FR2989497A1 - Imagerie et analyse hyperspectrales d'un echantillon de matiere, pour identifier et caracteriser un objet d'interet dans celui-ci - Google Patents

Abstract

Procédé pour l'imagerie et l'analyse hyperspectrales d'un échantillon de matière, pour identifier et caractériser un objet d'intérêt dans celui-ci. La préparation d'une solution ou d'une suspension de test de l'échantillon comprend l'ajout à celui-ci d'un marqueur spectral spécifique à l'objet d'intérêt, de sorte que, si l'objet d'intérêt est dans la solution ou la suspension de test, l'objet d'intérêt devienne une cible active de manière hyperspectrale qui est détectable et identifiable de manière hyperspectrale ; l'ajout, à la solution ou à la suspension de test, d'un produit chimique réduisant l'arrière-plan, pour réduire les effets interférents d'arrière-plan provoqués par la présence d'objets sans intérêt dans la solution ou la suspension de test, augmentant de ce fait la détectabilité hyperspectrale de la cible active de manière hyperspectrale dans la solution ou la suspension de test ; la génération et la collecte de données et d'informations d'image hyperspectrale de la solution ou de la suspension de test ; et le traitement et l'analyse de celles-ci . Des exemples d'objets d'intérêt sont des agents biologiques - bactéries (Bacillus anthracis), des virus, des champignons, des toxines ou des agents chimiques - des agents neurotoxiques (le sarin, le tabun, le soman), et des poisons chimiques.

Description

DOMAINE ET CONTEXTE DE L'INVENTION La présente invention concerne l'imagerie et l'analyse hyperspectrales d'un échantillon de matière et, plus particulièrement, un procédé pour l'imagerie et l'analyse 5 hyperspectrales d'un échantillon de matière, pour identifier et caractériser un objet d'intérêt dans celui-ci. La présente invention comprend une procédure pour préparer une solution ou une suspension de test à partir d'un échantillon de matière, de sorte que la solution ou la suspension de test soit 10 particulièrement appropriée pour être soumise à une imagerie et une analyse hyperspectrales. La présente invention est généralement applicable pour l'imagerie et l'analyse hyperspectrales en ligne (par exemple, en temps réel ou en temps presque réel) ou hors ligne de divers types ou genres 15 différents d'échantillons de matière, où la matière, et au moins un objet d'intérêt dans celle-ci, sont composés ou constitués de matières ou de substances organiques ou/et inorganiques, qui sont dans une phase solide (par exemple, des particules), une phase liquide (par exemple, une solution ou 20 une suspension), ou/et une phase gazeuse (par exemple, un aérosol). La présente invention fournit la capacité d'obtenir la combinaison « finale » des paramètres de performance hautement souhaitables de grande exactitude, « et » de grande précision (haute reproductibilité), « et » de haute résolution, « et » de grande sensibilité, « et » à grande vitesse (courte échelle de temps), tous en même temps (c'est-à-dire, simultanément), que ce soit en ligne ou hors ligne, d'une manière optimale et très efficace.

Un exemple d'application spécifique de la présente invention implique une imagerie et une analyse hyperspectrales d'un échantillon de l'air (c'est-à-dire, un échantillon d'air) en ligne (en temps réel ou en temps presque réel) ou hors ligne, pour identifier et caractériser un objet d'intérêt dans celui-ci, dans lequel l'objet d'intérêt est un agent biologique (potentiellement dangereux) ou un agent chimique (potentiellement dangereux). En général, l'objet d'intérêt (c'est-à-dire, l'agent biologique ou l'agent chimique) dans l'échantillon d'air est composé ou constitué de matières ou de substances organiques ou/et inorganiques, qui sont dans une phase solide (par exemple, des particules), une phase liquide (par exemple, une solution ou une suspension), ou/et une phase gazeuse (par exemple, un aérosol). De préférence, l'objet d'intérêt (c'est-à-dire, un agent biologique ou un agent chimique) dans l'échantillon d'air est composé ou constitué de matières ou de substances organiques ou/et inorganiques, qui sont dans une phase solide sous forme particulaire ou/et sont présentes (par exemple, absorbées ou/et adsorbées) sur des particules de l'échantillon d'air. L'échantillon d'air est collecté ou obtenu (par exemple, par l'intermédiaire d'un système d'échantillonnage ou de collecte d'air de type standard) à partir d'une source intérieure d'air (par exemple, un bureau de poste, un aéroport, une station de métro, un centre commercial, un stade de sport, ou un immeuble de bureaux), ou à partir d'une source extérieure d'air. Des exemples d'agents biologiques sont des bactéries, des virus, des champignons et des toxines. Des exemples d'agents chimiques sont des agents neurotoxiques (par exemple, le sarin, le tabun et le soman), et des poisons chimiques (par exemple, des composés à base de cyanure et des composés organophosphorés). L'objet d'intérêt peut être un agent biologique, tel que la bactérie sporulée (extrêmement dangereuse) Bacillus anthracis, qui est marqué chimiquement (par exemple, par le trichlorure de terbium [TbC13], ou marqué biologiquement (par exemple, par des anticorps d'une technique radio-immunologique), en tant que partie de l'étape (procédure) principale de préparation d'une solution ou d'une suspension de test de l'échantillon de matière, c'est-à-dire, l'échantillon d'air, pour permettre l'identification et la caractérisation de celui-ci par l'intermédiaire d'une imagerie et d'une analyse hyperspectrales. Echantillon de matière Un échantillon de matière fait généralement référence à une quantité relativement faible de matière qui est représentative, et un exemple, (c'est-à-dire, un échantillon), d'une quantité relativement grande de la matière, où le terme « matière » fait généralement référence à quelque chose (c'est-à-dire, une entité, un matériau, une substance) qui a une masse, occupe un volume, et existe en tant que solide, liquide, gaz, ou une combinaison de ceux-ci. Un échantillon de matière peut également être considéré comme étant un spécimen (c'est-à-dire, un exemple) de la matière. Ici, le terme « objet » fait généralement référence à, et est considéré comme équivalent à, et synonyme de, au moins une partie d'une matière donnée, et par conséquent, celle qui est présente dans un échantillon de la matière. Par conséquent, le terme « objet » fait généralement référence à, et est considéré comme équivalent à, et synonyme de, au moins une partie de quelque chose (c'est-à-dire, une entité, un matériau, une substance) qui a une masse, occupe un volume, et existe en tant que solide, liquide, gaz, ou une combinaison de ceux-ci, et par conséquent, celle qui est présente dans un échantillon de matière. De plus, chaque objet (c'est-à-dire, au moins une partie d'une matière donnée) est définissable et caractérisable par un ensemble d'une grande variété de propriétés, de caractéristiques et de comportements biologiques, chimiques ou/et physiques possibles. Analyse d'un échantillon de matière Essentiellement dans chaque domaine ou zone de la science et de la technologie, il existe des applications qui sont 10 basées sur, ou impliquent, le besoin d'analyser, en ligne (en temps réel ou en temps presque réel) ou hors ligne, un échantillon de matière, pour un but ou un objectif principal d'identification et de caractérisation d'au moins un objet (c'est-à-dire, une entité, un matériau, une substance) 15 d'intérêt, habituellement parmi un grand nombre de types ou de genres différents d'objets (c'est-à-dire, des entités, des matériaux, des substances) sans intérêt, dans l'échantillon de matière. Cette caractérisation peut comprendre la détermination de tout nombre et types ou genres de propriétés, 20 de caractéristiques, de particularités, de paramètres, ou/et de comportements biologiques, chimiques ou/et physiques, dudit au moins un objet d'intérêt dans l'échantillon de matière. Il existe une pléthore d'enseignements et de mises en pratique de l'art antérieur d'un grand nombre de procédés et 25 de techniques analytiques différents, et d'équipements, d'instrumentations, de matériels et de logiciels analytiques associés, qui sont appropriés pour une analyse en ligne (en temps réel, ou en temps presque réel) ou hors ligne d'un échantillon de matière. Clairement, de nombreux facteurs, 30 paramètres, conditions, critères, et spécifications sont impliqués, lesquels doivent être identifiés, analysés, examinés, pris en compte et éventuellement testés, afin de déterminer correctement quel procédé ou technique analytique particulier, et, équipement, instrumentation, matériel et logiciel analytiques associés, sont les plus appropriés, en variante appropriés, ou optionnellement appropriés, pour analyser un échantillon de matière particulier.

L'imagerie et l'analyse hyperspectrales ont été établies comme un type fortement unique, spécialisé et sophistiqué de spectroscopie et d'imagerie combinées de procédé ou de technique analytique, dans le domaine ou la zone plus englobante de la science et de la technologie analytiques, impliquant les sciences et les technologies de spectroscopie et d'imagerie. Par définition, l'imagerie et l'analyse hyperspectrales sont basées sur une combinaison de théories, de principes et de mises en pratique de spectroscopie et d'imagerie, qui sont exploitables pour analyser des 15 échantillons de matière d'une manière fortement unique, spécialisée et sophistiquée. L'imagerie et l'analyse hyperspectrales, la théorie, les principes et les mises en pratique de celles-ci et les applications et les sujets connexes et associés de celles-ci, 20 tels que le sujet plus général d'imagerie spectrale, sont bien connus et enseignés dans la littérature scientifique, technique et des brevets, et actuellement mis en pratique dans un grand nombre de domaines et de zones différents de la science et de la technologie. Plusieurs exemples 25 (principalement récents) de ces enseignements et mises en pratique sont présentés dans les références 1 à 29 (et les références citées dans celles-ci). Des enseignements et des mises en pratique sélectionnés de l'imagerie et de l'analyse hyperspectrales par le même demandeur/cessionnaire de la 30 présente invention sont présentés dans les références 30 à 36. En vue d'établir l'étendue, la signification et le ou les domaines ou la ou les zones d'application, et la signification de la présente invention, et pour la compréhension des problèmes résolus par la présente invention, le contexte suivant est fourni. Imagerie et analyse hyperspectrales La technique d'imagerie spectroscopique hautement 5 spécialisée, complexe et sophistiquée d'imagerie et d'analyse « hyperspectrales, par opposition à la technique d'imagerie spectroscopique ordinaire ou standard d'imagerie et d'analyse « spectrales », consiste à utiliser un système d'imagerie et d'analyse hyperspectrales pour la génération et la collecte 10 (acquisition) en ligne (en temps réel, en temps presque réel) ou hors ligne d'images hyperspectrales et de spectres (auxquels il est fait ici référence généralement, ensemble, en tant que données et informations d'image hyperspectrale), et traiter et analyser les données et les informations d'image 15 hyperspectrale acquises. Dans l'imagerie hyperspectrale, de multiples champs de vision d'un échantillon de matière sont balayés et représentés de manière « hyperspectrale » tandis que l'échantillon de matière (contenant des objets et les composants de ceux-ci) est exposé à un rayonnement 20 électromagnétique. Pendant le balayage et l'imagerie hyperspectraux, des nombres relativement grands (de l'ordre des millions) de multiples images spectrales (c'est-à-dire, hyperspectrales) sont générées et collectées, une à la fois, mais, d'une manière séquentielle extrêmement rapide ou rapide, 25 des objets (et des composants de ceux-ci) en émettant un rayonnement électromagnétique à une pluralité de nombreuses longueurs d'onde et fréquences, où les longueurs d'onde et les fréquences sont associées à différentes (relativement étroites) parties ou bandes, ou bandes dans celles-ci, 30 sélectionnées, d'un hyper spectre entier émis par les objets (et les composants de ceux-ci). Un système d'imagerie et d'analyse hyperspectrales peut être mis en oeuvre d'une manière extrêmement rapide ou rapide pour fournir des données et des informations spectrales et spatiales à résolution exceptionnellement hautement élevée d'un échantillon de matière dont l'image est formée, avec une grande exactitude et une grande précision (reproductibilité), qui ne peuvent pas être atteintes fondamentalement en utilisant un système d'imagerie et d'analyse spectrales ordinaire ou standard. En général, lorsqu'un rayonnement électromagnétique, par exemple, sous la forme d'une lumière telle que celle fournie par le soleil, ou par un type de source d'éclairage ou d'énergie d'imagerie d'origine artificielle, telle que celle utilisée pendant l'imagerie hyperspectrale, frappe un objet, le rayonnement électromagnétique est affecté par un ou plusieurs des espèces ou composants biologiques, chimiques ou/et physiques constituant l'objet, par n'importe quelle combinaison de mécanismes d'absorption, de diffusion, de réflexion, de diffraction, de dispersion ou/et de transmission de rayonnement électromagnétique. De plus, un objet dont la composition comprend des espèces ou des composants chimiques organiques, présente ordinairement un certain degré ou un certain niveau de propriétés, de caractéristiques et de comportement fluorescents ou/et phosphorescents, lorsqu'il est éclairé par un certain type de rayonnement électromagnétique ou de lumière, tel qu'une lumière ultraviolette (UV), visible (VIS) ou infrarouge (IR). Le rayonnement électromagnétique affecté, sous la forme d'un rayonnement diffusé, réfléchi, diffracté, dispersé ou/et transmis qui est émis par, ou/et émerge de, l'objet, est lié directement et de manière unique aux propriétés, caractéristiques et comportement biologiques, chimiques ou/et physiques de l'objet, en général, et des espèces ou des composants chimiques constituant l'objet, en particulier, et représente par conséquent un type de motif spectral (« empreinte » ou « signature ») d'identification et de caractérisation de l'objet.

Par conséquent, les images hyperspectrales générées par, et collectées à partir d'un échantillon de matière sont corrélées avec les spectres d'émission de l'échantillon de matière, où les spectres d'émission correspondent à des représentations spectrales sous la forme de types de motifs « d'empreinte » ou de « signature » spectraux d'identification et de caractérisation, des objets (et des composants de ceux-ci) dont l'image est formée de manière hyperspectrale dans l'échantillon de matière. Ces données et informations d'image hyperspectrale sont traitées et analysées en utilisant des traitement et analyse de données et d'informations d'imagerie hyperspectrale de types à reconnaissance automatique de motifs (APR) ou/et à reconnaissance optique de caractères (OCR) pour identifier, caractériser ou/et classifier les propriétés, caractéristiques et comportement physiques, chimiques ou/et biologiques des objets (et des composants de ceux-ci) dont l'image est formée de manière hyperspectrale dans l'échantillon de matière. Imagerie et analyse hyperspectrales d'un échantillon de 20 matière A la suite de la fourniture d'un échantillon de matière, ou à la suite de l'obtention ou de la collecte d'un échantillon de matière, l'analyse d'un échantillon de matière par l'intermédiaire d'une imagerie et d'une analyse 25 hyperspectrales, comme l'analyse d'un échantillon de matière par essentiellement n'importe quel procédé ou technique analytique, implique trois domaines ou étapes généraux séparés, mais intégrés, d'activités et de procédures principales. En particulier, à la suite de la fourniture d'un 30 échantillon de matière, ou à la suite de l'obtention ou de la collecte d'un échantillon de matière, l'imagerie et l'analyse hyperspectrales de l'échantillon de matière impliquent généralement les trois domaines ou étapes généraux séparés, mais intégrés, d'activités et de procédures principales : (i) la préparation d'une forme de test appropriée (généralement, une forme solide ou liquide) de l'échantillon de matière, qui est appropriée pour être soumise à une imagerie et une analyse hyperspectrales, (ii) la génération et la collecte de données et d'informations d'image hyperspectrale de la forme de test de l'échantillon de matière, et (iii) le traitement et l'analyse des données et des informations d'image hyperspectrale générées et collectées. En général, chacun de ces trois domaines ou étapes généraux d'activités et de procédures principales d'une application d'imagerie et d'analyse hyperspectrales peut être caractérisé par divers niveaux ou degrés différents des paramètres de performance suivants : exactitude, précision (reproductibilité), sensibilité, résolution et vitesse. Dans n'importe quelle application d'imagerie et d'analyse hyperspectrales donnée, les trois domaines ou étapes généraux d'activités et de procédures principales qui viennent d'être énoncés sont entièrement intégrés et dépendants les uns des autres. Les paramètres de performance d'exactitude, de précision (reproductibilité), de sensibilité, de résolution ou/et de vitesse (échelle de temps), du premier domaine ou étape général d'activités et de procédures principales d'une application d'imagerie et d'analyse hyperspectrales, c'est-à-dire, concernant la préparation d'une forme de test appropriée de l'échantillon de matière, affectent et influencent les paramètres de performance d'exactitude, de précision 30 (reproductibilité), de sensibilité, de résolution ou/et de vitesse (échelle de temps) de chacun des deuxième et troisième domaines ou étapes généraux suivants d'activités et de procédures principales. Plus spécifiquement, les activités et procédures principales de préparation d'une forme de test appropriée d'un échantillon de matière affectent et influencent la génération et la collecte de données et d'informations d'image hyperspectrale de la forme de test de l'échantillon de matière, lesquelles, à leur tour, affectent et influencent le traitement et l'analyse des données et des informations d'image hyperspectrale générées et collectées. Préparation d'une forme de test appropriée d'un échantillon de matière Ce domaine ou étape général d'activités et de procédures principales d'une application d'imagerie et d'analyse hyperspectrales implique la préparation d'une forme de test appropriée d'un échantillon de matière qui est appropriée pour et compatible avec le fonctionnement et l'utilisation de l'équipement et de l'instrumentation d'un système d'imagerie et d'analyse hyperspectrales donné. Généralement, une forme de test appropriée d'un échantillon de matière implique l'utilisation d'une quantité relativement faible (par exemple, de l'ordre des microlitres (pl)) de l'échantillon de matière, « tel quel », sous une forme solide, en solution ou en suspension. En variante, en fonction de la composition ou de la constitution réelle de l'échantillon de matière (comprenant les objets et les composants de celui-ci présents dans l'échantillon de matière), une forme de test appropriée d'un échantillon de matière peut impliquer la dissolution, la mise en suspension ou/et le mélange, c'est-à-dire la reformulation, d'une quantité relativement faible de l'échantillon de matière en une forme de solution ou de suspension. Une partie ou une partie aliquote de la forme de test solide, en solution ou en suspension de l'échantillon de matière est ensuite généralement placée sur un porte-objet ou une plaque en métal inerte propre ou sur un porte-objet ou une plaque du type de microscope en matière plastique (par exemple, du Téflon®) ou en verre inerte propre, qui est approprié pour fonctionner en tant que porte-échantillon dans un système d'imagerie et d'analyse hyperspectrales. Le porte-objet ou la plaque (porte-échantillon) avec la partie ou la partie aliquote de la 5 solution ou de la suspension de test de l'échantillon de matière est ensuite positionné et attaché (fixé) de manière appropriée sur un étage ou une plateforme d'examen mobile dans trois dimensions (c'est-à-dire, en translation) et, optionnellement, mobile angulairement (c'est-à-dire, en 10 rotation) du système d'imagerie et d'analyse hyperspectrales. En vue d'une compréhension complète des problèmes et des limitations actuels importants décrits ci-dessous de l'imagerie et de l'analyse hyperspectrales d'un échantillon de matière, une brève description est donnée ci-après de scènes 15 dont l'image est formée de manière hyperspectrale d'une forme de test d'un échantillon de matière, en termes de types, de catégories, ou de classes, d'objets existant dans les scènes dont l'image est formée de manière hyperspectrale. Scènes dont l'image est formée de manière hyperspectrale d'un 20 échantillon de matière, et types, catégories ou classes d'objets dans celles-ci En général, dans des scènes dont l'image est formée de manière hyperspectrale d'une forme de test d'un échantillon de matière (comprenant les objets et les composants de ceux-ci 25 présents dans l'échantillon de matière), les objets (c'est-à-dire, les entités, les matériaux, les substances) peuvent être classés, catégorisés ou classifiés, selon deux types, catégories ou classes différents principaux. A savoir, les « objets sans intérêt » et les « objets d'intérêt », chacun 30 d'eux étant défini de base comme suit. Les « objets sans intérêt » correspondent aux objets (présents ou contenus) dans une scène dont l'image est formée de manière hyperspectrale de l'échantillon de matière qui sont sans intérêt pour un opérateur humain (opérateur, observateur, analyseur ou/et contrôleur) d'un processus impliquant l'échantillon de matière. Les « objets d'intérêt » correspondent aux objets (présents ou contenus) dans une scène dont l'image est formée de manière hyperspectrale de l'échantillon de matière qui présentent un intérêt pour un opérateur humain d'un processus impliquant l'échantillon de matière. Pour une compréhension supplémentaire des considérablement différentes significations et différents attributs des objets sans intérêt et des objets d'intérêt, dans le contexte de la présente invention, les objets sans intérêt sont considérés comme faisant partie de « l'arrière-plan », ou comme étant dans une scène dont l'image est formée de manière hyperspectrale de l'échantillon de matière, tandis que les objets d'intérêt sont considérés comme étant des « cibles », ou comme étant dans une scène dont l'image est formée de manière hyperspectrale de l'échantillon de matière. Par conséquent, dans l'imagerie hyperspectrale, les objets individuels parmi une pluralité, une collection ou un ensemble de plusieurs objets (c'est-à-dire, entités, matériaux, substances) (présents ou contenus) dans une scène dont l'image est formée de manière hyperspectrale d'un échantillon de matière, peuvent être classés, catégorisés, ou classifiés, selon les deux principaux types, catégories, ou classes différents d'objets énoncés ci-dessus, c'est-à-dire, les objets sans intérêt (c'est-à-dire, l'arrière-plan) et les objets d'intérêt (c'est-à-dire, les cibles). Généralement, chaque scène dont l'image est formée de manière hyperspectrale d'un échantillon de matière comprend ou contient une distribution de différents nombres relatifs 30 (c'est-à-dire, rapports, proportions) des deux principaux types, catégories, ou classes différents d'objets définis précédemment. Par exemple, une scène donnée dont l'image est formée de manière hyperspectrale peut comprendre ou contenir une distribution d'un nombre relativement petit d'objets d'intérêt (cibles) et d'un nombre relativement grand d'objets sans intérêt (correspondant à un arrière-plan relativement grand ou « bruyant »). Inversement, une scène donnée dont 5 l'image est formée peut comprendre ou contenir une distribution d'un nombre relativement grand d'objets d'intérêt (cibles) et d'un nombre relativement petit d'objets sans intérêt (correspondant à un arrière-plan relativement petit ou « calme »). 10 De plus, par exemple, il existe de nombreuses applications d'imagerie et d'analyse hyperspectrales dans lesquelles la majorité des scènes dont l'image est formée de manière hyperspectrale comprennent ou contiennent un nombre relativement « exceptionnellement » petit d'objets d'intérêt 15 (cibles) comparé à un nombre relativement grand d'objets sans intérêt (arrière-plan grand ou bruyant). Par exemple, ces applications sont celles dans lesquelles le nombre d'objets d'intérêt (cibles), par rapport au nombre de tous les objets [d'intérêt (cible) et sans intérêt (arrière-plan)] (présents 20 ou contenus) dans une scène dont l'image est formée de manière hyperspectrale, correspond à un rapport ou une proportion aussi faible que 1 %[1 part pour cent (pph)], ou 10-1 % [1 part pour mille (ppt)], ou 10-4 % [1 part pour un million (ppm)], 10-7 % [1 part pour un milliard (ppb)], ou même aussi 25 faible que 10-10 % [1 part pour un trillion (pptr)]. En plus des scènes dont l'image est formée de manière hyperspectrale comprenant des distributions de différents nombres relatifs (rapports, proportions) des deux principaux types, catégories ou classes différents d'objets, on note que 30 chaque objet dont l'image est formée de manière hyperspectrale (c'est-à-dire, entité, matériau, substance) peut être défini et caractérisé par un ensemble d'une grande variété de nombreux propriétés, caractéristiques et comportements biologiques, chimiques ou/et physiques possibles. Par exemple, dans une scène donnée dont l'image est formée de manière hyperspectrale, il peut exister différents nombres relatifs, types et genres d'objets dont les données et les informations d'image « hyperspectrale » (comprenant particulièrement, par exemple, des spectres d'émission correspondant à des représentations spectrales sous la forme de types de motifs d'empreinte ou de signature spectrale d'identification et de caractérisation), sont assez similaires, ou même pratiquement identiques, c'est-à-dire, peuvent être à peine distinguées ou résolues, mais dont les données et les informations « biologiques, chimiques ou/et physiques » (en termes de propriétés, de caractéristiques ou/et de comportement) sont considérablement différentes, et pas du tout similaires ou pratiquement identiques, c'est-à-dire, pas du tout faciles à distinguer ou résoudre, ou vice versa. Indépendamment des distributions réelles des différents nombres relatifs (c'est-à-dire, rapports, proportions) d'objet d'intérêt (cibles) et d'objets sans intérêt (arrière-plan) dans les scènes dont l'image est formée de manière hyperspectrale d'un échantillon de matière, toute application d'imagerie et d'analyse hyperspectrales implique finalement le besoin d'identifier, de distinguer et de résoudre les objets d'intérêt (cibles) par rapport aux objets sans intérêt (arrière-plan) dans les scènes dont l'image est formée de manière hyperspectrale. Cela implique le besoin d'identifier, de distinguer et de résoudre les données et les informations d'image hyperspectrale des objets d'intérêt (cibles) par rapport aux données et aux informations d'image hyperspectrale des objets sans intérêt (arrière-plan). De plus, il est également nécessaire d'effectuer ces procédures et opérations d'identification, de distinction et de résolution en relation avec les données et les informations biologiques, chimiques ou/et physiques des objets d'intérêt (cibles) et des objets sans intérêt (arrière-plan) dans les scènes dont l'image est formée de manière hyperspectrale. Problèmes et limitations actuels importants de l'imagerie et 5 de l'analyse hyperspectrales d'un échantillon de matière En général, les problèmes et les limitations importants actuels de l'imagerie et de l'analyse hyperspectrales d'un échantillon de matière sont habituellement basés sur, impliquent, ou/et sont associés aux difficultés et complexités 10 théoriques ou/et pratiques qui surviennent lors de l'exécution, ou de la tentative d'exécution des trois domaines ou étapes généraux séparés, mais intégrés, énoncés précédemment, (i), (ii) et (iii), d'activités et de procédures principales, avec une certaine combinaison des paramètres de 15 performance de grande exactitude, ou/et de grande précision (haute reproductibilité), ou/et de grande sensibilité, ou/et de haute résolution, ou/et à grande vitesse (courte échelle de temps), que ce soit en ligne (en temps réel, en temps presque réel) ou hors ligne, d'une manière optimale et très efficace. 20 Des difficultés et des complexités exceptionnelles surviennent lors de l'exécution, ou de la tentative d'exécution, des domaines ou étapes généraux, (i), (ii) et (iii), d'activités et de procédures principales, avec la combinaison « finale » des paramètres de performance hautement souhaitables de grande 25 exactitude « et » de grande précision (haute reproductibilité, « et » de haute sensibilité, « et » de haute résolution, « et » à grande vitesse (courte échelle de temps), tous en même temps (c'est-à-dire, simultanément), que ce soit en ligne (en temps réel, en temps presque réel) ou hors ligne, d'une 30 manière optimale et très efficace. Une source ou origine principale des difficultés et complexités qui surviennent lors de l'exécution d'une imagerie et d'une analyse hyperspectrales d'un échantillon de matière est la présence variant spatialement ou/et temporellement souvent problématique et entraînant des complications d'objets (entités, matériaux, substances) sans intérêt (arrière-plan) dans l'échantillon de matière, se transformant directement en la présence variant spatialement ou/et temporellement problématique et entraînant des complications correspondante d'objets sans intérêt (arrière-plan) dans les scènes dont l'image est formée de manière hyperspectrale de la forme de test de l'échantillon de matière. La présence variant spatialement ou/et temporellement d'objets sans intérêt dans l'échantillon de matière interfère négativement, dans une mesure ou à un degré variable (en fonction de plusieurs facteurs interdépendants), avec l'imagerie et l'analyse hyperspectrales des objets (entités, matériaux, substances) d'intérêt (cibles) dans l'échantillon de matière. Par conséquent, la présence variant spatialement ou/et temporellement d'objets sans intérêt (arrière-plan) dans les scènes dont l'image est formée de manière hyperspectrale de la forme de test de l'échantillon de matière interfère négativement, dans une mesure ou à degré variable, avec l'imagerie et l'analyse hyperspectrales d'objets d'intérêt (cibles) dans les scènes dont l'image est formée de manière hyperspectrale de la forme de test de l'échantillon de matière.

Les aspects problématiques et entraînant des complications qui précèdent, concernant la présence variant spatialement ou/et temporellement d'objets sans intérêt (arrière-plan), affectent et influencent négativement la génération et la collecte de données et d'informations d'image hyperspectrale de l'échantillon de matière, qui, à leur tour, affectent et influencent négativement le traitement et l'analyse des données et des informations d'image hyperspectrale générées et collectées. De plus, ces aspects problématiques et entraînant des complications, ainsi que les atteintes et les influences négatives correspondantes, rendent par la suite difficile l'obtention de niveaux élevés des paramètres de performance d'exactitude, de précision 5 (reproductibilité), de sensibilité, de résolution, ou/et de vitesse (échelle de temps), d'une application d'imagerie et d'analyse hyperspectrales globale, telle que celle basée sur l'analyse d'un échantillon de matière par l'intermédiaire d'une imagerie et d'une analyse hyperspectrales, pour 10 identifier et caractériser un objet d'intérêt dans l'échantillon. Les aspects problématiques et entraînant des complications qui précèdent, concernant la présence variant spatialement ou/et temporellement d'objets sans intérêt 15 (arrière-plan), qui affectent et influencent négativement l'imagerie et l'analyse hyperspectrales d'un échantillon de matière, sont particulièrement applicables à une application impliquant l'analyse en ligne (en temps réel ou en temps presque réel) ou hors ligne d'un échantillon de l'air (c'est- 20 à-dire, un échantillon d'air) par l'intermédiaire d'une imagerie et d'une analyse hyperspectrales, pour identifier et caractériser un objet d'intérêt (cible) dans l'échantillon d'air. En particulier, dans une telle application, l'échantillon d'air peut être collecté ou obtenu à partir 25 d'une source intérieure d'air (par exemple, un bureau de poste, un aéroport, une station de métro, un centre commercial, un stade de sport, ou un immeuble de bureaux) ou à partir d'une source extérieure d'air. Dans une telle application, les objets sans intérêt (arrière-plan) 30 interférents sont les nombreux composants (non cibles) (c'est-à-dire, entités, matériaux, substances) différents présents dans l'échantillon d'air. Dans l'échantillon d'air, l'objet d'intérêt (cible) peut être un agent biologique (potentiellement dangereux) (par exemple, une bactérie [telle que la bactérie sporulée Bacillus anthracis], un virus, un champignon, ou une toxine), ou un agent chimique (potentiellement dangereux) (par exemple, un agent 5 neurotoxique [par exemple, le sarin, le tabun ou le soman], ou un poison chimique [par exemple, un composé à base de cyanure ou un composé organophosphoré]), qui est composé ou constitué de matières ou de substances organiques ou/et inorganiques, et qui est de préférence dans une phase solide (par exemple, des 10 particules). Dans l'échantillon d'air collecté, les objets sans intérêt (arrière-plan) interférents proviennent des nombreux types et concentrations différents variant spatialement (c'est-à-dire, variant ou changeant avec la position ou 15 l'emplacement) ou/et variant temporellement (c'est-à-dire, variant ou changeant avec le temps) de composants (non cibles) (c'est-à-dire, entités, matériaux, substances) présents dans la source d'air. La source intérieure ou extérieure d'air comprend généralement de nombreux types et concentrations 20 différents variant spatialement ou/et temporellement de composants (non cibles), tels que de la poussière (fines particules sèches de matière), du pollen (fin matériau particulaire ou sous forme de poudre consistant en des grains de pollen produits par des plantes), des minéraux, des types 25 non cibles de matière biologique (moisissure (champignon), bactérie), et des types non cibles de matière chimique particulaire. Ces composants (non cibles) dans la source d'air peuvent être sous forme d'aérosol, consistant en une suspension gazeuse de fines particules solides ou liquides qui 30 circulent dans toute la source d'air (intérieure ou extérieure). Ces composants (non cibles) ont des concentrations relatives qui, généralement, varient ou changent spatialement (c'est-à-dire, varient ou changent avec la position et l'emplacement) ou/et varient ou changent temporellement (c'est-à-dire, varient ou changent avec le temps), en fonction des variations spatiales ou/et temporelles de l'environnement atmosphérique local et des conditions météorologiques de la source intérieure ou extérieure d'air, et en fonction de l'emplacement et de l'instant auxquels l'échantillon d'air est collecté ou obtenu à partir de la source d'air. Par conséquent, on s'attend à ce qu'une pluralité d'échantillons d'air comportent ces composants (non cibles) variant spatialement ou/et temporellement dont les concentrations relatives varient conformément à leur variation spatiale ou/et temporelle dans la source d'air à partir de laquelle les échantillons d'air sont collectés ou obtenus. D'une manière similaire, un objet d'intérêt (cible), tel qu'un agent biologique (potentiellement dangereux) (par exemple, une bactérie [telle que la bactérie sporulée Bacillus anthracis], un virus, un champignon ou une toxine), ou un agent chimique (potentiellement dangereux) (par exemple, un agent neurotoxique [par exemple, le sarin, le tabun ou le soman], ou un poison chimique [par exemple, un composé à base de cyanure, ou un composé organophosphoré]), qui est présent dans un échantillon d'air collecté ou obtenu à partir d'une source intérieure ou extérieure d'air, a une concentration relative qui, généralement, varie ou change spatialement (c'est-à-dire, varie ou change avec la position et l'emplacement) ou/et varie ou change temporellement (c'est-à-dire, varie ou change avec le temps), en fonction des variations spatiales ou/et temporelles de l'environnement atmosphérique local et des conditions météorologiques de la source intérieure ou extérieure d'air, et en fonction de l'emplacement et de l'instant auxquels l'échantillon d'air est collecté ou obtenu à partir de la source d'air. Par conséquent, on s'attend à ce qu'une pluralité d'échantillons d'air comportent un tel objet d'intérêt (cible) variant spatialement ou/et temporellement dont la concentration relative varie conformément à sa variation spatiale ou/et temporelle dans la source d'air à partir de laquelle les échantillons d'air sont collectés ou obtenus. Dans une telle application, généralement, une scène donnée dont l'image est formée de manière hyperspectrale d'une forme de test d'un échantillon d'air comprend ou contient une distribution d'un nombre relativement petit de l'objet d'intérêt (cible, par exemple, sous la forme d'un agent biologique ou chimique marqué spectralement) et d'un nombre relativement grand des objets sans intérêt (arrière-plan grand ou bruyant, sous la forme de composants (non cibles) de l'échantillon d'air). De plus, dans une telle application, généralement, la majorité des scènes dont l'image est formée de manière hyperspectrale comprennent ou contiennent un nombre relativement exceptionnellement petit de l'objet d'intérêt (cible) comparé à un nombre relativement grand des objets sans intérêt (arrière-plan). Par exemple, lorsque le nombre de l'objet d'intérêt (cible), par rapport au nombre de tous les objets [d'intérêt (cible) et sans intérêt (arrière-plan)] (présents ou contenus) dans une scène dont l'image est formée de manière hyperspectrale, correspond à un rapport ou une proportion aussi faible que 1 % [1 part pour cent (pph)], ou 10-1 % [1 part pour mille (ppt)], ou 10-4 % [1 part pour un million (ppm)], 10-7 % [1 part pour un milliard (ppb)], ou même aussi faible que 10-10 % [1 part pour un trillion (pptr)]. De plus, dans une telle application, dans les scènes dont l'image est formée de manière hyperspectrale d'une forme de 30 test d'un échantillon d'air, chaque objet d'intérêt (cible, par exemple, sous la forme d'un agent biologique ou chimique marqué spectralement) dont l'image est formée de manière hyperspectrale et chaque objet sans intérêt (arrière-plan, sous la forme de composants (non cibles) de l'échantillon d'air) dont l'image est formée de manière hyperspectrale peuvent être définis et caractérisés par un ensemble d'une grande variété de propriétés, de caractéristiques et de 5 comportements biologiques, chimiques ou/et physiques possibles. Par exemple, dans une scène donnée dont l'image est formée de manière hyperspectrale, il peut apparaître le scénario dans lequel l'objet d'intérêt (cible, sous la forme d'un agent biologique ou chimique marqué spectralement) et les 10 objets sans intérêt (arrière-plan, sous la forme de composants (non cibles) de l'échantillon d'air) présentent des données et des informations d'image « hyperspectrale » (comprenant particulièrement, par exemple, des spectres d'émission correspondant à des représentations spectrales sous la forme 15 de types de motifs d'empreinte ou de signature spectrale d'identification et de caractérisation), qui sont assez similaires, ou même pratiquement identiques, c'est-à-dire, qui peuvent à peine être distinguées ou résolues, mais dont les données et les informations « biologiques, chimiques ou/et 20 physiques » (en termes de propriétés, de caractéristiques ou/et de comportement), sont considérablement différentes, et pas du tout similaires ou pratiquement identiques, c'est-à-dire, pas du tout faciles à distinguer ou résoudre, ou vice versa. 25 Indépendamment des distributions réelles des différents nombres relatifs (c'est-à-dire, rapports, proportions) de l'objet d'intérêt (cible, sous la forme d'un agent biologique ou chimique marqué spectralement) et des objets sans intérêt (arrière-plan, sous la forme de composants (non cibles) de 30 l'échantillon d'air), dans les scènes dont l'image est formée de manière hyperspectrale de l'échantillon d'air, il est nécessaire finalement d'identifier, de distinguer et de résoudre l'objet d'intérêt (cible, sous la forme d'un agent biologique ou chimique marqué spectralement) par rapport aux objets sans intérêt (arrière-plan, sous la forme de composants (non cibles) de l'échantillon d'air) dans les scènes dont l'image est formée de manière hyperspectrale.

Cela implique le besoin d'identifier, de distinguer et de résoudre les données et les informations d'image hyperspectrale de l'objet d'intérêt (cible, sous la forme d'un agent biologique ou chimique marqué spectralement) par rapport à celles des objets sans intérêt (arrière-plan, sous la forme de composants (non cibles) de l'échantillon d'air). De plus, il est également nécessaire d'effectuer ces procédures et opérations d'identification, de distinction et de résolution en relation avec les données et les informations biologiques, chimiques ou/et physiques de l'objet d'intérêt (cible, sous la forme d'un agent biologique ou chimique marqué spectralement) et des objets sans intérêt (arrière-plan, sous la forme de composants (non cibles) de l'échantillon d'air) dans les scènes dont l'image est formée de manière hyperspectrale. En outre, il est également nécessaire d'effectuer ces procédures et opérations d'identification, de distinction et de résolution en considérant le fait que les scènes dont l'image est formée de manière hyperspectrale sont générées et collectées à partir d'échantillons d'air dans lesquels les objets sans intérêt (arrière-plan, sous la forme de composants (non cibles) de l'échantillon d'air) et l'objet d'intérêt (cible, sous la forme d'un agent biologique ou chimique marqué spectralement) ont des concentrations relatives qui varient conformément à leur variation spatiale ou/et temporelle dans la source d'air à partir de laquelle les échantillons d'air sont collectés ou obtenus. Par conséquent, les aspects problématiques et entraînant des complications décrits qui précèdent, ainsi que les atteintes et les influences négatives correspondantes, dus à la présence variant spatialement ou/et temporellement d'objets sans intérêt (arrière-plan) dans un échantillon d'air, rendent difficile l'obtention de niveaux élevés des paramètres de performance d'exactitude, de précision (reproductibilité), de sensibilité, de résolution ou/et de vitesse (échelle de temps), d'une application d'imagerie et d'analyse hyperspectrales globale. C'est particulièrement le cas pour un exemple d'application spécifique impliquant une imagerie et une analyse hyperspectrales en ligne (en temps réel ou en temps presque réel) ou hors ligne d'un échantillon de l'air (c'est-à-dire, un échantillon d'air), pour identifier et caractériser un objet d'intérêt dans celui-ci, dans laquelle application, les objets sans intérêt (arrière-plan) interférents sont les nombreux composants (non cibles) (c'est- à-dire, entités, matériaux, substances) différents variant spatialement ou/et temporellement présents dans l'échantillon d'air, et l'objet d'intérêt (cible) est un agent biologique (potentiellement dangereux) (par exemple, une bactérie [telle que la bactérie sporulée Bacillus anthracis], un virus, un champignon ou une toxine), ou un agent chimique (potentiellement dangereux) (par exemple, un agent neurotoxique [par exemple, le sarin, le tabun ou le soman], ou un poison chimique [par exemple, un composé à base de cyanure ou un composé organophosphoré]).

Ainsi, malgré l'imagerie et l'analyse hyperspectrales bien connues et enseignées dans l'art antérieur et actuellement mises en pratique dans une grande variété de domaines et de zones différents de la science et de la technologie, les aspects problématiques et entraînant des 30 complications décrits précédemment et les atteintes et influences négatives correspondantes qui sont dus à la présence variant spatialement ou/et temporellement d'objets sans intérêt (arrière-plan) dans un échantillon de matière, tel qu'un échantillon d'air, qui limitent considérablement l'imagerie et l'analyse hyperspectrales de l'échantillon de matière, continuent d'exister et doivent être surmontés. Il existe ainsi un besoin, et il serait hautement 5 avantageux et utile d'avoir une invention d'un procédé pour l'imagerie et l'analyse hyperspectrales d'un échantillon de matière, pour l'identification et la caractérisation d'un objet d'intérêt dans celui-ci. Il existe également un besoin pour une invention qui comprenne une procédure pour préparer 10 une solution ou une suspension de test à partir d'un échantillon de matière, de sorte que la solution ou la suspension soumise à existe un 15 applicable ligne (par hors ligne de test soit particulièrement appropriée pour être une imagerie et une analyse hyperspectrales. Il besoin pour une invention qui soit généralement pour l'imagerie et l'analyse hyperspectrales en exemple, en temps réel ou en temps presque réel) ou de divers types ou genres différents d'échantillons de matière, dans lesquels la matière, et au moins un objet d'intérêt dans celle-ci, sont composés ou constitués de 20 matières ou de substances organiques ou/et inorganiques, qui sont dans une phase solide (par exemple, des particules), une phase liquide (par exemple, une solution ou une suspension), ou/et une phase gazeuse (par exemple, un aérosol). De plus, il existe un besoin pour une invention qui fournisse la capacité 25 d'obtenir la combinaison « finale » des paramètres de performance hautement souhaitables de grande exactitude, « et » de grande précision (grande reproductibilité), « et » de grande sensibilité, « et » de haute résolution, « et » à grande vitesse (courte échelle de temps), tous en même temps 30 (c'est-à-dire, simultanément), que ce soit en ligne ou hors ligne, d'une manière optimale et hautement efficace. En outre, il existe un besoin pour une invention qui puisse être particulièrement mise en oeuvre dans des applications impliquant l'imagerie et l'analyse hyperspectrales en ligne (en temps réel ou en temps presque réel) ou hors ligne d'un échantillon de l'air (c'est-à-dire, un échantillon d'air), pour identifier et caractériser un objet d'intérêt dans celui-ci, dans lequel l'objet d'intérêt est un agent biologique (potentiellement dangereux) (par exemple, une bactérie [telle que la bactérie sporulée Bacillus anthracis], un virus, un champignon ou une toxine), ou un agent chimique (potentiellement dangereux) (par exemple, un agent neurotoxique [par exemple, le sarin, le tabun ou le soman], ou un poison chimique [par exemple, un composé à base de cyanure ou un composé organophosphoré]). De plus, il existe un besoin pour une invention dans laquelle l'échantillon d'air est collecté ou obtenu (par exemple, par l'intermédiaire d'un système d'échantillonnage ou de collecte d'air) à partir d'une source intérieure d'air (par exemple, un bureau de poste, un aéroport, une station de métro, un centre commercial, un stade de sport, ou un immeuble de bureaux) ou à partir d'une source extérieure d'air. De plus, il existe un besoin particulier pour une invention dans laquelle l'objet d'intérêt peut être un agent biologique, tel que la bactérie sporulée Bacillus anthracis, qui est marqué chimiquement (par exemple, par le trichlorure de terbium [TbCl3], ou marqué biologiquement (par exemple, par des anticorps d'une technique radio- immunologique), pour permettre l'identification et la caractérisation de celui-ci par l'intermédiaire d'une imagerie et d'une analyse hyperspectrales. RESUME DE L'INVENTION La présente invention concerne un procédé pour l'imagerie et l'analyse hyperspectrales d'un échantillon de matière, pour identifier et caractériser un objet d'intérêt dans celui-ci. La présente invention comprend une procédure pour préparer une solution ou une suspension de test à partir d'un échantillon de matière, de sorte que la solution ou la suspension de test soit particulièrement appropriée pour être soumise à une imagerie et une analyse hyperspectrales. La présente invention est généralement applicable pour l'imagerie et l'analyse hyperspectrales en ligne (par exemple, en temps réel ou en temps presque réel) ou hors ligne de divers types ou genres différents d'échantillons de matière, dans lesquels la matière, et au moins un objet d'intérêt dans celle-ci, sont composés ou constitués de matières ou de substances organiques ou/et inorganiques, qui sont dans une phase solide (par exemple, des particules), une phase liquide (par exemple, une solution ou une suspension), ou/et une phase gazeuse (par exemple, un aérosol). La présente invention fournit la capacité d'obtenir la combinaison « finale » des paramètres de performance hautement souhaitables de grande exactitude, « et » de grande précision (haute reproductibilité), « et » de grande sensibilité, « et » de haute résolution, « et » à grande vitesse (courte échelle de temps), tous en même temps (c'est-à-dire, simultanément), que ce soit en ligne ou hors ligne, d'une manière optimale et hautement efficace. Ainsi, selon un aspect de la présente invention, il est proposé un procédé pour l'imagerie et l'analyse hyperspectrales d'un échantillon de matière, pour identifier et caractériser un objet d'intérêt dans celui-ci, le procédé comprenant : la préparation d'une solution ou d'une suspension de test de l'échantillon de matière, la préparation comprenant l'ajout, à l'échantillon de matière, d'un marqueur spectral spécifique à l'objet d'intérêt, de sorte que, si l'objet d'intérêt est présent dans la solution ou la suspension de test, l'objet d'intérêt, lorsqu'il est marqué avec le marqueur spectral, devienne une cible active de manière hyperspectrale qui peut être détectée et identifiée de manière hyperspectrale dans la solution ou la suspension de test ; la génération et la collecte de données et d'informations d'image hyperspectrale de la solution ou la suspension de test ; et le traitement et l'analyse des données et des informations d'image hyperspectrale, pour identifier et caractériser la cible active de manière hyperspectrale dans la solution ou la suspension de test, identifiant et caractérisant de ce fait l'objet d'intérêt dans l'échantillon de matière. La préparation de la solution ou de la suspension de test 10 comprend l'ajout, à la solution ou à la suspension de test, d'un produit chimique réduisant l'arrière-plan, dans laquelle le produit chimique réduisant l'arrière-plan réduit les effets interférents d'arrière-plan provoqués par la présence d'objets sans intérêt dans la solution ou la suspension de test, 15 pendant l'imagerie et l'analyse hyperspectrales, augmentant de ce fait la détectabilité hyperspectrale de la cible active de manière hyperspectrale dans la solution ou la suspension de test, et dans laquelle la génération et la collecte des données et des informations d'image hyperspectrale de la 20 solution ou de la suspension de test comprennent l'acquisition séparément des données et des informations d'image hyperspectrale des objets sans intérêt. Selon certains modes de réalisation de la présente invention, l'échantillon de matière est un échantillon d'air. 25 Selon certains modes de réalisation de la présente invention, l'objet d'intérêt est un agent biologique ou un agent chimique. Selon certains modes de réalisation de la présente invention, l'agent biologique est sélectionné dans le groupe 30 consistant en une bactérie, un virus, un champignon et une toxine.

Selon certains modes de réalisation de la présente invention, la bactérie est la bactérie sporulée Bacillus anthracis. Selon certains modes de réalisation de la présente 5 invention, l'agent chimique est sélectionné dans le groupe consistant en un agent neurotoxique et un poison chimique. Selon certains modes de réalisation de la présente invention, le marqueur spectral spécifique à l'objet d'intérêt est sélectionné dans le groupe consistant en des marqueurs 10 chimiques et des marqueurs biologiques. Selon certains modes de réalisation de la présente invention, le marqueur chimique est le trichlorure de terbium [TbC13]. Selon certains modes de réalisation de la présente 15 invention, le marqueur biologique est un anticorps d'une technique radio-immunologique. Selon certains modes de réalisation de la présente invention, le produit chimique réduisant l'arrière-plan est sélectionné dans le groupe consistant en des solides et des 20 liquides. Selon certains modes de réalisation de la présente invention, le liquide est un liquide organique. Selon certains modes de réalisation de la présente invention, le liquide organique est de l'éthylène glycol 25 (monoéthylène glycol (MEG) ou éthane-1,2-diol) [HOCH2CH201-1]. Selon certains modes de réalisation de la présente invention, l'acquisition séparément des données et des informations d'image hyperspectrale des objets sans intérêt est effectuée pour un ou plusieurs des objets sans intérêt 30 sélectionnés dans le groupe consistant en de la poussière, du pollen, des minéraux, des types non cibles de matières biologiques, et des types non cibles de matières chimiques particulaires.

Selon certains modes de réalisation de la présente invention, l'acquisition séparément des données et des informations d'image hyperspectrale des objets sans intérêt est effectuée pour un ou plusieurs des objets sans intérêt sous une forme sèche. Selon certains modes de réalisation de la présente invention, l'acquisition séparément des données et des informations d'image hyperspectrale des objets sans intérêt est effectuée pour un ou plusieurs des objets sans intérêt sous une forme humide dissous ou en suspension dans le produit chimique réduisant l'arrière-plan, par exemple, dans lequel le produit chimique réduisant l'arrière-plan est l'éthylène glycol. Selon certains modes de réalisation de la présente invention, le traitement et l'analyse des données et des informations d'image hyperspectrale comprennent l'évaluation d'un niveau de détectabilité de la cible active de manière hyperspectrale dans la solution ou la suspension de test selon trois critères : (1) l'aire de tous les pixels positifs dans une image hyperspectrale exprimant des empreintes spectrales caractéristiques de la lumière émise par la cible active de manière hyperspectrale, (2) l'intensité de la fluorescence de chaque pixel positif dans l'image hyperspectrale qui exprime les empreintes spectrales caractéristiques de la cible active de manière hyperspectrale, et (3) la relation entre les empreintes spectrales caractéristiques incluses dans les pixels positifs de l'image hyperspectrale et d'une base de données d'images hyperspectrales. Selon certains modes de réalisation de la présente invention, le traitement et l'analyse des données et des informations d'image hyperspectrale comprennent en outre l'analyse de l'image hyperspectrale quant aux empreintes spectrales caractéristiques à une résolution d'un pixel, et le calcul de l'aire totale qui sous-tend tous les pixels positifs pour chaque image hyperspectrale et concentration du marqueur spectral. Selon certains modes de réalisation de la présente invention, le traitement et l'analyse des données et des informations d'image hyperspectrale comprennent en outre le calcul des intensités minimum, maximum et moyenne d'une région spectrale autour d'un pic d'émission caractéristique de la cible active de manière hyperspectrale.

Selon certains modes de réalisation de la présente invention, le traitement et l'analyse des données et des informations d'image hyperspectrale comprennent en outre la création de deux bases de données distinctes, dans lesquels une première base de données correspond à tous les spectres disponibles des effets interférents d'arrière-plan, et une deuxième base de données comprend tous les spectres correspondant à la cible active de manière hyperspectrale. Selon certains modes de réalisation de la présente invention, le traitement et l'analyse des données et des informations d'image hyperspectrale comprennent en outre la comparaison des empreintes spectrales incorporées dans les pixels positifs de l'image hyperspectrale aux empreintes spectrales des deux bases de données distinctes, moyennant quoi les pixels positifs sont divisés en la cible active de manière hyperspectrale et les effets interférents d'arrière-plan, et l'exécution d'une corrélation ensuite, pour produire le pourcentage de pixels positifs correspondant à la cible active de manière hyperspectrale et le pourcentage des pixels positifs correspondant aux effets interférents d'arrière-plan.

Selon certains modes de réalisation de la présente invention, les pourcentages de pixels positifs sont utilisés dans un diagramme en bâtons pour montrer la distribution des empreintes spectrales caractéristiques de la cible active de manière hyperspectrale et des effets interférents d'arrière- plan parmi les pixels positifs de la cible active de manière hyperspectrale, en fonction d'un compte de l'objet d'intérêt. A la suite de la fourniture d'un échantillon de matière, 5 ou à la suite de l'obtention ou de la collecte d'un échantillon de matière, l'imagerie et l'analyse hyperspectrales de l'échantillon de matière impliquent les trois domaines ou étapes généraux séparés, mais intégrés, d'activités et de procédures principales : (i) la préparation 10 d'une forme de test appropriée (généralement, une forme solide ou liquide) de l'échantillon de matière, qui est appropriée pour être soumise à une imagerie et une analyse hyperspectrales, (ii) la génération et la collecte de données et d'informations d'image hyperspectrale de la forme de test 15 de l'échantillon de matière, et (iii) le traitement et l'analyse des données et des informations d'image hyperspectrale générées et collectées. Les paramètres de performance d'exactitude, de précision (reproductibilité), de sensibilité, de résolution ou/et de 20 vitesse (échelle de temps), du premier domaine ou étape général d'activités et de procédures principales d'une application d'imagerie et d'analyse hyperspectrales, c'est-à-dire, concernant la préparation d'une forme de test appropriée de l'échantillon de matière, affectent et influencent les 25 paramètres de performance d'exactitude, de précision (reproductibilité), de sensibilité, de résolution ou/et de vitesse (échelle de temps), de chacun des deuxième et troisième domaines ou étapes généraux suivants d'activités et de procédures principales. Plus spécifiquement, les activités 30 et les procédures principales de préparation d'une forme de test appropriée d'un échantillon de matière affectent et influencent la génération et la collecte de données et d'informations d'image hyperspectrale de la forme de test de l'échantillon de matière, lesquelles, à leur tour, affectent et influencent le traitement et l'analyse des données et des informations d'image hyperspectrale générées et collectées. Un aspect principal innovant et inventif de la présente 5 invention consiste en ce que, dans le procédé pour l'imagerie et l'analyse hyperspectrales d'un échantillon de matière, pour identifier et caractériser un objet d'intérêt dans celui-ci, l'étape (procédure) principale de préparation de la solution ou de la suspension de test de l'échantillon de matière 10 comprend l'étape (procédure) unique et cruciale d'ajout, à la solution ou à la suspension de test, d'un produit chimique réduisant l'arrière-plan. Cela résulte en la formation de la solution ou de la suspension de test, dans laquelle le produit chimique réduisant l'arrière-plan réduit les effets 15 interférents d'arrière-plan provoqués par la présence d'objets sans intérêt dans la solution ou la suspension de test, pendant l'imagerie et l'analyse hyperspectrales, ce qui augmente la détectabilité hyperspectrale de la cible active de manière hyperspectrale dans la solution ou la suspension de 20 test. Un exemple d'application spécifique de la présente invention implique l'imagerie et l'analyse hyperspectrales en ligne (en temps réel ou en temps presque réel) ou hors ligne d'un échantillon de l'air (c'est-à-dire, un échantillon 25 d'air), pour identifier et caractériser un objet d'intérêt dans celui-ci, dans lequel l'objet d'intérêt est un agent biologique (potentiellement dangereux) ou un agent chimique (potentiellement dangereux). En général, l'objet d'intérêt (c'est-à-dire, l'agent biologique ou l'agent chimique) dans 30 l'échantillon d'air est composé ou constitué de matières ou de substances organiques ou/et inorganiques, qui sont dans une phase solide (par exemple, des particules), une phase liquide (par exemple, une solution ou une suspension), ou/et une phase gazeuse (par exemple, un aérosol). De préférence, l'objet d'intérêt (c'est-à-dire, l'agent biologique ou l'agent chimique) dans l'échantillon d'air est composé ou constitué de matières ou de substances organiques ou/et inorganiques, qui sont dans une phase solide sous une forme particulaire ou/et sont présentes (par exemple, absorbées ou/et adsorbées) sur des particules de l'échantillon d'air. L'échantillon d'air est collecté ou obtenu (par exemple, par l'intermédiaire d'un système d'échantillonnage et de collecte d'air de type standard) à partir d'une source intérieure d'air (par exemple, un bureau de poste, un aéroport, une station de métro, un centre commercial, un stade de sport, ou un immeuble de bureaux), ou à partir d'une source extérieure d'air. Des exemples d'agents biologiques sont des bactéries, des virus, des champignons et des toxines. Des exemples d'agents chimiques sont des agents neurotoxiques (par exemple, le sarin, le tabun et le soman), et des poisons chimiques (par exemple, des composés à base de cyanure et des composés organophosphorés). L'objet d'intérêt peut être un agent biologique, tel que la bactérie sporulée (extrêmement dangereuse) Bacillus anthracis, qui est marqué chimiquement (par exemple, par du trichlorure de terbium [TbC13]), ou marqué biologiquement (par exemple, par des anticorps d'une technique radio-immunologique), en tant que partie de l'étape (procédure) principale de préparation d'une solution ou d'une suspension de test de l'échantillon de matière, c'est-à-dire, l'échantillon d'air, pour permettre l'identification et la caractérisation de l'objet d'intérêt par l'intermédiaire d'une imagerie et d'une analyse hyperspectrales.

Dans un tel exemple d'application spécifique de la présente invention, il a été déterminé empiriquement (voir les exemples ci-dessous) que le produit chimique réduisant l'arrière-plan est, de préférence, un liquide organique, tel que l'éthylène glycol (connu de manière équivalente en tant que monoéthylène glycol (MEG) ou éthane-1,2-diol) [HOCH2CH2OH]. Le type ou le genre spécifique de produit chimique réduisant l'arrière-plan, c'est-à-dire, l'éthylène glycol (MEG) [HOCH2CH201-1] , est sélectionné de sorte que le produit chimique réduisant l'arrière-plan réduise (diminue) efficacement (c'est-à-dire, de façon mesurable) les effets interférents d'arrière-plan provoqués par la présence des nombreux types différents d'objets sans intérêt (arrière-plan), c'est-à-dire, composants (non cibles), présents dans la solution ou la suspension de test (particulièrement les nombreux types et concentrations différents variant spatialement ou/et temporellement de composants (non cibles), tels que la poussière, le pollen, les minéraux, les types non cibles de matières biologiques (moisissures (champignons), bactéries), et les types non cibles de matières chimiques particulaires, qui proviennent de l'échantillon d'air), pendant l'imagerie et l'analyse hyperspectrales de la solution ou de la suspension de test. Cela résulte en l'augmentation (l'amélioration) de la détectabilité hyperspectrale de la cible active de manière hyperspectrale (c'est-à-dire, le complexe {spore d'agent biologique Bacillus anthracis (acide dipicolinique [DPA]) trichlorure de terbium [TbC13]}, ou le complexe {antigène anticorps de spore d'agent biologique Bacillus anthracis} dans la solution ou la suspension de test, pendant l'imagerie et l'analyse hyperspectrales de la solution ou de la suspension de test. Par conséquent, l'ajout du produit chimique réduisant l'arrière-plan, c'est-à-dire, l'éthylène glycol (MEG) [HOCH2CH201-1] , à la solution ou à la suspension de test de l'échantillon d'air résulte en l'augmentation (l'amélioration) de la détectabilité hyperspectrale de la bactérie sporulée Bacillus anthracis (cible), présente dans l'échantillon d'air.

La présente invention est mise en oeuvre en effectuant des étapes ou des procédures, et des étapes secondaires ou des procédures secondaires, d'une manière sélectionnée dans le groupe consistant en manuellement, semi-automatiquement, entièrement automatiquement, et une combinaison de celles-ci, impliquant l'utilisation et la mise en oeuvre d'unités de système, de sous-unités de système, de dispositifs, d'ensembles, de sous-ensembles, de mécanismes, de structures, de composants et d'éléments, et, d'équipements périphériques, d'installations, d'accessoires, de réactifs chimiques et de matériaux, d'une manière sélectionnée dans le groupe consistant en manuellement, semi-automatiquement, entièrement automatiquement, et une combinaison de celles-ci. De plus, conformément aux étapes ou procédures, étapes secondaires ou procédures secondaires, unités de système, sous-unités de système, dispositifs, ensembles, sous-ensembles, mécanismes, structures, composants et éléments, et équipements périphériques, installations, accessoires, réactifs chimiques et matériaux réels utilisés pour mettre en oeuvre un mode de réalisation particulier de l'invention présentée, les étapes ou procédures, et les étapes secondaires ou procédures secondaires, sont effectuées en utilisant un matériel, un logiciel, ou/et une combinaison intégrée de ceux-ci, et les unités de système, les sous-unités, les dispositifs, les ensembles, les sous-ensembles, les mécanismes, les structures, les composants, et les éléments, et les équipements périphériques, les installations, les accessoires, et les matériaux, fonctionnent en utilisant un matériel, un logiciel, ou/et une combinaison intégrée de ceux-ci.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Des modes de réalisation de la présente invention sont décrits ici, à titre d'exemple uniquement, avec référence aux dessins joints. Avec référence spécifiquement maintenant aux dessins en détail, il convient de noter que les particularités présentées sont données à titre d'exemple et pour les besoins de la description illustrative de modes de réalisation de la présente invention. A cet égard, la description lue avec les dessins joints rend évidente aux hommes du métier la manière selon laquelle les modes de réalisation de la présente invention peuvent être mis en pratique. Sur les dessins : la figure 1 est un organigramme d'un mode de réalisation préféré des étapes ou procédures principales du procédé pour l'imagerie et l'analyse hyperspectrales d'un échantillon de matière, pour identifier et caractériser un objet d'intérêt dans celui-ci, selon la présente invention ; les figures 2a et 2b sont des exemples de tracés graphiques (spectres) déterminés empiriquement d'intensité d'émission (normalisée) en fonction de la longueur d'onde d'émission (nm) d'exemples de particules de poussière 1 et 2, respectivement, sous une forme sèche, soumises à une imagerie 20 et une analyse hyperspectrales, montrant les empreintes spectrales (SFP) de celles-ci, comme décrit ci-dessous dans l'exemple 1, selon la présente invention ; la figure 3a est un exemple de tracé graphique (spectre) déterminé empiriquement de l'intensité d'émission (normalisée) 25 en fonction de la longueur d'onde d'émission (nm) d'une suspension de test uniquement d'arrière-plan [ne contenant que des objets sans intérêt en suspension dans l'exemple de produit chimique réduisant l'arrière-plan qui est l'éthylène glycol liquide organique (monoéthylène glycol (MEG)) ; en 30 l'absence de tout objet d'intérêt ou cible (c'est-à-dire, en l'absence d'une cible active de manière hyperspectrale qui est l'exemple de complexe {spore d'agent biologique Bacillus subtilis (acide dipicolinique [DPA]) - trichlorure de terbium [TbC13]}], soumis à une imagerie et une analyse hyperspectrales, montrant l'empreinte spectrale (SFP) de celui-ci, comme décrit ci-dessous dans l'exemple 3, selon la présente invention ; la figure 3b est un exemple de tracé graphique (spectre) déterminé empiriquement de l'intensité d'émission (normalisée) en fonction de la longueur d'onde d'émission (nm) d'une suspension de test contenant une cible [comprenant des objets sans intérêt et un exemple d'objet d'intérêt ou cible (c'est- à-dire, une cible active de manière hyperspectrale qui est l'exemple de complexe {spore d'agent biologique Bacillus subtilis (acide dipicolinique [DPA]) - trichlorure de terbium [TbC13]}, en suspension dans l'exemple de produit chimique réduisant l'arrière-plan qui est l'éthylène glycol liquide organique (monoéthylène glycol (MEG))], soumis à une imagerie et une analyse hyperspectrales, montrant les empreintes spectrales (SFP) de celui-ci, comme décrit ci-dessous dans l'exemple 3, selon la présente invention ; la figure 4a est un exemple d'un diagramme en bâtons 20 déterminé empiriquement des pixels positifs (96) en fonction du compte de spores (nombre absolu) montrant la distribution d'empreintes spectrales (SFP) « d'arrière-plan » et « de cible » parmi les pixels positifs [du pic d'émission (540 ± 5 nm) d'un exemple d'objet d'intérêt ou cible (c'est-à-dire, une 25 cible active de manière hyperspectrale qui est l'exemple de complexe {spore d'agent biologique Bacillus subtilis (acide dipicolinique [DPA]) - trichlorure de terbium [TbC13]}], en fonction du compte de spores, sur la base de données et d'informations d'image hyperspectrale obtenues à partir des 30 figures 3a et 3b et d'expériences similaires, comme décrit ci-dessous dans l'exemple 3, selon la présente invention ; et la figure 4b est un exemple de diagramme en bâtons déterminé empiriquement des pixels positifs (%) en fonction du compte de spores (nombre absolu) montrant la « reproductibilité » de la distribution d'empreintes spectrales (SFP) « d'arrière-plan » et de « cible » parmi les pixels positifs [du pic d'émission (540 ± 5 nm) d'un exemple 5 d'objet d'intérêt ou cible (c'est-à-dire, une cible active de manière hyperspectrale qui est l'exemple de complexe {spore d'agent biologique Bacillus subtilis (acide dipicolinique [DPA]) - trichlorure de terbium [TbC13]}], en fonction du compte de spores, sur la base de données et d'informations 10 d'image hyperspectrale obtenues en répétant les expériences de l'exemple 3, comme décrit ci-dessous dans l'exemple 3, selon la présente invention. DESCRIPTION D'EXEMPLES DE MODES DE REALISATION 15 La présente invention concerne un procédé pour l'imagerie et l'analyse hyperspectrales d'un échantillon de matière, pour identifier et caractériser un objet d'intérêt dans celui-ci. La présente invention comprend une procédure pour préparer une solution ou une suspension de test à partir d'un échantillon 20 de matière, de sorte que la solution ou la suspension de test soit particulièrement appropriée pour être soumise à une imagerie et une analyse hyperspectrales. La présente invention est généralement applicable pour l'imagerie et l'analyse hyperspectrales en ligne (par exemple, en temps réel ou en 25 temps presque réel) ou hors ligne de divers types ou genres différents d'échantillons de matière, dans lesquels la matière, et au moins un objet d'intérêt dans celle-ci, sont composés ou constitués de matières ou de substances organiques ou/et inorganiques, qui sont dans une phase solide (par 30 exemple, des particules), une phase liquide (par exemple, une solution ou une suspension), ou/et une phase gazeuse (par exemple, un aérosol). La présente invention fournit la capacité d'obtenir la combinaison « finale » des paramètres de performance hautement souhaitables de grande exactitude, « et » de grande précision (haute reproductibilité), « et » de grande sensibilité, « et » de haute résolution, « et » à grande vitesse (courte échelle de temps), tous en même temps (c'est-à-dire, simultanément), que ce soit en ligne ou hors ligne, d'une manière optimale et très efficace. Un aspect principal de la présente invention est la fourniture d'un procédé pour l'imagerie et l'analyse hyperspectrales d'un échantillon de matière, pour identifier 10 et caractériser un objet d'intérêt dans celui-ci, le procédé comprenant les étapes ou les procédures principales suivantes, et, les composants et les fonctionnalités de ceux-ci : la préparation d'une solution ou d'une suspension de test de l'échantillon de matière, la préparation comprenant l'ajout, à 15 l'échantillon de matière, d'un marqueur spectral spécifique à l'objet d'intérêt, de sorte que, si l'objet d'intérêt est présent dans la solution ou la suspension de test, l'objet d'intérêt, lorsqu'il est marqué avec le marqueur spectral, devienne une cible active de manière hyperspectrale qui peut 20 être détectée et identifiée de manière hyperspectrale dans la solution ou la suspension de test ; la génération et la collecte de données et d'informations d'image hyperspectrale de la solution ou de la suspension de test ; et le traitement et l'analyse des données et des informations d'image 25 hyperspectrale, pour identifier et caractériser la cible active de manière hyperspectrale dans la solution ou la suspension de test, identifiant et caractérisant de ce fait l'objet d'intérêt dans l'échantillon de matière. La préparation de la solution ou de la suspension de test 30 comprend l'ajout, à la solution ou à la suspension de test, d'un produit chimique réduisant l'arrière-plan, dans lequel le produit chimique réduisant l'arrière-plan réduit les effets interférents d'arrière-plan provoqués par la présence d'objets sans intérêt dans la solution ou la suspension de test, pendant l'imagerie et l'analyse hyperspectrales, augmentant de ce fait la détectabilité hyperspectrale de la cible active de manière hyperspectrale dans la solution ou la suspension de 5 test, et dans lequel la génération et la collecte des données et des informations d'image hyperspectrale de la solution ou de la suspension de test comprennent l'acquisition séparément de données et d'informations d'image hyperspectrale des objets sans intérêt. 10 A la suite de la fourniture d'un échantillon de matière, ou à la suite de l'obtention ou de la collecte d'un échantillon de matière, l'imagerie et l'analyse hyperspectrales de l'échantillon de matière impliquent les trois domaines ou étapes généraux suivants séparés, mais 15 intégrés, d'activités et de procédures principales : (i) la préparation d'une forme de test appropriée (habituellement, une forme solide ou liquide) de l'échantillon de matière, qui est appropriée pour être soumise à une imagerie et une analyse hyperspectrales, (ii) la génération et la collecte de données 20 et d'informations d'image hyperspectrale de la forme de test de l'échantillon de matière, et (iii) le traitement et l'analyse des données et des informations d'image hyperspectrale générées et collectées. Les paramètres de performance d'exactitude, de précision 25 (reproductibilité), de sensibilité, de résolution, ou/et de vitesse (échelle de temps), du premier domaine ou étape général d'activités et de procédures principales d'une application d'imagerie et d'analyse hyperspectrales, c'est-à-dire, concernant la préparation d'une forme de test appropriée 30 de l'échantillon de matière, affectent et influencent les paramètres de performance d'exactitude, de précision (reproductibilité), de sensibilité, de résolution, ou/et de vitesse (échelle de temps), de chacun des deuxième et troisième domaines ou étapes généraux suivants d'activités et de procédures principales. Plus spécifiquement, les activités et les procédures principales de préparation d'une forme de test appropriée d'un échantillon de matière affectent et influencent la génération et la collecte de données et d'informations d'image hyperspectrale de la forme de test de l'échantillon de matière, qui, à leur tour, affectent et influencent le traitement et l'analyse des données et des informations d'image hyperspectrale générées et collectées.

Les modes de réalisation de la présente invention comprennent plusieurs caractéristiques techniques spéciales et des aspects innovants et inventifs par rapport aux enseignements de l'art antérieur dans les domaines et les techniques pertinents de l'invention.

Une caractéristique technique spéciale des modes de réalisation de la présente invention consiste en ce que, dans le procédé pour l'imagerie et l'analyse hyperspectrales d'un échantillon de matière, pour identifier et caractériser un objet d'intérêt dans celui-ci, l'étape (procédure) principale de préparation de la solution ou de la suspension de test de l'échantillon de matière comprend l'étape (procédure) unique et cruciale d'ajout, à la solution ou à la suspension de test, d'un produit chimique réduisant l'arrière-plan. Cela résulte en la formation de la solution ou de la suspension de test, dans laquelle le produit chimique réduisant l'arrière-plan réduit les effets interférents d'arrière-plan provoqués par la présence d'objets sans intérêt dans la solution ou la suspension de test, pendant l'imagerie et l'analyse hyperspectrales, augmentant de ce fait la détectabilité hyperspectrale de la cible active de manière hyperspectrale dans la solution ou la suspension de test. Un exemple d'application spécifique de la présente invention implique l'imagerie et l'analyse hyperspectrales en ligne (en temps réel ou en temps presque réel) ou hors ligne d'un échantillon de l'air (c'est-à-dire, un échantillon d'air), pour identifier et caractériser un objet d'intérêt dans celui-ci, dans lequel l'objet d'intérêt est un agent biologique (potentiellement dangereux) ou un agent chimique (potentiellement dangereux). En général, l'objet d'intérêt (c'est-à-dire, l'agent biologique ou l'agent chimique) dans l'échantillon d'air est composé ou constitué de matières ou de substances organiques ou/et inorganiques, qui sont dans une phase solide (par exemple, des particules), une phase liquide (par exemple, une solution ou une suspension), ou/et une phase gazeuse (par exemple, un aérosol). De préférence, l'objet d'intérêt (c'est-à-dire, l'agent biologique ou l'agent chimique) dans l'échantillon d'air est composé ou constitué de matières ou de substances organiques ou/et inorganiques, qui sont dans une phase solide sous forme particulaire ou/et sont présentes (par exemple, absorbées ou/et adsorbées) sur des particules de l'échantillon d'air. L'échantillon d'air est collecté ou obtenu (par exemple, par l'intermédiaire d'un système d'échantillonnage ou de collecte d'air de type standard) à partir d'une source intérieure d'air (par exemple, un bureau de poste, un aéroport, une station de métro, un centre commercial, un stade de sport, ou un immeuble de bureaux), ou à partir d'une source extérieure d'air. Des exemples d'agents biologiques sont les bactéries, les virus, les champignons et les toxines. Des exemples d'agents chimiques sont les agents neurotoxiques (par exemple, le sarin, le tabun et le soman), et les poisons chimiques (par exemple, les composés à base de cyanure et les composés organophosphorés). L'objet d'intérêt peut être un agent biologique, tel que la bactérie sporulée Bacillus anthracis (extrêmement dangereuse), qui est marqué chimiquement (par exemple, par le trichlorure de terbium [TbC13]), ou marqué biologiquement (par exemple, par des anticorps d'une technique radio-immunologique), pour permettre l'identification et la caractérisation de l'objet d'intérêt par l'intermédiaire d'une imagerie et d'une analyse hyperspectrales.

Dans un tel exemple d'application spécifique de la présente invention, il a été déterminé empiriquement (voir les exemples ci-dessous) que le produit chimique réduisant l'arrière-plan est, de préférence, un liquide organique, tel que l'éthylène glycol (connu de manière équivalente en tant que monoéthylène glycol (MEG) ou éthane-1,2-diol) [HOCH2CH2OH]. Le type ou le genre spécifique du produit chimique réduisant l'arrière-plan, c'est-à-dire, l'éthylène glycol (MEG) [HOCH2CH2OH] , est sélectionné de sorte que le produit chimique réduisant l'arrière-plan réduise (diminue) efficacement (c'est-à-dire, de façon mesurable) les effets interférents d'arrière-plan provoqués par la présence des nombreux types différents d'objets sans intérêt (arrière-plan), c'est-à-dire, composants (non cibles), présents dans la solution ou la suspension de test (particulièrement, les nombreux types et concentrations différents variant spatialement ou/et temporellement de composants (non cibles), tels que la poussière, le pollen, les minéraux, les types non cibles de matières biologiques (moisissures (champignons), bactéries), et les types non cibles de matières chimiques particulaires, qui proviennent de l'échantillon de matière), pendant l'imagerie et l'analyse hyperspectrales de la solution ou de la suspension de test. Cela résulte en l'augmentation (l'amélioration) de la détectabilité hyperspectrale de la cible active de manière hyperspectrale (c'est-à-dire, le complexe {spore d'agent biologique Bacillus anthracis (acide dipicolinique [DPA]) - trichlorure de terbium [TbC13]}, ou le complexe {antigène - anticorps de spore d'agent biologique Bacillus anthracis}) dans la solution ou la suspension de test, pendant l'imagerie et l'analyse hyperspectrales de la solution ou de la suspension de test. Par conséquent, l'ajout du produit chimique réduisant l'arrière-plan, c'est-à-dire, l'éthylène glycol (MEG) [HOCH2CH2OH] , à la solution ou à la suspension de test de l'échantillon d'air résulte en l'augmentation (l'amélioration) de la détectabilité hyperspectrale de la bactérie sporulée (cible) Bacillus anthracis, présente dans l'échantillon d'air. On doit comprendre que la présente invention n'est pas 10 limitée à son application aux détails de l'ordre ou séquence et nombre, des étapes ou procédures, étapes secondaires ou procédures secondaires, de fonctionnement ou de mise en oeuvre du procédé, ou aux détails de l'équipement, des réactifs chimiques et des matériaux, utilisés pour mettre en oeuvre le 15 procédé, présentés dans la description illustrative qui suit, les dessins joints, et les exemples, sauf spécification contraire dans le présent document. De plus, bien que la description illustrative, et les exemples, de la présente invention soient principalement focalisés sur des applications 20 impliquant un agent biologique, dans lesquelles l'agent biologique est, par exemple, la bactérie sporulée Bacillus anthracis (extrêmement dangereuse), qui est marquée chimiquement (par exemple, par le trichlorure de terbium [TbC13]), ou marquée biologiquement (par exemple, par des 25 anticorps d'une technique radio-immunologique), pour permettre l'identification et la caractérisation de celle-ci par imagerie et analyse hyperspectrales, on doit bien comprendre que la présente invention est également applicable à d'autres agents biologiques, tels que d'autres bactéries, virus, 30 champignons et toxines, et que la présente invention est également applicable à des agents chimiques, tels que des agents neurotoxiques (par exemple, le sarin, le tabun et le soman), et des poisons chimiques (par exemple, des composés à base de cyanure et des composés organophosphorés). Par conséquent, la présente invention peut être mise en pratique ou mise en oeuvre selon divers autres modes de réalisation et de diverses autres manières.

On doit également comprendre que tous les mots, termes ou/et expressions techniques et scientifiques, utilisés tout au long de la présente description ont une signification soit identique, soit similaire comme cela est communément compris par un homme du métier auquel cette invention appartient, sauf définition ou spécification contraire dans le présent document. La phraséologie, la terminologie et la notation, utilisées ici tout au long de la présente description, servent à la description et ne devraient pas être considérées comme limitatives.

Par exemple, dans la description illustrative de la présente invention, il est fait référence généralement aux termes « objet » et « objets », afin d'illustrer la mise en oeuvre de la présente invention. Ici, le terme « objet » tel qu'utilisé pour décrire de manière illustrative la présente invention est considéré comme équivalent à, et synonyme d'au moins une partie d'une entité, d'un matériau, d'une substance, ou d'une structure, qui, seul ou en combinaison avec d'autres objets (entités, matériaux, substances, ou structures), généralement en tant que partie d'une scène (définie ci- dessous), est soumis à un processus ou une technique d'imagerie hyperspectrale. En général, un tel objet est définissable et caractérisable par un ensemble d'une grande variété de nombreux propriétés, caractéristiques et comportements biologiques, chimiques ou/et physiques possibles. Par ailleurs, par exemple, dans la description illustrative de la présente invention, il est fait référence généralement au terme « marqué » dans l'expression « marqué spectralement », et au terme « marqueur » dans les expressions « marqueur spectral », « marqueur chimique » et « marqueur biologique », afin d'illustrer la mise en oeuvre de la présente invention. Tels qu'utilisés ici, les termes « marqué » et « marqueur » sont considérés comme équivalents aux, et synonymes des termes « étiqueté » et « étiquette », respectivement. Ainsi, ici, les expressions « marqué spectralement », « marqueur spectral », « marqueur chimique » et « marqueur biologique » sont considérées comme équivalentes aux, et synonymes des expressions « étiqueté spectralement », « étiquette spectrale », « étiquette chimique » et « étiquette biologique », respectivement. De plus, tous les mots, termes ou/et expressions techniques et scientifiques, introduits, définis, décrits ou/et illustrés, dans la section Domaine et arrière-plan ci- dessus, sont également ou similairement applicables dans la description illustrative des modes de réalisation préférés, des exemples et des revendications jointes, de la présente invention. Immédiatement ci-après, des définitions sélectionnées et des exemples d'utilisations de mots, termes ou/et expressions, qui sont utilisés tout au long de la description illustrative des modes de réalisation préférés, des exemples et des revendications jointes, de la présente invention sont donnés et sont particulièrement utiles pour la compréhension de celle-ci.

Chacun des termes suivants : « inclut », « incluant », « comporte », « comportant », « comprend » et « comprenant », et leurs dérivés et conjugués, signifie « comprenant, mais sans y être limité ». Chacun des termes suivants écrits au singulier : « un/une » et « le/la » peut également faire référence à, et englober, une pluralité de l'entité ou de l'objet énoncé, sauf définition ou spécification contraire dans le présent document, ou, sauf si le contexte l'impose clairement autrement. Par exemple, les expressions « un objet », « une cible », « un composant » et « un élément », peuvent également faire référence à, et englober, une pluralité d'objets, une pluralité de cibles, une pluralité de composants et une pluralité d'éléments, respectivement. Le terme « environ » fait référence à ± 10 % de la valeur numérique indiquée. L'expression « température ambiante » fait référence à une température dans une plage entre environ 20 °C et environ 25 °C. Tout au long de la description illustrative des modes de réalisation, des exemples et des revendications jointes, de la présente invention, une valeur numérique d'un paramètre, d'une caractéristique, d'un objet, ou d'une dimension, peut être énoncée ou décrite en termes d'un format de plage numérique. On doit bien comprendre que le format de plage numérique énoncé est fourni pour illustrer la mise en oeuvre de la présente invention et ne doit pas être compris ou interprété comme limitant de manière inflexible l'étendue de la présente invention. Par conséquent, une plage numérique énoncée ou décrite fait également référence à, et englobe, toutes les sous-plages et les valeurs numériques individuelles (lorsqu'une valeur numérique peut être exprimée en tant que nombre entier, intégral ou fractionnaire) possibles, dans cette plage numérique énoncée ou décrite. Par exemple, une plage numérique énoncée ou décrite « de 1 à 6 » fait également référence à, et englobe, toutes les sous-plages, telles que « de 1 à 3 », « de 1 à 4 », « de 1 à 5 », « de 2 à 4 », « de 2 à 6 », « de 3 à 6 », etc., et les valeurs numériques individuelles, telles que « 1 », « 1,3 », « 2 », « 2,8 », « 3 », « 3,5 », « 4 », « 4,6 », « 5 », « 5,2 » et « 6 », possibles, dans la plage numérique énoncée ou décrite de « de 1 à 6 ». Cela s'applique indépendamment de la largeur, de l'étendue ou de la taille numérique de la plage numérique énoncée ou décrite. De plus, pour énoncer ou décrire une plage numérique, l'expression « dans une plage entre environ une première valeur numérique et environ une deuxième valeur numérique » est considérée comme équivalente à, et signifiant la même chose que, l'expression « dans une plage d'environ une première valeur numérique à environ une deuxième valeur numérique », et, ainsi, les deux expressions de significations équivalentes peuvent être utilisées de manière interchangeable. Par exemple, pour énoncer ou décrire la plage numérique de température ambiante, l'expression « température ambiante fait référence à une température dans une plage entre environ 20 °C et environ 25 °C » est considérée comme équivalente à, et signifiant la même chose que, l'expression « température ambiante fait référence à une température dans une plage d'environ 20 °C à environ 25 °C ». Les étapes ou les procédures, les étapes secondaires ou les procédures secondaires et les équipements et les 20 matériaux, unités de système, sous-unités de système, dispositifs, ensembles, sous-ensembles, mécanismes, structures, composants, éléments et configurations et les équipements périphériques, les installations, les accessoires, les réactifs chimiques et les matériaux, ainsi que le 25 fonctionnement et la mise en oeuvre, des exemples de modes de réalisation préférés, d'autres modes de réalisation préférés, de configurations spécifiques, et des aspects, caractéristiques, ou particularités supplémentaires et optionnels de ceux-ci, selon la présente invention, sont mieux 30 compris avec référence à la description illustrative qui suit et aux dessins joints. Selon un aspect principal de la présente invention, il est proposé un procédé pour l'imagerie et l'analyse hyperspectrales d'un échantillon de matière, pour identifier et caractériser un objet d'intérêt dans celui-ci. Avec référence maintenant aux dessins, la figure 1 est un organigramme d'un mode de réalisation préféré des étapes ou des procédures principales, et des composants et des fonctionnalités de ceux-ci, du procédé pour l'imagerie et l'analyse hyperspectrales d'un échantillon de matière, pour identifier et caractériser un objet d'intérêt dans celui-ci. Par conséquent, le procédé comprend les étapes ou les procédures principales suivantes, et les composants et les fonctionnalités de ceux-ci : la préparation d'une solution ou d'une suspension de test de l'échantillon de matière, la préparation comprenant l'ajout, à l'échantillon de matière, d'un marqueur spectral spécifique à l'objet d'intérêt, de sorte que, si l'objet d'intérêt est présent dans la solution ou la suspension de test, l'objet d'intérêt, lorsqu'il est marqué avec le marqueur spectral, devienne une cible active de manière hyperspectrale qui est détectable et identifiable de manière hyperspectrale dans la solution ou la suspension de test ; la génération et la collecte de données et d'informations d'image hyperspectrale de la solution ou de la suspension de test ; et le traitement et l'analyse des données et des informations d'image hyperspectrale, pour identifier et caractériser la cible active de manière hyperspectrale dans la solution ou la suspension de test, identifiant et caractérisant de ce fait l'objet d'intérêt dans l'échantillon de matière. Le procédé est caractérisé en ce que l'étape de préparation de la solution ou de la suspension de test comprend l'ajout, à la solution ou à la suspension de test, d'un produit chimique réduisant l'arrière-plan, dans lequel le produit chimique réduisant l'arrière-plan réduit les effets interférents d'arrière-plan provoqués par la présence d'objets sans intérêt dans la solution ou la suspension de test, pendant l'imagerie et l'analyse hyperspectrales, augmentant de ce fait la détectabilité hyperspectrale de la cible active de manière hyperspectrale dans la solution ou la suspension de test. Types ou genres et formes applicables de l'échantillon de matière En général, la présente invention est applicable à essentiellement n'importe quel type ou genre et forme d'échantillon de matière. L'échantillon de matière est généralement une quantité relativement faible de matière qui est représentative, et un exemple, (c'est-à-dire, un échantillon), d'une quantité relativement grande de la matière, où la matière est généralement quelque chose (c'est- à-dire, une entité, un matériau, une substance) qui a une masse, occupe un volume et existe en tant que solide, liquide, gaz, ou une combinaison de ceux-ci. L'échantillon de matière peut également être considéré comme étant un spécimen (c'est-à-dire, un exemple) de la matière. L'échantillon de matière est composé ou constitué de n'importe quel nombre, et type ou genre, d'objets, dans lequel chaque objet fait généralement référence à, et est considéré comme équivalent à, et synonyme d'au moins une partie de la matière, et par conséquent, qui est présente dans un échantillon de matière. Par conséquent, chaque objet fait généralement référence à, et est considéré comme équivalent à, et synonyme d'au moins une partie de quelque chose (c'est-à-dire, une entité, un matériau, une substance) qui a une masse, occupe un volume et existe en tant que solide, liquide, gaz, ou une combinaison de ceux-ci. De plus, chaque objet (c'est-à-dire, au moins une partie de la matière) est définissable et caractérisable par un ensemble d'une grande variété de nombreux propriétés, caractéristiques et comportements biologiques, chimiques ou/et physiques possibles. > Pour un échantillon de l'air (échantillon d'air) contenant de nombreux objets sans intérêt (arrière-plan) différents interférents variant spatialement ou/et temporellement, et un objet d'intérêt (cible) de type agent biologique ou agent chimique Dans un exemple de mode de réalisation spécifique de la présente invention, l'échantillon de matière est un échantillon de l'air (c'est-à-dire, un échantillon d'air). Par conséquent, un exemple de mode de réalisation spécifique de la présente invention implique l'imagerie et l'analyse hyperspectrales en ligne (en temps réel ou en temps presque réel) ou hors ligne d'un échantillon de l'air (c'est-à-dire, un échantillon d'air), pour identifier et caractériser un objet d'intérêt dans celui-ci. Un exemple d'application spécifique de la présente invention implique l'imagerie et l'analyse hyperspectrales en ligne (en temps réel ou en temps presque réel) ou hors ligne d'un échantillon de l'air (c'est-à-dire, un échantillon d'air), pour identifier et caractériser un objet d'intérêt dans celui-ci, dans lequel l'objet d'intérêt est un agent biologique ou un agent chimique. En général, l'objet d'intérêt (c'est-à-dire, l'agent biologique ou l'agent chimique) dans l'échantillon d'air est composé ou constitué de matières ou de substances organiques ou/et inorganiques, qui sont dans une phase solide (par exemple, des particules), une phase liquide (par exemple, une solution ou une suspension), ou/et une phase gazeuse (par exemple, un aérosol). De préférence, l'objet d'intérêt (c'est-à-dire, l'agent biologique ou l'agent chimique) dans l'échantillon d'air est composé ou constitué de matières ou de substances organiques ou/et inorganiques, qui sont dans une phase solide sous forme de particules ou/et sont présentes (par exemple, absorbées ou/et adsorbées) sur des particules de l'échantillon d'air. L'échantillon d'air est collecté ou obtenu (par exemple, par l'intermédiaire d'un système d'échantillonnage ou de collecte d'air de type standard) à partir d'une source intérieure d'air (par exemple, un bureau de poste, un aéroport, une station de métro, un centre commercial, un stade de sport, ou un immeuble de bureaux), ou à partir d'une source extérieure d'air. Des exemples d'agents biologiques sont les bactéries, les virus, les champignons et les toxines. Des exemples d'agents chimiques sont les agents neurotoxiques (par exemple, le sarin, le tabun et le soman), et les poisons chimiques (par exemple, les composés à base de cyanure et les composés organophosphorés). L'objet d'intérêt peut être un agent biologique, tel que la bactérie sporulée Bacillus anthracis, qui est marqué chimiquement (par exemple, par le trichlorure de terbium [TbC13]), ou marqué biologiquement (par exemple, par des anticorps d'une technique radio-immunologique), en tant que partie de l'étape (procédure) principale de préparation d'une solution ou d'une suspension de test de l'échantillon de matière, c'est-à-dire, l'échantillon d'air, pour permettre l'identification et la caractérisation de l'objet d'intérêt par l'intermédiaire d'une imagerie et d'une analyse hyperspectrales.

Types, catégories ou classes d'objets dans l'échantillon de matière En général, dans l'échantillon de matière (comprenant les objets et les composants de ceux-ci présents dans l'échantillon de matière), les objets (c'est-à-dire, les entités, les matériaux, les substances) sont classés, catégorisés ou classifiés, selon deux types, catégories ou classes principaux différents. A savoir, les « objets sans intérêt » et les « objets d'intérêt », chacun d'eux étant définis de base comme suit. Les « objets sans intérêt » correspondent aux objets de l'échantillon de matière (présents ou contenus dans celui-ci) qui sont sans intérêt pour un opérateur humain (opérateur, observateur, analyseur, ou/et contrôleur) d'un processus impliquant l'échantillon de matière. Les « objets d'intérêt » correspondent aux objets de l'échantillon de matière (présents ou contenus dans celui-ci) qui présentent un intérêt pour un opérateur humain d'un processus impliquant l'échantillon de matière. Pour une meilleure compréhension des significations et des attributs considérablement différents des objets sans intérêt et des objets d'intérêt, dans le contexte de la présente invention, les objets sans intérêt sont considérés comme faisant partie de « l'arrière-plan » de, ou dans, l'échantillon de matière, tandis que les objets d'intérêt sont considérés comme des « cibles » de, ou dans, l'échantillon de matière. Par conséquent, les objets individuels parmi une pluralité, une collection ou un ensemble de plusieurs objets (c'est-à-dire, des entités, des matériaux, des substances) de l'échantillon de matière (présents ou contenus dans celui-ci), sont classés, catégorisés ou classifiés, selon les deux types, catégories ou classes principaux différents énoncés ci-dessus d'objets, c'est-à-dire, d'objets sans intérêt (c'est-à-dire, d'arrière- plan) et d'objets d'intérêt (c'est-à-dire, des cibles). Généralement, l'échantillon de matière comprend ou contient une distribution de différents nombres relatifs (c'est-à-dire, rapports, proportions) des deux différents types, catégories ou classes, définis précédemment, d'objets. 30 Par exemple, l'échantillon de matière peut comprendre ou contenir une distribution d'un nombre relativement petit d'objets d'intérêt (cibles) et d'un nombre relativement grand d'objets sans intérêt (correspondant à un arrière-plan relativement grand ou « bruyant »). Inversement, l'échantillon de matière peut comprendre ou contenir une distribution d'un nombre relativement grand d'objets d'intérêt (cibles) et d'un nombre relativement petit d'objets sans intérêt (correspondant à un arrière-plan relativement petit ou « calme »). De plus, par exemple, il existe de nombreuses applications de la présente invention dans lesquelles l'échantillon de matière comprend ou contient un nombre relativement « exceptionnellement » petit d'objets d'intérêt (cibles) comparé à un nombre relativement grand d'objets sans intérêt (arrière-plan grand ou bruyant). Par exemple, ces applications sont celles dans lesquelles le nombre d'objets d'intérêt (cibles), par rapport au nombre de tous les objets [d'intérêt (cibles) et sans intérêt (arrière-plan)] (présents ou contenus) dans l'échantillon de matière, correspond à un rapport ou à une proportion aussi faible que 1 % [1 part pour cent (pph)], ou 10-1 % [1 part pour mille (ppt)], ou 10-4 % [1 part pour un million (ppm)], 10-7 % [1 part pour un milliard (ppb)], ou même aussi faible que 10-1° % [1 part pour un trillion (pptr)]. En plus du fait que l'échantillon de matière comprenne des distributions de différents nombres relatifs (rapports, proportions) des deux différents types, catégories, ou classes principaux, d'objets, on note que, comme indiqué ci-dessus, chaque objet (c'est-à-dire, entité, matériau, substance) est définissable et caractérisable par un ensemble d'une grande variété de nombreux propriétés, caractéristiques et comportements biologiques, chimiques ou/et physiques possibles. Par exemple, dans l'échantillon de matière, il peut exister différents types, genres et nombres d'objets dont les données et les informations d'image « hyperspectrale » (comprenant, par exemple, des spectres d'émission correspondant à des représentations spectrales sous la forme de types de modèles d'empreintes spectrales (ici, en abrégé, et également appelées SFP) ou de signatures d'identification et de caractérisation), sont assez similaires, ou même pratiquement identiques, c'est-à-dire, peuvent être à peine distinguées ou résolues, mais dont les données et les informations « biologiques, chimiques ou/et physiques » (en termes de propriétés, de caractéristiques ou/et de comportement) sont considérablement différentes, et pas du tout similaires ou pratiquement identiques, c'est-à-dire, pas du tout faciles à distinguer ou résoudre, ou vice versa. Indépendamment des distributions réelles des différents nombres relatifs (c'est-à-dire, rapports, proportions) d'objets d'intérêt (cibles) et d'objets sans intérêt (arrière-plan) dans l'échantillon de matière, toute application de la présente invention implique finalement le besoin d'identifier, de distinguer et de résoudre les objets d'intérêt (cibles) par rapport aux objets sans intérêt (arrière-plan) dans l'échantillon de matière. Cela implique le besoin d'identifier, de distinguer et de résoudre les données et les informations d'image hyperspectrale des objets d'intérêt (cibles) par rapport aux données et aux informations d'image hyperspectrale des objets sans intérêt (arrière-plan). De plus, il est également nécessaire d'effectuer ces procédures et opérations d'identification, de distinction et de résolution en relation avec les données et les informations biologiques, chimiques ou/et physiques des objets d'intérêt (cibles) et des objets sans intérêt (arrière-plan), dans l'échantillon de matière. Une source ou origine principale des difficultés et des complexités qui surviennent lors de l'exécution d'une imagerie et d'une analyse hyperspectrales d'un échantillon de matière est la présence variant spatialement ou/et temporellement souvent problématique et entraînant des complications d'objets (entités, matériaux, substances) sans intérêt (arrière-plan) dans l'échantillon de matière, se transformant directement en la présence variant spatialement ou/et temporellement problématique et entraînant des complications correspondante d'objets sans intérêt (arrière-plan) dans les scènes dont l'image est formée de manière hyperspectrale de la forme de test de l'échantillon de matière. La présence variant spatialement ou/et temporellement d'objets sans intérêt dans l'échantillon de matière interfère négativement, dans une mesure ou à un degré variable (en fonction de plusieurs facteurs interdépendants), avec l'imagerie et l'analyse hyperspectrales des objets (entités, matériaux, substances) d'intérêt (cibles) dans l'échantillon de matière. Par conséquent, la présence variant spatialement ou/et temporellement d'objets sans intérêt (arrière-plan) dans les scènes dont l'image est formée de manière hyperspectrale de la forme de test de l'échantillon de matière, interfère négativement, dans une mesure ou à un degré variable, avec l'imagerie et l'analyse hyperspectrales d'objets d'intérêt (cibles) dans les scènes dont l'image est formée de manière hyperspectrale de la forme de test de l'échantillon de matière. Les aspects problématiques et entraînant des complications précédents, concernant la présence variant 25 spatialement ou/et temporellement d'objets sans intérêt (arrière-plan), affectent et influencent négativement la génération et la collecte de données et d'informations d'image hyperspectrale de l'échantillon de matière, qui, à leur tour, affectent et influencent négativement le traitement et 30 l'analyse des données et des informations d'image hyperspectrale générées et collectées. De plus, ces aspects problématiques et entraînant des complications, avec les atteintes et influences négatives correspondantes, rendent difficile par la suite l'obtention de niveaux élevés des paramètres de performance d'exactitude, de précision (reproductibilité), de sensibilité, de résolution, ou/et de vitesse (échelle de temps), d'une application globale d'imagerie et d'analyse hyperspectrales, telle que celle basée sur l'analyse d'un échantillon de matière par l'intermédiaire d'une imagerie et d'une analyse hyperspectrales, pour identifier et caractériser un objet d'intérêt dans l'échantillon. > Pour un échantillon de l'air (échantillon d'air) contenant de nombreux objets sans intérêt (arrière-plan) différents interférents variant spatialement ou/et temporellement et un objet d'intérêt (cible) de type agent 15 biologique ou agent chimique Les aspects problématiques et entraînant des complications précédents, concernant la présence variant spatialement ou/et temporellement d'objets sans intérêt (arrière-plan), qui affectent et influencent négativement 20 l'imagerie et l'analyse hyperspectrales d'un échantillon de matière, sont particulièrement pertinents pour une application de la présente invention, impliquant une analyse en ligne (en temps réel ou en temps presque réel) ou hors ligne d'un échantillon de l'air (c'est-à-dire, un échantillon d'air) par 25 l'intermédiaire d'une imagerie et d'une analyse hyperspectrales, pour identifier et caractériser un objet d'intérêt (cible) dans l'échantillon d'air. En particulier, dans une telle application, l'échantillon d'air est collecté ou obtenu (par exemple, par l'intermédiaire d'un système 30 d'échantillonnage ou de collecte d'air de type standard) à partir d'une source intérieure d'air (par exemple, un bureau de poste, un aéroport, une station de métro, un centre commercial, un stade de sport, ou un immeuble de bureaux) ou à partir d'une source extérieure d'air. Dans une telle application, les objets sans intérêt (arrière-plan) interférents sont les nombreux composants (non 5 cibles) (c'est-à-dire, entités, matériaux, substances) différents présents dans l'échantillon d'air. Dans l'échantillon d'air, l'objet d'intérêt (cible) est un agent biologique (potentiellement dangereux) (par exemple, une bactérie [telle que la bactérie sporulée Bacillus anthracis 10 (extrêmement dangereuse)], un virus, un champignon, ou une toxine), ou un agent chimique (potentiellement dangereux) (par exemple, un agent neurotoxique [par exemple, le sarin, le tabun ou le soman], ou un poison chimique [par exemple, un composé à base de cyanure ou un composé organophosphoré]), qui 15 est composé ou constitué de matières ou de substances organiques ou/et inorganiques, et est de préférence dans une phase solide (par exemple, des particules). Dans l'échantillon d'air collecté, les objets sans intérêt (arrière-plan) interférents proviennent des nombreux 20 types et concentrations différents variant spatialement (c'est-à-dire, variant ou changeant avec la position ou l'emplacement) ou/et variant temporellement (c'est-à-dire, variant ou changeant avec le temps) de composants (non cibles) (c'est-à-dire, entités, matériaux, substances) présents dans 25 la source d'air. La source intérieure ou extérieure d'air comprend généralement de nombreux types et concentrations différents variant spatialement ou/et temporellement de composants (non cibles), tels que de la poussière (fines particules sèches de matière), du pollen (fine matière 30 particulaire ou sous forme de poudre consistant en des grains de pollen produits par les plantes), des minéraux, des types non cibles de matière biologique (moisissures (champignons), bactéries), et des types non cibles de matières chimiques particulaires. Ces composants (non cibles) dans la source d'air peuvent être sous la forme d'aérosol, consistant en une suspension gazeuse de fines particules solides ou liquides qui circulent dans toute la source (intérieure ou extérieure) d'air. Ces composants (non cibles) ont des concentrations relatives qui, généralement, varient ou changent spatialement (c'est-à-dire, varient ou changent avec la position et l'emplacement) ou/et varient ou changent temporellement (c'est-à-dire, varient ou changent avec le temps), en fonction des variations spatiales ou/et temporelles de l'environnement atmosphérique local et des conditions météorologiques de la source intérieure ou extérieure d'air, et en fonction de l'emplacement et de l'instant auxquels l'échantillon d'air est collecté ou obtenu à partir de la source d'air. Par conséquent, on s'attend à ce qu'une pluralité d'échantillons d'air comportent ces composants (non cibles) variant spatialement ou/et temporellement dont les concentrations relatives varient conformément à leur variation spatiale ou/et temporelle dans la source d'air à partir de laquelle les échantillons d'air sont collectés ou obtenus. D'une manière similaire, l'objet d'intérêt (cible), tel qu'un agent biologique (potentiellement dangereux) (par exemple, une bactérie [telle que la bactérie sporulée Bacillus anthracis], un virus, un champignon ou une toxine), ou un 25 agent chimique (potentiellement dangereux) (par exemple, un agent neurotoxique [par exemple, le sarin, le tabun ou le soman], ou un poison chimique [par exemple, un composé à base de cyanure ou un composé organophosphoré]), qui est présent dans un échantillon d'air collecté ou obtenu à partir d'une 30 source intérieure ou extérieure d'air, a une concentration relative qui, généralement, varie ou change spatialement (c'est-à-dire, varie ou change avec la position et l'emplacement) ou/et varie ou change temporellement (c'est-à- dire, varie ou change avec le temps), en fonction des variations spatiales ou/et temporelles de l'environnement atmosphérique local et des conditions météorologiques de la source intérieure ou extérieure d'air, et en fonction de l'emplacement et de l'instant auxquels l'échantillon d'air est collecté ou obtenu à partir de la source d'air. Par conséquent, on s'attend à ce qu'une pluralité d'échantillons d'air comporte un tel objet d'intérêt (cible) variant spatialement ou/et temporellement dont la concentration relative varie conformément à sa variation spatiale ou/et temporelle dans la source d'air à partir de laquelle les échantillons d'air sont collectés ou obtenus. Dans une telle application de la présente invention, généralement, une scène donnée dont l'image est formée de 15 manière hyperspectrale d'une forme de test d'un échantillon d'air comprend ou contient une distribution d'un nombre relativement petit de l'objet d'intérêt (cible, par exemple, sous la forme d'un agent biologique ou chimique marqué spectralement) et d'un nombre relativement grand des objets 20 sans intérêt (arrière-plan grand ou bruyant, sous la forme de composants (non cibles) de l'échantillon d'air). De plus, dans une telle application, généralement, la majorité des scènes dont l'image est formée de manière hyperspectrale comprennent ou contiennent un nombre relativement exceptionnellement petit 25 de l'objet d'intérêt (cible) comparé à un nombre relativement grand des objets sans intérêt (arrière-plan). Par exemple, où le nombre de l'objet d'intérêt (cible), par rapport au nombre de tous les objets [d'intérêt (cibles) et sans intérêt (arrière-plan)] (présents ou contenus) dans une scène dont 30 l'image est formée de manière hyperspectrale, correspond à un rapport ou une proportion aussi faible que 1 % [1 part pour cent (pph) ] , ou 10-1 % [1 part pour mille (ppt)], ou 10-4 % [1 part pour un million (ppm)], 10-7 % [1 part pour un milliard (ppb)], ou même aussi faible que 10-10 % [1 part pour un trillion (pptr)]. De plus, dans une telle application de la présente invention, dans les scènes dont l'image est formée de manière hyperspectrale d'une forme de test d'un échantillon d'air, chaque objet d'intérêt (cible, par exemple, sous la forme d'un agent biologique ou chimique marqué spectralement) dont l'image est formée de manière hyperspectrale et chaque objet sans intérêt (arrière-plan, sous la forme de composants (non cibles) de l'échantillon d'air) dont l'image est formée de manière hyperspectrale sont définissables et caractérisables par un ensemble d'une grande variété de nombreux propriétés, caractéristiques et comportements biologiques, chimiques ou/et physiques possibles. Par exemple, dans une scène donnée dont l'image est formée de manière hyperspectrale, il peut se produire le scénario dans lequel l'objet d'intérêt (cible, sous la forme d'un agent biologique ou chimique marqué spectralement) et les objets sans intérêt (arrière-plan, sous la forme de composants (non cibles) de l'échantillon d'air) présentent des données et des informations d'image « hyperspectrale » (comprenant particulièrement, par exemple, des spectres d'émission correspondant à des représentations spectrales sous la forme de types de modèles d'empreintes spectrales (SFP) ou de signatures d'identification et de caractérisation), qui pratiquement identiques, distinguées ou résolues sont assez similaires, ou même c'est-à-dire, peuvent être à peine mais dont les données et les informations « biologiques, chimiques ou/et physiques » (en termes de propriétés, de caractéristiques ou/et de comportement) sont considérablement différentes, et pas du tout similaires ou pratiquement identiques, c'est-à-dire, pas du tout faciles à distinguer ou résoudre, ou vice versa.

Indépendamment des distributions réelles des différents nombres relatifs (c'est-à-dire, rapports, proportions) de l'objet d'intérêt (cible, sous la forme d'un agent biologique ou chimique marqué spectralement) et des objets sans intérêt 5 (arrière-plan, sous la forme de composants (non cibles) de l'échantillon d'air), dans les scènes dont l'image est formée de manière hyperspectrale de l'échantillon d'air, il est finalement nécessaire d'identifier, de distinguer et de résoudre l'objet d'intérêt (cible, sous forme d'un agent 10 biologique ou chimique marqué spectralement) par rapport aux objets sans intérêt (arrière-plan, sous la forme de composants (non cibles) de l'échantillon d'air) dans les scènes dont l'image est formée de manière hyperspectrale. Cela implique le besoin d'identifier, de distinguer et de 15 résoudre les données et les informations d'image hyperspectrale de l'objet d'intérêt (cible, sous la forme d'un agent biologique ou chimique marqué spectralement) par rapport à celles des objets sans intérêt (arrière-plan, sous la forme de composants (non cibles) de l'échantillon d'air). De plus, 20 il est également nécessaire d'effectuer ces procédures et opérations d'identification, de distinction et de résolution en relation avec les données et les informations biologiques, chimiques ou/et physiques, de l'objet d'intérêt (cible, sous la forme d'un agent biologique ou chimique marqué 25 spectralement) et des objets sans intérêt (arrière-plan, sous la forme de composants (non cibles) de l'échantillon d'air) dans les scènes dont l'image est formée de manière hyperspectrale. En outre, il est également nécessaire d'effectuer ces procédures et opérations d'identification, de 30 distinction et de résolution en considérant le fait que les scènes dont l'image est formée de manière hyperspectrale sont générées et collectées à partir d'échantillons d'air dans lesquels les objets sans intérêt (arrière-plan, sous la forme de composants (non cibles) de l'échantillon d'air) et l'objet d'intérêt (cible, sous la forme d'un agent biologique ou chimique marqué spectralement) ont des concentrations relatives qui varient conformément à leur variation spatiale ou/et temporelle dans la source d'air à partir de laquelle les échantillons d'air sont collectés ou obtenus. Par conséquent, les aspects problématiques et entraînant des complications décrits précédemment, ainsi que les atteintes et les influences négatives correspondantes, dus à 10 la présence variant spatialement ou/et temporellement d'objets sans intérêt (arrière-plan) dans un échantillon d'air, rendent difficile l'obtention de niveaux élevés des paramètres de performance d'exactitude, de précision (reproductibilité), de sensibilité, de résolution ou/et de vitesse (échelle de 15 temps), d'une application globale d'imagerie et d'analyse hyperspectrales. C'est particulièrement le cas pour un exemple d'application spécifique impliquant une imagerie et une analyse hyperspectrales en ligne (en temps réel ou en temps presque réel) ou hors ligne d'un échantillon de l'air (c'est- 20 à-dire, un échantillon d'air), pour identifier et caractériser un objet d'intérêt dans celui-ci. Dans une telle application, les objets sans intérêt (arrière-plan) interférents sont les nombreux composants (non cibles) variant spatialement ou/et temporellement (c'est-à-dire, entités, matériaux, substances) 25 différents présents dans l'échantillon d'air, et l'objet d'intérêt (cible) est un agent biologique (potentiellement dangereux) (par exemple, une bactérie [telle que la bactérie sporulée Bacillus anthracis], un virus, un champignon ou une toxine), ou un agent chimique (potentiellement dangereux) (par 30 exemple, un agent neurotoxique [par exemple, le sarin, le tabun ou le soman], ou un poison chimique [par exemple, un composé à base de cyanure ou un composé organophosphoré]).

La mise en oeuvre de la présente invention permet de surmonter les aspects problématiques et entraînant des complications décrits précédemment, et les atteintes et influences négatives correspondantes, qui sont provoqués par la présence variant spatialement ou/et temporellement d'objets sans intérêt (arrière-plan) dans un échantillon de matière, tel qu'un échantillon d'air, qui limitent considérablement l'imagerie et l'analyse hyperspectrales de l'échantillon de matière.

Préparation d'une solution ou d'une suspension de test de l'échantillon de matière Dans cette étape (procédure) principale, une solution ou une suspension de test de l'échantillon de matière est préparée. La solution ou la suspension de test de l'échantillon de matière est préparée sous une forme qui est appropriée pour, et compatible avec, le fonctionnement et l'utilisation de l'équipement et de l'instrumentation d'un système donné d'imagerie et d'analyse hyperspectrales.

A la suite de la fourniture de l'échantillon de matière, ou à la suite de l'obtention ou de la collecte de l'échantillon de matière, une solution ou une suspension de test de l'échantillon de matière est préparée. De préférence, une quantité relativement petite de l'échantillon de matière est dissoute, mise en suspension ou/et mélangée, c'est-à-dire, reformulée, sous la forme d'une solution ou d'une suspension, pour former une solution ou une suspension de test de l'échantillon de matière. La procédure de dissolution, de mise en suspension ou/et de mélange, c'est-à-dire, de reformulation, est effectuée en utilisant un liquide, par exemple, de l'eau distillée, ou un autre liquide, qui est approprié pour dissoudre ou mettre en suspension les différents types d'objets sans intérêt (arrière-plan), c'est- à-dire, composants (non cibles), présents dans l'échantillon de matière, et qui est approprié pour dissoudre ou mettre en suspension l'objet d'intérêt (cible), c'est-à-dire, le composant (cible), présent dans l'échantillon de matière.

Le liquide spécifique utilisé pour dissoudre, mettre en suspension ou/et mélanger, c'est-à-dire, reformuler, la petite quantité de l'échantillon de matière en une solution ou une suspension de test, est sélectionné de sorte que le liquide affecte au minimum l'imagerie et l'analyse hyperspectrales des nombreux types différents d'objets sans intérêt (arrière- plan), c'est-à-dire, composants (non cibles), présents dans l'échantillon de matière (et présents par la suite dans la solution ou la suspension de test) et de sorte que le liquide affecte au minimum l'imagerie et l'analyse hyperspectrales de l'objet d'intérêt (cible), c'est-à-dire, le composant (cible), présent dans l'échantillon de matière (et présent par la suite dans la solution ou la suspension de test). Ajout, à l'échantillon de matière, d'un marqueur spectral spécifique à l'objet d'intérêt (cible) Souvent, un objet d'intérêt (cible), c'est-à-dire, un composant (cible), présent dans l'échantillon de matière, de lui-même, n'est pas « spectralement » actif, c'est-à-dire que l'objet d'intérêt (cible) présente un degré ou un niveau de propriétés, de caractéristiques et de comportement luminescents (c'est-à-dire, fluorescents ou/et phosphorescents) qui ne sont pas suffisamment détectables ou/et qui ne sont pas suffisamment mesurables, lorsqu'il est éclairé par un rayonnement électromagnétique ou une lumière, tel que des lumières de type ultraviolette (UV), visible (VIS) ou infrarouge (IR). Ainsi, avec référence à la figure 1, l'étape (procédure) principale de préparation d'une solution ou d'une suspension de test de l'échantillon de matière comprend l'étape (procédure) d'ajout, à l'échantillon de matière, d'un marqueur spectral spécifique à l'objet d'intérêt (cible), de sorte que, si l'objet d'intérêt (cible) est présent dans la solution ou la suspension de test, l'objet d'intérêt (cible), lorsqu'il est marqué avec le marqueur spectral, devienne une cible active de manière hyperspectrale qui est détectable et identifiable de manière hyperspectrale dans la solution ou la suspension de test. En général, le marqueur spectral est ajouté à l'échantillon de matière immédiatement avant ou après la dissolution, la mise en suspension ou/et le mélange, c'est-à-dire, la reformulation, de la quantité relativement petite de l'échantillon de matière sous la forme d'une solution ou d'une suspension.

Le marqueur spectral est, en général, un marqueur spectral de type chimique, ou un marqueur spectral de type biologique. Un marqueur spectral de type chimique approprié est, en général, une espèce chimique qui interagit avec (c'est-à-dire, marque spectralement) l'objet d'intérêt (cible) 20 pour former un complexe {objet d'intérêt - marqueur chimique} qui présente un degré ou un niveau détectable et mesurable de propriétés, de caractéristiques et de comportement (spectraux) luminescents (c'est-à-dire, fluorescents ou/et phosphorescents), lorsqu'il est éclairé par différents types 25 de rayonnements électromagnétiques ou de lumières, tels que des lumières de type ultraviolette (UV), visible (VIS) ou infrarouge (IR). Un marqueur spectral de type biologique approprié est, en général, une espèce biologique qui interagit avec (c'est-à-dire, marque spectralement) l'objet d'intérêt 30 (cible) pour former un complexe {objet d'intérêt - marqueur biologique} qui présente un certain degré ou niveau de propriétés, de caractéristiques et de comportement (spectraux) luminescents (c'est-à-dire, fluorescents ou/et phosphorescents), lorsqu'il est éclairé par différents types de rayonnements électromagnétiques ou de lumières, tels que des lumières de type ultraviolette (UV), visible (VIS) ou infrarouge (IR).

Dans n'importe quel cas où l'objet d'intérêt (cible) est marqué spectralement avec le marqueur spectral de type chimique, ou avec le marqueur spectral de type biologique, le complexe {objet d'intérêt - marqueur chimique} formé, ou le complexe {objet d'intérêt - marqueur biologique} formé, 10 respectivement, devient une cible active de manière hyperspectrale qui est détectable et identifiable de manière hyperspectrale dans la solution ou la suspension de test de l'échantillon de matière, lorsque la solution ou la suspension de test est soumise à une imagerie et à une analyse 15 hyperspectrales, permettant de ce fait l'identification et la caractérisation de l'objet d'intérêt dans l'échantillon de matière. Ajout, à la solution ou à la suspension de test, d'un produit chimique réduisant l'arrière-plan 20 Comme montré sur la figure 1, l'étape (procédure) principale de préparation de la solution ou de la suspension de test de l'échantillon de matière comprend l'étape (procédure) unique et cruciale d'ajout, à la solution ou à la suspension de test, d'un produit chimique réduisant l'arrière- 25 plan. Le produit chimique réduisant l'arrière-plan réduit les effets interférents d'arrière-plan provoqués par la présence d'objets sans intérêt dans la solution ou la suspension de test, pendant l'imagerie et l'analyse hyperspectrales de la solution ou de la suspension de test, augmentant de ce fait la 30 détectabilité hyperspectrale de la cible active de manière hyperspectrale dans la solution ou la suspension de test, et améliorant ainsi l'identification et la caractérisation de l'objet d'intérêt dans l'échantillon de matière.

Le produit chimique réduisant l'arrière-plan est, en général, n'importe quel type ou genre de produit chimique qui est composé ou constitué d'une ou de plusieurs matières ou substances organiques ou/et inorganiques, qui est/sont dans une phase solide (par exemple, des particules), une phase liquide (par exemple, une solution ou une suspension), ou une combinaison de celles-ci. Le type ou le genre spécifique de produit chimique réduisant l'arrière-plan est sélectionné de sorte que le produit chimique réduisant l'arrière-plan réduise (diminue) efficacement (c'est-à-dire, de façon mesurable) les effets interférents d'arrière-plan provoqués par la présence des nombreux types différents d'objets sans intérêt (arrière-plan), c'est-à-dire, de composants (non cibles), dans la solution ou la suspension de test (particulièrement les objets sans intérêt (arrière-plan), c'est-à-dire, les composants (non cibles) qui proviennent de l'échantillon de matière), pendant l'imagerie et l'analyse hyperspectrales de la solution ou de la suspension de test. Cela résulte en l'augmentation (l'amélioration) de la détectabilité hyperspectrale de la cible active de manière hyperspectrale dans la solution ou la suspension de test, pendant l'imagerie et l'analyse hyperspectrales de la solution ou de la suspension de test. Par conséquent, l'ajout du produit chimique réduisant l'arrière-plan à la solution ou à la suspension de test de l'échantillon de matière résulte en l'augmentation (l'amélioration) de la détectabilité hyperspectrale de l'objet d'intérêt (cible), c'est-à-dire, du composant (cible), présent dans l'échantillon de matière.

Le produit chimique réduisant l'arrière-plan, à la suite de l'ajout à la solution ou à la suspension de test, et pendant l'imagerie hyperspectrale de la solution ou de la suspension de test, présente une certaine combinaison des deux modes de comportement principaux suivants. Dans le premier, le produit chimique réduisant l'arrière-plan « interagit physicochimiquement » de manière sélective, 5 pendant l'imagerie hyperspectrale, avec une majeure partie des nombreux types différents d'objets sans intérêt (arrière-plan), c'est-à-dire, composants (non cibles), présents dans la solution ou la suspension de test (particulièrement les objets sans intérêt (arrière-plan), c'est-à-dire, les composants (non 10 cibles), qui proviennent de l'échantillon de matière), d'une manière qui réduit (diminue) efficacement (c'est-à-dire, de façon mesurable) leurs propriétés, caractéristiques et comportement (spectraux) luminescents (c'est-à-dire, fluorescents ou/et phosphorescents). Pendant l'imagerie 15 hyperspectrale, le produit chimique réduisant l'arrière-plan peut ou peut ne pas « réagir chimiquement » efficacement (c'est-à-dire, de façon mesurable), mais au moins « interagit physiquement » dans une certaine mesure, avec les nombreux types différents d'objets sans intérêt (arrière-plan), c'est- 20 à-dire, les composants (non cibles), présents dans la solution ou la suspension de test (particulièrement les objets sans intérêt (arrière-plan), c'est-à-dire, les composants (non cibles), qui proviennent de l'échantillon de matière). Dans le deuxième, le produit chimique réduisant 25 l'arrière-plan « interagit physicochimiquement » de manière sélective, pendant l'imagerie hyperspectrale, avec la cible active de manière hyperspectrale (c'est-à-dire, l'objet d'intérêt (cible) marqué spectralement, c'est-à-dire, le composant (cible) marqué spectralement présent dans la 30 solution ou la suspension de test, d'une manière qui augmente (améliore) efficacement (c'est-à-dire, de façon mesurable) ses propriétés, caractéristiques et comportement (spectraux) luminescents (c'est-à-dire, fluorescents ou/et phosphorescents). Pendant l'imagerie hyperspectrale, le produit chimique réduisant l'arrière-plan peut ou peut ne pas « réagir chimiquement » (c'est-à-dire, de façon mesurable), mais au moins dans une certaine mesure « interagit 5 physiquement », avec la cible active de manière hyperspectrale (c'est-à-dire, l'objet d'intérêt (cible) marqué spectralement, c'est-à-dire, le composant (cible) marqué spectralement), présent dans la solution ou la suspension de test. L'introduction de l'étape (procédure) d'ajout, à la 10 solution ou à la suspension de test, d'un produit chimique réduisant l'arrière-plan dans l'étape (procédure) de préparation d'une solution ou d'une suspension de test de l'échantillon de matière, résulte en l'obtention de niveaux élevés des paramètres de performance importants d'exactitude, 15 de précision (reproductibilité), de sensibilité et de résolution, à grande vitesse (courte échelle de temps), que ce soit en ligne (en temps réel, en temps presque réel) ou hors ligne, d'une manière optimale et hautement efficace, des étapes (procédures) principales restantes du procédé global, 20 c'est-à-dire, l'étape (procédure) principale de génération et de collecte de données et d'informations d'image hyperspectrale de la solution ou de la suspension de test et l'étape (procédure) principale de traitement et d'analyse des données et des informations d'image hyperspectrale, pour 25 identifier et caractériser la cible active de manière hyperspectrale dans la solution ou la suspension de test, identifiant et caractérisant de ce fait l'objet d'intérêt dans l'échantillon de matière. A la suite de l'achèvement de l'étape (procédure) 30 principale décrite précédemment de préparation d'une solution ou d'une suspension de test de l'échantillon de matière, une partie ou une partie aliquote de la solution ou de la suspension de test de l'échantillon de matière est ensuite, de préférence, transférée et placée sur un porte-objet ou une plaque en métal inerte propre ou sur un porte-objet ou une plaque du type de microscope en matière plastique (par exemple, du Téflon®) ou en verre inerte propre, qui est approprié pour fonctionner en tant que porte-échantillon dans un système d'imagerie et d'analyse hyperspectrales. Le porte-objet ou la plaque (porte-échantillon) avec la partie ou la partie aliquote de la solution ou de la suspension de test de l'échantillon de matière est ensuite positionné et attaché (fixé) de manière appropriée sur un étage ou une plateforme d'examen mobile dans trois dimensions (c'est-à-dire, en translation) et, optionnellement, mobile angulairement (c'est-à-dire, en rotation) du système d'imagerie et d'analyse hyperspectrales. Ensuite, l'étape (procédure) principale suivante de génération et de collecte de données et d'informations d'image hyperspectrale de la solution ou de la suspension de test de l'échantillon de matière est effectuée. Exemple de mode de réalisation spécifique pour un échantillon de l'air (échantillon d'air) contenant de nombreux objets sans intérêt (arrière-plan) différents interférents variant spatialement ou/et temporellement et un objet d'intérêt (cible) de type agent biologique ou agent chimique L'exécution de l'étape (procédure) principale précédente 25 de préparation d'une solution ou d'une suspension de test de l'échantillon de matière est maintenant décrite pour un exemple de mode de réalisation spécifique de la présente invention, dans lequel l'échantillon de matière est un échantillon de l'air (c'est-à-dire, un échantillon d'air), et 30 l'objet d'intérêt est un agent biologique (par exemple, une bactérie [telle que la bactérie sporulée Bacillus anthracis], un virus, un champignon ou une toxine), ou un agent chimique (par exemple, un agent neurotoxique [par exemple, le sarin, le tabun ou le soman], ou un poison chimique [par exemple, un composé à base de cyanure ou un composé organophosphoré]). En général, l'objet d'intérêt (c'est-à-dire, l'agent biologique ou l'agent chimique) dans l'échantillon d'air est composé ou constitué de matières ou de substances organiques ou/et inorganiques, qui sont dans une phase solide (par exemple, des particules), une phase liquide (par exemple, une solution ou une suspension) ou/et une phase gazeuse (par exemple, un aérosol). De préférence, l'objet d'intérêt (c'est-à-dire, l'agent biologique ou l'agent chimique) dans l'échantillon d'air est composé ou constitué de matières ou substances organiques ou/et inorganiques, qui sont dans une phase solide sous forme particulaire ou/et sont présentes (par exemple, absorbées ou/et adsorbées) sur des particules de l'échantillon d'air. Plus spécifiquement, par exemple, l'objet d'intérêt peut être un agent biologique, tel que la bactérie sporulée Bacillus anthracis, qui est marqué chimiquement (par exemple, par le trichlorure de terbium [TbC13]), ou marqué biologiquement (par exemple, par des anticorps d'une technique radio-immunologique), en tant que partie de l'étape (procédure) principale de préparation d'une solution ou d'une suspension de test de l'échantillon de matière, c'est-à-dire, l'échantillon d'air, pour permettre l'identification et la caractérisation de l'objet d'intérêt (c'est-à-dire, l'agent biologique) par l'intermédiaire d'une imagerie et d'une analyse hyperspectrales. L'échantillon d'air est collecté ou obtenu (par exemple, par l'intermédiaire d'un système d'échantillonnage ou de collecte d'air de type standard) à partir d'une source 30 intérieure d'air (par exemple, un bureau de poste, un aéroport, une station de métro, un centre commercial, un stade de sport ou un immeuble de bureaux) ou à partir d'une source extérieure d'air. L'échantillon d'air est généralement collecté ou obtenu sur un substrat solide poreux (sec ou pré-humidifié) (de type filtre ou de type tamis), tel qu'un substrat en matière plastique ou en fibres de verre (de type filtre ou de type tamis), qui fonctionne comme un filtre, pour filtrer, capturer et collecter un échantillon à partir de la source d'air. La matière particulaire de l'échantillon d'air qui est collectée sur le substrat solide poreux (de type filtre ou de type tamis) comprend généralement de nombreux types et 10 concentrations différents d'objets sans intérêt, c'est-à-dire, de composants (non cibles), tels que de la poussière, du pollen, des minéraux, des types non cibles de matières biologiques (moisissures (champignons), bactéries), et des types non cibles de matières chimiques particulaires. Ces 15 composants (non cibles) de l'échantillon d'air ont des concentrations relatives qui, généralement, varient ou changent spatialement (c'est-à-dire, varient ou changent avec la position et l'emplacement) ou/et varient ou changent temporellement (c'est-à-dire, varient ou changent avec le 20 temps), en fonction des variations spatiales ou/et temporelles de l'environnement atmosphérique local et des conditions météorologiques de la source intérieure ou extérieure d'air, et en fonction de l'emplacement et de l'instant auxquels l'échantillon d'air est collecté ou obtenu à partir de la 25 source d'air. Par conséquent, on s'attend à ce qu'une pluralité d'échantillons d'air comportent ces composants (non cibles) variant spatialement ou/et temporellement dont les concentrations relatives varient conformément à leur variation spatiale ou/et temporelle dans la source d'air à partir de 30 laquelle les échantillons d'air sont collectés ou obtenus. L'échantillon d'air qui est collecté sur le substrat solide poreux (de type filtre ou de type tamis) peut également comprendre un objet d'intérêt (cible), c'est-à-dire, un composant (cible), tel qu'un agent biologique (par exemple, une bactérie [telle que la bactérie sporulée Bacillus anthracis], un virus, un champignon ou une toxine), ou un agent chimique (par exemple, un agent neurotoxique [par exemple, le sarin, le tabun ou le soman], ou un poison chimique [par exemple, un composé à base de cyanure ou un composé organophosphoré]). Un tel composant (cible) de l'échantillon d'air a une concentration relative qui, généralement, varie ou change spatialement (c'est-à-dire, varie ou change avec la position et l'emplacement) ou/et varie ou change temporellement (c'est-à-dire, varie ou change avec le temps), en fonction des variations spatiales ou/et temporelles de l'environnement atmosphérique local et des conditions météorologiques de la source intérieure ou extérieure d'air, et en fonction de l'emplacement et de l'instant auxquels l'échantillon d'air est collecté ou obtenu à partir de la source d'air. Par conséquent, on s'attend à ce qu'une pluralité d'échantillons d'air comportent un tel objet d'intérêt (cible) variant spatialement ou/et temporellement dont la concentration relative varie conformément avec sa variation spatiale ou/et temporelle dans la source d'air à partir de laquelle les échantillons d'air sont collectés ou obtenus. Ainsi, à la suite de la fourniture de l'échantillon 25 d'air, ou à la suite de l'obtention ou de la collecte de l'échantillon d'air, une forme de test appropriée de l'échantillon d'air est préparée. En utilisant le substrat solide poreux (de type filtre ou de type tamis) sur lequel la matière particulaire collectée de 30 l'échantillon d'air, de préférence, une quantité relativement petite de l'échantillon d'air est dissoute ou mise en suspension en une forme de solution ou de suspension, pour former une solution ou une suspension de test de l'échantillon d'air. La procédure de dissolution, de mise en suspension ou/et de mélange, c'est-à-dire, de reformulation, est effectuée en utilisant un liquide, par exemple, de l'eau distillée, ou un autre liquide, qui est approprié, pour dissoudre ou mettre en suspension les différents types d'objets sans intérêt, c'est-à-dire, composants (non cibles) présents dans l'échantillon d'air (c'est-à-dire, de la poussière, du pollen, des minéraux, des types non cibles de matières biologiques (moisissures (champignons), bactéries), et des types non cibles de matières chimiques particulaires), et qui est approprié pour dissoudre ou mettre en suspension l'objet d'intérêt (cible), tel qu'un agent biologique (par exemple, une bactérie [telle que la bactérie sporulée Bacillus anthracis], un virus, un champignon ou une toxine), ou un agent chimique (par exemple, un agent neurotoxique [par exemple, le sarin, le tabun ou le soman], ou un poison chimique [par exemple, un composé à base de cyanure ou un composé organophosphoré]). Le liquide spécifique utilisé pour dissoudre, mettre en suspension ou/et mélanger, c'est-à-dire, reformuler, la petite quantité de l'échantillon d'air en une forme de solution ou de suspension, pour former une solution ou une suspension de test de l'échantillon d'air, est sélectionné de sorte que le liquide affecte au minimum l'imagerie et l'analyse hyperspectrales des nombreux types différents d'objets sans intérêt, c'est-à-dire, composants (non cibles) (c'est-à-dire, la poussière, le pollen, les minéraux, les types non cibles de matières biologiques (moisissures (champignons), bactéries), et les types non cibles de matières chimiques particulaires), présents dans l'échantillon d'air (et par la suite présents dans la solution ou la suspension de test), et de sorte que le liquide affecte au minimum l'imagerie et l'analyse hyperspectrales de l'objet d'intérêt (cible), c'est-à-dire, le composant (cible), tel qu'un agent biologique (par exemple, une bactérie [telle que la bactérie sporulée Bacillus anthracis], un virus, un champignon ou une toxine), ou un agent chimique (par exemple, un agent neurotoxique [par exemple, le sarin, le tabun ou le soman], ou un poison chimique [par exemple, un composé à base de cyanure ou un composé organophosphoré], présent dans l'échantillon d'air (et par la suite présent dans la solution ou la suspension de test).

Ajout à l'échantillon d'air d'un marqueur spectral spécifique à l'agent biologique ou à l'agent chimique Souvent, l'objet d'intérêt (cible), tel qu'un agent biologique (par exemple, une bactérie [telle que la bactérie sporulée Bacillus anthracis], un virus, un champignon ou une toxine), ou un agent chimique (par exemple, un agent neurotoxique [par exemple, le sarin, le tabun ou le soman], ou un poison chimique [par exemple, un composé à base de cyanure ou un composé organophosphoré]), par lui-même, n'est pas actif « de manière spectrale », c'est-à-dire que l'agent biologique ou l'agent chimique (cible) présente un degré ou un niveau insuffisamment détectable ou/et insuffisamment mesurable de propriétés, de caractéristiques et de comportement luminescents (c'est-à-dire, fluorescents ou/et phosphorescents), lorsqu'il est éclairé par un rayonnement 25 électromagnétique ou une lumière, tel que des lumières de type ultraviolette (UV), visible (VIS) ou infrarouge (IR). Ainsi, l'étape (procédure) principale de préparation d'une solution ou d'une suspension de test de l'échantillon d'air comprend l'étape (procédure) d'ajout, à l'échantillon 30 d'air, d'un marqueur spectral spécifique à l'agent biologique ou à l'agent chimique (cible), de sorte que, si l'agent biologique ou l'agent chimique (cible) est présent dans la solution ou la suspension de test, l'agent biologique ou l'agent chimique (cible), lorsqu'il est marqué par le marqueur spectral, devienne une cible active de manière hyperspectrale qui peut être détectée et identifiée de manière hyperspectrale dans la solution ou la suspension de test.

Le marqueur spectral est, en général, un marqueur spectral de type chimique, ou un marqueur spectral de type biologique. Un marqueur spectral de type chimique approprié est, en général, une espèce chimique qui interagit avec (c'est-à-dire, marque spectralement) l'agent biologique ou 10 l'agent chimique (cible) pour former un complexe {agent biologique - marqueur chimique} ou un complexe {agent chimique - marqueur chimique}, respectivement, qui présente un degré ou un niveau détectable et mesurable de propriétés, de caractéristiques et de comportement luminescents (c'est-à15 dire, fluorescents ou/et phosphorescents), lorsqu'il est éclairé par différents types de rayonnements électromagnétiques ou de lumières, tels que des lumières de type ultraviolette (UV), visible (VIS) ou infrarouge (IR). Un marqueur spectral de type biologique approprié est, en 20 général, une espèce biologique qui interagit avec (c'est-à-dire, marque de manière spectrale) l'agent biologique ou l'agent chimique (cible) pour former un complexe {agent biologique - marqueur biologique} ou un complexe {agent chimique - marqueur biologique}, respectivement, qui présente 25 un certain degré ou niveau de propriétés, de caractéristiques et de comportement luminescents (c'est-à-dire, fluorescents ou/et phosphorescents), lorsqu'il est éclairé par différents types de rayonnements électromagnétiques ou de lumières, tels que des lumières de type ultraviolette (UV), visible (VIS) ou 30 infrarouge (IR). Dans les cas où l'agent biologique ou l'agent chimique (cible) est marqué de manière spectrale avec le marqueur spectral de type chimique ou avec le marqueur spectral de type biologique, le complexe {agent biologique - marqueur chimique} formé ou le complexe {agent chimique - marqueur chimique} formé, respectivement, ou le complexe {agent biologique marqueur biologique} formé ou le complexe {agent chimique 5 marquer biologique} formé, respectivement, devient une cible active de manière hyperspectrale qui peut être détectée et identifiée de manière hyperspectrale dans la solution ou la suspension de test de l'échantillon d'air, lorsque la solution ou la suspension de test est soumise à une imagerie et une 10 analyse hyperspectrales, permettant de ce fait l'identification et la caractérisation de l'objet d'intérêt (c'est-à-dire, de l'agent biologique ou de l'agent chimique) dans l'échantillon de matière. Cas spécifique où l'agent biologique (par exemple, une 15 bactérie, un virus, un champignon ou une toxine) est la bactérie sporulée Bacillus anthracis Dans un cas spécifique de l'exemple de mode de réalisation spécifique de la présente invention, dans lequel l'échantillon de matière est un échantillon de l'air (c'est-à- 20 dire, un échantillon d'air), et l'objet d'intérêt est un agent biologique (par exemple, une bactérie, un virus, un champignon ou une toxine), tel que la bactérie sporulée Bacillus anthracis, alors, cette étape (procédure) principale est effectuée comme suit. 25 Un marqueur spectral, spécifique à la bactérie sporulée (cible) Bacillus anthracis, est ajouté à l'échantillon d'air, de sorte que, si la bactérie sporulée (cible) Bacillus anthracis est présente dans la solution ou la suspension de test, la bactérie sporulée (cible) Bacillus anthracis, 30 lorsqu'elle est marquée avec le marqueur spectral, devienne une cible active de manière hyperspectrale qui peut être détectée et identifiée de manière hyperspectrale dans la solution ou la suspension de test.

En général, le marqueur spectral est ajouté à l'échantillon d'air immédiatement avant ou après la dissolution, la mise en suspension ou/et le mélange, c'est-à-dire, la reformulation, de la quantité relativement petite de l'échantillon d'air en la forme d'une solution ou d'une suspension. Le marqueur spectral est, en général, un marqueur spectral de type chimique, ou un marqueur spectral de type biologique. Un marqueur spectral de type chimique approprié est une espèce chimique, par exemple, le trichlorure de terbium [TbC13], qui interagit avec (c'est-à-dire, marque spectralement) la bactérie sporulée (cible) Bacillus anthracis (par l'intermédiaire de l'acide dipicolinique [DPA] dans celle-ci) pour former un complexe {spore d'agent biologique Bacillus anthracis (acide dipicolinique [DPA]) - trichlorure de terbium [TbC13]1, qui présente un degré ou un niveau détectable et mesurable de propriétés, de caractéristiques et de comportement luminescents (c'est-à-dire, fluorescents ou/et phosphorescents), lorsqu'il est éclairé par différents types de rayonnements électromagnétiques ou de lumières, tels que des lumières de type ultraviolette (UV), visible (VIS) ou infrarouge (IR). Un marqueur spectral de type biologique approprié est une espèce biologique, par exemple, un anticorps d'une technique radio-immunologique (par exemple, comme décrit dans la référence 37), qui interagit avec (c'est-à-dire, marque spectralement) la bactérie sporulée (cible) Bacillus anthracis (par l'intermédiaire des antigènes de surface de celle-ci) pour former un complexe {antigène - anticorps de spore d'agent biologique Bacillus anthracis}, qui présente un degré ou un niveau détectable et mesurable de propriétés, de caractéristiques et de comportement luminescents (c'est-àdire, fluorescents ou/et phosphorescents), lorsqu'il est éclairé par différents types de rayonnements électromagnétiques ou de lumières, tels que des lumières de type ultraviolette (UV), visible (VIS) ou infrarouge (IR). Dans les cas où la bactérie sporulée Bacillus anthracis est marquée spectralement avec le marqueur spectral de type 5 chimique (c'est-à-dire, le trichlorure de terbium [TbC13]), ou avec le marqueur spectral de type biologique (c'est-à-dire, un anticorps), le complexe {spore d'agent biologique Bacillus anthracis (acide dipicolinique [DPA]) - trichlorure de terbium [TbC13]} formé, ou le complexe {antigène - anticorps de spore 10 d'agent biologique Bacillus anthracis} formé, respectivement, devient une cible active de manière hyperspectrale qui peut être détectée et identifiée de manière hyperspectrale dans la solution ou la suspension de test de l'échantillon d'air, lorsque la solution ou la suspension de test est soumise à une 15 imagerie et une analyse hyperspectrales. Cas spécifique d'ajout, à la solution ou à la suspension de test, d'un produit chimique réduisant l'arrière-plan, par exemple, un liquide organique, tel que l'éthylène glycol (MEG) [HOCH2CH2OH] 20 Selon le procédé de la présente invention, comme montré sur la figure 1, l'étape (procédure) principale de préparation de la solution ou de la suspension de test de l'échantillon d'air comprend l'étape (procédure) unique et cruciale d'ajout, à la solution ou à la suspension de test, d'un produit 25 chimique réduisant l'arrière-plan. Le produit chimique réduisant l'arrière-plan réduit les effets interférents d'arrière-plan provoqués par la présence de nombreux type différents d'objets sans intérêt (arrière-plan), c'est-à-dire, composants (non cibles), dans la solution ou la suspension de 30 test (particulièrement, les objets sans intérêt (arrière-plan), c'est-à-dire, les composants (non cibles), qui proviennent de l'échantillon d'air), pendant l'imagerie et l'analyse hyperspectrales de la solution ou de la suspension de test, augmentant de ce fait la détectabilité hyperspectrale de la cible active de manière hyperspectrale (c'est-à-dire, le complexe {spore d'agent biologique Bacillus anthracis (acide dipicolinique [DPA]) - trichlorure de terbium [TbCl3]}, ou le complexe {antigène - anticorps de spore d'agent biologique Bacillus anthracis}) dans la solution ou la suspension de test, et améliorant ainsi l'identification et la caractérisation de l'objet d'intérêt (c'est-à-dire, l'agent biologique Bacillus anthracis) dans l'échantillon de matière.

Le produit chimique réduisant l'arrière-plan est, en général, n'importe quel type ou genre de produit chimique qui est composé ou constitué d'une ou de plusieurs matières ou substances organiques ou/et inorganiques, qui est/sont dans une phase solide (par exemple, des particules), une phase liquide (par exemple, une solution ou une suspension), ou une combinaison de celles-ci. Dans le cas spécifique de l'exemple de mode de réalisation spécifique de la présente invention, dans lequel l'échantillon de matière est un échantillon de l'air (c'est-à- dire, un échantillon d'air), et l'objet d'intérêt est un agent biologique (par exemple, une bactérie, un virus, un champignon ou une toxine), tel que la bactérie sporulée Bacillus anthracis, il a été déterminé empiriquement (voir les exemples ci-dessous) qu'un exemple de produit chimique réduisant l'arrière-plan préféré est un liquide organique, tel que l'éthylène glycol (c'est-à-dire, le monoéthylène glycol (MEG) ou éthane-1,2-diol) [HOCH2CH201-1]. Le type ou le genre spécifique de produit chimique réduisant l'arrière-plan, c'est-à-dire, l'éthylène glycol 30 (MEG) [HOCH2CH2OH], est sélectionné de sorte que le produit chimique réduisant l'arrière-plan réduise (diminue) efficacement (c'est-à-dire, de façon mesurable) les effets interférents d'arrière-plan provoqués par la présence de nombreux types différents d'objets sans intérêt (arrière-plan), c'est-à-dire, composants (non cibles), dans la solution ou la suspension de test (particulièrement, les nombreux types et concentrations différents variant spatialement ou/et temporellement de composants (non cibles), tels que la poussière, le pollen, les minéraux, les types non cibles de matières biologiques (moisissures (champignons), bactéries), et les types non cibles de matières chimiques particulaires, qui proviennent de l'échantillon d'air), pendant l'imagerie et l'analyse hyperspectrales de la solution ou de la suspension de test. Cela résulte en l'augmentation (l'amélioration) de la détectabilité hyperspectrale de la cible active de manière hyperspectrale (c'est-à-dire, le complexe {spore d'agent biologique Bacillus anthracis (acide dipicolinique [DPA]) - trichlorure de terbium [TbC13] } , ou le complexe {antigène anticorps de spore d'agent biologique Bacillus anthracis}) dans la solution ou la suspension de test, pendant l'imagerie et l'analyse hyperspectrales de la solution ou de la suspension de test. Par conséquent, l'ajout du produit chimique réduisant l'arrière-plan, c'est-à-dire, l'éthylène glycol (MEG) [HOCH2CH201-1] , à la solution ou à la suspension de test de l'échantillon d'air résulte en l'augmentation (l'amélioration) de la détectabilité hyperspectrale de la bactérie sporulée (cible) Bacillus anthracis, présente dans l'échantillon d'air. Le produit chimique réduisant l'arrière-plan, c'est-à-dire, l'éthylène glycol (MEG) [HOCH2CH201-1] , à la suite de son ajout à la solution ou à la suspension de test, et pendant l'imagerie hyperspectrale de la solution ou de la suspension de test, présente une certaine combinaison des deux modes de comportement principaux suivants. Dans le premier, le produit chimique réduisant l'arrière- plan, c'est-à-dire, l'éthylène glycol (MEG) [HOCH2CH201-1] , « interagit physicochimiquement » de manière sélective, pendant l'imagerie hyperspectrale, avec une majeure partie des nombreux types différents d'objets sans intérêt (arrière-plan), c'est-à-dire, composants (non cibles), présents dans la solution ou la suspension de test (particulièrement, les objets sans intérêt (arrière-plan), c'est-à-dire, les composants (non cibles), qui proviennent de l'échantillon d'air), d'une manière qui réduit (diminue) efficacement (c'est-à-dire, de façon mesurable) leurs propriétés, caractéristiques et comportement (spectraux) luminescents (c'est-à-dire, fluorescents ou/et phosphorescents). Pendant l'imagerie hyperspectrale, le produit chimique réduisant l'arrière-plan, c'est-à-dire, l'éthylène glycol (MEG) [HOCH2CH2OH], peut ou peut ne pas « réagir chimiquement » efficacement (c'est-à-dire, de façon mesurable), mais au moins « interagit physiquement » dans une certaine mesure, avec les nombreux types différents d'objets sans intérêt (arrière-plan), c'est-à-dire, les composants (non cibles), présents dans la solution ou la suspension de test (comprenant, particulièrement, les objets sans intérêt (arrière-plan), c'est-à-dire, les composants (non cibles), qui proviennent de l'échantillon d'air). Dans le deuxième, le produit chimique réduisant l'arrière-plan, c'est-à-dire, l'éthylène glycol (MEG) [HOCH2CH2OH] , « interagit physicochimiquement » de manière sélective, pendant l'imagerie hyperspectrale, avec la cible active de manière hyperspectrale (c'est-à-dire, le complexe {spore d'agent biologique Bacillus anthracis (acide dipicolinique [DPA]) - trichlorure de terbium [TbCl3]}, ou le 30 complexe {antigène - anticorps de spore d'agent biologique Bacillus anthracis}) présent dans la solution ou la suspension de test, d'une manière qui augmente (améliore) efficacement (c'est-à-dire, de façon mesurable) ses propriétés, caractéristiques et comportement (spectraux) luminescents (c'est-à-dire, fluorescents ou/et phosphorescents). Pendant l'imagerie hyperspectrale, le produit chimique réduisant l'arrière-plan, c'est-à-dire, l'éthylène glycol (MEG) [HOCH2CH201-1] , peut ou peut ne pas « réagir chimiquement » efficacement (c'est-à-dire, de façon mesurable), mais au moins dans une certaine mesure « interagit physiquement », avec la cible active de manière hyperspectrale (c'est-à-dire, le complexe {spore d'agent biologique Bacillus anthracis (acide dipicolinique [DPA]) - trichlorure de terbium [TbC13]1, ou le complexe {antigène - anticorps de spore d'agent biologique Bacillus anthracis}) présent dans la solution ou la suspension de test. L'introduction de l'étape (procédure) d'ajout, à la solution ou à la suspension de test, d'un produit chimique réduisant l'arrière-plan, c'est-à-dire, l'éthylène glycol (MEG) [HOCH2CH2OH], dans l'étape (procédure) principale de préparation d'une solution ou d'une suspension de test de l'échantillon d'air, résulte en l'obtention de niveaux élevés des paramètres de performance d'exactitude, de précision (reproductibilité), de sensibilité, à grande vitesse (courte échelle de temps), que ce soit en ligne (en temps réel, en temps presque réel) ou hors ligne, d'une manière optimale et hautement efficace, des étapes (procédures) principales restantes du procédé, c'est-à-dire, l'étape (procédure) principale de génération et de collecte de données et d'informations d'image hyperspectrale de la solution ou de la suspension de test et l'étape (procédure) principale de traitement et d'analyse des données et des informations d'image hyperspectrale, pour identifier et caractériser la cible active de manière hyperspectrale (c'est-à-dire, le complexe {spore d'agent biologique Bacillus anthracis (acide dipicolinique [DPA]) - trichlorure de terbium [TbC13]1, ou le complexe {antigène - anticorps de spore d'agent biologique Bacillus anthracis}) dans la solution ou la suspension de test, identifiant et caractérisant de ce fait l'objet d'intérêt 5 anthracis) A la principale (c'est-à-dire, la bactérie sporulée Bacillus dans l'échantillon d'air. suite de l'achèvement de l'étape (procédure) décrite précédemment de préparation d'une solution ou d'une suspension de test de l'échantillon d'air, une partie ou une partie aliquote de la solution ou de la suspension de 10 test de l'échantillon d'air est ensuite, de préférence, transférée et placée sur un porte-objet ou une plaque en métal inerte propre ou sur un porte-objet ou une plaque du type de microscope en matière plastique (par exemple, du Téflon®) ou en verre inerte propre, qui est approprié pour fonctionner en 15 tant que porte-échantillon dans un système d'imagerie et d'analyse hyperspectrales. Le porte-objet ou la plaque (porte-échantillon) avec la partie ou la partie aliquote de la solution ou de la suspension de test de l'échantillon d'air est ensuite positionné et attaché (fixé) de manière appropriée 20 sur un étage ou une plateforme d'examen mobile dans trois dimensions (c'est-à-dire, en translation) et, optionnellement, mobile angulairement (c'est-à-dire, en rotation) du système d'imagerie et d'analyse hyperspectrales. Ensuite, l'étape (procédure) principale suivante de génération et de collecte 25 de données et d'informations d'image hyperspectrale de la solution ou de la suspension de test de l'échantillon d'air est effectuée. Génération et collecte de données et d'informations d'image hyperspectrale de la solution ou de la suspension de test 30 Cette étape (procédure) principale du procédé d'imagerie et d'analyse hyperspectrales d'un échantillon de matière, pour identifier et caractériser un objet d'intérêt dans celui-ci, de la présente invention, est effectuée comme décrit dans la section Domaine et contexte, ci-dessus. En général, cette étape (procédure) principale de génération et de collecte de données et d'informations d'image hyperspectrale de la solution ou de la suspension de test de l'échantillon de matière, est effectuée selon n'importe quel enseignement OU mise en pratique appropriée de génération et de collecte de données et d'informations d'image hyperspectrale, en utilisant n'importe quels système et technique d'imagerie et d'analyse hyperspectrales appropriés.

Par exemple, pour effectuer cette étape (procédure) principale du procédé de la présente invention, n'importe quel enseignement ou mise en pratique approprié présenté dans les références 1 à 29 (et les références citées dans celles-ci) est utilisé. De préférence, les enseignements et mises en pratique d'imagerie et d'analyse hyperspectrales sélectionnés par le même demandeur/cessionnaire de la présente invention qui sont présentés dans les références 30 à 36 sont utilisés. Par conséquent, à partir de l'étape (procédure) principale décrite précédemment du procédé, le porte-objet ou 20 la plaque (porte-échantillon) avec la partie ou la partie aliquote de la solution ou de la suspension de test de l'échantillon de matière qui est positionné ou attaché (fixé) de manière appropriée sur un étage ou une plateforme d'examen mobile dans trois dimensions (c'est-à-dire, en translation) 25 et, optionnellement, mobile angulairement (c'est-à-dire, en rotation) du système d'imagerie et d'analyse hyperspectrales, est soumis à une imagerie et une analyse hyperspectrales. De multiples champs de vision de l'échantillon de matière font l'objet d'un balayage et d'une formation d'image 30 « hyperspectraux » tandis que l'échantillon de matière (contenant des objets, et les composants de ceux-ci) est exposé à un rayonnement électromagnétique. Pendant le balayage et l'imagerie hyperspectraux, des nombres relativement grands (de l'ordre des millions) de multiples images spectrales (c'est-à-dire, hyperspectrales) sont générées et collectées, « une à la fois », mais, d'une manière séquentielle extrêmement rapide ou rapide, des objets (et des composants de 5 ceux-ci) en émettant un rayonnement électromagnétique à une pluralité de nombreuses longueurs d'onde et fréquences, où les longueurs d'onde et les fréquences sont associées à différentes parties ou bandes (relativement étroites) sélectionnées, ou des bandes dans celles-ci, d'un hyper 10 spectre entier émis par les objets (et les composants de ceux-ci) de l'échantillon de matière. Le système d'imagerie et d'analyse hyperspectrales peut être mis en oeuvre d'une manière extrêmement rapide ou rapide pour fournir des données et des informations spectrales et spatiales de résolution 15 exceptionnellement élevée de l'échantillon de matière dont l'image est formée (contenant les objets, et les composants de ceux-ci). > Exemple de mode de réalisation spécifique d'un échantillon de l'air (échantillon d'air) contenant de nombreux 20 objets sans intérêt (arrière-plan) différents interférents variant spatialement ou/et temporellement et un objet d'intérêt (cible) de type agent biologique ou agent chimique Cette étape (procédure) principale est effectuée 25 facilement pour générer et collecter des données et des informations d'image hyperspectrale de la solution ou de la suspension de test, pour l'exemple de mode de réalisation spécifique de la présente invention, dans lequel l'échantillon de matière est un échantillon de l'air (c'est-à-dire, un 30 échantillon d'air), et l'objet d'intérêt est un agent biologique (par exemple, une bactérie, un virus, un champignon ou une toxine), ou un agent chimique (par exemple, un agent neurotoxique [par exemple, le sarin, le tabun ou le soman], ou un poison chimique [par exemple, un composé à base de cyanure ou un composé organophosphoré]), qui est composé ou constitué de matières ou de substances organiques ou/et inorganiques qui sont de préférence dans une phase solide (par exemple, des 5 particules) ou/et sont présentes (par exemple, absorbées ou/et adsorbées) sur des particules de l'échantillon d'air. Plus spécifiquement, par exemple, l'objet d'intérêt peut être un agent biologique, tel que la bactérie sporulée Bacillus anthracis, qui est marqué chimiquement (par exemple, par le 10 trichlorure de terbium [TbC13]), ou marqué biologiquement (par exemple, par des anticorps d'une technique radio-immunologique), comme décrit ci-dessus, en tant que partie de l'étape (procédure) principale de préparation d'une solution ou d'une suspension de test de l'échantillon de matière, 15 c'est-à-dire, l'échantillon d'air, pour permettre l'identification et la caractérisation des objets d'intérêt (c'est-à-dire, l'agent biologique : bactérie sporulée Bacillus anthracis) par l'intermédiaire d'une imagerie et d'une analyse hyperspectrales. 20 Dans certains modes de réalisation de la présente invention, l'étape (procédure) principale de génération et de collecte de données et d'informations d'image hyperspectrale de la solution ou de la suspension de test comprend la génération et la collecte (l'acquisition) « séparément » de 25 données et d'informations d'image hyperspectrale d'objets sans intérêt. Par conséquent, les données et les informations d'image hyperspectrale des effets interférents d'arrière-plan provoqués par la présence des nombreux types différents 30 d'objets sans intérêt (arrière-plan), c'est-à-dire, composants (non cibles), présents dans la solution ou la suspension de test (particulièrement, les nombreux types et concentrations différents variant spatialement ou/et temporellement de composants (non cibles), tels que la poussière, le pollen, les minéraux, les types non cibles de matières biologiques (moisissures (champignons), bactéries) et les types non cibles de matières chimiques particulaires, qui proviennent de 5 l'échantillon d'air), sont acquises « séparément » pendant l'imagerie et l'analyse hyperspectrales de la solution ou de la suspension de test. Dans les exemples de modes de réalisation, les données et les informations d'image hyperspectrale sont acquises pour 10 différents types et concentrations de l'un quelconque ou de plusieurs des objets sans intérêt (arrière-plan) sous une « forme sèche » (par exemple, comme illustré ci-dessous dans les exemples 1 et 2), ou en plus, ou en variante, sous une « forme humide », dissous ou en suspension dans un liquide 15 (par exemple, comme illustré ci-dessous dans l'exemple 2). Par exemple, conformément à une « forme humide », des exemples d'objets sans intérêt, tels que des particules de poussière ou de pollen, sont dissous ou mis en suspension dans le même produit chimique réduisant l'arrière-plan, par exemple, 20 l'éthylène glycol (MEG) [HOCH2CH201-1] , qui est utilisé dans l'étape (procédure) principale de préparation d'une solution ou d'une suspension de test de l'échantillon de matière. Traitement et analyse des données et des informations d'image 25 hyperspectrale Cette étape (procédure) principale du procédé d'imagerie et d'analyse hyperspectrales d'un échantillon de matière, pour identifier et caractériser un objet d'intérêt dans celui-ci, de la présente invention, est effectuée comme décrit dans la 30 section Domaine et contexte, ci-dessus. En général, cette étape (procédure) principale de traitement et d'analyse des données et des informations d'image hyperspectrale, pour identifier et caractériser la cible active de manière hyperspectrale dans la solution ou la suspension de test, identifiant et caractérisant de ce fait l'objet d'intérêt dans l'échantillon de matière, est effectuée selon n'importe quel enseignement ou mise en pratique approprié de l'art antérieur 5 de traitement et d'analyse de données et d'informations d'image hyperspectrale, pour identifier et caractériser une cible active de manière hyperspectrale dans une solution ou une suspension de test, en utilisant n'importe quel système d'imagerie et d'analyse hyperspectrales approprié enseigné ou 10 mis en pratique dans l'art antérieur. Par exemple, pour effectuer cette étape (procédure) principale du procédé de la présente invention, n'importe quel enseignement ou mise en pratique approprié présenté dans les références 1 à 29 (et les références citées dans celles-ci) 15 est utilisé. De préférence, les enseignements et les mises en pratique d'imagerie et d'analyse hyperspectrales sélectionnés par le même demandeur/cessionnaire de la présente invention qui sont présentés dans les références 30 à 36 sont utilisés. Par conséquent, les images hyperspectrales générées par, 20 et collectées à partir de l'échantillon de matière sont corrélées avec les spectres d'émission de l'échantillon de matière, où les spectres d'émission correspondent à des représentations spectrales sous la forme de types de motifs « d'empreinte » ou de « signature » spectrale d'identification 25 et de caractérisation, des objets (et des composants de ceux-ci) dont l'image est formée de manière hyperspectrale dans l'échantillon de matière. Ces données et informations d'image hyperspectrale sont traitées et analysées en utilisant des types de traitement et d'analyse de données et d'informations 30 d'imagerie hyperspectrale à reconnaissance automatique de motifs (APR) ou/et à reconnaissance optique de caractères (OCR), pour identifier et caractériser, ou/et classifier, les propriétés, caractéristiques et comportement physiques, chimiques, ou/et biologiques, des objets (et des composants de ceux-ci) dont l'image est formée de manière hyperspectrale dans l'échantillon de matière. Selon certains modes de réalisation du procédé d'imagerie 5 et d'analyse hyperspectrales d'un échantillon de matière, pour identifier et caractériser un objet d'intérêt dans celui-ci, le traitement et l'analyse des données et des informations d'image hyperspectrale comprennent les étapes secondaires (procédures secondaires) suivantes, qui sont considérées comme 10 des particularités techniques spéciales supplémentaires d'exemples de modes de réalisation de l'invention présentée Evaluer un niveau de détectabilité de la cible active de manière hyperspectrale dans la solution ou la suspension de test selon trois critères : (1) l'aire de tous les pixels 15 positifs dans une image hyperspectrale exprimant des empreintes spectrales caractéristiques de la lumière émise par la cible active de manière hyperspectrale, (2) l'intensité de la fluorescence de chaque pixel positif dans l'image hyperspectrale qui exprime les empreintes spectrales 20 caractéristiques de la cible active de manière hyperspectrale, et (3) la relation entre les empreintes spectrales caractéristiques incluses dans les pixels positifs de l'image hyperspectrale et d'une base de données d'images hyperspectrales. 25 > Analyser l'image hyperspectrale quant aux empreintes spectrales caractéristiques avec une résolution d'un pixel, et calculer l'aire totale qui sous-tend tous les pixels positifs pour chaque image hyperspectrale et concentration du marqueur spectral. 30 > Calculer les intensités minimum, maximum et moyenne d'une région spectrale autour d'un pic d'émission caractéristique de la cible active de manière hyperspectrale. - Créer deux bases de données distinctes, où une première base de données correspond à tous les spectres disponibles des effets interférents d'arrière-plan, et une deuxième base de données comprend tous les spectres correspondant à la cible active de manière hyperspectrale. - Comparer les empreintes spectrales incorporées dans les pixels positifs de l'image hyperspectrale aux empreintes spectrales des deux bases de données distinctes, moyennant quoi les pixels positifs sont divisés en la cible active de manière hyperspectrale et les effets interférents d'arrière-plan, et effectuer une corrélation ensuite, pour produire le pourcentage des pixels positifs correspondant à la cible active de manière hyperspectrale et le pourcentage des pixels positifs correspondant aux effets interférents d'arrière-plan. > Utiliser (tracer) les pourcentages de pixels positifs dans un diagramme en bâton pour montrer la distribution des empreintes spectrales caractéristiques de la cible active de manière hyperspectrale et des effets interférents d'arrière-plan parmi les pixels positifs de la cible active de manière hyperspectrale, en fonction d'un compte de l'objet d'intérêt. - Exemple de mode de réalisation spécifique d'un échantillon de l'air (échantillon d'air) contenant de nombreux d'intérêt (cible) de type agent biologique ou agent chimique Cette étape (procédure) principale est facilement effectuée pour traiter et analyser les données et les informations d'image hyperspectrale, pour identifier et caractériser la cible active de manière hyperspectrale dans la solution ou la suspension de test, identifiant et caractérisant de ce fait l'objet d'intérêt dans l'échantillon de matière, pour l'exemple de mode de réalisation préféré objets sans intérêt variant spatialement (arrière-plan) différents interférents ou/et temporellement, et un objet spécifique de la présente invention, dans lequel l'échantillon de matière est un échantillon de l'air (c'est-à-dire, un échantillon d'air), et l'objet d'intérêt est un agent biologique (par exemple, une bactérie, un virus, un champignon ou une toxine), ou un agent chimique (par exemple, un agent neurotoxique [par exemple, le sarin, le tabun ou le soman], ou un poison chimique [par exemple, un composé à base de cyanure ou un composé organophosphoré]). Plus spécifiquement, par exemple, l'objet d'intérêt peut être un agent biologique, tel que la bactérie sporulée Bacillus anthracis, qui est marqué chimiquement (par exemple, par le trichlorure de terbium [TbC13]), ou marqué biologiquement (par exemple, par des anticorps d'une technique radio-immunologique), comme décrit ci-dessus, en tant que partie de l'étape (procédure) principale de préparation d'une solution ou d'une suspension de test de l'échantillon de matière, c'est-à-dire, l'échantillon d'air, pour permettre l'identification et la caractérisation des objets d'intérêt (c'est-à-dire, l'agent biologique : bactérie sporulée Bacillus anthracis) par 20 l'intermédiaire d'une imagerie et d'une analyse hyperspectrales. Dans certains modes de réalisation de la présente invention, l'étape (procédure) principale de traitement et d'analyse des données et des informations d'image 25 hyperspectrale comprend le traitement et l'analyse des données et des informations d'image hyperspectrale d'objets sans intérêt. Par exemple, cette étape (procédure) principale comprend le traitement et l'analyse des données et des informations d'image hyperspectrale qui sont générées et 30 collectées (acquises) « séparément » par l'étape (procédure) principale précédente de génération et de collecte de données et d'informations d'image hyperspectrale de la solution ou de la suspension de test de l'échantillon de matière.

Par conséquent, les images hyperspectrales générées par, et collectées à partir des objets sans intérêt sont corrélées avec les spectres d'émission de l'échantillon de matière, où les spectres d'émission correspondent à des représentations spectrales sous la forme de types de motifs « d'empreinte » ou de « signature » spectrale d'identification et de caractérisation, des objets sans intérêt (et des composants de ceux-ci) dont l'image est formée de manière hyperspectrale qui sont présents dans l'échantillon de matière. Ces données et informations d'image hyperspectrale sont traitées et analysées en utilisant des types de traitement et d'analyse de données et d'informations d'imagerie hyperspectrale à reconnaissance automatique de motifs (APR) ou/et à reconnaissance optique de caractères (OCR), pour identifier, caractériser, ou/et classifier les propriétés, caractéristiques et comportement physiques, chimiques ou/et biologiques des objets sans intérêt (et des composants de ceux-ci) dont l'image est formée de manière hyperspectrale présents dans l'échantillon de matière. Cette étape (procédure) supplémentaire de traitement et d'analyse des données et des informations d'image hyperspectrale d'objets sans intérêt fournit des données et des informations utiles qui sont utilisées pour identifier et caractériser des cibles actives de manière hyperspectrale sans intérêt dans la solution ou la suspension de test, ce qui aide à identifier et caractériser l'objet d'intérêt dans l'échantillon de matière. EXEMPLES Des modes de réalisation sélectionnés de la présente invention, y compris les aspects, caractéristiques, traits techniques spéciaux et avantageux nouveaux et inventifs de ceux-ci, tels que décrits à titre illustratif dans ce qui précède, et tels que revendiqués dans la partie revendications ci-dessous, sont indiqués à titre d'exemple et ont un support expérimental dans les exemples suivants qui ne sont pas destinés à être limitatifs.

MATERIELS ET PROCEDURES Système d'imagerie et d'analyse hyperspectrale Dans chacun des exemples 1 à 3, le même système d'imagerie et d'analyse hyperspectrales a été utilisé : le système d'imagerie (scanner optique) et d'analyse hyperspectrale fabriqué par Green Vision Systems Ltd. (Tel Aviv, Israël), noms des modèles : HyperEye® Detection System, FIPA® FIPA (Analyseur de particules par imagerie de fluorescence) et FIPA-20® (Analyseur de particules par imagerie de fluorescence), comprenant les composants principaux et caractéristiques ou conditions opérationnelles suivants. Source d'irradiation de l'échantillon (rayon lumineux) : lampe mercure, 100 W (watts), avec un filtre passe-bande étroit centré à 334 ou 365 nanomètres (nm) et une largeur de bande de 20 ± 10 nm. Largeur de bande du balayage optique : à ou dans la plage de 400 à 900 nm. Plage d'analyse numérique : 400 à 900 nm. Dispositif optique : objectif Ultrafluar® de Zeiss x10, avec 25 une taille de pixel de 6,45 microns (p) x 6,45 p. Résolution des longueurs d'ondes : 1,5 nm. Le système d'imagerie et d'analyse hyperspectrales a compris un étage ou une plateforme d'examen mobile dans les trois dimensions (par exemple translationnel) et en angle (par 30 exemple rotatif), sur lequel ou laquelle ont été placés les échantillons à tester. Réactifs chimiques et biologiques Eau (Exemples 1 à 3, pour le lavage et le rinçage) : une eau filtrée et déminéralisée distillée, produite par un système de purification de l'eau de qualité laboratoire de recherche a été exclusivement utilisée tout au long des exemples.

Ethanol (Exemples 2, 3) : alcool éthylique déshydraté, 85,0 %, Sigma Aldrich (n°636-1). Ethylène glycol (Exemples 2 et 3) : éthylène glycol (monoéthylène glycol (MEG) ou éthane-1,2-diol) [HOCH2CH2OH], 98,0 %, Sigma Aldrich (marque Fluka, n°03760).

Acide dipicolinique [DPA] (Exemple 3) : acide pyridine-2,6- dicarboxylique, 99 %, Sigma Aldrich (marque Aldrich, n°P63808). Trichlorure de terbium [TbC13] (Exemple 3) : chlorure de terbium (III), poudre anhydre, 99 % (base métallique), Sigma-15 Aldrich (marque Aldrich, n°439657). Agent biologique, spores de Bacillus subtilis (Exemples 3 et 4) : Bacillus subtilis (ATCC 6633), cellules lyophilisées, Sigma-Aldrich (marque Sigma, n°B4006). L'agent biologique (non dangereux) Bacillus subtilis a été utilisé comme substitut 20 équivalent fonctionnel de l'agent biologique (extrêmement dangereux) Bacillus anthracis. Méthodes et procédures expérimentales générales Les exemples 1 à 3 sont des exemples « réels » ou « de 25 travail » dans lesquels les méthodologies et procédures expérimentales illustrées et décrites ont été développées et réalisées et les résultats expérimentaux ont été obtenus par le même demandeur/titulaire de la présente invention. Dans l'exemple 3, la préparation des solutions ou 30 suspensions à tester des échantillons indiqués en question a été réalisée selon la description ci-dessus de la présente invention.

Dans les exemples 1 à 3, la génération et la collecte, d'une part, et le traitement et l'analyse, d'autre part, des données d'image hyperspectrale et des informations des échantillons indiqués en question ont été réalisés selon la 5 description ci-dessus de la présente invention, selon les enseignements et pratiques choisis de l'imagerie et de l'analyse hyperspectrales par le même demandeur/titulaire de la présente invention, exposés dans les références 30 à 36. L'exemple 4 est « prospectif », où la méthodologie et les 10 procédures expérimentales « prospectives » ont été développées par le même demandeur/titulaire de la présente invention. EXEMPLE 1 : Imagerie et analyse hyperspectrales de « particules de poussière » présentes dans un échantillon 15 d'air collecté à partir d'une source intérieure d'air Dans l'exemple 1, des particules de poussière (forme sèche) de différentes tailles et formes, présentes dans les échantillons de l'air (c'est-à-dire des échantillons d'air) 20 collectés à partir d'une source intérieure d'air (dépourvus de tout objet particulier d'intérêt (cible), tel qu'agent biologique ou agent chimique) ont été soumises à une imagerie et une analyse hyperspectrales. L'objectif principal était d'obtenir des données et des informations d'images 25 hyperspectrales sous la forme d'images et de types de motifs d'empreinte spectrale (SFP) ou de signature spectrale d'identification et de caractérisation des particules de poussière ayant différentes formes et tailles, présentes dans la source d'air, en vue de servir de référence utile associée 30 à des « objets non pourvus d'intérêts » (bruit) au cours de l'imagerie et de l'analyse hyperspectrales d'échantillons d'air collectés de manière similaire ou d'autres types d'échantillons de matière, qui peuvent avoir un « objet d'intérêt » (cible), tel qu'un agent biologique ou un agent chimique. Méthodes et procédures expérimentales Les échantillons d'air (échantillons d'air) ont été collectés en utilisant un type standard d'échantillonnage d'air ou de système de collecte, à partir d'une source intérieure d'air (dépourvue de tout objet particulier d'intérêt (cible), tel qu'un agent biologique ou un agent chimique), l'air étant situé dans le voisinage immédiat des agents des postes travaillant et traitant le courrier à l'intérieur d'un bureau de poste. Le bureau de poste a normalement des fenêtres fermées, avec un type standard de contrôle de l'environnement CVCA (chauffage, ventilation, conditionnement de l'air). Chaque échantillon d'air a été collecté sur un substrat poreux (sec ou pré-humidifié) en plastique ou en fibres de verre (de type filtre ou de type écran), lequel fonctionnait comme un filtre pour le filtrage, la capture et la collecte d'un échantillon à partir de la source d'air. La source intérieure d'air a compris typiquement de multiples types différents et concentrations différentes de composants, spatialement et/ou temporellement variables, comme de la poussière (fines particules sèches de matière), du 25 pollen (matière particulaire fine ou de type poudre se composant de grains de pollens produits par les plantes), de minéraux, de types non cibles de matière biologique (moisissure (champignon), bactérie), et de types non cibles de matière chimique particulaire. Tous ces composants présents 30 dans les échantillons d'air collectés étaient composés ou constitués de matières ou substances organiques et/ou inorganiques, qui étaient dans une phase solide de forme particulaire et/ou étaient présentes (par exemple absorbées et/ou adsorbées) sur les particules des échantillons d'air collectés et ont été classées et traitées collectivement en tant que « particules de poussière ». Les particules de poussière avaient une taille caractéristique dans la plage située entre environ 1 micron et environ 20 microns, et étaient de formes différentes. Pour chaque échantillon d'air, une partie des particules de poussière (forme sèche) était placée (étalée) sur une lame ou une plaque en verre inerte propre qui a fait office de 10 support à échantillon dans le système d'imagerie et d'analyse hyperspectrales. La lame ou plaque (support à échantillons) avec la partie des particules de poussière a été ensuite positionnée adéquatement et sécurisée (fixée) sur l'étage ou la plateforme d'examen du système d'imagerie et d'analyse 15 hyperspectrales. Cinquante particules de poussière séparées (individuelles) de différentes formes et tailles ont été balayées et visualisées de manière hyperspectrale pour obtenir des images hyperspectrales et des types de motifs d'empreinte spectrale (SFP) ou de signature spectrale d'identification et 20 de caractérisation. Résultats Les résultats de deux particules de poussière séparées (individuelles) représentatives des cinquante particules de poussière séparées (individuelles) qui ont été soumises à 25 l'imagerie et l'analyse hyperspectrales sont présentés sur les figures 2a et 2b, lesquelles sont des courbes graphiques déterminées empiriquement à titre d'exemple (spectres) d'intensité d'émission (normalisée) sous forme de fonction de la longueur d'ondes d'émission (nm) des particules de 30 poussière 1 et 2 de l'exemple, respectivement, montrant leurs empreintes spectrales (SFP). Les figures 2a et 2b montrent que chacune des particules de poussière 1 et 2, respectivement, est caractérisée par sensiblement la même empreinte spectrale 0 (SFP) ayant sensiblement la même forme caractéristique et le même maximum ou pic d'intensité d'émission caractéristique à une longueur d'ondes d'émission d'environ 460 nm.

EXEMPLE 2 : Imagerie et analyse hyperspectrales de « particules de poussière » natives suspendues dans différents liquides (éthanol ou éthylène glycol), pour déterminer l'étendue de la réduction du signal 'bruit' effectué par chaque liquide Dans l'exemple 2, des particules de poussière (native) de différentes tailles et formes collectées manuellement à partir de poussière provenant d'une source intérieure d'air (dépourvu de tout objet particulier d'intérêt (cible), tel qu'un agent biologique ou un agent chimique) ont été suspendues dans différents liquides (éthanol ou éthylène glycol) et soumises à une imagerie et une analyse hyperspectrales. Le principal objectif a été l'obtention de données et d'informations d'image hyperspectrale sous la forme d'images hyperspectrales et de types de motifs d'empreinte spectrale (SFP) ou de signature spectrale d'identification et de caractérisation des particules de poussière suspendue (comme les suspensions à tester des exemples), pour la détermination de l'étendue ou du degré de la réduction du signal « bruit » qui pourrait être effectué par chaque liquide de suspension. Les données et informations expérimentales servent de référence utile associées à des « objets dépourvus d'intérêt » (bruits) au cours de l'imagerie et de l'analyse hyperspectrale des échantillons d'air, ou d'autres types d'échantillons de matière, qui pourraient avoir un « objet d'intérêt » (cible) présent, tel qu'un agent biologique ou chimique. Méthodes et procédures expérimentales 1 Les particules de poussière (native) ont été collectées manuellement (en utilisant des gants propres de type chirurgical « exempts de poussière » inerte et une spatule métallique) à partir d'un bureau « poussiéreux », de propreté 5 normale. Les particules de poussière provenant d'une source intérieure d'air (dépourvue de tout objet particulier d'intérêt, tel qu'un agent biologique ou chimique), qui est de l'air d'un local de bureau ayant normalement des fenêtres closes, avec un type standard de contrôle environnemental CVCA 10 (chauffage, ventilation, conditionnement de l'air). Comme pour l'exemple 1, la source intérieure d'air comprenait typiquement de multiples types différents et concentrations différentes de composants, spatialement et/ou temporellement variables, comme de la poussière, du pollen, de 15 minéraux, de types non cibles de matière biologique et de types non cibles de matière chimique particulaire. Tous ces composants présents dans les échantillons d'air collectés étaient composés ou constitués de matières ou substances organiques et/ou inorganiques, qui étaient dans une phase 20 solide de forme particulaire et/ou étaient présentes (par exemple absorbées et/ou adsorbées) sur les particules des échantillons d'air collectés et ont été classées et traitées collectivement en tant que « particules de poussière ». Les particules de poussière avaient une taille caractéristique 25 dans la plage située entre environ 1 micron et environ 20 microns, et étaient de formes différentes. Une série de trois types d'échantillons (types d'échantillons) a été préparée et testée : (échantillons de type 1) : particules de poussière de forme sèche (comme 30 référence ou témoin de base) dépourvues de tout liquide ; (échantillon de type 2) : une suspension à tester de particules de poussières suspendues dans de l'éthanol ; et 2 (échantillons de type 3) : une suspension à tester de particules de poussières suspendues dans de l'éthylène glycol. Pour chaque type d'échantillons (1, 2 et 3), une portion ou une aliquote de chaque échantillon a été placée sur une lame ou une plaque de type à microscope en verre inerte et propre qui a fait office de support à échantillon dans le système d'imagerie et d'analyse hyperspectrales. La lame ou plaque (support à échantillon) avec la portion ou l'aliquote d'échantillon a été ensuite positionnée adéquatement et 10 sécurisée (fixée) sur l'étage ou la plateforme d'examen du système d'imagerie et d'analyse hyperspectrales. Pour chaque type d'échantillons, plusieurs particules de poussière séparées (individuelles) de différentes formes et tailles ont été balayées et visualisées de manière hyperspectrale pour 15 obtenir des images hyperspectrales et des types de motifs d'empreinte spectrale (SFP) ou de signature spectrale d'identification et de caractérisation. Résultats A une longueur d'onde d'émission caractéristique de 20 l'exemple d'environ 460 nm, l'intensité d'émission « moyenne » (en termes d'unités arbitraires absolues) pour chacun des trois types d'échantillon testés a été la suivante : Echantillons de type 1 : particules de poussières de forme sèche (référence ou témoin de base) : 12 700. 25 Echantillons de type 2 : suspension à tester de particules de poussières suspendues dans de l'éthanol : 11 700. Echantillons de type 3 : suspension à tester de particules de poussières suspendues dans de l'éthylène glycol : 1 600. Par rapport aux particules de poussières de forme sèche 30 (comme référence ou témoin de base), les résultats montrent que l'éthanol avait un effet relativement très mineur (c'est-à-dire une diminution de seulement 1000 unités) sur la réduction du signal de bruit (intensité d'émission moyenne) en 3 premier lieu du fait des particules de poussières dans les échantillons de type 2. Par fort contraste, l'éthylène glycol avait un effet relativement assez majeur (c'est-à-dire une diminution de 11 100 unités) sur la réduction du signal de bruit (intensité d'émission moyenne) en premier lieu du fait des particules de poussières dans les échantillons de type 3. Sur la base des résultats, on a conclu que, pour les échantillons et conditions expérimentaux utilisés et testés dans l'exemple 2, l'éthylène glycol est capable de réduire significativement le signal de bruit (intensité d'émission moyenne) du fait des particules de poussières qui sont présentes dans une suspension à tester d'un échantillon de matière. On a par conséquent conclu que l'éthylène glycol est « viable » et est un produit chimique réduisant efficacement le bruit pour l'utilisation dans l'imagerie et l'analyse hyperspectrales d'un échantillon de matière. EXEMPLE 3 : Imagerie et analyse hyperspectrales de suspensions à tester contenant une cible du complexe ((acide dipicolinique (DPA.1) - trichlorure de terbium fTbC131 et de suspensions à tester, contenant la cible, du complexe {spore de l'agent biologique Bacillus subtilis (acide dipicolinique [DRU) trichlorure de terbium fTbC131 sus-endue dans le -roduit chimique réduisant le bruit qui est l'éthylène glycol L'identification rapide et précise des agents biologiques est une tâche vitale pour les personnels de première urgence afin de faciliter les actions appropriées en temps voulu dans l'éventualité d'une attaque biologique. Bacillus anthracis, une bactérie formant des spores et un agent pathogène dangereux, provoquant la maladie du charbon, en est un exemple important. Parmi les candidats d'agents potentiels pour la guerre biologique, les spores de Bacillus anthracis sont 4 particulièrement préoccupantes. D'abord, elles sont hautement résistantes aux contraintes environnementales et sont relativement faciles à produire sous forme d'arme en dehors d'un laboratoire. Deuxièmement, la maladie du charbon est une 5 maladie infectieuse nécessitant une attention médicale dans les 24 à 48 heures de l'inhalation initiale de plus de 104 spores de Bacillus anthracis. Cependant, le diagnostic de la maladie du charbon n'est pas immédiat puisque cela met 1 à 60 jours pour que les symptômes de la maladie du charbon 10 apparaissent chez les humains. Par conséquent, la rapide détection des spores de Bacillus anthracis dans l'environnement avant l'infection est un but extrêmement important pour la sécurité humaine. Les bactéries de Bacillus anthracis peuvent exister sous 15 forme de spores. Structurellement, une spore se compose d'un coeur central entouré par différentes couches protectrices. L'acide dipicolinique [DPA] se trouve dans ces couches protectrices et constitue environ 10 % du poids sec de la spore. L'acide dipicolonique [DPA] peut être exploité en étant 20 complexé à un type chimique de marqueur spectral, par exemple le trichlorure de terbium [TbCl3] qui interagit avec (c'est-àdire marque spectralement) la bactérie formant la spore Bacillus anthracis (via l'acide dipicolinique [DPA] présent dans celle-ci) pour former un complexe {spore de l'agent 25 biologique Bacillus anthracis (acide dipicolinique [DPA]) trichlorure de terbium [TbC13]}. Le complexe formé présente un degré détectable et mesurable ou une étendue de propriétés luminescentes (c'est-à-dire fluorescentes et/ou phosphorescentes), de caractéristiques et un comportement, 30 quand il est illuminé par différents types de rayonnement électromagnétique ou de lumière, comme les types de lumière ultraviolette (UV), visible (VIS) ou infrarouge (IR). 5 Dans l'exemple 3, l'agent biologique (non dangereux) Bacillus subtilis a été utilisé comme substitut équivalent fonctionnel de l'agent biologique (extrêmement dangereux) Bacillus anthracis. Un objectif principal de l'exemple 3 a été de mettre en pratique l'invention par rapport à : (i) la détectabilité des complexes ((acide dipicolinique [DPA]) trichlorure de terbium [TbCl3]}, (ii) la détectabilité des complexes {spore de l'agent biologique Bacillus subtilis (acide dipicolinique [DPA]) - trichlorure de terbium [TbC13]} et (iii) la détectabilité des complexes {spore de l'agent biologique Bacillus subtilis (acide dipicolinique [DPA]) trichlorure de terbium [TbC13]} avec le bruit des particules de poussière natives et (iv) la création d'une base de données, l'identification et la prise de décision.

Méthodes et procédures expérimentales Au cours de toutes les mesures, la salle d'expériences était plongée dans le noir complet. Le seuil de détectabilité a été évalué par trois critères distincts : (1) la zone de tous les pixels exprimant l'empreinte spectrale (SFP) caractéristique de la lumière émise si un complexe ((acide dipicolinique [DPA]) trichlorure de terbium [TbC13]1 a été excité par une lumière UV (ici, désignée pixels positifs), (2) l'intensité de fluorescence de chaque pixel qui exprime la caractéristique SFP des complexes {(acide dipicolinique [DPA]) - trichlorure de terbium [TbC13]1 et (3) la relation entre les SFP compris dans les pixels positifs d'une image donnée et de la base de données spectrale. (i) Détectabilité des complexes ((acide dipicolinique [DPA]) - trichlorure de terbium [TbC13]1 6 Afin d'examiner le seuil de détection des complexes f[DPA] - [TbC13]1 par le système d'imagerie et d'analyse hyperspectrales, 10 pl (microlitres) de solutions de DPA et de [TbC13] (préparées dans de l'éthanol) ont été appliqués sur 5 une plaque de métal noir et trois images spectrales ont été acquises pour chaque concentration en DPA. Réactifs > [TbC13] : 8 mM (millimolaire). > DPA : 30 mM, 15 mM, 500 pM (micromolaire), 50 pM, 5 pM, 10 500 nM (nanomolaire), 50 nM et 5 nM. > Comme témoin, 10 pl de [TbC13] à 25 mM appliqués sur une plaque de métal noir ont été analysés Analyse de données Les images hyperspectrales ont été analysées pour le 15 spectre caractéristique émis par les complexes f[DPA] [TbC13]} à une résolution d'un pixel, et l'aire totale sous-tendant la totalité des pixels positifs a été calculée pour chaque image hyperspectrale et concentration en DPA. En outre, les intensités minimales, maximales et moyennes de la région 20 spectrale autour du pic d'émission caractéristique du complexe { [DPA] - [TbC13] } (540 ± 5 nm) ont été calculées. Résultats Le seuil de détection des complexes {[DPA] - [TbC13] } 25 s'est avéré augmenter avec la concentration en DPA. En général, le pourcentage de pixels (parmi tous les pixels contenus dans chacune des images spectrales acquises) exprimant l'empreinte spectrale caractéristique (SFP) des complexes {[DPA] - [TbC13]) (pixels positifs) a augmenté avec 30 la concentration croissante en DPA. Le pourcentage le plus élevé de pixels positifs a été découvert à une concentration de DPA de 30 mM, alors que le pourcentage le plus faible a été obtenu à une concentration en DPA la plus faible, 5 nM. En 7 plus, quand on a analysé le [TbC13] seul, seulement 7,2 % des pixels se sont révélés être positifs. L'intensité moyenne du pic d'émission du complexe {[DPA] - [TbC13]} a diminué avec la concentration en DPA jusqu'à obtention d'un état stable autour d'une concentration en DPA de 50 pM. (ii) Détectabilité des complexes {spore de l'agent biologique Bacillus subtilis (acide dipicolinique [DPA]) - trichlorure de terbium [TbC13]1 L'agent biologique (non dangereux) Bacillus subtilis a été utilisé comme substitut équivalent fonctionnel pour l'agent biologique (extrêmement dangereux) Bacillus anthracis. Afin d'examiner le seuil de détection des complexes {spore de l'agent biologique Bacillus subtilis (acide dipicolinique [DPA]) - trichlorure de terbium [TbC13]}, des suspensions de spore de différentes concentrations ont été préparées. A partir d'une suspension de réserve de spores de Bacillus subtilis, cinq dilutions consécutives ont été réalisées. Avant d'examiner la détectabilité, les spores de la dilution la plus forte ont été comptées en utilisant un hémocytomètre standard. Le nombre de spores dans chacune des dilutions a été calculé en multipliant le nombre de spores de la dilution la plus élevée par le rapport entre la dilution la plus forte et la dilution dont il est question. Afin de libérer les molécules de DPA emprisonnées dans les spores, ces dernières ont été cassées par chauffage à 80 °C pendant 15 minutes. Les spores traitées par chauffage ont été stockées à 4 °C jusqu'à ce que la détectabilité des spores soit examinée. La procédure expérimentale a compris l'application de 10 pl de la suspension de spores préchauffée, 10 pl de la solution à 40 pM de [TbC13] et 15 pl d'éthylène glycol (produit chimique réduisant le bruit) sur une plaque en Teflon® blanc. Les concentrations finales suivantes ont été 8 obtenues : 7,2 x 106, 7,2 x 105, 7,2 x 104, 7,2 x 103, et 7,2 x 102 spores/ml (millilitre). Les échantillons ont été examinés en utilisant le système d'imagerie et d'analyse hyperspectrales.

Résultats Le seuil de détection des complexes comprenant du DPA (extrait des spores de Bacillus subtilis) et des molécules de [TbC13] a été examiné. La vaste majorité des pixels contenait l'empreinte spectrale (SFP) caractéristique des complexes { [DPA] - [TbC13]} (pixels positifs) dans les images spectrales acquises. Dans l'ensemble des différentes concentrations de spores, l'intensité de fluorescence de tous les pixels positifs s'est révélée diminuer avec la concentration en spores. L'intensité de fluorescence la plus élevée a donné l'illumination d'un échantillon comprenant 7,2 x 106 alors que l'intensité de fluorescence la plus faible a été obtenue quand un échantillon comprenant 7,2 x 102 spores/ml a été illuminé. Les résultats sont présentés sur les figures 3a et 3b.

La figure 3a est une courbe graphique (spectre) d'une intensité d'émission (normalisée) déterminée empiriquement à titre d'exemple sous la forme d'une fonction de la longueur d'onde d'émission (nm) d'une suspension de test de bruit seulement [contenant seulement des objets dépourvus d'intérêt suspendus dans le produit chimique réduisant le bruit de l'exemple qui est l'éthylène glycol organique (monoéthylène glycol (MEG)) ; en l'absence de tout objet d'intérêt ou de cible (c'est-à-dire en l'absence d'une cible active hyperspectralement qui est le complexe {spore de l'agent biologique Bacillus subtilis (acide dipicolinique [DPA]) trichlorure de terbium [TbC13]} de l'exemple)], soumise à l'imagerie et l'analyse hyperspectrales, montrant l'empreinte spectrale (SFP) de celle-ci. 9 La figure 3b est une courbe graphique (spectre) d'une intensité d'émission (normalisée) déterminée empiriquement à titre d'exemple sous la forme d'une fonction de la longueur d'onde d'émission (nm) d'une suspension de test contenant une 5 cible [contenant des objets dépourvus d'intérêt et un objet d'intérêt ou cible d'exemple (c'est-à-dire une cible active hyperspectralement qui est le complexe {spore de l'agent biologique Bacillus subtilis (acide dipicolinique [DPA]) trichlorure de terbium [TbC13]1 de l'exemple), suspendue dans 10 le produit chimique réduisant le bruit de l'exemple qui est l'éthylène glycol organique liquide (monoéthylène glycol (MEG))], soumise à l'imagerie et l'analyse hyperspectrales, montrant l'empreinte spectrale (SFP) de celle-ci. Sur la figure 3b, les numéros de référence suivants, en termes de 15 SFP, sont applicables aux concentrations indiquées : SFP 5 : 7,2 x 102 spores/ml. SFP 4 : 7,2 x 103 spores/ml. SFP 2, 3 : 7,2 x 104 spores/ml, 7,2 x 105 spores/ml. SFP 1 : 7,2 x 106 spores/ml. 20 (iii) Détectabilité des complexes {spore de l'agent biologique Bacillus subtilis (acide dipicolinique [DPA]) - trichlorure de terbium [TbC13]} par rapport au bruit de poussière (native) Pour tester la détectabilité des complexes {spore de 25 l'agent biologique Bacillus subtilis (acide dipicolinique [DPA]) - trichlorure de terbium [TbC13]} par rapport au bruit de poussière (native), trois suspensions de spores différentes ont été analysées en utilisant le système d'imagerie et d'analyse hyperspectrales. Puisque le nombre total de 30 particules à positionner sur la plaque à échantillon est de 15 millions, le nombre de particules à étaler sur la section chimique de la plaque à échantillons est de 3,75 millions. Des particules de poussière d'une dimension située entre 1 et 0 20 pm ont été suspendues dans de l'eau distillée et en utilisant un hémocytomètre, les spores ont été comptées. 3,75 millions de particules de poussière (200 pl (microlitres) de suspension de particules de poussière) ont été appliqués et régulièrement étalés sur une plaque de Teflon® blanc. 10 pl de suspension de spores (préchauffée pour obtenir la rupture des spores et l'extraction des molécules de DPA) ont été ajoutés à la plaque à échantillon. La suspension de poussière - spore a été partiellement évaporée en chauffant l'échantillon avec une source de lumière IR, et 10 pl de [TbC13] à 40 mM (concentration finale égale à 6 mM) et 50 pl d'éthylène glycol (comme produit chimique réduisant le bruit) ont été ajoutés. La détectabilité des complexes {spore de l'agent biologique Bacillus subtilis (acide dipicolinique [DPA]) - trichlorure de terbium [TbC13]} par rapport au bruit de la poussière native a été évaluée pour 6 suspensions de spores différentes contenant 2500, 5000, 25 000, 50 000, 250 000 et 2 500 000 spores. A part ces suspensions de spores, un échantillon contenant tous les réactifs sauf les spores a été analysé comme témoin. Cinq images hyperspectrales ont été acquises à chaque suspension de spores. Ce qui est conforme aux exigences de détectabilité de 9000 spores/15 000 000 particules.

Résultats Le seuil de détectabilité des complexes comprenant du DPA (extrait des spores de Bacillus subtilis) et des molécules de [TbC13] par rapport au bruit poussiéreux a été examiné en utilisant le système d'imagerie et d'analyse hyperspectrales.

Le pourcentage de pixels positifs (pixels exprimant l'empreinte spectrale caractéristique (SFP) des complexes {spore de l'agent biologique Bacillus subtilis (acide dipicolinique [DPA]) - trichlorure de terbium [TbC13]}) 1 contenus dans les images hyperspectrales acquises) a augmenté avec la concentration croissante de spores. Ce qui veut dire que 12 % des pixels sous-tendant les images hyperspectrales du comptage de spores le plus élevé (2,5 x 106 spores) se sont révélés être positifs. D'autre part, seulement 1,35 % des pixels inclus dans les images hyperspectrales prises à un comptage de spore de 2,5 x 103 ont été positifs. Le pourcentage de pixels positifs dans les images de l'échantillon témoin (sans spores) s'est avéré être de 3,16 %.

Par conséquent, la dernière suspension de spores permettant de donner un pourcentage de pixels positifs supérieur à celui de l'échantillon témoin est celle obtenue à partir de la suspension de 2,5 x 104 spores. Le système d'imagerie et d'analyse hyperspectrales a été capable de détecter des suspensions de spores contenant au moins 25 000 spores. (iv) Création de base de données, identification et prise de décision Mis à part l'analyse des images hyperspectrales pour le 20 pic d'émission exact du complexe {spore de l'agent biologique Bacillus subtilis (acide dipicolinique [DPA]) - trichlorure de terbium [TbC13]1, une autre approche entreprise a été de créer de grandes bases de données comprenant tous les hyperspectres inclus dans les images hyperspectrales acquises. A la suite de 25 l'identification du pic d'émission d'intérêt, tous les pixels n'exprimant pas le pic d'émission exact (pixels négatifs) ont été écartés des autres analyses. Les empreintes spectrales (SFP) incluses dans les pixels positifs ont été comparées aux bases de données hyperspectrales en tant que validation de 30 seconde étape et une décision a été prise. Création des bases de données de bruit et de cible 2 Deux bases de données distinctes ont été créées. La première correspond à tous les spectres disponibles de bruit poussiéreux et particulaire (« bruit ») et l'autre comprend tous les spectres correspondant aux spores de Bacillus 5 subtilis (« cible »). A la suite de l'identification du pic d'émission, les empreintes spectrales (SFP) incluses dans les pixels positifs ont été détectées, analysées, groupées et placées dans la base de données « cible ». La base de données cible » a compris toutes les SFP détectées dans les 30 10 images spectrales acquises à six comptages de spores différents. La base de données « bruit » a été générée en prenant en compte toutes les SFP incluses dans les pixels positifs trouvés dans 5 images spectrales du bruit poussiéreux. 15 Etape de décision En comparant les SFP incorporées dans les pixels positifs d'une image donnée aux SFP provenant des bases de données de « bruit », les pixels positifs ont été divisés en « cible » et 20 « bruit », puis corrélés. Cette division a donné le pourcentage de pixels positifs correspondant à la « cible » et au pourcentage de ceux coïncidant au « bruit ». La décision à prendre est basée sur cette distribution des pixels, et en opérant ainsi, elle prend en compte la présence du pic 25 d'émission exact du complexe {spore de l'agent biologique Bacillus subtilis (acide dipicolinique [DPA]) - trichlorure de terbium [TbC13]1 conjointement avec les relations entre les SFP nouvellement acquises et une grande base de données spectrales. 30 Résultats 3 Les résultats de la création de base de données, de l'identification et de la prise de décision, décrites ci-dessus, sont présentés sur les figures 4a et 4b. La figure 4a est un diagramme en bâtons des pixels positifs (%), déterminé empiriquement à titre d'exemple, sous forme de fonction du comptage de spores (nombre absolu) montrant la distribution des empreintes spectrales (SFP) de « bruit » et de « cible » parmi les pixels positifs [du pic d'émission (540 ± 5 nm) d'un objet d'intérêt ou cible de 10 l'exemple (c'est-à-dire une cible active hyperspectralement qui est le complexe {spore de l'agent biologique Bacillus subtilis (acide dipicolinique [DPA]) - trichlorure de terbium [TbC13]} de l'exemple)] sous la forme d'une fonction du comptage de spores, basé sur des données et des informations 15 d'image hyperspectrales obtenues à partir des figures 3a et 3b et d'expériences similaires. La figure 4b est un diagramme en bâtons des pixels positifs (%), déterminé empiriquement à titre d'exemple, sous forme de fonction du comptage de spores (nombre absolu) 20 montrant la « reproductibilité » de la distribution des empreintes spectrales (SFP) de « bruit » et de « cible » parmi les pixels positifs [du pic d'émission (540 ± 5 nm) d'un objet d'intérêt ou cible de l'exemple (c'est-à-dire une cible active hyperspectralement qui est le complexe {spore de l'agent 25 biologique Bacillus subtilis (acide dipicolinique [DPA]) trichlorure de terbium [TbC13]} de l'exemple)], sous la forme d'une fonction du comptage de spores, basé sur des données et des informations d'image hyperspectrales obtenues à partir de la répétition des expériences de l'exemple 3, comme décrit ci- 30 dessous dans l'exemple 4, selon la présente invention. Pour générer les résultats présentés sur la figure 4b, la détectabilité des complexes {spore de l'agent biologique Bacillus subtilis (acide dipicolinique [DPA]) - trichlorure de 4 terbium [TbC13]1 par rapport au bruit de la poussière native a été évaluée pour 5 suspensions de spores différentes contenant : 4500, 9000, 45 000, 90 000, et 450 000 spores. Mis à part ces suspensions de spores, un échantillon contenant tous les réactifs sauf les spores a été analysé comme témoin. Cinq images hyperspectrales ont été acquises à chaque suspension de spores. Ce qui est conforme aux exigences de détectabilité de 9000 spores/15 000 000 particules.

EXEMPLE 4 (prospectif) : Imagerie et analyse hyperspectrales de solutions ou suspensions à tester, contenant une cible, du complexe (spore de l'agent biologique Bacillus subtilis antigène - anticorps) comprenant le produit chimique réduisant le bruit qui est l'éthylène glycol Détection des spores de Bacillus subtilis par microscopie par immunofluorescence - imagerie et analyse hyperspectrales Préparation des échantillons > Les suspensions de spore de Bacillus subtilis (105 - 106 / ml) sont fixées dans 0,1 % de glutaraldéhyde dans du PBS pendant 10 min. - Les échantillons (10 pl) sont immédiatement appliqués aux lamelles de microscope (BDH) qui sont traitées avec 0,01 % (poids/volume) de poly-L-lysine (Sigma) (voir ci-dessous). - Au bout de 4 min, le liquide est aspiré de la lame, qui est ensuite mise à sécher complètement à l'air à température ambiante. - La lamelle est lavée dans un tampon de phosphate salin (PBS) (pH 7,4) et si nécessaire bloquée pendant 15 min avec de l'albumine de sérum de bovin à 2 % (BSA) (Sigma BSA) dans du PBS à température ambiante et puis lavée de nouveau. 5 - Les échantillons sont incubés avec 50 il de solution colorante (voir ci-dessous) pendant 5, 10 ou 15 minutes. - Les échantillons sont rincés avec 10 ml de PBS en utilisant un flux lent provenant d'une pipette de 10 ml. > Une aliquote d'éthylène glycol est ajoutée à l'échantillon comme produit chimique réduisant le bruit. - Les lamelles sont montées sur une lame de microscope, puis une imagerie et analyse hyperspectrales des échantillons est réalisée comme décrit ci-dessus.

Lamelles enduites de polylysine (lames de microscope enduites de polylysine (Sigma)) - Bombarder d'ultrasons les lamelles (12 mm) dans de l'acétone pendant 15 min à température ambiante. > Laver les lamelles avec de l'eau distillée (dH2O) pour éliminer complètement l'acétone. - Placer les lamelles sur une feuille de papier propre en les séparant les unes des autres. Laisser sécher les lamelles à l'air. > Etaler lentement 20 ml de solution de polylysine (Sigma) (0,1 mg/ml de dH20) sur la surface des lamelles. - Laisser sécher les gouttes de polylysine sur les lamelles à température ambiante.

25 Solution de coloration : Un mélange 1/1 d'anticorps primaires et secondaires dans du PBS + 1 % de BSA : Des dilutions d'anticorps provenant de 1 mg/ml de solution de réserve : 1/100 ; 1/500 ; 1/2500 ; 1/12500.

30 Anticorps primaire : Anti spores Bacillus subtilis/ Bacillus cereus polyclonal purifié de lapin (USBiological catalog # B0003-27).

6 Anticorps secondaire : IgG (H+L) ML anti-lapin de chèvre. Les quatre options suivantes sont possibles, en fonction des propriétés du 5 microscope : les conjugués Cy sont meilleurs que FITC ou TRITC (photoblanchiment plus lent) (Jackson Immunoresearch Laboratories). nm) Cat # 111-225-144 nm) Cat # 111-095-144 Conjugué Cy2 (A=492 / E=510 10 (fluorescence verte). Conjugué FITC (A=492 / E=520 (fluorescence verte). Conjugué TRITC (A=550 / E=570 (fluorescence rouge).

15 Conjugué Cy3 (A=550 / E=570 (fluorescence rouge). nm) Cat # 111-025-144 nm) Cat # 111-165-144 La présente invention, telle que décrite de manière illustrative et avec les exemples ci-dessus, présente 20 plusieurs aspects, caractéristiques et traits distinctifs avantageux. D'abord, la présente invention est généralement applicable à l'imagerie et l'analyse hyperspectrales en ligne (par exemple temps réel ou temps proche du réel) ou hors ligne 25 des différents types ou genres d'échantillons de matière, où la matière et au moins un objet d'intérêt dans celle-ci sont constitués ou composés de matières ou de substances organiques et/ou inorganiques, qui sont dans une phase solide (par exemple particulaire), liquide (par exemple solution ou 30 suspension) et/ou gazeuse (par exemple aérosol). La présente invention fournit la capacité à obtenir la combinaison « ultime » des paramètres de performance hautement désirables de haute exactitude, « et » de haute précision (forte 7 reproductibilité) « et » de haute sensibilité « et » de haute résolution « et » à grande vitesse (échelle de temps court), tous en même temps (c'est-à-dire simultanément), que ce soit en ligne ou hors ligne, de manière optimale et hautement efficace. Deuxièmement, la présente invention est particulièrement susceptible d'être mise en oeuvre dans des applications impliquant l'imagerie et l'analyse hyperspectrales en ligne (temps réel ou temps réel proche) d'un échantillon de l'air 10 (c'est-à-dire d'un échantillon d'air), pour l'identification et la caractérisation d'un objet d'intérêt dans celui-ci, où l'objet d'intérêt est un agent biologique (par exemple une bactérie, un virus, un champignon, ou une toxine) ou un agent chimique (par exemple un agent nerveux [par exemple sarin, 15 tabun ou soman] ou un poison chimique [par exemple un composé de cyanure, ou un composé d'organophosphate]). Troisièmement, la présente invention est particulièrement susceptible d'être mise en place dans des applications où l'échantillon d'air est collecté ou obtenu (par exemple via un 20 type standard de système d'échantillonnage ou de collecte de l'air) à partir d'une source intérieure d'air (par exemple un bureau de poste, un aéroport, une station de métro, un centre commercial, une enceinte sportive, ou un bâtiment de bureaux) ou à partir d'une source extérieure d'air.

25 Quatrièmement, la présente invention est particulièrement susceptible d'être mise en place dans des applications où un objet d'intérêt est un agent biologique ou un agent chimique. Plus spécifiquement, où l'échantillon de matière est un échantillon de l'air (c'est-à-dire un échantillon d'air) et 30 l'objet d'intérêt est un agent biologique (par exemple une bactérie, un virus, un champignon, ou une toxine) ou un agent chimique (par exemple un agent nerveux [par exemple sarin, tabun ou soman] ou un poison chimique [par exemple un composé 8 de cyanure, ou un composé d'organophosphate]). En général, l'objet d'intérêt (c'est-à-dire l'agent biologique ou l'agent chimique) dans l'échantillon d'air est constitué ou composé de matières ou de substances organiques et/ou inorganiques, qui sont dans une phase solide (par exemple particulaire), liquide (par exemple solution ou suspension) et/ou gazeuse (par exemple aérosol). De préférence, l'objet d'intérêt (c'est-à-dire l'agent biologique ou l'agent chimique) dans l'échantillon d'air est constitué ou composé de matières ou de substances organiques et/ou inorganiques, qui sont dans une phase solide de forme particulaire et/ou sont présentes (par exemple absorbées et/ou adsorbées) sur des particules d'échantillon d'air. L'objet d'intérêt peut être un agent biologique, comme la bactérie formant des spores Bacillus anthracis, qui est chimiquement marquée (par exemple via le trichlorure de terbium [TbC13]) ou biologiquement marquée (par exemple via des anticorps d'une technique d'immunoanalyse), comme partie de l'étape principale (procédure) de préparation d'une solution ou suspension à tester de l'échantillon de matière, c'est-à-dire de l'échantillon d'air, pour permettre l'identification et la caractérisation de celle-ci via l'imagerie et l'analyse hyperspectrales. Cinquièmement, la présente invention est particulièrement susceptible d'être mise en place dans essentiellement tout domaine ou secteur de science et technologie impliquant une application qui est basée ou implique le besoin en analyse d'un échantillon de matière en ligne (temps réel ou temps proche du réel) ou hors ligne, aux fins principales ou dans l'objectif d'identifier et de caractériser au moins un objet (c'est-à-dire une entité, une matière, une substance) d'intérêt, usuellement parmi une variété de différents types ou genres d'objets (par exemple entités, matières, substances) dépourvus d'intérêt, dans l'échantillon de matière. Cette 9 caractérisation peut inclure la détermination d'un nombre quelconque et types ou genres de propriétés, caractéristiques, traits distinctifs, paramètres et/ou comportements biologiques, chimiques et/ou physiques, du au moins un objet d'intérêt dans l'échantillon de matière. Sur la base de ce qui précède, la présente invention traite et surmonte avec succès les différentes insuffisances et limitations significatives et élargit la visée des techniques et méthodes présentement connues de l'imagerie et 10 de l'analyse hyperspectrales d'un échantillon de matière. En particulier, la présente invention traite et surmonte les aspects nettement problématiques et compliqués et les dispositions et influences négatives correspondantes, dues à la présence variable spatialement et/ou temporellement 15 d'objets dépourvus d'intérêt (bruit) dans un échantillon de matière, comme un échantillon d'air. La présente invention est facilement applicable commercialement à une grande variété de différentes industries.

20 Il faut entièrement comprendre que certains aspects, caractéristiques et traits distinctifs de l'invention, qui sont décrits et présentés à titre illustratif dans le contexte ou le format d'une pluralité de modes de réalisation séparés, 25 peut aussi être décrit et présenté à titre illustratif dans une quelconque combinaison ou sous-combinaison appropriée dans le contexte ou le format d'un unique mode de réalisation. Inversement, divers aspects, caractéristiques et traits distinctifs de l'invention qui sont décrits et présentés à 30 titre illustratif en combinaison ou sous-combinaison appropriée dans le contexte ou le format d'un unique mode de réalisation peuvent aussi être décrits et présentés à titre 0 illustratif dans le contexte ou le format d'une pluralité de modes de réalisation séparés. Bien que l'invention ait été décrite et présentée à titre illustratif par le biais de modes de réalisation préférés et 5 spécifiques, et leurs exemples, il est évident que de nombreuses variantes, modifications et variations de ceux-ci, apparaîtront aux hommes du métier. Par conséquent, il est prévu que ces variantes, modifications et variations tombent et soient englobées dans la visée des revendications ci-10 jointes. La citation ou l'identification de toute référence dans cette spécification ne doit pas être conçue ou comprise comme étant une supposition que cette référence représente ou correspond à l'état de la technique de la présente invention.

15 1 REFERENCES 1. Demande de brevet U.S. n° 20070002159, à Olsen, et al., intitulée : « Method And Apparatus For Use In Camera And Systems Employing Same ». 2. Demande de brevet U.S. n° 20060092414, à Geshwind, et al., intitulée : « Devices And Method For Spectral Measurements ». 3. Demande de brevet U.S. n° 20060074835, à Maggioni, et al., intitulée : « System And Method For Hyper-spectral Analysis ». 4. Demande de brevet U.S. n° 20050270528, à Geshwind, et al., intitulée : « Hyper-spectral Imaging Methods And Devices ». 5. Demande de brevet U.S. n° 20050254709, à Geshwind, et al., intitulée : « System And Method For Hyper-spectral Analysis ». 6. Demande de brevet U.S. n° 20050213089, à Margalith, et al., intitulée : « Spectral Imaging Device With Tunable Light Source ». 7. Brevet U.S. n° 7 148 967, à Slagle, intitulé : « Hyperspectral/continuously-tunable Imager ». 8 (a,b). Brevets U.S. n° 7 080 912 (a), et 6 886 953 (b), chacun à Cook, intitulés : « High-resolution, All- reflective Imaging Spectrometer ». 9. Brevet U.S. n° 7 074 622, à Qiao, et al., intitulé : « Method And System For Sorting And Separating Particles ». 10. Brevet U.S. n° 7 046 859, à Bernstein, et al., intitulé : « Methods For Determining A Measure Of Atmospheric Aerosol Optical Properties Using A Multi- or Hyperspectral, Multi-pixel Image ». 2 11 (a,b). Brevets U.S. n° 6 999 165 (a), et 6 995 840 (b), chacun à Hagler, intitulés : « Method And Apparatus For Radiation Encoding And Analysis ». 12. Brevet U.S. n° 6 992 809, à Wang, et al., intitulé : « Multi-conjugate Liquid Crystal Tunable Filter ». 13 (a,b,c). Brevets U.S. n° 6 922 645 (a), 6 842 702 (b), et 6 687 620 (c), chacun à Haaland, et al., chacun intitulé : « Augmented Classical Least Squares Multivariate Spectral Analysis ». 14. Brevet U.S. n° 6 912 322, à Smith, et al., intitulé : « Adaptive Process For Removing Streaks In Multi-band Digital Images ». 15. Brevet U.S. n° 6 859 275, à Fateley, et al., intitulé : « System And Method For Encoded Spatio-spectral Information Processing ». 16. Brevet U.S. n° 6 724 940, à Qian, et al., intitulé : « System And Method For Encoding Multidimensional Data Using Hierarchical Self-organizing Cluster Vector Quantization ». 17 (a,b). Brevets U.S. n° 6 711 503 (a), et 6 341 257 (b), chacun à Haaland, chacun intitulé : « Hybrid Least Squares Multivariate Spectral Analysis Methods ». 18. Brevet U.S. n° 6,701,021, à Qian, et al., intitulé : « System And Method For Encoding/Decoding Multidimensional Data Using Successive Approximation Multi-stage Vector Quantization ». 19. Brevet U.S. n° 6,546,146, à Hollinger, et al., intitulé : « System For Interactive Visualization And Analysis Of Imaging Spectrometry Datasets Over A Wide- area Network ». 20. Brevet U.S. n° 6,415,233, à Haaland, intitulé : « Classical Least Squares Multivariate Spectral Analysis ». 3 21. Brevet U.S. n° 6,018,587, à Cabib, intitulé : « Method For Remote Sensing Analysis By Decorrelation Statistical Analysis And Hardware Therefor ». 22. Brevet U.S. n° 5,782,770, à Mooradian, et al., intitulé : « Hyperspectral Imaging Methods And Apparatus For Non-invasive Diagnosis Of Tissue For Cancer ». 23. Brevet U.S. n° 5,724,135, à Bernhardt, intitulé : « Hyper-spectral Imaging Using Rotational Spectrotomography ». 24. Fluorescence Imaging Spectroscopy and Microscopy, édité par Wang, X.F., et Herman, B., Vol. 137 de Chemical Analysis, édité par Winefordner, J.D., publié par John Wiley & Sons, Inc., New York (1996). 25. Computer-Assisted Microscopy - The Measurement and Analysis of Images, par Russ, J.C., publié par Plenum Press, New York, Plenum Publishing Corp., New York, USA (1990). 26. Fourier Transforms in Spectroscopy, par Kauppinen, J., et Partanen, J., première édition, publié par Wiley-VCH Verlag Berlin GmbH, Berlin, Germany (2001). 27. Fundamentals of Fourier Transform Infrared Spectroscopy, par Smith, B.C., publié par CRC Press LLC, Florida, USA (1996). 28. « Classification Of Multispectral Image Data By Extraction And Classification Of Homogeneous Objects », Kettig, R.L. et Landgrebe, D., IEEE Transactions on Geoscience Electronics, Vol. GE14, 19 (1976). 29. « Pattern Classification And Recognition Based On Morphology And Neural Networks », Yu, P., Anastassopoulos, V., et Venetsanopoulos, A. N., Cart. J. Elect. and Comp. Eng., Vol. 17, No. 2, 58-59 (1992). 30. Publication internationale de la demande de brevet PCT WIPO n° WO 2007/0990540, publiée le 07 septembre 2007, 4 de la demande de brevet PCT n° IL2007/000268, déposée le ler mars 2007 du même demandeur/titulaire que la présente invention, intitulée : « Processing And Analyzing Hyperspectral Image Data And Information Via Dynamic Database Updating ». 31. Publication internationale de la demande de brevet PCT WIPO n° WO 2003/085371, publiée le 16 octobre 2003, de la demande de brevet PCT n° IL03/00292, déposée le 7 avril 2003, du même demandeur/titulaire que la présente invention, intitulée : « Real Time High Speed High Resolution Hyper-spectral Imaging ». 32. Brevet U.S. n° 6 697 510, à Moshe, du même demandeur/titulaire que la présente invention, intitulé : « Method For Generating Intra-particle Crystallographic Parameter Maps And Histograms Of A Chemically Pure Crystalline Particulate Substance ». 33. Brevet U.S. n° 6 694 048, à Moshe, du même demandeur/titulaire que la présente invention, intitulé : « Method For Generating Intra-particle Morphological Concentration/Density Maps And Histograms Of A Chemically Pure Particulate Substance ». 34. Brevet U.S. n° 6 438 261, à Moshe, du même demandeur/titulaire que la présente invention, intitulé : « Method Of In-situ Focus-fusion Multi-layer Spectral Imaging And Analysis ». 35. Brevet U.S. n° 6 091 843, à Horesh, et al., du même demandeur/titulaire que la présente invention, intitulé : « Method Of Clibration And Real-time Analysis Of Particulates ». 36. Brevet U.S. n° 5 880 830, à Schechter, du même demandeur/titulaire que la présente invention, intitulé : « Spectral Imaging Method For On-line 5 Analysis Of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons In Aerosols ». 37. « Monoclonal Antibodies for Bacillus anthracis Spore Detection and Functional Analyses of Spore Germination and Outgrowth », Swiecki, M.K.; Lisanby, M.W.; Shu, F.; Turnbough, C.L., Jr. ; et Kearney, J.F. , J. Immunol., Vol. 176, No. 10, 6076-84 (15 mai 2006).

Claims (20)

1. REVENDICATIONS1. Procédé d'imagerie et d'analyse hyperspectrales d'un échantillon de matière, pour identifier et caractériser un 5 objet d'intérêt dans celui-ci, le procédé comprenant : la préparation d'une solution ou d'une suspension de test de l'échantillon de matière, ladite préparation comprenant l'ajout, à l'échantillon de matière, d'un marqueur spectral spécifique à l'objet d'intérêt, de sorte que, si l'objet 10 d'intérêt est présent dans ladite solution ou suspension de test, l'objet d'intérêt, lorsqu'il est marqué avec ledit marqueur spectral, devienne une cible active de manière hyperspectrale qui est détectable et identifiable de manière hyperspectrale dans ladite solution ou suspension de test ; 15 la génération et la collecte de données et d'informations d'image hyperspectrale de ladite solution ou suspension de test ; et le traitement et l'analyse desdites données et informations d'image hyperspectrale, pour identifier et 20 caractériser ladite cible active de manière hyperspectrale dans ladite solution ou suspension de test, identifiant et caractérisant de ce fait l'objet d'intérêt dans l'échantillon de matière ; dans lequel ladite préparation de ladite solution ou 25 suspension de test comprend l'ajout, à ladite solution ou suspension de test, d'un produit chimique réduisant l'arrière-plan, dans lequel ledit produit chimique réduisant l'arrière-plan réduit les effets interférents d'arrière-plan provoqués par la présence d'objets sans intérêt dans ladite solution ou 30 suspension de test, pendant l'imagerie et l'analyse hyperspectrales, augmentant de ce fait la détectabilité hyperspectrale de ladite cible active de manière hyperspectrale dans ladite solution ou suspension de test ; et7 dans lequel lesdites génération et collecte desdites données et informations d'image hyperspectrale de ladite solution ou suspension de test comprennent l'acquisition séparément de données et informations d'image hyperspectrale desdits objets sans intérêt.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'échantillon de matière est un échantillon d'air.
3. 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'objet d'intérêt est un agent biologique ou un agent chimique.
4. 4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel ledit agent biologique est sélectionné dans le groupe consistant en 15 une bactérie, un virus, un champignon et une toxine.
5. 5. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ledit marqueur spectral spécifique à l'objet d'intérêt est sélectionné dans le groupe consistant en des marqueurs 20 chimiques et des marqueurs biologiques.
6. 6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel ledit marqueur chimique est le trichlorure de terbium [TbC13]. 25
7. 7. Procédé selon la revendication 5, dans lequel ledit marqueur biologique est un anticorps d'une technique radio-immunologique.
8. 8. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ledit 30 produit chimique réduisant l'arrière-plan est sélectionné dans le groupe consistant en des solides et des liquides.8
9. 9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel ledit liquide est un liquide organique.
10. 10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel ledit 5 liquide organique est l'éthylène glycol (monoéthylène glycol (MEG) ou éthane-1,2-diol) [HOCH2CH2OH].
11. 11. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ladite acquisition séparée desdites données et informations d'image 10 hyperspectrale desdits objets sans intérêt est effectuée pour un ou plusieurs desdits objets sans intérêt sélectionnés dans le groupe consistant en de la poussière, du pollen, des minéraux, des types non cibles de matières biologiques et des types non cibles de matières chimiques particulaires. 15
12. 12. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ladite acquisition séparée desdites données et informations d'image hyperspectrale desdits objets sans intérêt est effectuée pour un ou plusieurs desdits objets sans intérêt sous une forme 20 sèche.
13. 13. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ladite acquisition séparée desdites données et informations d'image hyperspectrale desdits objets sans intérêt est effectuée pour 25 un ou plusieurs desdits objets sans intérêt sous une forme humide dissous ou en suspension dans ledit produit chimique réduisant l'arrière-plan.
14. 14. Procédé selon la revendication 13, dans lequel ledit 30 produit chimique réduisant l'arrière-plan est l'éthylène glycol.9
15. 15. Procédé selon la revendication 1, dans lequel lesdits traitement et analyse desdites données et informations d'image hyperspectrale comprennent l'évaluation d'un niveau de détectabilité de ladite cible active de manière hyperspectrale dans ladite solution ou suspension de test selon trois critères : 1) l'aire de tous les pixels positifs dans une image hyperspectrale exprimant des empreintes spectrales caractéristiques de la lumière émise par ladite cible active de manière hyperspectrale, (2) l'intensité de la fluorescence de chaque dit pixel positif dans ladite image hyperspectrale qui exprime lesdites empreintes spectrales caractéristiques de ladite cible active de manière hyperspectrale, et (3) la relation entre lesdites empreintes spectrales caractéristiques incluses dans lesdits pixels positifs de ladite image hyperspectrale et d'une base de données d'images hyperspectrales.
16. 16. Procédé selon la revendication 15, comprenant en outre l'analyse de ladite image hyperspectrale quant aux dites empreintes spectrales caractéristiques à une résolution d'un pixel, et le calcul de ladite aire totale qui sous-tend tous lesdits pixels positifs pour chaque dite image hyperspectrale et concentration dudit marqueur spectral.
17. 17. Procédé selon la revendication 15, comprenant en outre le calcul des intensités minimum, maximum et moyenne d'une région spectrale autour d'un pic d'émission caractéristique de ladite cible active de manière hyperspectrale.
18. 18. Procédé selon la revendication 15, comprenant en outre la création de deux bases de données distinctes, dans lequel une première base de données correspond à tous les0 spectres disponibles desdits effets interférents d'arrière-plan et une deuxième base de données comprend tous les spectres correspondant à ladite cible active de manière hyperspectrale.
19. 19. Procédé selon la revendication 18, comprenant en outre la comparaison des empreintes spectrales incorporées dans lesdits pixels positifs de ladite image hyperspectrale aux empreintes spectrales desdites deux bases de données 10 distinctes, moyennant quoi lesdits pixels positifs sont divisés en ladite cible active de manière hyperspectrale et lesdits effets interférents d'arrière-plan, et l'exécution d'une corrélation ensuite, pour produire un pourcentage desdits pixels positifs correspondant à ladite cible active de 15 manière hyperspectrale et un pourcentage desdits pixels positifs correspondant aux dits effets interférents d'arrière- plan.
20. 20. Procédé selon la revendication 19, dans lequel 20 lesdits pourcentages de pixels positifs sont utilisés dans un diagramme en bâtons pour montrer la distribution desdites empreintes spectrales caractéristiques de ladite cible active de manière hyperspectrale et desdits effets interférents d'arrière-plan parmi lesdits pixels positifs de ladite cible 25 active de manière hyperspectrale, en fonction d'un compte de l'objet d'intérêt.