APRES MIDI MICRO-ONDE ET MICROSCOPIES 29 novembre 2007

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1 APRES MIDI MICRO-ONDE ET MICROSCOPIES 29 novembre 2007 MICRO-ONDE (pl. Micro-ondes) n. f. XXe siècle.phys. Onde électromagnétique dont la longueur est comprise entre un millimètre et un mètre. La fréquence des micro-ondes est du domaine des hyperfréquences. Dans le domaine des arts ménagers. Four à micro-ondes. C. Bordat, J. Aïoun F. Gilleron C. Longin, S. Chat

2 Les micro-ondes dans le spectre électro-magnétique: Longueurs d ondes: 3 mm à 30 cm Fréquences: 100 GigaHertz à 1 GigaHertz Elles appartiennent aux ondes hertziennes et sont utilisées en radio (AM et FM), télévision (VHF), téléphonie et radar et comme moyen de chauffage par radiation.

3 Micro-onde à usage alimentaire Les micro-ondes sont réfléchies par les parois métalliques du four et traversent sans échauffer les récipients de cuisson (verre, porcelaine terre cuite, plastique, papier). L énergie est transmise à l échantillon par radiation.

4 Pourquoi ne pas utiliser un four micro-onde alimentaire au laboratoire? Puissance délivrée mal répartie: existence de points chauds qu il faut neutraliser L énergie délivrée est contrôlée uniquement en arrêtant le fonctionnement du magnétron: o Exemple: cycle de 30 secondes 700 W: 15 s ON (chauffage), 15 s OFF (refroidissement) 150 W: 6 s ON (chauffage), 24 s OFF (refroidissement) Mesure de la température imprécise (± 5 C): risque de surchauffe des petits échantillons

5 Un four micro-onde, comment ça chauffe? On sait qu'une onde est associée à un champ électromagnétique changeant de sens périodiquement. Une fréquence de 1 hertz signifie que le champ s'inverse une fois par seconde. Les micro-ondes à 2450 MHz produisent une inversion du champ électromagnétique 2,45 milliards de fois chaque seconde.

6 Un four micro-onde, comment ça chauffe? L eau dans les échantillons Structure de la molécule d eau: La molécule d'eau est dipolaire.

7 Dans un champ électromagnétique, les molécules d'eau s'orientent selon le sens du champ électrique. Si ce champ varie 2,45 milliards de fois par seconde, la molécule d'eau va se "retourner" sur elle-même 2.45 milliards de fois par seconde. Ces rotations, dégagent de la chaleur, due d'une part aux chocs entre les molécules et d'autre part aux forces de frottements qui tentent à s'opposer à la rotation des molécules. Cette chaleur se propage par conduction. Il est parfois possible de trouver des "points" plus chauds que d'autres au niveau des objets hydratés: cela est dû à la répartition de l'eau dans les tissus.

8 Usage des fours micro-ondes en histologie Micro-onde Versus protocoles «classiques» Aide à la fixation des spécimens: procédures hybrides: formol à Gain de temps température ambiante puis micro-onde. Meilleur marquage immuno Inclusion en paraffine: 3 étapes seulement: déshydratation Gain de temps (0,5h à 2,5 h) clarification Isopropanol remplace xylène infiltration paraffine Améliore le démasquage antigénique Améliore l immunomarquage Colorations Gain de temps Hybridation in situ Décalcification des tissus osseux. Fixation de fœtus entiers Rats, lapins

9 Usage des fours micro-ondes en microscopie électronique: Micro-onde Versus protocoles «classiques» Aide dans toutes les étapes de préparation des spécimens (fixation, déshydratation etc ou protocole complet) Augmentation de l antigénicité Réduction des temps d immunomarquage Polymérisation des résines Colorations en bloc à l acétate d uranyl On peut aussi associer le vide aux fours micro-ondes On peut aussi associer les cryo-méthodes aux fours à micro-ondes (cryo-fixation, cryo-substitution). Très importantes réductions des temps de préparation (1-4 4 heures pour aller du tissus frais au bloc de résine au lieu de 3 jours). Qualité des résines époxy polymérisées comparables Infiltration et polymérisation aidées.

10 ~ 3 hours ~ 41 hours D après Giberson, et al., J. Vet. Diagn. Invest. 9:61-67.

11 Malgré tous les avantages en gain de temps pour une qualité égale des résultats, les fours à micro-ondes n ont pas trouvé toute leur place dans les laboratoires alors que de nombreux protocoles existaient déjà à la fin des années 60. Un certain nombre d inconvénients existent: Procédures astreignantes bien que courtes (voir Ilse) Parfois la rapidité des protocoles est obtenue au détriment de la qualité (voir Josiane). Un automate fiable, sécurisé, à l ergonomie bien pensée pourrait intéresser un plus grand nombre de laboratoires en libérant les opérateurs des fastidieuses manipulations liées à l usage des fours classiques?