La médecine moderne s’est imposée comme challenge d’allier simultanément le diagnostic et le traitement d’une pathologie au sein d’un seul et même objet souvent appelé « nanoplateforme pour le theranostic ». Ainsi, un agent theranostic possède à la fois des propriétés de détectabilité permettant de visualiser la pathologie (et de suivre l’objet curatif) ainsi que des propriétés thérapeutiques.
Les silices mésoporeuses constituent d’excellentes matrices hôtes pour divers molécules et/ou biomolecules, ce qui en font des vecteurs idéaux pour de nombreuses applications dans le génie chimique, la catalyse, la biologie et la médecine. Ainsi, une nanoparticule mésoporeuse peut avantageusement servir à véhiculer, tout à la fois, une sonde de marquage, par exemple un agent luminescent ainsi qu’un produit curatif (médicament). Les sondes luminescentes à base de lanthanides sont particulièrement intéressantes, en particulier parce qu’elles possèdent une excellente photo-stabilité, des raies d’émission fines, une longue durée de vie, ainsi qu’un «stock shift» important (séparation entre la longueur d’onde d’émission et d’excitation).
Le but de notre travail de thèse a été de contribuer au développement de nouvelles sondes luminescentes particulièrement adaptées aux applications biologiques puis de les encapsuler dans la matrice hôte à base de silice mésoporeuse. Les objets hybrides ainsi obtenus seront caractérisés par dispersion dynamique de la lumière (DLS), par diffraction des rayons X aux petits angles (SAXS), par microscopie électronique à balayage (SEM) et transmission (TEM), par porosimétrie BET, par spectroscopie UV-Visible et infra-rouge, par analyse thermique (ATD et ATG) ainsi que par spectroscopie de luminescence. Les caractérisations biologiques ont été menées en partenariat avec des collègues de cette discipline. |
Modern medicine has recently developed a new paradigm called “theranostic” consisting in developing new compounds, allying simultaneously diagnosis and treatment on the same multifunctional nanoplatform. Theranostic agents provide a treatment strategy for patients which associate both a diagnostic test and a therapeutic medication.
Mesoporous silica particles are excellent host matrixes for molecules and biomolecules, that make this material very promising for several applications in chemical engineering, catalysis, biology and medicine (for drug delivery and biomarkers development). For instance, a luminescent probe may be attached inside porosities together with a drug giving both therapeutic and imaging properties. For this goal, lanthanide luminescent complex are particularly interesting due to their good photostability, long luminescent life time, narrow emission peak and large Stokes’ shifts.
The aims of this thesis work was to contribute for the development of new luminescent probes for biological and theranostic applications, by designing solid mesoporous silica nanoparticles encapsulating luminescent lanthanide complexes. The obtained hybrid nanoplatforms will be characterized using Dynamic Light Scattering (DLS), Small Angle X-ray Scattering (SAXS), X-Ray Diffractometry (DRX), Electron Microscopy (SEM and TEM). Porosity and specific surface area measurements will use the BET method. Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR) as well as UV-Visible and luminescent spectroscopy will be also used. Thermogravimetry analysis will be performed using DTA and TGA apparatus. Finally biological characterization has been done in collaboration with biologist colleagues. |