Développement de la microspectroscopie Brillouin pour l’analyse de microcultures cellulaires 3D
Auteur / Autrice : | Pierre Bouvet |
Direction : | Thomas Dehoux, Jean-Charles Baritaux |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Physique |
Date : | Soutenance le 23/11/2023 |
Etablissement(s) : | Lyon 1 |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale de Physique et Astrophysique de Lyon (Lyon ; 1991-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Institut Lumière Matière |
Jury : | Président / Présidente : Alice Nicolas |
Examinateurs / Examinatrices : Thomas Dehoux, Jean-Charles Baritaux, Sophie Brasselet, Marie Foret, Vincent Motto-Ros | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Sophie Brasselet, Marie Foret |
Mots clés
Résumé
La microspectroscopie Brillouin confocale est une technique non invasive et sans marquage qui permet la caractérisation des propriétés mécaniques des échantillons à des échelles submicrométriques. Au cours des dernières décennies, cette technique s’est rapidement développée, grâce à l’introduction du spectromètre VIPA confocal. L’utilisation de cet instrument offre des avantages pratiques, notamment en réduisant les temps d’acquisition des spectres par rapport aux instruments antérieurs, et en accélérant ainsi les mesures. Cette réduction du temps d’acquisition a ainsi permis à la microspectroscopie Brillouin de s’étendre à la biologie où les problématiques de phototoxicité, complexité des échantillons et temps caractéristiques d’évolutions courts imposent des mesures rapides. Cependant, dans ces systèmes, la confocalité est obtenue en couplant le spectrographe VIPA au microscope à l’aide d’une fibre monomode. Cette technologie s’avère alors difficile à aligner en pratique, instable dans le temps et parfois, encore trop lent pour l’analyse de certains processus biologiques. Dans ce manuscrit, nous présentons ainsi le couplage du spectrographe VIPA au microscope par une fibre multimode. Parce que les amas cellulaires en trois dimensions sont considérés comme les modèles les plus réalistes aujourd’hui des conditions de croissance des cellules in vivo, nous choisissons d’appliquer l’instrument résultant à l’étude de ces amas. Ce choix nous invite alors à choisir des résolutions spatiales supérieures à la longueur d’onde de la lumière incidente, et nous permet donc de profiter du compromis entre confocalité et luminosité pour optimiser l’instrument. Ce manuscrit présente alors une nouvelle approche du spectromètre VIPA qui suit les trois axes suivant : simplifier l’alignement de l’instrument optique, accroître la stabilité du dispositif dans le temps, augmenter la vitesse des mesures. En explorant ces aspects, nous présentons une stratégie qui permet optimise les performances du spectromètre VIPA dans l’étude d’amas cellulaire et permet ainsi de faciliter les études de ces échantillons biologiques par microspectroscopie Brillouin. Le système résultant de cette approche sera alors utilisé expérimentalement pour suivre la morphogénèse d’amas cellulaires creux, à la fois de manière qualitative, en suivant l’apparition du creux, et quantitative, en étudiant les propriétés mécaniques des cellules entourant le creux.