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.
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.
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.
Spectre d'émissionLe spectre d’émission d’une espèce chimique est l’intensité d’émission de ladite espèce à différentes longueurs d’onde quand elle retourne à des niveaux d’énergie inférieurs. Il est en général centré sur plusieurs pics. Comme le spectre d’absorption, il est caractéristique de l’espèce et peut être utilisé pour son identification. thumb|757px|center|Spectre d’émission du fer.thumb|757px|center|Spectre d’émission de l'hydrogène (série de Balmer dans le visible). Spectre électromagnétique | Raie spectrale Flu
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'.
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.
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.
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.
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.
Molar absorption coefficientIn chemistry, the molar absorption coefficient or molar attenuation coefficient (ε) is a measurement of how strongly a chemical species absorbs, and thereby attenuates, light at a given wavelength. It is an intrinsic property of the species. The SI unit of molar absorption coefficient is the square metre per mole (), but in practice, quantities are usually expressed in terms of M−1⋅cm−1 or L⋅mol−1⋅cm−1 (the latter two units are both equal to ). In older literature, the cm2/mol is sometimes used; 1 M−1⋅cm−1 equals 1000 cm2/mol.
Attenuation coefficientThe linear attenuation coefficient, attenuation coefficient, or narrow-beam attenuation coefficient characterizes how easily a volume of material can be penetrated by a beam of light, sound, particles, or other energy or matter. A coefficient value that is large represents a beam becoming 'attenuated' as it passes through a given medium, while a small value represents that the medium had little effect on loss. The SI unit of attenuation coefficient is the reciprocal metre (m−1).
Microscopie à super-résolutionLa microscopie à super-résolution est un ensemble de techniques permettant d'imager en microscopie optique des objets à une résolution à l’échelle nanométrique. Elle se démarque par le fait que la résolution obtenue n'est plus limitée par le phénomène de diffraction. Du fait de la diffraction de la lumière, la résolution d’un microscope optique conventionnel est en principe limitée, indépendamment du capteur utilisé et des aberrations ou imperfections des lentilles.
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.
MicroscopieLa microscopie est un ensemble de techniques d' des objets de petites dimensions. Quelle que soit la technique employée, l'appareil utilisé pour rendre possible cette observation est appelé un . Des mots grecs anciens mikros et skopein signifiant respectivement « petit » et « examiner », la microscopie désigne étymologiquement l'observation d'objets invisibles à l'œil nu. On distingue principalement trois types de microscopies : la microscopie optique, la microscopie électronique et la microscopie à sonde locale.
Immunofluorescencevignette|Des cardiomyocytes en culture, marqués par immunofluorescence. En bleu, le noyau des cellules. En vert, les filaments d'actine. L’immunofluorescence est une technique d’immunomarquage, qui utilise des anticorps ainsi que des fluorochromes. L'immunofluorescence permet de révéler une protéine spécifique directement dans la cellule, par émission de fluorescence. Elle permet donc de déterminer non seulement la présence, ou l'absence d'une protéine, mais aussi sa localisation dans la cellule, ou le tissu analysé.
Microscope confocalvignette|upright=2|Schéma de principe du microscope confocal par Marvin Minsky en 1957. vignette|upright=1.5|Principe de fonctionnement du microscope à fluorescence puis du microscope confocal. Un microscope confocal, appelé plus rarement microscope monofocal, est un microscope optique qui a la propriété de réaliser des images de très faible profondeur de champ (environ ) appelées « sections optiques ».
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.
Spectre visibleLe spectre visible est la partie du spectre électromagnétique qui est perceptible par l'humain. Le spectre se décompose en rayonnements monochromatiques par le passage de la lumière à travers un dispositif disperseur (prisme ou réseau diffractant) : c'est l'analyse spectrale. La sensibilité de l'œil selon la longueur d'onde diminue progressivement de part et d'autre d'un maximum entre selon le domaine de vision et les conditions de la mesure. On ne peut donner de limites exactes au domaine des rayonnements visibles.
Spectrométrie d'absorptionLa spectrométrie d'absorption est une méthode de spectroscopie électromagnétique utilisée pour déterminer la concentration et la structure d'une substance en mesurant l'intensité du rayonnement électromagnétique qu'elle absorbe à des longueurs d'onde différentes. La spectroscopie d'absorption peut être atomique ou moléculaire. Comme indiqué dans le tableau précédent, les rayonnements électromagnétiques exploités en spectroscopie d'absorption moléculaire vont de l'ultraviolet jusqu'aux ondes radio : La couleur d'un corps en transmission (transparence) représente sa capacité à absorber certaines longueurs d'onde.
Microscopie par excitation à deux photonsvignette|350px|Microscopie par excitation à 2 photons de l'intestin d'une souris. Rouge: actine. Vert: noyaux des cellules. Bleu: mucus des cellules caliciformes. Obtenu à 780 nm avec un laser Ti-sapph. La microscopie par excitation à deux photons (M2P, TPEF ou 2PEF en anglais, aussi appelée « microscopie 2 photons ») est une technique d'imagerie optique combinant les principes de microscopie à fluorescence et de l'absorption à deux photons, faisant partie de la famille des microscopies multiphotons.
