Processus mutliphotoniques ultrarapides de nanoparticules d'or plasmoniques pour la photothérapie dynamique contre le cancer

par Syrine Gueffrache

Projet de thèse en Physique

Sous la direction de Bruno Palpant.

Thèses en préparation à université Paris-Saclay , dans le cadre de École doctorale INTERFACES : approches interdisciplinaires, fondements, applications et innovation , en partenariat avec LUMIN - Laboratoire Lumière-Matière aux Interfaces (laboratoire) et de CentraleSupélec (référent) depuis le 15-11-2018 .


  • Résumé

    L'interaction de nanoparticules métalliques et d'impulsions laser ultrabrèves accordées à la résonance plasmon localisé donne lieu à une série de phénomènes transitoires qui peuvent être exploités à des fins biomédicales. Ainsi, il est possible de produire un nano-plasma dans l'eau et de générer efficacement des dérivés réactifs de l'oxygène (ROS) à distances micrométriques des nanoparticules. Notre projet vise à analyser en profondeur les propriétés d'éjection d'électrons, de photoluminescence et de génération de ROS par processus multiphotoniques depuis des nanoparticules d'or individuelles sous irradiation laser pulsée. En particulier, le rôle dans ces processus du champ proche exalté à la résonance plasmon sera déterminé par des approches expérimentales complémentaires et par une modélisation appropriée. Les caractéristiques des nanoparticules seront alors optimisées pour des développements en photothérapie dynamique.

  • Titre traduit

    Ultrafast mutliphotonic processes of plasmonic gold nanoparticles for the photodynamic therapy against cancer


  • Résumé

    The interaction of metal nanoparticles and ultrashort laser pulses tuned to their localized plasmon mode results in a series of transient phenomena which can be exploited for biomedical purposes. Hence, it is possible to produce a nano-plasma in water, and further to generate efficiently reactive oxygen species (ROS) at micrometric distances from the nanoparticles. Our project aims at analyzing deeply the properties of electron ejection, photoluminescence and ROS generation by multiphoton processes from individual gold nanoparticles under pulsed laser irradiation. Particularly, the roles of the enhanced local field at the plasmon resonance and the initial photo-generated non-thermal electron distribution in the aforementioned processes will be addressed by both complementary experimental approaches and appropriate modeling. The nanoparticle characteristics will then be optimized for developments in dynamic phototherapy.