Conception et caractérisation de nanoparticules polymériques luminescentes pour la bioimagerie et la biodétection

Design and characterization of luminescent polymeric nanoparticles for bioimaging and biosensing

• Auteur / Autrice : Lucie Haye
• Direction : Andreas Reisch
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 15/12/2023
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de bioimagerie et pathologies (Strasbourg ; 2018-....)
• Jury : Président / Présidente : Sébastien Lecommandoux
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Delphine Chan-Seng
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Rachel Méallet-Renault, Fabienne Gauffre

Mots clés

Mots clés contrôlés

Polymères

Luminescence

Mots clés libres

Nanoparticules polymériques

Luminescence

Bioimagerie

Polymeric Nanoparticles

Luminescence

Bioimaging

Résumé

La luminescence est très utilisée dans les domaines de la bioimagerie et la biodétection. L’utilisation d’agents de contrastes est nécessaire pour améliorer les performances de ce type d’imagerie et obtenir une sensitivité et une résolution satisfaisante. Un besoin important existe de développer des sondes plus brillantes ainsi que de lutter contre l’autofluorescence naturelle des milieux biologiques complexes. Pour cela l’utilisation de modes de luminescence absents des milieux biologiques est une attirante solution. L’imagerie dans le proche infrarouge, la détection à déclenchement périodique ainsi que le processus de conversion ascendante sont les trois modes de luminescence choisis pour le développement de nouveaux agents de contraste. Dans ce contexte, la synthèse par nanoprécipitation de nanoparticules polymériques encapsulant de grandes quantités de luminophores a été réalisée. Une caractérisation physico-chimique ainsi que photophysique des sondes obtenues a permis de prouver l’apparition des modes de luminescence recherchés ainsi que montrer leur grande brillance. Des expériences en modèle phantom, en cellule ou encore in vivo ont mis en lumière leur potentiel pour la bioimagerie et la biodétection.

Luminescence is widely used for medical application such as bioimaging and sensing. Contrasting agents are required to enhance the abilities of this type of detection, in order to obtain a satisfactory sensitivity and resolution. There is an important need to develop brighter probes to overcome the natural autofluorescence of complex biological media. To do so, alternative luminescent mode absent in biological media are an attractive solution. Shortwave Infrared imaging, Time-Gated detection and Up-conversion process are the three chosen modes for the development of new contrasting agents. In this context, the synthesis through nanoprecipitation of polymeric nanoparticles loaded with high amount of luminophores has been achieved. A physico-chemical study associated with a photophysical characterization of the obtained probes enabled to prove their ability to present the PL properties wanted. Experiment in phantom model, in living cells or in vivo enlightened the nanoparticles potential for bioimaging and biosensing