Différents types de microscopes peuvent être utilisés pour imager des échantillons fluorescents.
- La microscopie à champ large est la forme la plus courante et la plus simple de la micoscopie à fluorescence, par laquelle la lumière d'excitation illumine l'entièreté du champ de vision et toute la lumière émise par l'échantillon (càd du plan focal mais aussi des plans hors-focus) est ensuite collectée par une caméra pour visualisation. Cela permet une imagerie rapide et sensible adaptée à l'optimisation des protocoles de marquages, au suivi d'échantillons à dyamique rapide ou sensibles au photoblanchiment et à l'imagerie à haut débit.
- Pour les applications nécessitant une résolution spatiale plus élevée (comme les études de colocalisation) et pour les échantillons qui dévient beaucoup la lumière ou plus épais, une qualité d'image supérieure peut être obtenue en imageant uniquement le plan focal (au prix du temps d'acquisition). Parmi les différentes méthodes permettant de réaliser des sections optiques, l'illumination structurée et la microscopie confocale à balayage laser sont disponibles en 2IP.
- La microscopie à feuillet de lumière combine la résolution des méthodes de section optique et la vitesse d'acquisition de l'entièreté du champ de vision avec une caméra et est la technologie la plus adaptée pour l'imagerie 3D rapide d'échantillons épais (rendus transparents par une méthode de clarification optique des tissus).
AxioImager.z1/ApoTome1
Le principe de la microscopie à fluorescence par illumination structurée avec le module ApoTome repose sur la projection sur l'échantillon à imager d'une grille introduite dans le champ lumineux. Cette projection permet de définir le plan focal et de soustraire le signal fluorescent "indésirable" émis en-dehors de ce plan focal au moyen d'algorithmes spécifiques intégrés au logiciel d'acquisition. Il est ainsi possible d'obtenir des images en coupes optiques et de reconstruire des échantillons plus épais en 3 dimensions, avec l'acquisition de coupes optiques successives (z-stack).
LSM800
Le microscope inversé LSM800 est conçu pour imager en 3 modes fluorescents: champ large, confocal à balayage laser et Airyscan. Ce système permet également l'imagerie des cellules vivantes.
Un détecteur Airyscan est un détecteur matriciel qui repose sur le fait qu'un microscope à fluorescence représente une source ponctuelle non pas comme un point mais comme une structure plus étendue (appelée disque Airy, qui peut être comparée à des cercles concentriques autour du point à imager). Les microscopes confocaux à balayage laser standards utilisent une combinaison de "pinhole" et de détecteurs sensibles. Lorsque le "pinhole" est fermé pour bloquer la lumière hors focus, l'image est plus nette, mais elle est également plus faible car une grande quantité de lumière est alors perdue. Plus le "pinhole" est petit, plus la résolution est élevée, mais - également - plus la perte de lumière est importante. La technologie Airyscan résout ce dilemme entre la résolution et l'efficacité lumineuse en imageant le disque Airy complet sur un réseau de détecteurs hexagonal disposés concentriquement. Il se compose de 32 détecteurs uniques (chaque élément GaAsp fonctionnant comme un seul petit "pinhole") qui collectent toute la lumière du disque Airy autrement rejetée par le "pinhole" du confocal. Les signaux lumineux de tous les détecteurs sont ensuite réaffectés à leur position correcte, produisant une image avec un rapport signal / bruit accru (4 fois) et une résolution améliorée (1,7 fois par rapport aux détecteurs GaASP). Pour plus de détails...
Tutoriels: ZEN Knowledge base
Microscopie à feuillet de lumière
Lightsheet.z1
La LSFM (ou « LightSheet Fluorescence Microscopy » ou microscopie à feuillet de lumière) est la technologie de choix pour l'imagerie 3D rapide d'échantillons épais.
La technologie LSFM repose sur le fait qu'un seul plan mince (section optique), et uniquement ce plan, est éclairé par une lumière d'excitation. La lumière émise par ce plan entier est ensuite collectée à travers des objectifs perpendiculaires à l'axe d'excitation et peut être captée sur le senseur d'une caméra (plutôt que pixel par pixel comme dans les approches de microscopie confocale ou de balayage laser). L'acquisition consécutive de plusieurs plans focaux parallèles permet de générer rapidement des reconstructions 3D d'échantillons entiers, avec un photoblanchiment et une phototoxicité limités. Plus d'informations sur la technologie LSFM et sur le Lightsheet.z1 ici
Pour imager en profondeur des organes naturellement opaques, des méthodes de transparisation optique des tissus ont été développées (et sont toujours en cours de développement actif). Pour plus d'informations sur ces méthodes de transparisation optique des tissus:
Richardson et Lichtman - Clarifying tissue clearing (Cell 2015, 162 (2): 256-257)
Matryba, Kaczmarek et Golab - Advances in Ex Tissue Optical Clearing (Laser Photonics Rev 2019, 13: 1800292)
Options d'imagerie avec la configuration disponible en 2IP:
Tutoriels: ZEN Knowledge base
Astuces pour le montage des échantillons: Projet Flamingo