LAboratoire de Spectrochimie Infrarouge et Raman – UMR 8516
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Descriptif du sujet

Spectroscopie ultrarapide résolues spatialement pour la synthèse de nouveaux matériaux fluorescents
Encadrement : C. Ruckebusch, M. Sliwa
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Sujet : 

Nous sommes entrés dans l’ère des nanotechnologies : comprendre, visualiser les transferts d’énergie et d’électrons au sein de nanomatériaux, sont les clés du développement de nouveaux nanomatériaux possédant de nombreuses fonctionnalités. Ce projet de thèse s’insère dans un projet plus global qui consiste à développer un nouveau microscope permettant de caractériser la luminescence de nanoparticules avec une résolution temporelle de quelques centaines de femtoseconde combinée à une résolution spatiale de quelques dizaines de nanomètre. Ce nouvel outil d’imagerie permettra de caractériser des nanoparticules organiques fluorescentes innovantes pour des applications en imagerie biologique haute résolution.

Le travail de thèse s’intéresse plus particulièrement à des nouvelles nanoparticules organiques (synthétisées par ablation laser) de molécules fluorescentes de type rylenes (un des fluorophores les plus résistants en microscopie de fluorescence de molécules uniques) et de nouvelles molécules photochromes d’hexaarylbiimidazole dont la fluorescence peut être photo-commutée. La photo-dynamique des nanoparticules sera caractérisée à l’aide du nouveau microscope combinant une résolution temporelle de la femtoseconde et une résolution spatiale du nanomètre. Pour obtenir une compréhension totale de la réponse photo-induite au sein des nanoparticules, des mesures d’absorption transitoire femtoseconde UV-visible et infrarouge en solution couplées à une analyse de données multivariées (chimiométrie) seront réalisées. Une nouvelle analyse des données sera aussi développée pour obtenir un maximum d’information à partir des images de fluorescence haute résolution. La finalité du projet sera d’utiliser les nanoparticules adéquates pour réaliser des expériences d’imagerie de microscopie de fluorescence haute résolution de composés biologiques.

Les objectifs de la thèse sont la synthèse de nouvelles nanoparticules organiques fluorescentes pour des applications en imagerie biologique haute résolution, l’étude de leur photo-dynamique (en solution et sous microscope) afin d’optimiser leur propriétés en imagerie de microscopie de fluorescence haute résolution. Au cours de cette thèse un autre objectif est le développement de nouvelles méthodes pour analyser les images de fluorescence haute résolution.

En fonction de la formation d’origine, des compétences et de la sensibilité du candidat, l’accent pourra être mis sur l’un ou l’autre des axes de travail. Il est également envisagé qu’une partie des recherches soit effectuée dans un des laboratoires en collaboration.