Aller au menu principal Aller au contenu principal
Partager

DISCO est une ligne de lumière couvrant la gamme VUV-visible, dédiée à la biologie et la chimie. La gamme spectrale est optimisée entre 60 et 700 nm, avec conservation de la polarisation naturelle de la lumière.

DISCO est composée de trois stations expérimentales : SRCD (dichroïsme circulaire avec le rayonnement synchrotron), APEX (expériences d'ionisation à pression atmosphérique pouvant être couplées avec la spectrométrie de masse) et Imagerie UV.

L'équipe

AUVRAY
DOUIX
DOUIX Suzie
GIULIANI
GIULIANI Alexandre
GOODBAND
GOODBAND Rachel
JAMME
JAMME Frederic
LASLANDES
LASLANDES Iskander
PAJOVIC
PAJOVIC Jelena
PASQUIER
REFREGIERS
REFREGIERS Matthieu
ROUAM
ROUAM Valerie
WIEN
WIEN Frank
ZHAO
ZHAO Xuan
Thoury Mathieu
Ancien rôle à DISCO: Scientifique Imaging
actuellement : IR IPANEMA
Miron Simona
Ancien rôle à DISCO: Post doctorante SRCD
Actuellement : CR Inserm
Ta Ha-Phuong
Ancien rôle à DISCO: Post-doctorante SRCD
Actuellement: Post-doc CEA
Zubkov Vitaly
Ancien rôle à DISCO: M2 SERP-CHEM
Actuellement: PhD student EPFL
Milosavljevic Aleksandar
Ancien rôle à DISCO:Post-doctorant ANR SRMS2
Actuellement: Research Professor Institute of Physics of Belgrade
Voir le CV
Canon Francis
Ancien rôle à DISCO: Post-doc APEX
Actuellement: CR INRA
Voir le CV
Diouf Youssouf
Ancien rôle à DISCO: Master SRCD
Cinquin Bertrand
Ancien rôle à DISCO: Doctorant Polyphème (P7)
Actuellement: IR ENS
Buriankova Luba
Ancien rôle à DISCO: Doctorante Polyphème (U. Safarik)
Actuellement: Kosice Univ, Sk
Yan Huang
Ancien rôle à DISCO: Visiting scientist
Actuellement: Scientist, BSRF
Srichan Sirinart
Ancien rôle à DISCO: Doctorante avec SMIS (P7)
Actuellement: Research Assistant at SLRI Thaï Synchrotron
Foussat Clara
Ancien rôle à DISCO: Stagiaire SRCD (DUT Génie Chimique)
Actuellement: Elève ingénieur
Premvardhan Lavanya
Ancien rôle à DISCO: Post-doctorante
Guery David
Ancien rôle à DISCO: Stagiaire APEX (P11)
Actuellement: Master
Soundiramourty Anuradha
Ancien rôle à DISCO: Master SRCD (P11)
Actuellement: PhD
Bourquin Déborah
Ancien rôle à DISCO: Licence Pro Biophotonique (P7)
Actuellement: Eotech
Jobard Priscilla
Ancien rôle à DISCO: Licence de Biologie (P11)
Actuellement: Etudes
Kascakova Slavka
Ancien rôle à DISCO: Post-doctorante Imageries
Actuellement: MCU P11
Batard Eric
Ancien rôle à DISCO: Visiting Scientist
Actuellement: PUPH CHU Nantes
Buléon Alain
Ancien rôle à DISCO: Associé
Villette Sandrine
Ancien rôle à DISCO: Associée
Actuellement: IR CNRS
Excoffier Luca
Ancien rôle à DISCO: Stagiaire Licence
Actuellement: Etudiant Mines
Fidecka Kasia
Ancien rôle à DISCO: Stagiaire Master 2 SerpChem
Actuellement: PhD student Milan

Photo Disco team et Associés

disco team

L'équipe DISCO

Associés

Marie-Françoise Devaux : IR INRA - chimiométricienne

 

Données techniques

Optiques

Flat and toroid mirrors with cold finger for M0. Beam divided in three for the endstation

Source

Dipole Radiation: 40 mrd H x 10 mrd V

Par branche

BRANCHE

 

SRCD

 

APEX

 

POLYPHEME

 

Domaine d'énergie

 

120-400 nm

 

60-220 nm

 

180-1000 nm

 

Résolution en énergie

 

0.1 nm

 

0.1 nm

 

0.5 nm 

 

Flux @ first optical element

 

 

 

 

 

10 e+14 Phot/s/0.1%bw @ 100 nm

 

Environnement échantillon

 

Cellules en CaF2 

 

Variable

 

Inverted microscope
with spectral and temporal
resolutions with controled
temperature and CO2

Taille de faisceau  sur l'échantillon

 

4x4 mm2

 

4x4 mm2

 

0.1x0.1 μm2

 

Detecteurs

 

PMTs 

 

mass spectrometer

 

PMTs, time gated CCD

 

 

Polarisation

Circulaire 

Optical design

DISCO beam is extracted from a dipole : D04.1 (1.71 T). A 40 per 10 mrad opening is taken.

Setup

The imaging endstation comprises two inverted microscope with pre and post monochromators and three detectors : one PMT, one phase gated CCD camera and one APD. 
The mass spectrometry endstation comprises one commercial mass spectrometer with an injection port and an analysis station.
The CD endstation comprises one optical bench with a photoelastic modulator, a sample holder and a PMT. 

Other facilities

A tiny lab dedicated and very close to DISCO  includes a cell laboratory and a mini biochemistry lab. 
The huge biochemistry lab for users is located closely undercover from the beamline.

Thématiques scientifiques

    Material sciences

    Microscopic Analysis defaults inside optical materials ; prebiotics and fossils inclusions topology inside geological materials.
    Biochemistry Proteins and DNA structures and dynamics ; sugar structures ; Mass spectrometry of proteins
    Biology , Biomedics

    Imaging biochemical reactions inside individual cells with fluorescent proteins; Autofluorescence of tumoral cells and tissues; Study of drug distribution inside human tissues without additional labelling ; diagnosis of hydrophobic molecules

    DISCO is a VUV to visible beamline of phase 2. First users were received in september  2009.
    Three endstations are operated around a common scientific topic : Biomolecular investigations, with special emphasis on proteins, particularly membrane proteins:

    • A circular dichroism endstation in the VUV range which opens new fields in the investigation of biological molecules, with, in particular, the possibility to follow rapid kinetics such as proteins folding and unfolding in real time,.
    • An endstation for mass spectrometry of non-soluble molecules based on VUV photoionization with new opportunities for proteomics and photochemistry of hydrophobic molcules.
    • An imaging endstation for biological (living cells) and material applications with new possibilities of excitation and detection, also allowing biomedical investigation of normal and tumoral tissues moreover, new paradigms in autofluorescence diagnosis appear and "abandonned" molecules that fluoresce only in the UV can be used as probes.

    Voir aussi la section scientifique à SOLEIL : HelioBio

    1. SRCD permet d’enregistrer des spectres de dichroïsme circulaire en solution jusqu’à 165 nm même avec des tampons très absorbants et en films jusqu’à 120 nm. Acquisition très rapide de données sur le repliement et la stabilité.

    2. IMAGERIE : deux microscopes à disposition (un wiki)   

    • un premier microspectrofluorimètre, POLYPHEME, pour enregistrer des images d’excitation ou d'émission de fluorescence de molécules absorbant de 190 à 400 nm. Permet également d’enregistrer des spectres issus de nanovolumes uniques.    
    • un deuxième microscope plein champ, TELEMOS, avec support en z porte objectifs motorisé pour l’imagerie rapide de cellules vivantes par exemple :

           - De nombreuses molécules fluorescent lorsqu'elles sont excitées avec des ultraviolets (entre 190 et 400 nm), voici quelques exemples que nous avons rencontrés : les acides aminés aromatiques bien sûr, mais aussi le NADH, la DHE (qui peut remplacer le cholestérol dans les études membranaires), les acides féruliques, la lignine, les quadruplexes de G, les polyènes, ... 
           - Beaucoup d'oxydes métalliques (ZnO, TiO2) luminescent après une excitation UV 
           - Un certain nombre de médicaments et d'agents de contraste présentent une fluorescence naturelle après excitation UV

    3. APEX : permet d’ioniser à pression atmosphérique les biomolécules de 5 à 20 eV. Il est ensuite possible de coupler cette ionisation avec un spectromètre de masse.

    SRCD

    La branche SRCD de la ligne DISCO propose une station de mesure du dichroïsme circulaire dans l’ultraviolet violet basée sur l’absorption du rayonnement synchrotron.
    Référence de la branche : M. Réfrégiers, F. Wien, H.-P. Ta, L. Premvardhan, S. Bac, F. Jamme, V. Rouam, B. Lagarde, F. Polack, J.-L. Giorgetta, J.-P. Ricaud, M. Bordessoule and A. Giuliani DISCO synchrotron-radiation circular-dichroism endstation at SOLEIL J. Synchrotron Rad. (2012). 19, 831-835

    Avantages du SRCD

    L’utilisation du rayonnement synchrotron permet d’étendre vers les basses longueurs d’onde le domaine spectral en comparaison avec un appareil de laboratoire.  Typiquement, un appareil de laboratoire permet d’atteindre 190 nm alors que l’utilisation rayonnement synchrotron peut permettre d’aller jusqu’à 160 nm, voir figure 1.  Au delà, les solvants deviennent opaques.

    Analyse des données

    Nous vous recommandons fortement d'utiliser BestSel une nouvelle méthode très fiables pour la détermination de structures scondaires à partir de spectres CD et la reconnaissance de repliements des protéines. Les informations détaillées sur l'algorithme se trouvent dans Micsonai et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA (2015) doi:10.1073/pnas.1500851112.

    SRCD Spectroscopy of Proteins

    Figure 1 d'après Wallace, B.A. and Janes, R.W. (2001) SRCD Spectroscopy of Proteins: Secondary Structure, Fold Recognition and Structural Genomics. Curr. Opin. in Chemical Biology, 5: 567-571

    La grande brillance (ou luminance) du rayonnement synchrotron permet de travailler sur des échantillons turbides ou opaques.

    Informations utiles
    Les échantillons sont chargés dans des cellules de CaF2, matériau transparent dans le VUV.  Les trajets optiques vont de 2,5 μm à 50 μm.
    En règle générale, plus l’échantillon sera concentré, plus le trajet optique sera faible et plus les petites longueurs d’onde seront accessibles. 

    Les concentrations typiques vont de 0,1 à 10 mg/ml.

    On utilise quelques microlitres suivant le trajet optique choisi : de 0.5 μl à 15 μl pour les cellules de 2.5 μm et 50 μm, respectivement.

    Certains tampons et sels absorbent dans l’UV et sont donc à remplacer. La tableau ci-dessous, adapté de Franz X. Schmid, p. 251 « Protein structure – a practical approach », IRL Press, Oxford 1989, donne les absorbances de sels et tampons à 0.01 M dans des cellules de 0,1 cm.

    Substance transparent
    jusqu'à
    abs 200 nm abs 180 nm
    NaClO4 170 nm 0 0
    NaF, KF 170 nm 0 0
    Ac. Borique 180 nm 0 0
    NaCl 205 nm 0.02 >0.5
    Na2HPO4 210  nm 0.05 >0.5
    NaH2PO4 195 nm 0 0.15
    Na Ac. 220 nm 0.17 >0.5
    Glycine 220 nm 0.1 >0.5
    Diethyl Amine 240 nm >0.5 >0.5
    NaOH 230 nm >2 >2
    AcideBorique-NaOH 200 nm 0 0.3
    Tricine 230 nm 0.44 >0.5
    Tris 220 nm 0.13 >0.5
    Hepes 230 nm 0.5 >0.5
    Pipes 230 nm 0.5 >0.5
    Mops 230 nm 0.34 >0.5
    Mes 230 nm 0.3 >0.5
    Cacodylate 210 nm 0.2 >0.5

    Bientôt, ici, un logiciel avancé pour l'analyse des spectres de dichroïsme circulaire: CiDiPy

    IMAGERIE

    Vous pouvez trouver des astuces sur l'utilisation des microscopes de DISCO, vous trouverez ici quelques informations vous permettant de mieux appréhender les expériences possibles sur DISCO.

    Les deux microscopes reçoivent une lumière monochromatique sélectionnable rapidement entre 200 et 600 nm. Le premier, POLYPHEME, est dédié à la microspectroscopie de fluorescence UV, le deuxième, TELEMOS, à l'imagerie plein champ UV.

    Référence: Jamme, F., Villette, S., Giuliani, A., Rouam, V., Wien, F., Lagarde, B., & Refregiers, M.Synchrotron UV Fluorescence Microscopy Uncovers New Probes in Cells and Tissues. Microscopy and Microanalysis, 2010, 16(5): 507-514

    Préparation des échantillons :

    Les deux microscopes sont des statifs inversés, le premier est un IX71, le deuxième un axioobserver Z1. La plupart des échantillons seront donc placés tête en bas avec une lamelle couvre objet en quartz. Les deux objectifs principaux sont à immersion à glycérine, il est également possible d'utiliser des objectifs à air à longue distance de travail.

    • Cellules
      Nous possédons une cellule attofluor (Invitrogen). Elle permet de recevoir des cellules qui ont poussé sur une lamelle ronde en suprasyl (nous contacter si vous désirez recevoir de telles lamelles). Si vous possédez vos propres chambres d'incubation, n'hésitez pas à nous contacter.
    • Tissus
      Nous conseillons de déposer les biopsies ou coupes sur des lames sans monter de lamelles sauf si vous avez des lamelles UV. Les épaisseurs peuvent varier entre 1 et 10 µm environ, pour des demandes spécifiques n'hésitez pas à nous contacter. Certains milieux de montage transparents aux UVs peuvent être utilisés.
    • Protocole de fixation (d'après Slavka Kascakova) :
    1. Before seeding the cells on quartz slides, the slides need to be sterile. It's sufficient to sterilize them with 70% of EtOH (let slides from 30 min - 1 hour in 70% of EtOH and then let them dry under the flow). You can eventually, once the slides are dried, let them under the UV light for 30 min.
    2. Afterthat the quartz slides are placed into the well plates or Petri dish and cells are deposit on it with its culture medium. The plate is then placed into the incubator with 5% CO2 and 37°C. We are making sure that cells nicely adapt on slide and proliferate.
    3. Individual cell treatment.....Incubation with nanoparticles, drug or whatever product for different periods. After incubation, cells are washed with PBS or medium without FCS.
    4. Cell treatment is followed by fixation for microscopic observation: Slide is gently removed from well and placed into the Petri dish with 4 % formalin in PBS for 20 min at room temperature. After this period, cells are then washed for 5 seconds with distilled water, to remove the residual PBS from the surface of the cells. The cells are then dried under ambient conditions and stored in fridge at 4°C. (For drying process, one can eventually deposit the slides on Whatman lens cleaning tissue (http://www.whatman.com/PRODLensCleaningTissue.aspx) (Whatman paper leaves no fibers and it's not damaging optical surfaces). It's also important to mention, that manipulation with slide should be very gentle - very easily one can do scratches on the surface of slide or break the slide.
    Platine PI de POLYPHEME

    PI 542.2CD – 80x80 mm aperture – 100x100 μm travel range

    Liste des objectifs
    40x Ultrafluar Zeiss Glyc
    N.A: 0.6
    Working distance: 0.36
    Features: Infinity corrected
    100x Ultrafluar Zeiss Glyc
    N.A: 1.25
    Working distance: 0.17
    Features:
    40x OFR LMU
    N.A: 0.5 
    Working distance: 1 mm
    Features: Infinity corrected
    10x Ultrafluar Zeiss
    N.A: 0.2
    Working distance: 7.4
    Features: Infinity corrected
    Liste des filtres accessibles sur TELEMOS :
    • Dichroïques
      DM300, DM400, DM505
    • Passe-bandes et passes-hauts
      Un panel de filtres passes bandes à l'émission sont utilisables. Ce sont des filtres 1" provenant de chez Omega Filters. Vous pouvez aussi amener vos propres filtres ou discuter avec l'équipe de ligne pour des achats spécifiques pouvant profiter au plus grand nombre.
    Tableau des filtres passes bandes de Polypheme
    Nom XF1000 XF3000 XF1076 QMAX/EM420-480 XF3075 QMAX/EM510-560 XF3085
    Description OMEGA OMEGA OMEGA OMEGA OMEGA OMEGA OMEGA
    Tableau des filtres passes bandes de Polypheme
    Nom

    XF1009

    QMAX/EM600-650 QMAX/EX355-405 QMAX/EX530-570
    Description OMEGA OMEGA OMEGA OMEGA
    Liste des fluorochromes excitables en UV  :

    • Pour une liste détaillée de fluorochromes endogènes, nous vous conseillons de consulter :
    Wagnieres G.A., Star W.M. and Wilson B.C. (1998) ln Vivo Fluorescence Spectroscopy and Imaging for Oncological Applications. Photochem. Photobiol. 68, 603-632

    Les logiciels utilisés sur les deux microscopes :
    1. Pour l'acquisition de données
      - En microspectrofluorimétrie : Labspec
      - En imagerie plein champ et 3D : µManager
    2. Pour l'analyse 
      Pour le traitement d'images spectrales :
      Labspec
      Matlab
      Pour le traitement d'images 2D : ImageJ
      Pour la déconvolution d'images et la reconstruction d'images 3D: Huygens
    Recording mosaïcs

    1- In micromanager, check that the pixel size is calibrated

    Objective Pixel size
    10x zeiss ultrafluar 1.2 um
    100x zeiss ultraflar 0.153 um
    40x Zeiss Ultrafluar 0.313 um

    2- perform slide explorer until you obtain the area of interest in transmission mode, save it

    3- define a rectangle (ROI) with imageJ tools and click on ROI -> POS

    4- launch a multidimensionnal acquisition with multiposition on but only one filter.

    How to perform mosaïcs of images for large area mapping on TELEMOS microscope at DISCO Beamline:
    Recording mosaïcs

    1- In micromanager, check that the pixel size is  calibrated (! for a binning of 1)

    Objective Pixel size
    100x zeiss ultrafluar 0.153 um  
    40x zeiss ultraflar 0.313 um  
    10x Zeiss Ultrafluar 1.2 um 

    2- perform slide explorer until you obtain the area of interest in transmission mode, save it
    3- define a rectangle (ROI) with imageJ tools and click on ROI -> POS
    4- launch a multidimensional acquisition with multiposition on but only one filter.

    Stitching mosaic

    1- you will first need to reorder your data, this can easily be made by opening the saved folder in micromanager and clicking on save stack

    2- in FIJI, use the plug-in:Stitchin:Deprecated:Stitch sequence of grid of images

    3- use the following options : overlap 12% for the 10x.

    That's it !

    Do not forget to save the result.

     

     

    APEX

    La branche APEX de la ligne DISCO délivre des photons VUV entre 350 et 60 nm à pression atmosphérique sous une atmosphère de gaz rare (argon ou néon).
    La branche peut être couplée à une source de photoionisation à pression atmosphérique (APPI pour atmospheric pressure photoionisation) pour des analyses par spectrométrie de masse.  Le spectromètre de masse utilisé dans ce cas est un QStar pulsar i de la société ABSciex.  La gamme de masse accessible va jusqu’à m/z 10000 avec un pouvoir de résolution de 9000 dans les deux modes d’ionisation.

    Le pompage différentiel est décrit dans :
    Giuliani, A., Yao, I., Lagarde, B., Rey, S., Duval, J. F. L., Rommeluere, P., Jamme, F., Rouam, V., Wien, F., de Oliveira, C., Ros, M., Lestrade, A., Desjardins, K., Giorgetta, J. L., Laprévote, O., Herbeaux, C., & Refregiers, M. A differential pumping system to deliver windowless VUV photons at atmospheric pressure. Journal of Synchrotron Radiation, 2011, 18, on-line first.
    Les possibilités sont décrites dans :
    Giuliani, A., Giorgetta, J. L., Ricaud, J. P., Jamme, F., Rouam, V., Wien, F., & Refregiers, M.Atmospheric pressure photoionization using tunable VUV synchrotron radiation. Nuclear Instruments and Methods B, 2012, on-line first.

    Quelques applications possibles des photons VUV...

    DISCO reçoit des utilisateurs depuis septembre 2009 sur ses trois stations expérimentales. L'utilisation du rayonnement synchrotron ultraviolet permet d'observer en solution, dans les cellules ou dans les tissus les biomolécules en interactions.

    Communautés

    Aide Soumission Projets

    - N'oubliez pas de contacter un des scientifiques de la ligne.
    - Les domaines d'énergies dépendent des branches
    - Les environnements échantillons sont définis avec les scientifiques de ligne.
    - La justification du temps de faisceau demandé est cruciale.
    - Comment citer la ligne et SOLEIL dans vos articles après les expériences ?
    Nous vous recommandons de 
     • Citer la ligne dans les matériels et méthodes (DISCO beamline), avec la référence à Giuliani et al, Journal of Synchrotron Radiation 2010;
     • Citer la branche sur laquelle vous avez travailler avec la référence en rapport;
     • Remercier SOLEIL dans les acknowledgement, avec le ou les numéros de projets liés à vos expériences;
     • Remercier le local contact si vous le souhaitez.

    N'oubliez pas de mentionner vos publications liées à la ligne dans le sunset

    Websites & publications of interest

    Publications Utilisateurs

    Lien vers les publications des utilisateurs (signalées par un U).

    Nos utilisateurs ont du talent...

    • En mars 2010, Stéphane Pallu et Gaël Rochefort de l'Inserm (CHRO, Orléans) ont tourné un film sur leur travail à DISCO : L'Ostéoporose à la lumière de SOLEIL
    • Béatrice Matot (CEA Saclay) a gagné le prix du poster 2010 au user meeting de SOLEIL.
    • Francis Canon (INRA, Montpellier) a réalisé un superbe reportage photo sur la ligne lors de sa construction.

    Lexique

    • DISCO: Dichroism, Imaging and mass Spectrometry for Chemical and biOlogical systems (Inspired author : L. Nahon)
    • CD BIO: Old name of DISCO
    • CD: Circular Dichroism
    • SRCD: Synchrotron Radiation Circular Dichroism
    • APEX: Atmospheric Pressure Photoionisation EXperiment
    • POLYPHEME:Cyclop was already taken... this is DISCO Microscope nickname, son of Poseidon he does'nt know nobody
    • TELEMOS: Another Cyclop with the gift of telling the future, son of Protée

    Sujets liés

    Complementary beamlines at SOLEIL

    DISCO experiments is complementary to SMIS (Infrared microscopy) for cellular biology. SRCD and Mass spectrometry are complementary to SWINGPROXIMA I and PROXIMA II for structural biology and biochemistry.

    Other SRCD beamlines in the world
    Active
    B23, Diamond UV1, ASTRID 3m NIM1, BESSY2 BL15, HiSOR
    Oxon ,UK Aarhus, Dk Berlin, DE Hiroshima, JP
    In construction
    BESSY 2 new NSRL CD12 revamped 4B8,IHEP
    Berlin, DE Hefei, CHINA Anka Beijing, CHINA

     

    Les recherches développées par l'équipe concernent les interactions de la lumière avec les biomolécules. Elles sont soutenues par l'ANR, l'Union Européenne, la Région Centre, le PRES UniverSud.

    Thèmes de recherche

    cellules DISCOLes recherches développées par l'équipe concernent les interactions de la lumière avec les biomolécules. Elles sont soutenues par l'ANR, l'Union Européenne, la Région Centre et le PRES Universud.

    • Photochomie et photobiologie
    • Protéines intrinsèquements peu structurées
    • Suivi d'antibiotiques dans des bactéries individuelles

    Voir aussi la section scientifique à SOLEIL : HelioBio

    Financements

    IMI : projet TRANSLOCATION

    Région Centre

    ANR : SRMS2, SOPOL, METABACT

    ANS INRA : 

    PRES UniverSud Paris

    ICSN

    Participation à l'axe NBS de C'Nano, à l'axe E du RTRA Triangle de la Physique.

     

    Collaborations

    • CBM (Orléans)
    • BIA (Nantes)
    • UMR MD1 (Marseille)
    • UMR 8601 (Paris V)
    • IPCM (Paris VI) - H. Dossmann

    Locations of visitors to this page