Complexes de rhénium luminescents et photo-actifs : développements en vue d’applications en imagerie biologique et en photothérapie - TEL - Thèses en ligne
Thèse Année : 2021

Photoluminescent and photo-active rhenium complexes, developments for applications in biological imaging and phototherapy

Complexes de rhénium luminescents et photo-actifs : développements en vue d’applications en imagerie biologique et en photothérapie

Résumé

This thesis deals with the synthesis and study of photoluminescent tricarbonylated rhenium complexes. Our goal is to be able to use these molecules for optical biomedical imaging or as a visual aid in surgery. Some molecules could be used for the controlled delivery of carbon monoxide under the action of light for therapeutic purposes. This manuscript describes the synthesis of about twenty original complexes, and focuses on correlating molecular structure and spectroscopic properties. Most of these molecules are distinguished by their rare property of being more emissive in the aggregate or solid state than in solution. Some of them show a sensitivity to mechanical stimuli, for which an original mechanism has been proposed. Experimentally, we have explored the different ways to rigidify a molecular system and the influence this can have on the luminescence of the complex. We have designed new rhenium complexes with exceptional luminescence efficiency in the solid state. We are also able to modify a complex so that it can produce carbon monoxide molecules under UV irradiation with a good efficiency. In addition, the use of a quick to use and relatively reliable theoretical model has been very effective in guiding our synthetic efforts. In our case, this approach was carried out with the objective of shifting the absorption and emission of our complexes towards longer wavelengths to optimize their use in biological media. This work must push a little more the reflection for a use of theoretical chemistry not only as explicative model but also as predictive model.
Ce travail de thèse porte sur la synthèse et l’étude de complexes de rhénium tricarbonylés. À terme, le but est d’être en mesure d’utiliser ces molécules pour effectuer de l’imagerie biomédicale optique. Ce type d’imagerie pourrait se révéler être très bon marché et simple d’utilisation comparé aux techniques d’imagerie actuellement utilisées en milieu hospitalier. Avec une faible pénétration dans les tissus vivants, il est possible de se servir de cette technique pour détecter les cellules cancéreuses localisées sur la peau d’un patient ou dans un échantillon issu d’une biopsie. Les sondes optiques peuvent également servir d’appuis pour la chirurgie car l’œil du praticien peut suffire pour détecter et identifier le rayonnement de la sonde. Ce manuscrit apporte beaucoup d’information sur le lien entre structure moléculaire et propriétés photophysiques. Une théorie innovante a été avancée pour expliquer l’origine du mécanochromisme et son fonctionnement. Expérimentalement, nous avons plus d’informations sur les différentes manières de rigidifier un système moléculaire et l’influence que cela peut avoir sur la luminescence du complexe. Nous sommes également capables de modifier un complexe non photoréactifs pour le rendre capable d’émettre des molécules de monoxyde de carbone sous irradiation UV. Enfin, nous avons mis à jour des complexes de rhénium possédant une efficacité de luminescence exceptionnelle à l’état solide. De plus, l’utilisation d’un modèle théorique rapide d’utilisation et relativement fiable a permis d’orienter très efficacement nos efforts de synthèse. Dans notre cas, avec un objectif de décaler l’absorption et l’émission de nos complexes vers les grandes longueurs d’onde. Ce travail doit pousser un peu plus la réflexion pour une utilisation de la chimie théorique non plus comme modèle explicatif mais également comme modèle prédictif.
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Origine Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03934670 , version 1 (11-01-2023)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03934670 , version 1

Citer

Alexandre Poirot. Complexes de rhénium luminescents et photo-actifs : développements en vue d’applications en imagerie biologique et en photothérapie. Chimie de coordination. Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2021. Français. ⟨NNT : 2021TOU30192⟩. ⟨tel-03934670⟩
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