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Very fast Imaging by Broadband coherent RAman

Description du projet

Une technique de microscopie non invasive en temps réel susceptible de révolutionner l’imagerie cellulaire

Le projet VIBRA, financé par le CER, entend mettre au point un microscope innovant conçu pour l’imagerie non invasive en temps réel des cellules et des tissus, qui serait susceptible de révolutionner les domaines de la biologie et de l’ingénierie. En combinant des données moléculaires détaillées issues de l’ensemble du spectre vibrationnel avec une vitesse d’acquisition proche du débit vidéo, les chercheurs tenteront de surmonter les limites des techniques actuelles de la spectroscopie Raman. Pour atteindre cet objectif, ils s’efforceront d’améliorer les sources lasers à impulsions, d’optimiser les interactions non linéaires, d’accroître la vitesse d’acquisition et de mettre en place un traitement parallèle intégré des données. Au cours de la phase d’application finale, le projet VIBRA validera les performances du nouveau système d’imagerie en étudiant la différenciation des cellules cancéreuses et en procédant à une détection des tumeurs neuronales. Les résultats du projet pourraient ouvrir la voie à une future histopathologie virtuelle, grâce à laquelle la visualisation in vivo des propriétés fonctionnelles des cellules et des tissus serait possible.

Objectif

The VIBRA project aims at developing an innovative microscope for real-time non-invasive imaging of cells and tissues, which promises to have a revolutionary impact on several fields of biology and medicine. Chemically specific vibrational signatures of molecules enable their direct structural characterization. Reliable and quantitative endogenous bio-markers can be established, e.g. to follow cell differentiation and to identify crucial properties of tissues (malignant vs benign phenotype of a tumour). In this way neoplasms can be located and their borders with normal tissue traced for surgery.

Spontaneous Raman spectroscopy demonstrated this capability, but it is intrinsically too slow for imaging. Coherent Raman microscopy, on the other hand, can reach extremely high speed (up to the video rate) but at the expense of poor chemical selectivity, being limited to a single vibrational frequency.

The ground-breaking goal of VIBRA is to combine the most detailed molecular information over the entire vibrational spectrum with the highest acquisition speed. The PI will develop a complete coherent Raman microscope for near-video-rate broadband vibrational imaging. This high risk/high gain goal will be achieved by the combination of four key developments: improved pulsed laser source; optimized non-linear interaction, enhancing the signal; increase in acquisition speed, thanks to innovative spectrometers; parallel on-board data processing.

In the final application phase, the VIBRA project will validate the performances of the novel vibrational imaging system studying two important bio-medical problems: cancerous cell differentiation and detection of neuronal tumours. This will pave the way towards future “virtual histopathology”: intraoperative non-invasive evaluation of cancerous tissue. My vision is to allow researchers and doctors without a specific knowledge in lasers and optics to routinely visualize functional properties of cells and tissues in vivo.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

ERC-COG - Consolidator Grant

Voir tous les projets financés dans le cadre de ce programme de financement

Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2014-CoG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

POLITECNICO DI MILANO
Contribution nette de l'UE
€ 1 822 500,00
Adresse
PIAZZA LEONARDO DA VINCI 32
20133 Milano
Italie
Région
Nord-Ovest Lombardia Milano
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 1 822 500,00

Bénéficiaires (1)