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Microscopie de super-résolution ou nanoscopie
Le microscope optique grossit jusqu'à
2000 fois; avec l'électronique, c'est 5 millions de fois. Il existe une grande variété de microscopes
électroniques. Cette page donne quelques exemples. |
Anglais: Super-resolution
microscopy
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Pouvoir de résolution: la meilleure résolution
atteignable dans des conditions d'observation optimum. Qualité intrinsèque de
l'instrument. Grossissement: pouvoir de résolution de l'œil divisé
par celui du microscope La
discrimination d'un appareil de détection est
la plus petite distance telle qu'il encore possible de distinguer deux points
en tant qu'entités distinctes. Exemple en
radar ou en sonar: espacement
minimal entre deux cibles pour que l'appareil soit capable de détecter deux
échos distincts. La
définition d'une image est la quantité de pixels
qui forme l'image reconstituée. Œil nu: pouvoir de résolution (dû à la
taille des cellules de la rétine) de 0,07 mm, soit un angle de 1/60 ° (2,9 104
radian) à une distance de 25 cm. Résolution moyenne (en pratique): 1/10 mm. Microscope optique: résolution maximale:
250 nm. Grossissement: 1000. Microscope électronique: résolution maximale: 2,5
pm pour une tension de 60kV. Grossissement théorique : 100 millions; en
pratique (cf. défauts): 1 million. |
Voir Incertitude
et précision / Œil
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Quelques exemples 2015: 45 picomètres (4,5 10-11m). Microscope
électronique holographique à résolution atomique 2013: 45
à 35 (?) picomètres. 2007: le
plus puisant microscope du monde serait celui du Lawrence Berkeley National Labs – California 1945:
résolution de 1 nm 1940: résolution
de 2,4 nm (commercial) |
Historique de la résolution des
microscopes La résolution au pied du graphe est 10 000 nm
soit 10 microns
ou 1/100 mm.
Source du fond d'image: Microscopy Resolution – Wikipedia |
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Microscopes à fluorescence Détection
de la lumière émise par des corps rendus fluorescents après absorption de
photons à haute énergie. Invention d'Eric Betzig, W.E. Moerner and Stefan Hell (prix Nobel - 2014). Application
aux tissus organiques, cellule du cancer. Annonce 2010: la nanoscopie, autorisait la
cartographie d'une population de molécules individuelles à la surface de
cellules vivantes, à condition de modifier génétiquement les organismes pour
les rendre fluorescents. Des physiciens et biologistes du CNRS et de
l'Université de Bordeaux ont étendu cette technique à l'imagerie de molécules
se trouvant à la surface de cellules non modifiées génétiquement. TEM (Transmission Electron Microscopy) Microscopie
où un faisceau d'électrons est transmis à travers un échantillon très mince. Les
électrons sont accélérés par un potentiel de 40 à 100 kV et passent à travers
un puissant champ magnétique qui agit comme une lentille. Les
images obtenues peuvent atteindre une résolution de 0,08 nanomètre. Principe
mis au point en 1931 par Max
Knoll et Ernst Ruska. ACTEM or TEAM (Transmission
Electron Aberration-Corrected Microscope) Le
microscope à transmission électronique et avec correcteur d'aberration à une
résolution de 0,05 nm (5 10 -11 m). Ce type
de microscope est capable d'aborder la structure des atomes et même parfois
les liaisons atomiques. Fabicants: Nion, FEI et JEOL. Dispositif de correction des
aberrations de sphéricité. Les aberrations
sphériques apparaissent du fait des différences des distances focales de la
lumière et des électrons qui traversent la lentille loin du centre de cette
dernière et sont sources de flou de l’image. Les microscopes optiques procèdent à cette
correction avec une combinaison de lentilles concaves et convexes. STEM (Scanning Tunneling Microscope) Invention
en 1981 par Gerd Binnig et Heinrich Rohrer. Prix Nobel
en 1986. Microscope
qui utilise l'effet tunnel, un phénomène quantique, pour
apprécier les surfaces conductrices ou semi-conductrices Résolution
égale ou inférieure à la taille des atomes (de l'ordre de 10nm). Observation
des antiparticules en 2014. |
Cellules mammaires
Protéine en super-résolution
Atomes de titanate de baryum
Atomes de calcium, cobalt et
oxygène
Jonction entre atomes de
différentes natures |
Anglais: World's most
powerful microscope
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Pour
tout type de microscope, la résolution minimale (d) pour une longueur d'onde
(
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2018: l'Institut Pasteur se dote d'un microscope électronique
cryogénique de 0,2 nanomètre de résolution capable de détailler 500 points
sur un virus. Caractéristiques
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Exemples d'applications
Refroidissement – Cryomicroscopie Baisse de température
brutale qui fige la matière en évitant que l'eau forme des cristaux. Évite les
dégâts qui pourraient être causés par le faisceau d'électrons. Barrière électromagnétique Outre la barrière façon cage de Faraday, la salle
est immunisée en contrant la présence éventuelle de champs magnétiques par émission
active d'un contre-champs. |
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D'après L'Express du 8 décembre 2017 – La super
loupe de l'Institut Pasteur
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Cette page |
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