Spectroscopie Raman de tissus biologiques dans le domaine temporel

La spectroscopie Raman est un outil d'imagerie optique à la popularité grandissante pour le diagnostic du cancer. Il exploite la diffusion inélastique pour identifier la composition moléculaire d'un échantillon. Or, la probabilité d'occurrence de cette diffusion étant très faible, dans des environnements à la composition moléculaire complexe elle est très souvent masquée par un autre phénomène résultant de l'interaction lumière - matière : la fluorescence. C'est particulièrement le cas dans les tissus biologiques qui contiennent naturellement une quantité importante de molécules émettrices de fluorescence. Pour isoler le spectre Raman, on a le plus souvent recours à des algorithmes mathématiques, dont la portée reste limitée. Une méthode prometteuse pour supprimer l'effet de la fluorescence est l'utilisation du domaine temporel. Elle se base sur la différence de profil temporel entre les deux phénomènes pour rejeter la fluorescence et isoler le Raman. Le comptage de photon unique corrélée dans le temps est une technique communément utilisée pour la mesure du temps de vie de fluorescence. Grâce à l'arrivée récente de détecteurs à photon unique ultra rapide, plusieurs systèmes de spectroscopie Raman en temporel ont été développés à partir de cette technologie. Cependant, elle n'a encore jamais été testée sur des tissus biologiques. Ce projet consiste donc à évaluer la pertinence de la spectroscopie Raman en temporel dans le contexte biomédical de la reconnaissance moléculaire de tissus. Un premier système, utilisant un laser à lumière visible, a été conçu. À l'aide d'un détecteur à la commande ultra-rapide, il a été capable de réduire l'importante fluorescence émise à ces mêmes longueurs d'onde sur un morceau de viande de bœuf par l'application d'une fenêtre temporelle, laissant ainsi apparaître des pics Raman caractéristiques de l'échantillon. De plus, il a été démontré que la réduction progressive du signal de fond, majoritairement composé de fluorescence, permet d'augmenter la qualité des spectres Raman comparativement au seul traitement mathématique. Un second système a alors été développé avec, cette fois, une source dans le proche infrarouge, dans le but de comparer les résultats avec un système de spectroscopie Raman conventionnel, qui utilise cette même plage spectrale. Combinant de manière inédite la mesure dans le domaine de Fourier et le comptage de photon unique corrélé dans le temps, ce nouveau système a démontré une importante réduction du signal de fond ainsi qu'une bonne correspondance avec les résultats du système conventionnel sur des échantillons biologiques.