La microscopie de phase quantitative, en particulier la microscopie holographique numérique (MHN), est une approche d’imagerie cellulaire très prometteuse, notamment dans le domaine émergent des cellules souches pluripotentes induites humaines, en raison de sa complémentarité avec l’imagerie de fluorescence, sa grande sensibilité, son caractère non invasif et la richesse du signal quantitatif de phase mesuré. Ce signal quantitatif, très riche, est également compliqué à interpréter. Notamment, il dépend de l’indice de réfraction de la solution physiologique dans laquelle baignent les cellules étudiées. Pour être en mesure d’interpréter correctement le signal quantitatif de phase produit par les cellules, cet indice de réfraction extracellulaire (IRE) doit donc être précisément mesuré. Ce mémoire présente la conception, le développement et la caractérisation d’une méthode de réfractométrie de l’IRE directement dans la chambre d’imagerie, à partir du signal quantitatif de phase mesurée avec un MHN. La capacité du MHN à mesurer précisément un indice de réfraction est d’abord démontrée. Ensuite, son utilisation pour la réfractométrie des liquides dans une chambre d’imagerie est analysée, en remplaçant une des lamelles fermant cette chambre par une lamelle rainurée dont les rainures sont très bien caractérisées. Une précision moyenne de 0.0003 sur l’indice de réfraction est démontrée, ce qui correspond à la précision d’un réfractomètre des liquides commercial typique. Enfin, une preuve de concept faite en utilisant ces lamelles dans un contexte d’imagerie cellulaire sous le MHN. Les données obtenues sont discutées et caractérisées en détail, et la pertinence de ces lamelles dans ce contexte est démontrée. / Quantitative phase microscopy, in particular digital holographic microscopy, is a promising imaging technique for the study of living cells, notably the emerging field of human induced pluripotent stem cells, because of its great sensitivity and resolution, its strict non-invasiveness and its complementarity with fluorescence imaging. This technique allows for the retrieval of the quantitative phase signal (QPS) produced by cells, which is very rich but also complicated to interpret. In particular, the QPS depends on the refractive index (RI) of the medium surrounding the cells in an imaging chamber; therefore, this RI needs to be well monitored in order to correctly and precisely analyse the QPS. In this master’s thesis, the design, development and characterization of a method to measure this extracellular RI directly inside the imaging chamber using the QPS measured by a DHM are described. First, the DHM capability to measure precisely and accurately a RI is demonstrated. Then, its use for liquid refractometry in an imaging chamber is analysed, using a grooved coverslip with well characterized grooves in place of one of the coverslip closing the imaging chamber. An average accuracy on RI measurement of 0.0003 is demonstrated, which is similar to the one of a typical commercial liquid refractometer. Finally, a proof of concept using these grooved coverslips in a biological experiment involving cell imaging under the DHM is completed. The results are thoroughly analysed and discussed, and the relevance of these grooved coverslip for liquid refractometry in a biological context is demonstrated.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LAVAL/oai:corpus.ulaval.ca:20.500.11794/66754 |
| Date | 27 January 2024 |
| Creators | De Dorlodot, Bertrand |
| Contributors | De Koninck, Paul, Marquet, Pierre |
| Source Sets | Université Laval |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | mémoire de maîtrise, COAR1_1::Texte::Thèse::Mémoire de maîtrise |
| Format | 1 ressource en ligne (x, 63 pages), application/pdf |
| Rights | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 |
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