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Construction du Microscope Optique Multimodal avec Correction Adaptative (stage)

Bordeaux Imaging Center

Stage Physique et Analyse Gironde entre février et avril 2022 de 4 à 6 mois


Le Bordeaux Imaging Center (BIC) (Univ. Bordeaux, CNRS UMS 3420, INSERM US04) est une plateforme de services dans le domaine de la microscopie optique et électronique, principalement appliquée à la recherche en biologie, santé et agronomie. Le BIC est labelisé IBISA et fait partie de l’infrastructure nationale France BioImaging et européenne EuroBioimaging. Il se compose de 4 chercheurs, 13 ingénieurs et 2 techniciens hautement qualifiés.

Le BIC est divisé en trois pôles : Imagerie Photonique, Imagerie Electronique et Imagerie du Végétal. Le BIC permet à ses utilisateurs d’accéder aux techniques de bio-imagerie les plus avancées pour les échantillons fixés ou vivants comme la microscopie vidéo, confocale, multiphoton, électronique à balayage et à transmission. Outre ses missions de service et de formation, le BIC mène plusieurs projets de recherche et développement (R&D) en protocole de préparation d’échantillon, en analyse d’image et instrumentation.

Les forces du BIC sont :

  • Une combinaison d’ingénieurs hautement qualifiés et d’équipements à la pointe de la technologie mis à la disposition d’un public académique et industriel.
  • Un large panel de formations à destination de la communauté des chercheurs français (formation continue), d’écoles internationales (Cajal Advanced Neuroscience Training Program), des universitaires (TP M2, Licences), des scolaires (BTS, lycéens).
  • Une activité croissante de R&D pour le développement et l’implémentation de nouvelles techniques ou protocoles d’imagerie de pointe menée en interne ou en partenariat avec des équipes de recherche et des industriels.

Le Bordeaux Imaging Center (BIC, UMS 3420) est la plus grande plateforme de microscopie d'Aquitaine. Le BIC fournit des services et des formations sur plus de 30 microscopes optiques et électroniques à une large communauté de chercheurs du domaine biomédical public et privé. Leurs échantillons biologiques peuvent être observés à des échelles allant du centimètre, pour l'imagerie d'organes ou de petits animaux, au nanomètre, pour le suivi de molécules uniques.

Microscope Optique Multimodal avec Correction Adaptative

L'équipe de développement photonique du BIC se consacre à la conception et à la construction de microscopes de pointe qui ne sont pas encore disponibles dans le commerce, donnant ainsi accès à nos utilisateurs aux technologies les plus avancées.

En 2017, nous avons assemblé un microscope innovant, appelé lattice light-sheet (LLS), basé sur une conception originale d'E Betzig (Nobel 2014).1 Le LLS utilise un plan d'illumination sub-micrometrique, allongé et homogène pour imager des échantillons fluorescents épais à des échelles subcellulaires. Avec notre LLS maison, nos utilisateurs observent en routine des échantillons vivants, tels que des neurones dans des tranches de cerveau, avec des résolutions spatio-temporelles très élevées et une faible photo-toxicité 2 (voir https://www.bic.u-bordeaux.fr/equipment/lattice-light-sheet-microscope/).

Cependant, la profondeur d'imagerie du LLS est actuellement limitée à ~25 µm sous la surface de la plupart des échantillons. Cette limite provient des indices de réfraction inhomogènes à l’intérieur des tissus biologiques, qui induisent des aberrations optiques, et diminuent ainsi la résolution spatiale et le contraste des images en profondeur.

Pour contourner ce problème, nous avons décidé de construire un nouveau microscope, appelé le : Multimodal Optical Scope with Adaptive Image Correction (MOSAIC, en français : Microscope Optique Multimodal avec Correction Adaptative). Ce microscope, également inventé par l'équipe de E. Betzig, présente les mêmes propriétés d'imagerie que le LLS, tout en annulant les aberrations optiques induites par l'échantillon grâce à des stratégies d'optique adaptative3.

En outre, plusieurs modalités d'imagerie alternatives ont été ajoutées à cet instrument, comme la microscopie par illumination structurée ou la microscopie multi-photonique à feuille de lumière. Le MOSAIC est véritablement un microscope révolutionnaire qui ouvre de nouvelles voies pour l'imagerie multimodale in vivo d'échantillons épais.

Nous recherchons un(e) étudiant(e) pour participer à la construction du microscope MOSAIC.

Sa première tâche sera d'assembler et d'aligner un banc laser à sept couleurs qui constitue la source de lumière principale du système. La métrologie des puissances des lasers, des stabilités de pointé et du co-alignement sera effectuée.

En fonction du temps restant, l'étudiant participera à la construction du chemin optique en aval du combineur laser.

Profil recherché :

Nous recrutons un(e) étudiant(e) très motivé(e) par les projets de bio-photonique, ayant de bonnes connaissances en optique et en instrumentation, désireux(se) d'apprendre des méthodes de microscopie de pointe.

Il/elle doit être familier(e) avec les méthodes d'alignement optique, les principes de base de la microscopie à fluorescence et l'acquisition/analyse d'images.

Merci d'envoyer vos candidatures à l'attention de Mathieu Ducros.

  1. Chen, B. C. et al. Lattice light-sheet microscopy: Imaging molecules to embryos at high spatiotemporal resolution. Science 346, (2014).
  2. Ducros, M. et al. Lattice light sheet microscopy and photo-stimulation in brain slices. in SPIE BiOS (2019). doi:10.1117/12.2509467
  3. Liu, T. L. et al. Observing the cell in its native state: Imaging subcellular dynamics in multicellular organisms. Science 360, (2018).
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