Par Omar El-Dahshan
​ UMR 5249 - Laboratoire de Chimie et Biologie des Métaux ​(LCBM)/ Equipe CoMX
Systèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l'Énergie et la Santé (SyMMES)/ Equipe STEP

En raison de leurs propriétés optiques exceptionnelles et des nombreuses possibilités offertes par la fonctionnalisation de surface, les Quantum Dots (QDs, c'est-à-dire des nanocristaux semi-conducteurs) sont des candidats de choix pour les applications en théranostique, qui visent à combiner diagnostic, ciblage et agents thérapeutiques sur une seule nano-plateforme. Les QDs à base de Ag₂S ont récemment émergé comme des nano-plateformes prometteuses pour l'imagerie in vivo, grâce à leur capacité à émettre dans la région spectrale du proche infrarouge (NIR), permettant l'imagerie des tissus en profondeur. En plus de leurs performances photophysiques, ces QDs sont composées d'un matériau très stable et non toxique, le Ag₂S, ouvrant ainsi la voie à des applications in vivo. Toutefois, à ce jour, les études cliniques sont limitées par le manque de connaissances sur le comportement spécifique de ces nanomatériaux (Ag₂S-QDs) in vivo.
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Ce travai​l de thèse se concentre sur le développement de méthodes de synthèse en milieu aqueux permettant de produire des QDs de Ag₂S émettant dans le NIR, ainsi que sur la caractérisation complète de leurs propriétés photophysiques et structurales, tant en dispersion colloïdale qu'en milieu cellulaire. Deux approches de synthèse en phase aqueuse sont ici explorées, permettant d'obtenir des QDs de Ag₂S émettant à la fois dans les domaines NIR-I et NIR-II. Des techniques de laboratoire conventionnelles sont utilisées pour caractériser les propriétés photophysiques et morphologiques des QDs et leur dépendance aux conditions de réaction est étudiée (SyMMES, CEA Grenoble). Leur biocompatibilité est évaluée à l'aide de tests de toxicité sur des cellules de cancer du foie humain, afin de juger de leur aptitude en tant que sondes pour l'imagerie in vivo. Enfin, la spectroscopie d'absorption des rayons X (XAFS), en collaboration avec l'European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), est utilisée pour révéler l'environnement chimique local des QDs et suivre leur devenir en milieu cellulaire (CBM, CEA Grenoble). En intégrant synthèse et caractérisation avancée, ce travail contribue au développement de QDs de Ag₂S stables et émettant dans le NIR, présentant un fort potentiel pour l'imagerie in vivo. Ces résultats offrent une opportunité enthousiasmante pour le développement de nouvelles sondes non toxiques, qui peuvent être conjuguée à des molécules bioactives, ouvrant ainsi la voie à une nouvelle génération de sondes multi-modales à base de QDs pour des applications biomédicales. 

Encadrement/Direction de la thèse:  Peter REISS (SyMMES/STEP) & Giulia VERONESI (LCBM/CoMX​​​)​