Nano bio photonique

La nanobiophotonique est un champ émergent multi-disciplinaire à l’interface des nanosciences, de la photonique et des sciences de la vie dont les enjeux sont à la fois de nature cognitive et appliquée. Depuis l’avènement de la biologie au statut scientifique à la suite de l’invention du microscope, les progrès de l’optique n’ont cessé de rythmer et d’accompagner ceux des sciences de la vie, les dernières avancées véritablement révolutionnaires ayant trait à l’avènement des lasers, de la photonique et des nanosciences. Ce domaine concerne : Les nouvelles techniques d’imagerie linéaire et non-linéaire, cohérentes et incohérentes, en champ propagatif ou évanescent, éventuellement exaltées par des nanostructures métalliques ou des résonnances de différentes natures, électroniques, vibrationnelles ou nanoplasmoniques permettant d’exalter les interactions entre le rayonnement et les molécules. L’enjeu est la compréhension de mécanismes de base ayant trait aux mécanismes cellulaires de base et à leur dysfonctionnement. L’atteinte de l’échelle submicronique, typiquement celle des compartiments de la cellule et du noyau et l’élucidation de leur spécialisation fonctionnelle, conditionne cet objectif. Le marquage de macromolécules, protéines, oligo-nucléotides, virus, ou autres matériaux d’intérêt biologique permettant par exemple le suivi à la trace d’éléments pathogènes ou de substances pharmacologiques au travers d’un parcours d’obstacles encore largement incompris. La nature de ces marqueurs (molécules, semi-conducteurs, édifices hybrides, obtention par ingénierie génétique ou par nano-chimie et greffage), les effets physiques mis en œuvre dans un tel suivi, et l’optimisation de l’insertion du marqueur au sein de la structure biologique sont les principaux défis de ce sous-domaine La nano-manipulation par rayonnement optique permettant de développer de nouvelles générations de pinces optiques aux fins de déplacement sans contact d’espèces moléculaires pharmacologiques dans un milieu cellulaire Les bio-composants et biocapteurs aux échelles microniques et nanométriques, éventuellement bio-implantables, pour l’identification et le dosage d’espèces inconnues telles que des cibles pathogènes (cellules, anticorps spécifiques, protéines etc…) intégrant des couches de micro- et nano- photonique, de microfluidique, de reconnaissance d’espèces, enfin de traitement de signal microélectronique Les applications médicales de la nano-photonique permettant de rapprocher les nouveaux outils nano-photoniques du lit du malade ou de la salle d’intervention en vue du diagnostic, du monitoring en temps réel ou de véritables nano-interventions en milieu chirurgical.