Elaboration de résines fonctionnalisées pour la purification de potentiels radiopharmaceutiques

par Ella Moreau Bizollier

Projet de thèse en Chimie Séparative, Matériaux et Procédés

Sous la direction de Vincent Blet et de Eugen Andreiadis.

Thèses en préparation à Montpellier , dans le cadre de Sciences Chimiques (Montpellier ; École Doctorale ; 2015-....) , en partenariat avec ICSM - Institut de Chimie Séparative de Marcoule (laboratoire) depuis le 15-10-2018 .


  • Résumé

    Les radionucléides médicaux sont particulièrement intéressants pour les traitements anti-cancers puisqu'ils permettent de développer une radiothérapie vectorisée et ciblée. La production de ces radionucléides est cependant contrainte par leur courte période de demi-vie (de quelques jours), leur fortes activités spécifiques (> GBq/g) et les niveaux de puretés isotopiques demandés (> 99,9 %). Les procédés d'extraction sur support solide sont potentiellement intéressants pour la purification de ces espèces. En effet, ils permettraient le développement d'équipements plus compacts répondant aux exigences de radioprotection, et possèdent une empreinte environnementale réduite par rapport aux procédés d'extraction par solvant. Dans ce contexte, l'objectif principal de la thèse est de développer une méthodologie d'élaboration de nouvelles résines organiques fonctionnalisées pour purifier des radionucléides « de valeur ». Grace à une approche basée sur la chimie combinatoire et la synthèse parallèle, des résines organiques seront greffées par divers motifs extractants, permettant ainsi de constituer une importante librairie de matériaux. Le screening de cette librairie par des techniques analytiques inspirées du criblage à haut-débit (spectroscopie UV-vis, fluorescence, ICP-AES, radiométrie), permettra d'évaluer les performances des résines en extraction solide-liquide en fonction de différents milieux étudiés. Dans une deuxième partie de la thèse, une caractérisation plus approfondie des "hits" sera menée à travers l'étude des phénomènes d'extraction et de la chimie de coordination en surface, faisant appel aux outils de la modélisation moléculaire par DFT. Un accent important sera mis sur l'identification des sites et des modes de coordination des différents ligands autour des cations d'intérêt, via des approches expérimentales dédiées (FT-IR, EXAFS, LA-ESI-MS, etc…), ce qui permettra de comprendre la nature des interactions et ainsi d'améliorer le design des matériaux.

  • Titre traduit

    Development of functionalized resins for the purification of innovative radiopharmaceuticals


  • Résumé

    As they essentially contribute to the development of a targeted, vector-driven radiotherapy, medical radionuclides are especially interesting for cancer treatment. However, their production is limited by short half-life (few days), high specific activity (> GBq/g) and levels of isotopic purity required (> 99.9 %). Solid phase extraction processes are an attractive solution for the purification of radionuclides, as they allow using more compact equipment, with obvious advantages for radioprotection. Moreover, this type of process produces less wastes and effluents than solvent extraction. In this context, the main objective of this thesis is the development of new functionalized organic resins for the purification of valuable radionuclides. Through an approach based on combinatorial chemistry and parallel synthesis, organic resins will be grafted by various extracting groups, thus constituting an important library of materials. The screening of this library by analytical techniques inspired by high-throughput screening (UV-vis spectroscopy, fluorescence, ICP-AES, radiometry) will allow to evaluate the performance of the resins in solid-liquid extraction depending on the different media studied. In the second part of the thesis, a more thorough characterization of the "hits" will be carried out through the study of extraction phenomena and of the surface coordination chemistry, using quantum modeling by DFT. Emphasis will be put on the identification of sites and coordination patterns of different ligands around the cations using appropriate experimental techniques (FT-IT, EXAFS, LA-ESI-MS, etc.), allowing a better understanding of the nature of interactions and therefore optimizing the molecular design.