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Super-resolution Microscopy: 2-Color Stimulated Emission Depletion (STED)

De récentes avancées en microscopie ont permis l’apparition de nouveaux microscopes dit de super-résolution.
Ces microscopes sont capables de dépasser la barrière de diffraction optique conventionnelle qui limite la résolution.
Parmi eux, le STED (pour Stimulated Emission Depletion) est une technique de fluorescence par balayage laser où l’augmentation de résolution repose sur un principe purement physique. Un tel microscope est capable de produire des images de structures biologiques provenant de tranches minces de cerveau ou de cellules en culture que le microscope confocal ou 2-photons ne peuvent pas résoudre.
Le STED est basé sur la désactivation de la fluorescence à la périphérie du spot d’excitation. Ceci est réalisé en alignant le faisceau d’excitation avec le faisceau d’un autre laser continu, spectralement décalé vers le rouge et qui engendre une déplétion toroïdale. En conséquence, l’émission de fluorescence est préservée au centre du spot d’excitation alors que le processus d’émission stimulé est lui favorisé au détriment du processus fluorescent sur la périphérie du spot. Il en résulte que la fluorescence est émise d’une région qui est plus petite que le spot d’excitation qui lui est limité en taille par la diffraction. Ainsi le microscope STED à une résolution jusqu’à 10 fois plus importante que celle d’un confocal. Ce microscope STED Leica à 2 couleurs basé au DBCM a été acquis grâce à un financement conjoint venant du programme R’Equip du FNS et de la Faculté de Biologie et de Médecine de l’UNIL. Ce microscope est une première dans toute la Suisse ; il sera utilisé par des groupes du DBCM et d’autres départements de la Faculté pour imager entre autres les plus petites organites cellulaires, les domaines de spécialisation intracellulaires, ou bien encore la localisation de protéines membranaires. Tout cela étant précédemment fait de façon imprécise ou bien était simplement impossible en utilisant la microscopie confocale. Voir Volterra

 
Vésicules marquées avec une protéine fluorescente dans des cellules PC12 vivantes.
L’augmentation de résolution apportée par le STED change radicalement la perception des vésicules (barre d’échelle 1um)
 


 


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