FluorescenceLa fluorescence est une émission lumineuse provoquée par l'excitation des électrons d'une molécule (ou atome), généralement par absorption d'un photon immédiatement suivie d'une émission spontanée. Fluorescence et phosphorescence sont deux formes différentes de luminescence qui diffèrent notamment par la durée de l'émission après excitation : la fluorescence cesse très rapidement tandis que la phosphorescence perdure plus longtemps. La fluorescence peut entre autres servir à caractériser un matériau.
Protéine fluorescente vertevignette|Aequorea victoria. La protéine fluorescente verte (souvent abrégé GFP, de l'anglais « Green Fluorescent Protein ») est une protéine ayant la propriété d'émettre une fluorescence de couleur verte. Issue d'une méduse (Aequorea victoria), cette protéine est intrinsèquement fluorescente sous l'action d'une enzyme, l'aequoréine, une luciférase qui agit en présence de calcium. Son gène peut être fusionné in-vitro au gène d'une protéine que l'on souhaite étudier.
Transfert d'énergie entre molécules fluorescentesLe transfert d'énergie entre molécules fluorescentes ou transfert d'énergie par résonance de type Förster (en anglais, Förster resonance energy transfer ou FRET, resonance energy transfer ou RET ou electronic energy transfer ou EET), bien qu’observé par Perrin au début du , est décrit pour la première fois par Theodor Förster en 1946. Les applications de cette approche à l’étude des interactions protéiques apparaîtront vers la fin du . vignette|Figure 1. Conditions du FRET. A.
FluorochromeUn fluorochrome ou fluorophore est une substance chimique capable d'émettre de la lumière de fluorescence après excitation. Ce sont des substances composées de plusieurs noyaux aromatiques conjugués ou encore des molécules planes et cycliques qui possèdent une ou plusieurs liaisons π. L'utilisation de fluorochromes en biologie moléculaire est un peu plus récente que celle d'isotopes radioactifs. Elle a l'avantage de donner des résultats très rapidement, voire immédiatement, en s'affranchissant des longs temps d'exposition requis pour la technique par radioactivité.
Microscopie à fluorescenceLa microscopie en fluorescence (ou en épifluorescence) est une technique utilisant un microscope optique en tirant profit du phénomène de fluorescence et de phosphorescence, au lieu de, ou en plus de l'observation classique par réflexion ou absorption de la lumière visible naturelle ou artificielle. On peut ainsi observer divers objets, substances (organiques ou inorganiques) ou échantillons d'organismes morts ou vivants. Elle fait désormais partie des méthodes de recherche classiques et de la biologie et continue à se développer avec l'.
Diagramme de JablonskiUn Diagramme de Perrin-Jablonski, nommé d'après les physiciens français et polonais Francis Perrin et Alexandre Jabłoński, représente les états électroniques d'une molécule et les transitions entre ces états. L'axe vertical indique le niveau d'énergie, tandis que les états sont groupés horizontalement selon leur multiplicité de spin. Les transitions non-radiatives sont symbolisées par des flèches droites tandis que les radiatives le sont par des flèches ondulées.
Quenchingvignette|Démonstration du quenching : deux solutions de quinine sont soumises à un laser violet. L'échantillon de droite montre la fluorescence de la quinine, dans le bleu. Dans l'échantillon de gauche ont été ajoutés des ions chlorure : ils « éteignent » la fluorescence de la quinine. En photochimie, le quenching (du terme anglais pour "extinction") regroupe l'ensemble des phénomènes qui contribuent à diminuer l'intensité de la fluorescence d'une substance donnée.
Sonde fluorescentevignette|Utilisation de sondes fluorescentes pour être capable de visualiser des structures qui sont, en temps normal, invisibles de par leur taille. Cellules endothéliales vues au microscope. En bleu, noyaux marqués au DAPI. En vert, microtubules marqués par un anticorps couplé à un fluorochrome. En rouge, actine marquée à la phalloïdine. Une sonde fluorescente est une molécule fluorescente que l'on ajoute à un milieu (cellule ou monocouche, par exemple) pour mettre en évidence certaines zones et/ou pour étudier les propriétés physiques d'un milieu.
Spectroscopie de fluorescenceLa spectroscopie de fluorescence, ou encore fluorimétrie ou spectrofluorimétrie, est un type de spectroscopie électromagnétique qui analyse la fluorescence d'un échantillon. Elle implique l'utilisation d'un rayon de lumière (habituellement dans l'ultraviolet) qui va exciter les électrons des molécules de certains composés et les fait émettre de la lumière de plus basse énergie, typiquement de la lumière visible, mais pas nécessairement. La spectroscopie de fluorescence peut être une spectroscopie atomique ou une spectroscopie moléculaire.
Conversion intersystèmeL'IUPAC décrit la conversion intersystème comme : Lorsque, dans une molécule, un électron est excité jusqu'à un niveau d'énergie supérieur (notamment par absorption d'un rayonnement), cela conduit selon les cas à un état singulet ou à un état triplet : Un état singulet correspond à une configuration électronique dans laquelle tous les électrons de spin opposés sont appariés deux à deux (ce qu'on représente par le diagramme ), y compris l'électron excité bien qu'il occupe un niveau d'énergie différent des éle
Internal conversion (chemistry)Internal conversion is a transition from a higher to a lower electronic state in a molecule or atom. It is sometimes called "radiationless de-excitation", because no photons are emitted. It differs from intersystem crossing in that, while both are radiationless methods of de-excitation, the molecular spin state for internal conversion remains the same, whereas it changes for intersystem crossing. The energy of the electronically excited state is given off to vibrational modes of the molecule.
ChromophoreUn chromophore est un groupement d'atomes comportant une ou plusieurs doubles liaisons, et formant avec le reste de la molécule une séquence de doubles liaisons conjuguées, c'est-à-dire une alternance de doubles et de simples liaisons. L'existence d'une séquence suffisamment longue de doubles liaisons conjuguées dans une molécule organique, ou l'association avec un ou plusieurs auxochromes, crée un nuage électronique délocalisé pouvant entrer en résonance avec le rayonnement incident et ainsi l'absorber.
Fluorescence in the life sciencesFluorescence is used in the life sciences generally as a non-destructive way of tracking or analysing biological molecules. Some proteins or small molecules in cells are naturally fluorescent, which is called intrinsic fluorescence or autofluorescence (such as NADH, tryptophan or endogenous chlorophyll, phycoerythrin or green fluorescent protein). Alternatively, specific or general proteins, nucleic acids, lipids or small molecules can be "labelled" with an extrinsic fluorophore, a fluorescent dye which can be a small molecule, protein or quantum dot.
PhotochimieLa photochimie est une branche de la chimie concernée par les effets chimiques de la lumière (au sens large, de l'infrarouge aux ultraviolets), qui peut intervenir : comme étape d'une réaction chimique, auquel cas elle est absorbée ; comme étape catalytique, auquel cas elle est réémise et peut à nouveau réagir ; Enfin, il existe des processus chimiques qui, comme dans les lasers, donnent deux photons identiques par absorption d'un photon + réaction chimique. La chimie de ces processus est plutôt radicalaire que cationique ou anionique.
PoissonLes poissons sont des animaux vertébrés aquatiques à branchies, pourvus de nageoires dont le corps est généralement couvert d'écailles. On les trouve abondamment aussi bien dans les eaux douces, saumâtres et de mers : on trouve des espèces depuis les sources de montagnes (omble de fontaine, goujon) jusqu'au plus profond des mers et océans (grandgousier, poisson-ogre). Leur répartition est toutefois très inégale : 50 % des poissons vivraient dans 17 % de la surface des océans (qui sont souvent aussi les plus surexploités).
Génie génétiqueLe génie génétique est l'ensemble des outils permettant de modifier la constitution génétique d'un organisme en supprimant, en introduisant ou en remplaçant de l'ADN. Celui-ci peut être introduit directement dans les cellules de l'organisme hôte ou dans des cellules cultivées ex vivo puis réintroduites dans l'organisme. Un prérequis au développement du génie génétique a été la mise au point de techniques recombinantes d'acide nucléique pour former de nouvelles combinaisons de matériel génétique héritable suivies de l'incorporation de ce matériel soit indirectement à travers un système vecteur ou directement par microinjection, macroinjection ou microencapsulation.
Rendement quantiqueLe rendement quantique (Φ) d'un processus induit par le rayonnement est égal au nombre de fois qu'un évènement donné arrive divisé par le nombre de photons absorbé par le système. L'évènement en question est souvent une réaction chimique. Dans une réaction de photolyse ou photodécomposition après l'absorption d'un photon, le rendement quantique est défini par : Le rendement quantique est aussi employé dans la modélisation de la photosynthèse : Aux réactions où chaque photon effectue la photolyse d'une seule molécule du réactif, le rendement quantique sera au maximum 1 et normalement inférieur à 1 à cause de pertes, tout comme le rendement chimique d'une réaction non photochimique.
PhotoblanchimentLe photoblanchiment est la perte de fluorescence d'une molécule. Une molécule fluorescente à l'état excitée peut soit émettre un photon, soit être engagée dans une réaction photochimique qui va empêcher son retour à un état excitable. Il peut s'agir d'une réaction avec l'oxygène sous forme de radicaux libres. Plus on excite un fluorochrome, plus la proportion de fluorochrome photoblanchie est grande, jusqu'à extinction de la fluorescence. Chaque fluorochrome présente une cinétique de photoblanchiment particulière.
PiscicultureLa pisciculture est l'élevage de poissons, en eaux douces, saumâtres ou salées et qui peut se pratiquer de manière isolée comme en aquaponie. C’est une des branches de l'aquaculture. L'un des premiers traité de pisciculture fut écrit par Fan Li en 473 . Elle était également pratiquée à Hawaï avant l'arrivée des explorateurs européens.
Genetic engineering techniquesGenetic engineering techniques allow the modification of animal and plant genomes. Techniques have been devised to insert, delete, and modify DNA at multiple levels, ranging from a specific base pair in a specific gene to entire genes. There are a number of steps that are followed before a genetically modified organism (GMO) is created. Genetic engineers must first choose what gene they wish to insert, modify, or delete. The gene must then be isolated and incorporated, along with other genetic elements, into a suitable vector.
