Le microscope à contraste de phase est un type de microscope qui vous permet d’observer des échantillons vivants sans utiliser de techniques de coloration. Ce microscope est basé sur l’existence d’une différence de phase entre les différentes ondes lumineuses qui traversent l’échantillon pour générer l’image de l’observation.
Comment est né ce microscope ?
La microscopie à contraste de phase a été inventée par le physicien hollandais Frits Zernike en 1932. Cette grande invention lui a valu le prix Nobel de physique en 1953. La principale difficulté à observer les cellules vivantes était qu’elles sont pratiquement transparentes. Pour cette raison, s’ils étaient observés à l’aide d’un microscope conventionnel à lumière transmise, il était très difficile, voire impossible, d’observer leurs détails et structures microscopiques. La solution habituelle à ce problème était d’utiliser des techniques de coloration.
Le problème dans l’utilisation des colorants est que leur ajout est souvent incompatible avec la durée de vie des cellules. Pour cette raison, bien qu’ils soient adaptés à l’observation de cellules mortes, leur utilisation est souvent limitée lorsque les cellules doivent être maintenues en vie.
Pour ce type d’observations, le microscope à contraste de phase a été créé. Ce microscope manipule la lumière de telle manière qu’il est possible d’augmenter le contraste de l’échantillon observé. De cette façon, il est possible d’observer des structures invisibles au microscope conventionnel.
Quelles sont les applications de ce microscope ?
Le microscope à contraste de phase est un instrument permettant d’observer toutes sortes d’échantillons vivants (cellules, micro-organismes, tissus) sans avoir besoin d’utiliser de colorants. L’invention de ce microscope a entraîné de grandes avancées dans le domaine de la biologie puisqu’il a permis l’observation de processus biologiques inconnus jusqu’à présent.
Fonctionnement du microscope à contraste de phase
Le microscope à contraste de phase fonctionne de manière similaire à un microscope composé conventionnel mais comprend également des éléments supplémentaires qui lui permettent de détecter les changements dans les phases des ondes.
Tout d’abord, il y a un projecteur ou une source lumineuse qui éclaire l’échantillon. Lorsque cette lumière traverse l’échantillon, ses ondes sont affectées de différentes manières. Par conséquent, ces ondes lumineuses sont divisées en deux parties, appelées lumière d’éclairage et lumière diffusée.
La lumière d’éclairage est la lumière qui traverse l’échantillon sans subir de changement. Le reste des ondes, appelées lumière diffusée, subit un changement de phase dû à l’indice de réfraction de l’échantillon dans l’échantillon. C’est parce que la lumière se déplace légèrement plus lentement lorsqu’elle traverse l’échantillon. Par conséquent, lorsque la lumière sort de l’échantillon, il existe une différence de phase entre les ondes de la lumière d’éclairage et celles de la lumière diffusée.
Ce microscope tire parti des petites différences d’indices de réfraction dans différentes parties d’une cellule et dans différentes parties d’un échantillon de tissu. La lumière passant à travers les régions d’indice de réfraction plus élevé est déviée et déphasée avec le faisceau principal d’ondes lumineuses qui ont traversé l’échantillon. Il couple d’autres longueurs d’onde déphasées via une série d’anneaux optiques de lentilles et de condensateurs, annule l’amplitude de la partie déphasée initiale du faisceau lumineux et produit un contraste utile sur l’image. Les parties sombres de l’image correspondent aux portions denses de l’échantillon ; les parties claires de l’image correspondent à des portions moins denses.
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