Synthese et fonctionnalisation de nanocristaux

Synthesis and functionalization of nanocrystals

• Auteur / Autrice : Beatrice Jeffries
• Direction : Thomas Pons
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Physique et chimie des matériaux
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2024
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie des matériaux
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Physique et d'Etude des matériaux
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : ESPCI Ecole supérieure de physique et de chimie industrielles de la ville de Paris (PSL)

Mots clés

Mots clés libres

Nanocristaux

Chimie de surface

Photocatalyse

Nanocrystals

Surface chemistry

Photocatalysis

Résumé

Les nanocristaux de semiconducteurs ont des propriétés optiques uniques, dont une photoluminescence brillante, stable et réglable en longueur d'onde dans les domaines visibles et proche infrarouge. Ces propriétés en font d'excellentes sondes fluorescentes pour la biologie. Durant cette thèse, nous développerons de nouvelles nanosondes à base de semiconducteur émettant dans le proche infrarouge, entre 800 et 1200 nm pour l'imagerie in vivo. En particulier, ces sondes permettront d'obtenir une mesure précise des aberrations optiques en microscopie de fluorescence à deux photons pour la neuroimagerie. L'injection de ces nanosondes dans le flux sanguin fournira un signal de référence pour l'analyse et la correction du front d'onde en profondeur par optique adaptative. Cette correction permettra d'améliorer la profondeur d'imagerie in vivo grâce à l'utilisation d'émetteurs dans l'infrarouge. Nous développerons une chimie de surface adaptée permettant une circulation prolongée dans le flux sanguin. Par ailleurs, nous développerons également la fonctionnalisation de surface de ces nanocristaux à l'aide de polymères afin de sonder l'application de forces mécaniques aux points focaux d'adhésion cellulaire. Pour cela, de nouveaux ligands de surface seront synthétisés permettant une reconnaissance spécifique des protéines d'adhésion. La variation de leur extension spatiale en fonction de la force exercée permettra de moduler le transfert d'énergie entre le nanocristal et un accepteur liés à ses deux extrémités.

Semiconductor nanocrystals have unique optical properties, including a bright, and stable photoluminescence with tunable emission wavelength in the visible and infrared ranges. Due to these properties, they constitute excellent fluorescent probes for biological applications. During this thesis, we will develop new semiconductor nanoprobes emitting in the near infrared, between 800nm and 1200nm for in vivo imaging. In particular, these probes allow us to obtain a precise measurement of optical aberrations in two photon fluorescence microscopy for neuroimaging. The injection of the nanoprobes in the bloodstream will provide a reference signal for the analysis and correction of wavefront in depth by adaptative optics. This correction will allow the amelioration of the depth of in vivo imaging thanks to the use of infrared emitters. We will develop a surface chemistry adapted to the prolonged circulation in the blood flow. Moreover, in order to probe the mechanical forces applied to the cellular focal adhesion points, we will use polymers to develop the functionalization of these nanocrystals' surface. In order to do this, new surface ligands must be synthesized which will allow the recognition of specific adhesion proteins. The variation of their spatial extension, as a function of the applied force, will modulate an energy transfer between the nanocrystals and an accepter attached to both extremities.