Polymersomes, cubosomes et hexosomes fluorescents avec émission induite par agrégation

Fluorescent polymersomes, cubosomes and hexosomes with aggregation-induced emission

• Auteur / Autrice : Kuanfang Ren
• Direction : Min Hui Li
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie Moléculaire
• Date : Soutenance le 07/12/2020
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Chimie moléculaire de Paris centre (Paris ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de recherche de chimie Paris - Institut de recherche de chimie Paris
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : École nationale supérieure de chimie (Paris)
• Jury : Président / Présidente : Michel Cloitre
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marianne Impéror-Clerc, Annie Brûlet, Sylvain Trépout
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Angelina Angelova, Philippe Mesini, Christophe Chassenieux

Mots clés

Mots clés contrôlés

Polymersomes

Chimie topologique

Mots clés libres

Polymersomes

Cubosomes

Hexosomes

Emission Induite par l’Agrégation

Polymersomes

Cubosomes

Hexosomes

Aggregation-Induced Emission

Résumé

L'émission induite par l'agrégation (AIE) fait référence à un phénomène photophysique anormal présenté par un groupe de luminogènes spécifiques qui ne sont pas émissifs en solution mais deviennent hautement luminescents à l'état agrégé. Il fournit un moyen simple de s'attaquer aux problèmes de l'extinction de fluorescence provoqués par l'agrégation (ACQ) qui se produisent avec la plupart des fluorogènes organiques conventionnels. La combinaison de luminogènes AIE (AIEgens) avec des assemblages polymères présente un intérêt particulier et peut ouvrir une nouvelle voie pour préparer des matériaux luminescents hautement efficaces avec des applications potentielles dans le domaine biomédical. Parmi les divers assemblages de polymères AIE, les polymersomes AIE et les particules AIE avec des morphologies inverses (comme les cubosomes et les hexosomes) sont particulièrement attractifs car ils peuvent être utilisés comme outils de bioimagerie pour imager en temps réel l'administration de substances thérapeutiques, et pour le diagnostic et la théranostique. Cependant, le nombre de travaux sur les polymersomes AIE est encore très limité, et aucun cubosome et hexosome de polymère AIE n'a été décrit dans la littérature. Les objectifs de cette thèse sont de préparer de nouveaux polymersomes AIE et de développer les premiers cubosomes et hexososmes polymères AIE.Les travaux de la recherche de cette thèse sont présentés en trois chapitres (II, III et IV) après une introduction générale (Chapitre I) et avant la conclusion et les perspectives (Chapitre V). Les polymersomes AIE et les polymersomes AIE nanoporeux auto-assemblés respectivement à partir du stéréoisomère trans de PEG550-TPE-Chol et des mélanges trans et cis de PEG550-TPE-Chol sont étudiés (Chapitres II et III). Des polymersomes AIE formée par PEG550-SS-TPE-SS-Chol, qui possèdent des nanopores organisés en structure hexagonale dans la membrane, sont décrits (Chapitre III). Enfin, les premiers cubosomes et hexosomes AIE sont préparés avec succès à partir des copolymères à blocs PEG-b-PTPEMA hautement asymétriques, et présentés dans le Chapitre IV.

Aggregation-induced emission (AIE) refers to an unusual photophysical phenomenon shown by a group of specific luminogens that are non-emissive in solution but become highly luminescent in aggregated state. It provides a straightforward way to tackle the aggregation caused fluorescence quenching (ACQ) problems that happen to most conventional organic fluorogens. The combination of AIE luminogens (AIEgens) with polymer assemblies present particular interest and may open a novel way to prepare highly efficient luminescent materials with potential applications in bio-medical field. Among various AIE polymer assemblies, AIE polymersomes and AIE particles with inverse morphologies (like cubosomes and hexosomes) are especially attractive since they may be used as bioimaging tools for real-time imaging of therapeutic substances delivery, and for diagnostic and theranostics. However, the number of works on AIE polymersomes is still very limited, and no AIE polymer cubsome and hexosome have been reported in the literature. The objectives of the present thesis are to prepare new AIE polymersomes and to develop the first AIE polymer cubosomes and hexososmes.The research contents are presented in three chapters (II, III and IV) after a general introduction (Chapter I) and before the conclusion and perspectives (Chapter V). AIE polymersomes and nanoporous polymersomes self-assembled, respectively, from the trans-stereoisomer of PEG550-TPE-Chol and the trans and cis mixtures of PEG550-TPE-Chol are investigated (Chapter II and III). AIE polymersomes with hexagonally packed nanopores in the membrane formed by PEG550-SS-TPE-SS-Chol are described (Chapter III). Finally, the first AIE cubosomes and hexosomes are successfully prepared from the highly asymmetric block copolymers PEG-b-PTPEMA and presented in Chapter IV.