Un nouveau microscope s'ouvre au nano-environnement
L'objectif du projet DR-NANO (Depth-resolved optical nanoscopy) était de développer un microscope à fluorescence capable d'étudier les biomatériaux souples et de conduire une imagerie biologique. Pour ce faire, les scientifiques ont créé un environnement de microscope à fluorescence à l'échelle nanométrique capable de visualisation en limite de sous-diffraction dans des échantillons épais. Les techniques classiques de microscopie à fluorescence, comme la microscopie confocale et à deux photons, n'ont pas la résolution spatiale permettant des mesures de l'ordre du nanomètre. De leur côté, les techniques basées sur la microscopie optique de pointe à super-résolution 3D ont une pénétration limitée à une profondeur inférieure à 5 microns. Les chercheurs ont donc mis au point un nouveau microscope fondé sur l'illumination d'une couche confinée dans un spécimen et une détection 4Pi de la fluorescence émise. Cela a permis de localiser les sondes fluorescentes en trois dimensions à partir de couches spécifiques dans l'échantillon. L'illumination et la détection dans le microscope ont été développées, testées et résolues en profondeur. L'imagerie et le suivi bidimensionnel des sondes fluorescentes ont été démontrés dans des biogels épais et des solutions de F-actine, à l'aide d'un cadre de suivi de multiples particules unique au projet. Le nouveau microscope a également servi à tester l'utilisation de molécules fluorescentes photoactivables pour la nano-imagerie dans des échantillons épais. Pour ce faire, il a été combiné à l'algorithme de localisation moléculaire développé par le projet. Enfin, les scientifiques ont examiné la performance de la voie de protection 4Pi du microscope pour la localisation axiale, qui a montré une précision de localisation axiale de 13-nm. Cela s'est avéré prometteur pour l'imagerie en limite de sous-diffraction et le suivi en 3 dimensions dans des échantillons épais. Le microscope mis au point par l'équipe du projet représentait un nouvel outil d'investigation pour l'étude en détail du nano-environnement des matériaux complexes. Il ouvrira de nouvelles possibilités pour la mesure précise de la structure diverse et des propriétés mécaniques de la matière souple, à des profondeurs plus importantes. À terme, DR-NANO facilitera le développement de biomatériaux supérieurs et de thérapies nanomédicales, tout en contribuant à l'excellence et la compétitivité européennes dans le domaine important de la nano-imagerie optique.
Mots‑clés
Fluorescence, microscope, DR-NANO, biomatériaux souples, visualisation en limite de sous-diffraction, sondes fluorescentes, nano-imagerie, 4Pi, thérapies nanomédicales
