Communication moléculaire biomimétique entre molécules et nanosystèmes photocontrôlés en compartiments confinés

Photocontrolled biomimetic communication between molecules and nanosystems in confined compartments

• Auteur / Autrice : Robin Bofinger
• Direction : Nathan McClenaghan
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie organique
• Date : Soutenance le 12/12/2013
• Etablissement(s) : Bordeaux 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des Sciences Moléculaires (Bordeaux) - Institut des Sciences Moléculaires / ISM
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Ludovic Jullien, Sébastien Lecommandoux, Reiko Oda
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Christopher Hunter, Olivier Sénèque

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fluorescence

Polymersomes

Liposomes

Photochimie

Autoassemblage

Chimie supramoléculaire

Mots clés libres

Chimie supramoléculaire

Auto-assemblage

Photochimie

Multicompartimentation

Liposome

Polymèrsome

Récepteur d’ion

Fluorescence

Libération d’ion

Supramolecular chemistry

Self-assembly

Photochemistry

Multicompartmentalization

Liposome

Polymersome

Ion receptor

Fluorescence

Ion decaging

Résumé

Cette thèse se focalise sur la synthèse et l'étude de nouvelles molécules photoactives et leurs applications en tant que marqueurs, senseurs moléculaires et récepteurs d’ions photomodulables en milieux aqueux et organisés. Les fluorophores développés sont principalement des dérivés du bore-dipyrométhene (BODIPY), comportant des groupements réactifs (azoture, perfluorophényle), des chaines hydrophobes, ou sont intégrés à un récepteur de calcium biocompatible. Le développement d'architectures auto-assemblées multicompartimentées de type vésicules dans des polymersomes géant y est décrit. Ces architectures ont été utilisées pour la génération de lumière blanche dans un micro-domaine, et constitue un modèle pour l'étude de transfert d'ions calcium entre vésicules localisées dans des polymersomes individuels. Ce transfert entre nano-objets confinés à l'intérieur d'un polymersome géant représente un système prototype de communication cellulaire artificiel rudimentaire.

The thesis focuses on the study and design of novel photoactive molecules and their application as labeling agents, fluorescent molecular Ca2+-sensors and photolabile Ca2+-decaging agents in aqueous media and organized supramolecular assemblies. The designed fluorophores are based on boron-dipyrromethene (BODIPY) bearing hydrophobic chains or a reactive group like an azide or a perfluorophenyl moiety. Biocompatible calcium receptors have been prepared harnessing the fluorescence properties of BODIPY, naphthalimide and furan fluorophores. The development of self-assembled multicompartmentalized architectures, namely fluorocarbon vesicles in giant polymersomes is reported and the system has been used to create white light emission in confined microdomains. The Ca2+-based ion transfer ion the confined polymer compartments between individual fluorinated vesicles has been studied. The ion transfer in between vesicles in polymer microcompartments has been established as an artificial prototype system for cellular communication.