Microscopie électronique

Le plateau de Microscopie Electronique du BICeL, réparti sur les campus de l’Institut Pasteur de Lille et de la Cité Scientifique de Villeneuve d’Ascq, propose un ensemble d’équipements et de compétences permettant la formation, le conseil, la préparation d’échantillons, ainsi que et les observations et analyses par microscopie électronique « en transmission » et « à balayage ».

Le plateau est ouvert à tous les utilisateurs académiques locaux, régionaux et nationaux ainsi qu’aux utilisateurs non-académiques issus de sociétés privées.

L’accès et le fonctionnement du plateau sont soumis à des règles définies dans les modalités d’accès aux plateaux du BICeL.

La microscopie électronique est une technologie d'imagerie multidisciplinaire basée sur l'utilisation d'un faisceau "d'électrons" utilisé pour irradier un échantillon et en former une image qui peut être fortement agrandie (jusqu'à plusieurs millions de fois) ; les microscopes électroniques ont comparativement un pouvoir de résolution d'images bien supérieur à celui des microscopes photoniques (dont la technologie d'imagerie est basée sur l'utilisation d'un faisceau "de lumière") ; la haute résolution des images et les grossissements associés « en microscopie électronique » sont physiquement rendus possibles par la longueur d'onde du faisceau d'électrons utilisé, qui est beaucoup plus petite que celle d'un faisceau de particules de lumière (également appelées "photons") dans le cas de la microscopie photonique.

Les microscopes électroniques utilisent un canon à électrons comme source de rayonnement, ainsi que des lentilles électromagnétiques pour la formation des images et le contrôle physique du faisceau d'électrons ; comparativement, les microscopes photoniques utilisent des sources de lumière et des lentilles de verre.

Trois techniques principales existent en observation par microscopie électronique (TEM, SEM, STEM).

En parallèle des 3 techniques citées ci-dessus, il existe de nombreuses modalités d’observations (et aussi d’analyse chimique) susceptibles d’être utilisées sur les microscopes qui dont la configuration technique le permet.

Les microscopies photonique et électronique sont évidemment complémentaires et démontrent chacune leurs intérêts respectifs (ou communs) dans les diverses études pour lesquelles elles sont utilisées. Certaines études combinent d’ailleurs étroitement les deux techniques, cette modalité s’appelle la microscopie corrélative (CLEM en anglais)

APPLICATIONS de la microscopie électronique

En Biologie, chacune des techniques et modalités d’observation employée en microscopie électronique permet d’accéder à des informations spécifiques ou complémentaires permettant de caractériser les échantillons tissulaires ou cellulaires observés, notamment sur le plan dimensionnel, morphologique, structural, fonctionnel, cytochimique.

Certaines techniques additionnelles basées sur des détecteurs (d’électrons ou d’autres rayonnements) ou d’autres dispositifs spécifiques, permettent également d’accéder par exemple à des analyses chimiques à l’échelle microscopique (EDX, EELS), d’autres de faire de la cryo-préparation d’échantillon et de la cryo-observation (en lieu et place d’une préparation chimique, et d’observations, réalisées à température ambiante), ou encore d’envisager des reconstructions 3-D, en collectant des images individuelles à différents angles de rotation ou différentes hauteur l’échantillon (tomographie électronique, 3view serial block, FIB SEM).

Techniques disponibles

• Microscopie électronique en transmission (MET / TEM)

Instruments disponibles :
- sur le Campus Pasteur > Hitachi H7500
- sur le Campus Cité Scientifique > Jeol JEM-2100 (avec possibilité STEM)

• Microscopie électronique à balayage (MEB / SEM)

Instrument disponible sur le Campus Pasteur > Zeiss Merlin VP

• Préparation des échantillons en vue de leur observation et analyse

Méthodes proposées

• Caractérisation morphologique et dimensionnelle
• Cytochimie et immunocytochimie
• Analyse chimique EDX, EELS
• Système de visualisation 3D « 3view »
• Cryo-observation
• Tomographie électronique
• Microscopie corrélative (CLEM)
• Préparation chimique d’échantillons
• Cryopréparation d’échantillons
• Ultramicrotomie
• Coloration négative

Logiciels utilisés

• JEOL viewer
• Gatan GMS 2 (Digital Micrograph)
• Bruker Esprit 2
• …

LEXIQUE

EDX : Energy Dispersive X-Ray Analysis (Spectroscopie de rayons X à dispersion d'énergie)

EELS : Electron Energy Loss Spectrometry (Spectroscopie de perte d’énergie des électrons)

CLEM : Correlative Light & Electron Microscopy (microscopie corrélative)

3view serial block : Système de visualisation MEB-3D à partir de coupe sériées réalisées par ultramicrotomie in situ (dans la chambre du microscope)

FIB-SEM : Three-Dimensional SEM Tomography (tomographie MEB 3D ou tomographie électronique par balayage à faisceau d'ions focalisé)