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Sujets de thèse
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DRF : Sujet de thèse SL-DRF-20-0295

DOMAINE DE RECHERCHE
Interactions rayonnement-matière / Physique de l’état condensé, chimie et nanosciences
INTITULÉ DU SUJET Français English

Optimisation de l'émission plasmonique d'électrons chauds par des nanoobjets métalliques pour la thérapie oncologique photodynamique ciblée

RÉSUMÉ DU SUJET

L’interaction d’une nanoparticule métallique avec une impulsion de lumière ultrabrève s’accompagne notamment d’une émission d'électrons chauds, d’intérêt pour les applications biomédicales en particulier les thérapies oncologiques ciblées. Liée à l’occurrence de résonances plasmons au sein d’une nanoparticule métallique, cette émission se manifeste dans la fenêtre de transparence du corps humain (rouge 700 nm - proche infrarouge 1500 nm) autorisant un large accès thérapeutique. En milieu biologique, les électrons émis génèrent localement des espèces réactives de l’oxygène (reactive oxygen species ROS) dans un rayon de l’ordre du micromètre autour de la source. Ces espèces ROS sont la source d’un important stress oxydatif pour les cellules, agent moteur des photothérapies en cours de développement.

Ce travail a pour objectif d’optimiser la production des électrons chauds par un objet métallique de dimension sublongueur d’onde en vue d’applications biomédicales, en particulier les thérapies photothermiques et photodynamiques appliquées au cancer du sein. Il s’agit d’un travail à dominante expérimentale en collaboration étroite avec un partenariat pertinent de physiciens, chimistes, biologistes et oncologues (CEA, CentraleSupélec, ENS Paris Saclay, AP-HP Hôpital Avicenne). Il bénéficiera de l’expérience acquise par le groupe CEA IRAMIS SPEC en microscopie LEEM / PEEM (Low Energy Electron / PhotoEmission Electron Microscopy), dont le principe repose sur le suivi de la distribution des électrons émis en réponse à une résonance plasmon. Cette technique permet notamment de déterminer, à l’échelle de l’objet individuel, la dynamique temporelle d’émission des électrons et leurs distributions tant spatiale qu’énergétique au travers de la mesure de leur spectre d'énergie cinétique.

Dans le cadre du projet INSERM Plan Cancer HEPPROS, les nanoobjets cibles optimisés pour une émission efficace d'électrons chauds, sont recouverts d'un polymère biocompatible pour la conduite d’études in vitro et in vivo sur des tumeurs de la bibliothèque tumorale de l'Hôpital Avicenne.

Mots clefs : Thérapie photodynamique, électrons chauds, plasmon, laser, photoémission, PEEM, LEEM

[Douillard 2017, 2012, 2011] S. Mitiche et al. J. of Phys. Chem. C 121 (2017) 4517–4523, C. Awada, et al. J. of Phys. Chem. C 16 (2012) 14591, L. Douillard, F. Charra. J. of Phys. D: Applied Physics 44 (2011) 464002, C. Hrelescu, et al. Nano Lett. 11 (2011) 402–407

Laboratoire d’accueil CEA IRAMIS SPEC UMR 3680

Correspondant CEA chargé du suivi de la thèse ludovic.douillard@cea.fr

Ecole doctorale Ondes et Matière, Univ. Paris Saclay.

FORMATION NIVEAU MASTER RECOMMANDÉ

Optique & NanoScience

INFORMATIONS PRATIQUES
Institut rayonnement et matière de Saclay
Service de Physique de l’Etat Condensé
Laboratoire d’Electronique et nanoPhotonique Organique
Centre : Saclay
Date souhaitée pour le début de la thèse : 01/10/2020
PERSONNE À CONTACTER PAR LE CANDIDAT

Ludovic DOUILLARD  

CEA
DRF/IRAMIS/SPEC/LEPO
CEA Saclay Bât.466
F-91191 Gif sur Yvette, France

Téléphone : +33 1 69 08 36 26

UNIVERSITÉ / ÉCOLE DOCTORALE
Paris-Saclay
Ondes et Matière
DIRECTEUR DE THÈSE

Ludovic DOUILLARD

CEA
DRF/IRAMIS/SPEC/LEPO
CEA Saclay Bât.466
F-91191 Gif sur Yvette, France