LEA

J'ai d’abord repris tous les procédés anciennement usités et J'ai ensuite eu recours à des méthodes photométriques plus précises.

Plusieurs des procédés employés jusqu'ici pour doser la matière colorante rouge du sang nécessitent l'usage répété de solutions d'oxyhémoglobine pure. Ces solutions, auxquelles on compare les diverses solutions de sang, ne peuvent se conserver que quelques jours au plus. Les procédés qui n'exigent qu’une seule fois l'emploi d’une solution titrée d’oxyhémoglobine pure sont évidemment

préférables.

1. — Dosage de l’hemoglobine par la comparaison de la couleur du sang et de la couleur d’une solution titrée d’hémoglobine.

La solution d’hémoglobine et la solution de sang sont introduites dans deux cellules en verre à faces parallèles, de même épaisseur, qu'on place sur une feuille de papier blanc. Lorsque l'une des solutions est plus foncée que l’autre, on y ajoute de l'eau, jusqu’à ce qu'on obtienne la mème coloration. Des volumes égaux des deux solutions sont supposés contenir alors la mème quantité d’hémoglobine. Ce procédé est peu sensible, et on peut faire varier dans des limites assez étendues la quantité d’hémoglobine de l’une des cellules sans que le changement de couleur devienne nettement appréciable. En effet, par suite de la grande quantité de lumière rouge transmise, la variation de l’absorption dans la région verte, où l'intensité lumineuse éprouve l’affaiblissement le plus notable, n’est pas sensible à l'œil

6 É. BRANLY:

IT. — Dosage de l’hémoglobine au moyen du spectroscope.

On observe la région du spectre comprise entre les raies D et E et on s'attache à suivre les variations des bandes d'absorption. Ces bandes appartiennent à une région bien visible du spectre, et elles varient notablement pour un faible accroissement d'épaisseur de Ja solution employée. L'étude de cette région du spectre doit donc donner des résultats plus précis que l'étude de Ja lumière totale transmise.

Variation de largeur des bandes d'absorption.

Les deux bandes d'absorption principales s’étendent en largeur quand la quantité de matière colorante contenue dans la solution augmente: si les hords étaient assez nets pour que Ja variation de largeur püt se mesurer avec précision, on aurait là un moyen précieux de dosage; car une table, dressée une fois pour toutes avec chaque appareil de mesure, indiquerait la quantité d’hémoglobine correspondant à une largeur connue des bandes d’absorption.

J'ai cherché à déterminer le degré de précision que comportait ce procédé; à cet effet, Jai employé un goniomètre de Brunner. Devant fa fente du collimateur était disposée une cuve de o",o1 d'épaisseur, destinée à contenir les diverses solutions. La source lumineuse était une lampe Drummond. Parfois les nombres que j’ai obtenus variaient régulièrement, mais souvent aussi des mesures très soigneusement effectuées et avec des prismes de dispersions différentes ne fournissaient que des résultats incertains, à cause de la difficulté avec laquelle les limites des bandes d'absorption peuvent s’apprécier.

SI

Disparition de la Lande verte intermédiaire.

Preyer examinait le spectre d’une source lumineuse constante, d’abord après le passage à travers une solution .de sang, puis après le passage à travers une solution titrée d'hémoglobine. Il prenait une cuve en verre à faces parallèles, distantes de o",01, à laquelle on a donné Je nom d'hématinomètre; il yintroduisait une solution titrée d’hémoglobine et l’étendait d’eau jusqu’à ce qu’il commençat à entrevoir l’espace lumineux vert compris entre les deux bandes obscures caractéristiques. Il introduisait ensuite du sang étendu d’eau dans un hématinomètre semblable, et il y versait, comme précédemment, avec une pipette divisée, assez d’eau distillée pour obtenir aussi l’apparition de l’espace vert. Des volumes égaux de ces deux solutions de sang et d’hémoglobine devaient contenir la même quantité de matière colorante. J'ai essayé ce procédé en ayant recours à diverses sources lumineuses : flamme du gaz, lumière Drummond, lumière solaire. Pour opérer plus rapidement, je faisais usage d’un appareil formé de deux prismes ‘creux mobiles, remplis d’une solution de sang étendue au ou au 5, et dont l’ensemble, pour une position donnée des deux prismes, offrait une épaisseur uniforme à la partie moyenne. Cette partie moyenne était

Fig. 1.

placée devant la fente d’un spectroscope; en faisant varier la position relative des deux prismes, on faisait varier l'épaisseur traversée par la lumière, et il était aisé de faire apparaître, puis disparaître, l’espace vert intermédiaire. Un verre bleu placé sur le trajet des rayons de la source

8 E, BRANLY.

lumineuse facilitait les observations, en arrêtant les rayons rouges diffusés.

Ce procédé manque d’exactitude; en effet, à cause des variations de sensibilité de l’organe visuel, l’incertitude est très grande, puisqu'on opère successivement cur les deux solutions à comparer. Je n'ai pas pu dépasser d’une facon certaine une précision supérieure à -.

Mesures calorimétriques.

Pour éviter les inconvénients provenant des variations de sensibilité de l'œil, on peut songer à substituer aux mesures optiques des mesures calorimétriques. Il ne s’agit pas d'examiner Ja transmission de la chaleur totale à travers une cuve contenant la solution; car on sait que la chaleur lumineuse rouge surpasse en intensité toutes les autres chaleurs lumineuses du spectre, et elle n’est arrètée qu’en faible proportion par une solution de sang; au contraire, Ja chaleur du vert est incomparablement moins intense, et c’est sur elle que se produit surtout l’absorption ; il en résulte que les variations observées dans la chaleur totale transmise à travers des solutions de richesse très différente en hémoglobine sont insignifiantes. Il s’agit donc de l’examen isolé de la chaleur qui accompagne la lumière dans la région des bandes d'absorption.

On reçoit sur une pile thermo-électrique linéaire la porüon du spectre qui comprend les deux bandes d'absorption, et on note la déviation du galvanomètre avant et après l'interposition d’une auge contenant la solution de sang. I] suffit d'observer, une fois pour toutes, les déviations correspondant à des solutions titrées d'hémoglobine; une solution de sang étudiée à une époque quelconque pourra toujours être comparée à ces solutions d’hémoglobine, l’eau servant d’intermédiaire pour évaluer la sensibilité du thermomultiplicateur. Chacune des séries d'observations

doit être faite avec une source calorifique constante. Ici, comme dans les mesures optiques, les solutions employées sont assez diluées pour que les matériaux du sang autres que l’hémoglobine n’exercent qu'une absorption calorifique insignifiante.

Mon thermomultiplicateur n’était pas assez sensible pour accuser la chaleur de Ja région du jaune vert par des déviations suflisantes; après quelques essais infructueux, j'ai renoncé à l'employer actuellement.

Il convenait de songer aux appareils très délicats basés sur la variation de conductibilité électrique des métaux soumis à l'influence de la chaleur; malheureusement je n'ai pu me procurer ni le microtasimètre d’Edison, ni le bolomètre du professeur Langley, qui ne sont pas construits en France; j'ai fait quelques tentatives pour installer le bolomètre ; le temps m'a fait défaut jusqu'ici pour en achever la construction soignée, mais il est certain que cet appareil convient aux mesures d'absorption. Il réunit d’ailleurs les avantages du multiplicateur, qu’il surpasse beaucoup en sensibilité. :

Spectrophotomètre à fentes variables de Vierordt.

Avec cet instrument, comme avec le thermomultiplicateur, les déterminations successives sont indépendantes les unes des autres, ce qui permet de n'avoir recours qu'une seule fois à la solution d’hémoglobine.

L'appareil de Vierordt est un spectroscope dans lequel la fente éclairée par la source lumineuse est partagée en deux parties indépendantes superposées; les largeurs de chacune de ces deux parties peuvent être variées au moyen d’une vis micrométrique munie d’un tambour divisé permettant d'apprécier le + de millimètre.

La substance absorbante est placée devant la fente supérieure, et on fait varier les largeurs des fentes de telle

10 É. BRANLY.

façon que la plage étudiée du spectre libre présente le même éclat que la plage correspondante et superposée du spectre affaibli par l'absorption. Si les deux fentes avaient d’abord la largeur 1 etsi la fente libre est réduite à 0,3, il est clair que l'intensité de la lumière transmise par la substance absorbante est les 0,3 de la lumière incidente.

Soient s la largeur de la fente libre, s’ la largeur de la fente masquée, à l'intensité de la lumière incidente; l'intensité

a ; ARLES an Le de la lumière transmise sera à, —1-; or u = ia*, e désignant l'épaisseur de la substance absorbante, a le coefficient

sat ; s d'absorption; il en résulte que a° = =:

Afin qu'on puisse examiner isolément une région restreinte des deux spectres, le plan focal de l’oculaire est occupé par un diaphragme. Les solutions sont introduites dans une cuve dont la moitié inférieure est en verre plein. La fente doit être également éclairée dans toute sa hauteur.

La méthode de Vierordt comporte théoriquement une cause d’erreur. En eflet, on compare les intensités en faisant varier les largeurs des deux fentes, et le spectre correspondant à la fente la plus large est moins pur que l’autre. Pratiquement, cette cause d’erreur a peu d’influénce si la largeur des deux fentes n’est pas très différente. Vierordt a d’ailleurs reconnu que la largeur iniliale des deux fentes pouvait varier dans certaines limites sans que les résultats fussent modifiés. L'appareil de Vierordt est simple; il donne plus de clarté dans le violet et le bleu que les appareils dont la description va suivre. J'en ai fait usage dans des recherches sur la matière colorante de l’urine.

Pour la région du spectre où se produit l'absorption par les solutions'd'hémoglobine, le spectrophotomètre de Vierordt est moins précis que les spectrophotomètres à lumière polarisée,

IT, — Méthodes photométriques basées sur l'application des lois de la polarisation de la lumière.

Ces méthodes photométriques, proposées et employées d'abord par Arago, reposent sur l’observation de l'égalité d'intensité de deux faisceaux polarisés à angle droit.

Deux dispositions principales ont été imaginées : ou bien les deux images polarisées à angle droit sont amenées au contact, ou bien on les fait empiéter l’une sur l’autre, et on reçoit la partie commune sur un polariscope. Les images sont juxtaposées dans la première disposition; elles sont superposées dans la seconde. Les pièces essentielles des appareils construits dans ces deux systèmes sont les mêmes.

Spectrophotomètre à faisceaux juxtaposés.

M. Glan a fait usage de cet appareilen analysant la lumière par le prisme.

Description. — Le spectrophotomètre de Glan comprend un spectroscope, c'est-à-dire un collimateur, un prisme et une lunette; entre la lentille du collimateur et le prisme sont intercalées les pièces du photomètre: à savoir, un prisme biréfringent, qui est ici un prisme de Wollaston, puis un nicol. Le wollaston donne naissance à deux images ; la rotation du nicol permet d’amener ces deux images à légalité d'éclat : le nicol produit donc ici le même effet que la fente variable de Vierordt.

La fente verticale du collimateur est divisée en deux par une bande horizontale de laiton noirci. La lumière qui vient de chaque demi-fente est dédoublée par le prisme de Wollaston; les deux faisceaux sont polarisés à angle droit. Les deux images de chaque demi-fente sont déviées en sens contraires, et verticalement, car l’angle réfringent

12 É. BRANLY.

du prisme est horizontal. Dans la partie moyenne de l'image totale, une image f, de la fente supérieure est contiguë à une autre f, de la fente inférieure; ces deux images f, et f, sont polarisées à angle droit. Les faisceaux traversent le nicol N ; fa et f, prennent alors un éclat relatif

Fig. 2.

qui dépend de l’angle que la section principale du nicol fait avec la section principale du wollaston W. Au sortir du nicol, les faisceaux tombent sur un prisme P qui les étale en spectres. Les couleurs de même réfrangibilité se correspondent sur une mème verticale, car on a eu soin de tourner le wollaston jusqu’à ce que les raies de Fraunhofer fussent en prolongement dans les deux spectres. Ces spectres sont observés avec une lunette astronomique. Dans le plan focal de l’oculaire sont disposées deux plaques noircies, formant un diaphragme et mobiles l’une par rapport à l’autre dans une rainure. On ne voit que les deux spectres utiles provenant de f, et f, et seulement une région déterminée dans chacun d’eux.

Calcul. — J'appelle Iles intensités égales des deux faisceaux qui traversent les deux demi-fentes, a et a’ les coefficients d’affaiblissement relatifs aux absorptions et aux réflexions par les pièces de l’apparcil, a se rapportant à la lumière polarisée dans un azimut principal, a! à la lumière polarisée dans l'azimut perpendiculaire. Quand le

nicol occupe une position telle que deux spectres contigus ont le même éelat, on a

lasin?« — Ia'cos? «.

« est l’angle de rotation du nicol (égal ou supérieur à 45°), compté à partir de la position du nicol pour laquelle l’un des deux spectres d’une demi-fente est éteint,

En plaçant une substance absorbante devant l’une des fentes, l’éclat de la lumière qui en émane est diminué et devient I,; pour rétablir l'égalité d'éclat, il faut donner au nicol une nouvelle position; & est le nouvel angle, supérieur à 45°.

Il en résulte l'équation

Hrasinma171Ccos2c.

Des deux équations précédentes on déduit

1, tang?a I tang?&'

Comme les deux demi-fentes sont également éclairées, les observations peuvent n’être pas consécutives ; on a, en

effet, la sin = ÀIla/cos?«,

BI, asin?x'— p1 a cos? a,

AT représentant l'intensité de la lumière qui tombe sur chacune des demi-fentes dans la première expérience, u] l'intensité de la lumière qui tombe sur chacune des demi-fentes dans la deuxième expérience. On aura donc

encore 1, tang?o Fran a!

Dans mes mesures, la fente du collimateur avait une hauteur de 7°"; la source lumineuse était la lampe Drummond ; j’élevais ou j'abaissais le bâton de chaux de façon

1Â É. BRANLY.

à obtenir un égal éclairement des deux demi-fentes. Je faisais usage d’une auge à faces parallèles, divisée en deux compartiments par une cloison horizontale (fig. 3) qui

* Fig. 3. \

V,BLANADET,

remplaçaitla bande de laiton noirci de l'appareil de Glan.

On détermine le rapport EE tang®æ en dirigeant Île

photomètre vers un écran uniformément éclairé et en amenant les deux spectres au mème éclat. J’obtenais ainsi très sensiblement & — 45°, et par conséquent a = a’. La seconde équation devient alors simplement

3 Cotig,,

et, en admettant la loi d'absorption L, — Ta‘, on aurait

a = cola’.

(e désigne l'épaisseur de la surface absorbante). Sensibilité. — La sensibilité du photomètre dépend de la précision avec laquelle on peut décider si deux surfaces sont également éclairées ; les différences d’éclat se reconnaissent le mieux quand les surfaces se touchent ; alors, dans le cas de l'égalité, on ne distingue aucune ligne de séparaton. Dans cet appareil, le contact ne peut avoir lieu que pour une région restreinte du spectre, à cause de la

différence des dispersions ordinaire et extraordinaire dues au wollaston, S'il y a entre les deux spectres un espace obscur ou s'ils empiètent l’un sur l’autre, on approche ou on éloigne la fente de la lentille du collimateur jusqu’à ce qu'il y ait contact pour la plage que l’on observe. Le prisme de Wollaston ayant un angle de dédoublement constant, sa distance à l’image réelle fournie par l’objecit détermine l'écartement des deux images.

Si le nicol était placé en avant du wollaston, les deux faisceaux polarisés à angle droit issus du wollaston tomberaient sur le prisme du spectroscope sous une incidence oblique et seraient inégalement affaiblis par la réflexion. Le nicol doit donc suivre le wollaston, afin que les rayons qui tombent sur le prisme soient tous polarisés dans le même plan et également altérés par le prisme. De mème le nicol doit avoir sa face d'entrée normale.

Photomètres à faisceaux superposés.

L'égalité des deux faisceaux polarisés à angle droit est aisée à constater quand les deux faisceaux sont en partie superposés; il sufhit alors d'examiner la partie commune avec un polariscope. M. Jamin et M. Wild ont employé comme polariscope le biquartz de Savart associé à un nicol.

On peut adopter une disposition semblable. L'appareil comprend alors un collimateur (dans lequel la fente est remplacée par une ouverture carrée), un nicol, un wollaston et une lunette munie du polariscope de Savart. Devant l’ouverture carrée que l’on vise avec la lunette est placée la cuve cloisonnée déjà décrite, On introduit la même solution colorée dans les deux compartiments de la cuve cloisonnée et on oriente la, section principale du nicol à 45° de celle du wollaston. Il sort du wollaston quatre faisceaux égaux, dont deux polarisés à angle droit sont superposés (pour un angle de dédoublement convena-

16 É. BRANLY.

blement choisi); les franges de Savart n'apparaissent pas dans cetie partie commune: on les voit au contraire apparaitre quand les solutions introduites dans les deux compartiments sont différentes. On les fait alors disparaître en tournant le nicol. Pour opérer avec une solution de sang, on placera sur le trajet des rayons un verre bleu destiné à arrêter les rayons rouges.

Spectrophotomètre à faisceaux superposés.

Les mesures deviennent beaucoup plus précises quand on décompose les faisceaux par un prisme. M. Trannin et M. Violle ont employé des appareils de ce genre; j'en ai fait usage dans la plupart de mes mesures. Comme il s’agit d'observer le spectre, on peut prendre pour polariscope soit un biquartz Savart, soit l’une des lames de ce biquartz, soit une lame de quartz taillée parallèlement à l’axe (franges de Fizeau et Foucault); un nicol, qui complète le polariscope, est placé derrière la lame parallèle à l’axe.

Description. — Mon spectrophotomètre était composé de pièces indépendantes les unes des autres, supportées par des pieds à mouvement qui pouvaient glisser sur un banc d’optique (!). ( ox la planche.)

La source lumineuse était une lampe Drummond, placée dans une lanterne de projection. Un jet de gaz d'éclairage et un jet d'oxygène étaient dirigés sur un prisme de chaux (ou mieux de magnésie) à faces planes; on retournait le bâton de chaux toutes les heures, car, dès qu’il avait commencé à se creuser, l’éclairement cessait d’être égal sur toute la hauteur de la fente. La pression du gaz et celle de l'oxygène étaient maintenues constantes par un aide (pression de l’oxygène égale à 0,50 d’eau). Les rayons parallèles transmis par la lentille de Ja lanterne

(*) L'appareil entier a été construit, sur. mes indications, par M. Lutz.

tombaient sur une fente verticale dont l’un des bords pouvait être déplacé au moyen d’une vis de très petit pas; cette fente était limitée dans sa hauteur à 7°", On pouvait lui attribuer une largeur variable, suivant la région du spectre que l’on étudiait spécialement; très fine pour l'étude de la région jaune et de la région verte, elle était rendue plus large pour l’observation du bleu et du violet, À 0", 50 de la fente était placée la lentille du collimateur; puis, en avant du prisme et de la lunette qui complétaient le spectroscope, étaient intercalées les pièces essentielles du photomètre : un nicol N centré dans une bonnette cylindrique et muni d’une division en degrés qui mesurait sa rotation, un wollaston W à arête réfringente horizontale, un polariscope formé d’une lame de quartz de 6°", parallèle à l’axe, et d’un nicol à faces normales (fig. 4).

Fig. 4.

w N SRN

L’auge cloisonnée était placée devant la fente ; le wollaston donnait deux images de chacune des moitiés de la fente; son dédoublement était tel que l’image ordinaire de l’une des demi-fentes et l’image extraordinaire de l’autre demi-fente se superposaient en partie. Ces deux images superposées, polarisées à angle droit, tombaient sur le polariscope.

Le passage des quatre faisceaux à travers le prisme donnait quatre spectres cannelés dont deux se recouvraient

18 | É. BRANLY.

partiellement; dans ces deux derniers spectres les franges alternaient; elles disparaïssaient dans une des plages de la partie commune, lorsque l'égalité d'intensité était obtenue pour cette plage.

Quand les deux compartiments de la cuve cloisonnée renferment Ja mème solution colorée, les franges disparaissent dans toute l’étendue de la partie commune aux deux spectres, si l'on supprime le nicol antérieur; si le nicol est placé, sa section principale doit être orientée à 45° de la section principale du wollaston (a = a/).Introduisons des solutions différentes dans les deux compartiments : aussitôt les franges apparaissent ; mais, par une rotation convenable du nicol antérieur, on les fait disparaître dans telle ou telle région du spectre.

On introduit de l’eau dans le compartiment inférieur de la cuve et la solution colorée dans le compartiment supérieur. Les franges apparaissent dans toute l’étendue du spectre commun. On tourne le nicol antérieur d’un angle æ, et les franges s’évanouissent dans une région limitée du spectre.

Calcul. — Le calcul est le même que pour le spectrophotomètre de Glan :

= Mcorr (1, intensité de la lumière transmise à travers la solution dans cette partie du spectre; l', intensité transmise à travers l’eau).

Il faut un angle de rotation &” pour faire disparaître les franges dans une autre région; ce qui donne