FR2646510A1 - Sonde permettant la mesure de l'activite photosynthetique d'organismes vivants comprenant une electrode a oxygene et une fibre optique integree - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une électrode à oxygène comportant une fibre optique intégrée permettant d'activer la photosynthèse des organismes immobilisés au niveau de cette électrode. Ce dispositif permet de déterminer la présence de composés toxiques agissant sur la physiologie des organismes testés. La présente invention permet d'effectuer des mesures en temps réel, de mettre au point des contrôles de toxicité in situ et en continu et de créer des systèmes d'alerte automatiques pour des effluents industriels. Cette électrode est applicable dans tout milieu aquatique pour le suivi de la qualité des eaux.
Description
La présente invention concerne l'intégration d'une fibre optique à l'intérieur d'une électrode à oxygène. A l'extrémité de cette électrode sont immobilisés des organismes possédant une activité photosynthétique.
Ces organismes, en présence de lumière transportée par cette fibre optique, produisent une certaine quantité d'oxygène qui est détectée par 11 électrode collectrice.
La présente invention allie le domaine de la biologie à l'électrochimie et permet la détection de composés
toxiques. Ces composés perturbent l'activité physiologique des organismes et ces altérations se traduisent par des variations de production d'oxygène. Les organismes peuvent être utilisés en cultures pures ou mixtes selon le type de polluants à détecter.
toxiques. Ces composés perturbent l'activité physiologique des organismes et ces altérations se traduisent par des variations de production d'oxygène. Les organismes peuvent être utilisés en cultures pures ou mixtes selon le type de polluants à détecter.
Ce type de capteur biologique permet d'effectuer des mesures en temps réel, de mettre au point des contrôles de toxicité en continu et aussi de créer des systèmes d'alerte automatiques pour des rejets industriels en milieu aquatique. La présente invention permet de lutter
efficacement contre tout risque de pollution accidentelle par des rejets anormalement élevés.
efficacement contre tout risque de pollution accidentelle par des rejets anormalement élevés.
Un tel type de capteur peut être implanté dans tout milieu aquatique (dulçaquicole ou marin) pour un suivi de la qualité des eaux.
L'électrode à oxygène est traditionnellement utilisé pour des mesures de quantité d'oxygène dissous dans les eaux. Ce type d'électrode comporte deux éléments principaux ; une cathode protégée par une membrane de
Téflon "marque déposée" maintenue à un potentiel très
réducteur réduisant l'oxygène présent dans le milieu ainsi qu'une anode métallique. Un potentiel est maintenu constant entre ces deux éléments.
Téflon "marque déposée" maintenue à un potentiel très
réducteur réduisant l'oxygène présent dans le milieu ainsi qu'une anode métallique. Un potentiel est maintenu constant entre ces deux éléments.
Généralement les deux éléments sont intégrés en une seule sonde et baignent dans un solution de chlorure de
potassium concentré, permettant une conductivité électronique.
potassium concentré, permettant une conductivité électronique.
L'électrode à oxygène est également appliquée à la
mesure de l'activité respiratoire des micro-organismes
ainsi qu'à une mesure de l'activité photosynthétique des
cellules algales. Mais ces mesures sur algues nécessitent
la mise en oeuvre d'une source lumineuse extérieure et
sont, de ce fait, essentiellement effectuées au
laboratoire.
mesure de l'activité respiratoire des micro-organismes
ainsi qu'à une mesure de l'activité photosynthétique des
cellules algales. Mais ces mesures sur algues nécessitent
la mise en oeuvre d'une source lumineuse extérieure et
sont, de ce fait, essentiellement effectuées au
laboratoire.
La présente invention permet de remédier à cet
inconvénient. L'intégration de la fibre optique rend -possible une miniaturisation du système et donc une
utilisation in situ.
inconvénient. L'intégration de la fibre optique rend -possible une miniaturisation du système et donc une
utilisation in situ.
Dans le cas d'une détermination de rejets toxiques la
présente invention possède de nombreux avantages par
rapport aux tests classiques utilisés actuellement. Ces
tests sur micro-organismes restent inadaptés au contrôle
in situ car ils nécessitent un prélèvement de
l'échantillon ce qui n'est plus le cas pour le dispositif
proposé.
présente invention possède de nombreux avantages par
rapport aux tests classiques utilisés actuellement. Ces
tests sur micro-organismes restent inadaptés au contrôle
in situ car ils nécessitent un prélèvement de
l'échantillon ce qui n'est plus le cas pour le dispositif
proposé.
La présente invention, dans le cas d'effluents
industriels non limpides est également utilisable car la
fibre optique intégrée rend le système indépendant de
toute altération du faisceau lumineux.
industriels non limpides est également utilisable car la
fibre optique intégrée rend le système indépendant de
toute altération du faisceau lumineux.
L'inhibition de la quantité d'oxygène émise, lors de
pulsations lumineuses, au niveau de la sonde placée au
point de mesure est comparée à la réponse d'une sonde
identique témoin fonctionnant en parallèle dans un milieu
caractéristique et propre, avec lequel la réponse
biologique est maximale. Le signal est ampliflé et traité
à l'aide de moyens informatiques. La réponse enregistrée
intègre la réponse de la sonde témoin et de la sonde
test.
pulsations lumineuses, au niveau de la sonde placée au
point de mesure est comparée à la réponse d'une sonde
identique témoin fonctionnant en parallèle dans un milieu
caractéristique et propre, avec lequel la réponse
biologique est maximale. Le signal est ampliflé et traité
à l'aide de moyens informatiques. La réponse enregistrée
intègre la réponse de la sonde témoin et de la sonde
test.
La méthodologie permet de définir des seuils
d'inhibition révélateurs de seuils d'alerte à ne pas
dépasser.
d'inhibition révélateurs de seuils d'alerte à ne pas
dépasser.
La figure 1 représente le dispositif selon
l'invention. Il se caractérise par un apport de lumière au moyen d'une fibre optique (1) de diamètre variable couvrant tout le spectre des longueurs d'onde dans le visible (340-680nm).
l'invention. Il se caractérise par un apport de lumière au moyen d'une fibre optique (1) de diamètre variable couvrant tout le spectre des longueurs d'onde dans le visible (340-680nm).
Cette fibre optique véhicule une source lumineuse, à
titre d'exemple non limitatif, d'une puissance comprise entre 0.1 et 2 watts.
titre d'exemple non limitatif, d'une puissance comprise entre 0.1 et 2 watts.
La fibre optique, à l'extrémité de l'électrode, est intimement liée par contact à un polymère transparent qui sert de diffuseur (2) du faisceau lumineux. Les organismes
photosynthétiques (3) sont immobilisés au niveau de ce diffuseur. Les procédés d'immobilisation peuvent être réalisés, par exemple, par fixation sur membrane ou par encapsulation.
photosynthétiques (3) sont immobilisés au niveau de ce diffuseur. Les procédés d'immobilisation peuvent être réalisés, par exemple, par fixation sur membrane ou par encapsulation.
Cet élément incluant les organismes est aisément
interchangeable (4). Il est emboité ou vissé au niveau de la cathode (5) qui va réduire l'oxygène produite.
interchangeable (4). Il est emboité ou vissé au niveau de la cathode (5) qui va réduire l'oxygène produite.
La cathode se compose dedifférents fils métalliques !6! inclus dans le diffuseur. Cette disposition permet d'obtenir une diffusion maximale de la lumière et de
capter une quantité maximale d'oxygène.
capter une quantité maximale d'oxygène.
Ces cathodes métalliques sont protégées par une membrane sélective (7) ne laissant diffuser que l'oxygène.
L'anode (8) de structure métallique permet de maintenir le potentiel imposé.
L'anode et la cathode sont maintenues en contact électrique par une solution de chlorure de potassium (9).
L'invention est applicable industriellement
- Aux contrôles de qualité des eaux de surfaces
- Aux contrôles de qualité des effluents
- A la détection de seuil d'alerte
- Aux contrôles des systèmes d'épuration
- A la mise en évidence des contaminations des
nappes phréatiques
- Aux suivis des eaux potables.
- Aux contrôles de qualité des eaux de surfaces
- Aux contrôles de qualité des effluents
- A la détection de seuil d'alerte
- Aux contrôles des systèmes d'épuration
- A la mise en évidence des contaminations des
nappes phréatiques
- Aux suivis des eaux potables.
L'ensemble des éléments composant l'électrode peut être intégré en une sonde unique ou en une double sonde la première correspondant à l'anode, la seconde comprenant la fibre optique, le diffuseur, la cathode et le matériel biologique.
La forme de l'électrode n'est pas fixe, elle peut être modelée en fonction d'applications précises.
Claims (7)
1) Electrode caractérisée par un faisceau lumineux véhiculé par une fibre optique intégrée à l'intérieur d'une électrode à oxygène mesurant l'oxygène produite par des organismes possédant une activité photosynthétique.
2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par la comparaison des réponses d'une sonde placée au point de mesure et d'une sonde identique témoin.
3) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par un élément aisément interchangeable vissé ou emboîté au niveau de la cathode et comprenant des organismes photosynthétiques.
4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes pour lequel les microorganismes sont immobilisés par fixation sur membrane ou par encapsulation.
5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par une- cathode composée de fils métalliques inclus dans le diffuseur permettant une diffusion maximale de la lumière et de capter une quantité maximale d'oxygène.
6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes pour lequel les cathodes métalliques sont protégées par une membrane protectrice ne laissant diffuser que l'oxygène.
7) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par une source lumineuse couvrant tout le spectre des longueurs d'onde dans le visible.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8905776A FR2646510B1 (fr) | 1989-04-26 | 1989-04-26 | Sonde permettant la mesure de l'activite photosynthetique d'organismes vivants comprenant une electrode a oxygene et une fibre optique integree |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR2646510A1 true FR2646510A1 (fr) | 1990-11-02 |
FR2646510B1 FR2646510B1 (fr) | 1994-06-10 |
Family
ID=9381319
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR8905776A Expired - Fee Related FR2646510B1 (fr) | 1989-04-26 | 1989-04-26 | Sonde permettant la mesure de l'activite photosynthetique d'organismes vivants comprenant une electrode a oxygene et une fibre optique integree |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR2646510B1 (fr) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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EP1423500A1 (fr) * | 2001-08-06 | 2004-06-02 | Vanderbilt University | Dispositif et procedes servant a detecter la reaction d'une pluralite de cellules a au moins une substance a analyser |
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FR2597498A1 (fr) * | 1986-04-18 | 1987-10-23 | Centre Nat Rech Scient | Procede pour la retention et le maintien de l'activite de micro-organismes dans des structures porteuses de ladite activite, structures resultantes et leurs applications analytiques et biotechnologiques |
US4789436A (en) * | 1988-02-22 | 1988-12-06 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Method and apparatus for nondestructive in vivo measurement of photosynthesis |
-
1989
- 1989-04-26 FR FR8905776A patent/FR2646510B1/fr not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2646510B1 (fr) | 1994-06-10 |
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Legal Events
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