Comment fonctionnent les microscopes sans lentille développés par le CEA-Leti?
Il s’agit de microscopes très simples, sans optiques, capables de détecter et dénombrer des micro-organismes avec une LED et un capteur d’images CMOS, du même type que ceux des téléphones portables. Le capteur enregistre l’interférence entre la lumière envoyée sur l’objet et celle qu’il diffracte. L’image est ensuite reconstruite via un traitement mathématique, grâce à des algorithmes que nous développons.
| 
|
Ce concept d’imagerie sans lentille est connu depuis les années 1950, mais il n’avait jamais pu être mis en œuvre de manière aussi simple et efficace. C’est l’arrivée des smartphones qui a changé la donne, avec le développement il y a une dizaine d’années de capteurs CMOS beaucoup plus performants. Leurs tout petits pixels, de l’ordre de 2 µm, nous ont permis d’observer le monde microscopique
Quelles applications avez-vous développées?
Notre microscope permet de détecter des bactéries, des virus et des cellules, et même de suivre les caractéristiques de 30000 cellules vivantes simultanément: viabilité, surface, longueur, forme. Il y a environ dix ans, seuls deux laboratoires au monde, dont le nôtre, s’étaient lancés dans la conception de tels appareils. Moins de cinq ans plus. tard, nous avons transféré la technologie à une start-up, Iprasense (2016), avec laquelle nous avons fondé un laboratoire de recherche commun. L’outil est aujourd’hui utilisé par des laboratoires de biologie, académiques ou de l’industrie pharmaceutique, pour évaluer rapidement et simplement la viabilité de cellules en culture.
| 
© CEA
|
Vous avez récemment réussi
à «peser» les cellules?
Oui, et avec une précision de l’ordre de
30 picogrammes, ce qui est excellent!
Nous pesons la masse sèche de la cellule,
c’est-à-dire sa partie non liquide, en enregistrant les infimes différences de temps
de trajet de la lumière. Plus la cellule est
massive, plus la lumière est ralentie en
la traversant. Cette nouvelle fonctionnalité nous a demandé deux ans de R&D,
notamment pour valider nos résultats par
comparaison avec ceux réalisés par des
microscopes plus perfectionnés, qualifiés
pour peser des cellules.
« Interview publiée
dans les DEFIS du CEA (n° 242 – Mars avril 2021) : Médiathèque
- L'enjeu de la cybersécurité (cea.fr)