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Obtenue par microscopie par émission stimulée, cette image montre les vaisseaux sanguins (en rouge) parcourant une oreille de souris. Les grosses taches vertes sont des glandes sébacées. Les globules rouges portant les molécules d'hémoglobine se comportant comme des minis lasers sont bien visibles à droite. Crédit : W Min/S Lu/Harvard University
Pour obtenir des images à haute résolutionrésolution de tissus biologiques ou localiser certaines protéinesprotéines intéressantes à l'intérieur des cellules, la technique désormais courante est la microscopie à fluorescence. Lorsque certaines molécules sont marquées, artificiellement ou naturellement par des fluorophores, il devient possible de les observer en utilisant le phénomène de fluorescence.
Un bon exemple est celui du marquage des molécules d'ADNADN avec le DAPI (4',6'-diamidino-2-phénylindole). Cette molécule fluorescente, capable de se lier fortement à l'ADN, réémet intensément une lumière bleue lorsqu'on l'illumine avec de la lumière ultraviolette. On connaît aussi le cas de la protéine fluorescente verteprotéine fluorescente verte (en anglais Green Fluorescent Protein ou GFP), très utilisée en génétiquegénétique pour marquer des gènesgènes et dont la découverte et les applications ont valu le prix Nobel de chimie 2008 à Osamu Shimomura, Martin Chalfie et Roger Tsien.
Deux flashes de 200 femtosecondes...
Malheureusement, certaines molécules intéressantes, comme l'hémoglobinehémoglobine, sont rebelles à ces techniques de marquages et ne peuvent donc pas être observées avec un microscopemicroscope à fluorescence. Un groupe de chercheurs de l'Université de Harvard vient pourtant de réussir à le faire en transformant les molécules d'hémoglobine elles-mêmes en émetteurs laser.
Il suffit pour cela d'illuminer l'échantillon étudié avec des couples d'impulsions laser durant 200 femtosecondes et séparées par moins d'une picosecondepicoseconde. La première impulsion porteporte les molécules à observer dans un état d'énergieénergie plus élevé, et la seconde provoque l'émission stimuléeémission stimulée de photonsphotons en désexcitant les molécules. En répétant ce processus très rapidement, il suffit de quelques minutes pour collecter un nombre suffisant de photons et obtenir une image de bonne qualité.
Cette nouvelle technique a reçu le nom de microscopie par émission stimulée.
