Brevet FR2371245A1 — publié le 19780616

La présente invention a trait à la section de cellules vivantes. Elle vise un procédé et un dispositif pour sa mise en oeuvre qui permettent le tri systématique et à très grande vitesse de telles cellules. Jusqu'à l'heure actuelle, pour la sélection des cellules les microbiologistes ont fait appel essentiellement à l'action des ultrasons. D'autre part le tri de ces cellules se trouvait limité à des critères très généraux, les détails de leur structure physiologique ne pouvant etre suffisamment pris en considération. Le procédé de sélection suivant l'invention permet de remédier à ces inconvénients et ceci en n'exigeant pour sa mise en oeuvre qu'un dispositif purement mécanique. A cet effet ce procédé se caractérise en ce qu'on fait passer le liquide qui contient les cellules dans un canal transparent dont la section rectangulaire correspond à la dimension maximale desdites cellules, de manière que celles-ci se déplacent en succession dans le canal, en ce qu' on forme l'image optique d'une partie de ce canal avec les cellules en déplacement qu'elle renferme, en ce qu'on détecte photo-électriquement les variations d'intensité lumineuse dans une zone de très faible longueur de l'image du canal, provoquées par le passage de chaque cellule, de façon à explorer optiquement ladite cellule dans une série de plans transversaux successifs, en ce qu'on envoie les signaux ainsi obtenus à un ensemble logique pré-programmé pour déterminer en fonction dudit signal le groupe auquel appartient la cellule examinée, et en ce qu'on commande en fonction de cet ensemble un système de dérivations dont chacune correspond a un groupe. Le dispositif de mise en oeuvre du procédé suivant l'invention comprend - une feuille transparente souple découpée de fentes propres à réaliser le canal et les dérivations, cette feuille étant etirée de façon à écarter les lèvres des fentes pour obtenir la largeur de passage désirée; - deux plaques transparentes entre lesquelles ladite feuille est maintenue par serrage à l'état étire; - des moyens optiques pour réaliser une image d'une partie du canal; - un écran découpe d'une fente étroite et agencé de manière à délimiter.une zone de très faible longueur sur l'image du canal; - un transducteur photo-électrique disposé de manière à recevoir la lumière. qui a traversé la fente;; - un ensemble logique pré-programmé recevant les signaux du transducteur et émettant une sortie qui correspond au groupe auquel appartient la cellule examinée; - une canalisation pour amener au canal un liquide renfermant les cellules à sélectionner; - des canalisations d'évacuation reliées aux dérivations; - et des moyens d'obturation insérés dans les canalisations provenant des dérivations, ces moyens étant commandés par la sortie de l'ensemble logique. Une forme d'exécution préférée du dispositif prévoit que les moyens d'obturation sont constitués par des microsoupapes à commande électromagnétique. Dans une forme de réalisation avantageuse de l'invention les plaques transparentes sont serres entre des mâchoires convenablement perforées pour le passage du faisceau lumineux des moyens optiques et comportant d'autre part les canalisations respectives aboutissant au canal ou provenant des dérivations, tandis que les microsoupapes sont directement montées sur lesdites mâchoires. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les- caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu ' elle est susceptible de procurer Fig. 1 représente un schéma général d'un sélecteur de cellules suivant l'inventíon. Fig. 2 montre en coupe une microsoupape directement solidaire d'une canalisation de sortie coupée suivant II-II (fig. 1). Fig. 3 est un détail selon fig. 2 du dispositif de clapet de la microsoupape. La représentation schématique de l'ensemble du dispositif suivant fig. 1 permet d'indiquer de façon claire l'idée générale du procédé de sélection. Comme on peut le voir, le liquide contenant les cellules à trier est injecté dans le dispositif à travers un filtre de présélection 1 pour aboutir, par l'intermédiaire d'une canalisation 2, à un canal d'entrée 3 qui sera décrit plus en détail ci-après et dont la section rectangulaire correspond à la dimension maximale des cellules à étudier, lesquelles y circulent donc en succession. Suivant le procédé de la présente invention, le faisceau lumineux 4 d'un microscope coupe le canal 3 qu'on a à cet effet prévu transparent. Un écran fixe 5 comportant une fente 5' est placé en un point précis de l'image ainsi obtenue et limite le faisceau à une zone de faible longueur sur l'image du canal de façon telle qu'on ne puisse observer à la fois qu'une étroite partie transversale de chacune des cellules qui traversent la zone du canal 3 correspondant à l'image. Les variations d'intensité lumineux se sont alors enregistrées par un photomultiplicateur 6 qui transmet les signaux à un circuit analogique 7 traduisant numériquement les différentes valeurs, elles-mêmes comparées à des données dans un sélecteur 8.Ce dernier, par 11 intermédiaire d'un amplificateur 9, envoie des informations correspondantes à des microsoupapes 10, 11 dont l'une s'ouvre pendant que l'autre se ferme. Les microsoupapes 10 et Il sont interposées sur des canalisations respectives 12 et 13 qui partent des extrémités libres de deux dérivations 14 et 15, lesquelles se raccordent d'autre part à l'extrémité aval du canal 3.On comprend qu'ainsi chaque cellule peut être selecti- vement envoyée dans des récipients collecteurs non figurés, à la seule condition, évidemment, que la fente 5' se trouve sur l'image du canal 3 immédiatement en amont de la jonction de celui-ci avec les dérivations 14 et 15, l'ensemble 7-8-9 pouvant d'ailleurs etre programmé pour tenir compte du temps que met la cellule pour passer de la zone du canal 3 correspondant à la fente 5 jusqu'à ltex- trémité aval de celui-ci Comme montré, le canal 3 et les dérivations 14, 15 sont découpés dans une feuille transparente souple 16 de faible épaisseur, préférablement en Terphane, et présentant la forme d'une croix. Pour les réaliser on fend cette feuille suivant un T, on poinçonne des trous aux trois extrémités du T, puis on étire la feuille suivant ses quatre branches de manière à ouvrir les fentes. On conçoit qu'on puisse ainsi établir le canal et les dérivations aux dimentions voulues pour que les cellules y circulent en succession et non pas à plusieurs de front, les dimensions de celles-ci étant elles-memes de 10 fm environ (elles pourraient atteindre à la limite 20 Fm dans certains cas). La feuille 16 est alors maintenue à l'état étiré entre deux lames de quartz 17 et 18, elles-mémes serres entre des mâchoires réalisées dans un matériau approprié 19 et 20 (fig. 2) sollicitées en direction l1unede 11 autre par des vis de serrage non représentées. On notera qu'en fig. 1, pour ne pas surcharger inutilement le dessin, l'on n'a représenté que la lame de quartz inférieure 18 sur laquelle repose la feuille 16, et la mâchoire 20 qui agit sur cette lame. Des alésages appropriés 19', 20' sont prévus dans les mâchoires 19 et 20 afin de permettre le passage du faisceau du système optique. Ce faisceau a été représenté en fig. 1 par son rayon axial, auquel on a appliqué la référence 4 précitée. On a d'autre part très schématiquement indi qué en 21 une source lumineuse, en 22 un condenseur et en 23 un objectif. La mâchoire supérieure 19 comporte un passage dans lequel est monté un tube incurvé 19" qui se prolonge en 17' dans un trou prévu dans la lame de quartz adjacente, l'ensemble 19"-17' constituant la partie aval de la canalisation 2 de fig. 1. On comprend que le tube 17' débouche dans le trou poinçonné dans la feuille 16 à l'extrémité libre de la branche centrale du T, c'est-à-dire à l'entrée du canal 3,tandis que l'entrée du tube 19" est reliée à la partie amont de la canalisation 2.De mime dans la mâchoire inférieure 20 il est prévu deux tubes incurvés 20" qui communiquent en 18' par des trous correspondant de la lame 18 avec les extremités de la branche transversale du T, laquelle correspond aux deux dérivations 14 et 15, ces tubes constituant par eux-mêmes les canalisations 12 et 13 précitees. I1 est nécessaire de cimenter de ma nière appropriée les tubes 17', respectivement 18' dans les trous correspondant5 des lames de quartz 17 et 18, de manière à limiter leur jeu. Chaque microsoupape telle que 10 (fig. 2) est direcEment. fixée contre une face latérale de la mâchoire inferieure 20. Elle comprend une embase 24, en métal non magnétique, appliquée contre les mâchoires 19, 20, cette embase étant solidaire d'un dé 25 qui s'engage dans une creusure de la mâchoire 20. Le dé 25 est perforé d'un trou taraudé dans lequel est disposée une vis de réglage 26, laquelle commande une aiguille 27 propre à former butée Comme montré, l'aiguille 27 coulisse dans un manchon de guidage 28 monté dans une perforation de l'embase 24. Par ailleurs cette der nière Bst creusée sur sa face opposée aux mâchoires d'une dépres- sion 24' dans laquelle est logée une plaquette 29 en matière synthetique.L'embase 24 comporte encore près du de 25 une perforation qui reçoit un manchon plastique 30 dans lequel est engagée à force l'extrémité d'un tube 20". Le manchon 30 renferme encore une pièee tubulaire 31 qui prolonge le tube 20", cette pièce achevant de remplir le manchon. En face de l'extrémité de la pièce 31 précitée, la plaquette 29, dans laquelle le manchon 30 s'enfonce en partie, renferme un tube capillaire 32 qui dépasse légèrement au-delà de la face libre de ladite plaquette. Sur l'embase 24 est disposé un encadrement 33 dont l'un des bords intérieurs est solidaire d'une lame élastique 34, faite en métal magnétique,qui passe en face de l'aiguille 27 et dont l'ex trémité libre porte un tampon 35 de caoutchouc de silicone propre à coopérer à la façon d'un clapet avec l'extrémité débouchante du capillaire 32. La soupape 10 comprend encore une carcasse magnétique 36 refermée sur elle-même sauf un entrefer en forme de biseau triangulaire dans lequel est logée une cale 37 enmétal non magnétique. La pointe de l'entrefer précité se trouve en face d'une partie sur épaissie de la lame 34. D'autre part la cale 37 est percée d'un trou taraudé dans lequel est disposée une seconde vis de réglage 38 qui agit sur une aiguille de butée 39, cette aiguille étant guidée dans un manchon 40 analogue à celui 28 sus-mentionné. La carcasse 36 comporte un pont rapporté 41 grâce auquel on peut monter sur ses branches deux enroulements 42. Au repos la lame 34 applique par élasticité le tampon 35 contre l'extrémité du capillaire 32. La soupape est donc fermée. L'aiguille 27 limite la course de fermeture de la lame et évite ainsi une déformation exagérée du tampon 35. Quand les enroulements 42 sont excités, la lame 34 est attirée et la soupape s'ouvre, la course d'ouverture étant limitée par l'aiguille 39.On comprend que moyennant un réglage approprié des deux aiguilles 27 et 39 on puisse obtenir un fonctionnement extrêmement précis et très rapide de la microsoupape, La vitesse d'avance de toutes les cellules doit être régulière et constante pour comparer de façon valable les diverses zones de la courbe d'intensité lumineuse obtenue nour chacune icelles. ar ailleurs' par I'intermédiaire du photomultiplicateur. 1 est/nécessaire de réduire au maximum le volume mort de l'ensemble constitué par le canal 3, ses dérivations 14 et 15, les canalisations 12 et 13, et les microsoupapes 10 et 11, et ceci afin d'éviter toute stagnation des cellules qui pourraient etre soumises aux perturbations causées par le clapet. I1 doit d'ailleurs etre entendu que la description qui précè- de n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en rempla çant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la sélection de cellules vivantes en au moins deux groupes, caractérisé en ce qu'on fait passer le liquide qui les contient dans un canal transparent dont la section rectangulaire correspond à la dimension maximale desdites cellules de manière que celles-ci se déplacent en succession dans ce canal, en ce qu'on forme l'image optique d'une partie de ce canal avec les cellules en déplacement qu'elle renferme, en ce qu'on détecte photo-électriquement les variations d'intensité lumineuse dans une zone de très faible longueur de l'image fixe du canal, provoguées par le passage de chaque cellule de façon à explorer optiquement ladite cellule dans une série de plans transversaux successifs, en ce qu'on envoie les signaux ainsi obtenus à un ensemble logique pré-programmé pour déterminer en fonction dudit signal le groupe auquel appartient la cellule examinée, et en ce qu'on commande en fonction de cet ensemble un système de dérivations dont chacune correspond à un groupe. 2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend - une feuille transparente souple découpée de fentes propres à réaliser le canal et les dérivations, cette feuille étant étirée de façon à écarter les lèvres des fentes pour obtenir la largeur de passage désirée; - deux plaques transparentes entre lesquelles ladite feuille est maintenue par serrage à l'état étire; - des moyens optiques pour réaliser une image d'une partie du canal; - un écran découpé d'une fente étroite et agencé de manie ;e à délimiter une zone de très faible longueur sur l'image du canal; - un transducteur photo-électrique disposé de manière à recevoir la lumière qui a traversé la fente;; - un ensemble logique pré-programmé recevant les signaux du transducteur et émettant une sortie qui correspond au groupe auquel appartient la cellule examinée; - une canalisation pour amener au canal un liquide renfermant les cellules à sélectionner; - des canalisations d'évacuation reliées aux dérivations; - et des moyens d'obturation insérés dans les canalisa tions provenant des dérivations, ces moyens étant commandés par lasortie de l'ensemble logique. 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d'obturation sont constitués par des microsoupapes à commande électromagnétique. 4. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que chaque microsoupape comporte à I'intériflzr d'une chambre de dimensions réduites une lame flexible formant clapet et fixée par une extrémité à l'embase de cette microsoupape, tandis que l'extrémité libre est pourvue d'un tampon de matière appropriée destiné à fermer l'orifice d'entrée, ce clapet étant situé en face des pôles très rapprochés d'un électro-aimant,pour être actionner. 5. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les plaques transparentes sont serres entre des mâchoires convenablement perforées pour le passage du faisceau lumineux des moyens optiques et comportant d'autre part les canalisations respectives aboutissant au canal et provenant des dérivations, tandis quels microsoupapes sont directement montées sur lesdites mâchoires.