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Ces microscopes qui repèrent virus et bactéries pour aider la médecine

Microscope optique
Microscope optique. Crédits : Likoper / iStock

Un microscope joue le rôle de « loupe » pour dévoiler des objets aux dimensions extrêmement petites. Il permet d’observer un monde invisible à l’œil nu, tel que les cellules, les bactéries et les virus, dont certains sont responsables de maladies. Par ailleurs, quatre principaux modes d’observation que nous allons découvrir ensemble existent à ce jour.

Tout d’abord, l’objectif d’un microscope est d’étudier divers types d’échantillons en grossissant leur image. Ainsi, l’analyse des composants du monde miniature apporte ses bénéfices à la recherche scientifique, en particulier dans les domaines de la médecine, de la biologie, de la géologie ou encore de la physique des matériaux. Qui plus est, chaque technologie possède des intérêts propres et les organismes microscopiques ennemis de l’Homme ne peuvent désormais plus se dérober aux yeux des chercheurs.

Le microscope optique

Le premier microscope optique aurait été inventé à la fin du 16e siècle par deux fabricants de lunettes hollandais, Hans et Zacharias Janssen (selon les articles de l’époque). Ici, le grossissement se faisait par un habile agencement de plusieurs lentilles optiques. Depuis la création du premier modèle, cette technique d’imagerie a évolué et permet aujourd’hui un agrandissement d’objets x2000 en atteignant l’échelle cellulaire. L’image se compose alors sur un oculaire.

Pour commencer à apercevoir les bactéries, il faut compter sur un grossissement minimum x100. L’avantage du microscope optique est qu’il permet l’observation de cellules vivantes et de leurs comportements. Cependant, le microscope optique le plus puissant n’est pas en mesure de distinguer des éléments plus petits comme les virus.

Microscope optique
Microscope optique. Crédits : Likoper / iStock

Le microscope numérique

Le microscope numérique possède un pouvoir grossissant supérieur au microscope optique. L’avantage de cet instrument moderne provient de sa caméra qui envoie directement les données sur un ordinateur. Il n’y a donc plus vraiment besoin d’un oculaire puisque l’image est analysée via des logiciels prévus à cet effet. Cette technique est appliquée dans de nombreux domaines et notamment l’imagerie médicale.

Microscope médical à imagerie numérique
Microscope médical à imagerie numérique. Crédits : anyaivanova / iStock

Le microscope électronique

Nous devons l’invention du procédé à vision électronique au physicien allemand Ernst Ruska en 1932. Le principe est basé sur le maintien d’un faisceau d’électrons à haute énergie par le biais d’un champ magnétique. Étant donné que la longueur d’onde de l’électron est nettement inférieure à celle d’un photon, la puissance de grossissement maximal d’un microscope électronique atteint les 2 millions avec en plus une très haute résolution. Avec lui, le monde atomique est à portée de rétine.

Cette méthode d’imagerie, qui est plus précise que les précédentes, possède des propriétés différentes du microscope optique, car le faisceau d’électrons interagit avec la matière vivante. Il faut ainsi préparer spécifiquement l’échantillon en des coupes fines d’environ 50 nanomètres fixées chimiquement au préalable par le froid. Le microscope électronique offre donc l’accès à des détails jusque là encore insoupçonnés chez les non-initiés et ouvre à des connaissances nouvelles aux professionnels de la santé en ce qui concerne les agents pathogènes microscopiques.

Microscope électronique
Microscope électronique. Crédits : anamejia18 / iStock

Le microscope à sonde locale

Celui-ci fonctionne grâce à une pointe qui détermine les caractéristiques de l’échantillon. Le tissu analysé doit donc se retrouver relativement plan pour que la sonde effectue ses passes. Cette imagerie diffère ainsi des autres présentées ci-dessus puisqu’elle relève la topographie du composant à l’aide d’un système de balayage.

virus
Aperçu d’un virus aéroporté. Crédits : Kittiphat Abhiratvorakul / iStock

Ensemble, tous les types de microscopes permettent d’observer l’ensemble des organismes pathogènes existants et de les analyser pour ensuite déterminer leur manière d’affecter le tissu humain. Ainsi, la recherche médicale s’appuie sur ces résultats pour combattre efficacement ces micro-organismes. Le choix d’un microscope se fait donc selon des besoins bien spécifiques, comme la taille du vivant que l’on souhaite étudier, la résolution que l’on souhaite en tirer, etc.

Sylvain Faure

Rédigé par Sylvain Faure

Mon attrait à observer et comprendre la nature, sous de nombreux aspects, a toujours été présent. Le cosmos en fait partie et n'a de cesse d'attiser ma curiosité. Issu de formations dans le domaine de la physique, je lie l'écriture à la science afin de vulgariser et transmettre les connaissances actuelles.