L'analyse de pointe actuelle d'échantillons biologiques par microscopie optique comprend une grande variété de techniques allant de la microscopie conventionnelle à fond clair et la microscopie à contraste de phase à la microscopie confocale à balayage laser haute résolution et aux techniques de microscopie à super résolution récemment développées comme l'appauvrissement par émission stimulée. (STED) ou la microscopie à reconstruction optique stochastique (STORM) qui annulent la limite de diffraction d'Abbe.

Malgré la disponibilité de ces sophistiqués, techniques de super résolution, la visualisation reproductible des cellules et l'identification des structures subcellulaires dans les échantillons biologiques nécessitent encore une coloration avec des colorants ou un immunomarquage par des anticorps dirigés contre des antigènes cellulaires spécifiques.

Généralement, l'observation in vitro de cellules vivantes peut fournir des informations précieuses sur leur structure et leur dynamique, y compris l'organisation des organites et la transduction des signaux chimiques impliqués dans les interactions cellule-cellule et cellule-matrice. Malheureusement, l'utilisation de l'imagerie in vitro à long terme est limitée, car la plupart des technologies de microscopie à haute résolution nécessitent des tissus ou des cellules traités/fixés. Comme la microscopie optique à haute résolution et l'imagerie par fluorescence nécessitent généralement des utilisateurs hautement qualifiés, équipement et entretien coûteux, la nouvelle technologie d'imagerie in vitro de microscopie holographique en ligne numérique (DIHM) présentée ouvre un vaste champ d'applications pour les utilisateurs standard. Ce système optique analytique offre des résultats rapides et reproductibles à faible coût. De plus, il élimine la nécessité d'orienter vers des laboratoires spécialisés et est facilement mis en œuvre comme outil de diagnostic pour les médecins (généralistes et spécialistes).

DIHM est basé sur la reconstruction numérique d'un hologramme enregistré numériquement. Il permet l'acquisition des deux, les informations d'amplitude et de phase d'un front d'onde façonné par l'échantillon microscopique. L'avantage du DIHM réside dans la simplicité de son montage :le microscope est constitué d'une diode électroluminescente (LED) comme source d'éclairage, un filtrage approprié pour l'amélioration de la cohérence et un capteur d'image. L'algorithme complet de traitement des données transforme les hologrammes enregistrés en une image de microscope par approche spectrale angulaire et filtrage numérique. En général, la résolution d'un tel microscope est fortement influencée par la longueur de cohérence spatiale de l'éclairage, qui peut être amélioré en réduisant la zone d'émission, soit en coupant une partie du front d'onde avec le sténopé, soit en utilisant une nanoLED ponctuelle. Les matrices de nanoLED développées dans le cadre du projet ChipScope du programme européen Horizon 2020 permettront d'améliorer la résolution d'imagerie compatible avec la microscopie optique conventionnelle.

Microscope DIHM sans lentille

Ce fait fait de la microscopie sans lentille un outil idéal pour le diagnostic médical dans les régions éloignées, car le médecin n'a pas besoin d'apporter et de maintenir de grandes, appareils d'analyse lourds et sensibles. Un simple ordinateur portable et un microscope sans lentille de la taille d'une valise suffisent pour, par exemple, établir un diagnostic de parasite à partir d'échantillons de fluides corporels (par exemple, le paludisme, amibe, etc.). La construction robuste permet un rapide, analyse fiable et automatisée de l'échantillon en combinant non seulement la microscopie optique à haute résolution mais également la mise en œuvre de techniques d'analyse modernes basées sur la détection des modifications de l'ADN humain, identification des génomes viraux et caractérisation immunologique dans un seul appareil.

Pour fournir la sensibilité à la lumière et la résolution optique les plus élevées, le système est équipé d'une caméra normale en niveaux de gris pour fonctionner en mode champ clair d'imagerie multicellulaire. Ce nouveau microscope sans lentille est équipé d'un système de canaux d'écoulement microfluidique pour la manipulation des cellules vivantes et l'imagerie.