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2 : Notre vision du monde invisible

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    Lorsque nous observons un arc-en-ciel, ses couleurs couvrent tout le spectre de lumière que l'œil humain peut détecter et différencier. Chaque teinte représente une fréquence différente de lumière visible, traitée par nos yeux et notre cerveau et rendue en rouge, orange, jaune, vert ou l'une des nombreuses autres couleurs familières qui ont toujours fait partie de l'expérience humaine. Mais ce n'est que récemment que les humains ont acquis une compréhension des propriétés de la lumière qui nous permettent de voir des images en couleur.

    Au cours des derniers siècles, nous avons appris à manipuler la lumière pour observer des mondes jusque-là invisibles, c'est-à-dire ceux qui sont trop petits ou trop éloignés pour être vus à l'œil nu. À l'aide d'un microscope, nous pouvons examiner les cellules et les colonies microbiennes en utilisant diverses techniques pour manipuler la couleur, la taille et le contraste de manière à nous aider à identifier les espèces et à diagnostiquer les maladies.

    La figure\(\PageIndex{1}\) montre comment nous pouvons appliquer les propriétés de la lumière pour visualiser et agrandir des images ; mais ces superbes micrographies ne sont que deux exemples des nombreux types d'images que nous sommes désormais en mesure de produire avec différentes technologies microscopiques. Ce chapitre explore comment différents types de microscopes manipulent la lumière afin de fournir une fenêtre sur le monde des microorganismes. En comprenant le fonctionnement des différents types de microscopes, nous pouvons produire des images très détaillées de microbes qui peuvent être utiles à la fois pour la recherche et les applications cliniques.

    L'image de gauche montre un arrière-plan clair avec des chaînes de bâtonnets violets unis et des cellules circulaires plus grandes. Les cellules les plus grandes contiennent des taches violettes plus foncées à l'intérieur de chaque cellule. L'image de droite montre un fond noir avec de fines spirales lumineuses.
    Figure\(\PageIndex{1}\) : Différents types de microscopie sont utilisés pour visualiser différentes structures. La microscopie à fond clair (à gauche) produit une image plus foncée sur un fond plus clair, produisant ainsi une image claire de ces cellules de Bacillus anthracis présentes dans le liquide céphalorachidien (les cellules bactériennes en forme de bâtonnets sont entourées de plus gros globules blancs). La microscopie sur fond noir (à droite) augmente le contraste et donne une image plus claire sur un fond plus sombre, comme le montre cette image de la bactérie Borrelia burgdorferi, responsable de la maladie de Lyme. (crédit à gauche : modification des travaux des Centers for Disease Control and Prevention ; crédit à droite : modification des travaux de l'American Society for Microbiology)

    • 2.1 : Les propriétés de la lumière
      La lumière visible est constituée d'ondes électromagnétiques qui se comportent comme les autres ondes. Ainsi, bon nombre des propriétés de la lumière pertinentes pour la microscopie peuvent être comprises en termes de comportement de la lumière sous forme d'onde. Une propriété importante des ondes lumineuses est la longueur d'onde, ou la distance entre un pic d'une onde et le pic suivant. La hauteur de chaque pic (ou profondeur de chaque creux) est appelée amplitude.
    • 2.2 : Exploration du monde invisible
      Le chercheur italien Girolamo Fracastoro est considéré comme le premier à avoir formellement postulé que la maladie était transmise par de minuscules séminariums invisibles. Il a proposé que ces graines puissent s'attacher à certains objets qui favorisaient leur transfert d'une personne à une autre. Cependant, comme la technologie permettant de voir des objets aussi minuscules n'existait pas encore, l'existence du séminarium est restée hypothétique pendant un peu plus d'un siècle : un monde invisible qui attend d'être révélé.
    • 2.3 : Instruments de microscopie
      Le 20e siècle a vu le développement de microscopes qui exploitent la lumière non visible, tels que la microscopie à fluorescence, qui utilise une source de lumière ultraviolette, et la microscopie électronique, qui utilise des faisceaux d'électrons de courte longueur d'onde. Ces avancées ont entraîné des améliorations majeures en termes de grossissement, de résolution et de contraste. Dans cette section, nous examinerons le large éventail de technologies microscopiques modernes et les applications courantes pour chaque type de microscope.
    • 2.4 : Coloration d'échantillons microscopiques
      À l'état naturel, la plupart des cellules et des microorganismes que nous observons au microscope manquent de couleur et de contraste. Il est donc difficile, voire impossible, de détecter les structures cellulaires importantes et leurs caractéristiques distinctives sans traiter artificiellement les échantillons. Nous nous concentrerons ici sur les techniques les plus pertinentes sur le plan clinique développées pour identifier au microscope des microbes, des structures cellulaires, des séquences d'ADN ou des indicateurs d'infection spécifiques dans des échantillons de tissus.
    • 2.E : Notre vision du monde invisible (exercices)

    Vignette : Un microscope composé dans un laboratoire de biologie. (CC -BY-SA 4.0 ; Acagastia).