Des chercheurs de l'Université de Tokai décrivent dans Matériaux avancés comment l'emballage d'un tissu biologique dans une nanofeuille d'un matériau organique particulier permet d'obtenir des images microscopiques de haute qualité. L'application de l'enveloppe évite le dessèchement de l'échantillon, et donc de rétrécir, permettant des temps d'enregistrement d'images plus longs.

Afin de bien comprendre le fonctionnement des cellules biologiques, il est important de pouvoir les visualiser dans leur environnement, sur des échelles de temps suffisamment longues et avec une résolution suffisamment élevée. Cependant, les configurations typiques pour l'étude d'un échantillon de tissu biologique au moyen de la microscopie optique n'empêchent pas l'échantillon de se dessécher, le faire rétrécir lors de l'observation, résultant en des images floues. Mais maintenant, une équipe de chercheurs dirigée par Yosuke Okamura de l'Université de Tokai, a découvert comment pallier ce problème :envelopper l'échantillon dans une nanofeuillet de polymère fluoré préserve sa teneur en eau, et la forte adhérence de la feuille la rend montable.

Les chercheurs, qui se sont inspirés de l'utilisation d'emballages alimentaires en plastique, étudié les propriétés d'enveloppement d'un polymère fluoré appelé CYTOP, un matériau rigide mais extensible et hautement transparent optiquement. Ils ont d'abord confirmé qu'en raison de son caractère hydrofuge élevé, une nanofeuille de CYTOP flotte sur l'eau, même après avoir ajouté un tensioactif. Des observations en microscopie électronique à balayage ont révélé que la nanofeuillet est plate et exempte de fissures ou de plis.

Comme premier test de CYTOP en tant que matériau d'emballage pour les tissus biologiques, les chercheurs ont enduit un échantillon d'alginate-hydrogel de forme cylindrique - un biomatériau facilement formable - dans une nanofeuille CYTOP, et suivi l'évolution de sa teneur en eau. Ils ont découvert qu'après 24 heures, 60% de la teneur en eau d'origine était encore présente. (Un échantillon similaire laissé non emballé dans l'air s'est totalement déshydraté après environ 10 heures.) En expérimentant avec différentes épaisseurs, les scientifiques ont découvert que la capacité de rétention d'eau de la nanofeuille augmente proportionnellement à son épaisseur. Ils ont conclu qu'une feuille de 133 nm d'épaisseur offre une adhérence de surface suffisante (nécessaire à la fixation de l'échantillon) et une rétention d'eau.

Les chercheurs ont ensuite réalisé des expériences avec un échantillon biologique réel :des tranches de cerveau de 1 mm d'épaisseur provenant de souris, présentant une expression améliorée de la protéine fluorescente jaune à des fins de visualisation. Sans appliquer d'enveloppe CYTOP, évaporation de l'eau incrustée provoquée localement, rétrécissement de l'échantillon non uniforme, conduisant à une image floue. En enveloppant les tranches de cerveau dans une nanofeuille CYTOP, cependant, des images à haute résolution spatiale peuvent être obtenues en scannant une grande surface (plus de 750 µm x 750 µm) sur une longue période (environ 2 heures).

Les scientifiques ont noté, cependant, que pour les observations sur des périodes plus longues, un rétrécissement se produira. Cet effet peut être compensé en enrobant l'échantillon d'agarose, un matériau gélifiant, fournir une matrice de stabilité - une technique déjà utilisée pour le montage de tissus biologiques pour les observations en microscopie. La technique d'emballage d'Okamura et de ses collègues n'en est qu'à ses débuts, mais, comme le soulignent les chercheurs, il « établit et vérifie la supériorité des supports d'emballage de nanofeuilles pour l'imagerie des tissus ».