Encapsulation de Quantum Dots dans des copolymères blocs : formation de structures supramoléculaires organisées et utilisation en biologie comme nouveau marqueur fluorescent

The purpose of the research task carried out during this thesis was to synthesize sub-micrometric polystyrene droplets containing quantum dots, so called QDs. This technique is called encapsulation. It corresponds to trap one or more QDs in the polymeric matrix of the polystyrene droplets. The QDs exhibit fluorescence with a wavelength depending on chemical composition and the size of the crystal. The QDs employed are CdSe emitting in the range of 500nm-630nm. For the realization of these droplets with QDs, we chose a mini-emulsion process which enables us to produce latex balls in great quantity and a high monodispersity. The optical properties of the QDs during the encapsulation process must then be preserved. The major difficulty consisted in carrying out a homogeneous dispersion of QDs in the droplets. For that, it is necessary to obtain a statistical distribution of the QDs in each ball. The utility to develop these sub-micrometric size composite droplets (QDs incorporated into polymers balls), is to produce a material with QDs, soluble in water for application as markers in biology. These objects could then be functionalized with the grafting of a functional grouping which will present a specific affinity for a precise biological material. This fonctionnalisation will be ensured via the surfactant which ensures the production of mini-emulsion. Finally, we synthesized self-assemblies of QDs with charged copolymers blocks. We explored the possibility of synthesizing aggregates of QDs and magnetic particles.Le travail de recherche effectué durant cette thèse avait pour but de synthétiser des billes de polystyrène de taille sub-micrométriques contenant des points quantiques, aussi appelés " quantum dots " ou QDs. Cette technique est appelée encapsulation. Elle correspond à piéger un ou plusieurs QDs au sein de la matrice formée de polymère. Les QDs émettent de la fluorescence à une longueur d'onde dépendant de la taille du nanocristal et de sa composition chimique. Les QDs employés seront des QDs de CdSe émettant dans la gamme de 500nm à 630nm. Pour la réalisation de ces billes, nous avons opté pour un processus de mini-émulsion qui nous permet de produire des billes de latex en grande quantité et très monodisperses. Les propriétés optiques des QDs lors du processus d'encapsulation doivent alors être conservées. La principale difficulté a consisté à réaliser une dispersion homogène de QDs au sein des billes. Pour cela, il faut obtenir une répartition statistique des QDs dans chaque bille. L'utilité de développer ces billes (en polymères contenant des nanoparticules) de taille sub-micrométrique composites, est de solubiliser les QDs dans l'eau en vue d'application pour la biologie en tant que marqueurs. Ces objets, pourront alors être fonctionnalisés avec le greffage d'un groupement fonctionnel qui présentera une affinité spécifique pour un matériel biologique précis. Cette fonctionnalisation sera assurée par l'intermédiaire du surfactant qui permet de produire la mini-émulsion. Nous avons enfin, essayé de réaliser aussi des auto-assemblages de QDs avec des copolymères blocs chargés. Ce travail consistait également à réaliser des agrégats à la fois magnétiques et fluorescents