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L’OPTIQUE PERMET DES DIAGNOSTICS AVANCÉS
SANG
 

SANG

Avancées en Optique et dans le Diagnostic du Sang

Le sang garantit une fonctionnalité, une santé et un entretien appropriés des cellules, tissus et organes qui composent le corps humain. Des maladies du sang comme la leucémie, la drépanocytose et l’anémie, sont découvertes et traitées à l’aide de l’avancée moderne des appareils de diagnostic tels que les cytomètres de flux, les tris de cellules et les microscopes. Ces améliorations ne seraient pas possibles sans des avancées majeures en optique au cours des deux dernières décennies. Des avancées dans les composants optiques tels que les traitements de filtre optique hauts de gamme et les lentilles d’objectifs à multi-éléments, ont considérablement contribué aux recherches et découvertes dans les domaines de l’hématologie, le diagnostic et le traitement de maladies qui affectent le sang.

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Blood and Optics

Maladies du Sang

Les maladies courantes du sang, détectées par des techniques de diagnostic avancée telles que la cytométrie de flux, sont répertoriées ci-dessous. Les avancées optiques ont permis à ces maladies d’être détectées et traitées plus facilement, apportant ainsi un moyen de rendre la technologie et l’équipement plus rapides, portatifs et simples à utiliser.

Figure 1 : Diagramme des Maladies du Sang

Thalassémie

Des troubles sanguins comportant des formes d’hémoglobineLa protéine des globules rouges contenant du fer est principalement responsable du transport d’oxygène dans tout le corps. Cet oxygène est acheminé dans le corps vers les tissus et organes essentiels au bon fonctionnement du métabolisme humain indispensable aux fonctions du corps. anormales susceptibles de provoquer fatigue, problèmes osseux, une hypertrophie de la rate, une peau jaune et un ralentissement de croissance chez les enfants.

Techniques de Diagnostic

De nombreuses techniques et méthodes sont utilisées pour pouvoir afficher, diagnostiquer et traiter le sang et autres fluides corporels. Parmi les techniques les plus courantes, on trouve la Cytométrie de Flux, le Tri de Cellules, les Optofluidiques et la Microscopie.

Cytométrie en Flux

Une technologie puissante qui analyse les caractéristiques physiques et chimiques des particules dans une suspension à fluide. Les données qualitatives et quantitatives sont recueillies en tant que flux de particules par le biais d’un faisceau laser tandis que la diffusion vers l’avant et la diffusion latérale peuvent être captées.

Tri de Cellules

Le Tri de cellules activé par fluorescence (TCAF) est une branche spécifique de la cytométrie en flux qui trie de manière active un amas hétérogène de cellules dans différents conteneurs, cellule par cellule. Cette étape s’effectue en utilisant les principes de la dispersion de lumière et de fluorescence, basés sur les caractéristiques de chaque cellule.

Optofluidiques

La technologie qui réunit la microfluidique et l’optique. Ses applications principales comprennent les larges affichages à cristaux liquides, l’énergie et les objectifs optiques. Les jeunes entreprises innovantes s'intéressent aux appareils de laboratoire sur puce, aux bio-capteurs et aux systèmes d’imagerie moléculaires.

Criblage à Haut Débit

Un processus de découverte de médicaments utilisé dans l’industrie pharmaceutique. Il s’agit en général d’une procédure automatisée qui permet l’élaboration accélérée de nouveaux médicaments avec moins de risques d’erreur humaine.

Microscopie

Les microscopes optiques traditionnels sont utilisés pour afficher les diapositives d’histologie ou les cellules et échantillons préparés. Des microscopes de catégorie supérieure connus comme des microscopes confocaux ou multiphotons qui utilisent de nombreux lasers, miroirs de balayage, actuateurs motorisés et un éventail de détecteurs hauts de gamme pour mieux comprendre l’activité intracellulaire ou les interactions entre protéines.

Tri de Cellules Activées par Fluorescence (TCAF)

Un type particulier de cytométrie de flux qui utilise les caractéristiques fluorescentes et de dispersion des cellules biologiques pour les trier dans différents conteneurs. Cette technique est utilisée pour séparer une cellule après l’autre en un mélange hétérogène.

Diagnostic Techniques

Exemple de Technique : Cytométrie de Flux

La cytométrie de flux est la principale technologie portant sur l’inspection et la détection de maladies du sang et autres fluides corporels. Un cytomètre de flux est composé de trois sous-systèmes indispensables - un système fluidique, un système de détection électronique et un système optique.

Flow Cytometry
Figure 2 : Configuration Type d’un Cytomètre de Flux

Système Fluidique : Focalisation Hydrodynamique

Débits élevés utilisés pour les mesures qualitatives :

  • Le phénotypage ou la prédiction du phénotype d’un organisme qui n’utilise que des données génétiques recueillies par le séquençage ADN ou le génotypage

Débits plus faibles utilisés pour une plus haute résolution :

  • Analyse Cellulaire et de l’ADN

Système de Détection Électronique

Lumière diffusée vers l’avant : mesure de la lumière diffractée légèrement hors de l’axe du faisceau laser et qui détecte des particules dans une gamme de dimensions donnée

Lumière diffusée sur le côté : mesure de la lumière essentiellement réfractée et reflétée sur toute interface de cellules, qui comporte des changements de l’indice de réfraction proportionnels à la complexité et à la granularité des cellules

Équipement

  • Tubes Photomultiplicateurs (PMT) : utilisés pour détecter les faibles signaux générés par le SSC et la fluorescence
  • Photodiodes : moins sensibles que les PMT et utilisés pour détecter des signaux FSC plus forts

Système Optique

Optiques d’Excitation : laser et lentilles servant à former et focaliser le faisceau laser

Optiques d’Émission : diverses lentilles permettant de collecter et disperser, miroirs, filtres et séparateurs pour un acheminement correct

Fluorophores et Filtres Optiques servant à la Microscopie par Fluorescence

En savoir plus sur la manière dont les fluorophores et les filtres optiques fonctionnent avec la microscopie par fluorescence.

Produits Rattachés

Les optiques sont cruciaux dans de nombreuses techniques et technologies de diagnostics avancées, utilisées pour analyser le sang. Les séparateurs de faisceaux et différents types de filtres, tels que les filtres passe-bande, dichroïques, passe-haut et passe-bas, ne sont que quelques-uns des filtres les plus abondamment utilisés.

Bandpass Filters

Filtres Passe-Bande

Les Filtres Optiques Passe-Bande sont utilisés pour transmettre une partie souhaitée du spectre, tout en rejetant les autres longueurs d'onde hors de la bande passante.

Figure 3 (gauche) : Profil de transmission d’un filtre passe-bande

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Filtres
Optiques

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Orientation d’un Filtre Optique

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Filtres Passe-Bande sur Mesure

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custom bandpass filter
Figure 4 : Un filtre passe-bas et un filtre passe-haut peuvent être combinés pour créer un filtre passe-bande personnalisé
Shortpass Filters

Filtres Passe-Bas

Les Filtres Optiques Dichroïques Passe-bas sont utilisés pour transmettre des longueurs d'onde inférieures à la longueur d'onde de coupure spécifique.

Figure 5 (gauche) : Profil de transmission d’un filtre passe-bas

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Filtres
Optiques

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Orientation d’un Filtre Optique

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Filtres Passe-Bande sur Mesure

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Longpass Filters

Filtres Passe-Haut

Les Filtres Optiques Dichroïques Passe-haut sont conçus pour transmettre des longueurs d'onde supérieures à la longueur d'onde de coupure spécifique du filtre.

Figure 6 (gauche) : Profil de transmission d’un filtre passe-haut

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Filtres
Optiques

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Orientation d’un Filtre Optique

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Filtres Passe-Bande sur Mesure

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Dichroic Filters

Filtres Dichroïques

Les filtres dichroïques reflètent les longueurs d'ondes indésirées, tout en transmettant la partie désirée du spectre. Cet effet est souhaitable pour certaines applications du fait que la lumière peut être séparée par longueur d'onde en deux sources.

Figure 7 (droite) : Profil de transmission d’un filtre dichroïque

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Filtres
Optiques

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Orientation d’un Filtre Optique

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Beamsplitters

Séparateurs

Les séparateurs de faisceaux sont des composants optiques utilisés pour diviser la lumière incidente en deux trajets de faisceau distincts. Contrairement aux filtres dichroïques, la lumière d’entrée n’est pas séparée par longueur d’onde. Elle est séparée en deux chemins par un taux de réflexion/transmission défini, tel que 50/50 ou 70/30.

Figure 8 (gauche) : La lumière incidente est séparée en deux chemins de faisceaux distincts par cette lame séparatrice

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La Mission d'Edmund Optics® pour le Diagnostic du Sang

  • Conception et fabrication d’optiques en vue d’améliorer la santé générale
  • Facilite le développement du système optique pour diagnostiquer correctement les maladies du sang négligées et émergentes dans le monde, telles que l’anémie, la leucémie, la drépanocytose, le myélome, la thalassémie, la polycythémie vraie et l’hémophilie
  • Propose des appareils optiques faciles à utiliser à l’attention des médecins, des hématologues, des infirmières ou des techniciens pour diagnostiquer rapidement et précisément en pressant un bouton
  • Recherche et développe des composants optiques innovants dans le but de faire progresser les appareils d’analyse à l’attention de régions ou populations appauvries ne pouvant accéder aux soins de santé modernes
  • Des techniques avancées de diagnostic optique non-invasives permettant de réduire le fardeau mondial que causent les maladies du sang sur la santé générale

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