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Applications de la fluorescence

La fluorescence est fréquemment utilisée dans notre vie quotidienne. Il y a les objets « fluos » : les marqueurs, le fameux « gilet jaune » que tout conducteur doit avoir dans son véhicule, le détergent ménager jaune-vert « flashy » qui contient de la fluorescéine, les objets en Plexiglas (polymère dans lequel le composé fluorescent est dissous), certaines peintures (pour plus de stabilité le fluorophore est alors souvent minéral).

Les billets de banque sont marqués à l’aide de composés dont la fluorescence peut être provoquée par une petite lampe UV.

Les lessives contiennent des « azurants optiques » : il s’agit de composés qui émettent une lumière bleue lorsqu’ils sont excités par la lumière ultraviolette, laquelle est présente dans la lumière naturelle. Ce bleu vient compenser le jaunissement du linge pour donner cette impression de blanc « plus blanc que blanc ». Les mêmes composés sont utilisés dans le papier.

Enfin, dans les lampes fluocompactes, qui remplacent les lampes à incandescence, la paroi des tubes est tapissée de molécules fluorescentes, responsables de la lumière de l’ampoule. La fluorescence de ces molécules est provoquée par la lumière ultraviolette émise par le mercure gazeux contenu dans l’ampoule quand ce dernier est excité par une décharge électrique.

La fluorescence est un outil d’analyse très sensible, car de petites modifications de l’environnement du fluorophore induisent des modifications des caractéristiques de la fluorescence. Par ailleurs, toutes les techniques qui utilisent la lumière ont l’avantage de pouvoir être utilisées in situ (pas de nécessité de prélever un échantillon) et de donner une réponse immédiate.

On peut l’utiliser pour la détection et le dosage de polluants, que ceux-ci soient eux-mêmes fluorescents (certains hydrocarbures aromatiques, médicaments, drogues comme le L.S.D.), ou qu'ils puissent se fixer à un « senseur fluorescent », assemblage moléculaire dont la fluorescence est modifiée lorsque le polluant se fixe. Ces senseurs sont utilisés pour détecter des ions métalliques (toxiques pour l’environnement comme le plomb, le cadmium, le mercure), mais aussi des molécules d’intérêt biologique (comme le glucose), des gaz (O₂, CO₂, NO…), des traces d’explosifs…

Les applications de la fluorescence sont nombreuses dans le domaine médical. Outre la mesure de la concentration de substances utiles – ou nuisibles – dans le sang ou les urines, la fluorescence peut être utilisée comme méthode de diagnostic de certains cancers (vessie, sein). En effet, les cellules contiennent des molécules fluorescentes (comme certains acides aminés) et, dans le cas de cellules cancéreuses, la fluorescence est perturbée (spectre d’émission et durée de vie). On introduit la lumière excitatrice dans le tissu suspect à l’aide d’une fibre optique et on recueille également par fibre optique la fluorescence. La fluorescence est également utilisée pour visualiser les artères et les veines (angiographie), dans lesquelles on introduit un composé fluorescent. Une des applications les plus répandues est le diagnostic de la rétinopathie chez les diabétiques.

Dans les laboratoires des sciences du vivant, la fluorescence est également très utilisée. Le prix Nobel de chimie 2008 a récompensé la découverte de la GFP (green fluorescent protein), une protéine fluorescente de la méduse Aequorea victoria. Comme il s’agit d’une protéine, elle est codée par un gène. Si l’on souhaite étudier comment un gène s’exprime dans une cellule, on lui adjoint le gène de la protéine fluorescente. À la protéine codée par le gène d’intérêt sera accolée, lors de la transcription, la GFP fluorescente. La protéine d’intérêt sera donc traçable dans l’organisme vivant. La détection de fluorescence est souvent couplée à une méthode de [...]