Muscle structure evaluation using fluorescence polarization

Light interactions with biological tissues have been exploited in an increasing number of techniques for characterization. Among these techniques, uorescence polarization measurement offers a selective way for characterizing the organization of biological tissues. The aim of this work was to build a methodology for investigating the uorescence polarization of muscle tissues in order to obtain information on their structural organization and its modi cations caused by processing. A review presents the principle of uorescence anisotropy and the structure and optical properties of muscle tissues. It highlights variety in published studies concerning optical characterization of structured materials. A detailed report on the experimental methodology is made. A theoretical model of uorescence anisotropy is proposed. It is based on geometrical repartition and properties of tryptophan, which is the major uorophore in muscle bres, and makes the distinction between "intrinsic" and "structural" uorescence anisotropies. Data from several experiments demonstrate how the method is able to show muscle structure modi cations : protein denaturation induced by maturation displays changes in the values of the physico-chemical variable of the model, whereas sarcomere length is related to structural variables of the model. Structure modi cations of connective tissue during heat treatment are also shown. Results show evidence of potential applications for this generic methodology proposed for non destructive assessment of organized materials.Les interactions de la lumière avec les tissus biologiques sont à l'origine de plus en plus de techniques de caractérisation. Parmi elles, la mesure de la polarisation de la fluorescence offre la possibilité d'étudier l'organisation des tissus biologiques. L'objectif de ce travail était de mettre au point une méthode de mesure de l'anisotropie de fluorescence des tissus musculaires, afin de comprendre leur évolution structurale post mortem et de tracer des pistes en vue de l'élaboration de capteurs non destructifs de la qualité des aliments. Une revue bibliographique présente la notion d'anisotropie de fluorescence et la structure et les propriétés optiques des tissus musculaires. La mise en oeuvre des dispositifs expérimentaux est décrite. Un modèle mathématique basé sur la répartion géométrique et les propriétés du trytophane est proposé. Les différents plans d'expérience menés présentent le potentiel d'application de cette méthode pour la caractérisation des produits carné