Brevet FR2473547A1 — publié le 19810717

La présente invention a trait à un procédé pour réa- liser des trous ou alvéoles dans les matières gélatineuses et notamment dans la gélose des bottes de Pétri. Elle a éga- lement trait à un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. On sait que dans les laboratoires de bactériologie il est d'usage de pratiquer dans la gélose ou dans d'autres ma- tières gélatineuses destinées à la culture, des trous ou al- véoles susceptibles, par exemple, de recevoir des matières liquides destinées à diffuser. Ces alvéoles sont actuellement réda1iès rnauc1ement à l'aide d'outils emporte-pièce. Il en résulte n jours parfaite et qu> leur disposition dans la botte de Pétri n'est. pas régulière, ce qui comporte des inconvénients nota- bles pou- les mesures et les expériences qui doivent être effectuéefs à l'aida de ces bottes. En outre la réalisation de ces a!véoeLes constitue, dans les laboratoires, un travail fastidieux et qui augmente les coûts de fonctionnement des laboratoires, La présente invention désire apporter un procédé pour réaliser des alvéoles dans la matière gélatineuse, et notam- ment la gélose, qui permette de réaliser dans cette matière des alvéoles de géométrie parfaite et de dimensions constantes, qui permette en outre de disposer ces alvéoles dans la botte de façon régulière et qui enfin se prête à un fonctionnement à cadence élevée susceptible d'être semi-automatisé ou en- tièrement automatisé. L'invention se propose également d'ap- porter un dispositif de construction simple et peu onéreuse permettant de mettre en oeuvre ce procédé dans des conditions économiques. L'invention a pour objet un procédé pour réaliser des alvéoles dans les matières gélatineuses et notamment la gélose, par exemple dans des bottes de Pétri, procédé dans lequel on réalise lesdites alvéoles à l'emporte-pièce, caractérisé par le fait que l'on fait pénétrer l'outil emporte-pièce perpen- diculairement à la surface et au fond de la matière gélatineu- se selon un trajet rigoureusement rectiligne le long de l'axe 2 2473547 de l'outil, que lorsque l'outil est arrivé au fond ou au vol- sinage du fond, on effectue un ou plusieurs mouvements relatifs de faible amplitude entre la matière gélatineuse et l'outil dans une direction sensiblement perpendiculaire à la direction d'enfoncement, puis que l'on extrait la pièce ou pastille de gélose découpée à l'intérieur de l'outil, de préférence par aspiration. Le mouvement relatif entre la matière gélatineuse et l'outil emporte-pièce peut être obtenu à l'aide d'une trans- lation aller-retour, ou d'une rotation aller-retour autour d'un axe éloigné de l'axe de l'outil, ouencore par vibrations dans le plan transversal à l'axe de lvoutil à basse fréquence avec une amplitude suffisante. La vitesse de pénétration de l'outil dans la matière gélatineuse telle que la gélose peut 9tre déterminée expéri- mentalement. l'une façon générale des vitesses de l'ordre mm par seconde s'aveèrenit convenables. La trajectoire de sor- tie de l'outil est dans la trace de la trajectoire d'entrée, la vitesse de sortie de l'outil hors de la gélose étant de préféren- ce plus grande et avantageusement au moins double de la vitesse de pénétration. L'amplitude du déplacement latéral doit 6tre suffisa- ment faible pour ne pas provoquer de destruction de la gélose entourant l'outil. Cette amplitude peut gtre par exemple de l'ordre de l mm et de préférence inférieure à 2 mm. :On peut, conformément au procédé selon l'invention utiliser un seul'ou plusieurs-outils emporte-pièce pour réa- liser àla fois plUsieurs alvéoles. Ainsiîon peut avantageu- sement utiliser 2 ou 3 outils et, dans le cas fréquent o l'on désire réaliser un plus gr'and nombre d'alvéoles dans une boite de Pétri, par exemple six alvéoles, on effectue après chaque passe une rotation relative entre les outils et la botte de Pétri de l'angle nécessaire pour obtenir une distri- bution uniforme des alvéoles. L'invention a également trait à un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte au moins un outil emporte-pièce, un support pour un réceptacle contenant la matière gélatineuse tel qu'une botte de Pétri, des moyens pour faire pénétrer l'outil dans la gélose selon une traJectoire rectiligne d'amplitude déter- minée puis pour extraire l'outil selon la même trajectoire, des moyens pour provoquer un mouvement relatif dans une direc- tion transversale par rapport à la direction de déplacement de l'outil et selon une faible amplitude, et des moyens d'ex- traction de la pastille de gélose découpée par l'outil, de préférence par aspiration à travers l'outil emporte-pièce. Dans une forme de réalisation préférée l'outil est fixe et le réceptacle contenant la matière gélatineuse, par exemple la botte de Pétri, est positionné sur un support mon- té de façon coulissante pour se rapprocher de l'outil puis sten éloigner, ledit support étant en outre susceptible d'être animé d'un court mouvement alternatif en direction transver- sale par rapport à l'axe de l'outil. De préférence, notamment pour une évacuation par as- piration, l'outil présente, dans sa partie utile pénétrant dans la gélose, une forme cylindrique suivie d'un tranchant s'évasant légèrement vers le bas et vers l'extérieur de façon à laisser un faible passage entre la paroi de l'alvéole et la surface externe de l'outil. Dans une forme de mise en oeuvre particulière l'outil ou les outils, qui se présentent sous la forme générale de cylindres allongés creux sont fixés à la partie intérieure d'une cuve dans laquelle ils débouchent par leur extrémité supérieure, des moyens d'aspiration ou de mise sous vide par- tiel étant prévus pour établir dans la cuve une dépression susceptible d'assurer l'aspiration de la pastille de matière gélatineuse découpée, les pastilles s'accumulant au fur et à mesure dans la cuve. Dans une forme de réalisation particulièrement préfé- rée, dans laquelle les réceptacles se déplacent vers l'outil ou les outils emporte-pièce, le réceptacle tel que la botte de Pétri est maintenu à l'intérieur d'une pièce cylindrique de guidage possédant de préférence une ouverture latérale pour l'introduction du réceptacle qui repose sur une pièce coulissant vers le ou les outils, de préférence au moyen d'un Joint élastique très souple de façon à éviter des risques de contact brutal entre l'extrémité de l'outil et le fond de la botte. De préférence un mouvement de rotation transversal est donné au réceptacle et dans ce cas on peut avantageusement prévoir que ce support coulissant soit monté rotatif autour de son axe, la base du réceptacle étant rendue temporairement solidaire dudit support par exemple par établissement d'une dé- pression à l'intérieur de ce joint. Ainsi le support peut présenter la forme d'une pièce coulissante guidée dans un guide cylindrique et actionnée par l'extrémité de la tige d'un vérin, ladite pièce comprenant un passage central pour l'établissement de la dépression à l'inté- rieur du joint qui surmonte la pièce, la pièce présentant en outre un élément radial susceptible de recevoir, lorsque la piè- ce est en position haute, l'action d'un moyen moteur provoquant une rotation de la pièce autour de l'axe de la tige. Ce moyen moteur peut avantageusement être réalisé par un vérin ayant une course très faible, l'élément ou bras radial soumis à la poussée du vérin étant susceptible d'gtre rappelé par un ressort dans' sa position initiale. De façon particulièrement avantageuse la pièce peut être guidée dans un guide cylindrique et le bras radial traverse ledit guide à l'aide d'une fente dont les deux bords forment les butées extrêmes pour le mouvement de rotation transversale. L'invention va maintenant être décrite plus en détail à titre d'exemple non limitatif à l'aide du dessin annexé dans lequel: - la figure 1 représente une vue en coupe axiale d'un dispositif selon l'invention - la figure 2 représente une vue en coupe axiale déca- lée de 90 de la partie supérieure de ce dispositif - la figure 3 représente une vue de dessus de la partie de guidage de ce dispositif t la figure 4 représente une vue en coupe transversale 4-4 de la figure 1, et - la figure 5 représente une vue du dessus d'une dispo- sition des alvéoles dans la boite de Pétri - la figure 6 représente une vue en coupe axiale agran- die d'un outil emporte-pièce du dispositif. Le dispositif représenté sur le dessin comporte un pla- teau fixe 1 muni d'un orifice central 2, plateau sur lequel est fixée une pièce de guidage 3 munie d'une partie supérieure en porte-à-faux 3a munie d'un passage coaxial à l'orifice 2 et re- cevant la partie inférieure 4a d'une cuve 4 obturée à son extré- mité supérieure par un couvercle 4b et munie d'un orifice d'as- piration 4c. Au-dessous du prolongement 3a la pièce 3 présente une paroi interne cylindrique 3h qui est complétée par une paroi interne latérale correspondante 5a d'une pièce 5 venant se glis- ser entre le plateau 1 et le prolongement 3a pour compléter la paroi cylindrique 3b. Les surfaces 5a de la pièce 5 se prolon- gent par des surfaces parallèles planes 5b, un passage inférieur e étant prévu dans la pièce 5, ayant une largeur légèrement su- périeure à celle d'unebolte de Pétri 6 pour permettre l'intro- duction de la botte 6 par le passage 5c et, par glissement, son positionnement dans le logement ainsi formé au moment o la pé- riphérie de la boTte 6 vient en contact avec la surface cylin- drique h _.-n. ce.tt.e lisvncsition ---la boîte de Pétri 6 repose 7:tr.c fo:ad o2: cE r ui rebord la que forme le plateau 1 à la pé- 7? È;J. o ia cure 4 présente trois passages traver- és? pr i!., é. !, pcrte-pièce 20, au nombre de trois, !:' -,-,() ' '] I:, e est représentée sur la figure 6, * X ar' ca,1our de l'axe de la cuve et de l'ori- ....... re.ere a intervalle de 120 , comme..DTD: > sl. -l{I.;;:-:;.:j!C'. a ^Eue5. le plateau 1 se poursuit vers le -SI r.1.'. ':nlc -,-:n ".m forme de manchon 7 contre le fond uq',i es0t i. npsYl Lrin 8 dont le corps 8a est traversé par a'e.r..ver. te:, munie d'un passage central traversant Sc. L'extrmit supérieure du vérin 8b se prolonge par une tige filetée 9 auto. ur de laquelle est vissée une pièce 10 autour de laquelle et montée, libre en rotation mais axialement calée une pièce 1il en forme de manchon qui présente à sa partie supé- rieure un joint 12 en caoutchouc très souple de forme générale- ment cylidrlque se terminant par une collerette 12a destinée à venir en contact avec la base 6a du réceptacle 6. L'espace interne du Joint se trouve en communication avec le canal 8c par l'intermédiaire d'un canal central 9a pratiqué dans la tige cylindrique 9. Dans la base extérieurement élargie de la pièce 11 est vissée l'extrémité d'un bras radial 13 portant un galet 14 dis- posé dans une fente longitudinale 15 du prolongement 7. A l'ex- trémité du bras 13 est accroché un ressort 16b de traction dont l'autre extrémité est fixée en 16d sur un étrier........ e e*eea e.....eeee... -. *** ***............................. *...... - 6 '2473547 16c supportant un vérin horizontal 16 dont la tige porte-une tête 16a susceptible de venir repousser une partie bombée 13a du bras 13 lorsque le bras 13 se trouve en position haute. A la partie inférieure de la tige 8b se trouve fixée une platine 17 de forme circulaire dont le bord chanfreiné est susceptible de venir actionner un contact de rin de cour- se 17a. Enfin.tout à fait à la partie inférieure de la tige un raccord de conduite 18 permet par le biais.d&un tube sou- ple non représenté, de mettre en dépression le passage 8 et donc, par l'intermédiaire du passage 9 l'tespace interne au Joint 12. L'outil erporte-pièce 19 présente depuis le bac vers le haut un tranchant 19X qui est évasé obliquement vers le bas et vers l'extérieure une portion cylindrique rétrécie lgb -t une portion c.cldiqv! plus épaisse 19e se terminant par une petite eollertte escnrne prmttatt son blocage oontre la face inférieure dzne piè&ce tubulaire 20 grgce à un écveu 21ï La pièce tubule:re 20 pénètre, de fagon canhe ot si ues grandi longueur à A*Ltéreur de la ou h 1 à *iteri laquelle se trouve ét-ablie une dépression comsprise entee 100 et 200 mm de mereure 1 aide dune powipD non repré4sentéeo Cette fixation de Coutil permet %,na d6aontage rapide pour la stérilisation ou le remplacemento Le fonetionnement est le suivant La botte de P6tri 6, contenant la gélose 22 est in- troduite dans lVensemble de guidage formé par les pieèces 3 et 5 par le passage 5c% la tige 8b du vérin 8 étant à ce mo- ment en position abaissée comme representée sur le dessin de sorte que la collerette 12a du joint 12 est effacée au-dessous de la portée 1 qui supporte le fond 6% de la boite de Pétri. Une fois la botte de Pétri en place on actionne le vérin 8 dont la tige 8b se met à monter à la vitesse de 50mm par secon- de. Lorsque la collerette 12a du joint vient au contact du fond 6a de la botte de Pétri elle emmène celle-ci dans sa cour- se vers le haut et simultanément, grâce à la dépression d'air réalisée à travers le passage 8c, elle maintient la botte, gui- dée par les faces 3b et 5a, en position sur le Joint 12 dont la botte est ainsi rendue solidaire. Au bout d'un certain temps les outils 19 portés par les trois tiges 20 pénètrent 7 2473547 dans la gélose 22, épaisse d'environ 4 mm, et y découpent les alvéoles, la matière contenue initialement dans l'alvéole forme une pastille venant se disposer à l'intérieur de l'outil 19. La course de la tige du vérin Sa se prolonge Jusqu'à ce que le tranchant l9a des outils 19 soit venu au contact du fond 6a de la botte de pétri, la souplesse du joint 12 permet- tant d'éviter un effort trop important des outils sur le fond, l'effort peut ainsi etre limité par exemple à 100 g. A partir de ce moment, o ..... .... la pièce 11, et par conséquent le bras 13 se trouvent amenés en position haute, on actionne le vérin 16 dont la tête 1 i finit par venir en contact de la zone bombée 13a du bras 13 qui se trouve alors repoussé en sens horaire de sorte que la pièce 11 pivote autour de la pièce 10, communiquant sa rotation par l'intermédiaire du..DTD: joint 12 sur lequel la botte de pétri est plaquée par aspira- tion, à la botte elle-même. Cette rotation, d'une durée infé- rieure à une seconde, s'effectue depuis la position initiale représentée sur la figure 4 dans laquelle le galet 14 est appliqué contre l'un des bords de la fente 15 par le ressort l6b, sur une course angulaire de 1 environ et qui s'achève par arrgt puis retour de la tete 16a avant que 1l galet 14 soit venu en contact avec l'autre bord de la fente 15. Le retour en position initiale est assuré par le ressort l6b. Cette faible rotation angulaire est suffisante pour provoquer la séparation complète de la pastille de matière contenue à l'intérieur de l'outil 19 et a pour effet de décol- ler le fond de cette pastille de gélose d'avec le fond de la botte de Pétri, libérant ainsi la pastille qui se trouve alors aspirée à l'intérieur de l'élément tubulaire 20 puis de là, dans la cuve 4 o elle reste stockée. On a pu constater qu'en - raison probablement de la conformation externe de l'outil 19 par rapport à la surface de l'alvéole créée, la pastille con- tenue dans un outil se trouve aspirée même si les pastilles contenues dans les deux autres outils ont déjà été aspirées préalablement. Après cette opération, le vérin 8 est alimenté de fa- çon à provoquer le retour vers le bas de la tige Eh à une vitesse double de la vitesse de montée, ce qui provoque la descente de la botte 6 toujours plaquée sur le joint 12 par la dépression maintenue à l'intérieur du joint et par consé- quent le retrait progressif de l'outil hors de l'alvéole 23 formée. Au bout d'un certain moment, le fond 6a de la botte de Pétri 6 se trouve bloqué par le rebord la tandis que la poursuite de la descente de la tige de vérin 8b provoque fina- lement la séparation du joint 12 avec le fond 6a. La tige de vérin revient alors à sa position basse représentée sur le dessin et l'on peut alors retirer la botte de Pétri et la remplacer par une nouvelle. Si au lieu de trois alvéoles 23, on désire réaliser six alvéoles dans la botte, il suffit d'imprimer à la boite une rotation de 600. On conçoit cependant qu'il serait égale- ment possible de réaliser la pièce 11 de façon que sa partie supérieure puisse être tournée par rapport à sa partie infé- rieure, d'un angle de 60 grâce à des moyens à la portée de l'homme de l'art. A titre d'exemple, il a été possible, grâce à un dispositif selon l'invention d'effectuer la mise en place de trois alvéoles en 4 secondes, à savoir une seconde pour la montée et la descente et deux secondes d'arrêt pour remettre les dépressions à la valeur voulue. L'invention est bien entendu susceptible de diverses variantes accessibles à l'homme de l'art tant en ce qui con- cerne le procédé... que le dispositif. Ainsi on peut prévoir des moyens permettant d'effectuer automatiquement l'ouverture, la mise en place puis la fermeture de la botte de Pétri pour assurer une automatisation complète. Par ailleurs au lieu d'gtre fixés en rotation les outils pourraient itre montés sur une tourelle. Revendications 1 - Procédé pour réaliser des alvéoles dans les ma- tières gélatineuses et notamment la gélose, par exemple dans des bottes de Pétri, dans lequel on réalise lesdites alvéoles à l'emporte-pièce, caractérisé par le fait que l'on fait pé- nétrer l'outil emporte-pièce perpendiculairement à la surface et au fond de la matière gélatineuse selon un trajet rigoureu- sement rectiligne le long de l'axe de l'outil (19), que lors- que l'outil (19) est arrivé au fond (6a) ou au voisinage du fond, on effectue un ou plusieurs mouvements relatifs de fai- ble amplitude entre la matière gélatineuse et l'outil (19) dans une direction sensiblement perpendiculaire au trajet d'enfoncement, puis que l'on extrait la pastille de gélose dé- coupée à l'intérieur de l'outil. 2 - Procédé selon la revendication 1,caractérisé par le fait que l'on extrait la pastille de gélose par aspiration. 3 - Procédé selon 1 uine des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que ledit mouvement relatif est obte- nu à l'aide d'une translation. 4 - Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que ledit mouvement relatif est obte- nu à l'aide d'une rotation autour d'un axe éloigné de l'axe de l'outil. - Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que ledit mouvement relatif est obte- nu par vibrations à basse fréquence. 6 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que la vitesse de pénétration de l'outil (19) dans la matière gélatineuse est de l'ordre de 50 mm par seconde, la vitesse de sortie étant supérieure et notamment au moins double. 7 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que l'amplitude du déplacement relatif est inférieure à 2 mm. 8 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que pour réaliser un grand nombre d'alvéoles on effectue plusieurs mouvements d'outils avec, entre deux passes successives, une rotation relative entre les outils et la matière gélatineuse. 9 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé pr le fait qu'il comporte au moins un outil emporte-pièce (19), un support (12) pour un réceptacle (6) contenant la matière gélatineuse, des moyens (8, 9, 10, 11, 12) pour faire péné- trer l'outil dans la gélose selon un trajet- rectiligne d'amplitude déterminée puis pour extraire l'outil selon le même trajet, ---- des moyens (11, 12, 13, 16, l6b) pour pro- voquer un mouvement relatif dans une direction transversale par rapport au trajet-s.de déplacement de l'outil (19) et selon une faible amplitude, et des moyens (4, 20) d'extraction de la pastille de gélose découpée par l'outil (19). - Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait que l'outil (19) est monté fixe, le réceptacle (6) étant positionné sur un support (12) monté de façon cou- lissante pour se rapprocher de l'outil puis s'en éloigner, ledit support étant en outre susceptible d'être animé d'un court mouvement alternatif en direction transversale par rap- port à l'axe de l'outil. 11 - Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tion 9 et 10, caractérisé par le fait que l'outil (19) pré- sente, dans sa partie utile pénétrant dans la gélose, une forme cylindrique (19b) suivie d'un tranchant (19a) s'évasant légèrement vers le bas et vers l'extérieur pour laisser un faible passage entre la paroi de l'alvéole et la surface ex- terne de l'outil. 12 - Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 9 à ll,caractérisé par le fait que l'outil ou les outils (19),qui se présente sous la forme générale de cylindres allongés creux, est fixé à la partie inférieure d'une cuve (4) dans laquelle il débouche par son extrémité supérieure (20), des moyens d'aspiration étant prévus pour établir dans la cuve une dépression susceptible d'assurer l'aspiration de la pastille de matière gélatineuse découpée par l'outil (19). 13 - Dispositif selon la revendication 10 combinée à l'une quelconque des revendications 11 et 12, caractérisé par le fait que le réceptacle (6) est maintenu à l'intérieur d'une pièce possédant une surface interne cylindrique de guidage (3,5) et une ouverture latérale (5c) pour l'introduction du récep- tacle au dessus d'une portée (la). 14 - Dispositif selon l'une quelconque des revendica- il 2473547 tiens 9 à 13, caractérisé par le fait que le support (12) est constitué d'un joint élastique très souple. ____________-____-_______________________-________________ - Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 9 à 14, caractérisé par le fait iuelabase(6a) durécep- tacle (6) est temporairement rendue solidaire du support (12) par établissement d'une dépression sous ladite base. 16 - Dispositif selon la revendication 15, caractérisé par le fait que le Joint (12) formant le support est porté par une pièce (11) montée rotative autour de l'extrémité (9, ) d'une tige (8b) d'un vérin (8), ladite tige étant traver- sée par un passage (8%) relié à des moyens d'aspiration (18), pour établir une dépression à l'intérieur du Joint (12), la- dite pièce présentant un bras radial (13) guidé dans une fen- te longitudinale (15) à l'intérieur de laquelle il est sus- ceptible d'un certain débattement angulaire, ledit bras (13) étant susceptible d'être pivoté par l'action d'un vérin (16) et rappelé par l'action d'un ressort (16b) lorsque la tige du vérin (8) est en position rapprochée de l'outil.