La présente invention concerne un nouveau papier.
Il est connu par le brevet
Il est notamment connu d'incorporer à une encre destinée à l'impression d'un objet des microsphères de 0,01 µm à 5 µm environ de diamètre, porteuses chacune d'au moins une séquence de nucléotides. Pour identifier l'objet, il est alors nécessaire dans un premier temps de repérer les microsphères à l'aide d'un microscope adéquat, puis de prélever dans la zone des microsphères repérée un échantillon d'encre et de le purifier afin d'extraire la séquence de nucléotides, puis d'amplifier cette dernière par PCR (Polymerase Chain Réaction) jusqu'à l'obtention de la quantité nécessaire pour l'analyse, l'amplification et l'analyse étant effectuées au moyen d'amorces spécifiques. L'encre est généralement prélevée par grattage, ce qui présente l'inconvénient d'endommager l'objet.
Il existe un besoin pour authentifier et/ou identifier un objet sans réaliser d'analyse destructive de l'objet.
Un tel besoin d'authentification et/ou d'identification existe notamment pour lets papiers destinés à des utilisations diverses, en particulier les papiers destinés à servir de support à des ouvres d'art ou les papiers utilisés pour la fabrication de documents de sécurité, de documents de valeur ou de vignettes, par exemple des passeports, des billets de banque ou des étiquettes destinées à être apposés sur des articles ou des emballages.
L'invention vise notamment à répondre à ce besoin.
L'invention a ainsi pour objet un nouveau papier selon la revendication 1.
Les corps utilisés sont des corps ayant une bonne affinité avec le papier, de manière à rester solidaires de ce dernier lors des procédés de transformation et d'utilisation usuels de celui-ci, notamment lors de l'impression.
Les corps porteurs du marqueur biochimique sont avantageusement incorporés à la masse fibreuse papetière avant que le papier ne soit livré aux utilisateurs finaux.
L'extraction des corps porteurs du marqueur biochimique peut s'effectuer facilement, de manière mécanique, sans détruire l'aspect du papier, par exemple à l'aide de brucelles, sous contrôle visuel à l'aide d'un microscope éventuellement.
Pour faciliter leur enlèvement, la plus grande dimension desdits corps est de préférence de l'ordre d'un à quelques mm, par exemple comprise entre 1 et 10 mm.
Les corps utilisés sont des fibres ou agglomérats de fibres, de tels agglomérats pouvant former des planchettes, les fibres pouvant être naturelles, artificielles ou synthétiques.
La longueur des fibres porteuses du marqueur biochimique peut être par exemple comprise entre 3 et 10 mm, étant préférentiellement voisine de 5 mm.
Le diamètre ou plus grande dimension des planchettes porteuses du marqueur biochimique peut être supérieur à 2 mm, par exemple.
Lorsque des fibres sont utilisées, ces dernières peuvent être réalisées de multiples manières, selon la nature de leur constituant principal.
On peut notamment les réaliser par filage lorsqu'elles sont constituées de viscose essentiellement, ou par extrusion lorsqu'elles sont réalisées dans une matière thermoplastique telle que le polyamide ou le polypropylène.
Le marqueur biochimique peut être incorporé aux corps destinés à le porter de multiples manières, pendant ou après la fabrication desdits corps.
Lorsque lesdits corps sont des fibres, le marqueur biochimique peut être incorporé à la matière destinée à constituer les fibres avant l'élaboration de ces dernières par filage ou extrusion, ou après leur fabrication par un procédé de teinture ou autre.
Lorsque les corps sont des agglomérats de fibres tels que des planchettes, le marqueur biochimique peut être déposé sur le papier destiné à constituer les planchettes par un traitement de surface, notamment à l'aide d'une presse encolleuse sou d'une imprégnatrice.
Le marqueur biochimique peut encore être greffé chimiquement sur les fibres ou autres corps utilisés, avec établissement d'une liaison chimique forte entre le marqueur biochimique et la fibre ou autre corps.
Les corps porteurs du marqueur biochimique peuvent être colorés ou non, la coloration prouvant faciliter leur repérage au sein de là masse fibreuse du papier.
Les corps porteurs du marqueur biochimique peuvent être incolores mais présenter une fluorescence dans l'infrarouge ou l'ultraviolet, leur prélèvement s'effectuant alors sous un éclairage adéquat.
Les corps porteurs du marqueur biochimique peuvent être incolores en apparence mais présenter une fluorescence dont les caractéristiques d'absorption et d'émission sont comprises entre 400 et 800 nm. La révélation des corps est obtenue sous éclairage adéquat et à travers un filtre optique qui sélectionne l'émission de fluorescence dans une plage de longueurs d'ondes du visible. Le principe optique de révélation des fluorescences du domaine du visible est décrit plus précisément dans la demande de brevet
Les corps porteurs du marqueur biochimique peuvent être incorporés à la masse fibreuse papetière de différentes façons.
Les corps porteurs du marqueur biochimique peuvent être appliqués en semis, leur répartition dans la masse fibreuse papetière étant alors aléatoire, mais de préférence, ils sont appliqués de manière à former une bande relativement étroite, ce qui présente l'avantage de réduire la quantité de marqueur biochimique utilisée.
Le papier peut comporter d'autres éléments de sécurité en plus des corps porteurs du marqueur biochimique, ces éléments de sécurité constituant au moins un moyen d'authentification et/ou d'identification supplémentaire.
Les corps porteurs du marqueur biochimique peuvent présenter d'autres propriétés d'authentification, notamment être radioactifs, magnétiques, ou encore présenter des propriétés de résonance électromagnétique à des fréquences particulières et/ou changer d'aspect selon l'angle d'observation ou sous l'action d'une source d'excitation tel qu'un rayonnement.
Les corps porteurs du marqueur biochimique peuvent notamment contenir des microsphères détectables par microscopie à épifluorescence, ces microsphères étang liées ou non au marqueur biochimique. Les microsphères peuvent être des particules minérales marquées d'une fluorescence spécifique par liaison covalente, comme décrit dans la demande de brevet
Les corps porteurs du marqueur biochimique peuvent être notamment des fibres fluorescentes, thermochromes ou photochromes.
La densité de corps porteurs du marqueur biochimique peut être très faible et inférieure par exemple à 10 corps par dm2 de papier lorsque la répartition desdits corps est aléatoire et s'étend à l'ensemble du papier, ou inférieure à 10 corps par dm linéaire lorsque les corps sont confinés dans une bande. Chaque corps peut comporter plus de 107 séquences par exemple.
Le marqueur biochimique peut être noyé dans la matière constituant lesdits corps, comme indiqué plus haut, ou être présent à leur surface uniquement, ou les deux.
Le marqueur biochimique sera préférentiellement noyé dans la matière constituant les corps, ce qui permet de le protéger contre les attaques physiques, notamment l'abrasion, ou chimiques, notamment par les produits de falsification.
Lorsque le marqueur biochimique est apporté par un traitement de surface, il sera de préférence lié au corps porteur grâce à un liant très réticulé afin de le protéger, un tel liant pouvant être notamment un polyuréthane réticulé par une azidine ou un copolymère styrène-acrylate réticulé avec une mélamine-formol.
Comme marqueur biochimique, on utilisera de préférence des séquences monobrin d'au moins 70 nucléotides, par exemple au moins 80 nucléotides. On utilisera de préférence au moins 105 de telles séquences par corps porteur.
Un tel marqueur biochimique offre un grand nombre de possibilités de codage et s'avère extrêmement difficile à détecter.
La détection de séquence d'ADN de 70 à 110 nucléotides en nombre inférieur à 1011 molécules nécessite une « amplification ». On entend par « amplification » le processus qui consiste à dupliquer des séquences d'ADN par une réaction de polymérisation en chaîne appelée communément PCR.
La réalisation de l'amplification de la séquence nécessite au moins une amorce (brin d'ADN complémentaire d'une extrémité de la séquence à amplifier)
En l'absence d'une telle amorce, l'amplification ne peut avoir lieu, ce qui offre déjà un moyen permettant de limiter l'accès à la détection de la séquence d'ADN.
La séquence peut comporter une suite de nucléotides codant des informations d'identification, en plus de la suite de nucléotides complémentaire de l'amorce précitée.
Un moyen d'authentification de l'ADN peut être avantageusement l'utilisation de sondes fluorimétriques spécifiques qui par hybridation avec une région centrale des séquences dupliquées par PCR émettent un signal fluorescent qui peut être mesuré par un laser. L'intensité du signal fluorescent est corrélée à un nombre de séquences amplifiées. L'avantage de cette technique est qu'elle permet de valider en temps réel une amplification appelée alors amplification quantitative.
Comme séquences monobrin d'au moins 70 nucléotides, on utilisera de préférence des séquences réalisées selon les enseignements de la demande de brevet
D'autres marqueurs biochimiques sont utilisables, notamment de l'ADN naturel double brin ou des sémaphores moléculaires.
L'invention a encore pour objet un procédé de fabrication de papier, selon la revendication 18.
Les corps porteurs du marqueur biochimique peuvent être introduits en masse ou par un traitement de surface.
On peut notamment mélanger lesdits corps à un bain, notamment d'imprégnation, de presse encolleuse ou de couchage, utilisé lors du traitement de la masse fibreuse papetière.
Les corps peuvent être répartis sur toute la laize ou sur une partie seulement de celle-ci.
Concernant la fabrication desdits corps, lorsque ces derniers sont constitués par des fibres extrudées, le marqueur biochimique est avantageusement introduit dans un mélange maître utilisé lors de leur extrusion.
L'invention a encore pour objet un procédé d'authentification et/ou d'identification d'un papier dans lequel ont été incorporés lors du processus de fabrication du papier des corps porteurs d'au moins un marqueur biochimique selon la revendications 23.
Lorsque le marqueur biochimique est une séquence de nucléotides monobrin, le procédé peut comporter en outre l'étape consistant à séparer les séquences de la matrice du corps auquel elles sont rattachées ou incorporées, la matrice du corps étant la matière constituante du corps. On qualifie l'étape de séparation de la matrice et des séquences ADN d'étape d'extraction et de purification d'ADN. Lorsque le marqueur biochimique est incorporé à la matrice du corps, l'extraction du marqueur peut passer par une étape de dissolution de la matrice du corps au moyen d'un ou plusieurs solvants adéquats.
Lorsque le marqueur biochimique est une séquence de nucléotides monobrin, le procédé peut comporter l'étape d'authentification de l'ADN par une réaction de PCR au moyen d'amorces spécifiques.
En réalisant une amplification quantitative au moyen d'amorces spécifiques et de sondes fluorimétriques spécifiques, on peut valider en temps réel l'amplification et identifier l'ADN amplifié. Le papier est alors identifié.
Dans le cas d'amplification par PCR non quantitative, cette amplification peut être suivie d'une analyse par exemple par un séquençage, afin d'identifier la séquence d'ADN qui a été introduite dans le papier.
L'invention a encore pour objet des fibres ou planchettes selon la revendication 27 comprenant de préférence au moins une séquence de nucléotides, avantageusement monobrin et comprenant au moins 70 nucléotides, notamment au moins 80 nucléotides.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront à la lecture de la description détaillé qui va suivre, d'exemples de mise en oeuvre non limitatifs, et à l'examen du dessin annexé, sur lequel :
On a représenté aux
Les corps 3 sont constitués sur les
Dans l'exemple des
Leur répartition à la surface de la masse fibreuse papetière 2 est aléatoire dans l'exemple de la
En revanche, les fibres 3 sont confinées dans une zone limitée de la laize dans l'exemple de la
Les fibres 3 peuvent être réalisées par filage, principalement à partir de viscose par exemple, ou par extrusion de polypropylène par exemple, d'autres matériaux et d'autres procédés de fabrication étant bien entendu utilisables.
Le marqueur biochimique est constitué, dans l'exemple illustré, par des séquences 5 de nucléotides.
Ces séquences 5 ont été représentées à échelle agrandie sur les
Pour chaque corps 3, les séquences 5 peuvent être dispersées dans la masse du corps 3, à sa surface ou les deux.
Chaque corps 3 comporte dans l'exemple décrit entre environ 105 et 108 séquences, chaque séquence 5 étant constituée par un simple brin d'ADN comprenant de préférence entre 70 et 110 nucléotides, par exemple entre 80 et 100 nucléotides.
Des exemples de marqueurs biochimiques comprenant des séquences de nucléotides sont donnés dans le brevet
La séquence 5 de nucléotides comporte de façon connue en soi une suite de bases choisies par exemple dans la liste suivante : adénine A, cytosine C, guanine G, thymine T, cette dernière pouvant être remplacée par de l'uracile, d'autres composés et dérivés de nucléotides pouvant être encore utilisés, le cas échéant.
On a représenté à la
Les régions extrêmes 7 et 8 sont destinées à reconnaître des amorces complémentaires lors de l'amplification par PCR, et comportent par exemple entre 20 et 25 bases chacune.
Seules trois ou quatre bases ont été représentées à la
La région centrale 9 comporte par exemple entre 30 et 60 bases dont une partie est destinée à être reconnue par des sondes fluorimétriques spécifiques. Seules six bases ont été représentées dans un souci de simplification.
Les corps 3 peuvent être incorporés au papier de diverses manières, selon la répartition des corps 3 que l'on souhaite à la surface du papier.
Ils peuvent être mélangés à un bain utilisé lors du processus de fabrication du papier, par exemple un bain d'imprégnation, de presse encolleuse ou de couchage.
Ils peuvent encore être pulvérisés à la surface du papier.
Pour authentifier et/ou identifier un papier conforme à l'invention, on commence par repérer les corps 3 et on procède ensuite à leur prélèvement à l'étape 10, comme illustré à la
Ce prélèvement peut s'effectuer à l'aide ou non d'un microscope, au moyen de brucelles par exemple, sans altérer l'aspect du papier.
Le nombre de corps 3 prélevés peut être très faible et être égal à dix par exemple.
Une fois les corps 3 prélevés, on en dissout la matrice à l'étape 11 afin d'en extraire le marqueur biochimique.
Lorsque les corps 3 prélevés sont constitués par des fibres de viscose, on peut les placer dans un bain d'acétate d'éthyle que l'on chauffe légèrement. Au fur et à mesure que l'acétate d'éthyle s'évaporé, on rajoute du solvant jusqu'à dissolution complète des fibres. On ajoute en fin de dissolution un mélange d'eau et d'éthanol destiné à précipiter l'ADN.
Lorsque les corps 3 prélevés sont constitués par des fibres de polypropylène, on les place par exemple dans une cartouche d'extraction d'un extracteur Soxhlet commercialisé par exemple par la société MERCK et que l'on fait fonctionner avec du xylène.
Le produit de la dissolution est ensuite purifié par exemple en utilisant un kit de purification de marque « DNeasy » et commercialisé par la société QIAGEN. La procédure de purification peut consister à séparer le marqueur biochimique de la matrice dissoute.
Une fois les séquences 5 de nucléotides extraites et purifiées, on effectue à l'étape 12 une amplification quantitative par PCR à l'aide d'amorces spécifiques et de sondes fluorimétriques spécifiques. Les amorces spécifiques permettent l'amplification des séquences 5, tandis que les sondes fluorimétriques permettent de mesurer en temps réel la quantité d'ADN amplifiée.
L'amplification par PCR nécessite l'utilisation d'amorces spécifiques.
Ainsi, seule une personne disposant de ces amorces spécifiques est capable de procéder à amplification.
La séquence 5 peut être réalisée selon les caractéristiques décrites dans la demande de brevet
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être donnés.
On peut notamment utiliser d'autres marqueurs biochimiques que ceux décrits dans la les demandes internationales
De tels sémaphores comportent une boucle d'ADN aux extrémités de laquelle sont greffées une molécule fluorescente et une molécule cache.
Si la boucle reconnaît sur un brin d'ADN la séquence complémentaire, elle s'ouvre et devient fluorescente, et dans la négative elle reste repliée et n'émet pas de lumière.
On peut encore utiliser comme marqueur biochimique de l'ADN naturel double brin.
Dans ce cas, l'amplification peut s'effectuer sans amorce spécifique.
Cette liste de références citées par le demandeur vise uniquement à aider le lecteur et ne fait pas partie du document de brevet européen. Même si le plus grand soin a été accordé à sa conception, des erreurs ou des omissions ne peuvent être exclues et l'OEB décline toute responsabilité à cet égard.