La méthode Coulter est une méthode de dénombrement qui
permet de compter des particules microscopiques en suspension dans un
électrolyte, en fonction de leur taille. (GRAPPIN, R. et JEUNET, R.,
1971). D'après BECKMAN COULTER, 2023, la méthode a été inventée à la fin des années 40 par un ingénieur de la Navy aux
Etats-Unis pour compter les cellules sanguines rapidement et précisément,
marquant la naissance de l’hémogramme.
II)
Principe
Depuis les années 50, la méthode
Coulter a été utilisée pour la caractérisation de milliers de matériel
biologiques et industriels : levures, bactéries, cellules sanguines, drogues, pigments,
aliments, abrasifs, explosifs, minéraux, métaux, argile. Le principe de
Coulter repose sur la mise en suspension de cellules ou particules comprises
entre 0.2 µm et 1600µm de diamètre dans un électrolyte (liquide conducteur). La
solution analysée est mise dans une cuve dans laquelle sont positionnées deux
électrodes entretenant le courant électrique. (FINOT. E., 2010) L'une d'entre elles est située dans la sonde en verre contenant un petit orifice cylindrique
calibré. Les particules passant par l'ouverture
déplacent un volume de solution électrolytique égal à leur propre volume. Ce
déplacement entraîne une modification de la résistance électrique à travers
l'ouverture, ce qui provoque une impulsion électrique. Par conséquent, le nombre
d’impulsions électriques provoquées est proportionnel au nombre de
cellules tandis que l’intensité de l’impulsion est proportionnelle au volume
des particules. (BECKMAN COULTER, 2023) Diverses
études utilisent cette méthode dans le monde entier telles que : l’étude expérimentale d’algues unicellulaires, la détermination du nombre de cellules totales du lait de
troupeau, l’effet antibactérien sur une croissance de micro-organismes. (ROBERT,
R., 1985 ; KEBBAL, S., GHARBI, I. et al,
2008)
III)
Mode opératoire
Tout d'abord, un volume de la solution contenant les cellules en suspension est placé dans la cuve. Un courant
électrique y est ensuite appliqué. Les cellules présentes dans le volume de la
solution vont passer une à une par l’orifice en raison du courant électrique
appliqué, allant de l'anode vers la cathode. Leur passage au travers de
l’orifice provoque un changement de courant électrique qoui
est amplifié, puis enregistré par le moniteur. Une
fois les particules passées par l’orifice, un dispositif de pompage permet de
les stocker dans une autre cuve pour ne pas encombrer la sonde. Le nombre de particules en fonction de leur diamètre est affiché sur le moniteur graphique. (BHATTACHARJEE.
S (2019) ; BECKMAN COULTER,
(2023))
Figure 1 : Schéma
représentatif de la méthode Coulter.(BECKMAN COULTER,
2023)
IV)
Présentation des résultats
Grâce à l’appareil, un graphique
du nombre de particules en fonction de leur diamètre est obtenu. Il permet de
connaître la répartition des cellules dans la solution, leur nombre ainsi que leurs dimensions. Chaque impulsion
correspond à une cellule.
Sur la figure 2, le graphique
rouge et le graphique bleu représentent deux échantillons de
mitochondries de concentrations différentes. (BECKMAN COULTER,
2023)
Quant à la figure 3, un seul échantillon est analysé. (AZO NETWORK, 2014)
Figure
2 : dénombrement cellulaire (/ml) en fonction du diamètre des cellules (µm) par
le Multisizer4e.(BECKMAN COULTER,
2023)
Figure 3 :
dénombrement cellulaire (/ml) en fonction du diamètre des cellules (µm) par le
Multisizer3. (AZO NETWORK, 2014)
V)
Interprétation des résultats
La figure 2 présente 2
graphiques obtenus de couleurs différentes correspondent à 2 échantillons
différents. Le graphique rouge présente une concentration cellulaire plus
importante que l’échantillon bleu. Également, les cellules de l’échantillon
rouge sont de plus grandes tailles.
Puis, pour la figure 3,
l’encadré présente le nombre total de particules,
ainsi que la distribution du nombre et des tailles de celles-ci en fonction
d’une classification.
Sur les 2 figures (figures 2 et 3), plus la taille des cellules
augmente, plus le nombre de cellules par mL diminue. (BECKMAN COULTER, 2023 ;
AZO NETWORK, 2014)
VI)
Intérêts et limites
Cette méthode comporte plusieurs
avantages : elle permet de dénombrer un très grand nombre de particules
différentes (bactéries, levures, mitochondries, cellules sanguines,
…), peu importe leurs caractéristiques
physiques (forme, couleur), et près de 10 000 particules par seconde peuvent
être dénombrées de taille comprise entre 0,4 et 1 600
µm. Ainsi, cette méthode donne des résultats très précis. Également,
l’obtention de la distribution des tailles peut être réalisée en un temps
relativement court. L’automatisation de la méthode permet une grande rapidité
et une limitation des erreurs liée au comptage manuel. (KHALIFA M. A.,
2021)
Cependant, l’instrumentation
nécessaire représente un budget important et cette méthode ne peut pas
s’appliquer à toutes les particules. En effet, la méthode Coulter ne peut être
utilisée pour les particules de trop petite taille et qui ne peuvent pas être
mises en suspension dans une solution électrolytique. Le comptage est dépendant
de l’orifice sélectionné ; un mauvais choix induira un résultat biaisé,
car les particules ne pourront passer ou passeront trop vite et seront mal
comptées par l’appareil. (BECKMAN COULTER,
2023)
VII)
Références bibliographiques
AZO NETWORK, (2014). Using the MultisizerTM 3 Coulter Counter to
Determine the Size and Concentration of Particles in Oil. AZoM.com. Disponible à
l’adresse : https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=11501
BHATTACHARJEE. S (2019). Coulter Counter. Disponible à
l’adresse :
KHALIFA M. A., (2021). Coulter Counter Method | Conductivity Method of particle
analysis | Micromeritics | Animation. Disponible à l’adresse :
FINOT. E., (2010).Electrocinétique
2.3 : Compteur de Coulter. Disponible à l’adresse :
GRAHAM, M., (2013). The Coulter principle: Imaginary origins. Cytometry. Vol. 83,
(n° 12), pp. 1057‑1061. DOI 10.1002/cyto.a.22398.
GRAPPIN, R. et
JEUNET, R.,
(1971). Essais de l’appareil " Compteur Coulter " utilisé pour la
détermination du nombre de cellules totales des laits de troupeaux. Le Lait.
Vol. 51, (n° 505‑506), pp. 273‑293.
DOI 10.1051/lait:1971505-50615.
KEBBAL, S.,
GHARBI, I., GUEMRA, S., HANZEN, C. et GUETARNI, D., (2008).
Validation d’une méthode de dénombrement de la concentration en cellules
somatiques du lait de vache au moyen du Coulter Counter® modèle Z2. Annales
de Médecine Vétérinaire. Vol. 152, (n° 4) Disponible à
l’adresse : https://orbi.uliege.be/handle/2268/59670
ROBERT, R., (1985). Intérêt du compteur de particules ZB-ZBI et de l’analyseur C1000 pour la numération des algues unicellulaires de culture. Revue des Travaux de l’Institut des
Pêches Maritimes. Vol. 49, (n° 3‑4), pp. 155‑163.
