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1 ICCF - Institut de Chimie de Clermont-Ferrand

Abstract : The aim of this PhD work deals with the design of upconverting nanoparticles UCNPs to perform medical imaging by fluorescence. The interest of these nano-objects is based on both excitation andemission in the near infrared range, allowing the work in the therapeutic window of tissue. The first part presents the development of spherical nanoparticles of NaYF 4 , which the doping concentration has highlighted the transitions permits through upconversion phenomena IR → NIR, IR → visible and IR → UV. In addition, the hydrophilization part, necessary for medical application, has shown a strong interest in the coating by ligand exchange and particularly by dendritic molecules. Since the nanoparticles have been validated and stabilized in aqueous medium, they were tested in vitro and have shown low cytotoxicity. The last part was to adapt the IVIS SPECTRUM® equipment to our optimal conditions of use of UCNPs. This installation has validated the proof of concept of our UCNPs in vivo, which is to image in small animals. This device, also unique in Europe, opens the way for further use of UCNPs studies for the detection of specific tissues such as tumor tissues.

Résumé : L’objectif de ces travaux de thèse repose sur la conception de nanoparticules pour l’upconversion UCNPs visant à réaliser de l’imagerie médicale par fluorescence. L’intérêt de ces nano-objets s’appuie sur l’excitation et l’émission conjointe dans le domaine du proche infrarouge, permettant de travailler dans la fenêtre thérapeutique des tissus. Une première partie présente l’élaboration des nanoparticules sphériques de NaYF 4 , dont le taux de dopage a permis de mettre en avant les conversions possibles grâce aux phénomènes optiques d’upconversion IR → NIR, IR → visible et IR → UV. De plus, l’étude d’hydrophilisation, primordiale pour des applications médicales, a montré un fort intérêt pour l’enrobage par échange de ligands et plus particulièrement par des molécules dendritiques. Dès lors que les nano-objets ont été validés et stabilisés dans un milieu aqueux, ces derniers ont été testés in vitro et ont permis de montrer une cytotoxicité faible. La dernière partie a permis d’adapter l’équipement IVIS SPECTRUM® à nos conditions optimales d’utilisation des UCNPs. Cette installation a validé la preuve de concept de nos UCNPs in vivo, permettant ainsi d’être imagées chez le petit animal. Ce dispositif, encore unique en Europe ouvre ainsi la voie pour des études plus approfondies de l’utilisation des UCNPs pour la détection de tissus spécifiques, tels que les tissus tumoraux.

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Keywords : Toxicity Nanoparticles Fluorescence Upconversion Hydrophilization

Mots-clés : Nanoparticules Hydrophilisation Toxicité Biodistribution





Autor: Nadège Francolon -

Fuente: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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