Améliorer la résolution des microscopes

Une localisation ultra-précise de nanoparticules pour améliorer la résolution des microscopes

En microscopie de super-résolution, la très haute sensibilité des appareils impose de stabiliser l'échantillon observé avec une précision nanométrique. A cette échelle, les mécanismes de stabilisation des microscopes ont des limites mécaniques et thermiques: des rotations minimes ou de petites variations de température peuvent entraîner un changement dans la mise au point. Il faut donc trouver des solutions pour corriger les dérives.

Des chercheurs de l'Institut Fresnel (CNRS/AMU/École centrale de Marseille), de l'Institut des sciences moléculaires d'Orsay (CNRS/Université Paris-Sud) et du Laboratoire photonique numérique et nanosciences (CNRS/Université de Bordeaux/Institut d'optique Graduate School) (1),(2) proposent une approche originale basée sur la localisation ultra-précise de nanoparticules d'or. Celles-ci, fixées sur le même substrat que l'échantillon, servent de repères pour quantifier sa dérive. En combinant, pour la première fois, des informations sur l'intensité et sur la phase (3) de la lumière qui interagit avec les nanoparticules, les chercheurs ont pu déterminer leurs positions, à l'échelle du nanomètre, dans les trois dimensions de l'espace. Cela permet ensuite de corriger la dérive de l'échantillon et de revenir à la meilleure mise au point. En améliorant la résolution des images, cette méthode ouvre une nouvelle voie pour dépasser les limites des microscopes et atteindre l'imagerie à l'échelle des molécules. La technique, très simple à mettre en œuvre, est adaptable à tout type de microscope optique. Elle a fait l'objet d'un dépôt de brevet.

Note:
(1) En collaboration avec l'Institut Langevin (CNRS/ESPCI Paris Tech) et la fédération de recherche Lumière matière (CNRS/Université Paris-Sud/Institut d'optique Graduate School)
(2) Ces travaux ont reçu le soutien du Conseil européen de la recherche (projet ERC Starting Grant 278242), de l'Agence nationale de la recherche et du fond AXA pour la science
(3) La phase correspond au retard que prend la lumière lorsqu'elle passe autour d'une nanoparticule. Ce changement de vitesse de l'onde lumineuse donne des informations sur la position de la nanoparticule, en profondeur notamment.