3D microscopy by holographic localization of Brownian metallic nanoparticles

Ariadna Martinez Marrades 1
1 POM - Physique des Ondes pour la Médecine et la Biologie
INSERM - Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale : U979, Institut Langevin ondes et images
Résumé : Nous présentons une nouvelle technique de microscopie stochastique basée sur un montage d'Holographie Digitale pour l'imagerie des distributions d'intensité optique. Nous montrons comment cette technique de champ lointain peut être adaptée afin d'obtenir des images de superrésolution ainsi que de champ proche. En pratique, nous imageons des nanoparticules métalliques en mouvement Brownien dans un liquide, que nous localisons ensuite dans le but de contourner la limite de diffraction. Le mouvement aléatoire des particules nous permet une exploration complète de l'échantillon. Au-delà de la simple localisation, ces marqueurs métalliques agissent comme des sondes locales du champ électromagnétique, pouvant notamment diffuser la lumière confinée vers le champ lointain. Les possibilités de cette nouvelle technique sont illustrées à travers l'imagerie de l'intensité optique d'une onde évanescente et d'une onde propagative. Grâce à des méthodes de calcul très performantes, nous sommes capables de localiser des centaines de particules par minute, avec une précision de l'ordre de 3×3×10 nm3 pour des particules immobiles. En plus de l'imagerie des distributions de champ optique, nous présentons une application combinant nos mesures superrésolues et des mesures d'électrochimie pour l'étude des processus d'oxydation de nanoparticules d'argent à proximité d'une électrode. Nos résultats ouvrent la voie à une nouvelle technique d'imagerie superrésolue, particulièrement bien adaptée à la caractérisation optique dans des milieux liquides (comme des systèmes microfluidiques), qui étaient jusqu'à présent inaccessibles par microscopie électronique ou par des microscopies à sonde locale.
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Thèse
Optics [physics.optics]. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2015. English. 〈NNT : 2015PA066018〉
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Soumis le : mercredi 8 juillet 2015 - 01:02:54
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Ariadna Martinez Marrades. 3D microscopy by holographic localization of Brownian metallic nanoparticles. Optics [physics.optics]. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2015. English. 〈NNT : 2015PA066018〉. 〈tel-01173962〉

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