallèlement audit axe principal et d'un dispositif de réception destiné à recevoir un faisceau lumineux parallèle audit axe principal, ledit faisceau lumineux émis étant destiné à être réfléchi par le revêtement métallique au niveau de la chambre d'analyse correspondante après avoir traversé le prisme et à être reçu par le dispositif de réception après avoir traversé le prisme, et - une unité centrale destinée à commander et/ou à recevoir des informations du ou de chaque dispositif d'émission et du ou de chaque dispositif de réception.

L'invention propose également un capteur comportant: - un transducteur selon la variante précédente, et - pour la ou chaque chambre d'analyse, au moins un récepteur, le ou chacun étant destiné à la fixation d'une molécule ou d'un micro-organisme cible d'un milieu à analyser, ledit récepteur étant fixé sur le revêtement métallique orienté vers la chambre d'analyse. Avantageusement, lorsqu'il y a plusieurs chambres d'analyse, le récepteur d'au moins l'une d'elles est un récepteur qui ne sera ni capable de reconnaître l'analyte à détecter, ni capable d'interagir spécifiquement avec un autre composé figurant dans le milieu à analyser.

Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels : la Fig. 1 représente un capteur selon l'invention, la Fig. 2 est une coupe selon le plan II de la Fig. 1, la Fig. 3 est une coupe selon la ligne III-III de la Fig. 2, la Fig. 4a et la Fig. 4b montrent un prisme pour un capteur selon l'invention, et la Fig. 5 est une représentation du mode de fonctionnement d'un capteur de l'état de la technique.

La Fig. 1 montre un capteur 100, en particulier un biocapteur, comportant un transducteur optique 102 et un récepteur 260 (Fig. 2) qui est capable de fixer spécifiquement une molécule ou un micro-organisme cible. Le transducteur 102 comporte une optode 108 et une unité de commande 104.

L'unité de commande 104 comporte: - une source 120 qui est ici polychromatique et qui est destinée à générer un faisceau lumineux incident, - un spectromètre 122 destiné à recevoir et analyser un faisceau lumineux, et - une unité centrale 124 destinée à commander et/ou à recevoir des informations de la source 120 et du spectromètre 122 et à générer une information représentative de l'analyse réalisée par le spectromètre 122. L'information ainsi générée peut être transmise par tout moyen approprié à un opérateur. L'optode 108 se présente sous une forme générale de cylindre autour d'un axe principal de révolution et comporte un cylindre extérieur 105 (ici en traits mixtes) et un corps 126 disposé à l'intérieur du cylindre extérieur 105 et présentant lui-même une forme générale cylindrique autour de l'axe principal. Le corps 126 présente une base de connexion 106 fixée à l'une des extrémités du cylindre extérieur 105. Le cylindre extérieur 105 a une fonction de protection pour le corps 126 vis-à- vis des agressions extérieures, et en particulier, la pression hydrostatique et l'étanchéité. La base de connexion 106 permet l'introduction d'au moins une fibre optique d'entrée 110 et d'au moins une fibre optique de sortie 112 à l'intérieur de l'optode 108. La fibre d'entrée 110 permet d'acheminer le faisceau lumineux incident depuis la source 120 jusqu'à l'intérieur du corps 126 et la fibre de sortie 112 permet de sortir un faisceau lumineux depuis l'intérieur du corps 126 jusqu'au spectromètre 122. Comme cela est expliqué ci-après, le faisceau lumineux sortant est le faisceau lumineux qui est réfléchi par le revêtement métallique portant le récepteur 260. Le corps 126 comporte des moyens de fixation destinés à permettre la fixation d'au moins un couple constitué d'un dispositif d'émission 120, 110 destiné à émettre un faisceau lumineux parallèlement à l'axe principal et d'un dispositif de réception 112, 122 destiné à recevoir un faisceau lumineux parallèle à l'axe principal. Dans le mode de réalisation de l'invention présenté ici, le dispositif d'émission 120, 110 est constitué de la source 120 et de la fibre optique d'entrée 110, et le dispositif de réception 112, 122 est constitué de la fibre optique de sortie 112 et du spectromètre 122. Les moyens de fixation sont constitués par tous dispositifs permettant la fixation des extrémités des fibres d'entrée 110 et de sortie 112 dans le corps 126. Le spectromètre 122 mesure le spectre du faisceau lumineux réfléchi. L'unité centrale 124 analyse les résultats obtenus par le spectromètre 122 et en déduit la présence ou l'absence des molécules ou micro-organismes cibles. Le corps 126 est constitué d'un empilement de plusieurs éléments cylindriques 106, 202, 204, 206, 208 et 210 qui sont comprimés axialement les uns contre les autres par la mise en place de tiges de fixation 114. La conception cylindrique du corps 126 permet de limiter l'impact de la pression extérieure sur le biocapteur 100, et, en particulier, la déformation du corps 126. Sous l'effet de la pression, le cylindre extérieur 105 subit des efforts radiaux et sa rigidité empêche la transmission de ces efforts radiaux aux éléments disposés à l'intérieur du cylindre extérieur 105. Le fait que la base de connexion 106 soit fixée à l'une des extrémités du cylindre extérieur 105 tandis que l'autre extrémité n'est pas fixée, permet une grande stabilité mécanique et évite les déformations de la base de connexion 106. En effet, les contraintes qui s'exercent axialement sur le corps 126 sont reprises par l'empilement sans que ce dernier soit contraint par le cylindre extérieur 105. I1 y a alors peu de déformations et de perturbations des chemins optiques des faisceaux lumineux. La Fig. 2 et la Fig. 3 montrent l'optode 108 selon différents plans de coupe. Le corps 126 comporte également, en partant de la base de connexion 106, une entretoise 202, un support de fibres optiques 204, un support d'optiques 206, un support intermédiaire 208 et un bouchon 212. Chacun de ces éléments prend une forme générale de cylindre et s'insère dans le cylindre extérieur 105. L'entretoise 202 est évidée pour permettre d'accéder à l'intérieur afin de faciliter la mise en place des fibres optiques 110 et 112. Le support de fibres optiques 204 est traversé, pour chaque fibre optique 110, 112, d'un alésage 350 prévu pour y insérer ladite fibre 110, 112 et la fixer. Chaque alésage traversant 350 présente un axe parallèle à l'axe principal, ainsi le faisceau lumineux émis par la fibre d'entrée 110 possède une direction de propagation parallèle à l'axe principal et la lumière reçue par la fibre de sortie 112 possède également une direction de propagation parallèle à l'axe principal. Chaque fibre 110, 112 présente ainsi une orientation parallèle à l'axe principal ce qui permet une réduction de l'encombrement du corps 126, par rapport à une disposition latérale. Le support d'optiques 206 est traversé, pour chaque alésage traversant 350 du support de fibres optiques 204, d'un alésage 352 traversant et colinéaire avec ledit alésage traversant 350 et dans lequel se propage le faisceau incident ou le faisceau réfléchi. A l'intérieur de chaque alésage colinéaire 352 est disposée une lentille 306, 308 qui permet respectivement de collimater le faisceau lumineux qui la traverse vers le prisme 214, et de focaliser le faisceau lumineux qui la traverse vers la fibre de sortie 112, afin de garantir un parcours plus précis des faisceaux lumineux, et pour avoir un angle d'incidence constant et ainsi d'obtenir une signature spectrale des ondes plasmons plus prononcée. Le support intermédiaire 208 est traversé, pour chaque alésage traversant 352 du support d'optiques 206, d'un canal 354 traversant et colinéaire avec ledit alésage traversant 352 et dans lequel se propage le faisceau incident ou le faisceau réfléchi.

Les tiges de fixation 114 fixent sur la base de connexion 106, l'entretoise 202, le support de fibres optiques 204, le support d'optiques 206 et le support intermédiaire 208. Dans le mode de réalisation de l'invention présenté ici, chaque tige de fixation 114 est vissée, à l'une de ses extrémités, dans la base de connexion 106 et traverse les différents éléments, tandis que l'autre extrémité reçoit un écrou 248 qui vient serrer les différents éléments contre la base de connexion 106. La forme cylindrique et une telle compression permettent d'assurer une grande stabilité de l'optode 108 même en cas de forte pression extérieure, par exemple dans le cas d'une analyse dans l'eau à grande profondeur. Le support intermédiaire 208 et le bouchon 212 sont conformés pour présenter entre eux un évidement dans lequel sont disposés un polariseur 220 et un prisme 214. Avantageusement, le polariseur 220 est collé au prisme 214 afin de faciliter la manipulation de l'ensemble ainsi constitué et de réduire les problèmes d'alignement et d'instabilité mécanique. Dans la mesure où il est nécessaire de normaliser le signal reçu par le spectromètre 122, et où le polariseur 220 est fixe, une phase de normalisation est effectuée. Cette phase de normalisation consiste en une mesure effectuée avec un milieu diélectrique d'indice très différent de celui du milieu devant être ultérieurement analysé. Les ondes plasmons qui sont alors générées n'apparaissent pas dans le spectre qui est normalement utilisé pour les mesures relatives à la détection de molécules ou micro-organismes cibles. Le faisceau lumineux qui est alors reçu par le spectromètre 122 est considéré comme un faisceau de normalisation. Le signal lumineux relatif à la détection de molécules ou micro-organismes cibles, est alors analysé en référence au faisceau de normalisation, par exemple par division entre les deux signaux que le

spectromètre 122 génère.

Au-delà du bouchon 212, l'optode 108 présente un support de circulation 210 qui est percé de deux canaux d'entrée 310 et de deux canaux de sortie 312. Chaque couple de canal 310, 312 débouche dans une chambre d'analyse 216a, 216b de l'optode 108, et est relié à une pompe (non représentée) qui permet d'alimenter la

chambre d'analyse 216a, 216b avec le milieu à analyser. Les canaux 310, 312 permettent de créer dans chaque chambre d'analyse 216a, 216b une circulation du milieu à analyser.

La Fig. 4b montre le prisme 214 en vue de face et la Fig. 4a montre le prisme 214 en vue de côté. Le prisme 214 comporte une face plane d'insertion 402, une

première face plane de réflexion 404, une face plane de couplage 406 et une deuxième face plane de réflexion 408.

Lorsque le prisme 214 est en position dans le biocapteur 100, la face d'insertion 402 est perpendiculaire à l'axe principal. Chaque face de réflexion 404, 408 présente un angle d'inclinaison a, a' qui est inférieur à 90° par rapport à la face d'insertion 402.

De préférence, l'angle d'inclinaison a, pour la première face plane de réflexion 404, répond à la formule: a = 2 2

où X et 0 sont liés, en première approximation, par la relation: (X)Em (X) n (X) sin 0 = Re (2) E. (x) + Em(x) où ne est l'indice de réfraction du milieu diélectrique de couplage, c'est-à-dire le

prisme 214, et où Ea et Em sont les permittivités respectives du milieu diélectrique à analyser et d'un revêtement métallique porté par la face plane de couplage 406.

La face plane de couplage 406 est parallèle à la face plane d'insertion 402, c'est-à-dire perpendiculaire à l'axe principal. Ainsi le choix de a permet de déterminer O.

Dans le cas d'un prisme 214 réalisé en F2, l'angle d'inclinaison a entre la face

d'insertion 402 et la face de réflexion 404 est de l'ordre de 60° et l'angle d'inclinaison a' entre la face de réflexion 408 et la face d'insertion 402 est de l'ordre de 60°. Si un autre matériau est utilisé, les angles d'inclinaison doivent être changés.

Pour garantir que les axes optiques avant et après le prisme 214 sont colinéaires à l'axe principal de l'optode, les angles d'inclinaison a et a' sont égaux et répondent à 9 la formule: a = a' _ - -- 2 2

La face plane de couplage 406 est recouverte, pour chaque chambre d'analyse

216a, 216b, d'un substrat qui est ici constitué d'une lamelle présentant une première face portant un revêtement métallique orientée vers la chambre d'analyse 216a, 216b correspondante et en contact avec le milieu à analyser contenu dans la chambre d'analyse 216a, 216b et une deuxième face accolée à la face plane de couplage 406 du prisme 214 via, par exemple, du liquide d'indice. Le revêtement métallique orienté

vers la chambre d'analyse 216a, 216b est recouvert de biomolécules 260 nécessaires à la fixation des molécules ou micro-organismes cibles. Les biomolécules constituent le récepteur 260 du capteur 100. Chaque chambre d'analyse 216a, 216b pouvant ainsi héberger au moins un récepteur 260.

Dans la mesure où la face plane de couplage 406 est plane, la lamelle présentant

des faces parallèles à la face plane de couplage 406 et le revêtement métallique sont également plans. Le dépôt d'une couche métallique homogène et d'épaisseur constante sur une surface plane, par exemple par métallisation, est particulièrement facile à réaliser contrairement à une métallisation sur une surface arrondie. En effet, sur une surface arrondie, l'obtention d'une couche métallique homogène et d'épaisseur

constante est particulièrement difficile à obtenir.

Pour des raisons de mise en place, le prisme 214 peut comprendre un cylindre de positionnement 410 disposé en amont de la face d'insertion 402, comme cela est expliqué ci-après. L'axe du cylindre de positionnement 410 est parallèle et, de préférence, confondu avec l'axe principal.

Pour assurer l'étanchéité de l'optode 108, des joints 250, 252 et 254 sont mis en place pour empêcher la pénétration de l'eau sur le passage des faisceaux lumineux.

Le joint 254, de préférence un joint torique, est disposé au voisinage de l'une des extrémités du cylindre extérieur 105, entre le cylindre extérieur 105 et la base de connexion 106.

Le joint 250, de préférence un joint torique, est disposé au voisinage de l'autre extrémité du cylindre extérieur 105, entre le cylindre extérieur 105 et le support intermédiaire 208.

Le joint 252 est disposé entre le prisme 214 et l'intérieur du support intermédiaire 208. Le cylindre de positionnement 410 sert avantageusement de support au joint 252. Le joint 252 est alors aisément emmanché sur le cylindre de positionnement 410 et peut être un joint torique 252 classique. Pour chaque chambre d'analyse 216a, 216b, un joint 256, de préférence un joint torique, vient se positionner entre le support de circulation 210 et la couche mince de métal. Chacun de ces joints 256 permet de confiner le milieu à analyser dans la chambre d'analyse 216a, 216b correspondante. Le polariseur 220 est disposé contre le support intermédiaire 208 et en vis-à-vis de chaque canal 354 de celui-ci. Un faisceau lumineux incident émis par la source 120 est conduit jusqu'à l'extrémité de la fibre d'entrée 110, où il est émis en direction de la lentille 306. Le faisceau incident est collimaté par la lentille 306, traverse le polariseur 220 où il est polarisé linéairement. Le faisceau lumineux atteint alors la face d'insertion 402 du prisme 214, qu'il traverse (trajet 370 de la Fig. 3). Le faisceau lumineux se réfléchit totalement sur la première face plane de réflexion 404 (trajet 372) qui constitue ici une interface air/verre, mais pourrait être une interface eau/verre. Le faisceau lumineux traverse alors la face plane de couplage 406 et le substrat, puis se réfléchit sur le revêtement métallique de la chambre d'analyse 216a, 216b correspondante. L'onde plasmon générée dans le milieu analysé interagit alors avec le milieu sondé. Le faisceau lumineux réfléchi sur le revêtement métallique traverse alors le substrat et la face plane de couplage 406 du prisme 214 (trajet 374). Le faisceau lumineux ainsi réfléchi se réfléchit totalement sur la deuxième face plane de réflexion 408 qui constitue ici une interface verre/air (trajet 376), mais pourrait être une interface eau/verre. Le faisceau lumineux réfléchi sort alors du prisme en traversant la face d'insertion 402. Le faisceau lumineux réfléchi passe alors dans le polariseur 220, puis une lentille 308 qui le focalise dans la fibre de sortie 112, cette dernière la dirigeant vers le spectromètre 122. A chaque dispositif d'émission 120, 110 correspond une chambre d'analyse 216a, 216b. Il peut y avoir une chambre d'analyse 216a, 216b pour chaque couple constitué d'un dispositif d'émission 120, 110 et d'un dispositif de réception 112, 122 où la même chambre d'analyse 216a, 216b peut être commune à plusieurs de ces couples, chacun pointant alors de préférence sur un récepteur différent à l'intérieur de la chambre d'analyse 216a, 216b. L'analyse du spectre de la lumière réfléchie par le spectromètre 122 permet de détecter la fixation de molécules ou organismes sur le récepteur 260.

La forme particulière du prisme permet d'obtenir un angle d'incidence du faisceau lumineux incident sur le substrat et sur la face plane de couplage 406 qui soit important, et qui permette la génération d'ondes plasmons et ainsi la mise en oeuvre de la résonance plasmonique de surface, ceci quelque soit la pression qui s'exerce sur le biocapteur 100 tout en réduisant la taille du capteur du fait que les fibres optiques soient disposées parallèlement à l'axe principal. Le prisme 214 est réalisé dans un matériau transparent dont l'indice de réfraction est supérieur à 1,2 pour les longueurs d'onde des faisceaux lumineux utilisés. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, le prisme est réalisé en F2. Le diamètre du cylindre de positionnement 410 est de l'ordre de 25,4 mm et la distance entre la face d'insertion 402 et la face plane de couplage 406 est de l'ordre de 10,6 mm. L'angle d'incidence est de l'ordre de 60 0. Pour s'affranchir de l'environnement, le capteur 100 comporte un autre couple constitué d'un autre dispositif d'émission et d'un autre dispositif de réception, Par exemple, le capteur 100 comporte une autre fibre d'entrée qui achemine un faisceau lumineux à l'intérieur du corps 126. Le faisceau lumineux traverse également une lentille et le prisme 214 dont la face plane de couplage 406 constitue un support pour un substrat recouvert ou non d'un récepteur baignant dans la chambre d'analyse correspondante. Dans le cas où un récepteur est présent, celui-ci ne sera ni capable de reconnaître l'analyte à détecter, ni capable d'interagir spécifiquement avec un autre composé figurant dans le milieu à analyser. Le faisceau lumineux traverse à nouveau le prisme 214 et une lentille pour entrer dans une autre fibre de sortie qui l'achemine jusqu'à l'unité de commande 104. L'analyse de ce faisceau lumineux reçu permet de déduire l'influence du milieu sur la mesure et donc d'en tenir compte au moment de l'analyse de l'autre faisceau lumineux, c'est-à-dire celui qui doit montrer la présence ou l'absence de molécules ou micro-organismes cibles. L'utilisation de deux signaux lumineux suivant le même cheminement permet de s'affranchir de l'influence des paramètres physico-chimiques dont les variabilités importantes en milieu marin, par exemple, risqueraient d'induire un biais de mesure trop important. Les paramètres physico-chimiques peuvent être par exemple: le pH, la salinité, la température, la pression .... Les deux faisceaux lumineux incidents et, respectivement, les deux faisceaux lumineux réfléchis suivent des chemins parallèles et utilisent le même prisme, ce qui permet de s'affranchir notamment de l'influence de la pression ou de la température sur le capteur 100. L'unité de commande 104 est décrite comme étant extérieure à l'optode 108, mais elle peut être intégrée dans l'optode 108 pour améliorer encore la compacité du capteur 100. La source 120 et le spectromètre 122 peuvent alors être disposés en direct en vis-à-vis de l'alésage 350 approprié du support de fibres optiques 204 et la base de connexion 106 permet l'introduction, si nécessaire, de câbles d'alimentation électrique ou des câbles de transmission d'informations. Le dispositif d'émission est alors constitué de la source 120 et le dispositif de réception est alors constitué du spectromètre 122. Les moyens de fixation sont constitués par tous dispositifs permettant la fixation de la source 120 et du spectromètre 122 dans le corps 126. Le spectromètre 122 peut être un spectromètre multivoies permettant d'utiliser plusieurs optodes 108 en même temps. Ainsi, une seule unité de commande 104, et en particulier, une seule unité centrale 124 permettent de commander un réseau de plusieurs optodes 108 et d'analyser les faisceaux lumineux provenant de ces optodes 108. Le récepteur peut être un récepteur biologique ou non. La face plane de couplage 406 du prisme a été décrite comme constituant un support pour une lamelle présentant un revêtement métallique, mais le revêtement métallique peut être directement déposé sur la face plane de couplage du prisme et dans ce cas la lamelle n'existe pas. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples et modes de réalisation décrits et représentés, mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art. Par exemple, dans un autre mode de réalisation de l'invention non représenté, le polariseur peut être monté sur un support mobile par rapport au prisme afin de fournir une liberté de réglage supplémentaire. Le support intermédiaire peut alors servir de base au support mobile.

Claims (17)

1. REVENDICATIONS1) Optode (108) pour un transducteur optique (102) comportant : - un corps (126) comportant des moyens de fixation avec au moins un couple constitué d'un dispositif d'émission (120, 110) destiné à émettre un faisceau lumineux parallèlement à un axe principal et d'un dispositif de réception (112, 122) destiné à recevoir un faisceau lumineux parallèle audit axe principal et présentant, pour le ou chaque couple, une chambre d'analyse (216a, 216b) destinée à être remplie avec un milieu à analyser, - un prisme (214) présentant une face plane d'insertion (402) perpendiculaire à l'axe principal, une première face plane de réflexion (404), une face plane de couplage (406) parallèle à la face plane d'insertion (402) et une deuxième face plane de réflexion (408), chaque face de réflexion (404, 408) présentant un angle d'inclinaison (a, a') inférieur à 90° par rapport à la face d'insertion (402), et la face plane de couplage (406) portant un revêtement métallique plongeant dans la ou chaque chambre d'analyse (216a, 216b), le faisceau lumineux émis par le ou chaque dispositif d'émission traversant la face plane d'insertion (402), puis étant réfléchi par la première face de réflexion (404), puis traversant la face plane de couplage (406), puis étant réfléchi par le revêtement métallique au niveau de la chambre d'analyse (216a, 216b) correspondante selon un angle d'incidence par rapport à la normale à la face plane de couplage (406) qui permette la génération d'ondes plasmons, puis traversant la face plane de couplage (406), puis étant réfléchi par la deuxième face de réflexion (408), puis traversant la face plane (402) en direction du dispositif de réception correspondant.
2. 2) Optode (108) selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'angle d'inclinaison (a) est égal à : a =1--e 2 - 8 .
3. 3) Optode (108) selon la revendication 2, caractérisée en ce que les angles d'inclinaisons (a, a') sont égaux.
4. 4) Optode (108) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le 30 revêtement métallique est réalisé sur une lamelle présentant une première face portantledit revêtement métallique et une deuxième face accolée à la face plane de couplage (406).
5. 5) Optode (108) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le corps (126) présente une forme générale cylindrique autour de l'axe principal.
6. 6) Optode (108) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le prisme (214) présente un cylindre de positionnement (410) disposé en amont de la face d'insertion (402).
7. 7) Optode (108) selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comporte un joint torique (252) qui s'emmanche sur le cylindre de positionnement (410).
8. 8) Optode (108) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle comporte entre le ou chaque dispositif d'émission (120, 110) et le prisme (214), et dans le sens de propagation du faisceau lumineux, une lentille de collimation (306) et un polariseur (220).
9. 9) Optode (108) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle comporte entre le prisme (214) et le ou chaque dispositif de réception (112, 122), et dans le sens de propagation du faisceau lumineux, un polariseur (220) et une lentille de focalisation (308).
10. 10) Optode (108) selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisée en ce que le polariseur (220) est collé au prisme (214).
11. 11) Optode (108) selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisée en ce que le polariseur (220) est mobile par rapport au prisme (214).
12. 12) Optode (108) selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que le corps (126) est constitué d'un empilement d'éléments cylindriques (106, 202, 204, 206, 208, 210) comprimés axialement les uns contre les autres.
13. 13) Optode (108) selon la revendication 12, caractérisée en ce que ledit empilement est disposé à l'intérieur d'un cylindre extérieur (105).
14. 14) Optode (108) selon la revendication 13, caractérisée en ce qu'elle comporte, au voisinage de chaque extrémité du cylindre extérieur (105), un joint torique (250, 254) disposé entre la surface extérieure de l'empilement et la surface intérieure du cylindre extérieur (105).
15. 15) Transducteur optique (102) comportant: - au moins une optode (108) selon l'une des revendications 1 à 14, - pour la ou chaque chambre d'analyse (216a, 216b), au moins un couple constitué d'un dispositif d'émission (120, 110) destiné à émettre un faisceau lumineux parallèlement audit axe principal et d'un dispositif de réception (112, 122) destiné à recevoir un faisceau lumineux parallèle audit axe principal, ledit faisceau lumineux émis étant destiné à être réfléchi par le revêtement métallique au niveau de la chambre d'analyse (216a, 216b) correspondante après avoir traversé le prisme (214) et à être reçu par le dispositif de réception (112, 122) après avoir traversé le prisme (214), et - une unité centrale (124) destinée à commander et/ou à recevoir des informations du ou de chaque dispositif d'émission (120, 110) et du ou de chaque dispositif de réception (112, 122).
16. 16) Capteur (100) comportant: - un transducteur (102) selon la revendication 15, et - pour la ou chaque chambre d'analyse (216a, 216b), au moins un récepteur (260), le ou chacun étant destiné à la fixation d'une molécule ou d'un micro-organisme cible d'un milieu à analyser, ledit récepteur (260) étant fixé sur le revêtement métallique orienté vers la chambre d'analyse (216a, 216b).
17. 17) Capteur (100) selon la revendication 16, caractérisé en ce que lorsqu'il y a plusieurs chambres d'analyse (216a, 216b), le récepteur (260) d'au moins l'une d'elles est un récepteur qui ne sera ni capable de reconnaître l'analyte à détecter, ni capable d'interagir spécifiquement avec un autre composé figurant dans le milieu à analyser.