Proposition de sujet de stage en laboratoire Niveau L3

Proposition de sujet de stage en laboratoire
Niveau L3 - Année 2016/2017
A) FICHE SIGNALETIQUE
Intitulé du sujet de stage :
« Développement de l’Endoscopie Raman, diagnostic précoce des pathologies rénales ».
Laboratoire d’accueil
Intitulé : LISE (Laboratoire des interfaces et systèmes électrochimiques)
Adresse : Sorbonne Universités (UPMC), tour 13-14, 4 place Jussieu
Directeur (Nom, Prénom) : HUET François
Tél : 0144274148
E-mail : [email protected]
Laboratoires partenaires :
Laboratoire IMNC (Univ Paris-Sud), équipe IBIV « Imagerie biophotonique in vivo » : Dr. D. Abi
Haidar
Hôpital Tenon, Services d’exploration fonctionnelle, B. Pradère, O. Traxier, V. Estrade et M. Daudon
Laboratoire LCMCP (UPMC), équipe SMILES : Dr. D. Bazin
Encadrants du stage
Dr. Ivan T. Lucas (LISE, UPMC), Maître de conférences :
[email protected]
Tel : 01 44 27 96 15
Dr. Darine Abi Haidar (IMNC, Université Paris Diderot) - Maître de Conférences :
[email protected]
Accord de principe pour l'extension du stage de 10 à 20 j ouvrés: Oui
Début/durée du stage : Le stage long (20 jours minimum) pourra commencer en janvier et s'étaler sur
plusieurs semaines/mois ensuite à raison de quelques demi-journées par semaine, en fonction des
possibilités de l'étudiant.
Résumé de l’activité proposée :
Le stage proposé consiste à développer les mesures spectroscopiques Raman au travers d'une fibre
optique. Le projet qui implique également des médecins de l’hôpital Tenon est très applicatif puisque à
terme la fibre développée sera intégrée à un endoscope utilisé en urologie pour l'imagerie et le traitement
(pulvérisation laser des calculs rénaux). L'analyse complémentaire par spectroscopie Raman permettra
d'envisager un diagnostic précoce des pathologies rénales.
Techniques utilisées: Spectroscopie Raman, fibre optiques, mesures in situ, in vivo
Champs : Optique, Spectroscopie, Chimie des Matériaux, Endoscopie
DEVELOPPEMENT DE L’ENDOSCOPIE RAMAN
Diagnostic précoce des pathologies rénales
B) 1. Présentation et description du sujet
Le spectre des pathologies susceptibles d’induire des dépôts minéraux pathologiques est très étendu :
cancer, infections, maladies environnementales et génétiques. La détermination des caractéristiques
physicochimiques de ces formes de dépôts minéraux anormaux, calciques ou non, dans un tissu ou un
organe permet de poser un diagnostic médical précoce.
Identification par spectroscopie Raman des formes
cristallines de calcifications associées à différentes
pathologies (oxalate de calcium mono/di hydratés).
Nous proposons ici de développer une technique
per-opératoire simple et rapide de l’analyse du
calcul par endoscopie Raman. Ce projet repose sur
développement technique d’un endoscope optique
fibré multimodal, permettant en plus de
l’imagerie endoscopique classique, l’analyse
chimique par spectroscopie Raman (figure cidessous). Cette dernière est une technique
diagnostique en plein essor, complémentaire de la
spectroscopie infrarouge, qui permet de
sonder/imager chimiquement les calcifications
avec une résolution spatiale sub-micrométrique
(figure de gauche), et qui peut être implémentée en
milieu aqueux. Cette technique qui a déjà fait ses
preuves dans des mesures réalisées in vitro sur des
calculs secs, s’avère très prometteuse pour
l’analyse en milieux biologique ou in vivo.
2. Techniques/méthodes utilisées
Spectroscopie Raman : filtration du signal laser
d’excitation, minimisation du signal de la fibre,
minimisation de la fluorescence d’échantillons
biologiques.
Utilisation de fibres optiques : optimisation de
l’injection dans une fibre optique, optimisation de
l’efficacité d’excitation et de la collection/filtration du
signal, couplage optique sur banc optique avec plusieurs
lasers et avec un spectroscope Raman
Mesures in vivo: test sur échantillons modèles puis sur
des calculs secs et ensuite en condition in vivo.
Mise au point d’une fibre endoscopique
multimodale :
imagerie,
analyse
chimique & traitement (lithotripsie).
3. Résultats attendus
Le projet est en partenariat avec deux autres laboratoires (IMNC, LCMCP) et des médecins praticiens de
l’hôpital Tenon. Nous espérons à l’issu de ce stage trouver la meilleure combinaison des éléments
optiques (longueur d’onde du laser, nature de la fibre optique, nature des filtres et lentilles) afin de
pouvoir collecter le signal Raman de calculs rénaux en condition in vivo au travers d’un endoscope.
4. Références
[1] “Combining field effect scanning electron microscopy, deep UV fluorescence, Raman, classical and
synchrotron radiation Fourier transform Infra-Red Spectroscopy in the study of crystal-containing kidney
biopsies”, D. Bazin, M. Daudon et al, C.R. Chimie, 2015, in press.
[2] “Calcium oxalate precipitation by diffusion using laminar microfluidics: toward a biomimetic model of
pathologicalmicrocalcifications”: Lucas I. T., Bazin D. et al, Lab on a Chip, 16 (7), 2016, 1157-60.
[3] “Spectral and fluorescence lifetime endoscopic system using a double-clad photonic crystal fiber”“,A.
Ibrahim, D. Abi Haidar et al, Optics Letters, 41, (2016)
[4] “Characterization of fiber ultrashort pulse delivery for nonlinear endomicroscopy”, Ibrahim, F, D. Abi Haidar
et al, Optics Express 24(12):12515 · June 2016