Photo-active nano-objects for cell targeting and hyperthermia

Les nanoparticules plasmoniquespossèdent des propriétés intéressantes grâce àla résonance de plasmon de surface localisé. Enplus de leur grande efficacité de conversionphotothermique due au plasmon, leconfinement de l’échauffement peut êtremodulé par le type de source lumineuseutilisée (impulsionnelle ou continue). Cespropriétés font des nanoparticulesplasmoniques une solution potentielle pour lathérapie contre le cancer par hyperthermie.Afin de développer une telle applicationbiomédicale, il est nécessaire d'optimiserl'absorption de l'énergie lumineuse et le ciblagedes nanoparticules sur la tumeur considérée.Dans cette thèse, l'influence des électronschauds photo-générés sur l'absorptiond’impulsions laser ultracourtes par lesnanoparticules est d'abord étudiée. Ensuite, untravail effectué avec des chimistes, biologisteset médecins pour l'application desnanoparticules d’or irradiées par impulsionslaser ultracourtes à la thérapie contre le cancerest présenté. Enfin, nous présentons une étudepréliminaire sur la photoluminescence denanoparticules plasmoniques, dont l'origine estencore controversée, en appliquant un modèleprenant en compte la nature non thermale dela distribution d’électrons chauds.Plasmonic nanoparticles possessinteresting properties thanks to the localizedsurface plasmon resonance. In addition totheir high photothermal conversion efficiency,the heat release confinement can bemodulated by the type of light source used(pulsed or continuous laser). These propertiesmake the plasmonic nanoparticles a potentialsolution for cancer therapy by hyperthermia.In order to develop such a biomedicalapplication, it is necessary to optimize theabsorption of light energy and the targeting ofnanoparticles on the tumor considered.In this thesis, the influence of the photogeneratedhot electrons on the absorption ofultrashort laser pulses by nanoparticles is firststudied. Then, a work carried out withchemists, biologists and physicians for theapplication of gold nanoparticles irradiated byultrashort laser pulses to cancer therapy isdescribed. Finally, we present a preliminarystudy on the photoluminescence of plasmonicnanoparticles, the origin of which is stillcontroversial, by applying a model accountingfor the non-thermal nature of the hot electrondistribution