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Rendre la radiographie moléculaire aussi simple que la radiographie pulmonaire

L'imagerie des structures moléculaires au niveau atomique nécessite actuellement l'utilisation de synchrotrons et d'installations d'accélérateurs linéaires, peu nombreux et très coûteux. Des chercheurs envisagent l'utilisation de lasers pour fabriquer des appareils compacts à ces fins.
Rendre la radiographie moléculaire aussi simple que la radiographie pulmonaire
L'utilisation de lasers représente une opportunité intéressante pour produire un système compact de microscopie à rayons X. La lumière laser est monochromatique, ce qui signifie qu'elle n'a qu'une seule couleur, une seule fréquence et une seule longueur d'onde. Les progrès technologiques ont considérablement élargi le spectre de longueurs d'ondes possibles, du spectre visible jusqu'aux gammes de l'ultraviolet (UV) et du mi-infrarouge (IR). L'extension de cette gamme au domaine des rayons X est possible grâce à la génération d'harmoniques d'ordre élevé (HHG). La HHG peut convertir la fréquence du laser en ses multiples pour générer un large spectre de lumière qui inclut les fréquences des UV et des rayons X.

Même si la HHG existe depuis les années 1980, la production de rayonnements intenses et concentrés avec des énergies photoniques supérieures à 100 électron-volts (eV) reste difficile. Pour permettre une imagerie biologique détaillée, les chercheurs doivent surmonter ce défi technique. Ils ont travaillé sur l'utilisation d'une fenêtre de l'eau, car les rayons X sont transparents dans l'eau, alors que des éléments comme le carbone (abondant dans les spécimens biologiques) l'absorbent.

Le projet BAXHHG financé par l'UE a contribué de manière significative aux progrès de la technologie laser avec les lasers ultrarapides pour produire des systèmes compacts de rayons X pour faire de l'imagerie de systèmes biologiques. Même si le travail n'est pas encore terminé, les chercheurs ont réussi à générer des énergies photoniques allant jusqu'à 200 eV avec une lumière mi-IR (d'une longueur d'ondes de 2 microns) utilisant du néon et de l'argon. Les chercheurs ont également développé des modèles informatiques importants pour simuler la HHG, un processus intrinsèquement inefficace par nature. Ils ont également développé et testé un appareil pouvant contenir des hautes pressions avec une chambre à vide pour optimiser la HHG.

Les chercheurs du projet BAXHHG ont réalisé des progrès importants pour ouvrir la voie à une nouvelle technologie de rayons X compacte pour fournir des informations structurelles détaillées sur les spécimens biologiques. La génération de photons de haute énergie en faisceaux extrêmement intenses et concentrés dans la fenêtre de l'eau permettront une visualisation rapide et peu coûteuse de détails structurels fins. Cela pourrait avoir un rôle important dans le développement économique de médicaments et d'autres thérapies ciblées.

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