FR2993986A1

FR2993986A1 - Pipette de prelevement equipee de moyens permettant de detecter son inclinaison

Info

Publication number: FR2993986A1
Application number: FR1257150A
Authority: FR
Inventors: Frederic Sanquer
Original assignee: Gilson SAS
Current assignee: Gilson SAS
Priority date: 2012-07-24
Filing date: 2012-07-24
Publication date: 2014-01-31
Anticipated expiration: 2032-07-24
Also published as: FR2993986B1

Abstract

L'invention concerne une pipette de prélèvement (1) comprenant des moyens (20) permettant d'une part de déterminer un angle d'inclinaison (alpha) de l'axe de la pipette par rapport à un axe de référence (24), et, d'autre part, de déclencher un signal lorsque l'angle d'inclinaison déterminé (alpha) est supérieur ou égal à une valeur d'angle critique.

Description

PIPETTE DE PRELEVEMENT EQUIPEE DE MOYENS PERMETTANT DE DETECTER SON INCLINAISON DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention se rapporte au domaine des pipettes de prélèvement, également dénommées pipettes de laboratoire ou encore pipettes de transfert de liquide, destinées au prélèvement et à la dispense de liquide dans des récipients ou similaires. Les pipettes concernées par la présente invention sont les pipettes manuelles et motorisées. Les pipettes manuelles sont destinées à être tenues en main par un opérateur durant les opérations de prélèvement et de dispense de liquide, ces opérations étant réalisées par mise en mouvement d'un bouton de commande obtenue par l'application d'une pression axiale d'actionnement sur ce même bouton. La pression axiale appliquée au bouton de commande est transmise à un piston de la pipette, qui subit un déplacement axial conduisant aux opérations de prélèvement et de dispense. Pour les pipettes motorisées, si les ordres de course de prélèvement et de course de dispense sont également commandés par l'actionnement d'un bouton, le déplacement du piston s'effectue en revanche sous l'action d'un moteur piloté par un dispositif électronique. L'invention vise essentiellement à faire face aux effets néfastes susceptibles de se produire 30 lorsque l'aspiration est réalisée avec la pipette inclinée par rapport à la verticale.

ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE Dans les pipettes manuelles et motorisées, pour soutenir la colonne de liquide prélevé dans le cône de prélèvement à l'issue de l'aspiration, le volume mort de la pipette doit être en dépression. Cette dépression est obtenue par dilatation de l'air du volume mort. Le volume géométrique total compris entre la pointe du cône et le piston en position haute étant invariant, s'il y a plus d'air, il y a alors nécessairement moins de liquide. C'est la raison pour laquelle le volume balayé par le piston est légèrement supérieur au volume de consigne. Le surplus de volume balayé sert ainsi à compenser la dilatation de l'air au cours de l'aspiration.

Par ailleurs, lorsque la pipette est inclinée par rapport à la verticale pendant la phase d'aspiration, la hauteur de colonne de liquide diminue et est égale à h.cos(a), h étant ici la hauteur de liquide correspondante avec la pipette orientée verticalement. La dépression du volume mort devient alors moins marquée, et sa dilatation est plus faible. La conséquence est que le volume de liquide réellement aspiré est plus important que lors d'un pipetage avec la pipette en position verticale. L'excès de volume pipeté est alors défini par la formule suivante : pgh AV = -V0(1- cos(a)) Avec : : masse volumique du liquide g : 9,81 m/s2 - h : la hauteur de liquide dans le cône avec la pipette orientée verticalement - Po : la pression atmosphérique - Vo : le volume mort de la pipette - a : l'angle d'inclinaison de l'axe de la pipette par rapport à l'axe vertical durant l'aspiration. Bien que les consignes habituelles de pipetage préconisent d'effectuer les opérations de prélèvement avec l'axe de la pipette orienté verticalement, le risque qu'un opérateur incline la pipette durant cette phase reste assez élevé. Or au-delà d'une valeur d'angle d'inclinaison dite « critique », les conséquences sur le volume de liquide réellement prélevé peuvent être importantes. La différence entre le volume cible et le volume réellement prélevé peut alors conduire à fausser le résultat des manipulations.

Il existe donc un besoin de faire face aux effets néfastes pouvant résulter d'une aspiration réalisée avec la pipette inclinée par rapport à la verticale. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention a donc pour but de remédier au moins partiellement aux inconvénients mentionnés ci-dessus, relatifs aux réalisations de l'art antérieur. Pour ce faire, l'invention a pour objet une pipette de prélèvement comprenant des moyens permettant 30 d'une part de déterminer un angle d'inclinaison de l'axe de la pipette par rapport à un axe de référence, et, d'autre part, de déclencher un signal lorsque l'angle d'inclinaison déterminé est supérieur ou égal à une valeur d'angle critique vis-à-vis d'un excès de volume de liquide susceptible d'être prélevé en raison de l'inclinaison de la pipette. L'invention est originale en ce qu'elle prévoit des moyens embarqués sur la pipette qui permettent, après avoir déterminé l'angle d'inclinaison de la pipette, de délivrer un signal lorsque cet angle est trop élevé. Les risques de manipulations / résultats faussés dus à une trop forte inclinaison de la pipette sont ainsi extrêmement limités, voire nuls. De préférence, lesdits moyens comprennent 15 un accéléromètre, encore plus préférentiellement un accéléromètre à plusieurs axes, tel qu'un accéléromètre à trois axes. La miniaturisation de ce type d'équipement rend son implantation parfaitement possible sur toute pipette de prélèvement manuelle ou 20 motorisée. De préférence, lesdits moyens comprennent également un circuit imprimé couplé audit accéléromètre, ledit circuit imprimé étant de préférence un microprocesseur. Le circuit imprimé, ou 25 tout autre dispositif électronique réputé adapté, est alors prévu pour convertir les données de sortie de l'accéléromètre, afin d'obtenir l'angle d'inclinaison, puis de comparer cet angle d'inclinaison avec la valeur d'angle critique pour, le cas échéant, délivrer le 30 signal.

Lorsque la pipette est une pipette manuelle, lesdits moyens sont de préférence conçus pour délivrer un signal électrique à une alarme embarquée sur la pipette, pour activer cette alarme. Cette alarme peut être sonore et/ou lumineuse et/ou vibrante. Lorsqu'elle est activée, l'opérateur est immédiatement informé et peut corriger l'inclinaison de sa pipette en conséquence, de manière à éviter les risques de résultats faussés.

Cela confère par ailleurs un confort particulier à l'opérateur, qui n'a plus à veiller en permanence à la verticalité de sa pipette, puisqu'il peut s'en remettre à l'alarme embarquée, ou déportée de la pipette. Lorsque la valeur d'angle critique est tolérante, cela permet aussi à l'opérateur de tenir la pipette avec une faible inclinaison tout en sachant que celle-ci n'est pas préjudiciable, alors que sans le principe propre à la présente invention embarqué sur la pipette, l'opérateur chercherait constamment à rétablir la verticalité de sa pipette. Une autre conséquence positive est donc que l'opérateur peut tenir la pipette dans différentes positions réputées acceptables, ce qui limite les risques de troubles musculo-squelettiques rencontrés lorsque les opérations de pipetage à répétition sont systématiquement réalisées avec une parfaite verticalité. Dans l'autre cas où la pipette est motorisée, lesdits moyens peuvent aussi être conçus pour délivrer un signal électrique à une alarme embarquée sur la pipette, afin de bénéficier des avantages décrits ci-dessus, et/ou être conçus pour délivrer un signal de correction de course d'un piston de la pipette. Dans ce dernier cas, ledit signal de correction de course du piston est préférentiellement fonction de l'angle d'inclinaison déterminé. Cela permet d'obtenir un volume prélevé répondant au mieux à la consigne de volume cible, en adaptant la course du piston lors de l'aspiration, et ce sans que l'opérateur n'ait besoin de corriger l'inclinaison de sa pipette.

En pouvant adopter des inclinaisons auparavant proscrites pour les raisons évoquées précédemment, l'opérateur bénéficie d'un grand confort de manipulation de la pipette, et les risques de troubles musculo-squelettiques sont encore davantage réduits.

Les performances globales de pipetage s'en trouvent avantageusement améliorées. De préférence, quelle que soit la nature de la pipette, ladite valeur d'angle critique est comprise entre 40 et 60°. Pour les pipettes motorisées, si la valeur d'angle critique est la valeur à partir de laquelle la correction de course de piston est déclenchée, alors cette valeur d'angle critique peut être encore plus faible, par exemple 20°. Il est possible de faire en sorte que 25 ladite valeur d'angle critique dépende du volume cible à prélever, que ce soit pour les pipettes manuelles ou les pipettes motorisées. De façon générale, plus le volume cible à prélever est faible, plus la valeur d'angle critique est élevée. 30 Enfin, ledit axe de référence est préférentiellement l'axe vertical, mais pourrait être tout autre axe réputé approprié, sans sortir du cadre de l'invention. L'invention a enfin pour objet un procédé de pipetage à l'aide d'une pipette de prélèvement telle que décrite ci-dessus, le procédé comprenant une étape de déclenchement d'un signal lorsque l'angle d'inclinaison déterminé est supérieur ou égal à ladite valeur d'angle critique. Ce signal peut être déclenché durant le prélèvement, et/ou avant celui-ci.

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description détaillée non limitative ci-dessous. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS Cette description sera faite au regard des dessins annexés parmi lesquels ; - la figure 1 représente une vue schématique de face d'une pipette de prélèvement selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, avant une opération de prélèvement de liquide ; - la figure 2 représente schématiquement les moyens embarqués sur la pipette montrée sur la figure précédente, ces moyens permettant de déterminer l'angle d'inclinaison de l'axe de la pipette et de délivrer un signal en direction d'une alarme ; et - la figure 3 représente une vue analogue à celle de la figure 2, avec les moyens adaptés pour être implantés dans une pipette de prélèvement motorisée.

EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS En référence à la figure 1, il est représenté une pipette de prélèvement 1 à actionnement manuel, destinée à être tenue par la main d'un opérateur, qui, à l'aide de son pouce, actionne le bouton 2 de la pipette pour engendrer le prélèvement et la dispense d'un liquide 4 placé dans un récipient 5. Plus précisément, la pipette 1 comprend une poignée 6 formant corps supérieur de la pipette, 10 poignée de laquelle débouche une tige de commande (non visible sur la figure 1) portant à son extrémité haute, en position de pipetage, le bouton de commande 2 dont la partie supérieure est destinée à subir la pression du pouce de l'opérateur. A titre indicatif, il est noté 15 qu'un écran d'affichage 8 peut être prévu sur la poignée 6. Sous la poignée 6, la pipette 1 comporte une partie basse 14 amovible, qui se termine vers la bas par un embout porte-cône 16 recevant un consommable 20 18, également dénommé cône de prélèvement. De manière connue, après le pipetage, le cône peut être éjecté mécaniquement par un éjecteur (non représenté). Avec une telle conception, les opérations de pipetage sont réalisées de la manière suivante. 25 Tout d'abord, l'opérateur actionne le bouton 2 sur la course de prélèvement allant vers le bas, et conduisant à un déplacement du piston (non représenté) situé dans la partie basse 14. Ensuite, le cône de prélèvement 18 est placé dans le liquide 4 30 comme cela est montré sur la figure 1, puis la pression sur le bouton 2 relâchée par l'opérateur. Cela conduit le piston à remonter sur une course de longueur identique à celle effectuée lors de la descente. Durant cette course, le liquide 4 est aspiré dans le cône de prélèvement 18.

Ensuite, pour assurer la dispense du liquide prélevé, l'opérateur actionne une nouvelle fois le bouton 2 vers le bas, sur la course de dispense, puis procède à l'éjection du cône de prélèvement 18. L'une des particularités de l'invention réside dans le fait que la pipette intègre des moyens 20 permettant de déterminer un angle d'inclinaison a de l'axe 22 de la pipette, par rapport à un axe vertical 24. Par axe de la pipette, il est bien entendu compris son axe longitudinal, parallèle à la direction de déplacement des équipements mobiles intégrant le piston. De plus, ces moyens 20 permettent également de déclencher un signal lorsque l'angle d'inclinaison déterminé est supérieur ou égal à une valeur d'angle critique ao. Par angle critique, il est ici entendu un angle d'inclinaison de la pipette à partir duquel l'excès de volume de liquide, susceptible d'être prélevé en raison de cette inclinaison et résultant du phénomène décrit précédemment, inacceptable. Le but est ainsi de limiter deviendrait les risques de pipetage faussé en raison d'une inclinaison trop importante de la pipette par rapport à la verticale. Dans le mode de réalisation préféré montré sur la figure 1, où les moyens 20 sont embarqués dans la poignée 6 de la pipette, ces moyens sont formés à l'aide de plusieurs éléments qui vont à présent être décrits en référence à la figure 2. Tout d'abord, les moyens 20 comprennent un accéléromètre 28 du type à trois axes perpendiculaires entre eux. Ils comprennent également un circuit imprimé du type microprocesseur 30 ou équivalent, relié à l'accéléromètre 28 de manière à recevoir les signaux de sortie délivrés par cet accéléromètre. De manière connue, un accéléromètre fournit à sa sortie des données relatives aux accélérations selon ses différents axes, qui peuvent ensuite être converties par le microprocesseur 30 en une valeur d'inclinaison par rapport à l'axe vertical 24. Par conséquent, le microprocesseur 30 pourrait être remplacé par tout calculateur permettant d'effectuer la conversion de données, celle-ci reposant habituellement sur des fonctions mathématiques connues telle que la fonction sinus inverse. Le microprocesseur 30 est prévu pour comparer l'angle d'inclinaison déterminé a à une valeur d'angle critique ao, qui a été prédéterminée et qui est censée être la valeur au-delà de laquelle les spécifications techniques et commerciales de justesse ne sont plus remplies. A titre d'exemple, la valeur d'angle critique ao peut être comprise entre 40 et 60°, étant entendu que le microprocesseur peut également être paramétré de manière à ce que cette valeur d'angle critique ao dépende du volume cible à prélever, de manière à ce qu'il puisse être abaissé lorsque ce volume cible est augmenté.

Le microprocesseur 30 effectue cette comparaison en continue, et reste actif de préférence au moins durant la phase d'aspiration du liquide et antérieurement à cette même phase. Par conséquent, si une inclinaison incorrecte est détectée avant la phase d'aspiration, l'alarme peut être déclenchée avant le début du prélèvement, et l'angle d'inclinaison de la pipette corrigé par l'opérateur de manière à éviter de fausser les résultats de la manipulation. A cet égard, il est noté que lorsque la valeur d'angle critique est atteinte ou dépassée, le microprocesseur est conçu pour délivrer un signal électrique Si, ici un courant électrique, en direction d'une alarme 32 préférentiellement embarquée sur la pipette, par exemple à l'extrémité haute de la poignée 6 comme cela a été schématisé sur la figure 1. L'alarme peut être de toute sorte, c'est-à-dire sonore, et/ou lumineuse, et/ou vibrante. Une fois l'alarme déclenchée par le signal 51, les moyens 20 peuvent être conçus de manière à ce que l'alarme 32 se désactive automatiquement dès lors que l'angle d'inclinaison déterminé a redevient inférieur à la valeur critique ao. Avec ces moyens 20, l'opérateur dispose d'un confort important puisqu'il n'a plus à veiller à la verticalité de sa pipette, et peut attendre le déclenchement de l'alarme 32 pour être averti d'une inclinaison trop élevée. Dans l'idéal, en cas de mauvaise inclinaison, il est préférable que celle-ci soit détectée juste avant le pipetage, et non après l'amorce de ce dernier, puisque dans ce dernier cas, l'opération de prélèvement pourrait être faussée, et devrait donc certainement être exécutée à nouveau par l'opérateur. Quoiqu'il en soit, dans ce dernier cas, l'opérateur dispose d'un signal d'alarme qui l'avertit sur les risques de résultats faussés.

En référence à présent à la figure 3, il est montré les moyens 20 selon une configuration légèrement différente, adaptée pour être appliquée à une pipette motorisée, dont le déplacement du piston s'effectue à l'aide d'un moteur couplé à un microprocesseur. Par conséquent, le microprocesseur 30 assurant la conversion des données de sortie de l'accéléromètre 28 et la comparaison de l'angle d'inclinaison déterminé avec la valeur d'angle critique ao, peut être le même microprocesseur déjà implanté dans la pipette et gérant le déplacement du piston en cas de commande du bouton par l'opérateur. Le microprocesseur reçoit des données D saisies par l'opérateur concernant le volume cible à prélever, ces données étant converties en un signal de volume cible C destiné à être délivré au moteur de déplacement du piston. Ici, l'invention prévoit qu'en cas d'inclinaison trop importante, le microprocesseur 30 délivre un signal S2 visant à corriger la course du piston de la pipette, ce signal S2 venant par exemple se greffer sur le circuit du microprocesseur 30 reliant les données D au signal de volume cible C, comme cela a été montré sur la figure 3. Ce signal de correction de course S2 est préférentiellement fonction de l'angle d'inclinaison déterminé cx. Dans ce cas de figure, il est donc préférentiellement fait en sorte que la valeur d'angle critique ao à partir de laquelle le signal S2 est délivré soit relativement faible, pour pouvoir corriger la course sur une large plage d'inclinaison de la pipette. La correction de course appliquée est telle qu'elle évite le prélèvement d'un excès de volume de liquide qui aurait normalement du découler de l'inclinaison déterminée. L'invention devient alors particulièrement avantageuse en ce qu'elle offre la possibilité de pipeter avec des angles d'inclinaison importants, normalement réputés non-conformes, tout en assurant un résultat de pipetage satisfaisant grâce à la correction de course tenant compte de l'angle d'inclinaison de la pipette. L'opérateur peut ainsi effectuer des opérations de pipetage dans diverses positions éloignées de la position de référence à la verticale, ce qui permet notamment de limiter les risques de troubles musculo squelettiques. Bien que les moyens 20 pour pipettes motorisées proposent un système de correction de course en fonction de l'inclinaison, le microprocesseur 30 peut également être prévu pour délivrer le signal Si en direction d'une alarme 32 identique ou similaire à celle décrite pour la pipette manuelle. Plus généralement, il est noté que la pipette motorisée peut être équipée de moyens 20 permettant la délivrance de l'un et/ou de l'autre des deux signaux 51, S2. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme du métier à l'invention qui vient d'être décrite, uniquement à titre d'exemples non limitatifs.

Claims

REVENDICATIONS1. Pipette de prélèvement (1) caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (20) permettant d'une part de déterminer un angle d'inclinaison (a) de l'axe de la pipette par rapport à un axe de référence (24), et, d'autre part, de déclencher un signal (Si, S2) lorsque l'angle d'inclinaison déterminé (a) est supérieur ou égal à une valeur d'angle critique (a0) vis-à-vis d'un excès de volume de liquide susceptible d'être prélevé en raison de l'inclinaison de la pipette.
2. Pipette selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens (20) comprennent un accéléromètre (28).
3. Pipette selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit accéléromètre (28) est un accéléromètre à trois axes.
4. Pipette selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisée en ce que lesdits moyens (20) comprennent également un circuit imprimé (30) couplé audit accéléromètre, ledit circuit imprimé étant de préférence un microprocesseur.
5. Pipette selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle 30 est une pipette manuelle et en ce que lesdits moyens(20) sont conçus pour délivrer un signal électrique (Si) à une alarme (32) embarquée sur la pipette.
6. Pipette selon la revendication 5, 5 caractérisée en ce que ladite alarme (32) est sonore et/ou lumineuse et/ou vibrante.
7. Pipette selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle est 10 une pipette motorisée et en ce que lesdits moyens (20) sont conçus pour délivrer un signal électrique (Si) à une alarme (32) embarquée sur la pipette, et/ou pour délivrer un signal (S2) de correction de course d'un piston de la pipette. 15
8. Pipette selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit signal (S2) de correction de course du piston est fonction de l'angle d'inclinaison déterminé (a).
9. Pipette selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite valeur d'angle critique (a0) est comprise entre 40 et 60°.
10. Pipette selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite valeur d'angle critique (a0) dépend du volume cible à prélever. 20 25 3011 Pipette selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'axe de référence (24) est l'axe vertical. 12. Procédé de pipetage à l'aide d'une pipette de prélèvement (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de déclenchement d'un signal (Si, S2) lorsque l'angle d'inclinaison déterminé (a) est supérieur ou égal à ladite valeur d'angle critique (cxo) .15