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Développement d'un appareil d'imagerie photo-acoustique pour les protéines fluorescentes

Coursolle, Mathieu (2007). Développement d'un appareil d'imagerie photo-acoustique pour les protéines fluorescentes. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

De récentes recherches sur la maladie d'Alzheimer soulèvent de nouvelles hypothèses quant aux causes de cette maladie. Certaines de ces hypothèses l'associent à divers processus neuronaux pouvant être étudiés sur de petits animaux.

D'autre part, le développement de techniques d'imagerie médicale à l'échelle moléculaire permet de générer des images permettant de quantifier différents processus physiologiques. Or, la résolution spatiale de la plupart des techniques existantes est souvent insuffisante pour étudier les processus neuronaux ciblés par ces recherches. Développée au cours des dernières années, l'imagerie photo-acoustique est une technique d'imagerie moléculaire non-invasive qui permet d'obtenir une résolution spatiale suffisamment précise pour ces études. Cette technique consiste à détecter les vibrations moléculaires générées par une source de lumière pulsée.

Ce mémoire décrit la conception et la réalisation d'un appareil d'imagerie photo-acoustique pouvant être utilisé afin de générer des images précises de la distribution de protéines fluorescentes. Les protéines fluorescentes sont par exemple utilisées comme marqueurs génétiques sur des modèles de souris transgéniques étudiées dans le cadre de ces recherches. La conception mécanique, électrique et logicielle du système est présentée, de même qu'un algorithme utilisé afin de reconstruire des images à l'échelle moléculaire.

Cet appareil est ensuite validé par des résultats obtenus en effectuant des mesures sur des échantillons de gélatine. Dans un premier temps, des tubes micrométriques remplis d'encre noire sont insérés dans une gélatine, permettant d'estimer la résolution du système à environ 500 micromètres. Par la suite, un lysat de cellules mortes exprimant une protéine fluorescente est utilisé afin de valider le concept de la photo-acoustique sur ces protéines

Titre traduit

Development of a photoacoustic imaging device for fluorescent proteins

Résumé traduit

Recent researches on Alzheimer disease raise new assumptions as for the causes of this disease. Some of these assumptions associate it to various neuronal processes which are studied on small animals.

In addition, the development of molecular imaging techniques allows to quantify various physiological processes. However, the spatial resolution of most of the existing techniques is often too weak to study the neuronal processes targeted by those researches. Developed during the last years, photoacoustic imaging is a molecular non-invasive technique allowing to obtain a precise space resolution for these studies. This technique detects the molecular vibrations generated by a pulsed light source.

This thesis describes the design of a photoacoustic imaging device which can be used in order to generate precise images of the distribution of fluorescent proteins. The fluorescent proteins are used as genetic markers on transgenic mice models studied within the framework of those researches. The mechanical, electrical and software design of the system are presented, as an algorithm used to reconstruct images at a molecular scale.

The results presented in this thesis are obtained from gelatine samples. First, micrometerwidth tubes filled with black ink are inserted in a gelatine, allowing to estimate the resolution of the system to approximately 500 micrometers. Than, a lysate of dead cells expressing a fluorescent protein is used in order to validate the concept of photoacoustic on those proteins.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie électrique". Bibliogr.: f. [114]-116. Chap. 1. Théorie -- Chap. 2. Simulations -- Chap. 3. Système d'acquisition -- Chap. 4. Système de contrôle -- Chap. 5. Expérimentations.
Mots-clés libres: Acquisition, Animal, Appareil, Cerveau, Controle, Developpement, Fluorescent, Gelatine, GFP, Imagerie, Photo-Acoustique, Proteine, Simulation, Systeme
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de thèse
Lina, Jean-Marc
Co-directeurs de mémoire/thèse:
Co-directeurs de thèse
Lesage, Frédéric
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie électrique
Date de dépôt: 08 avr. 2011 17:55
Dernière modification: 11 nov. 2016 00:58
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/570

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