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Theses Year : 2022

Triplet state access in multi-component heavy atom free photo-sensitizers in photomedicine

Formations des états triplet de photosensibilisateurs sans atomes lourds pour des applications en photomédecine

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Daire Gibbons
  • Function : Author

Abstract

Photodynamic therapy (PDT) has been a known clinical treatment for cancer for at least 30 years. The scientific community has since aimed to improve the therapeutic efficacy of PDT. This thesis describes a comprehensive study into recent advances made towards improving the drug candidates (photosensitizers) for this therapy. A novel and exotic triplet forming mechanism called triplet formation via charge recombination, is described in detail. This mechanism has the potential to pave the way for a new generation of photosensitizers. The rest of the thesis includes a study into the application of improved photosensitizers. More specifically, a tetra(hexyloxy)phenylporphyrin was synthesized and made into a thin film. Singlet oxygen production was detected from this thin film and moreover, photosensitizers (PSs) containing kraft lignin have been synthesized, modified and studied with time-resolved and steady-state spectroscopy techniques, to determine their potential in photomedicine. Furthermore, a novel porphyrin-cyanine dye conjugate was created and analyzed for its potential in PDT and it appears that there is some triplet formation via charge recombination occurring. Furthermore, synthetic methods used to create new porphyrin and cyanine dyes are discussed as well as the photophysical characterization of 16 novel phenalenone PSs. The photophysical properties were compared to their efficacy against gram-positive and gram-negative bacteria. Overall, this thesis has provided novel photosensitizers and it is clear that some of these, especially the porphyrin-near-IR cyanine dye conjugate, could pave the way for a new generation of PSs.
La thérapie photodynamique (PDT) est un traitement clinique du cancer connu depuis 30 ans. La communauté scientifique a depuis cherché des nouvelles voies pour améliorer son efficacité thérapeutique. Cette thèse décrit une étude approfondie des avancées récentes réalisées dans l'amélioration des candidats-médicaments (photosensibilisateurs) pour cette thérapie. Le chapitre 2 décrit un mécanisme nouveau, appelé formation de triplet par recombinaison de charges. Ce mécanisme a le potentiel d'ouvrir la voie à une nouvelle génération de photosensibilisateurs. De plus, une tétra (hexyloxy) phénylporphyrine a été synthétisée et formulée sous la forme d’un film mince capable de générer de l’'oxygène singulet sous irradiation. Des photosensibilisateurs (PS) contenant de la lignine kraft ont été synthétisés, modifiés et étudiés avec des techniques de spectroscopie résolue en temps et en régime permanent, afin de déterminer leur potentiel en photomédecine. De même, une nouvelle dyade associant cyanine et porphyrine a été synthétisée et étudiée. Les observations faites tendent à prouver la formation de triplet par recombinaison de charges. De plus, les méthodes synthétiques utilisées pour créer de nouveaux colorants de porphyrine et de cyanine sont discutées ainsi que la caractérisation photophysique de 16 nouveaux PS dérivés de la phénalénone. Ces propriétés photophysiques ont été comparées à leur efficacité contre des bactéries à Gram positif et Gram négatif. Dans l'ensemble, cette thèse a fourni de nouveaux photosensibilisateurs et il est clair que certains d'entre eux, en particulier la nouvelle dyade associant cyanine et porphyrine, pourraient ouvrir la voie à une nouvelle génération de PS.
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Dates and versions

tel-03667264 , version 1 (13-05-2022)

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  • HAL Id : tel-03667264 , version 1

Cite

Daire Gibbons. Triplet state access in multi-component heavy atom free photo-sensitizers in photomedicine. Other. Université de Limoges; Universiteit van Amsterdam, 2022. English. ⟨NNT : 2022LIMO0034⟩. ⟨tel-03667264⟩
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