Biophotonique

vignette|Fluorescence des cellules en division; L'image montre une cellule cancéreuse humaine en division. Pris avec un microscope à épifluorescence. La cellule est fixée et colorée : DAPI (coloration bleue de l'ADN), GFP-INCENP (coloration verte), tubuline (coloration rouge). La biophotonique concerne l'utilisation de la lumière pour l'analyse d'objets biologiques mais aussi leurs modifications. C'est une nouvelle science qui couple la biologie et la photonique. La photonique est la science qui traite de la génération, la manipulation, et la détection des photons qui sont des "êtres quantiques". Ces êtres quantiques lorsqu'ils se propagent sont représentés par une onde (voir Indice de réfraction), plus exactement une onde électromagnétique. Dans le cas de la biophotonique, on se limite à la fenêtre de l'eau où l'absorption est faible, qui est la partie ultraviolette, visible et proche infrarouge. Cette fenêtre nommée UV-Vis-NIR correspond au spectre électronique. Lorsque ces êtres quantiques sont mesurés, ils sont alors représentés par un corpuscule ou une particule et on parle alors de Dualité onde-particule. Au départ la photonique a été pensée comme une image de l'électronique en considérant que les photons allaient jouer un rôle central dans les technologies comme les électrons qui sont aussi des êtres quantiques mais eux, ont une masse et une charge électrique (et ne vont pas à la vitesse de la lumière). Ce spectre électronique est la partie des ondes électromagnétiques qui interagissent avec les électrons de valence de manière très particulière. Il est bordé par les UV du vide et les rayons X que l'on nomme rayonnements ionisants qui provoquent des ionisations) et sont très nocifs. La fenêtre UV-Vis-NIR correspond aux transitions électroniques et à divers types de déplacement d'électron. Le vivant utilise beaucoup ces formes de conversion d'énergie entre ces deux types d'êtres quantiques, par exemple la photosynthèse, les mécanismes moléculaires de la vision, la synthèse de la vitamine D...