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Amouroux, Baptiste. Nanoparticules upconverting : vers la microscopie en super-résolution

Amouroux, Baptiste (2019). Nanoparticules upconverting : vers la microscopie en super-résolution.

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Résumé en francais

Les nanoparticules Upconverting (UCNP) à base de lanthanides possèdent la propriété fascinante d'être capables de convertir des photons infrarouges en photons de plus haute énergie sans recourir à des fluences de laser élevées. Ce décalage Anti-Stokes conduit à rapport signal sur bruit meilleur que pour la luminescence classique. Associé à leur photostabilité (non clignotantes, non photolysables), un spectre d'émission indépendant de leur taille, une faible toxicité, ces matériaux inorganiques sont devenus un outil de choix en biologie, en particulier en imagerie biologique, à côté des Quantum Dots. Cependant, l'émission globale s'effondre rapidement quand la taille des UCNP est réduite. En conséquence la réalisation de particules ultra petites et efficaces reste un défi.Le présent mémoire s'intéresse au design de structures nanohybrides fondées sur des particules ultra petites de NaREF4, avec pour objectif la microscopie super-résolue. Le travail s'est organisé en trois phases. Tout d'abord nous avons étudié la réduction en taille des UCNP de 10-20 nm à moins de 5 nm, en se focalisant sur leur composition et l'amélioration du procédé de synthèse. En particulier nous avons montré l'importance de la conjonction du processus de mélange avec la conduite de l'étape à haute température. Pour cette dernière l'emploi du chauffage micro-onde, avec un cyclage en température original a permis de contrôler efficacement le mûrissement d'Ostwald. La librairie de particules ainsi construite a permis d'étudier la photophysique des processus de redistribution de l'énergie au sein des particules sur des montages "maison" ou des équipements dédiés grâce à des collaborations avec des équipes de Berlin ou Lille. Il en ressort que les quantificateurs usuels de luminescence sont inadéquats pour décrire le phénomène d'upconversion. Aussi avons-nous débuté l'élaboration d'un modèle cinétique approprié. Enfin, la construction de nanohybrides impliquant un polymère photochrome hydrophile a été explorée. La sélection du colorant approprié et les premières études photocinétiques ont été menées. Cette approche couplant nos "nanolampes" avec un "volet photochrome" a pour but de proposer une alternative innovante au développement de la super-résolution par STED.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Coudret, Christophe
Gauffre-Guirardel, Fabienne
Ecole doctorale:Sciences de la matière (SdM)
laboratoire/Unité de recherche :Laboratoire des Interactions Moléculaires et Réactivité Chimique et Photochimique (IMRCP), UMR 5623
Mots-clés libres :Upconversion - Photochimie - Polymère - Nanohybride - Microscopie super-résolution
Sujets :Chimie
Déposé le :02 Nov 2021 09:28