Conception de nanoparticules luminescentes pour l'imagerie, le marquage de biomolécules et l'émission de lumière circulairement polarisée

Contexte et objectifs du projet de thèse                    

L'objectif de cette thèse est de concevoir, d'étudier et d'améliorer les performances de nanoparticules luminescentes mettant en jeu l'encapsulation de molécules émettrices non conventionnelles dans des micelles fonctionnalisables. Dans une première partie de ces travaux de thèse, on optimisera les performances photophysiques de nanoparticules luminescentes dont la conception sera basée sur l'encapsulation de molécules présentant des propriétés d'exaltation de fluorescence par agrégation. Dans une seconde partie, on s'intéressera à l'utilisation d'autres concepts émergents permettant de concevoir des espèces émissives à l'état d'agrégats. Les applications de ces nanoobjets pourront aller de l'imagerie des tumeurs cancéreuses au marquage de biomolécules pour le développement de tests « point-of-care », à la conception de nanoparticules émettrices de lumière circulairement polarisée.

Lieu de la thèse et collaboration

La thèse se déroulera au sein du Service de Chimie Bioorganique et de Marquage (SCBM) du CEA Paris-Saclay. Au niveau organisationnel elle sera co-dirigée par le Dr. Grégory Pieters (Laboratoire de Marquage Isotopique) et le Dr. Edmond Gravel (Laboratoire de Chimie BioOrganique) tous deux chercheurs HDR au sein du SCBM. Les nanoobjets luminescents conçus durant ces travaux seront appliqués dans un cadre collaboratif avec une équipe de recherche du Service de Pharmacologie et d’Immunoanalyse  (SPI) sur le centre du CEA Paris-Saclay (tests « point-of-care ») et un laboratoire de l’Institut des Sciences Naturelles (ICSN, pour la partie imagerie cellulaire). L’étudiant sera inscrit dans l’école doctorale 2MIB de l’Université Paris-Saclay et disposera d’un contrat de thèse de type CFR du CEA (financement acquis, pas de concours à passer).

Formation par la recherche

Le contexte pluridisciplinaire de ce projet de thèse offrira de nombreuses opportunités de formation par la recherche à la personne sélectionnée : synthèse organique (réactions de couplages croisés, synthèse asymétrique, molécules chirales), formulation et nanochimie (synthèse d’amphiphiles, encapsulation, caractérisations nano), bioconjugaison (fonctionnalisation de « biologics »), étude de propriétés photophysiques et chiroptiques (calculs DFT, spectroscopies d'absorption UV-Visible et de fluorescence, dichroïsme circulaire, luminescence circulairement polarisée).

​Le Service de Chimie Bioorganique et de Marquage (SCBM) regroupe une cinquantaine de personnes dont une vingtaine de doctorants et post-doctorants. Les recherches se concentrent autour des thématiques suivantes : Marquage isotopique, Molécules bioactives, Nouveaux outils pour la biologie, Nanosciences. L'ensemble de ces recherches fait appel à un savoir-faire commun à tous les chercheurs du service : la chimie organique. Ces recherches nécessitent, la plupart du temps, une approche multidisciplinaire réalisée en étroite collaboration avec des partenaires académiques ou industriels.

Production scientifique récente des doctorants des groupes de recherche impliqués dans la thèse

Nature Comm. 2025, 1314; Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e202500653; Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e202414490; ChemSusChem 2025, e202401395; ChemCatChem 2024, e20240068; Chem Eur J. 2024, e202403684; ACS Appl. Mater. Interfaces 2024, 21557; ACS Appl. Mater. Interfaces 2024, 5666; J. Am. Chem. Soc. 2024, 7480; Chem. Sci. 2023, 6000; Nat. Chem. 2023, 872; Eur. J. Org. Chem. 2023, e202201164; Nanoscale 2023, 18864; Chem. Commun. 2022, 6554; J. Am. Chem. Soc. Au 2022, 801; J. Coll. Int. Sci. 2022, 359; J. Am. Chem. Soc. Au 2021, 807; J. Am. Chem. Soc. 2021, 466; Adv. Funct. Mater. 2021, 201028; J. Am. Chem. Soc. 2021, 18150; Nanoscale 2021, 2373;   Adv. Funct. Mater. 2020, 2004838; Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 21114; Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 20879; Chem. Eur. J. 2020, 4988; Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 3517…

Titulaire (où en cours d’obtention) d’un diplôme de Master 2 ou d’ingénieur en chimie organique ou des matériaux