Complexes de lanthanides comme sondes redox radicalaires

par Richard Barre

Projet de thèse en Chimie inorganique et Bio inorganique

Sous la direction de Fabrice Thomas et de Jennifer Molloy.

Thèses en préparation à Grenoble Alpes , dans le cadre de École doctorale chimie et science du vivant (Grenoble) , en partenariat avec Département de Chimie Moléculaire (laboratoire) et de CIRE (equipe de recherche) depuis le 01-10-2018 .


  • Résumé

    Ce projet vise la synthèse de complexes de lanthanides (III) avec des ligands redox-sensibles à pour visé de surveiller l'état redox. Une application majeure en aval est l'imagerie préclinique et biomédicale non invasive. Nous émettons l'hypothèse qu'un changement de l'état redox du ligand influencera à la fois la luminescence à base de lanthanides et les temps de relaxation (molécules d'eau coordonnées) pour l'imagerie par résonance magnétique (IRM). Ainsi, le ligand sera la sonde du statut redox et le lanthanide sera le rapporteur. Des ligands polydentés pro-phénoxyles, pro-iminosémiquinonates et nitroxydes seront préparés et chélatés sur une série d'ions lanthanides : TbIII, EuIII pour la détection de luminescence dans le visible, NdIII et YbIII pour une luminescence dans la région NIR et GdIII pour application en agents de contraste. Les constantes de stabilité des complexes seront déterminées et des caractérisations structurelles seront effectuées. Dans le but d'améliorer la solubilité et la pénétration cellulaire des complexes, des peptides de pénétration cellulaire ou des peptides de reconnaissance d'intégrine seront ajoutés aux ligands. Les potentiels de fonctionnement des sondes seront ensuite étudiés par des techniques électrochimiques (voltampérométrie cyclique, électrolyse). Les complexes sous leurs différents états redox (radical ou non) seront préparés à la fois électrochimiquement et in vitro avec des réactifs biologiquement pertinents, et caractérisés par des techniques de luminescence et de relaxométrie. Ayant établi que l'état d'oxydation des complexes puisse être contrôlé par luminescence et relaxivité, des études biologiques seront entreprises.

  • Titre traduit

    Complexes of Lanthanide ions for radical redox sensing


  • Résumé

    This project targets the synthesis of lanthanide(III) complexes with redox-sensitive ligands for monitoring the redox status. A major downstream application is the non-invasive preclinical and biomedical imaging. We hypothesize that a change in the redox state of the ligand will influence both the lanthanide-based luminescence and the relaxation times (coordinated water molecules) for magnetic resonance imaging (MRI). Thus, the ligand will be the probe of the redox-status and the lanthanide will be the reporter. Polydentate pro-phenoxyl, pro-iminosemiquinonate and nitroxide ligands will be prepared and chelated to a series of lanthanide ions: TbIII, EuIII for luminescence detection in the visible region, NdIII and YbIII for a luminescence in the NIR region and GdIII for application as contrast agents. The stability constants of the complexes will be determined and structural characterizations will be conducted. With the aim of improving the solubility and cellular penetration of the complexes, the ligands will be appended by cell penetrating peptides or integrin recognition peptides. The operating potentials of the probes will be next investigated by electrochemical techniques (cyclic voltammetry, electrolysis). The complexes under their different redox states (radical or not) will be prepared both electrochemically and in vitro with biologically relevant reactants, and characterized by luminescence and relaxometric techniques. Having established that the oxidation state of the complexes could be monitored by luminescence and relaxivity, biological studies will be undertaken.