Microscopie révolutionnaire : des vues 3D de cellules vivantes révélées !

Microscopie révolutionnaire : des vues 3D de cellules vivantes révélées !

La microscopie à fluorescence par feuille de lumière (LSFM) s'est imposée comme une technologie révolutionnaire dans la recherche biochimique. Cette méthode permet à des chercheurs comme Zeyu Zhang d’obtenir une vue tridimensionnelle d’échantillons fluorescents, notamment de parties de cellules vivantes. Une caractéristique importante du LSFM est l’utilisation de la technique de comptage de photons uniques corrélés au temps (TCSPC), qui permet de mesurer avec précision la durée de luminescence des molécules dans les échantillons. Le Dr Meike Hofmann, associée de recherche au Département d'optique technique, souligne l'importance de la durée d'éclairage pour comprendre les processus biologiques.

Le système de microscope détecte les photons et suit leur heure et leur emplacement d'arrivée. Ces résultats précis nécessitent une grande quantité de photons, ce qui nécessite également de collecter de nombreux points de données pour produire une image complète. C'est ce que rapportent les experts du nature.com que les développements récents en microscopie à vie par fluorescence (FLIM) offrent le potentiel de représenter la complexité des systèmes biologiques avec une clarté sans précédent.

La mécanique du FLIM

FLIM est une technique d'imagerie basée sur la fluorescence qui mesure la durée de vie des molécules fluorescentes excitées au lieu de l'intensité de la fluorescence. La comparaison entre la microscopie à fluorescence conventionnelle et FLIM montre les différences significatives dans les durées de vie de fluorescence, qui fournissent des informations importantes sur l'environnement moléculaire et les processus de transfert d'énergie. Par exemple, une diminution de la durée de vie de la fluorescence peut indiquer un transfert d’énergie par résonance de Förster, important pour la recherche sur les interactions protéiques.

La durée de vie de la fluorescence indique la durée moyenne pendant laquelle une molécule reste dans l'état excité avant de revenir à l'état fondamental. Cette durée de vie est inversement proportionnelle à la somme des taux de désintégration des processus radiatifs et non radiatifs. La durée de vie de la fluorescence dépendant de l’identité et de l’environnement chimique du colorant, les chercheurs peuvent utiliser cette méthode pour créer des images précises pour chaque pixel.

Applications et innovations

Les méthodes de mesure au sein de FLIM incluent l’excitation pulsée, dans laquelle la décroissance temporelle de la fluorescence est analysée, ainsi que l’excitation modulée en intensité avec déphasage. L'intensité de l'excitation est ajustée de manière à ce qu'un seul photon puisse être détecté par impulsion. L'utilisation d'histogrammes issus de mesures individuelles permet de déterminer avec précision la durée de vie de la fluorescence.

Les progrès technologiques observés dans la recherche sur Wikipédia incluent l'intégration de capteurs d'image de pointe tels que des caméras CCD et des champs de photodiodes à avalanche pour la détection, ainsi que l'utilisation de caméras ICCD qui utilisent des intensificateurs d'image pour la sensibilisation. Ces développements contribuent de manière décisive à améliorer considérablement la précision des mesures et les applications associées en biomédecine et en biologie moléculaire.