De la microscopie à la nanoscopie de fluorescence

L’imagerie de fluorescence est devenue un outil de référence dans l’étude des systèmes biologiques parce qu’elle offre simultanément la possibilité du suivi en milieu vivant par microscopie et la spécificité moléculaire de la fluorescence. Cela étant, ses champs d’investigation ont longtemps été restreints par une limite fondamentale de tout système optique, la limite de diffraction, qui empêche de résoudre des objets plus petits que la moitié de la longueur d’onde de la source lumineuse utilisée pour les imager.

Depuis une petite vingtaine d’années, des développements instrumentaux alliant de nouvelles approches optiques et l’ingénierie des transitions moléculaires des fluorophores ont réussi à complètement dépasser la limite de diffraction et offrent dorénavant accès à l’échelle nanoscopique des systèmes biologiques. Les progrès dans ce domaine ont connu une accélération rapide au milieu des années 2000, jusqu’à aboutir à la remise en 2014 du Prix Nobel de Chimie à trois de ses principaux acteurs : Eric Betzig, Stefan Hell et William Moerner.

Au cours de l’exposé, les différentes approches instrumentales seront décrites, les enjeux actuels en termes de développements futurs seront discutés et les principales applications récentes seront présentées.

Note biographique :

Guillaume Dupuis est ingénieur de l’Institut d’Optique Graduate School (2000). Il a effectué sa thèse (2004) et son post-doctorat au laboratoire du Centre de Recherche et de Restauration des Musées de France sur les techniques optiques de caractérisation des pigments dans les couches picturales des œuvres d’art. Depuis 2005, il est Maître de Conférences à l’Université Paris-Sud. Il enseigne l’optique au département « Photonique et Systèmes Optroniques » de Polytech’Paris-Sud.

Ses travaux de recherche portent sur des développements innovants en microscopie de fluorescence super-résolue, menés au sein du Centre de Photonique Biomédicale de la Fédération LUMAT du CNRS (FR 2764), en collaboration avec l’équipe de Sandrine Lévêque-Fort de l’Institut des Sciences Moléculaires d’Orsay (ISMO, UMR 8214 du CNRS).