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Une nouvelle molécule luminescente pour l’imagerie biologique

En imagerie médicale, des progrès restent à faire en matière de tolérance et d’efficacité in vivo des marqueurs biologiques ou des molécules luminescentes. Pour ce faire, une équipe de l'Institut pluridisciplinaire Hubert Curien (CNRS/Université de Strasbourg), en collaboration avec des chercheurs de l'université Baptiste (Hong Kong) et de l'université polytechnique de Hong Kong a mis au point une nouvelle molécule. Celle-ci, montre pour la première fois dans un système supramoléculaire, une conversion photonique ascendante . Ces travaux sont publiés dans la revue Nature Communications.

Dans le domaine médical, des molécules luminescentes sont utilisées pour le marquage de protéines en imagerie biologique. Un principe général de spectroscopie veut que ces molécules absorbent des photons de haute énergie et réémettent de la lumière à une énergie plus basse. Plus rarement, certains composés sont susceptibles d'accumuler de l'énergie provenant de plusieurs photons et de réémettre une lumière à plus haute énergie . Ce phénomène s'appelle la conversion photonique ascendante et peut être observé dans des solides et certaines nanoparticules. Mais il n’a encore jamais été observé dans l'eau avec des systèmes moléculaires.

Une équipe de l'Institut pluridisciplinaire Hubert Curien a justement développé un système supramoléculaire dans lequel deux complexes d'erbium s'associent en solution dans de l'eau deutérée pour former un dimère, en présence d'ions fluorures. Après la formation du dimère, l'excitation du composé dans le proche infrarouge montre un phénomène de conversion photonique ascendante avec l'émission de lumière dans le visible. Les chercheurs ont montré que l’existence de ce phénomène était due à l’association de ces deux complexes.

Même si l'efficacité du système reste perfectible, l'approche utilisée ouvre la voie à de nouveaux assemblages moléculaires et supramoléculaires utilisables dans des domaines aussi divers que le marquage biologique , l'analyse fluoro-immunologique ou encore l'optimisation de l'efficacité de conversion des cellules photovoltaïques.

Référence

Aline Nonat, Chi Fai Chan, Tao Liu, Carlos Platas-Iglesias, Zhenyu Liu, Wing-Tak Wong, Wai-Kwok Wong, Ka-Leung Wong & Loïc J. Charbonnière

Room Temperature Molecular Up Conversion in solution

Nature communications 15 juin 2016
doi:10.1038/ncomms11978

Contact chercheur

Loïc Charbonnière, Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien – Strasbourg

Courriel : L.Charbonn@unistra.fr

Contacts institut

Christophe Cartier dit Moulin, Stéphanie Younes

11 juillet 2016