Brevet FR3002466A1 — publié le 20140829

PIPETTE MOTORISEE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne le domaine des pipettes de prélèvement, également dénommées pipettes de laboratoire ou encore pipettes de transfert de liquide, destinées au prélèvement et à la dispense de liquide dans des récipients ou similaires. Les pipettes concernées par la présente invention sont les pipettes motorisées. Contrairement aux pipettes manuelles qui sont destinées à être tenues en main par un opérateur durant les opérations de prélèvement et de dispense de liquide, les pipettes motorisées sont destinées à être pilotées par un moteur commandé par un dispositif électronique. Le moteur actionne un piston de la pipette, qui subit un déplacement axial conduisant aux opérations de prélèvement et de dispense. On s'intéresse plus particulièrement à la calibration des pipettes motorisées. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Une pipette motorisée doit être calibrée avant son utilisation pour assurer la précision du volume aspiré et dispensé. Par ailleurs, une pipette motorisée est un ensemble comportant en pratique deux parties. Une première partie, dite partie supérieure dans la suite, est équipée d'un moteur et d'un circuit de commande du moteur. Cette partie joue le rôle de support pour une seconde partie dite partie inférieure. La partie inférieure est munie d'un canal ou de plusieurs canaux destinés à recevoir des pointes ou cônes amovibles conçus pour entrer en contact avec le liquide lors d'une opération de pipetage. Ces deux parties sont destinées à être assemblées mécaniquement avant utilisation. Cela implique que la calibration doit être effectuée pour les deux parties assemblées et qu'elle n'est valable que pour ces deux parties assemblées, considérées comme un tout. SP 53744 ML-P 2 Il faut donc répéter les opérations de calibration pour chacun des ensembles constitués d'une partie supérieure et d'une partie inférieure. Par ailleurs, il existe des pipettes équipées d'une puce de mémorisation. Les données mémorisées sont par exemple des données d'identification, ou des données de calibration. Cependant, comme précédemment, ces pipettes avec puce de mémorisation sont calibrées avec leurs deux parties assemblées et considérées comme un tout, si bien que leurs données de calibration ne sont valables que pour ces deux parties assemblées. La validation de la calibration devient un problème complexe dans le cas d'un robot ou automate de pipetage dont la partie supérieure est destinée à recevoir de multiples parties inférieures, par exemple différentes en volume et en nombre de canaux. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention vise à résoudre les problèmes de la technique antérieure en fournissant une pipette de prélèvement comportant une partie supérieure incluant un moteur et un circuit de commande du moteur, et une partie inférieure incluant au moins un canal muni d'un piston pour le prélèvement et la dispense de liquide sous l'action du moteur, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de mémorisation d'informations de calibration de la partie inférieure, ces moyens étant associés à la partie inférieure, des moyens de communication entre les parties supérieure et inférieure pour transmettre les informations de calibration de la partie inférieure au circuit de commande du moteur, le circuit de commande étant adapté à commander le moteur en fonction des informations de calibration de la partie inférieure. Grâce à l'invention, la partie inférieure est calibrée indépendamment de la partie supérieure. Cette calibration, au sens de l'invention, ne concerne que la partie inférieure et a pour but d'identifier les défauts éventuels de la partie inférieure. Cette calibration nécessite une partie supérieure qui peut être un banc étalon ou une partie supérieure étalon. SP 53744 ML-P 3 Une même partie inférieure une fois calibrée selon l'invention peut ensuite être utilisée avec n'importe quelle partie supérieure, sans que soit nécessaire une calibration conjointe des deux parties. Les données de calibration de la partie inférieure sont utilisées pour modifier l'ajustement de la course du moteur sur le ou les piston(s). Ainsi, si l'on considère une partie supérieure dont les caractéristiques sont connues et un ensemble de parties inférieures calibrées selon l'invention, toutes les parties inférieures, calibrées indépendamment de la partie supérieure, sont utilisables avec la partie supérieure et forment avec cette dernière une pipette calibrée. On obtient ainsi une population homogène de pipettes calibrées. Par exemple dans le cas d'un automate de pipetage équipé d'une partie supérieure, il est possible d'utiliser différentes parties inférieures avec cette seule partie supérieure, sans recalibration. Selon une caractéristique préférée, les moyens de communication sont à courte portée. Ainsi ce n'est que lorsque les deux parties sont proches l'une de l'autre qu'elles peuvent échanger des données ce qui évite des erreurs. Selon une caractéristique préférée, les moyens de mémorisation et de communication comportent une radio-étiquette associée à la partie inférieure et un lecteur de radio-étiquette associé à la partie supérieure. Ce type de moyens de mémorisation et de communication est peu coûteux, d'un encombrement réduit, avec une consommation d'énergie minime. En outre, la partie inférieure peut subir des opérations de stérilisation à l'autoclave sans dommage pour les moyens de mémorisation et de communication. L'invention concerne aussi un procédé de calibration d'une pipette telle que précédemment présentée, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes de : - calibration de la partie inférieure assemblée avec une partie supérieure étalon, - mémorisation des informations de calibration de la partie inférieure dans les moyens de mémorisation. SP 53744 ML-P 4 L'invention concerne encore un procédé de pipetage à l'aide d'une pipette de prélèvement telle que précédemment présentée, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes de : - lecture des informations de calibration de la partie inférieure, - commande du moteur en fonction des informations de calibration de la partie inférieure. Ces procédés présentent des avantages analogues à ceux de la pipette. Dans un mode particulier de réalisation, les étapes du procédé de pipetage selon l'invention sont mises en oeuvre par des instructions de programme d'ordinateur. En conséquence, l'invention vise aussi un programme d'ordinateur sur un support d'informations, ce programme étant susceptible d'être mis en oeuvre dans un ordinateur, ce programme comportant des instructions adaptées à la mise en oeuvre des étapes d'un procédé tel que décrit ci-dessus. Ce programme peut utiliser n'importe quel langage de programmation, et être sous la forme de code source, code objet, ou de code intermédiaire entre code source et code objet, tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n'importe quelle autre forme souhaitable. L'invention vise aussi un support d'informations lisible par un ordinateur, et comportant des instructions de programme d'ordinateur adaptées à la mise en oeuvre des étapes d'un procédé tel que décrit ci-dessus. Le support d'informations peut être n'importe quelle entité ou dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une ROM, par exemple un CD ROM ou une ROM de circuit microélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique, par exemple une disquette ou un disque dur. D'autre part, le support d'informations peut être un support transmissible tel qu'un signal électrique ou optique, qui peut être acheminé via un câble électrique ou optique, par radio ou par d'autres moyens. Le programme selon l'invention peut être en particulier téléchargé sur un réseau de type Internet. SP 53744 ML-P Alternativement, le support d'informations peut être un circuit intégré dans lequel le programme est incorporé, le circuit étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution du procédé selon l'invention. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS 5 D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture d'un mode de réalisation préféré donné à titre d'exemple non limitatif, décrit en référence aux figures dans lesquelles : La figure 1 représente une pipette motorisée selon l'invention, La figure 2 représente un procédé de calibration de la partie inférieure de la pipette de la figure 1, Les figures 3a à 3c représentent des exemples de résultats de calibration, La figure 4 représente un procédé de pipetage selon l'invention, La figure 5 représente un mode de mise en oeuvre du circuit de commande du moteur de la pipette selon l'invention. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Selon un mode de réalisation préféré représenté en référence à la figure 1, une pipette motorisée 1 comporte une partie supérieure 10 équipée d'un moteur 11 et d'un circuit de commande 13 de celui-ci. Le moteur agit sur une tige, non représentée, intégrée à la partie supérieure. La pipette comporte une partie inférieure amovible 20, destinée à être assemblée avec la partie supérieure 10 pour les opérations de pipetage. La partie inférieure comporte des canaux parallèles 21, ici au nombre de huit, destinés à être prolongés par des pointes ou cônes amovibles, non représentés conçus pour entrer en contact avec le liquide lors d'une opération de pipetage. L'invention s'applique quel que soit le nombre de canaux, par exemple un ou douze. Des pistons, non représentés, sont logés dans les canaux de la partie inférieure pour aspirer et délivrer un liquide par les canaux, sous l'action du moteur. SP 53744 ML-P 6 La partie supérieure 10 joue le rôle de support pour la partie inférieure 20 et fait partie d'un automate non décrit ici. La partie supérieure 10 et la partie inférieure 20 sont conçues pour s'assembler mécaniquement. Les caractéristiques du moteur 11 de la partie supérieure, notamment sa course, sont mesurées sur un banc de test et mémorisées dans une mémoire associée au circuit de commande 13. De manière classique, le moteur 11 actionne la tige qui elle-même actionne le piston dans chacun des canaux 21 prolongés par des cônes jetables, pour prélever ou délivrer un liquide. La partie inférieure 20 porte des moyens de mémorisation d'informations d'identification et de calibration de la partie inférieure. Des moyens de communication entre les parties supérieure et inférieure sont prévus pour transmettre les informations d'identification et de calibration de la partie inférieure au circuit de commande du moteur. De préférence, ces moyens sont implémentés par des techniques de radio-identification. Ainsi, la partie inférieure porte une radio-étiquette 22 comportant une puce électronique associée à une antenne. La puce électronique contient un identifiant et les données de calibration de la partie inférieure 20. La partie supérieure 10 porte un émetteur-récepteur 12 pour communiquer avec la radio-étiquette 22. Lorsque les parties inférieure et supérieure sont assemblées, la radio-étiquette 22 portant les informations d'identification et de calibration de la partie inférieure et l'émetteur récepteur 12 sont alors suffisamment proches pour être capables d'entrer en communication. Plus précisément, l'émetteur-récepteur 12 est utilisé pour émettre une requête à destination de la radio-étiquette 22. L'émetteur-récepteur 12 émet des radiofréquences qui activent la radio-étiquette 22 lorsqu'elle est à proximité et lui fournit ainsi à courte portée l'énergie nécessaire pour l'échange de données. La radio-étiquette 22 envoie les informations d'identification et de calibration de la partie inférieure 20 à l'émetteur-récepteur 12. D'autres modes de mise en oeuvre des moyens de mémorisation et de communication sont possibles. Par exemple, des composants capables de communiquer SP 53744 ML-P 7 en champ proche, selon la technologie dite NFC (d'après l'anglais Near Field Communication) sont utilisés. Cette technologie permet une communication sans fil à courte portée et haute fréquence. Il est également possible d'utiliser des moyens de communication à contact entre une puce fixée sur la partie inférieure et un lecteur fixé sur la partie supérieure. La figure 2 représente un procédé de calibration de la partie inférieure 20 de la pipette 1. Ce procédé comporte des étapes El à E3 et est mis en oeuvre préalablement à l'utilisation de la pipette. L'étape El est l'assemblage de la partie inférieure avec une partie supérieure étalon dont les caractéristiques mécaniques sont connues. L'étape suivante E2 est la calibration de la partie inférieure assemblée avec la partie supérieure étalon. La calibration comporte un ensemble de mesures de volume de liquide aspiré puis délivré pour un ensemble de valeurs de commande de position de moteur correspondant respectivement à des courses de piston. Le résultat est un tableau de valeurs qui associe une valeur de commande à un volume de liquide aspiré puis délivré. Les figures 3a à 3c représentent des exemples de résultat obtenus sous la forme de courbes donnant le volume de liquide pipeté en fonction de la course du piston. La figure 3a représente un cas théorique et idéal dans lequel la pipette ne présente aucun défaut. La courbe est alors une droite passant par l'origine du repère. La figure 3b représente un cas où la courbe présente une courbure et se situe globalement au-dessous de la droite idéale représentée en pointillés. Pour une course donnée, le volume pipeté est ainsi inférieur au cas idéal. La figure 3c représente un cas où la courbe ne passe pas par l'origine du repère. Cela signifie que le volume de liquide pipeté reste nul pour des courses faibles et ne devient non nul qu'à partir d'une course strictement supérieure à zéro. La courbe est donc décalée par rapport au cas idéal. Là aussi, pour une course donnée, le volume de liquide pipeté est inférieur au cas idéal représenté en pointillés. SP 53744 ML-P 8 Bien entendu, d'autres défauts peuvent exister, et les défauts peuvent être cumulatifs, par exemple les défauts des figure 3b et 3c peuvent coexister pour une même partie inférieure de pipette. L'étape suivante E3 est la mémorisation des informations de calibration de la partie inférieure dans les moyens de mémorisation de la partie inférieure. Une fois la partie inférieure calibrée, elle peut être utilisée avec n'importe quelle partie haute compatible pour des opérations de pipetage. Il est à noter que la calibration est effectuée une fois pour toutes, ou éventuellement est répétée de temps en temps pour vérifier s'il n'y a pas de dérive, mais il n'est pas nécessaire de réaliser la calibration avant chaque opération de pipetage. La figure 4 représente un procédé de pipetage réalisé avec la partie inférieure 20 calibrée et assemblée sur une partie supérieure 10. Ce procédé comporte des étapes E10 à E13. L'étape E10 est l'assemblage de la partie inférieure 20 avec la partie supérieure 10 pour former la pipette 1. La radio-étiquette 22 portant les informations d'identification et de calibration de la partie inférieure et l'émetteur récepteur 12 sont alors suffisamment proches pour être capables d'entrer en communication. A l'étape suivante E11, l'émetteur-récepteur 12 lit les informations d'identification et de calibration de la partie inférieure mémorisée dans la radio-étiquette 22. Par exemple l'émetteur-récepteur 12 envoie une requête à la radio-étiquette 22, celle-ci répond en envoyant en réponse ses données d'identification et de calibration et l'émetteur-récepteur 12 reçoit la réponse à la requête. L'étape E11 peut être déclenchée par le circuit de commande. L'étape suivante E12 est la transmission des informations d'identification et de calibration de la partie inférieure, depuis l'émetteur-récepteur 12 vers le circuit de commande du moteur. L'étape suivante E13 est l'exploitation des informations d'identification et de calibration de la partie inférieure par le circuit de commande du moteur pour déterminer la commande à appliquer en fonction du volume de liquide à pipeter. Les SP 53744 ML-P 9 informations d'identification et de calibration de la partie inférieure sont ainsi utilisées pour corriger les défauts tels qu'illustrés aux figure 3b et 3c, et ainsi déterminer la commande pour obtenir le même volume de liquide pipeté qu'avec une pipette sans défaut. La figure 5 représente un mode de réalisation particulier du circuit de commande du moteur de la pipette selon l'invention. Le circuit de commande du moteur de la pipette a la structure générale d'un ordinateur. Il comporte notamment un processeur 100 exécutant un programme d'ordinateur mettant en oeuvre le procédé selon l'invention, une mémoire 101, une interface d'entrée 102 et une interface de sortie 103. Ces différents éléments sont classiquement reliés par un bus 105. L'interface d'entrée 102 est reliée à l'émetteur récepteur 22 et est destinée à recevoir les valeurs de calibration de la partie inférieure. Le processeur 100 exécute les traitements précédemment exposés. Ces traitements sont réalisés sous la forme d'instructions de code du programme d'ordinateur qui sont mémorisées par la mémoire 101 avant d'être exécutées par le processeur 100. La mémoire 101 peut en outre mémoriser les valeurs de calibration de la partie inférieure. L'interface de sortie 103 est reliée au moteur 11 de la pipette pour commander sa course de sorte que le volume de liquide pipeté par la pipette soit corrigé et identique à celui d'une pipette idéale.25 REVENDICATIONS1. Pipette de prélèvement (1) comportant une partie supérieure(10) incluant un moteur (11) et un circuit de commande (13) du moteur, et une partie inférieure (20) incluant au moins un canal (21) muni d'un piston pour le prélèvement et la dispense de liquide sous l'action du moteur, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de mémorisation (22) d'informations de calibration de la partie inférieure (20), ces moyens étant associés à la partie inférieure, des moyens de communication (12, 22) entre les parties supérieure et inférieure pour transmettre les informations de calibration de la partie inférieure au circuit de commande (13) du moteur, le circuit de commande étant adapté à commander le moteur en fonction des informations de calibration de la partie inférieure. 2. Pipette de prélèvement selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de communication (12, 22) sont à courte portée. 3. Pipette de prélèvement selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les moyens de mémorisation et de communication comportent une radio- étiquette (22) associée à la partie inférieure et un lecteur (12) de radio-étiquette associé à la partie supérieure. 4. Procédé de calibration d'une pipette selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes de : - calibration (E2) de la partie inférieure assemblée avec une partie supérieure étalon, - mémorisation (E3) des informations de calibration de la partie inférieure dans les moyens de mémorisation.SP 53744 ML-P 11 5. Procédé de pipetage à l'aide d'une pipette de prélèvement (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes de : - lecture (E11) des informations de calibration de la partie inférieure, - commande (E13) du moteur en fonction des informations de calibration de la partie inférieure. 6. Programme d'ordinateur comportant des instructions pour l'exécution des étapes du procédé selon la revendication 5 lorsque ledit programme est exécuté par un ordinateur. 7. Support d'enregistrement lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur comprenant des instructions pour l'exécution des étapes du procédé selon la revendication 5.15