Relaxation magnétique nucléaire de systèmes couplés et exploitation des données unidimensionnelles au moyen d'un logiciel convivial (RMNYW)

Non disponible/Not availableLes travaux présents dans ce mémoire de thèse concernent des nouvelles méthodes de détermination et d'exploitation des paramètres de relaxation magnétique nucléaire. Dans une première partie, nous décrivons le logiciel RMNYW de traitement de données RMN, que nous avons été amené à développer pour les ordinateurs de type pc. Outre ses qualités de convivialité, nous avons mis l'accent sur ses aspects originaux pour montrer qu'il constitue un outil adapté aux thématiques du laboratoire. Sa capacité à traiter commodément les expériences de relaxation a d'ailleurs été mise à profit pour l'exploitation des données rattachées à la troisième partie de ce mémoire. Le deuxième chapitre s'articule autour de l'expérience de découplage homonucléaire. Nous décrivons deux méthodes permettant de s'affranchir de la distorsion des pics (phase-twist) qui affecte cette expérience. La première méthode fournit une information quantitative grâce à un algorithme impliquant une analyse des données temporelles. Ce même problème peut également être résolu en faisant appel aux spectres de puissance, mais aux dépens de la quantitativite. Ce traitement remarquablement aisé nous a permis d'utiliser la séquence d'écho de spin comme une boite noire pour mesurer les temps de relaxation t 1 et t 1 r h o dans des systèmes couples. La première partie du troisième chapitre porte sur l'hexafluorobenzene. Nous montrons que la détermination des vitesses de relaxation et de corrélation croisée permet de remonter non seulement à l'anisotropie de réorientation, mais aussi aux différents éléments des tenseurs d'écran. L'étude suivante concerne l'acide méthanoïque et ne fait appel qu'aux vitesses de corrélation croisée ; elle confirme l'existence de cette molécule sous forme de dimère à l'état liquide. Pour ces deux exemples, les données obtenues en phase liquide sont confrontées aux résultats de RMN du solide et aux calculs de chimie quantique

MnO2-gated Nanoplatforms with Targeted Controlled Drug Release and Contrast-Enhanced MRI Properties: from 2D Cell Culture to 3D Biomimetic Hydrogels

International audienceMultifunctional nanomaterials combining diagnosis and therapeutic properties have attracted a considerable attention in cancer research. Yet some important challenges are still to be faced, including an optimal coupling between these two types of properties that would be effective within complex biological tissues. To address these points, we have prepared novel nanoplatforms associating controlled drug delivery of doxorubicin and Magnetic Resonance Imaging (MRI) contrast-enhancement that exhibit high specificity towards cancer cells compared to normal cells and evaluated them both in 2D cultures and within 3D tissue-like biomimetic matrices. Methods: Nanoplatforms were prepared from hollow silica nanoparticles coated with MnO2 nanosheets and conjugated with the AS1411 aptamer as a targeting agent. They were fully characterized from a chemical and structural point of view as well as for drug release and MRI signal enhancement. Standard two-dimensional monolayer cultures were performed using HeLa and Normal Human Dermal Fibroblasts (NHDF) cells to testify targeting and cytotoxicity. Cellularized type I collagen-based hydrogels were also used to study nanoparticles behavior in 3D biomimetic environments. Results: The as-established nanoplatforms can enter HeLa cells, leading to the dissociation of the MnO2 nanosheets into Mn 2+ that enhanced T1 magnetic resonance signals and concomitantly release doxorubicin, both effects being markedly more significant than in the presence of NHDFs. Moreover, particles functionality and specificity were preserved when the cells were immobilized within type I collagen-based fibrillar hydrogels. Conclusion: The use of MnO2 nanosheets as glutathione-sensitive coatings of drug loaded nanoparticles together with surface conjugation with a targeting aptamer offers an effective strategy to obtain efficient and specific nanotheranostic systems for cancer research, both in 2D and 3D. The here-described tissue-like models should be easy to implement and could constitute an interesting intermediate validation step for newly-developed theranostic nanoparticles before in vivo evaluation

Understanding the stability in water of mesoporous SBA-15 and MCM-41

Despite their surprisingly thick walls, SBA-15 mesoporous silicas are not as stable as expected in water, even at room temperature. The microporosity of SBA-15, synthesized at temperature under 110°C, is lost during water treatment, leading to a strong decrease in specific surface area and to an increase in mesopore size. Only SBA-15s without microporosity, as the ones synthesized at 130°C, are stable under water treatment. Investigations by nitrogen adsorption isotherms and hyperpolarized 129Xe NMR spectroscopy have been performed to understand the stabilities of three SBA-15s synthesized at different temperature (60, 100 and 130°C) and treated in water at room temperature and at the boiling point. The different behaviour are explained by a mechanism of dissolution/redeposition of silica based on the local curvatures of silica in the different structures. Similar experiments on MCM-41 silica lead to a totally different dissolution/redeposition behaviour, due to the thinner walls and lower pore size, surface area and pore volume of the material