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Un siècle de création : l’histoire de nos systèmes d’imagerie pour les sciences de la vie

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Il y a cent ans, l’homme d’affaires tokyoïte Takeshi Yamashita rêvait de créer une entreprise qui, au lieu de dépendre des importations, concevrait et fabriquerait des microscopes entièrement japonais.

C’est son désir de créer qui est à l’origine d’Olympus, qu’il a fondé le 12 octobre 1919. Portant initialement le nom de Takachiho Seisakusho, notre entreprise était à son lancement spécialisée dans la fabrication de thermomètres et de microscopes. Six mois après la création d’Olympus, Yamashita et ses ingénieurs ont atteint leur objectif initial avec le microscope Asahi.

Pendant trois décennies de difficultés, lesquelles ont été exacerbées par le séisme de Kantō et la Seconde Guerre mondiale, Yamashita a guidé Olympus dans la création de microscopes novateurs primés afin de faire progresser la recherche et la pratique dans le domaine des sciences de la vie. Immédiatement après la Seconde Guerre mondiale, les affaires ont prospéré, et l’entreprise a été l’une des premières à reprendre sa production et à se moderniser.

Alors qu’il y a eu de nombreuses étapes clés sur le plan de l’innovation durant le siècle d’existence d’Olympus, notre mission a toujours été guidée par la vision originale de Takeshi Yamashita, qui souhaitait « créer des produits vraiment originaux et apporter de la valeur à la société ».

Le premier produit d’Olympus : le microscope Asahi

Lancé en 1920, le microscope Asahi était notre premier produit

Cent ans d’innovation optique

En 1950, Olympus a fait une percée : nous avons utilisé notre expertise grandissante en optique pour développer une gastrocaméra à usage clinique, afin que les médecins puissent regarder à l’intérieur de l’estomac de leur patient à l’aide d’une technologie minimalement invasive.

Au cours des années 1960, nous sommes devenus l’un des principaux fabricants de solutions optiques, avec des innovations dans les dispositifs médicaux, les appareils photo grand public et les outils industriels. Pendant tout ce temps, nous avons continué à travailler pour améliorer la facilité d’utilisation et la fonctionnalité de nos produits en nous concentrant sur les besoins de nos clients. Dans les années 1970, afin de répondre aux demandes en constante évolution du secteur des microscopes, nous avons créé trois gammes de microscopes droits destinées à trois applications particulières, à savoir la recherche, le laboratoire clinique et l’éducation.

Microscopes droits des années 1970

Gammes de microscopes droits lancées en 1970 : AH (1972), BH (1974) et CH (1976) (de gauche à droite)

Une plateforme, ou corps principal, a été conçue pour le produit phare de cette gamme, le microscope VANOX AH. Cette plateforme a été utilisée comme base pour les modèles suivants. Il était alors possible de satisfaire les besoins liés aux différentes applications simplement en modifiant les composants du modèle. Cette plateforme a marqué le début de notre évolution vers des microscopes modulaires avec des composants personnalisables pour différentes applications. Aujourd’hui, nous continuons à fabriquer des microscopes modulaires afin que nos clients puissent tirer le meilleur parti de leur système.

Nos microscopes modulaires originaux offraient une plus grande flexibilité et une plus grande facilité d’utilisation pour répondre aux besoins en constante évolution de nos clients. Les microscopes polyvalents BH, par exemple, permettaient aux utilisateurs de changer de tête ou d’objectif pour changer de méthode d’observation. Ils pouvaient profiter de diverses options d’observation, comme la polarisation, le contraste de phase, le contraste interférentiel différentiel et la microscopie par fluorescence avec transmission simple.

Conçue pour la polyvalence, la gamme modulaire CH permettait la microscopie en lumière polarisée, en lumière incidente (métallurgique) ou le dessin, ce qui rendait ces produits bien adaptés à la recherche biologique, aux travaux de laboratoire clinique et aux applications industrielles.

Cent ans de progrès axés sur les clients

Dans les années 1980, Olympus a intégré une fonction de mise au point automatique aux microscopes haute performance. À ce moment, cette fonction constituait une technologie avancée. Un mécanisme motorisé a simplifié le processus fastidieux de mise au point sur un objet. La mise au point automatique était un grand pas en avant dans l’amélioration de la convivialité du microscope, car les utilisateurs pouvaient rapidement obtenir une mise au point précise sur un échantillon et se concentrer sur l’observation.

Cette décennie a également vu l’avènement des systèmes de microscope configurables. Ces microscopes polyvalents offraient des lentilles d’objectif à long barillet (LB) (de 1X à 100X, avec immersion dans l’huile) qui pouvaient être utilisées pour la microscopie en fond clair, en lumière polarisée, en fluorescence et en contraste de phase. Cette fonctionnalité a ouvert la voie à des stéréomicroscopes avancés capables de visualiser la structure 3D d’échantillons plus grands, tels qu’un embryon ou un circuit électrique.

Cent ans d’évolution technologique

Les années 1980 et 1990 ont apporté une vague d’innovations technologiques. Les progrès dans le marquage par des protéines fluorescentes, qui ont abouti à l’utilisation de la protéine à fluorescence verte (GFP) pour l’imagerie de cellules vivantes, ont stimulé le développement de nouveaux produits. En effet, la GFP a rendu possible l’étude de processus dynamiques à l’intérieur des cellules vivantes auparavant invisibles, et pour lesquels les chercheurs en sciences de la vie avaient besoin de techniques d’observation ayant une plus grande sensibilité et une phototoxicité plus faible. Nous avons répondu à cette demande avec de nouveaux microscopes confocaux, des systèmes d’imagerie de cellules vivantes (LCI) et d’autres solutions d’imagerie spatiale.

Microscope confocal à balayage laser FLUOVIEW™ 300/500 avec ordinateur

Systèmes d’acquisition d’images de l’ère informatique, les microscopes confocaux à balayage laser FLUOVIEW 300/500 pouvaient produire des images de 2 048 × 2 048 pixels

Au début des années 1990, nous avons développé nos premiers microscopes confocaux commerciaux : le microscope droit LSM-GB et le microscope inversé LSM-GI. Avec un microscope confocal, les biologistes peuvent visualiser la distribution spatiale des structures organiques et des molécules. Cela leur a permis de déterminer si un organisme cible est présent à l’intérieur d’une cellule. Des technologies telles que le balayage optique rapide, la détection de faible luminosité, le dénombrement de photons et les filtres optiques en verre avec une technique de revêtement multicouche de haute précision ont renforcé les capacités de nos microscopes.

Au cours de la même décennie, deux importantes gammes de produits pour les sciences de la vie ont été lancées, à savoir la gamme de microscopes FLUOVIEW et la gamme d’appareils photo numériques conçus pour les microscopes DP. Les microscopes confocaux à balayage laser FLUOVIEW balayent l’échantillon avec un laser excitateur pour produire des images 3D. Les caméras pour microscopes de la gamme DP capturaient des images et les enregistraient sur un support numérique, ce qui les rendait plus faciles à conserver et à partager. Ces gammes étaient les pierres angulaires de nos solutions visant à répondre aux besoins de la recherche avancée en sciences de la vie.

Cette période a également connu des progrès rapides dans le domaine des technologies numériques. La révolution informatique étant en plein essor, l’automatisation, rendue plus facile par les microprocesseurs, les unités centrales, les processeurs graphiques et la mémoire numérique, a été bénéfique pour le développement de produits dans de nombreux secteurs.

Cent ans d’images de haute qualité

Fidèles à notre engagement pour des images de haute qualité, nous avons développé et lancé une gamme d’objectifs à système afocal universel (UIS) au début des années 90. Ces objectifs corrigés à l’infini ont permis aux utilisateurs d’insérer plusieurs composants optiques dans le trajet lumineux, ce qui augmente considérablement la capacité des microscopes. Par exemple, vous pouvez ajouter un analyseur ou un prisme de CID pour polariser la lumière sans interférer avec la qualité de l’image. Vous pouvez également ajouter un éclairage épiscopique et des cubes de filtres de fluorescence pour le transformer le microscope en microscope à fluorescence.

Le système optique UIS a non seulement amélioré considérablement la qualité des images d’observation, mais a également rendu universels les objectifs utilisés pour tous nos microscopes Olympus.

Environ dix ans plus tard, une nouvelle génération d’objectifs, la gamme UIS2 a été lancée. Encore très répandus aujourd’hui, les objectifs UIS2 fournissent des images claires à haute résolution, une faible autofluorescence et une capacité de plus grandes longueurs d’onde. Les oculaires offrent une transparence supérieure et sont fabriqués avec du verre sans plomb, ce qui les rend plus écologiques.

Le début des années 2000 a été marqué par le lancement du modèle FLUOVIEW à balayage laser double. Le balayage simultané à l’aide de deux lasers, l’un pour l’imagerie et l’autre pour la stimulation, a rehaussé le niveau de sensibilité et permis l’obtention d’une imagerie de fluorescence en temps réel. Cette innovation a permis aux chercheurs d’observer des phénomènes biologiques en temps réel.

Trois ans plus tard, ce type d’observation a reçu un nouvel élan avec le lancement de notre microscope à balayage laser multiphotonique. Ce microscope offrait une réduction du bruit de fond grâce au balayage laser multiphotonique qui n’excitait que la région de la molécule fluorescente sur laquelle la mise au point était faite. Les chercheurs en neurosciences pouvaient utiliser le microscope pour examiner le cerveau plus en profondeur qu’avec les modèles précédents.

Cent ans de conception sophistiquée axée sur les utilisateurs

Même avant que l’ergonomie ne devienne un principe fondamental de la conception de produits, nous cherchions sans cesse des façons de rendre l’utilisation de nos microscopes plus confortable. Au vu des longues heures passées par les anatomopathologistes et les cytologues à examiner des échantillons dans des laboratoires, nous avons décidé de créer un microscope équipé d’une platine basse et d’une tête binoculaire inclinable. Ces caractéristiques ont permis aux médecins de reposer leurs bras sur la table pendant leur travail et d’incliner les oculaires pour garder leur tête dans une position plus confortable.

Dans les années 2000, sont apparus les premiers scanneurs de lames entières (WSI), qui ont permis aux anatomopathologistes et aux chercheurs en cancérologie de numériser leurs lames histologiques. Grâce à cette nouvelle technologie, ils ont pu partager les images numériques de leurs lames avec des collègues et en discuter à distance et les analyser quantitativement pour obtenir des informations pathologiques plus précises. Ils pouvaient également accéder à tout moment aux données numériques des lames sans être gênés par le manque d’espace physique pour stocker les lames des patients.

Depuis 2010, nous n’avons eu de cesse d’améliorer l’ergonomie et la fonctionnalité de nos systèmes. Nous avons mis au point une source lumineuse à DEL avec une luminosité intense, des couleurs d’une grande fidélité et une durée de vie prolongée de 50 000 heures, ce qui permet de réduire les coûts et les temps d’arrêt.

Le microscope BX46 est l’exemple parfait de notre engagement en faveur du confort de l’utilisateur. Chaque composant jouant un rôle dans son utilisation a été conçu pour être ergonomique. Des caractéristiques novatrices, comme la tourelle porte-objectifs amovible et la platine ultra-basse, ont contribué à alléger la pénibilité liée aux tâches répétitives de la microscopie de routine. Le microscope BX53, lancé en 2017 et destiné à l’anatomopathologie, possède une fonction de contrôle de l’éclairage qui synchronise la luminosité avec le grossissement de l’objectif. Cette fonction fournit un autre moyen de parvenir à une observation microscopique plus confortable et moins longue.

Le microscope BX45 d’Olympus

Conçu pour le confort de l’utilisateur, le microscope BX45 d’Olympus est doté d’un nouveau statif en forme d’Y

Parmi les autres innovations notables, nous pouvons citer :

  • un système de compartiments modulaires interchangeables pour microscopes inversés prenant en charge des échantillons plus diversifiés et une plus grande variété d’applications des sciences de la vie,
  • le logiciel d’analyse d’images cellSens proposant deux modes : une interface simple et intuitive pour l’utilisation clinique, et des paramètres avancés pour l’analyse d’images dans le cadre de la recherche de haut niveau.

Cent ans de valeureux services rendus à la communauté scientifique

Les progrès technologiques réalisés au cours de cette décennie ont considérablement amélioré la vitesse et la qualité de l’imagerie en laboratoire. Pour les chercheurs, les capteurs d’image sCMOS (scientific CMOS) offrant une efficacité quantique élevée et une microscopie à super-résolution sont extrêmement bénéfiques. Dans le domaine clinique, le délai d’exécution des examens biologiques a été réduit, les diagnostics reposant de plus en plus sur des techniques plus rapides de biologie moléculaire et d’immunohistochimie.

Captures d’images au microscope

En haut : image acquise par le microscope FV3000 montrant le marquage de cellules de Purkinje par transfection par le vecteur AAV et la technique « Brainbow » amplifiée par des anticorps. Les péricaryons, les dendrites et les axones des cellules de Purkinje sont visibles, ainsi que des colorations non spécifiques de cellules granulaires. En bas à gauche : sphéroïde clarifié de cellules HT-29 colorées au DAPI (nucléaire) acquis par le système Olympus IXplore Spin. En bas à droite : coloration à l’azan capturée par la caméra numérique pour microscope DP74.

À la fin des années 2000, les scientifiques modernes avaient besoin de nouvelles fonctionnalités de microscope pour l’observation et la recherche scientifiques avancées. Par exemple, une imagerie plus rapide était nécessaire pour observer des phénomènes plus rapides. Il y avait également un besoin de techniques d’imagerie pour observer des signaux de plus faible intensité, visualiser des échantillons plus délicats et effectuer une observation plus longue des cellules vivantes. Les scientifiques avaient également besoin d’une résolution spectrale plus précise pour visualiser plusieurs gènes et protéines afin de déchiffrer tous les éléments des phénomènes biologiques.

Pour répondre à ces besoins, nous avons lancé le microscope confocal à balayage laser FLUOVIEW FV3000 en 2016. La gamme FV3000 est dotée de systèmes optiques de haute qualité, d’une sensibilité élevée, d’une imagerie multicanal haute vitesse avec fonctions de passage de la macro à la micro-observation et d’une interface utilisateur intuitive axée sur les procédures. La potence est modulaire et flexible pour s’adapter à diverses applications et divers budgets. Les options vont d’une configuration simple et minimale à une imagerie avancée entièrement personnalisée.

Système de microscope Olympus IXplore

Disponibles dans de nombreuses configurations, les systèmes de la gamme IXplore sont axés sur les solutions

Un an plus tard, Olympus a lancé le système IXplore. Pour permettre aux chercheurs de choisir le système le mieux adapté à leurs besoins en matière d’observation, six configurations IXplore sont offertes : un modèle standard pour une documentation simple et cinq options spécialisées pour l’observation multidimensionnelle motorisée, l’imagerie de cellules vivantes, l’imagerie TIRF (fluorescence par réflexion totale interne), l’imagerie confocale à disque rotatif et l’imagerie à super-résolution.

Avec la super-résolution, aller au-delà de la limite optique est devenu la nouvelle réalité en microscopie. Le système de microscope IXplore SpinSR10 est doté de la technologie Olympus Super Resolution (OSR). Il dispose de modes pour la fluorescence à grand champ, l’imagerie confocale et la super-résolution. Ces fonctionnalités permettent aux chercheurs d’observer plus rapidement, plus facilement et plus profondément dans leurs échantillons.

Au cours du siècle dernier, de nombreuses applications ont pu se développer grâce à la résolution plus élevée et au fonctionnement plus rapide de la technologie Olympus. Ces innovations ont contribué à révolutionner la façon dont la science est abordée et définie. Nos chercheurs continuent d’inventer et de développer des systèmes d’imagerie pour les laboratoires cliniques et de recherche. Nous sommes toujours à la recherche de solutions plus rapides, plus puissantes et encore plus ergonomiques. Cet esprit est illustré par les nouveaux objectifs X Line qui, grâce à un nouveau procédé de fabrication innovant, offrent simultanément une ouverture numérique améliorée, la planéité de l’image et une correction des aberrations chromatiques pour une qualité d’image exceptionnelle.

L’esprit créatif de notre fondateur, Takeshi Yamashita, est au cœur de toutes nos activités et est illustré par notre promesse « Fidèle à la vie », dans le cadre de laquelle nous visons à fournir des solutions intelligentes et novatrices qui changent le monde dans lequel nous vivons et qui contribuent à rendre la société meilleure pour tous.

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Responsable senior des nouveaux produits et des nouvelles stratégies et chef de produit

Takeo Ogama est un responsable senior des nouveaux produits et des nouvelles stratégies et un chef produit spécialisé dans les caméras pour microscope chez Olympus Corporation of the Americas. Il a acquis huit années d’expérience en travaillant au sein d’un département de recherche et de développement pour divers produits, y compris des caméras, et huit années d’expérience dans le développement, le marketing et la gestion de nouveaux produits. Il est titulaire d’une maîtrise en physique des neutrinos de l’université d’Osaka au Japon.

oct. 22 2019
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