Design, synthesis and characterization of lanthanide-based dual-mode photoacoustic and near-infrared emitting imaging agents
Différents types de nouvelles techniques d'imagerie biologique ont attiré une attention croissante au cours des dernières années, y compris la luminescence proche infrarouge et l'imagerie photoacoustique. Ces deux techniques fonctionnent avec de la lumière rouge proche infrarouge dans la p...
Shranjeno v:
| Glavni avtor: | |
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| Drugi avtorji: | , , , , , |
| Format: | Thèse numérique |
| Jezik: | Anglais Français |
| Izdano: |
2022.
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| Online dostop: | Accès réservé au texte intégral |
| Sporočilo: |
Titre provenant de l'écran-titre Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Santé, Sciences Biologiques et Chimie du Vivant (Centre-Val de Loire ; 2012-....) Partenaire(s) de recherche : Centre de biophysique moléculaire (Orléans ; 1967-....) (Laboratoire) Autre(s) contribution(s) : Franck Suzenet (Président du jury) ; Franck Suzenet, Talal Mallah, André F. Martins, Philippe Durand (Membre(s) du jury) ; Talal Mallah, André F. Martins (Rapporteur(s)) |
| Autres localisations: | Voir dans le Sudoc |
| Variante du titre: | Conception, synthèse et caractérisation de composés de lanthanide fonctionnant comme agents bimodaux d'imagerie photoacoustique et d'émission proche infrarouge |
| Izvleček: | Différents types de nouvelles techniques d'imagerie biologique ont attiré une attention croissante au cours des dernières années, y compris la luminescence proche infrarouge et l'imagerie photoacoustique. Ces deux techniques fonctionnent avec de la lumière rouge proche infrarouge dans la plage de la fenêtre de transparence biologique, ce qui permet de diminuer l'atténuation du signal dans les applications in vivo. Chaque technique possède des avantages spécifiques : l'imagerie par luminescence proche infrarouge présente une résolution et une sensibilité élevées, tandis que l'imagerie photoacoustique permet d'atteindre une profondeur de détection de signal plus élevée. La combinaison de ces deux modalités d'imagerie doit permettre de surmonter la limitation de chaque technique et d'obtenir des informations complémentaires. Cependant, le nombre d'agents d'imagerie bimodal combinant photoacoustique et luminescence proche infrarouge est encore faible alors que leur développement est en forte demande. Les ions lanthanide(III) ont des propriétés optiques uniques : ils présentent des bandes d'émission sous forme de lignes étroites dont les longueurs d onde sont fixes dans le visible et dans le proche infrarouge, une grande différence d'énergie entre les longueurs d'onde d'excitation et d'émission et de longues durées de vie de luminescence. Il existe une restriction importante : les intensités d'émission des ions lanthanide(III) sont limitées par leurs faibles coefficients d'absorption en raison de la nature interdite de la plupart des transitions f-f. Pour surmonter cette limitation, des chromophores organiques fortement absorbants peuvent être utilisés comme sensibilisateurs en captant l'énergie de la lumière d'excitation et en la transférant aux niveaux d'acceptation du ion lanthanide(III). Dans ce travail, nous proposons d'utiliser la combinaison d'un ion lanthanide(III) émettant dans la région proche infrarouge et de chromophores organiques comme agents bimodaux pour l'imagerie photoacoustique et la luminescence proche infrarouge. Pour valider cette hypothèse, trois systèmes différents ont été choisis : i) des tétrakis b-dicétonates des lanthanide(III) formés avec des chromophores de cyanine, ii) des métallacrowns des lanthanide(III) modifiées avec des chromophores absorbant dans la région du proche infrarouge, iii) des nanoparticules de fluorure de lanthanide(III) modifiées en surface. Pour chaque système, la synthèse, la caractérisation et l'étude de la structure du composé correspondant de lanthanide(III) ont été réalisées. Les propriétés de luminescence proche infrarouge et photoacoustique des agents obtenus ont été intensivement étudiées, suggérant la possibilité de leurs applications in vivo. Different types of novel biological imaging techniques have attracted an increasing attention in the last few years, including near-infrared (NIR) luminescence and photoacoustic (PA) imaging. Both techniques take advantage of the red-NIR light within the range of the biological transparency window, which allows to decrease the attenuation of signals in in vivo applications. Each technique possesses specific advantages: NIR luminescence imaging allows to acquire high resolution images at the cellular level and high sensitivity of detection while PA imaging allows to reach higher signal detection depth. Combination of these two imaging modalities will allow to overcome the limitation of each technique and get complimentary information. However, the number of dual-mode PA and NIR luminescence imaging agents is still limited while their development is in high demand.Lanthanide(III) ions (Ln3 ) have unique optical properties: they exhibit line-like emission bands with fixed wavelength positions in the visible and in the NIR ranges, large energy difference between excitation and emission wavelengths and long luminescence lifetimes. As a drawback, the intensities of Ln3 emission are limited by their small absorption coefficients origination from the forbidden nature of most of f-f transitions. To overcome this limitation, highly-absorbing organic chromophores can be used as sensitizers by absorbing the energy of the excitation light and transferring it to the accepting levels of Ln3 . Herein, we propose to use the combination of NIR-emitting Lanthanides and organic chromophores as dual-mode agents for PA and NIR luminescence imaging. To validate this hypothesis, three different systems have been chosen: i) Ln3 tetrakis b-diketonates formed with NIR-absorbing cyanine chromophores, ii) Ln3 metallacrowns modified with NIR chromophores, iii) surface-modified Ln3 fluoride nanoparticles. For each system, the synthesis, characterisation, and investigation of the properties of the corresponding Ln3 compound have been carried out. The NIR luminescence and PA properties of the obtained agents have been extensively studied, suggesting the possibility of their in vivo application. |
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| Opis knjige/članka: | Titre provenant de l'écran-titre Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Santé, Sciences Biologiques et Chimie du Vivant (Centre-Val de Loire ; 2012-....) Partenaire(s) de recherche : Centre de biophysique moléculaire (Orléans ; 1967-....) (Laboratoire) Autre(s) contribution(s) : Franck Suzenet (Président du jury) ; Franck Suzenet, Talal Mallah, André F. Martins, Philippe Durand (Membre(s) du jury) ; Talal Mallah, André F. Martins (Rapporteur(s)) |