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Lieu Amphi Dorothy Hodgkin
Titre
Effet avalanche et amplification de la photo-commutation de fluorescence - vers des dosimètres moléculaires sensibles pour la détection de radiations
Résumé
Malgré l’existence de règlementation sur leur usage, les rayonnements ionisants présentent toujours des risques, notamment via l’exposition à long terme à faibles doses. Il est donc nécessaire de développer des dosimètres sensibles pour établir une relation dose-réponse dans la gamme du milligray ou en-deçà. Via une réaction de cycloréversion oxydative, certains dérivés photochromes de térarylène se décolorent sous irradiation aux rayons X avec un effet cascade (CE) déclenché par une petite quantité d’oxydant, en solution dans le chloroforme. Un dosimètre visuel à haute sensibilité, basé sur ce principe, est envisagé. Dans cette thèse, ce phénomène a été exploité et combiné avec d'autres effets amplificateurs pour augmenter la sensibilité aux radiations. D'abord, le CE en solution a été revisité pour obtenir un système plus sélectif en termes de longueur d'onde et plus résistant à la fatigue, en remplaçant le chloroforme par le chlorobenzène. Des fluorophores ont été couplés aux dérivés de térarylène pour sonder sa cycloréversion par CE, en utilisant la photocommutation amplifiée de fluorescence (AFPS). En film de polymère, la présence de cet effet a été démontré : la photocommutation d’une seule entité photochrome conduit au quenching de fluorescence par FRET de plusieurs fluorophores. La micro-encapsulation de molécules photochromes et fluorescentes a ensuite été réalisée pour observer le CE et l’AFPS au sein d’une même micro-capsule. Par spectroscopie de fluorescence sous microscope, nous avons démontré, pour la première fois, la présence de ces phénomènes, déclenchés par rayonnement UV. Des analyses par modélisation ont révélé à la fois des mécanismes de réabsorption de l’émission et de FRET. En revanche, aucune réponse n'a été observée par l’irradiation de rayons X. Des nanoparticules de HfO2 ont été introduites comme radiosensibilisateurs pour améliorer la réponse. Cependant, la présence d’oléylamine, ligand des nanoparticules, inhibe le CE en solution.
Direction de thèse
- Directeur : Keitaro Nakatani - Professeur, ENS Paris-Saclay
- Co-directeur : Tsuyoshi Kawai - Professeur, NAIST
- Co-encadrant : Rémi Métivier - Directeur de recherche CNRS, ENS Paris-Saclay