Microscopie de fluorescence par illumination structurée à démodulation rapide - Ecole Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris - PSL Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2023

Fast demodulation structured illumination fluorescence microscopy

Microscopie de fluorescence par illumination structurée à démodulation rapide

Pierre Bourdoncle
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1368179
  • IdRef : 276647165

Résumé

My thesis work was to develop a minimally phototoxic microscopy technique while improving optical sectioning based on structured illumination. Structured Illumination Microscopy (SIM) is a technique that separates the modulated signal of interest from the unmodulated background noise coming from out-of-focus planes. To achieve this, it's necessary to project a pattern, which can be a grid, onto the sample. The presence of the grid modulates only the signal of interest at the focal plane. To demodulate the signal, it's important to have as many phases and different angles of this grid as possible. However, this leads to the creation of a large number of images, consequently increasing the light energy received by the sample and causing phototoxicity. Therefore, we attempted to minimize the number of images needed for signal demodulation by consolidating the minimal information in a single camera exposure time. This had the effect of reducing phototoxicity for the samples while enhancing contrast and resolution.
Mon travail de thèse a été de développer une technique de microscopie la moins phototoxique possible, tout en améliorant le sectionnement optique, sur les bases de l'illumination structurée. En effet, la microscopie d'illumination structurée SIM (Structured Illumination Microscopy) est une technique permettant de séparer le signal d'intérêt modulé, du bruit de fond non modulé provenant des plans hors focus. Pour cela il est nécessaire de projeter un motif, qui peut être un réseau, sur l'échantillon. La présence du réseau va moduler uniquement le signal d'intérêt au plan focal. Pour démoduler le signal d'intérêt, il est important d'avoir le plus possible de phases et d'angles différents de ce réseau. Cela entraine proportionnellement la création d'un grand nombre d'images et parallèlement l'augmentation de l'énergie lumineuse reçue par l'échantillon ce qui augmente la phototoxicité. Ainsi, nous avons tenté de limiter au maximum le nombre d'images nécessaires à la démodulation du signal, en regroupant le minimum d'information sur un seul temps de pause de la caméra, ce qui a eu pour effet de rendre le système moins phototoxique pour les échantillons, tout en gagnant en contraste et en résolution.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-04522167 , version 1 (26-03-2024)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04522167 , version 1

Citer

Pierre Bourdoncle. Microscopie de fluorescence par illumination structurée à démodulation rapide. Physique [physics]. Université Paris Cité, 2023. Français. ⟨NNT : 2023UNIP7049⟩. ⟨tel-04522167⟩
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