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Spectroscopie de fluorescence de nanoparticules

La thématique de notre groupe est l'étude d'échantillons luminescents par des techniques de microscopies optiques de pointe et leur développement. En effet, outre le spectre, l'intensité et leurs dynamiques temporelles, la durée de vie nous apporte des informations précieuses sur les interactions entre molécule/ nanoparticule ou autre nano-objets (fibres, Qdots,...) et leur environnement. Certains objets peuvent également être adressés, de différentes manières, grâce à un stimulus optique et les modifications induites peuvent être observées sous microscope. Nos montages nous permettent en particulier d'associer les caractérisations classiques à l'imagerie plein champ de durée de vie.

Nous développons ainsi un microscope pour la vidéo imagerie de la fluorescence résolue en temps (FLIM). Nous faisons sur chaque pixel une mesure complète de la fluorescence : durée de vie, spectre, intensité, anisotropie et de l'absorption : dichroïsme, biréfringence. Cette instrumentation nous permet d'étudier la luminescence, la photochimie et les propriétés de différents nano-objets d'intérêt: nanocristaux fluorescents formés de molécules organiques, nouvelle génération de nanoparticules de polymère fluorescent, et nanomatériaux hybrides structurés en film ou en nanoparticules. Dans les nanocristaux, la photostabilité, la diffusion de l'excitation lumineuse parmi les molécules et le piégeage de l'excitation à la surface des nanoparticules sont les paramètres que nous mesurons en fonction de la nature des fluorophores, de la taille des agrégats et de leurs degrés de cristallinité. Nous collaborons avec des équipes de synthèse sur trois familles de molécules- les Bodipy, les tétrazines et les triphénylamines- pour identifier des matériaux à fort rendement de fluorescence. L'objectif est d'en faire des labels et des nanocapteurs ultra lumineux et des microlasers. De la même manière, nous explorons les propriétés et processus photophysiques des objets hybrides organique/inorganique (Qdots, particules d'or).


Résultats récents obtenus

Alain Ibanez du l'Institut Néel synthétise des surfaces solgel dont émergent des nanocristaux organiques. Dans le cadre d'une collaboration avec la société Genewave, Emilie Dubuisson a greffé des Oligonucléotides quencheurs sur ces cristaux. Nous avons observé le retour de la fluorescence des cristaux lors de l'hybridation.

Nanocristaux de Rubrène émergeant d'une matrice sol gel
Nanocristaux de Rubrène émergeant d'une matrice sol-gel.

L'équipe MATEIS de l'INSA de Lyon synthétise des billes de sol gel dopées par de la fluorescéine avec un cœur d'or pour leur grande fluorescence. Nous avons montré que la présence des résonnances plasmons de l'or homogénéise l'environnement des molécules qui ne présentent plus qu'un spectre et une durée de vie unique.

Solgel fluorescent autour d'un cœur d'or
Sol-gel fluorescent autour d'un cœur d'or


L'association de molécules fluorescentes et de quencheurs photochromes permet d'écrire des spots fluorescents qui sont plus petits que la tache de diffraction.

Inscription de spots fluorescents
Inscription de spots fluorescents

Collaborations

France:
  • Dr Alain Ibanez (Institut Néel UPR2940, Grenoble)
  • Pr Elena Ishow (laboratoire chimie et interdisciplinarité : Synthèse, Analyse, Modélisation, UMR6230, Université Nantes)
  • Dr Anne Débarre (laboratoire Aimé Cotton, UPR3321, Orsay)
  • Dr Marie-Pierre Fontaine-Aupart (Institut des Sciences Moléculaires d'Orsay, UMR8214, Université Paris Sud)
  • Dr Martin Brinkmann (Institut Charles Sadron CNRS UPR22, Strasbourg)
  • Dr Frédéric Chandezon (Laboratoire d'Electronique Moléculaire, Organique et Hybride, UMR5819- SPrAM CEA/CNRS/UJF, INAC, Grenoble)
  • Pr P. Perriat (MATEIS, INSA-Lyon, Université Lyon 1)
  • Pr. O. Tillement et Dr M. Martini (Laboratoire de Physico-Chimie des Matériaux Luminescents, Université Claude Bernard Lyon 1)

Publications récentes



Une liste des publications de ce thème peut être trouvée ici.



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Mots-clefs


Spectroscopie

Fluorescence
Nanoparticules
FLIM