Système électro-optique pompe-sonde pour l'étude de cellules biologiques électroporées

Discipline

Électronique des Hautes Fréquences et Optoélectronique

Classification

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

cellules (biologie), cristaux photoniques, dispositifs électrooptiques, électroporation

Mots-clés

Membrane cellulaire - Thèses et écrits académiques,

électroporation - Thèses et écrits académiques,

électrooptique - Thèses et écrits académiques,

Cristaux photoniques - Thèses et écrits académiques

Un champ électrique suffisamment intense induit des effets sur la membrane cellulaire, notamment la formation des pores qui permettent le passage , autrement interdit, de ions et molécules, d'où le nom électroporation. Grâce à son application à la biotechnologie et à la médecine (électrochimiothérapie), l'électroporation représente un phénomène de grand intérêt. Récemment, des impulsions de l'ordre de la nanoseconde ont étés appliquées, montrant des effets sur les membranes intracellulaires. Les mécanismes qui sont à la base de l'électroporation ne sont pas encore complètement compris. D'une part, il n'y a pas en commerce de générateurs ultra-rapides et flexibles pour une stimulation électrique adaptée. D'autre part, la détection de phénomènes à l'échelle subcellulaire et de dynamiques temporelles rapides résulte très difficile. En ce contexte, nous avons conçu et réalisé un système électro-optique pompe-sonde. Il se compose d'un système optoélectronique dédié à la génération d'impulsions ultracourtes et de forte intensité, et d'une source pour l'imagerie optique non linéaire basée sur la microspectroscopie multiplex-CARS. Les deux sources sont déclenchées par le même laser fonctionnant en régime sub-nanoseconde. Ce régime temporel permet une synchronisation efficace des deux systèmes, mais il nécessite d'une étude approfondie des effets optiques non linéaires qui induisent l'élargissement spectral du faisceau, indispensable pour l'imagerie multiplex-CARS. Une caractérisation dans le temps et en fréquence a été menée afin de vérifier les performances du system entier et son emploi aux études de nano-électroporation.