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Accueil du site > FRANCAIS > La plateforme AIFIRA > La plateforme AIFIRA > Description de l’installation > LA LIGNE MICROFAISCEAU


LA LIGNE MICROFAISCEAU

La ligne de microfaisceau est venue remplacer l’ancienne microsonde qui était en fonctionnement depuis la fin des années 80 au CENBG. Tout comme l’ancienne version, cette ligne permet l’analyse à haute-résolution d’échantillons de nature et d’origine variées, allant des échantillons biologiques d’une dizaines de microns à des matériaux géologiques de dimensions millimétriques.

 

1. Focalisation & taille de faisceau

Le réglage du système boite à objets / lentilles électromagnétiques (Q-pôles) permet de focaliser le faisceau. Le microfaisceau est obtenu en configuration "triplet" c’est à dire que la focalisation s’effectue avec un ensemble de trois Q-pôles situés juste avant la chambre d’analyse. Dans cette configuration, un objet de 100 µm placé dans la boite-objets donne un spot de moins 5 µm dans la chambre d’analyse après ajustement du triplet. Par ailleurs, l’ensemble "triplet-doublet" ("quintuplet") correspond à l’ajout de 2 Q-pôles supplémentaires, situés cette fois-ci en milieu de ligne au triplet, cette configuration ne sert que pour l’imagerie STIM en raison du faible courant qui résulte de la double focalisation.

La taille de faisceau usuelle d’analyse RBS, PIXE et NRA est de l’ordre d’1 µm pour un courant sur échantillon de 400 pA (mode "triplet"). Il est possible de réduire le diamètre du faisceau à 600 nm si le courant est suffisant pour avoir des temps acquisitions de quelques heures. La taille de faisceau usuelle d’analyse pour l’imagerie STIM est de l’ordre de 350 nm pour un taux de comptage de 1500 coups/s sur le détecteur et une durée d’acquisition de 5 min.

 

2. Description de la chambre d’analyse

2.1 Balayage du faisceau, motorisation & observation des échantillons

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Vue arrière
Photos de la chambre du microfaisceau

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Vue d’ensemble

Le porte-échantillons est motorisé afin d’analyser facilement et précisément un grand nombre d’échantillons. Un porte-échantillons spécifique muni d’un goniomètre, également motorisé, peut être installé dans la chambre afin de pouvoir faire de la tomographie et de l’ERDA. Plusieurs porte-échantillons sont disponibles selon la forme et la nature des échantillons (massif, coupe mince...)

 

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Porte-échantillons mis à la disposition des utilisateurs.

 

Trois objectifs permettent de visualiser les échantillons en transmission (grossissement X4 et X20) et en réflexion (grossissement x4 à x20) selon leur épaisseur.

Un système de balayage permet la cartographie par RBS, PIXE, NRA, ERDA et STIM d’une zone de l’échantillon allant de quelques dizaines de microns à près d’un millimètre, selon l’énergie et la nature de l’ion utilisé.

 

2.1 Analyses disponibles

La chambre peut accueillir 8 détecteurs différents, plus ou moins simultanément selon les analyses et les échantillons. Ainsi, nous disposons de :

    # plusieurs jonctions Silicium de type PIPS disposées respectivement à : 135° sous le faisceau, 170° (jonction annulaire), et 180° (en transmission) pour les analyses RBS, NRA, ERDA et STIM

    # trois détecteurs PIXE (fenêtre Be de 12,5 µm, cristal Si(Li), surface 80 mm2) refroidis à l’azote et placés à 135° de part et d’autre du faisceau incident

    # un détecteur à électrons secondaires (UHV, OrsayPhysics) permettant l’imagerie rapide en cours d’analyse

    # il est également possible de permuter l’un des détecteurs Si(Li) par un détecteur HPGe pour l’analyse PIGE

 

Photos de l’intérieur de la chambre

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3. Applications

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Répartition (en heures) du temps attribué aux différentes thématiques (Ligne Microfaisceau, Statistiques AIFIRA, 2017).

L’essentiel de l’activité liée aux Sciences du vivant est due au temps de plateforme attribué aux utilisateurs du CENBG. En effet, une expertise interne s’est développée depuis la fin des années 80 en matière d’analyse d’échantillons biologiques (cellules, coupes,...). De plus, la très bonne résolution et brillance du faisceau mis à la disposition des utilisateurs pour faire des mesures quantitatives et de l’imagerie font de cette ligne un outil indispensable pour l’analyse fine d’échantillons géologiques, de matériaux pour l’énergie et d’échantillons issus d’objets du patrimoine.

Enfin, les spécificités de la plateforme alliant la protection radiologique des utilisateurs et la haute-résolution spatiale permet la mise en œuvre de faisceaux sub-microniques d’ions deutérium pour l’analyse et la cartographie d’éléments légers (N, C, O,...) dans les matériaux via les réactions nucléaires.

 

3. Publications sur les 3 dernières années

2017

N Arbor, S Higueret, H Elazhar, R Combe, P Meyer, N Dehaynin, F Taupin and D Husson (2017) Real-time detection of fast and thermal neutrons in radiotherapy with CMOS sensors. Physics in Medicine & Biology 62, 1920.

A Carmona, S Roudeau, B L’Homel, F Pouzoulet, S Bonnet-Boissinot, Y Prezado, R Ortega (2017) Heterogeneous intratumoral distribution of gadolinium nanoparticles within U87 human glioblastoma xenografts unveiled by micro-PIXE imaging. Analytical Biochemistry 523, 50.

J Lao, X Dieudonne, M Benbakkar, and E Jallot (2017) Bioactive glass coating on gelatin scaffolds at ambient temperature : easy route to make polymer scaffolds become bioactive. Journal of Material Science 52, 9129.

L Perrin, S Roudeau, A Carmona, F Domart, J Petersen, S Bohic, Y Yang, P Cloetens, and R Ortega (2017) Zinc and Copper E ff ects on Stability of Tubulin and Actin Networks in Dendrites and Spines of Hippocampal Neurons. ACS Chemistry Neuroscience 8, 1490.

M Simon, G Saez, G Muggiolu, M Lavenas, Q Le Trequesser, C Michelet, G Devès, P Barberet, E Chevet, D Dupuy, M-H Delville & H Seznec (2017) In situ quantification of diverse titanium dioxide nanoparticles unveils selective endoplasmic reticulum stress-dependent toxicity. Nanotoxicology 11, 134.

2016

L. Armand, A Tarantini, D Beal, M Biola-Clier, L. Bobyk, S Sorieul, K Pernet-Gallay, C Marie-Desvergne, ILynch, N Herlin-Boime & M Carriere (2016) Long-term exposure of A549 cells to titanium dioxide nanoparticles induces DNA damage and sensitizes cells towards genotoxic agents. Nanotoxicology 10(7), 913.

A Carmona, S Roudeau, R Ortega, F Pouzoulet and Y Prezado (2016) Particle Induced X-ray Emission Imaging of Gadolinium Distribution into Xenograft U87 Human Glioblastoma after AGuIX Nanoparticles Injection. Microsc. Microanal. 22, 2016.

J Lao, X Dieudonne, F Fayon, V Montouillout and E Jallot (2016) Bioactive glass–gelatin hybrids : building scaffolds with enhanced calcium incorporation and controlled porosity for bone regeneration. Journal Material Chemistry B 4, 2486.

C Larue, H Castillo-Michel, R J. Stein, B Fayard, E Pouyet, J Villanova, V Magnin, A-El Pradas del Real, N Trcera, S Legros, S Sorieul, G Sarret (2016) Innovative combination of spectroscopic techniques to reveal nanoparticle fate in a crop plant. Spectrochimica Acta B 119, 17.

2015

C. Aude-Garcia, F. Villiers, V. Collin-Faure, K. Pernet-Gallay, P.-H. Jouneau, S. Sorieul, G. Mure, A. Gerdil, N. Herlin-Boime, M. Carrière & T. Rabilloud (2015) Different In Vitro Exposure Regimens Of Murine Primary Macrophages To Silver Nanoparticles Induce Different Fates Of Nanoparticles And Different Toxicological And Functional Consequences. Nanotoxicology 10.3109/17435390.2015.1104738.

S. Gil, A. Carmona, G Martinez-Criado, A Leon, Y Prezado, M Sabes (2015) Analysis Of Platinium And Trace Metals In Treated Glioma Rat Cells By X-Ray Fluorescence Emission. Biological Trace Elements Research 163, 177.

Q. Le Trequesser, G. Saez, M. Simon, G. Devès, L. Daudin, P. Barberet, C. Michelet, M.-H. Delville, H. Seznec (2015) Multimodal Correlative Microscopy For In Situ Detection And Quantification Of Chemical Elements In Biological Specimens. Applications To Nanotoxicology. Journal Of Chemical Biology 8, 159.

R. Ortega, A. Carmona, S. Roudeau, L. Perrin, T. Ducic, E. Carboni, S. Bohic, P. Cloetens, P. Lingor (2015) A-Synuclein Over-Expression Induces Increased Iron Accumulation And Redistribution In Iron-Exposed Neurons. Molecular Neurobiology DOI 10.1007/s12035-015- 9146-x.

S. Roudeau, S. Chevreux, A. Carmona, R. Ortega (2015) Reduced Net Charge And Heterogeneity Of Pi Isoforms In Familial Amyotrophic Lateral Sclerosis Mutants Of Copper/Zinc Superoxide Dismutase. Electrophoresis 36, 2482.

F. Westall, K.A. Campbell, J.G. Bréhéret, F.Foucher, P. Gautret, A. Hubert, S. Sorieul, N. Grassineau, D.M. Guido (2015) Archean Microbe-Sediment Systems Were Diverse And Flourished In A Hydrothermal Context. Geology 37, 615.