Plasmonique appliquée à l'ingéniérie des processus de fluorescence en biophotonique

par Yannick Goulam Houssen

Thèse de doctorat en Interfaces Physique - Biologie

Sous la direction de Christian Ricolleau.

Soutenue en 2009

à Paris 7 .


  • Résumé

    Les plasmons de surface sont des modes d'oscillation collectifs des électrons de conduction à l'interface métal/diélectriques. Leurs propriétés sont particulièrement intéressantes pour des applications de biosensing et à la bio-imagerie photonique. Ils sont associés à des champs EM evanescents intenses et peuvent se coupler et modifier positivement des propriétés d'émission de bio-marqueur type fluorophores ou nanoparticules (NPs) métalliques. Les marqueurs (molécules fluorescentes, quantum dots, NPs) largement imposés en imagerie biologique, en médecine ou pour le diagnostic, présentent des inconvénients certains (photodestruction, faible intensité, clignotement, taille). Ceux ci peuvent être palliés en modifiant l'environnement proche de ces molécules. Dans ce travail de thèse nous avons en particulier étudié 2 aspects. Tout d'abord, un nouveau type d'imagerie de fluorescence alternative au TIRFM (Total Internai Reflection Fluorescence Microscopy) basée sur l'utilisation d'un film mince métallique. Nous avons étudié en détail, via des simulations et des expériences, l'interaction entre un film mince métallique et un fluorophore. Nous avons montré qu'une amplification du signal collecté était attendue ainsi qu'une réduction de la photodestruction. Ces résultats ont été appliqués à l'imagerie des phénomènes membranaires sur des cellules HEK. Dans une seconde partie, nous avons étudié le couplage entre une nanoparticule possédant un plasmon localisé et film mince métallique. Dans ce cas, nous avons obtenu une amplification d'un facteur 13 du signal diffusé par ces nanoparticules.

  • Titre traduit

    Plasmonics applied to the engineering fluorescence process in biophotonics


  • Résumé

    The surface plasmons are collective modes of oscillation of conduction electrons at the interface metal / dielectric. Their properties are particularly interesting for applications in biosensing and bio- photonic imaging. They are associated with intense evanescents EM fields and can be coupled and positively change the emission properties of bio-marker type fluorophores or nanoparticles (NPs) of metal. Markers (fluorescent molecules, quantum dots, NPs) widely imposed in biological imaging, medicine or for the diagnosis, have some disadvantages (photodestruction, low intensity, blinking, size). These can be mitigated by changing the environment of these molecules. In this thesis we have studied particular aspects 2. First, a new type of fluorescence imaging alternative to TIRFM (Total Internal Reflection Fluorescence Microscopy) based on the use of a thin metal film. We studied in detail through simulations and experiments, the interaction between a thin metal film and a fluorophore. We have shown that amplification of the signal was collected and an expected reduction of photodestruction. These results have been applied to imaging membranes phenomena on HEK cells. In a second part, we studied the coupling between nanoparticle's localized plasmon with a thin film and metal. In this case, we obtained an amplification by a factor of 13 signal scattered by these nanoparticles.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (139 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 129 Réf.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris Diderot - Paris 7. Service commun de la documentation. Bibliothèque Universitaire des Grands Moulins.
  • PEB soumis à condition
  • Cote : TS (2009) 152
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