WO2007057574A1 - Method and device for counting bodies in a liquid - Google Patents

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WO2007057574A1
WO2007057574A1 PCT/FR2006/002538 FR2006002538W WO2007057574A1 WO 2007057574 A1 WO2007057574 A1 WO 2007057574A1 FR 2006002538 W FR2006002538 W FR 2006002538W WO 2007057574 A1 WO2007057574 A1 WO 2007057574A1
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light
bodies
channel
waveguide
optical
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PCT/FR2006/002538
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Philippe Daurenjou
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Ph Diagnostics Sas
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Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for counting bodies in a liquid. It applies, in particular, to the enumeration and, optionally, the differentiation, of particles suspended in a liquid, in particular cells contained in the blood, possibly diluted, such as erythrocyte, leukocyte and / or thrombocyte cells.
  • Particle counting systems in a liquid are known, which allow qualitative and quantitative analyzes of blood cells. These systems operate on the basis of the principle of detecting impedance or conductance variation, known as the Coulter Principle. This variation of impedance or conductance does not make it possible to obtain morphological information on the cells.
  • US 6,438,279 discloses a unitary structure of microcapillary and waveguide and a method for its manufacture.
  • the present invention aims to remedy these disadvantages.
  • the present invention provides a device for counting bodies in a liquid, which comprises: light emitting means comprising a plurality of wavelengths, said bodies each having at least one effect optical system for at least one said wavelength, a means for moving relative to said liquid containing said bodies, with respect to said light-emitting means, an adapted light receiving means providing a plurality of signals corresponding to the light reaching for said wavelengths, a means for classifying different bodies in different classes, according to the signals provided by the receiving means and a means for counting the bodies of each of said body classes.
  • the device as briefly described above comprises an optical and fluidic component comprising, on the one hand, a channel flow of the liquid containing said bodies and, secondly, at least one input waveguide connected to said transmitting means, said channel and each input waveguide meeting in an area of observation of bodies crossing the canal.
  • the respective positions of the channel and the waveguide can be precise and definitive, without risk of maladjustment.
  • the optical and fluidic component further comprises at least one output waveguide connected to said reception means, said channel and each output waveguide meeting in the observation zone of the bodies crossing the canal. Thanks to these provisions, the respective positions of the channel and the waveguide can be precise and definitive, without risk of maladjustment.
  • the optical and fluidic component comprises a layer inside which the channel and each waveguide are made, sandwiched between a substrate layer and a coating layer. Thanks to these arrangements, even in the case of very small dimensions, less than 0.1 millimeters, of the channel and of each waveguide, their respective positions can be precise.
  • the layer intended to comprise the channel and each waveguide is, initially, soluble material become insoluble, outside the channel, after irradiation.
  • At least one waveguide is constituted by locally increasing the optical index of the layer intended to comprise at least one waveguide. Thanks to these provisions, mechanical actions, for example drilling, are avoided in the optical and fluidic component.
  • the layer intended to comprise the channel and at least one waveguide is made of an organo-mineral hybrid photosensitive material.
  • the layer intended to comprise the channel and at least one waveguide is of polymeric light-sensitive material.
  • the channel has a cross section smaller in size greater than or equal to the largest dimension of the bodies flowing in said channel.
  • the channel has, at the inlet and / or at the outlet, a funnel shape. This limits the risk of clogging and allows a natural cladding bodies in the center of the channel and therefore the flow.
  • the device as briefly described above comprises means for injecting into the input waveguide, light components of said plurality of wavelengths corresponding to different absorption powers. for said bodies. Thanks to these provisions, the classification of the bodies is easy because it can be performed according to the absorption wavelengths of the bodies.
  • the optical and fluidic component comprises conductive surfaces placed on the surface of the channel or in its proximity, instead of crossing the channel and at least one waveguide and an impedance sensor that measures the impedance variation between the conductive surfaces.
  • the optical and fluidic component comprises at least one output waveguide adapted to convey light reflected by bodies in said liquid and flowing in the flow channel.
  • the light emitting means comprises a plurality of light sources emitting in different spectral ranges and a multiplexer adapted to transmit light from each of the light sources to the light receiving means.
  • the light emitting means comprises a plurality of light sources emitting successively in different spectral ranges, the receiving means comprising a photosensitive sensor adapted to provide a signal representative of the light coming from each of the light sources.
  • the light receiving means is simple and time is used to separate the different signals representing the different wavelengths emitted by the light source and hence to treat the optical effects, for the different lengths. different bodies circulating in the channel.
  • the light receiving means comprises a plurality of sensitive photosensitive sensors in different spectral ranges and a divider adapted to distribute light from the transmission means on the different sensors as a function of the wavelength of the light. this light.
  • the device as briefly described above comprises signal processing means adapted to position the local extreme values of the signals coming from the photosensitive sensor in a multidimensional space, and to deduce therefrom the class of each body represented by these extreme values, each body class being represented by a volume in this multidimensional space.
  • the bodies are classified according to their optical effects for the different wavelengths and two bodies having the same optical effect for one or more wavelengths are discriminated according to their optical effect for the other wavelength (s).
  • the processing means is further adapted to process an impedance measurement signal and to position the local extreme values of the signals from the photosensitive sensor and the impedance measurement signal, in a multidimensional space. and to deduce from them the class of each body represented by these extreme values, each class of body being represented by a volume in this multidimensional space.
  • the processing means is adapted to process the pulse shape of the signals and to obtain, as a function of this form, complementary information on these bodies to classify them in subclasses.
  • the signal processing means is adapted to count the number of bodies in each class and / or subclass.
  • the present invention relates to a method for counting bodies in a liquid, characterized in that it comprises: a light emission step comprising a plurality of wavelengths, said bodies each having at least one optical effect for at least one said wavelength,
  • FIG. 1 is a diagrammatic representation of perspective, a first embodiment of the device object of the present invention and a representation of means for transmitting and receiving optical signals
  • FIG. 2 shows, schematically, in perspective, the first embodiment of the device object of the present invention.
  • FIG. 3 schematically represents a component of particular embodiments of the device that is the subject of the present invention;
  • FIG. 4 is a diagrammatic sectional view of the component illustrated in FIG. 3;
  • FIGS. 6A, 6B and 6C show an electrical signal representative of an optical signal implemented in the first embodiment of the present invention and this signal after processing;
  • FIG. 7 is a schematic representation of a second embodiment of FIG. embodiment of the device
  • FIG. 8 is a diagrammatic sectional representation of an embodiment of an optical and microfluidic component incorporated in the device illustrated in FIG. 7.
  • FIG. 9 is a diagrammatic perspective view of an embodiment of the device. an optical and microfluidic component incorporated in the device illustrated in FIG. 7,
  • FIG. 10 represents, schematically and in section, an embodiment of an optical and microfluidic component incorporated in the device illustrated in FIG. 7,
  • FIG. 11 represents, schematically and in perspective, an embodiment of an optical and microfluidic component incorporated in the device illustrated in FIG. 7,
  • FIG. 12 schematically represents an embodiment of the optical part of the device illustrated in FIG. 7,
  • FIG. 13 represents, schematically, an embodiment of the optical part of the device illustrated in FIG. 7;
  • FIG. 14 is a schematic representation of an embodiment of the optical part of the device illustrated in FIG. 7,
  • FIG. a signal representative of the transparency of a sample in a spectral range, being processed,
  • FIG. 16 illustrates the classification of samples in a volume and
  • FIG. 17 represents, in the form of a logic diagram, the steps implemented in FIG. in a particular embodiment of the method that is the subject of the present invention. It is observed that the components illustrated in the figures are not to scale.
  • the present invention applies, in particular, to the food fields (analysis of milk, fruit juice or wine, for example), pharmaceutical, medical and biological (analyzes of fluids such as blood) and to the areas in which dispersing particles or cells in a fluid, for example water, without, a solvent or a gas, such as air.
  • the device illustrated in the figures applies, in particular, to the enumeration and, optionally, the differentiation, of particles suspended in a liquid, in particular cells contained in the blood, possibly diluted, such as erythrocyte, leukocyte and / or or thrombocytic.
  • Blood cells such as red blood cells, white blood cells and platelets are suspended in plasma in the blood. It can be useful, in particular, to determine certain pathologies and evolutions of treatment, to know the quantities and the morphologies of these blood cells.
  • the blood to be analyzed is diluted with water or a physiological liquid to reduce the concentration of the cells in the liquid.
  • This diluted blood is then passed through a channel whose internal dimensions allow the passage of the cells. This channel is crossed by one or more light beams.
  • the incident light is modulated and possibly at least partially deviated and / or absorbed.
  • FIG. 1 represents a first embodiment of such a device, which comprises a means A for differentiating and counting blood cells suspended in the blood entering the device through an inlet port 101 and leaving the device by a device outlet port 102 and transmitter means B and receiver C of the light signal of differentiation and enumeration of blood cells.
  • the means A essentially comprises a casing of parallelepipedal general shape 104 and, inside this casing 104, an optical component 106 provided with an optical network and a microfluidic network. integrated in the optical component 106.
  • the optical component 106 also of parallelepipedal shape, is traversed by a diluted blood flow channel 107 to be analyzed, calibrated according to the dimensions of the blood cells to avoid impeding their flow and a guide of 108.
  • the channel 107 extends perpendicularly between two opposite faces of the optical component 106, in the middle of these faces.
  • the channel 107 has, in input and / or output, a funnel shape. This limits the risk of clogging and allows a natural cladding bodies in the center of the channel and therefore the flow.
  • the waveguide 108 extends between two other opposite faces of the optical component 106, in the middle of these faces.
  • the waveguide 108 is thus interrupted by the channel 107.
  • the channel 107 thus divides the waveguide 108 into a transmitting waveguide portion 109 and a receiving waveguide portion 110.
  • Each guide portion 109 and 110 has a cross section, for example square, and is coupled to a cross-section optical fiber, for example, circular, respectively input 111 and output 112, through modules to V-groove 113, shown in FIG. 5.
  • FIG. 5 also illustrates the coupling of square-section waveguides to optical fibers of circular cross-section, for example using an adaptive glue 115. of optical index.
  • the microfluidic channel 107 has a square cross-section which widens towards the inlet in the manner of a funnel 117, while maintaining the same height over the entire length.
  • a funnel profile although not shown, can also be provided on the output side of the channel 107.
  • the two waveguide portions 109 and 110 also have a square section advantageously of the same height as the fluidic channel 107, or slightly lower.
  • housing 104 has a hole 119 opening into the outer front face of the housing 104 and a hole 120 opening into the outer rear face of the housing 104.
  • the holes 119 and 120 are both of preferably circular cross-section and aligned with the fluid channel 107.
  • the diluted blood to be analyzed enters the housing 104 through the inlet hole 119, flows along channel 107, passes between waveguide portions 109 and 110 and exits through exit hole 120.
  • Housing 104 is made of any suitable material, such as resin or other polymeric material.
  • the optical component 106 comprises, sandwiched between a lower substrate layer 122 and a coating layer 123, a layer 125 of a photosensitive material, for example an organomineral or polymeric hybrid material.
  • This layer 125 may be of composite structure and composed of a stack of a plurality of elementary layers.
  • the waveguide 108 is produced, with its emitting portions 109 and receiving 110.
  • the material constituting the layer 125 has the property of becoming insoluble after irradiation while the non-irradiated parts remain soluble. for example in alcohol or acetone type solvents.
  • the channel 107 is thus produced by placing a mask on the zone of the future channel 107 and by irradiating the remainder of the layer 125. Thus, only the material of the layer which has been protected from irradiation by the mask remains soluble and is then solubilized with a suitable solvent.
  • the waveguide 108 is made in the hybrid layer 125 by appropriate doping of the material to constitute the waveguide, so that the material in the waveguide has a higher optical index than outside. of the waveguide. The reflection of light on the walls of the waveguide is thus total.
  • the cross section of the channel 107 may have a side of 80 microns
  • the cross section of the waveguide 108 may have a 60 micron side
  • the substrate may have a thickness of the order of 525 microns plus or minus 25 microns and the coating 123 a thickness of about 150 microns.
  • the case 104 containing the optical component 106 it may have a length of 30 millimeters, a width of 10 millimeters and a height of 10 millimeters.
  • the length of the optical component 106 may be 6 to 10 millimeters.
  • the device which is the subject of the present invention, it allows the detection of different types of cells, such as red blood cells, white blood cells and platelets, because these cells are differentiated from each other by their power of absorption, deflection or reflection of the light traveling through the inlet waveguide portion 109, this absorption, deflection or reflection depending on the length wave of light used.
  • a plurality of wavelengths or ranges of wavelengths are implemented. , which correspond to the absorption, deflection and / or reflection, preferably maximum, of the different blood cells.
  • the injection and separation of the different light components is done from the transmitter side and the receiver side using wavelength division multiplexers, known as "WDM".
  • WDM wavelength division multiplexers
  • the passage of a cell through the light beam conveyed by the waveguide is detectable by a pulse 127 in at least one of the received light beams for the different wavelengths used, as illustrated in FIG. 6A, which represents the electrical signal received, for a wavelength in the reception means C, after conversion of the optical signal received for this wavelength, into an electrical signal.
  • a pulse 127 in at least one of the received light beams for the different wavelengths used, as illustrated in FIG. 6A, which represents the electrical signal received, for a wavelength in the reception means C, after conversion of the optical signal received for this wavelength, into an electrical signal.
  • it implements, for example, a photodiode or a phototransistor output of the wavelength divider.
  • the different pulses each indicate the passage of a cell of a certain type through the light beam due to the fact that the cell has absorbed, reflected or deflected a portion of the incident light for the length of the light. considered wave.
  • the width of the pulse is information indicating a dimension, for example a length or a volume of the cell in question.
  • the pulse height provides other information to differentiate cell types. Indeed, by comparing the heights of the pulses for the different wavelengths implemented, it is possible to classify the detected cells.
  • Figures 6B and 6C illustrate the received electrical signal after appropriate digital processing. It should be noted that the signal may, alternatively, be subjected to analog processing by electronic components involving electrical filtering operations.
  • the particular embodiment of the device object of the present invention which has just been described offers many advantages over known analyzers. Due to the use of a component combining an optical circuit and a microfluidic circuit, in a common plane, the tolerances on the alignments are reduced and the alignment is stable between the portions 109 and 110 of the waveguide 108 and between these portions and the channel 104. This very precise alignment excludes any need for a subsequent adjustment and does not run the risk of being out of adjustment, which makes it possible, in particular, to produce a device in the form of a portable instrument and to carry Ie.
  • the integrated optical component makes it possible to ensure compatibility with the principle of reading by variation of impedance or conductance.
  • the optical reading module does not disturb the reading by impedance variation or conductance since the cells analyzed are not destroyed or impaired by the components it passes through.
  • a microprocessor it is possible to process more than ten optical signal samples per blood cell passing through the device.
  • the present invention therefore makes it possible to obtain a very precise analysis device that is usable for counting and classifying living cells, which are part of animal or plant biology, but also makes it possible to photometrically study solutions specific to multiple sectors of the animal. activity, especially agri-food, pharmaceutical and chemical.
  • FIG. 7 shows a reservoir 200 of liquid containing bodies, cells or particles to be counted, a pump 205, an inlet pipe 210, an optical and microfluidic component 215, a liquid outlet 220, a light source 225, two optical fibers 230 and 231, a photosensitive sensor 235, a signal processing means 240 and an information output means 245.
  • the reservoir 200 of liquid containing bodies is of known type. According to the variants, it comprises, or not, an agitator, for example magnetic, in order to homogenize its contents.
  • the pump 205 is of known type and injects the liquid contained in the reservoir 200 in the pipe 210, itself of known type.
  • Various embodiments of the optical and microfluidic component 215 are described and shown in FIGS. 8, 9, 10 and 11.
  • the liquid outlet 220 leads, according to the variants, either to an evacuation or to a means of performing lysis. that is to say, destruction of certain bodies, for example red blood cells, then an impedance sensor to count the bodies remaining after lysis.
  • Several examples of light sources 225 and several examples of photosensitive sensors 235 are described with reference to FIGS. 12, 13 and 14.
  • the optical fibers 230 and 231 are of known type and are transparent and form waveguides, in the spectral ranges used.
  • the signal processing means 240 is adapted to filter each signal coming from the photosensitive sensor 235, to associate the information contained in these signals for different spectral ranges, to position the local extreme values of these signals in a multidimensional space, to deduce from it the class of each body represented by these extreme values.
  • the signal processing means 240 is further adapted to process the shape of the pulses of these signals in order to obtain complementary information on these bodies and to count, in each class, the bodies stored therein.
  • the width of the pulses is indicative of a body size and the shoulders present in the pulses are indicative of the presence of distinct parts in the bodies.
  • the information output means 245 is of known type, for example computer connector type, display screen or printer. It enables the results obtained by the signal processing means 240 to be made available.
  • Various treatments applied by the signal processing means are represented in FIGS. 15 and 16.
  • FIG. 8 shows an optical and microfluidic component 315 comprising a channel 305, passages 310 and 311 of collinear optical fibers 230 and 231, and partitions 320 and 321.
  • the component 315 is formed, at least for a layer comprising the channel 305 and the passages 310 and 311, with a transparent material in the spectral ranges used.
  • the channel 305 and the passages 310 and 311 are formed in the component 315 in a known manner, for example by mechanical drilling, by etching processes, by a method similar to that described in US Pat. No. 6,438,279 or as disclosed in US Pat. first embodiment, with reference to FIGS. 1 to 6C.
  • the optical fibers 230 and 231 are mechanically introduced into the passages 310 and 311, respectively and, optionally, assembled by gluing, with an optical adhesive, to the partitions 320 and 321.
  • this embodiment has, compared to the first embodiment embodiment shown with reference to Figures 1 to 6C, a simpler manufacture since it is not necessary to dope a material to change the optical index.
  • the partitions or their complement in the layer of material that contains them are doped to improve the passage of light rays from the optical fiber 230 to the optical fiber 231, through the partitions and the channel 305.
  • FIG. 9 shows an optical and microfluidic component 415 comprising a channel 405, an input waveguide 410, an output waveguide 411 collinear with the input waveguide 410, and conductive surfaces 412 and 413 placed on the surface of the channel
  • channel 405 or near it, instead of the crossing of channel 405 and waveguides 410 and 411.
  • the channel 405, input waveguides 410 and output 41 1 can be made according to one of the techniques described above.
  • the sensor 235 is completed by an impedance sensor which measures the impedance variation between the conductive surfaces 412 and 413, in the area between the waveguides 410 and 411.
  • the signals representative of the impedance and the signals from the photosensitive sensor 235 are therefore synchronized, i.e. a body, particle or cell modulating the light transmitted from the waveguide 410 to the waveguide 411 acts simultaneously on the impedance measurement signal. These signals can thus be correlated and give more information on this body, this particle or this cell.
  • FIG. 10 shows an optical and microfluidic component 515 comprising a channel 505, an input waveguide 510, an output waveguide 51 1 collinear with the input waveguide 510, and conductive surfaces 512 and 513 placed at the exit of the intersection zone of the channel 505 and the waveguides 510 and 511, in the same manner as in an analyzer employing the impedancemetry.
  • Channel 505, input waveguides 510 and output waveguides 511 can be made according to one of the techniques described above. However, the channel 505 opens, as soon as it leaves the intersection zone, onto an opening made in a conductive diaphragm 512 and facing an electrode 513.
  • the sensor 235 is completed by an impedance sensor which measures the impedance variation between the conductive surfaces 512 and 513, immediately out of the area between the waveguides 510 and 511.
  • the signals representative of the impedance and the signals from the photosensitive sensor 235 are thus almost synchronized, ie a body, a particle or a cell modulating the light transmitted from the waveguide 510 to the waveguide 511 operates with a very short delay time, which depends on the speed of the liquid in the channel 505, on the impedance measurement signal. These signals can thus be correlated and give more information on this body, this particle or this cell.
  • an auxiliary auxiliary liquid inlet channel (not shown because it is above the sectional plane) and a liquid outlet channel 514 are advantageously provided.
  • the channel 505 and the auxiliary channel 540 for example in a plane perpendicular to the plane of the channel 505 and the waveguides 510 and 511 and forming, between them and with the channel 505, an angle of 120 degrees.
  • FIG. 11 shows an optical and microfluidic component 615 comprising a channel 605, an input waveguide 610, an output waveguide 611 co-linear with the input waveguide 610, and a waveguide 650 whose axis passes through the zone of intersection of the channel 605 and the waveguides 610 and 611 but outside the plane of the channel 605 and the waveguides 610 and 611.
  • the axis of the waveguide 650 is perpendicular to the plane of the channel 605 and the waveguides 610 and 611.
  • the waveguide 650 is connected, for example by a fiber optical, to the photosensitive sensor 235 and provides information on the portion of the light that is reflected by a body, particle or cell in the intersection area.
  • Waveguide 650 may be made by drilling, for example, leaving a bulkhead (not shown) at channel 605.
  • the channel of each embodiment illustrated in FIGS. 7 to 11 presents, in input and / or in output, a funnel shape.
  • the optical scheme may comprise a plurality of light sources emitting in different spectral ranges, here three sources 701, 702 and 703 are represented and a plurality of photosensitive sensors in FIG. same as the light sources, 721, 722 and 723.
  • Each of the sensors is sensitive in a spectral range emitted light by at least one of the light sources.
  • the light sources are light-emitting diodes or lasers and the photosensitive sensors are photodiodes or phototransistors.
  • a multiplexer / divider 705 Between the sources and the sensors are a multiplexer / divider 705, an input waveguide 706, the intersection zone 707 of a channel 708 carrying the liquid that is characterized, and waveguides. , the output waveguide 709 and a multiplexer / divider 710.
  • the light rays of different spectral ranges are emitted by the different light sources, combined by the multiplexer / divider 705, injected into the input waveguide 706, cross intersection area 707 and waveguide 709 and are distributed by multiplexer / divider 710, according to their spectral ranges, on the different photosensitive sensors.
  • the light sources and the multiplexer / divider 705 are assembled so that the light rays emitted by the different light sources are oriented towards the waveguide 706.
  • the photosensitive sensors and the multiplexer / divider 705 are assembled so that the light rays emitted by the different light sources are oriented towards the waveguide 706.
  • FIG. 13 shows that, in embodiments, the optical diagram may comprise a white light source 801 and a plurality of photosensitive sensors, here three sensors 821, 822 and 823 are represented.
  • Each of the sensors is sensitive in a spectral range emitted by the light source 801.
  • the light source 801 is a light emitting diode or lasers, an incandescent light source.
  • the light rays of different spectral ranges are emitted by the light source 801, injected into the input waveguide 806, pass through the intersection zone 807 and the waveguide 809 and are distributed by the multiplexer / divider 810, according to their spectral ranges, on the different photosensitive sensors.
  • the photosensitive sensors and the multiplexer / divider 810 are assembled so that the light rays that reach a photosensitive sensor have wavelengths for which the sensor in question is sensitive.
  • FIG. 14 shows that, in embodiments, the optical diagram may comprise a plurality of light sources emitting in different spectral ranges, here three sources 901, 902 and 903 are represented and a photosensitive sensor 921.
  • the sensor 921 is sensitive in each of the spectral ranges emitted by the light sources 901, 902 and 903.
  • the light sources are light-emitting diodes or lasers and the photosensitive sensor is a photodiode or a phototransistor.
  • Between the sources and the sensor is an input waveguide 906, the intersection zone 907 of a channel 908 carrying the liquid that is characterized and waveguides, and the waveguide 909 output.
  • the light sources are successively turned on in order to perform time division multiplexing.
  • the light rays of different spectral ranges are successively emitted by the different light sources, injected into the input waveguide 906, pass through the intersection zone 907 and the waveguide 909 and reach the photosensitive sensor.
  • FIG. 15 shows that the signal corresponding to a wavelength or a limited spectral range, after filtering high, has negative (downward) pulses or peaks corresponding to the light absorption of a body flowing in the channel opposite the waveguides and variations corresponding to noise, variations that can be eliminated by thresholding the signal. These pulses have an extreme value, here the minimum and an amplitude, corresponding to the difference between an average value of the signal and the extreme value of the pulse.
  • FIG. 16 in which only three wavelengths or spectral ranges or two wavelengths and one impedance are considered, with the aim of simplifying the description, by positioning the amplitudes of the pulses measured simultaneously on the signals corresponding to the different wavelengths and possibly to the impedance, the bodies are represented by points having three coordinates.
  • the bodies are arranged in classes corresponding to volumes in the multidimensional representation of Figure 16.
  • each body 1101 to 1106 is shown and distributed in three classes or families of bodies 111 1 to 1113, which correspond to three volumes.
  • its representation is made by three segments whose intersection is at the point whose coordinates are defined by the amplitudes of the pulses of the various processed signals and whose length, on either side of this point of intersection is representative, on the axis corresponding to a wavelength, of the width of the pulse.
  • the bodies in the same class are discriminated according to these pulse widths, or segment lengths, in subclasses.
  • RNA reticulocytes
  • the RNA is stained, according to techniques known per se, prior to the passage of these cells in the optical observation channel.
  • the photosensitive sensor (s) are based on indium arsenide and gallium InGaAs, whose sensitivity extends over the wavelength range from 800 nanometers to 1650 nm. nanometers.
  • a National Instruments (registered trademark) acquisition card with 8 analog inputs, femax 1.25 MHz, is used.
  • each optical fiber used may be a multi-strand optical fiber, in particular in the case where several light sources are used, the strands being distributed facing the different light sources (see, in particular, FIG. 14)
  • the liquid containing the bodies to be enumerated is diluted.
  • the diluted liquid containing the bodies is set in motion, for example, by the action of a pump, so that they pass between a light emitting means having a plurality of wavelengths and light receiving means capable of providing signals representative of the received light for different wavelengths.
  • a step 1215 optional, creates a potential difference between two conductive surfaces.
  • a step 1220 for each range of wavelengths, or spectral ranges, a signal representative of the light received by the reception means and, optionally, a signal of potential difference between the conductive surfaces is received. .
  • the signals are filtered to eliminate the low frequency components, for example frequencies below 500 Hertz.
  • the potential difference signal is shifted temporally as a function of the flow velocity in the channel and the distance between the center of the optical observation zone and the center of the optical observation zone. the gap separating the conductive surfaces.
  • a thresholding of the signals is carried out, that is to say an elimination of the variations of low amplitude signal.
  • a measurement is made of the width and the amplitude of each pulse of each signal.
  • these measurements are associated in n-tuples, for example, when there are only three signals implemented, to form amplitude triplets or amplitudes of 6-uples. widths.
  • the n-tuples are distributed in classes and / or subclasses, according to their presence in volumes defining classes and / or subclasses in a multidimensional space corresponding to the n -uples. It is observed that these volumes are preliminary defined by the observation of reference bodies. These volumes can be generated automatically by learning techniques generating polygons, for example.
  • step 1260 the body numbers are provided in each class and / or subclass. Then, we return to step 1220.

Abstract

A device for counting bodies in a liquid comprises a light emitting device exhibiting a plurality of wavelengths, wherein each said body produces at least one optical effect for at least one wavelength, means for relatively displacing the liquid containing said bodies with respect to the light emitting device, receiving means used for delivering a plurality of signals corresponding to the light arriving thereto for said wavelength, means for classifying different bodies into different categories according to the signals transmitted by the receiving means and means for counting the bodies of each category. In the certain embodiments, the inventive device comprises optical and fluid components, a channel for draining the liquid containing said bodies, at least one input waveguide connected to said emission means, wherein said channel and each input wave guide meet each other in an area for observing bodies running through the channel.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE DENOMBREMENT DE CORPS DANS UN LIQUIDE METHOD AND DEVICE FOR DENOMBRETING BODIES IN A LIQUID
La présente invention concerne un procédé et un dispositif de dénombrement de corps dans un liquide. Elle s'applique, en particulier, au dénombrement et, éventuellement, à la différentiation, de particules suspendues dans un liquide, notamment des cellules contenues dans le sang, éventuellement dilué, telles que des cellules érythrocytaires, leucocytaires et/ou thrombocytaires. On connaît des systèmes de dénombrement de particules dans un liquide, qui permettent des analyses qualitatives et quantitatives de cellules sanguines. Ces systèmes fonctionnent sur la base du principe de la détection de la variation d'impédance ou de conductance, connue sous le nom de « principe Coulter ». Cette variation d'impédance ou de conductance ne permet pas d'obtenir des informations morphologiques sur les cellules. Le document US 6,438,279 présente une structure unitaire de microcapillaire et de guide d'onde et une méthode pour sa fabrication. L'enseignement de ce document s'applique à la fluorescence, c'est-à-dire à l'excitation par un rayon lumineux puissant, issu d'un laser, d'une substance afin qu'elle émette de la lumière destinée à être analysée. Cette technologie ne s'applique pas au dénombrement ou à la classification de cellules du vivant, par exemple les différentes cellules sanguines.The present invention relates to a method and a device for counting bodies in a liquid. It applies, in particular, to the enumeration and, optionally, the differentiation, of particles suspended in a liquid, in particular cells contained in the blood, possibly diluted, such as erythrocyte, leukocyte and / or thrombocyte cells. Particle counting systems in a liquid are known, which allow qualitative and quantitative analyzes of blood cells. These systems operate on the basis of the principle of detecting impedance or conductance variation, known as the Coulter Principle. This variation of impedance or conductance does not make it possible to obtain morphological information on the cells. US 6,438,279 discloses a unitary structure of microcapillary and waveguide and a method for its manufacture. The teaching of this document applies to fluorescence, that is to say to the excitation by a powerful ray of light, resulting from a laser, a substance so that it emits light intended for to be analyzed. This technology does not apply to the enumeration or classification of living cells, for example different blood cells.
La présente invention vise à remédier à ces inconvénients.The present invention aims to remedy these disadvantages.
A cet effet, selon un premier aspect, la présente invention vise un dispositif de dénombrement de corps dans un liquide, qui comporte : un moyen d'émission de lumière comportant une pluralité de longueurs d'onde, lesdits corps présentant chacun au moins un effet optique pour au moins une dite longueur d'onde, un moyen de mise en déplacement relatif dudit liquide contenant lesdits corps, par rapport audit moyen d'émission de lumière, un moyen de réception de lumière adapté fournir une pluralité de signaux correspondant à la lumière lui parvenant pour lesdites longueurs d'onde, un moyen de classification de différents corps dans différentes classes, en fonction des signaux fournis par le moyen de réception et un moyen de dénombrement des corps de chacune desdites classes de corps. Grâce à ces dispositions, chaque corps peut être identifier dans une classe de corps et un dénombrement du nombre de corps de chaque classe peut être effectué.For this purpose, according to a first aspect, the present invention provides a device for counting bodies in a liquid, which comprises: light emitting means comprising a plurality of wavelengths, said bodies each having at least one effect optical system for at least one said wavelength, a means for moving relative to said liquid containing said bodies, with respect to said light-emitting means, an adapted light receiving means providing a plurality of signals corresponding to the light reaching for said wavelengths, a means for classifying different bodies in different classes, according to the signals provided by the receiving means and a means for counting the bodies of each of said body classes. With these features, each body can be identified in a body class and a count of the number of bodies of each class can be made.
Selon des caractéristiques particulières, le dispositif tel que succinctement exposé ci- dessus comporte un composant optique et fluidique comportant, d'une part, un canal d'écoulement du liquide contenant lesdits corps et, d'autre part, au moins un guide d'onde d'entrée relié audit moyen d'émission, ledit canal et chaque guide d'onde d'entrée se rencontrant dans une zone d'observation des corps traversant le canal.According to particular features, the device as briefly described above comprises an optical and fluidic component comprising, on the one hand, a channel flow of the liquid containing said bodies and, secondly, at least one input waveguide connected to said transmitting means, said channel and each input waveguide meeting in an area of observation of bodies crossing the canal.
Grâce à ces dispositions, les positionnements respectifs du canal et du guide d'ondes peuvent être précis et définitifs, sans risque de déréglage.Thanks to these provisions, the respective positions of the channel and the waveguide can be precise and definitive, without risk of maladjustment.
Selon des caractéristiques particulières, le composant optique et fluidique comporte, en outre, au moins un guide d'onde de sortie relié audit moyen de réception, ledit canal et chaque guide d'onde de sortie se rencontrant dans la zone d'observation des corps traversant le canal. Grâce à ces dispositions, les positionnements respectifs du canal et du guide d'ondes peuvent être précis et définitifs, sans risque de déréglage.According to particular features, the optical and fluidic component further comprises at least one output waveguide connected to said reception means, said channel and each output waveguide meeting in the observation zone of the bodies crossing the canal. Thanks to these provisions, the respective positions of the channel and the waveguide can be precise and definitive, without risk of maladjustment.
Selon des caractéristiques particulières, le composant optique et fluidique comporte une couche à l'intérieur de laquelle sont réalisés le canal et chaque guide d'onde, en sandwich entre une couche de substrat et une couche de revêtement. Grâce à ces dispositions, même en cas de très petites dimensions, inférieur à 0,1 millimètre, du canal et de chaque guide d'onde, leurs positionnements respectifs peut être précis.According to particular features, the optical and fluidic component comprises a layer inside which the channel and each waveguide are made, sandwiched between a substrate layer and a coating layer. Thanks to these arrangements, even in the case of very small dimensions, less than 0.1 millimeters, of the channel and of each waveguide, their respective positions can be precise.
Selon des caractéristiques particulières, la couche destinée à comporter la canal et chaque guide d'onde est, initialement, en matériau soluble devenu insoluble, en dehors du canal, après irradiation.According to particular features, the layer intended to comprise the channel and each waveguide is, initially, soluble material become insoluble, outside the channel, after irradiation.
Grâce à ces dispositions, la fabrication du canal est aisée et précise.Thanks to these provisions, the manufacture of the channel is easy and precise.
Selon des caractéristiques particulières, au moins un guide d'ondes est constitué par augmentation locale de l'indice optique de la couche destinée à comporter au moins un guide d'onde. Grâce à ces dispositions, on évite des actions mécaniques, par exemple de perçage, dans le composant optique et fluidique.According to particular characteristics, at least one waveguide is constituted by locally increasing the optical index of the layer intended to comprise at least one waveguide. Thanks to these provisions, mechanical actions, for example drilling, are avoided in the optical and fluidic component.
Selon des caractéristiques particulières, la couche destinée à comporter le canal et au moins un guide d'ondes est en matériau photosensible hybride organo-minéral.According to particular features, the layer intended to comprise the channel and at least one waveguide is made of an organo-mineral hybrid photosensitive material.
Selon des caractéristiques particulières, la couche destinée à comporter le canal et au moins un guide d'ondes est en matériau photosensible polymérique.According to particular features, the layer intended to comprise the channel and at least one waveguide is of polymeric light-sensitive material.
Grâce à chacune de ces dispositions, la fabrication du composant optique et fluidique est aisée et la durée de vie du composant est augmentée.Thanks to each of these arrangements, the manufacture of the optical and fluidic component is easy and the service life of the component is increased.
Selon des caractéristiques particulières, le canal présente une section transversale de plus petite dimension supérieure ou égale à la plus grande dimension des corps circulant dans ledit canal. Selon des caractéristiques particulières, le canal présente, en entrée et/ou en sortie, une forme en entonnoir. On limite ainsi le risque de bouchage et on permet un gainage naturel des corps au centre du canal et donc du flux.According to particular features, the channel has a cross section smaller in size greater than or equal to the largest dimension of the bodies flowing in said channel. According to particular characteristics, the channel has, at the inlet and / or at the outlet, a funnel shape. This limits the risk of clogging and allows a natural cladding bodies in the center of the channel and therefore the flow.
Grâce à ces dispositions, on évite les risques de bouchage de ce canal par des corps et on évite de déformer les corps les plus grands circulant dans ce canal.Thanks to these provisions, it avoids the risk of clogging of this channel by bodies and avoids deforming the largest bodies circulating in this channel.
Selon des caractéristiques particulières, le dispositif tel que succinctement exposé ci- dessus comporte un moyen d'injection dans le guide d'ondes d'entrée, de composantes de lumière de ladite pluralité de longueurs d'onde correspondant à des pouvoirs d'absorption différents pour lesdits corps. Grâce à ces dispositions, la classification des corps est aisée car elle peut être effectuée en fonction des longueurs d'onde d'absorption des corps.According to particular features, the device as briefly described above comprises means for injecting into the input waveguide, light components of said plurality of wavelengths corresponding to different absorption powers. for said bodies. Thanks to these provisions, the classification of the bodies is easy because it can be performed according to the absorption wavelengths of the bodies.
Selon des caractéristiques particulières, le composant optique et fluidique comporte des surfaces conductrices placées à la surface du canal ou a sa proximité, au lieu du croisement du canal et d'au moins un guide d'ondes et un capteur d'impédance qui mesure la variation d'impédance entre les surfaces conductrices.According to particular features, the optical and fluidic component comprises conductive surfaces placed on the surface of the channel or in its proximity, instead of crossing the channel and at least one waveguide and an impedance sensor that measures the impedance variation between the conductive surfaces.
Grâce à ces dispositions, on peut mesurer de manière synchronisée ou très légèrement décalée, l'impédance de chaque corps dont on analyse l'effet optique. On obtient ainsi une information complémentaire sur chacun des corps circulant dans le canal, ce qui permet, par exemple, de confirmer une classification ou de constituer des sous-classes dans lesquels on peut classer les différents corps.Thanks to these arrangements, it is possible to measure in a synchronized or slightly offset way, the impedance of each body whose optical effect is analyzed. Thus, complementary information is obtained on each of the bodies circulating in the channel, which makes it possible, for example, to confirm a classification or to constitute subclasses in which the different bodies can be classified.
Selon des caractéristiques particulières, le composant optique et fluidique comporte au moins un guide d'ondes de sortie adapté à véhiculer de la lumière réfléchie par des corps se trouvant dans ledit liquide et circulant dans le canal d'écoulement.According to particular features, the optical and fluidic component comprises at least one output waveguide adapted to convey light reflected by bodies in said liquid and flowing in the flow channel.
Grâce à ces dispositions, on peut traiter les effets optiques de réflexion des corps circulant dans le canal et, ainsi, confirmer leur classification ou les ranger dans des sous- classes.Thanks to these arrangements, it is possible to treat the optical effects of reflection of the bodies circulating in the channel and, thus, to confirm their classification or to arrange them in subclasses.
Selon des caractéristiques particulières, le moyen d'émission de lumière comporte une pluralité de sources de lumières émettant dans différentes gammes spectrales et un multiplexeur adapté à transmettre de la lumière issue de chacune des sources de lumière vers le moyen de réception de lumière.According to particular features, the light emitting means comprises a plurality of light sources emitting in different spectral ranges and a multiplexer adapted to transmit light from each of the light sources to the light receiving means.
Grâce à ces dispositions, on augmente la proportion de la lumière émise par chaque source de lumière qui atteint les corps circulant dans le canal.Thanks to these provisions, the proportion of the light emitted by each light source which reaches the bodies circulating in the channel is increased.
Selon des caractéristiques particulières, le moyen d'émission de lumière comporte une pluralité de sources de lumières émettant successivement dans différentes gammes spectrales, le moyen de réception comportant un capteur photosensible adapté à fournir un signal représentatif de la lumière provenant de chacune des sources de lumière. Grâce à ces dispositions, le moyen de réception de lumière est simple et on utilise le temps pour séparer les différents signaux représentant les différentes longueurs d'onde émises par la source de lumière et, partant, pour traiter les effets optiques, pour les différentes longueurs d'onde, des différents corps circulant dans le canal. Selon des caractéristiques particulières, le moyen de réception de lumière comporte une pluralité de capteurs photosensibles sensibles dans différentes gammes spectrales et un diviseur adapté à répartir de la lumière provenant du moyen d'émission sur les différents capteur en fonction de la longueur d'onde de cette lumière.According to particular features, the light emitting means comprises a plurality of light sources emitting successively in different spectral ranges, the receiving means comprising a photosensitive sensor adapted to provide a signal representative of the light coming from each of the light sources. . Thanks to these arrangements, the light receiving means is simple and time is used to separate the different signals representing the different wavelengths emitted by the light source and hence to treat the optical effects, for the different lengths. different bodies circulating in the channel. According to particular features, the light receiving means comprises a plurality of sensitive photosensitive sensors in different spectral ranges and a divider adapted to distribute light from the transmission means on the different sensors as a function of the wavelength of the light. this light.
Grâce à ces dispositions, on augmente la proportion de la lumière émise par chaque source de lumière qui atteint le moyen de réception.By virtue of these arrangements, the proportion of the light emitted by each light source which reaches the reception means is increased.
Selon des caractéristiques particulières, le dispositif tel que succinctement exposé ci- dessus comporte un moyen de traitement de signaux adapté à positionner les valeurs extrêmes locales des signaux issus du capteur photosensible dans un espace multidimensionnel, et à en déduire la classe de chaque corps représenter par ces valeurs extrêmes, chaque classe de corps étant représentée par un volume dans cet espace multidimensionnel.According to particular features, the device as briefly described above comprises signal processing means adapted to position the local extreme values of the signals coming from the photosensitive sensor in a multidimensional space, and to deduce therefrom the class of each body represented by these extreme values, each body class being represented by a volume in this multidimensional space.
Grâce à ces dispositions, les corps sont classés en fonction de leurs effets optiques pour les différentes longueurs d'onde et deux corps possédant le même effet optique pour une ou plusieurs longueur(s) d'onde sont discriminés en fonction de leur effet optique pour la ou les autres longueur(s) d'onde.Thanks to these arrangements, the bodies are classified according to their optical effects for the different wavelengths and two bodies having the same optical effect for one or more wavelengths are discriminated according to their optical effect for the other wavelength (s).
Selon des caractéristiques particulières, le moyen de traitement est adapté, en outre, à traiter un signal de mesure d'impédance et à positionner les valeurs extrêmes locales des signaux issus du capteur photosensible et du signal de mesure d'impédance, dans un espace multidimensionnel, et à en déduire la classe de chaque corps représenter par ces valeurs extrêmes, chaque classe de corps étant représentée par un volume dans cet espace multidimensionnel.According to particular features, the processing means is further adapted to process an impedance measurement signal and to position the local extreme values of the signals from the photosensitive sensor and the impedance measurement signal, in a multidimensional space. and to deduce from them the class of each body represented by these extreme values, each class of body being represented by a volume in this multidimensional space.
Grâce à ces dispositions, la discrimination des corps entre les différentes classes est plus précise ou plus sûre.Thanks to these provisions, the discrimination of the bodies between the different classes is more precise or safer.
Selon des caractéristiques particulières, le moyen de traitement est adapté à traiter la forme d'impulsion des signaux et à obtenir, en fonction de cette forme, une information complémentaire sur ces corps pour les ranger en sous-classes.According to particular features, the processing means is adapted to process the pulse shape of the signals and to obtain, as a function of this form, complementary information on these bodies to classify them in subclasses.
Grâce à ces dispositions, différents corps d'une classe peuvent être ranger dans différentes sous-classes.Thanks to these provisions, different bodies of a class can be arranged in different subclasses.
Selon des caractéristiques particulières, le moyen de traitement de signaux est adapté à dénombrer le nombre de corps dans chaque classe et/ou sous-classe.According to particular features, the signal processing means is adapted to count the number of bodies in each class and / or subclass.
Selon un deuxième aspect, la présente invention vise un procédé de dénombrement de corps dans un liquide, caractérisé en ce qu'il comporte : une étape d'émission de lumière comportant une pluralité de longueurs d'onde, lesdits corps présentant chacun au moins un effet optique pour au moins une dite longueur d'onde,According to a second aspect, the present invention relates to a method for counting bodies in a liquid, characterized in that it comprises: a light emission step comprising a plurality of wavelengths, said bodies each having at least one optical effect for at least one said wavelength,
- une étape de mise en déplacement relatif dudit liquide contenant lesdits corps, par rapport audit moyen d'émission de lumière, une étape de réception de lumière pour fournir une pluralité de signaux correspondant à la lumière lui parvenant pour lesdites longueurs d'onde, une étape de classification de différents corps dans différentes classes, en fonction des signaux fournis par le moyen de réception et - une étape de dénombrement des corps de chacune desdites classes de corps.a step of moving relative to said liquid containing said bodies, with respect to said light-emitting means, a step of receiving light to provide a plurality of signals corresponding to the light reaching it for said wavelengths; step of classifying different bodies in different classes, according to the signals provided by the receiving means and - a step of counting the bodies of each of said body classes.
Les avantages, buts et caractéristiques particulières de ce procédé étant similaires à ceux du dispositif objet de la présente invention tel que succinctement exposé ci-dessus, ils ne sont pas rappelés ici.Since the advantages, aims and particular characteristics of this process are similar to those of the device that is the subject of the present invention as succinctly set forth above, they are not recalled here.
D'autres avantages, buts et caractéristiques particulières de la présente invention ressortiront à la lecture de la description qui va suivre, faite, dans un but explicatif et nullement limitatif en regard des dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 représente, schématiquement, en perspective, un premier mode de réalisation du dispositif objet de la présente invention et une représentation de moyens d'émission et de réception de signaux optiques, - la figure 2 représente, schématiquement, en perspective, le premier mode de réalisation du dispositif objet de la présente invention, la figure 3 représente, schématiquement, un composant de modes de réalisation particuliers du dispositif objet de la présente invention, la figure 4 est une vue schématique, en coupe, du composant illustré en figure 3, - la figure 5 est une vue schématique, en coupe, du composant illustré en figures 3 etOther advantages, aims and particular characteristics of the present invention will emerge on reading the following description, given for an explanatory and in no way limiting purpose with reference to the appended drawings, in which: FIG. 1 is a diagrammatic representation of perspective, a first embodiment of the device object of the present invention and a representation of means for transmitting and receiving optical signals, - Figure 2 shows, schematically, in perspective, the first embodiment of the device object of the present invention. FIG. 3 schematically represents a component of particular embodiments of the device that is the subject of the present invention; FIG. 4 is a diagrammatic sectional view of the component illustrated in FIG. 3; FIG. schematic, in section, of the component illustrated in FIGS.
4, les figures 6A, 6B et 6C représentent un signal électrique représentatif d'un signal optique mise en oeuvre dans le premier mode de réalisation de la présente invention et ce signal après traitement, - la figure 7 représente, schématiquement, un deuxième mode de réalisation du dispositif, la figure 8 représente, schématiquement et en coupe, un mode de réalisation d'un composant optique et micro-fluidique incorporé dans le dispositif illustré en figure 7, la figure 9 représente, schématiquement et en perspective, un mode de réalisation d'un composant optique et micro-fluidique incorporé dans le dispositif illustré en figure 7, la figure 10 représente, schématiquement et en coupe, un mode de réalisation d'un composant optique et micro-fluidique incorporé dans le dispositif illustré en figure 7,4, FIGS. 6A, 6B and 6C show an electrical signal representative of an optical signal implemented in the first embodiment of the present invention and this signal after processing; FIG. 7 is a schematic representation of a second embodiment of FIG. embodiment of the device, FIG. 8 is a diagrammatic sectional representation of an embodiment of an optical and microfluidic component incorporated in the device illustrated in FIG. 7. FIG. 9 is a diagrammatic perspective view of an embodiment of the device. an optical and microfluidic component incorporated in the device illustrated in FIG. 7, FIG. 10 represents, schematically and in section, an embodiment of an optical and microfluidic component incorporated in the device illustrated in FIG. 7,
- la figure 11 représente, schématiquement et en perspective, un mode de réalisation d'un composant optique et micro-fluidique incorporé dans le dispositif illustré en figure 7,FIG. 11 represents, schematically and in perspective, an embodiment of an optical and microfluidic component incorporated in the device illustrated in FIG. 7,
- la figure 12 représente, schématiquement, un mode de réalisation de la partie optique du dispositif illustré en figure 7,FIG. 12 schematically represents an embodiment of the optical part of the device illustrated in FIG. 7,
- la figure 13 représente, schématiquement, un mode de réalisation de la partie optique du dispositif illustré en figure 7, - la figure 14 représente, schématiquement, un mode de réalisation de la partie optique du dispositif illustré en figure 7, la figure 15 représente un signal représentatif de la transparence d'un échantillon dans une gamme spectrale, en cours de traitement, la figure 16 illustre la classification d'échantillons dans un volume et - la figure 17 représente, sous forme d'un logigramme, des étapes mises en oeuvre dans un mode de réalisation particulier du procédé objet de la présente invention. On observe que les composants illustrés dans les figures ne sont pas à l'échelle. La présente invention s'applique, notamment, aux domaines alimentaires (analyse du lait, de jus de fruits ou du vin, par exemple), pharmaceutiques, médical et biologiques (analyses de fluides tels que le sang) et aux domaines dans lesquels on peut disperser des particules ou des cellules dans un fluide, par exemple de l'eau, du sans, un solvant ou un gaz, tel que de l'air.FIG. 13 represents, schematically, an embodiment of the optical part of the device illustrated in FIG. 7; FIG. 14 is a schematic representation of an embodiment of the optical part of the device illustrated in FIG. 7, FIG. a signal representative of the transparency of a sample in a spectral range, being processed, FIG. 16 illustrates the classification of samples in a volume and FIG. 17 represents, in the form of a logic diagram, the steps implemented in FIG. in a particular embodiment of the method that is the subject of the present invention. It is observed that the components illustrated in the figures are not to scale. The present invention applies, in particular, to the food fields (analysis of milk, fruit juice or wine, for example), pharmaceutical, medical and biological (analyzes of fluids such as blood) and to the areas in which dispersing particles or cells in a fluid, for example water, without, a solvent or a gas, such as air.
Le dispositif illustré dans les figures s'applique, en particulier, au dénombrement et, éventuellement, à la différentiation, de particules suspendues dans un liquide, notamment des cellules contenues dans le sang, éventuellement dilué, telles que des cellules érythrocytaires, leucocytaires et/ou thrombocytaires.The device illustrated in the figures applies, in particular, to the enumeration and, optionally, the differentiation, of particles suspended in a liquid, in particular cells contained in the blood, possibly diluted, such as erythrocyte, leukocyte and / or or thrombocytic.
Les cellules sanguines, telles que les globules rouges, les globules blancs et les plaquettes sont, dans le sang, en suspension dans du plasma. Il peut être utile, notamment, pour déterminer certaines pathologies et évolutions de traitement, de connaître les quantités et les morphologies de ces cellules sanguines.Blood cells, such as red blood cells, white blood cells and platelets are suspended in plasma in the blood. It can be useful, in particular, to determine certain pathologies and evolutions of treatment, to know the quantities and the morphologies of these blood cells.
Préférentiellement, on dilue le sang à analyser avec de l'eau ou un liquide physiologique, pour réduire la concentration des cellules dans le liquide. On fait ensuite passer ce sang dilué à travers un canal dont les dimensions internes permettent le passage des cellules. Ce canal est traversé par un ou plusieurs faisceaux lumineux. A chaque passage d'une cellule sanguine, la lumière incidente est modulée et, éventuellement, au moins partiellement, déviée et/ou absorbée. La figure 1 représente un premier mode de réalisation d'un tel dispositif, qui comprend un moyen A de différenciation et de dénombrement de cellules sanguines en suspension dans le sang entrant dans le dispositif par un orifice d'entrée 101 et sortant du dispositif par un orifice de sortie 102 et des moyens émetteur B et récepteur C du signal lumineux de différenciation et de dénombrement des cellules sanguines.Preferably, the blood to be analyzed is diluted with water or a physiological liquid to reduce the concentration of the cells in the liquid. This diluted blood is then passed through a channel whose internal dimensions allow the passage of the cells. This channel is crossed by one or more light beams. At each passage of a blood cell, the incident light is modulated and possibly at least partially deviated and / or absorbed. FIG. 1 represents a first embodiment of such a device, which comprises a means A for differentiating and counting blood cells suspended in the blood entering the device through an inlet port 101 and leaving the device by a device outlet port 102 and transmitter means B and receiver C of the light signal of differentiation and enumeration of blood cells.
En se référant à la figure 2, on constate que le moyen A comporte essentiellement un boîtier de forme générale parallélépipédique 104 et, à l'intérieur de ce boîtier 104, un composant optique 106 pourvu d'un réseau optique et d'un réseau microfluidique intégrés au composant optique 106. Le composant optique 106, également de forme parallélépipédique, est traversé par un canal 107 d'écoulement du sang dilué à analyser, calibré en fonction des dimensions des cellules sanguines pour ne pas gêner leur écoulement et un guide d'onde 108. Le canal 107 s'étend perpendiculairement entre deux faces opposées du composant optique 106, au milieu de ces faces. Préférentiellement, le canal 107 présente, en entrée et/ou en sortie, une forme en entonnoir. On limite ainsi le risque de bouchage et on permet un gainage naturel des corps au centre du canal et donc du flux.Referring to FIG. 2, it can be seen that the means A essentially comprises a casing of parallelepipedal general shape 104 and, inside this casing 104, an optical component 106 provided with an optical network and a microfluidic network. integrated in the optical component 106. The optical component 106, also of parallelepipedal shape, is traversed by a diluted blood flow channel 107 to be analyzed, calibrated according to the dimensions of the blood cells to avoid impeding their flow and a guide of 108. The channel 107 extends perpendicularly between two opposite faces of the optical component 106, in the middle of these faces. Preferably, the channel 107 has, in input and / or output, a funnel shape. This limits the risk of clogging and allows a natural cladding bodies in the center of the channel and therefore the flow.
Le guide d'onde 108 s'étend entre deux autres faces opposées du composant optique 106, au milieu de ces faces. Le guide d'onde 108 est ainsi interrompu par la canal 107. Le canal 107 divise donc le guide d'onde 108 en une portion de guide d'onde émetteur 109 et une portion de guide d'onde récepteur 110. Chaque portion de guide d'onde, 109 et 110, présente une section transversale, par exemple carrée, et est couplée à une fibre optique à section transversale, par exemple, circulaire, respectivement d'entrée 111 et de sortie 112, par l'intermédiaire de modules à gorge en « V » 113, représentés en figure 5. La figure 5 illustre, également, le couplage de guides d'ondes de section carrée à des fibres optiques de section circulaire, par exemple à l'aide d'une colle 115 à adaptation d'indice optique.The waveguide 108 extends between two other opposite faces of the optical component 106, in the middle of these faces. The waveguide 108 is thus interrupted by the channel 107. The channel 107 thus divides the waveguide 108 into a transmitting waveguide portion 109 and a receiving waveguide portion 110. Each guide portion 109 and 110, has a cross section, for example square, and is coupled to a cross-section optical fiber, for example, circular, respectively input 111 and output 112, through modules to V-groove 113, shown in FIG. 5. FIG. 5 also illustrates the coupling of square-section waveguides to optical fibers of circular cross-section, for example using an adaptive glue 115. of optical index.
Comme on le voit sur Ia figure 2 et en figure 3, le canal microfluidique 107 présente une section transversale carrée qui s'élargit en direction de l'entrée à la manière d'un entonnoir 117, tout en conservant la même hauteur sur toute la longueur. Un tel profil en entonnoir, bien que non représenté, peut également être prévu du côté sortie du canal 107. Il est à noter que les deux portions de guide d'onde 109 et 110 présentent également une section carrée avantageusement de la même hauteur que le canal fluidique 107, ou légèrement inférieure.As seen in FIG. 2 and FIG. 3, the microfluidic channel 107 has a square cross-section which widens towards the inlet in the manner of a funnel 117, while maintaining the same height over the entire length. Such a funnel profile, although not shown, can also be provided on the output side of the channel 107. It should be noted that the two waveguide portions 109 and 110 also have a square section advantageously of the same height as the fluidic channel 107, or slightly lower.
L'ensemble formé par le composant optique 106 et les modules à gorge en « V » 113 est encapsulé dans le boîtier 104 opaque qui assure la protection de cet ensemble et l'isolation optique des portions de guide d'onde 109 et 110. Le boîtier 104 comporte un trou 119 débouchant dans la face extérieure avant du boîtier 104 et un trou 120 débouchant dans la face extérieure arrière du boîtier 104. Les trous 119 et 120 sont, tous deux, de section transversale préférentiellement circulaire et alignés avec le canal fluidique 107. Le sang dilué à analyser entre dans le boîtier 104 par le trou d'entrée 119, s'écoule le long du canal 107, passe entre les portions de guide d'ondes 109 et 110 et sort par le trou de sortie 120. Le boîtier 104 est réalisé en toute matière appropriée, telle que la résine ou toute autre matière polymérique.The assembly formed by the optical component 106 and the "V" groove modules 113 is encapsulated in the opaque casing 104 which ensures the protection of this assembly and the optical isolation of the waveguide portions 109 and 110. housing 104 has a hole 119 opening into the outer front face of the housing 104 and a hole 120 opening into the outer rear face of the housing 104. The holes 119 and 120 are both of preferably circular cross-section and aligned with the fluid channel 107. The diluted blood to be analyzed enters the housing 104 through the inlet hole 119, flows along channel 107, passes between waveguide portions 109 and 110 and exits through exit hole 120. Housing 104 is made of any suitable material, such as resin or other polymeric material.
Concernant le composant optique 106, il comprend, en sandwich entre une couche de substrat inférieur 122 et une couche de revêtement 123, une couche 125 en un matériau photosensible, par exemple un matériau hybride organo-minéral ou polymérique. Cette couche 125 peut être de structure composite et composée d'un empilement d'une pluralité de couches élémentaires.Regarding the optical component 106, it comprises, sandwiched between a lower substrate layer 122 and a coating layer 123, a layer 125 of a photosensitive material, for example an organomineral or polymeric hybrid material. This layer 125 may be of composite structure and composed of a stack of a plurality of elementary layers.
C'est dans la couche 125 qu'est réalisé le guide d'onde 108, avec ses portions émettrices 109 et réceptrice 110. Le matériau qui constitue la couche 125 présente la propriété de devenir insoluble après irradiation tandis que les parties non irradiées restent solubles, par exemple dans des solvants de type alcool ou acétone. On réalise ainsi le canal 107 en disposant un masque sur la zone du futur canal 107 et en irradiant le reste de la couche 125. Ainsi, seule la matière de la couche qui a été protégée de l'irradiation par le masque reste soluble et est, ensuite, solubilisée par un solvant approprié.It is in the layer 125 that the waveguide 108 is produced, with its emitting portions 109 and receiving 110. The material constituting the layer 125 has the property of becoming insoluble after irradiation while the non-irradiated parts remain soluble. for example in alcohol or acetone type solvents. The channel 107 is thus produced by placing a mask on the zone of the future channel 107 and by irradiating the remainder of the layer 125. Thus, only the material of the layer which has been protected from irradiation by the mask remains soluble and is then solubilized with a suitable solvent.
Le guide d'onde 108 est réalisé dans la couche hybride 125 par dopage approprié de la matière devant constituer le guide d'onde, de façon que la matière dans le guide d'onde présente un indice optique plus élevé qu'à l'extérieur du guide d'onde. La réflexion de la lumière sur les parois du guide d'onde est ainsi totale.The waveguide 108 is made in the hybrid layer 125 by appropriate doping of the material to constitute the waveguide, so that the material in the waveguide has a higher optical index than outside. of the waveguide. The reflection of light on the walls of the waveguide is thus total.
Grâce à l'intégration au composant 106 du guide d'onde 108 et du canal 107, on obtient un alignement entre le guide d'onde 108 et le canal 107 lors de la fabrication du composant.Thanks to integration with the component 106 of the waveguide 108 and the channel 107, an alignment is obtained between the waveguide 108 and the channel 107 during the manufacture of the component.
A titre d'exemple, la section transversale du canal 107, essentiellement carrée, peut avoir un côté de 80 microns, la section transversale du guide d'onde 108, essentiellement carrée, peut avoir un côté de 60 microns, le substrat peut avoir une épaisseur de l'ordre de 525 microns plus ou moins 25 microns et Ie revêtement 123 une épaisseur d'environ 150 microns. Concernant Ie boîtier 104 contenant le composant optique 106, il peut avoir une longueur de 30 millimètres, une largeur de 10 millimètres et une hauteur de 10 millimètres. La longueur du composant optique 106 peut être de 6 à 10 millimètres.For example, the cross section of the channel 107, essentially square, may have a side of 80 microns, the cross section of the waveguide 108, essentially square, may have a 60 micron side, the substrate may have a thickness of the order of 525 microns plus or minus 25 microns and the coating 123 a thickness of about 150 microns. With regard to the case 104 containing the optical component 106, it may have a length of 30 millimeters, a width of 10 millimeters and a height of 10 millimeters. The length of the optical component 106 may be 6 to 10 millimeters.
Concernant le fonctionnement du dispositif objet de la présente invention, il permet la détection de différents types de cellules, telles que des globules rouges, des globules blancs et des plaquettes, du fait que ces cellules se différencient les unes des autres par leur pouvoir d'absorption, de déviation ou de réflexion de la lumière parcourant la portion de guide d'onde d'entrée 109, cette absorption, déviation ou réflexion dépendant de la longueur d'onde de la lumière utilisée. Pour différencier les cellules sanguines que l'on fait passer à travers le canal 107 et à travers le faisceau lumineux véhiculé par le guide d'onde 108, on met en œuvre une pluralité de longueurs d'onde ou de plages de longueurs d'onde, qui correspondent au pouvoir d'absorption, de déviation et/ou de réflexion, préférentiellement maximal, des différentes cellules sanguines. L'injection et la séparation des différentes composantes de lumière se fait du côté émetteur et du côté récepteur à l'aide de multiplexeurs-diviseurs de longueurs d'onde, connus sous le nom de « WDM ». En comparant le rapport des intensités lumineuses reçues et émises dans les différentes longueurs d'ondes, révélant la quantité de lumière absorbée, on identifie la nature de chaque cellule passant dans le faisceau lumineux.As regards the operation of the device which is the subject of the present invention, it allows the detection of different types of cells, such as red blood cells, white blood cells and platelets, because these cells are differentiated from each other by their power of absorption, deflection or reflection of the light traveling through the inlet waveguide portion 109, this absorption, deflection or reflection depending on the length wave of light used. To differentiate the blood cells that are passed through the channel 107 and through the light beam carried by the waveguide 108, a plurality of wavelengths or ranges of wavelengths are implemented. , which correspond to the absorption, deflection and / or reflection, preferably maximum, of the different blood cells. The injection and separation of the different light components is done from the transmitter side and the receiver side using wavelength division multiplexers, known as "WDM". By comparing the ratio of the light intensities received and emitted in the different wavelengths, revealing the amount of light absorbed, the nature of each cell passing through the light beam is identified.
De façon générale, le passage d'une cellule à travers le faisceau de lumière véhiculé par le guide d'onde est détectable par un impulsion 127 dans au moins un des faisceaux lumineux reçus pour les différentes longueurs d'ondes utilisées, comme illustré en figure 6A, qui représente le signal électrique reçu, pour une longueur d'onde dans le moyen de réception C, après conversion de signal optique reçu pour cette longueur d'onde, en signal électrique. A cet effet, on met en œuvre, par exemple, une photodiode ou un phototransistor en sortie du diviseur de longueurs d'onde. Sur Ia figure 6A, les différentes impulsions indiquent chacune le passage d'une cellule d'un certain type à travers le faisceau lumineux en raison du fait que la cellule a absorbé, réfléchi ou dévié une portion de la lumière incidente pour Ia longueur d'onde considérée. Il est à noter que la largeur de l'impulsion est une information indiquant une dimension, par exemple une longueur ou un volume de la cellule considérée. Plus l'impulsion est large plus la dimension ou Ie volume est important. La hauteur des impulsions fournit une autre information permettant de différencier les types de cellule. En effet, en comparant les hauteurs des impulsions pour les différentes longueurs d'ondes mises en œuvre, on peut effectuer la classification des cellules détectées.In general, the passage of a cell through the light beam conveyed by the waveguide is detectable by a pulse 127 in at least one of the received light beams for the different wavelengths used, as illustrated in FIG. 6A, which represents the electrical signal received, for a wavelength in the reception means C, after conversion of the optical signal received for this wavelength, into an electrical signal. For this purpose, it implements, for example, a photodiode or a phototransistor output of the wavelength divider. In FIG. 6A, the different pulses each indicate the passage of a cell of a certain type through the light beam due to the fact that the cell has absorbed, reflected or deflected a portion of the incident light for the length of the light. considered wave. It should be noted that the width of the pulse is information indicating a dimension, for example a length or a volume of the cell in question. The larger the impulse, the larger the size or volume. The pulse height provides other information to differentiate cell types. Indeed, by comparing the heights of the pulses for the different wavelengths implemented, it is possible to classify the detected cells.
Les figures 6B et 6C illustrent le signal électrique reçu après un traitement numérique approprié. Il est à noter que Ie signal peut, en variante, être soumis, à un traitement analogique par des composants électroniques impliquant des opérations de filtrage électrique. Le mode particulier de réalisation du dispositif objet de la présente invention qui vient d'être décrit offre de nombreux avantages par rapport aux analyseurs connus. Du fait de l'utilisation d'un composant associant un circuit optique et un circuit microfluidique, dans un plan commun, les tolérances sur les alignements sont réduits et l'alignement est stable entre les portions 109 et 110 du guide d'onde 108 et entre ces portions et le canal 104. Cet alignement très précis exclut toute nécessité d'un réglage ultérieur et ne risque pas de se dérégler, ce qui permet, en particulier, de réaliser un dispositif sous forme d'un instrument portable et de transporter Ie dispositif sans risque de déréglage. D'autre part, le composant d'optique intégré permet d'assurer une compatibilité avec le principe de lecture par variation d'impédance ou de conductance. Le module de lecture optique ne perturbe pas la lecture par variation d'impédance ou de conductance puisque les cellules analysées ne sont pas détruite, ni altérée par les composants qu'elle traversent. En utilisant un microprocesseur, on peut effectuer le traitement de plus de dix échantillons de signaux optiques par cellule sanguine passant dans le dispositif. La présente invention permet donc d'obtenir un dispositif d'analyse très précis qui est utilisable pour dénombrer et classifier les cellules du vivant, relevant de la biologie animale ou végétale, mais permet aussi d'étudier photométriquement des solutions spécifiques de multiples secteurs d'activité, notamment agro-alimentaire, pharmaceutique et chimique.Figures 6B and 6C illustrate the received electrical signal after appropriate digital processing. It should be noted that the signal may, alternatively, be subjected to analog processing by electronic components involving electrical filtering operations. The particular embodiment of the device object of the present invention which has just been described offers many advantages over known analyzers. Due to the use of a component combining an optical circuit and a microfluidic circuit, in a common plane, the tolerances on the alignments are reduced and the alignment is stable between the portions 109 and 110 of the waveguide 108 and between these portions and the channel 104. This very precise alignment excludes any need for a subsequent adjustment and does not run the risk of being out of adjustment, which makes it possible, in particular, to produce a device in the form of a portable instrument and to carry Ie. device without risk of maladjustment. On the other hand, the integrated optical component makes it possible to ensure compatibility with the principle of reading by variation of impedance or conductance. The optical reading module does not disturb the reading by impedance variation or conductance since the cells analyzed are not destroyed or impaired by the components it passes through. By using a microprocessor, it is possible to process more than ten optical signal samples per blood cell passing through the device. The present invention therefore makes it possible to obtain a very precise analysis device that is usable for counting and classifying living cells, which are part of animal or plant biology, but also makes it possible to photometrically study solutions specific to multiple sectors of the animal. activity, especially agri-food, pharmaceutical and chemical.
On observe, en figure 7, un réservoir 200 de liquide contenant des corps, des cellules ou des particules à dénombrer, une pompe 205, une canalisation d'arrivée 210, un composant optique et micro-fluidique 215, une sortie de liquide 220, une source de lumière 225, deux fibres optique 230 et 231 , un capteur photosensible 235, un moyen de traitement de signaux 240 et un moyen de sortie d'information 245.FIG. 7 shows a reservoir 200 of liquid containing bodies, cells or particles to be counted, a pump 205, an inlet pipe 210, an optical and microfluidic component 215, a liquid outlet 220, a light source 225, two optical fibers 230 and 231, a photosensitive sensor 235, a signal processing means 240 and an information output means 245.
Le réservoir 200 de liquide contenant des corps est de type connu. Selon les variantes, il comporte, ou non, un agitateur, par exemple magnétique, afin d'homogénéiser son contenu. La pompe 205 est de type connu et injecte le liquide contenu dans le réservoir 200 dans la canalisation 210, elle-même de type connu. Différents modes de réalisation du composant optique et micro-fluidique 215 sont décrits et représentés en figures 8, 9, 10 et 11. La sortie de liquide 220 mène, selon les variantes, soit à une évacuation, soit à un moyen de réalisation de lyse, c'est-à-dire de destruction de certains corps, par exemple des globules rouges, puis un capteur d'impédance pour dénombrer les corps restant après la lyse. Plusieurs exemples de sources de lumière 225 et plusieurs exemples de capteurs photosensibles 235 sont décrits en regard des figures 12, 13 et 14.The reservoir 200 of liquid containing bodies is of known type. According to the variants, it comprises, or not, an agitator, for example magnetic, in order to homogenize its contents. The pump 205 is of known type and injects the liquid contained in the reservoir 200 in the pipe 210, itself of known type. Various embodiments of the optical and microfluidic component 215 are described and shown in FIGS. 8, 9, 10 and 11. The liquid outlet 220 leads, according to the variants, either to an evacuation or to a means of performing lysis. that is to say, destruction of certain bodies, for example red blood cells, then an impedance sensor to count the bodies remaining after lysis. Several examples of light sources 225 and several examples of photosensitive sensors 235 are described with reference to FIGS. 12, 13 and 14.
Les fibres optiques 230 et 231 sont de type connu et sont transparentes et forment des guides d'ondes, dans les gammes spectrales utilisées. Le moyen de traitement de signaux 240 est adapté à filtrer chaque signal issu du capteur photosensible 235, à associer les informations contenues dans ces signaux pour différentes gammes spectrales, à positionner les valeurs extrêmes locales de ces signaux dans un espace multidimensionnel, à en déduire la classe de chaque corps représenté par ces valeurs extrêmes. Préférentiellement, le moyen de traitement de signaux 240 est, en outre, adapté à traiter, la forme des impulsions de ces signaux afin d'obtenir une information complémentaire sur ces corps et à dénombrer, dans chaque classe, les corps qui y sont rangés. Par exemple, la largeur des impulsions est indicative d'une dimension des corps et les épaulement présents dans les impulsions sont indicatifs de présence de parties distinctes dans les corps. Le moyen de sortie d'information 245 est de type connu, par exemple de type connecteur informatique, écran de visualisation ou imprimante. Il permet la mise à disposition des résultats obtenus par le moyen de traitement de signaux 240. Différents traitements appliqués par le moyen de traitement de signaux sont représentés dans les figures 15 et 16.The optical fibers 230 and 231 are of known type and are transparent and form waveguides, in the spectral ranges used. The signal processing means 240 is adapted to filter each signal coming from the photosensitive sensor 235, to associate the information contained in these signals for different spectral ranges, to position the local extreme values of these signals in a multidimensional space, to deduce from it the class of each body represented by these extreme values. Preferably, the signal processing means 240 is further adapted to process the shape of the pulses of these signals in order to obtain complementary information on these bodies and to count, in each class, the bodies stored therein. For example, the width of the pulses is indicative of a body size and the shoulders present in the pulses are indicative of the presence of distinct parts in the bodies. The information output means 245 is of known type, for example computer connector type, display screen or printer. It enables the results obtained by the signal processing means 240 to be made available. Various treatments applied by the signal processing means are represented in FIGS. 15 and 16.
On observe, en figure 8, un composant optique et micro-fluidique 315 comportant un canal 305, des passages 310 et 311 des fibres optiques 230 et 231 , colinéaires, et des cloisons 320 et 321.FIG. 8 shows an optical and microfluidic component 315 comprising a channel 305, passages 310 and 311 of collinear optical fibers 230 and 231, and partitions 320 and 321.
Le composant 315 est formé, au moins pour une couche comportant le canal 305 et les passages 310 et 311 , par une matière transparente dans les gammes spectrales mises en oeuvre. Le canal 305 et les passages 310 et 311 sont formés, dans le composant 315, de manière connue, par exemple par perçage mécanique, par des procédés de gravure, par un procédé similaire à celui décrit dans le brevet US 6,438,279 ou comme exposé dans le premier mode de réalisation, en regard des figures 1 à 6C. Les fibres optiques 230 et 231 sont mécaniquement introduites dans les passages 310 et 311 , respectivement et, éventuellement, assemblées par collage, avec une colle optique, aux cloisons 320 et 321. On observe que ce mode de réalisation présente, par rapport au premier mode de réalisation exposé en regard des figures 1 à 6C, une fabrication plus simple puisqu'il n'est pas nécessaire de doper un matériau pour en changer l'indice optique. Cependant, dans des variantes, les cloisons ou leur complément dans la couche de matériau qui les contient sont dopés pour améliorer le passage des rayons lumineux depuis la fibre optique 230 vers la fibre optique 231 , à travers les cloisons et le canal 305.The component 315 is formed, at least for a layer comprising the channel 305 and the passages 310 and 311, with a transparent material in the spectral ranges used. The channel 305 and the passages 310 and 311 are formed in the component 315 in a known manner, for example by mechanical drilling, by etching processes, by a method similar to that described in US Pat. No. 6,438,279 or as disclosed in US Pat. first embodiment, with reference to FIGS. 1 to 6C. The optical fibers 230 and 231 are mechanically introduced into the passages 310 and 311, respectively and, optionally, assembled by gluing, with an optical adhesive, to the partitions 320 and 321. It is observed that this embodiment has, compared to the first embodiment embodiment shown with reference to Figures 1 to 6C, a simpler manufacture since it is not necessary to dope a material to change the optical index. However, in variants, the partitions or their complement in the layer of material that contains them are doped to improve the passage of light rays from the optical fiber 230 to the optical fiber 231, through the partitions and the channel 305.
On observe, en figure 9, un composant optique et micro-fluidique 415 comportant un canal 405, un guide d'onde d'entrée 410, un guide d'onde de sortie 411 colinéaire au guide d'onde d'entrée 410, et des surfaces conductrices 412 et 413 placées à la surface du canalFIG. 9 shows an optical and microfluidic component 415 comprising a channel 405, an input waveguide 410, an output waveguide 411 collinear with the input waveguide 410, and conductive surfaces 412 and 413 placed on the surface of the channel
405 ou a sa proximité, au lieu du croisement du canal 405 et des guides d'ondes 410 et 411.405 or near it, instead of the crossing of channel 405 and waveguides 410 and 411.
Le canal 405, les guides d'ondes d'entrée 410 et de sortie 41 1 peuvent être réalisés selon l'une des techniques exposées plus haut. L'insertion des surfaces conductrices 412 etThe channel 405, input waveguides 410 and output 41 1 can be made according to one of the techniques described above. The insertion of conductive surfaces 412 and
413, préférentiellement d'une surface similaire à la section transversale du canal 405 est effectué par l'ajout de canaux perpendiculaires au plan du canal 405 et des guides d'ondes 410 et 411 , par exemple par perçage, par le montage de Ia couche comportant le plan du canal 405 et des guides d'ondes 410 et 411 entre deux circuits imprimés portant ces surfaces conductrices 412 et 413, ou par ajout au moment de l'assemblage des couches constituant le composant 415. Grâce au composant 415, le capteur 235 est complété par un capteur d'impédance qui mesure la variation d'impédance entre les surfaces conductrices 412 et 413, dans la zone située entre les guides d'ondes 410 et 411. Les signaux représentatifs de l'impédance et les signaux provenant du capteur photosensible 235 sont donc synchronisés, c'est-à-dire qu'un corps, une particule ou une cellule modulant la lumière transmise du guide d'onde 410 au guide d'onde 411 agit, simultanément, sur le signal de mesure d'impédance. Ces signaux peuvent donc être corrélés et donner plus d'information sur ce corps, cette particule ou cette cellule.413, preferably of a surface similar to the cross section of the channel 405 is made by the addition of channels perpendicular to the plane of the channel 405 and the waveguides 410 and 411, for example by drilling, by the mounting of the layer comprising the plane of the channel 405 and the waveguides 410 and 411 between two printed circuits bearing these conductive surfaces 412 and 413, or by adding at the time of assembly the layers constituting the component 415. Thanks to the component 415, the sensor 235 is completed by an impedance sensor which measures the impedance variation between the conductive surfaces 412 and 413, in the area between the waveguides 410 and 411. The signals representative of the impedance and the signals from the photosensitive sensor 235 are therefore synchronized, i.e. a body, particle or cell modulating the light transmitted from the waveguide 410 to the waveguide 411 acts simultaneously on the impedance measurement signal. These signals can thus be correlated and give more information on this body, this particle or this cell.
En variante, les surfaces conductrices sont positionnées du même côté du plan du canal 405 et des guides d'ondes 410 et 411 ou se trouvent par paire sur chacun des côtés de ce plan, l'inductance étant mesure entre les surfaces amonts se trouvant sur les deux côtés et les surfaces avales se trouvant sur les deux côtés. On observe, en figure 10, un composant optique et micro-fluidique 515 comportant un canal 505, un guide d'onde d'entrée 510, un guide d'onde de sortie 51 1 colinéaire au guide d'onde d'entrée 510, et des surfaces conductrices 512 et 513 placées à la sortie de la zone d'intersection du canal 505 et des guides d'ondes 510 et 511 , de ma même manière que dans un analyseur mettant en oeuvre l'impédancemétrie. Le canal 505, les guides d'ondes d'entrée 510 et de sortie 511 peuvent être réalisés selon l'une des techniques exposées plus haut. Cependant, Ie canal 505 débouche, dès la sortie de la zone d'intersection, sur une ouverture pratiquée dans un diaphragme conducteur 512 et en regard avec une électrode 513.Alternatively, the conductive surfaces are positioned on the same side of the plane of the channel 405 and the waveguides 410 and 411 or are in pairs on each side of this plane, the inductance being measured between the upstream surfaces lying on both sides and downstream surfaces on both sides. FIG. 10 shows an optical and microfluidic component 515 comprising a channel 505, an input waveguide 510, an output waveguide 51 1 collinear with the input waveguide 510, and conductive surfaces 512 and 513 placed at the exit of the intersection zone of the channel 505 and the waveguides 510 and 511, in the same manner as in an analyzer employing the impedancemetry. Channel 505, input waveguides 510 and output waveguides 511 can be made according to one of the techniques described above. However, the channel 505 opens, as soon as it leaves the intersection zone, onto an opening made in a conductive diaphragm 512 and facing an electrode 513.
Grâce au composant 515, le capteur 235 est complété par un capteur d'impédance qui mesure la variation d'impédance entre les surfaces conductrices 512 et 513, en sortie immédiate de la zone située entre les guides d'ondes 510 et 511. Les signaux représentatifs de l'impédance et les signaux provenant du capteur photosensible 235 sont donc presque synchronisés, c'est-à-dire qu'un corps, une particule ou une cellule modulant la lumière transmise du guide d'onde 510 au guide d'onde 511 agit avec un très court laps de temps de retard, qui dépend de la vitesse du liquide dans le canal 505, sur le signal de mesure d'impédance. Ces signaux peuvent donc être corrélés et donner plus d'information sur ce corps, cette particule ou cette cellule.With the component 515, the sensor 235 is completed by an impedance sensor which measures the impedance variation between the conductive surfaces 512 and 513, immediately out of the area between the waveguides 510 and 511. The signals representative of the impedance and the signals from the photosensitive sensor 235 are thus almost synchronized, ie a body, a particle or a cell modulating the light transmitted from the waveguide 510 to the waveguide 511 operates with a very short delay time, which depends on the speed of the liquid in the channel 505, on the impedance measurement signal. These signals can thus be correlated and give more information on this body, this particle or this cell.
On observe que, pour limiter les tourbillons pouvant perturber la mesure d'impédance, on prévoit avantageusement un canal auxiliaire d'entrée de liquide complémentaire (non représenté car il est au-dessus du plan de coupe) et un canal 514 de sorties des liquides provenant du canal 505 et du canal auxiliaire 540, par exemple dans un plan perpendiculaire au plan du canal 505 et des guides d'ondes 510 et 511 et formant, entre eux et avec le canal 505, un angle de 120 degrés.It can be seen that, in order to limit the vortices that can disturb the impedance measurement, an auxiliary auxiliary liquid inlet channel (not shown because it is above the sectional plane) and a liquid outlet channel 514 are advantageously provided. from the channel 505 and the auxiliary channel 540, for example in a plane perpendicular to the plane of the channel 505 and the waveguides 510 and 511 and forming, between them and with the channel 505, an angle of 120 degrees.
On observe, en figure 11 , un composant optique et micro-fluidique 615 comportant un canal 605, un guide d'onde d'entrée 610, un guide d'onde de sortie 611 colinéaire au guide d'onde d'entrée 610, et un guide d'ondes 650 dont l'axe passe par la zone d'intersection du canal 605 et des guides d'ondes 610 et 611 mais en dehors du plan du canal 605 et des guides d'ondes 610 et 611. Préférentiellement, l'axe du guide d'onde 650 est perpendiculaire au plan du canal 605 et des guides d'ondes 610 et 611. Le guide d'ondes 650 est relié, par exemple par une fibre optique, au capteur photosensible 235 et fournit des informations sur la portion de la lumière qui est réfléchie par un corps, une particule ou une cellule se trouvant dans la zone d'intersection.FIG. 11 shows an optical and microfluidic component 615 comprising a channel 605, an input waveguide 610, an output waveguide 611 co-linear with the input waveguide 610, and a waveguide 650 whose axis passes through the zone of intersection of the channel 605 and the waveguides 610 and 611 but outside the plane of the channel 605 and the waveguides 610 and 611. Preferably, the axis of the waveguide 650 is perpendicular to the plane of the channel 605 and the waveguides 610 and 611. The waveguide 650 is connected, for example by a fiber optical, to the photosensitive sensor 235 and provides information on the portion of the light that is reflected by a body, particle or cell in the intersection area.
Le canal 605, les guides d'ondes d'entrée 610 et de sortie 611 peuvent être réalisés selon l'une des techniques exposées plus haut. Le guide d'ondes 650 peut être réalisé par perçage, par exemple, en laissant une cloison (non représentée) au canal 605.Channel 605, input waveguides 610 and output waveguides 611 can be made according to one of the techniques described above. Waveguide 650 may be made by drilling, for example, leaving a bulkhead (not shown) at channel 605.
On observe que les différents modes de réalisation exposés ci-dessus, à titre d'exemples, peuvent être combinés pour former d'autres composants optiques et micro- fluidiques, par exemple comportant, à la fois le guide d'onde 650 et des surfaces conductrices servant à mesurer l'impédance de la zone d'intersection, comme exposé en regard de l'une des figures 9 ou10.It is observed that the various embodiments described above, by way of example, can be combined to form other optical and microfluidic components, for example comprising, both the waveguide 650 and surfaces conductors for measuring the impedance of the intersection zone, as set forth with reference to one of FIGS. 9 or 10.
Pour la réalisation du composant optique et microfluidique, le lecteur pourra aussi s'inspirer de la méthode de fabrication exposée dans Ie document US 6,438,279.For the production of the optical and microfluidic component, the reader will also be able to draw on the method of manufacture disclosed in the document US Pat. No. 6,438,279.
On observe que la mise en œuvre de la présente invention ne nécessite pas la mise en œuvre d'un composant intégré optique et fluidique. Au contraire, dans des modes de réalisation, on met en œuvre des techniques de réalisation de circuit opto-électroniques mises en œuvre dans le domaine des télécommunication, par exemple des laser et/ou des photodiodes. L'alignement précis des composants pourra alors utiliser, par exemple, la technique dite de « flip-chip ».It is observed that the implementation of the present invention does not require the implementation of an integrated optical and fluidic component. On the contrary, in embodiments, optoelectronic circuit fabrication techniques implemented in the telecommunication field, for example lasers and / or photodiodes, are implemented. The precise alignment of the components can then use, for example, the so-called "flip-chip" technique.
Préférentiellement, le canal de chaque mode de réalisation illustré aux figures 7 à 1 1 présente, en entrée et/ou en sortie, une forme en entonnoir. On limite ainsi le risque de bouchage et on permet un gainage naturel des corps au centre du canal et donc du flux. On observe, en figure 12, que, dans des modes de réalisation, le schéma optique peut comporter, une pluralité de sources de lumières émettant dans différentes gammes spectrales, ici trois sources 701 , 702 et 703 sont représentés et une pluralité de capteurs photosensibles en même nombre que les sources de lumières, 721 , 722 et 723. Chacun des capteurs est sensible dans une plage spectrale émise de lumière par au moins une des sources de lumières. Par exemple, les sources de lumière sont des diodes électroluminescentes ou des lasers et les capteurs photosensibles sont des photodiodes ou des phototransistors. Entre les sources et les capteurs se trouvent, un multiplexeur/diviseur 705, un guide d'ondes d'entrée 706, la zone d'intersection 707 d'un canal 708 véhiculant le liquide que l'on caractérise et des guides d'ondes, le guide d'ondes de sortie 709 et un multiplexeur/diviseur 710.Preferably, the channel of each embodiment illustrated in FIGS. 7 to 11 presents, in input and / or in output, a funnel shape. This limits the risk of clogging and allows a natural cladding bodies in the center of the channel and therefore the flow. FIG. 12 shows that, in embodiments, the optical scheme may comprise a plurality of light sources emitting in different spectral ranges, here three sources 701, 702 and 703 are represented and a plurality of photosensitive sensors in FIG. same as the light sources, 721, 722 and 723. Each of the sensors is sensitive in a spectral range emitted light by at least one of the light sources. For example, the light sources are light-emitting diodes or lasers and the photosensitive sensors are photodiodes or phototransistors. Between the sources and the sensors are a multiplexer / divider 705, an input waveguide 706, the intersection zone 707 of a channel 708 carrying the liquid that is characterized, and waveguides. , the output waveguide 709 and a multiplexer / divider 710.
Ainsi, les rayons lumineux de différentes gammes spectrales sont émis par les différentes sources de lumière, combinés par Ie multiplexeur/diviseur 705, injectés dans le guide d'ondes d'entrée 706, traversent Ia zone d'intersection 707 et le guide d'ondes 709 et sont répartis, par le multiplexeur/diviseur 710, en fonction de leurs plages spectrales, sur les différents capteurs photosensibles.Thus, the light rays of different spectral ranges are emitted by the different light sources, combined by the multiplexer / divider 705, injected into the input waveguide 706, cross intersection area 707 and waveguide 709 and are distributed by multiplexer / divider 710, according to their spectral ranges, on the different photosensitive sensors.
Bien entendu, les sources de lumière et le multiplexeur/diviseur 705 sont assemblés pour que les rayons lumineux émis par les différentes sources de lumières soient orientées vers Ie guide d'ondes 706. De même, les capteurs photosensibles et le multiplexeur/diviseurOf course, the light sources and the multiplexer / divider 705 are assembled so that the light rays emitted by the different light sources are oriented towards the waveguide 706. Similarly, the photosensitive sensors and the multiplexer / divider
710 sont assemblés pour que les rayons lumineux qui atteignent un capteur photosensible possèdent des longueurs d'onde pour lesquels le capteur en question est sensible.710 are assembled so that the light rays that reach a photosensitive sensor have wavelengths for which the sensor in question is sensitive.
On observe, en figure 13, que, dans des modes de réalisation, le schéma optique peut comporter, une source de lumière blanche 801 et une pluralité de capteurs photosensibles, ici trois capteurs 821 , 822 et 823 sont représentés. Chacun des capteurs est sensible dans une plage spectrale émise par la source de lumière 801. Par exemple, la source de lumière 801 est une diode électroluminescente ou des lasers, une source de lumière par incandescence. Entre la source de lumière et les capteurs se trouvent un guide d'ondes d'entrée 806, la zone d'intersection 807 d'un canal 808 véhiculant Ie liquide que l'on caractérise et des guides d'ondes, le guide d'ondes de sortie 809 et un multiplexeur/diviseur 810.FIG. 13 shows that, in embodiments, the optical diagram may comprise a white light source 801 and a plurality of photosensitive sensors, here three sensors 821, 822 and 823 are represented. Each of the sensors is sensitive in a spectral range emitted by the light source 801. For example, the light source 801 is a light emitting diode or lasers, an incandescent light source. Between the light source and the sensors are an input waveguide 806, the intersection zone 807 of a channel 808 carrying the liquid that is characterized and waveguides, the guide of output wave 809 and a multiplexer / divider 810.
Ainsi, les rayons lumineux de différentes gammes spectrales sont émis par la source de lumière 801 , injectés dans le guide d'ondes d'entrée 806, traversent la zone d'intersection 807 et le guide d'ondes 809 et sont répartis, par le multiplexeur/diviseur 810, en fonction de leurs plages spectrales, sur les différents capteurs photosensibles.Thus, the light rays of different spectral ranges are emitted by the light source 801, injected into the input waveguide 806, pass through the intersection zone 807 and the waveguide 809 and are distributed by the multiplexer / divider 810, according to their spectral ranges, on the different photosensitive sensors.
Bien entendu, les capteurs photosensibles et Ie multiplexeur/diviseur 810 sont assemblés pour que les rayons lumineux qui atteignent un capteur photosensible possèdent des longueurs d'onde pour lesquels le capteur en question est sensible. On observe, en figure 14, que, dans des modes de réalisation, le schéma optique peut comporter, une pluralité de sources de lumières émettant dans différentes gammes spectrales, ici trois sources 901 , 902 et 903 sont représentés et un capteur photosensible 921. Le capteur 921 est sensible dans chacune des plages spectrales émises par les sources de lumières 901 , 902 et 903. Par exemple, les sources de lumière sont des diodes électroluminescentes ou des lasers et le capteur photosensible est une photodiode ou un phototransistor. Entre les sources et le capteur se trouvent un guide d'ondes d'entrée 906, la zone d'intersection 907 d'un canal 908 véhiculant le liquide que l'on caractérise et des guides d'ondes, et le guide d'ondes de sortie 909.Naturally, the photosensitive sensors and the multiplexer / divider 810 are assembled so that the light rays that reach a photosensitive sensor have wavelengths for which the sensor in question is sensitive. FIG. 14 shows that, in embodiments, the optical diagram may comprise a plurality of light sources emitting in different spectral ranges, here three sources 901, 902 and 903 are represented and a photosensitive sensor 921. The sensor 921 is sensitive in each of the spectral ranges emitted by the light sources 901, 902 and 903. For example, the light sources are light-emitting diodes or lasers and the photosensitive sensor is a photodiode or a phototransistor. Between the sources and the sensor is an input waveguide 906, the intersection zone 907 of a channel 908 carrying the liquid that is characterized and waveguides, and the waveguide 909 output.
Dans ces modes de réalisation, les sources de lumières sont successivement allumées afin de réaliser un multiplexage temporel. Ainsi, les rayons lumineux de différentes gammes spectrales sont successivement émis par les différentes sources de lumière, injectés dans le guide d'ondes d'entrée 906, traversent la zone d'intersection 907 et le guide d'ondes 909 et atteignent le capteur photosensible.In these embodiments, the light sources are successively turned on in order to perform time division multiplexing. Thus, the light rays of different spectral ranges are successively emitted by the different light sources, injected into the input waveguide 906, pass through the intersection zone 907 and the waveguide 909 and reach the photosensitive sensor.
On observe, en figure 15, que le signal correspondant à une longueur d'onde ou à une gamme spectrale limitée, après filtrage passe haut, présente des impulsions ou pics négatifs (vers le bas) correspondant à l'absorption de lumière d'un corps circulant dans le canal en regard des guides d'onde et des variations correspondant à du bruit, variations qui peuvent être éliminées par seuillage du signal. Ces impulsions présente une valeur extrême, ici Ie minimum et une amplitude, correspondant à la différence entre une valeur moyenne du signal et la valeur extrême de l'impulsion. On observe, en figure 16, dans laquelle seules trois longueurs d'onde ou gammes spectrales ou deux longueurs d'onde et une impédance sont considérées, dans un but de simplification de la description, qu'en positionnant les amplitudes des impulsions mesurées simultanément sur les signaux correspondants aux différentes longueurs d'onde et, éventuellement, à l'impédance, les corps sont représentés par des points possédant trois coordonnées.FIG. 15 shows that the signal corresponding to a wavelength or a limited spectral range, after filtering high, has negative (downward) pulses or peaks corresponding to the light absorption of a body flowing in the channel opposite the waveguides and variations corresponding to noise, variations that can be eliminated by thresholding the signal. These pulses have an extreme value, here the minimum and an amplitude, corresponding to the difference between an average value of the signal and the extreme value of the pulse. FIG. 16, in which only three wavelengths or spectral ranges or two wavelengths and one impedance are considered, with the aim of simplifying the description, by positioning the amplitudes of the pulses measured simultaneously on the signals corresponding to the different wavelengths and possibly to the impedance, the bodies are represented by points having three coordinates.
En fonction de ces coordonnées, les corps sont rangés dans des classes correspondant à des volumes dans la représentation multidimensionnelle de la figure 16.Based on these coordinates, the bodies are arranged in classes corresponding to volumes in the multidimensional representation of Figure 16.
Dans la figure 16, six corps 1101 à 1106 sont représentés et distribués dans trois classes ou familles de corps 111 1 à 1113, qui correspondent à trois volumes. Pour chaque corps, sa représentation est faite par trois segments dont l'intersection se trouve au point dont les coordonnées sont définies par les amplitudes des impulsions des différents signaux traités et dont la longueur, de part et d'autre de ce point d'intersection est représentative, sur l'axe correspondant à une longueur d'onde, de la largeur de l'impulsion. Les corps se trouvant dans une même classe sont discriminés en fonction de ces largeurs d'impulsions, ou longueurs de segments, dans des sous-classes.In Figure 16, six bodies 1101 to 1106 are shown and distributed in three classes or families of bodies 111 1 to 1113, which correspond to three volumes. For each body, its representation is made by three segments whose intersection is at the point whose coordinates are defined by the amplitudes of the pulses of the various processed signals and whose length, on either side of this point of intersection is representative, on the axis corresponding to a wavelength, of the width of the pulse. The bodies in the same class are discriminated according to these pulse widths, or segment lengths, in subclasses.
Les inventeurs ont déterminé que ces différents traitements permettent de classifier et dénombrer quatre types de cellules sanguines : les plaquettes, les globules rouges, - les globules blancs et les globules rouges avec inclusion d'ARN (réticulocytes).The inventors have determined that these different treatments make it possible to classify and enumerate four types of blood cells: platelets, red blood cells, white blood cells and red blood cells with inclusion of RNA (reticulocytes).
Dans des modes de réalisation, pour détecter les globules rouges avec inclusion d'ARN (réticulocytes), on colore l'ARN, selon des techniques connues en soi, préliminairement au passage de ces cellules dans le canal d'observation optique. Dans des modes de réalisation, le ou les capteur(s) photosensible(s) sont à base d'arseniure d'indium et de gallium InGaAs, dont la sensibilité s'étend sur la gamme de longueurs d'onde allant de 800 nanomètres à1650 nanomètres. Dans des modes de réalisation, on utilise une carte d'acquisition National Instruments (marque déposée) à 8 entrées analogiques, femax= 1.25 MHz.In embodiments, for detecting red blood cells with inclusion of RNA (reticulocytes), the RNA is stained, according to techniques known per se, prior to the passage of these cells in the optical observation channel. In embodiments, the photosensitive sensor (s) are based on indium arsenide and gallium InGaAs, whose sensitivity extends over the wavelength range from 800 nanometers to 1650 nm. nanometers. In embodiments, a National Instruments (registered trademark) acquisition card with 8 analog inputs, femax = 1.25 MHz, is used.
On observe que chaque fibre optique mise en œuvre peut être une fibre optique multibrins, en particulier dans le cas où plusieurs sources de lumière sont mises en oeuvre, les brins étant répartis en regard des différentes sources de lumière (voir, en particulier, la figure 14)It can be observed that each optical fiber used may be a multi-strand optical fiber, in particular in the case where several light sources are used, the strands being distributed facing the different light sources (see, in particular, FIG. 14)
Comme on le constate en regard de la figure 17, dans des modes de réalisation du procédé, au cours d'une étape 1205, on dilue le liquide contenant les corps à dénombrer.As can be seen from FIG. 17, in embodiments of the method, during a step 1205, the liquid containing the bodies to be enumerated is diluted.
Puis, dans une étape 1210, on met en mouvement le liquide dilué contenant les corps, par exemple, par action d'une pompe, afin qu'ils passent entre un moyen d'émission de lumière possédant une pluralité de longueurs d'onde et un moyen de réception de lumière capable de fournir des signaux représentatifs de la lumière reçue pour différentes longueurs d'ondes.Then, in a step 1210, the diluted liquid containing the bodies is set in motion, for example, by the action of a pump, so that they pass between a light emitting means having a plurality of wavelengths and light receiving means capable of providing signals representative of the received light for different wavelengths.
Au cours d'une étape 1215, optionnelle, on crée une différence de potentiels entre deux surfaces conductrices. Au cours d'une étape 1220, on reçoit, pour chaque gamme de longueurs d'ondes, ou gammes spectrale, un signal représentatif de la lumière reçue par le moyen de réception et, éventuellement, un signal de différence de potentiel entre les surfaces conductrices.During a step 1215, optional, creates a potential difference between two conductive surfaces. During a step 1220, for each range of wavelengths, or spectral ranges, a signal representative of the light received by the reception means and, optionally, a signal of potential difference between the conductive surfaces is received. .
Au cours d'une étape 1225, on filtre les signaux pour éliminer les composantes de basse fréquence, par exemple de fréquences inférieures à 500 Hertz. Au cours d'une étape 1230, optionnelle, on décale temporellement le signal représentatif de différence de potentiel, en fonction de la vitesse d'écoulement dans le canal et de la distance entre le centre de Ia zone d'observation optique et le centre de l'intervalle séparant les surfaces conductrices.During a step 1225, the signals are filtered to eliminate the low frequency components, for example frequencies below 500 Hertz. During an optional step 1230, the potential difference signal is shifted temporally as a function of the flow velocity in the channel and the distance between the center of the optical observation zone and the center of the optical observation zone. the gap separating the conductive surfaces.
Au cours d'une étape 1235, on effectue un seuillage des signaux, c'est-à-dire une élimination des variations de signal de faible amplitude.During a step 1235, a thresholding of the signals is carried out, that is to say an elimination of the variations of low amplitude signal.
Au cours d'une étape 1240, on effectue une mesure de la largeur et de l'amplitude de chaque impulsion de chaque signal.During a step 1240, a measurement is made of the width and the amplitude of each pulse of each signal.
Au cours d'une étape 1245, on associe ces mesures en n-uples, par exemple, lorsqu'il n'y a que trois signaux mis en œuvre, pour former des triplets d'amplitudes ou des 6- uples d'amplitudes et de largeurs.During a step 1245, these measurements are associated in n-tuples, for example, when there are only three signals implemented, to form amplitude triplets or amplitudes of 6-uples. widths.
Au cours d'une étape 1250, on répartit les n-uples dans des classes et/ou des sous- classes, en fonction de leur présence dans des volumes définissant des classes et/ou des sous-classes dans un espace multidimensionnel correspondant aux n-uples. On observe que ces volumes sont préliminairement définis par l'observation de corps de référence. Ces volumes peuvent être générés automatiquement par des techniques d'apprentissage générant des polygones, par exemple. Au cours d'une étape 1255, on dénombre, par chaque classe et/ou sous-classe, le nombre de corps.During a step 1250, the n-tuples are distributed in classes and / or subclasses, according to their presence in volumes defining classes and / or subclasses in a multidimensional space corresponding to the n -uples. It is observed that these volumes are preliminary defined by the observation of reference bodies. These volumes can be generated automatically by learning techniques generating polygons, for example. During a step 1255, there is, by each class and / or subclass, the number of bodies.
Au cours d'une étape 1260, on fournit les nombres de corps dans chaque classe et/ou sous-classe. Puis, on retourne à l'étape 1220. During a step 1260, the body numbers are provided in each class and / or subclass. Then, we return to step 1220.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Dispositif de dénombrement de corps dans un liquide, caractérisé en ce qu'il comporte : un moyen d'émission de lumière comportant une pluralité de longueurs d'onde, lesdits corps présentant chacun au moins un effet optique pour au moins une dite longueur d'onde, un moyen de mise en déplacement relatif dudit liquide contenant lesdits corps, par rapport audit moyen d'émission de lumière, un moyen de réception de lumière adapté fournir une pluralité de signaux correspondant à la lumière lui parvenant pour lesdites longueurs d'onde, un moyen de classification de différents corps dans différentes classes, en fonction des signaux fournis par le moyen de réception et un moyen de dénombrement des corps de chacune desdites classes de corps.1 - Apparatus for counting bodies in a liquid, characterized in that it comprises: light emitting means comprising a plurality of wavelengths, said bodies each having at least one optical effect for at least one said length wave, a relative displacement means of said liquid containing said body, with respect to said light-emitting means, a light-receiving means adapted to provide a plurality of signals corresponding to the light reaching it for said lengths of light; wave, a means of classifying different bodies in different classes, according to the signals provided by the receiving means and a means for counting the bodies of each of said classes of bodies.
2 - Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comporte un composant optique et fluidique comportant, d'une part, un canal d'écoulement du liquide contenant lesdits corps et, d'autre part, au moins un guide d'onde d'entrée relié audit moyen d'émission, ledit canal et chaque guide d'onde d'entrée se rencontrant dans une zone d'observation des corps traversant le canal.2 - Device according to claim 1, characterized in that it comprises an optical and fluidic component comprising, on the one hand, a liquid flow channel containing said bodies and, on the other hand, at least one guide of an input wave connected to said transmitting means, said channel and each input waveguide meeting in an observation zone of the bodies passing through the channel.
3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le composant optique et fluidique comporte, en outre, au moins un guide d'onde de sortie relié audit moyen de réception, ledit canal et chaque guide d'onde de sortie se rencontrant dans la zone d'observation des corps traversant le canal.3 - Device according to claim 2, characterized in that the optical and fluidic component further comprises at least one output waveguide connected to said receiving means, said channel and each output waveguide meeting in the area of observation of the bodies crossing the canal.
4 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le composant optique et fluidique comporte une couche à l'intérieur de laquelle sont réalisés le canal et chaque guide d'onde, en sandwich entre une couche de substrat et une couche de revêtement.4 - Device according to any one of claims 2 or 3, characterized in that the optical and fluidic component comprises a layer within which are formed the channel and each waveguide, sandwiched between a substrate layer and a coating layer.
5 - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la couche destinée à comporter la canal et chaque guide d'onde est, initialement, en matériau soluble devenu insoluble, en dehors du canal, après irradiation. 6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce qu'au moins un guide d'ondes est constitué par augmentation locale de l'indice optique de la couche destinée à comporter au moins un guide d'onde.5 - Device according to claim 4, characterized in that the layer intended to comprise the channel and each waveguide is initially soluble material become insoluble, outside the channel, after irradiation. 6 - Device according to any one of claims 4 or 5, characterized in that at least one waveguide is constituted by local increase of the optical index of the layer intended to comprise at least one waveguide.
7 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que la couche destinée à comporter le canal et au moins un guide d'ondes est en matériau photosensible hybride organo-minéral. 8 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que la couche destinée à comporter le canal et au moins un guide d'ondes est en matériau photosensible polymérique.7 - Device according to any one of claims 4 to 6, characterized in that the layer intended to comprise the channel and at least one waveguide is in organo-mineral hybrid photosensitive material. 8 - Device according to any one of claims 4 to 6, characterized in that the layer intended to comprise the channel and at least one waveguide is polymeric light-sensitive material.
9 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que le canal présente une section transversale de plus petite dimension supérieure ou égale à la plus grande dimension des corps circulant dans ledit canal.9 - Device according to any one of claims 2 to 8, characterized in that the channel has a cross section of smaller size greater than or equal to the largest dimension of the body flowing in said channel.
10 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 9, caractérisé en ce que le canal présente, en entrée et/ou en sortie, une forme en entonnoir.10 - Device according to any one of claims 2 to 9, characterized in that the channel has, in input and / or output, a funnel-shaped.
11 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen d'injection dans le guide d'ondes d'entrée, de composantes de lumière de ladite pluralité de longueurs d'onde correspondant à des pouvoirs d'absorption différents pour lesdits corps.11 - Device according to any one of claims 2 to 10, characterized in that it comprises means for injecting into the input waveguide, light components of said plurality of wavelengths corresponding to different absorption powers for said bodies.
12 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 1 1 , caractérisé en ce que le composant optique et fluidique (415, 515) comporte des surfaces conductrices (412 et 413, 512 et 513) placées à la surface du canal (405, 505) ou a sa proximité, au lieu du croisement du canal et d'au moins un guide d'ondes (410 et 411 , 510 et 511) et un capteur d'impédance qui mesure la variation d'impédance entre les surfaces conductrices.12 - Device according to any one of claims 2 to 1 1, characterized in that the optical and fluidic component (415, 515) comprises conductive surfaces (412 and 413, 512 and 513) placed on the surface of the channel (405 , 505) or in its vicinity, instead of crossing the channel and at least one waveguide (410 and 411, 510 and 511) and an impedance sensor which measures the impedance variation between the conductive surfaces .
13 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 12, caractérisé en ce que le composant optique et fluidique (615) comporte au moins un guide d'ondes de sortie (650) adapté à véhiculer de la lumière réfléchie par des corps se trouvant dans ledit liquide et circulant dans le canal d'écoulement.13 - Device according to any one of claims 2 to 12, characterized in that the optical and fluidic component (615) comprises at least one output waveguide (650) adapted to convey light reflected by bodies of found in said liquid and flowing in the flow channel.
14 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le moyen d'émission de lumière comporte une pluralité de sources de lumières émettant dans différentes gammes spectrales et un multiplexeur adapté à transmettre de la lumière issue de chacune des sources de lumière vers le moyen de réception de lumière.14 - Device according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the light emitting means comprises a plurality of light sources emitting in different spectral ranges and a multiplexer adapted to transmit light from each of the light sources to the light receiving means.
15 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que Ie moyen d'émission de lumière comporte une pluralité de sources de lumières émettant successivement dans différentes gammes spectrales, le moyen de réception comportant un capteur photosensible adapté à fournir un signal représentatif de la lumière provenant de chacune des sources de lumière.15 - Device according to any one of claims 1 to 14, characterized in that the light emitting means comprises a plurality of light sources emitting successively in different spectral ranges, the receiving means comprising a photosensitive sensor adapted to provide a signal representative of light from each of the light sources.
16 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que le moyen de réception de lumière comporte une pluralité de capteurs photosensibles sensibles dans différentes gammes spectrales et un diviseur adapté à répartir de la lumière provenant du moyen d'émission sur les différents capteur en fonction de la longueur d'onde de cette lumière.16 - Device according to any one of claims 1 to 15, characterized in that the light receiving means comprises a plurality of sensitive photosensitive sensors in different spectral ranges and a divider adapted to distribute light from the transmitting means on the different sensors according to the wavelength of this light.
17 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de traitement de signaux (240) adapté à positionner les valeurs extrêmes locales des signaux issus du capteur photosensible dans un espace multidimensionnel, et à en déduire la classe de chaque corps représenter par ces valeurs extrêmes, chaque classe de corps étant représentée par un volume dans cet espace multidimensionnel. 18 - Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que le moyen de traitement est adapté, en outre, à traiter un signal de mesure d'impédance et à positionner les valeurs extrêmes locales des signaux issus du capteur photosensible et du signal de mesure d'impédance, dans un espace multidimensionnel, et à en déduire la classe de chaque corps représenter par ces valeurs extrêmes, chaque classe de corps étant représentée par un volume dans cet espace multidimensionnel.17 - Device according to any one of claims 1 to 16, characterized in that it comprises a signal processing means (240) adapted to position the values Local extremes of the signals from the photosensitive sensor in a multidimensional space, and deduce the class of each body represent by these extreme values, each body class being represented by a volume in this multidimensional space. 18 - Device according to claim 17, characterized in that the processing means is further adapted to process an impedance measurement signal and to position the local extreme values of the signals from the photosensitive sensor and the measurement signal. impedance, in a multidimensional space, and to deduce the class of each body represent by these extreme values, each class of body being represented by a volume in this multidimensional space.
19 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 17 ou 18, caractérisé en ce que le moyen de traitement est adapté à traiter la forme d'impulsion des signaux et à obtenir, en fonction de cette forme, une information complémentaire sur ces corps pour les ranger en sous-classes. 20 - Dispositif selon l'une des revendications 17 à 19, caractérisé en ce que le moyen de traitement de signaux est adapté à dénombrer le nombre de corps dans chaque classe et/ou sous-classe. 21 - Procédé de dénombrement de corps dans un liquide, caractérisé en ce qu'il comporte : une étape d'émission de lumière comportant une pluralité de longueurs d'onde, lesdits corps présentant chacun au moins un effet optique pour au moins une dite longueur d'onde, une étape de mise en déplacement relatif dudit liquide contenant lesdits corps, par rapport audit moyen d'émission de lumière, une étape de réception de lumière pour fournir une pluralité de signaux correspondant à la lumière lui parvenant pour lesdites longueurs d'onde, une étape de classification de différents corps dans différentes classes, en fonction des signaux fournis par le moyen de réception et une étape de dénombrement des corps de chacune desdites classes de corps. 19 - Device according to any one of claims 17 or 18, characterized in that the processing means is adapted to process the pulse shape of the signals and to obtain, depending on this form, additional information on these bodies for put them in subclasses. 20 - Device according to one of claims 17 to 19, characterized in that the signal processing means is adapted to count the number of bodies in each class and / or subclass. 21 - Method for counting bodies in a liquid, characterized in that it comprises: a light emission step comprising a plurality of wavelengths, said bodies each having at least one optical effect for at least one said length wave, a relative displacement step of said liquid containing said body, with respect to said light-emitting means, a light-receiving step for providing a plurality of signals corresponding to light reaching it for said lengths of light; wave, a step of classifying different bodies in different classes, according to the signals provided by the receiving means and a step of counting the bodies of each of said body classes.
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