Une nouvelle méthode de mesure de la durée de vie de la luminescence offre une percée dans le domaine de l'imagerie scientifique
Accélérer le rythme des découvertes scientifiques et industrielles
Des chercheurs de l'Institut Max Planck de microbiologie marine, de l'Institut Leibniz de recherche sur la mer Baltique et de l'Université de Copenhague présentent une approche innovante pour l'imagerie des durées de vie de la luminescence. Cette approche simple utilise un équipement rentable facilement disponible, ouvrant la voie à des études avancées de la dynamique chimique dans les systèmes environnementaux et biologiques. Elle permet par exemple d'enregistrer la dynamique de l'oxygène avec une précision temporelle et spatiale beaucoup plus élevée.
La mise en place de la nouvelle approche pour l'imagerie de la durée de vie des colorants luminescents, qui est basée sur la technique de l'enjambement et permet une mise en œuvre facile.
Soeren Ahmerkamp, Max Planck Institute for Marine Microbiology
Prenons l'exemple de l'oxygène : L'oxygène est une molécule essentielle à la vie et, pour comprendre la dynamique des écosystèmes, il peut être important de suivre son cheminement dans les moindres détails. Les capteurs optiques utilisant des colorants luminescents sont utilisés depuis longtemps pour cartographier les niveaux d'oxygène dans les systèmes marins : L'oxygène réduit la durée de vie de la phosphorescence des colorants, qui indiquent donc les concentrations d'oxygène. Cependant, jusqu'à présent, l'imagerie des durées de vie de la luminescence nécessitait un équipement spécialisé et coûteux, ce qui rendait la technique hors de portée pour de nombreuses applications industrielles et de recherche. Une équipe de recherche conjointe de l'Institut Max Planck de microbiologie marine, de l'Institut Leibniz de recherche sur la mer Baltique et de l'Université de Copenhague, en collaboration avec des partenaires internationaux, a mis au point une méthode novatrice d'imagerie de la durée de vie des signaux luminescents. Cette technique révolutionnaire permet de mesurer à grande vitesse la durée de vie de la luminescence, transformant ainsi les domaines qui reposent sur la détection optique et l'imagerie chimique. Les résultats ont été publiés dans la revue ACS Sensors.
Mettre la mesure de la durée de vie de la luminescence à la portée du plus grand nombre
"Notre nouvelle méthode intégrée simplifie ces mesures et permet aux chercheurs de déterminer les durées de vie de la luminescence à l'aide de systèmes de caméras standard", explique Soeren Ahmerkamp, qui a mené les recherches à l'Institut Max Planck de microbiologie marine à Brême et à l'Institut Leibniz de recherche sur la mer Baltique à Warnemünde, tous deux en Allemagne. En synchronisant de courts éclats de lumière avec le temps précis de la caméra grâce à une technique appelée "frame-straddling", deux images sont capturées : L'une qui enregistre la salve de lumière initiale et l'autre qui mesure la salve de lumière initiale et la rémanence luminescente de plus longue durée. La différence entre ces images révèle la durée de vie intégrée de la luminescence, ce qui permet une lecture détaillée et précise à des échelles de temps inférieures à la milliseconde.
"Nous proposons un moyen plus accessible de mesurer les durées de vie de la luminescence, ce qui est souvent considéré comme l'étalon-or de la détection optique", déclare Michael Kühl de l'université de Copenhague, au Danemark. "En adoptant la technique de chevauchement de cadre développée à l'origine pour les mesures de flux à grande vitesse, nous avons créé une technique qui peut être utilisée avec une large gamme de caméras disponibles dans le commerce. Cela permettra à un plus grand nombre de laboratoires de réaliser une imagerie à haute résolution de la durée de vie".
De nouvelles possibilités pour l'imagerie chimique
La possibilité de mesurer les durées de vie de la luminescence avec facilité et à grande vitesse ouvre de nouvelles perspectives pour l'imagerie chimique. Les chercheurs peuvent désormais enregistrer la dynamique de l'oxygène avec une précision temporelle et spatiale beaucoup plus élevée. "Nous avons suivi la dynamique de l'oxygène autour des algues en un centième de seconde et visualisé la façon dont les particules consommatrices d'oxygène se déplacent dans l'eau, démontrant ainsi l'utilité de la méthode", explique M. Ahmerkamp. "La méthode intégrée de désintégration de la luminescence peut être utilisée pour mieux comprendre comment l'oxygène varie dans les environnements marins, de l'échelle des particules microscopiques à celle d'écosystèmes entiers."
Accélérer le rythme des découvertes scientifiques et industrielles
Cette nouvelle approche pourrait stimuler davantage d'applications d'imagerie de la durée de vie de la luminescence dans les sciences et l'ingénierie environnementales et biomédicales. En rendant les mesures de haute précision plus accessibles, elle peut stimuler de nouvelles approches expérimentales, accélérant ainsi le rythme des découvertes dans ces domaines.
"Notre objectif était de démocratiser l'accès à un outil analytique puissant", ajoute M. Ahmerkamp. "Nous pensons que cette méthode permettra aux chercheurs d'explorer des interactions chimiques complexes avec plus de facilité et de flexibilité que jamais auparavant.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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