Préparation de matériaux nanostructurés et leur application en tant que enzymes mimétiques pour la détection et la lutte bactériennes

Preparation of nanostructured materials and their application as enzyme-mimics for sensing and bacterial fighting

• Auteur / Autrice : Abir Swaidan
• Direction : Rabah Boukherroub, Salah Hamieh
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Micro et nano technologies, acoustique et télécommunications
• Date : Soutenance le 10/12/2019
• Etablissement(s) : Université de Lille (2018-2021) en cotutelle avec Université Libanaise
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Lille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut d'Electronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie

Mots clés

Mots clés contrôlés

Antibactériens

Lasers à infrarouges

Capteurs optiques

Sulfures de cuivre

Peroxydase

Colorimétrie

Métalloenzymes artificielles

Emploi en thérapeutique

Propriétés optiques

Nanoparticules

Mots clés libres

Nanomatériaux biomimétiques

Thérapie photothermale

CuS-based nanomaterials

Résumé

Les nanomatériaux à base de CuS ont suscité une attention considérable en raison de leurs propriétés intrinsèques exceptionnelles qui ont justifié leur utilisation dans diverses applications. Les nanomatériaux à base de CuS présentent une activité semblable à celle d'une enzyme, appelée «nanozymes». Ils sont considérés comme des alternatives aux enzymes peroxydases naturelles dans leur comportement catalytique vis-à-vis de l'oxydation de la réaction du substrat de 3,3 ', 5,5′-tétraméthylbenzidine (TMB) en présence de H2O2. Ce mérite en fait des candidats idéaux pour le développement de plates-formes de détection colorimétriques extrêmement sensibles et sélectives pour l'identification quantitative et qualitative de différentes espèces chimiques et biologiques.Encouragés par les propriétés optiques prometteuses des nanomatériaux à base de CuS, leurs applications à des fins biomédicales ont également été démontrées dans cette thèse. Ainsi, nous avons étudié leur utilisation en tant que candidats photothermiques et transporteurs de médicaments pour la libération à la demande d'antibiotique du lysozyme en tant que modèle de médicament antibactérien pour l'élimination bactérienne sous un laser à onde NIR à 980 nm.

CuS-based nanomaterials have gained enormous attention due to their intrinsic outstanding properties that warranted their use in various applications. CuS-based nanomaterials exhibit enzyme-like activity, referred to as “nanozymes”. They are considered as alternatives to natural peroxidase enzymes in their catalytic behavior toward oxidizing the reaction of 3,3′,5,5′-tetramethylbenzidine (TMB) substrate in the presence of H2O2. This merit makes them ideal candidates for the development of extremely sensitive and selective colorimetric sensing platforms for the quantitative and qualitative identification of various chemical and biological species. Encouraged by the promising optical properties of CuS-based nanomaterials, their applications for biomedical purposes have been also demonstrated in this thesis. Thus, we investigated their use as photothermal candidates and drug carriers for the on-demand release of lysozyme antibiotic as an antibacterial drug model for bacterial elimination under a 980 nm NIR wave laser.