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Imagerie sans lentille

Publié le 27 août 2019


Observez plus de 10 000 cellules, levures ou bactéries en un clin d'oeil

   Qu'est-ce que Imagerie sans lentille ?

La technologie d'imagerie sans lentille développée par le CEA-Leti offre un champ de vision extra large qui permet de suivre plus de 10 000 objets biologiques microscopiques à la fois. Alors que les microscopes actuels sont lourds et encombrants, le CEA-Leti met à la disposition des techniciens de laboratoire une solution bas-coût, extrêmement compacte et robuste, associée à un champ de vision élargi.

Comment cela fonctionne-t-il ?

La lumière émise par une LED rouge, verte et bleue (RVB) ou monochromatique est diffractée par l'objet biologique et dessine un motif holographique enregistré par un capteur CMOS. Des algorithmes de reconstruction holographique permettent de reconstituer l'image de l'objet sur un écran. 


  Applications :

Le dispositif d'imagerie sans lentille du CEA-Leti convient particulièrement aux secteurs de la médecine, de l'environnement et de l'agronomie, entre autres. Elle permet de réaliser:

  • Imagerie des tissus pour le diagnostic histopathologique
  • Caractérisation de cultures cellulaires :
    • En bioréacteur : Suivi de bioprocédés (numération cellulaire, viabilité des cellules)
    • Cultures cellulaires 2D : biologie fondamentale et criblage de médicaments (numération cellulaire, viabilité des cellules, masse sèche des cellules, durée du cycle cellulaire, migration des cellules)
    • Cultures cellulaires 3D: biologie fondamentale, criblage de médicaments (organisation spatiale des cellules, interactions des matrices cellulaires et extracellulaires à grande échelle, migration des cellules) ou imagerie d'organes sur puce.
  • Caractérisation des levures et suivi en temps réel
  • Détection de bactéries et de virus à l'aide d'un film mince de mouillage qui produit des microlentilles liquides semblables à des axicons au-dessus de chaque objet individuel et améliore son contraste pour permettre sa détection.


   Nouveautés :

Champ de vision d'environ 30 mm², couvrant plus de 10 000 cellules par image

  • Observation à plusieurs échelles :
    • Imagerie : mesure les principales caractéristiques morphologiques, notamment le tissu cellulaire (> 100 μm), les cellules (>10 μm), et les levures (5 μm)
    • Détection : bactéries (1 μm) et virus (< 500 nm)
  • Suivi en temps réel sur plusieurs jours (jusqu'à 30 images/seconde) dans l'incubateur
  • Reconstruction d'images holographiques extrêmement fiable en une minute


  Prochaine étape :

Cette technologie peut déjà être utilisée pour la surveillance de cultures cellulaires avec Iprasense. Le CEA-Leti travaille actuellement avec des partenaires sur d'autres évolutions destinées à diverses applications telles que le diagnostic, la médecine de précision, l'agronomie et le contrôle de procédés industriels. Par ailleurs, de nouvelles recherches se penchent sur la microscopie défocalisée visant à améliorer la résolution, sur la microscopie 3D et sur le couplage avec la microfluidique. L'institut est également parvenu à concevoir, entraîner et mettre en œuvre un réseau neuronal à convolution (CNN) permettant d'améliorer les reconstructions holographiques et les performances d'imagerie (détection, segmentation, suivi, etc.).

POINTS CLÉS :

 28 brevets

  •       FICHE

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     En Anglais
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