Coherent anti-Stokes Raman scattering Microscopy
Microscopie par diffusion cohérente Raman
CARS: Application à l'imagerie des milieux
biologiques
Résumé
Coherent anti-Stokes Raman scattering microscopy (CARS) is a new ap-
proach for chemical imaging of molecular systems, with high sensitivity, high
spatial resolution, and three dimensional sectioning capability, without using
fluorophores that are prone to photobleaching. This technique permits to map
selectively molecular species, by using vibrational properties of their chemical
bounds. CARS is described by a four wave-mixing process, where the signal
intensity depends nonlinearly on the incident intensities, and generated in a
direction determined by the phase-matching condition. The approach of this
work was to realize a CARS microscope, allowing biological systems ima-
ging without any labelling or staining. Studies were undertaken showing the
potentialities of this tool, as well as its characterization in the spatial and
spectral domain.
proach for chemical imaging of molecular systems, with high sensitivity, high
spatial resolution, and three dimensional sectioning capability, without using
fluorophores that are prone to photobleaching. This technique permits to map
selectively molecular species, by using vibrational properties of their chemical
bounds. CARS is described by a four wave-mixing process, where the signal
intensity depends nonlinearly on the incident intensities, and generated in a
direction determined by the phase-matching condition. The approach of this
work was to realize a CARS microscope, allowing biological systems ima-
ging without any labelling or staining. Studies were undertaken showing the
potentialities of this tool, as well as its characterization in the spatial and
spectral domain.
La microscopie par diffusion Raman Coh´erente Anti-Stokes (CARS) est une
m´ethode r´ecente d'imagerie dont le contraste provient de l'excitation r´eso-
nante s´elective de vibrations mol´eculaires intrins`eques d'une liaison ou d'un
ensemble de liaisons chimiques. Cette technique pr´esente l'avantage de s'af-
franchir de tout marqueur fluorescent qui peut ˆetre toxique pour un orga-
nisme biologique vivant. Elle permet aussi d'avoir une tr`es grande sensibilit´e
et une forte r´esolution spatiale, comparable `a celle de la microscopie confo-
cale. Le travail de cette th`ese concerne la r´ealisation d'un microscope CARS,
et sa mise en application `a diff´erents domaine de l'imagerie bio-m´edicale. Des
´etudes ont ´et´e men´ees d´emontrant les potentialit´es de cet outil, ainsi que sa
caract´erisation dans le domaine spatiale et spectral.
m´ethode r´ecente d'imagerie dont le contraste provient de l'excitation r´eso-
nante s´elective de vibrations mol´eculaires intrins`eques d'une liaison ou d'un
ensemble de liaisons chimiques. Cette technique pr´esente l'avantage de s'af-
franchir de tout marqueur fluorescent qui peut ˆetre toxique pour un orga-
nisme biologique vivant. Elle permet aussi d'avoir une tr`es grande sensibilit´e
et une forte r´esolution spatiale, comparable `a celle de la microscopie confo-
cale. Le travail de cette th`ese concerne la r´ealisation d'un microscope CARS,
et sa mise en application `a diff´erents domaine de l'imagerie bio-m´edicale. Des
´etudes ont ´et´e men´ees d´emontrant les potentialit´es de cet outil, ainsi que sa
caract´erisation dans le domaine spatiale et spectral.
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