Microscopie et microtomographie x de laboratoire. Application a la biologie

par HAYAT ELHILA

Thèse de doctorat en Sciences biologiques et fondamentales appliquées. Psychologie

Sous la direction de DOMINIQUE MOUZE.

Soutenue en 1996

à Reims .

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  • Résumé

    Les travaux rapportes ici concernent la mise en uvre de la microscopie x et de la microtomographie x a l'aide d'un appareillage de laboratoire de conception simple, facile a mettre en uvre et peu onereux. Les atouts majeurs de l'instrument resident d'une part dans le choix multiple des radiation x utilisables, et d'autre part dans les performances du systeme de detection - consistant en une camera cdd couplee a un phosphore convertisseur - alliant une excellente linearite a une grande dynamique. La rapidite d'acquisition des microradiographies x obtenues a l'aide de ce systeme en fait un instrument propre a l'etude des phenomenes dynamiques et adapte a la reconstruction tridimensionnelle d'un echantillon par microtomographie. Les potentialites de cet appareil se sont vues confirmees dans des applications anterieures concernant la science des materiaux. Le present travail est une premiere approche vers des applications au domaine de la biologie. Notre contribution au developpement du microscope x de laboratoire a tout d'abord consiste en une caracterisation plus complete de l'instrument, portant d'une part sur son pouvoir de resolution a travers l'evaluation de la psf, et d'autre part sur sa reponse spectrale. Concernant ce dernier point, nous avons procede, par le biais d'une modelisation des spectres d'emission des cibles en transmission dans des conditions d'excitation donnees, au calcul de l'energie incidente. Ceci nous a permis non seulement d'evaluer l'efficacite de detection de la camera pour les x incidents mais aussi de simuler les conditions d'une experience en vue de cibler les materiaux biologiques accessibles a une investigation par notre appareil. En particulier cette modelisation nous a conduit a une estimation des concentrations minimales decelables dans une image simple ou detectables en analyse par absorption differentielle pour des elements lourds dans des matrices biologiques. Par ailleurs, l'influence de la cible, d'un filtre eventuel et du type de luminophore convertisseur sur le contenu spectral a l'entree du ccd et sur le signal detecte in fine peut etre evaluee. Le second volet de ce memoire concerne les resultats experimentaux proprement dits. L'application a la botanique a demontre l'aptitude de l'instrument a donner des images convenablement contrastees, permettant de mettre en evidence des structures dont les dimensions laterales sont de quelques microns. L'analyse par absorption x differentielle appliquee a des biopsies osseuses prelevees sur des sujets contamines, a permis de localiser sur des microradiographies, le fer et l'aluminium. La realisation d'une cellule etanche simple et d'une autre a circulation de liquide permet de nombreuses applications futures, dont l'etude d'objets biologiques dans leur etat naturel ou le suivi dynamique de processus evolutifs. Enfin, nous avons montre, a travers l'exemple d'images de bourgeons de vigne, que l'instrument etait apte a produire des images microtomographiques de grandes qualites, cette technique offrant une alternative interessante a la methode des coupes seriees utilisee habituellement par les biologistes

  • Titre traduit

    Laboratory x-ray microscopy and microtomography. Application to biology


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  • Détails : 165 P.
  • Annexes : 80 REF.

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