Nanomatériaux fonctionnels pour l'imagerie et le diagnostic

Notre approche est fondée sur l’utilisation de nanocristaux multifonctionnels optiquement non-linéaires (ONL). Les synthèses en microémulsions et miniémulsions de nanocristaux Fe(IO3)3 ont fait l’objet de plusieurs articles décrivant les mécanismes de croissance des structures nano- et micrométriques. La technique de diffusion Hyper- Rayleigh, mise en place au laboratoire SYMME, a permis d’étudier en temps réel les cinétiques de cristallisation des nano-aiguilles de Fe(IO3)3 et de quantifier les réponses ONL d'autres nanocristaux : LiNbO3, BiFeO3, KNbO3, ZnO, BaTiO3 et KTP. Pour cela des protocoles de dispersion ont été établis afin de préparer des suspensions colloïdales de nanocristaux individuels. Le choix d’une gamme de pH propre à chaque nanomatériau permet de les stabiliser par des répulsions électrostatiques puis, ensuite, de les encapsuler pour les applications biomédicales mentionnées ci-dessus.
 
Enfin, nous avons associé simulations et mesures expérimentales des signaux de second harmonique résolus en polarisation (en diffusion Hyper-Rayleigh et microscopie multi-photonique) pour déterminer les coefficients non- linéaires indépendants du tenseur de susceptibilité d’ordre 2 des différents matériaux.
Ces travaux sont menés dans le cadre de collaborations internationales associant physiciens des matériaux, chimistes, biochimistes et biologistes.

 

Les objectifs du projet NANOFIMT (Financement INTERREG 2015-2018) sont d’exploiter les propriétés optiques des nanoparticules harmoniques pour le développement de nouvelles sondes d’imagerie tissulaire combinant détection ultra-sensible de processus pathogènes et capacité à délivrer des agents thérapeutiques de manière locale et ciblée
Le projet est divisé en quatre Work Packages :
Synthèse contrôlée des nanoparticules harmoniques : amélioration des protocoles de synthèse existants et réalisation de nanoparticules élaborées.
Fonctionnalisation pour une reconnaissance spécifique de biomarqueurs tumoraux et/ou par des molécules bioactives encagées.
Détection ultra-sensible et sélective par des développements instrumentaux et méthodologiques.
Théranostic par relargage séquentiel et orthogonal de molécules encagées – Evaluation sur des modèles de tissus humains

 

Contact : Yannick Mugnier

 

Thèses

Caractérisation des propriétés optiques non linéaires de nanoparticules harmoniques: impact de la taille, de la forme et de l'état d'interface
Volodymyr Multian
en cours (2015-2018)
Directeurs/encadrants : Ronan Le Dantec (SYMME) ; Volodymyr Gayvoronsky (Institute of Physics, National Academy of Sciences of Ukraine)
Thèse en co-tutelle

Mathias Urbain
Synthèses hydrothermales d'oxydes nanométriques non-centrosymétriques de morphologie contrôlée<
en cours (2015-2018)
Directeurs/encadrants : Yannick Mugnier, Sandrine Beauquis

Nanoparticules harmoniques pour l'imagerie biomédicale
Jérémy Riporto
en cours (2015-2018)
Directeurs/encadrants : Ronan Le Dantec, Yannick Mugnier

Optimized second harmonic generation nanoparticules for biomedical imaging and diagnostics
Gareth Clarke
thèse en cours (collaboration avec le Trinity College Dublin)
Directeurs/encadrants : Yannick Mugnier


Caractérisation par diffusion de second harmonique de nanocristaux pour l'imagerie biomédicale
Cécile Joulaud
2010-2013
Directeurs/encadrants : Ronan Le Dantec, Yannick Mugnier, Jean-Pierre Wolf (GAP-Biophotonics, Université de Genève)

Elaboration de nanoparticules composites à propriétés optiques non-linéaires pour applications biomédicales
Rachid Ladj
2009-2012
Directeurs/encadrants : Ronan Le Dantec, Yannick Mugnier, Abdelhamid Elaissari (LAGEP, CPE Lyon)

Nanocristaux optiquement non linéaires pour des applications en imagerie biologique : synthèse et caractérisations d'iodate de fer en microémulsions
Moustafa El Kass
2008-2011
Directeurs/encadrants : Christine Galez, Yannick Mugnier, Dominique Fontvieille (CARRTEL, USMB)

Subventions

NANOFIMT (INTERREG France-Suisse)

NAMDIATREAM (FP7)

NAOMI (INTERREG France-Suisse)

Région Rhône-Alpes

Université Savoie Mont Blanc

Partenariats/Collaborations

Laboratoire d'automatique et de génie des procédés (LAGEP, CPE Lyon)

 

Gap Biophotonics (Université de Genève)

Trinity College Dublin

Dublin Institute of Technology

 

 

Société FEE (Forschunginstitut für mineralische und metallische Werkstoffe-Edelsteine/Edelmetalle - GMBH)

Axe de recherche concerné

Matériaux et Outils pour la Santé

Laboratoire SYMME
Maison de la mécatronique - 7, chemin de bellevue
74940 Annecy-Le-Vieux
Tél. + 33 450 096 560
Fax. +33 450 096 543
direction.symme [at] univ-savoie.fr