Dissertations / Theses: 'Nanoparticules – Effets du zinc'

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Siron, Valérie. "Stabilité de nanoparticules d'oxyde métallique et effets toxicologiques." Paris 7, 2009. http://www.theses.fr/2009PA077138.

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Abstract:

C'est à cause de leur petite taille (une dimension inférieure à 100 nm) que les nanoparticules sont utilisées dans de nombreux domaines d'application (textiles, cosmétiques,. . . ). Certains de ces nanomatériaux sont déjà commercialisés. Cet essor des nanosciences n'a malheureusement pas été accompagné par les études toxicologiques adéquates. Le but de mon travail est donc d'apporter des éléments de réponse à cette problématique. Dans cette optique, l'analyse des interactions biologiques entre des nanoparticules d'oxyde de zinc (ZnO) semiconducteur utilisé dans les crèmes solaires, et Escherichia coli, une bactérie présente dans l'environnement, a été réalisée. Le comportement toxique des ZnO a été évalué dans deux milieux : un milieu de croissance classique, le Luria Bertani (LB), et un milieu environnemental, l'eau de Seine. Les résultats obtenus dans ce travail ont mis en évidence la nécessité d'une approche pluridisciplinaire pour étudier l'impact toxique des nanoparticules. Ainsi, des effets bactériostatique et bactéricide des nanoparticules ont été démontrés, mais la comparaison des effets biologiques observés lors d'une incubation avec des ions Zn2+, suggère une dissolution partielle des nanoparticules. Cette hypothèse a été confirmée par l'étude de la solubilité des nanoparticules dans les différents milieux. La composition du milieu joue indéniablement un rôle dans le potentiel toxique des ZnO. L'implication d'un stress oxydatif dans les mécanismes de toxicité des nanoparticules a également été observée en utilisant une souche mutée pour l'enzyme de la superoxyde dismutase
As they are small, the nanoparticules which one of the dimensions is inferior to 100 nm, are used in many processes (textile, cosmetics,. . . ) and some nanomaterials are already included in consumer goods. Despite the rise of nanosciences, few studies have determined the ecotoxicological and environmental impact of the nanoparticles. The aim of this study is to find some answers to these issues. To do so, the study of the biological interactions between ZnO nanoparticles (semi conductor incorporated in the sunscreen composition), and a Escherichia coli, a bacteria présent in the environment, was performed. The toxic behaviour of ZnO nanoparticles was evaluated in two media: a growth medium Luria Bertani (LB), and an environmental medium, Seine river water. The results obtained in this work show that the toxic impact studies of nanoparticles needed a pluridisciplinary approach. Indeed, the bacteriostatic and bactericidal effects of nanoparticles were evidenced in this work, but a comparison of the biological effects obtained during incubation with Zn2+ ions, suggested the partial dissolution of the nanoparticles. This hypothesis was confirmed by solubility experiments performed in both media. The composition of the medium influences the potential toxicity of ZnO. The implication of oxidative stress in the mechanisms of nanoparticles toxicity was observed by using a mutant strain for the superoxide dismutase enzyme

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Nicolosi, Angelo. "Effet de l'exposition périnatale aux nanoparticules d'oxyde de zinc sur l'activité des réseaux de neurones moteurs impliqués dans les fonctions respiratoire et locomotrice." Thesis, Bordeaux, 2017. http://www.theses.fr/2017BORD0912/document.

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Abstract:

De par leur taille (<100nm) leur conférant des propriétés nouvelles, les nanoparticules (NPs) sont déjà utilisées dans de nombreux produits de la vie quotidienne. La population y étant donc exposée de façon croissante, elles sont au cœur de nombreuses discutions sur la santé publique et environnementale. En effet, les NPs sont capables de pénétrer dans l'organisme, traverser différentes barrières biologiques telles les barrières alvéolaires, placentaire, ou encore hématoencéphalique, s'accumuler dans certains organes et potentiellement induire diverses pathologies. Pouvant s'agréger dans le cerveau, des études ont déjà montré des effets modulateurs des NPs sur les activités bioélectriques des neurones, mais aucune à ce jour n'a permis d'évaluer leurs effets potentiels sur l'activité de tout un réseau, tels ceux responsables de la genèse d'activités motrices impliquées dans des fonctions vitales. Mon travail de thèse s'est donc attaché à déterminer si les NPs, en particulier d'oxyde de zinc (ZnO), pouvaient modifier l'activité des réseaux de neurones responsables de la genèse des activités respiratoire et locomotrice. Cette étude, réalisée ex-vivo sur des préparations de moelle-épinière/tronc cérébral ou de tranches bulbaires isolées de rat nouveau-nés, mais également in-vivo après injection des NPs au cours de la gestation, a permis de combiner des approches électrophysiologiques, pharmacologiques et neuroanatomiques. Ce travail doctoral a permis de mettre en évidence l’existence d'un effet délétère des NPs ZnO sur les neurones respiratoires, provoquant lors d’une exposition aigue une augmentation de la fréquence inspiratoire suivie d'un arrêt précoce et définitif de toute activité. De plus, les NPs modifient le rythme ventilatoire et prolongent la durée des pauses respiratoires (apnées) d'animaux nouveau-nés dont la mère a été exposée de façon chronique aux NPs ZnO au cours de la gestation. Enfin, elles perturbent également l'activité des réseaux spinaux locomoteurs en provoquant un changement du rythme et en modifiant les patrons d'alternance caractéristiques de cette activité. Ces données permettent d'apporter un éclairage nouveau concernant la neurotoxicité potentielle des NPs ZnO sur le fonctionnement et le développement des réseaux neuronaux moteurs chez les mammifères, mais elle permet également de s'interroger sur la vulnérabilité périnatale des organismes lors d'une exposition maternelle au cours de la gestation. Malgré les avantages technologiques et économiques qu'offre le développement des nanotechnologies et des nanoparticules, il est donc nécessaire de considérer avec attention le risque chimique que pourrait représenter l'exposition (aiguë et/ou chronique) aux NPs sur la santé de la population en général, mais également dans la cadre d'activités professionnelles
Due to their size (<100nm) that confers them unique properties, nanoparticles (NPs) are used in many products of everyday life. The growing exposition of the population to NPs, have elicited concerns about their possible impact on health and environment. Indeed, NPs are able to enter and diffuse into organism, through the alveolar, placental, and blood-brain barriers. More dramatically, NPs accumulate into organs such as the brain, and could potentially induce various diseases. Recent findings have highlighted the ability of NPs to modulate the bioelectric properties of individual neurons. However, whether NPs could impair the functioning of a whole neural network, remained unknown. My doctoral work aimed at determining whether zinc oxide (ZnO) NPs alter the activity of neuronal networks that are responsible for the genesis of respiration and locomotion. Here, we have shown that acute exposure to ZnO NPs induced an increase of inspiratory frequency followed up by a premature cessation of the rhythm generation, using ex-vivo brainstem/spinal cord preparations from newborn rats. Our results have highlighted the inspiratory neurons from the pre-Bötzinger complex as a preferential target of ZnO NPs. When, ZnO NPs were injected chronically into gestating females, we observed a modification of the respiratory rhythm and an increase of respiratory pause duration (apnoea), by performing plethysmographic recordings in the following progeny. Taking together, those data shed a new light not only on the potential neurotoxicity of ZnO NPs, and as a consequence on the functioning of mammals' motors neurons networks, but also on organism perinatal vulnerability throughout maternal exposition during gestation

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Martins, Da Silva Fernando Henrique. "Etude structurale, distribution cationique et état d'oxydation dans des nanoparticules magnétiques de ferrite du type coeur-coquille." Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066102/document.

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Abstract:

Nous explorons les propriétés structurales de nanoparticules cœur-coquille, avec un cœur de ferrite MFe2O4 (M = Mn et Co) ou de ferrite mixte Mn-Zn. Ces nanoparticules sont obtenues par co-précipitation hydrothermique et sont dispersées en milieu acide par un traitement de surface empirique au nitrate ferrique, protégeant les nanograins contre une dissociation chimique par une fine couche superficielle de maghémite. La fraction volumique du cœur, de la coquille et l’épaisseur de la couche superficielle sont déterminées par dosage chimique. Nous suivons les changements structurels des nanocristaux de MnFe2O4 et CoFe2O4, pendant la durée du traitement de surface, tandis que ceux des nanoparticules de ferrite mixte Mn-Zn sont étudiés en fonction de leur teneur en zinc. Diffraction de rayons-x et de neutrons sont utilisées pour déterminer les paramètres de structure, en particulier la diffusion de cations dans les interstices de la ferrite spinelle. Pour un haut degré de fiabilité, des raffinements de Rietveld sont réalisés. Les distances inter-atomiques, l’état d’oxydation moyen et le degré d’inversion sont déterminés par spectroscopie d’absorption des rayons-x. Morphologie, cristallinité et taille des nanoparticules de ferrite mixte Mn-Zn sont étudiées par TEM/HRTEM et par diffraction des électrons. Dans les nanoparticules MnFe2O4 et de ferrite mixte Mn-Zn, on constate la présence de cations Mn3+ en environnement octaédrique, responsables de déformations anisotropes (effet Jahn-Teller). Le degré d’inversion obtenu ici diffère de celui du bulk en raison de la réduction à l’échelle nanométrique et de l'augmentation du rapport surface/volume pendant le processus de synthèse
Structural properties of core-shell ferrite nanoparticles MFe2O4 (M = Mn and Co) and Mn-Zn ferrite nanoparticles are here investigated. The nanoparticles are synthesized by hydrothermal co-precipitation and are dispersed in acid medium thanks to an empirical surface treatment by ferric nitrate, which prevents the chemical dissociation by a thin maghemite layer incorporated at the surface of the nano-grains. Chemical titrations allow us to calculate volume fractions of core and shell, as well as the surface-layer thickness. Structural changes induced by the surface treatment are followed as a function of treatment duration in MnFe2O4 and CoFe2O4 nanocrystals. Whereas structural changes in Mn-Zn ferrite nanoparticles are investigated as a function of zinc content. X-ray and Neutron diffractions are used to determine the structural parameters, in particular cationic distribution in the spinel ferrite sites. Precise structural information with high degree of reliability is obtained by Rietveld refinements. To investigate the local structure of these materials, X-ray Absorption Spectroscopy measurements are performed, allowing determining interatomic distances, mean oxidation state and inversion degree. Morphology, crystallinity and size of mixed-ferrite nanoparticles are investigated by TEM/HRTEM and electron diffraction. In Mn-Zn ferrite nanoparticles, the presence of Mn3+ in octahedral environment is responsible for anisotropic distortions, known as Jahn-Teller effect. The inversion degree obtained in this work diverges from the bulk values due to the reduction to nanoscale and to the increase of the surface/volume ratio, associated to the synthesis process

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Glaria, Arnaud. "Généralisation d'une approche de synthèse par voie organométallique, à température ambiante, de nanoparticules monocristallines d'oxydes métalliquess : étude de leurs propriétés optiques ou magnétiques." Toulouse 3, 2007. http://thesesups.ups-tlse.fr/157/.

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Abstract:

Notre groupe a récemment développé une méthode organométallique pour la synthèse de nanoparticules de ZnO de taille et de forme contrôlées. Ce travail de thèse s'inscrit dans une démarche de généralisation de cette méthode à d'autres oxydes métalliques afin d'obtenir des particules de taille inférieure à 5nm. Le travail présenté dans ce manuscrit de thèse concerne la synthèse et l'étude de nanoparticules d'oxydes métalliques possédant soit des propriétés de luminescence (ZnO), soit des propriétés magnétiques (Gamma-Fe2O3, Co3O4, CoFe2O4, FeO ou CoO). Dans la première partie de cette thèse, nous montrons d'une part que l'ajout d'un précurseur organolithien lors de la synthèse des particules de ZnO modifie leur mécanisme de croissance, et d'autre part que la taille des particules dépend directement de la quantité d'organolithien et peut ainsi varier de 2,5 à 4,3 nm. De plus, les études de photoluminescence montrent que l'émission de ces particules varie du bleu au jaune en passant par le blanc. Dans la seconde partie, nous montrons que notre voie de synthèse peut être généralisée à des particules magnétiques comme Gamma-Fe2O3 et CoFe2O4. Nous montrons aussi la variation des interactions entre les particules en fonction de conditions de synthèse. Enfin, nous montrons que la flexibilité de notre approche organométallique nous permet d'accéder à des phases rares et peu stables comme FeO et CoO. La dernière partie de ce manuscrit présente une nouvelle méthode de synthèse de particules à partir de la réduction de précurseurs organométalliques par un complexe amine-borane. Des nanoparticules métalliques de Zn, Fe et Co sont ainsi obtenues
Our group has recently developed an organometallic synthetic approach for the synthesis of ZnO nanoparticles with controlled size and shape. The aim of this thesis is to generalise this method to other metal oxide nanoparticles with a size smaller than 5 nm. This work deals with the synthesis and the study of metal-oxide nanoparticles exhibiting either luminescent (ZnO) or magnetic properties (Gamma-Fe2O3, Co3O4, CoFe2O4, FeO or CoO). In the first part of this thesis, we show that adding an organolithium precursor during the ZnO nanoparticles synthesis modifies their growth mechanism. Therefore, the size of the particles is directly related to the amount of the organolithium precursor and varies from 2. 5 to 4. 3 nm. In this way, colloidal solutions and nanoparticles in the solid state are obtained which display a luminescence in the visible range from yellow to blue through white. In the second part, we show the generalisation of this approach to magnetic nanoparticles such as Gamma-Fe2O3 and CoFe2O4. We show therefore the variation of the interactions between the particles depending on the experimental conditions. Finally, we show that we can also adapt this approach to the synthesis of unstable phases such as FeO and CoO. The last part of this manuscript deals with the synthesis of metallic particles (Fe, Co, Zn) using an amine-borane complex as reducing agent of our organometallic complexes

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Kataya, Zeinab. "Effets de température sur les nanoparticules de CoAg : structure et effets de ségrégation." Phd thesis, Université d'Orléans, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01004367.

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Abstract:

Cette étude a pour objectif de comprendre comment les effets de température, de cinétiques de croissance, ou les effets d'environnement peuvent influencer la structure (cristalline ou non cristalline) et la configuration chimique (mélange/ ségrégation/ séparation de phase) de nanoparticules supportées d'Ag et de CoAg. Pour cela, des nanoparticules de CoAg de différentes tailles et compositions ont été préparées par condensation sous ultravide selon différents modes de croissance (co-dépôt ou dépôts séquentiels des deux métaux). Afin d'accéder à l'ensemble des caractéristiques des nanoparticules, des techniques complémentaires ont été couplées: la diffusion de rayons X aux petits et aux grands angles en incidence rasante et les techniques de microscopie en mode d'imagerie haute résolution ou filtrée en énergie. L'analyse préliminaire de particules d'Ag a montré l'existence de structures cristallines et non cristallines (icosaédriques) pour les petites (2-2.5nm) et grandes tailles (6-8nm). Une dominance de la structure décaédrique a été montrée entre ces deux extrêmes. Cette dernière disparaît complètement lors de l'élaboration en température. Pour le système bimétallique Co-Ag, à température ambiante et indépendamment de la taille, de la composition et du mode d'élaboration, les nanoparticules présentent une ségrégation avec une configuration de type coeur d'argent entouré d'une coquille plus ou moins continue à base de Co métallique et d'oxyde de Co. Lorsque les échantillons sont soumis à un traitement thermique, une transition s'opère conduisant à une ségrégation plus importante de type Janus.

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Simon-deckers, Angélique. "Effets biologiques de nanoparticules manufacturées : influence de leurs caractéristiques." Phd thesis, AgroParisTech, 2008. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00004918.

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Abstract:

A l'aube du XXIème siècle, les nanosciences et nanotechnologies promettent des progrès remarquables dans de nombreux domaines, mais soulèvent aussi de nombreuses inquiétudes en particulier au sujet de leurs effets sur la santé humaine et l'environnement. Cette étude a pour objectif d'apporter des éléments de réponse à la compréhension de la nature et de l'origine des effets biologiques de nanoparticules manufacturées : les oxydes de titane et les nanotubes de carbone. Pour cela les effets sur la viabilité cellulaire, la localisation cellulaire et la capacité à provoquer un stress oxydant, d'un panel de ces nanoparticules caractérisées de façon poussée ont été regardés in vitro sur deux modèles cellulaires : les cellules alvéolaires humaines A549 permettant de se placer dans un contexte d'exposition de l'homme par voie respiratoire et les bactéries Escherichia coli MG1655 et Cupriavidus metallidurans CH34 permettant de se placer dans un contexte de contamination environnementale. Il apparaît que les nanoparticules étudiées ne sont pas inertes pour ces différents modèles et que la nature et l'intensité des effets observés dépendent non seulement du modèle mais surtout des conditions d'exposition et des caractéristiques physicochimiques des nanoparticules qui pour certaines ont pu être identifiées comme prépondérantes.

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Simon-Deckers, Angélique. "Effets biologiques de nanoparticules manufacturées : influence de leurs caractéristiques." Paris, AgroParisTech, 2008. http://pastel.paristech.org/4918/01/Thèse_Angélique_SIMON-DECKERS.pdf.

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Abstract:

A l'aube du XXIème siècle, les nanosciences et nanotechnologies promettent des progrès remarquables dans de nombreux domaines, mais soulèvent aussi de nombreuses inquiétudes en particulier au sujet de leurs effets sur la santé humaine et l'environnement. Cette étude a pour objectif d'apporter des éléments de réponse à la compréhension de la nature et de l'origine des effets biologiques de nanoparticules manufacturées : les oxydes de titane et les nanotubes de carbone. Pour cela les effets sur la viabilité cellulaire, la localisation cellulaire et la capacité à provoquer un stress oxydant, d’un panel de ces nanoparticules caractérisées de façon poussée ont été regardés in vitro sur deux modèles cellulaires : les cellules alvéolaires humaines A549 permettant de se placer dans un contexte d'exposition de l'homme par voie respiratoire et les bactéries Escherichia coli MG1655 et Cupriavidus metallidurans CH34 permettant de se placer dans un contexte de contamination environnementale. Il apparaît que les nanoparticules étudiées ne sont pas inertes pour ces différents modèles et que la nature et l’intensité des effets observés dépendent non seulement du modèle mais surtout des conditions d’exposition et des caractéristiques physicochimiques des nanoparticules qui pour certaines ont pu être identifiées comme prépondérantes.

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Bouet, Nathalie. "Croissance de nanoparticules CoxPt100-x : effets dûs à l’échelle nanométrique." Orléans, 2006. http://www.theses.fr/2006ORLE2020.

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Abstract:

Pour atteindre des densités de stockage d’information de plus en plus élevées, le codage magnétique ne peut se faire que sur des media composés de particules magnétiques de plus en plus petites tout en conservant une stabilité dans le temps élevée. Ainsi, le but ultime serait de produire des nanoparticules ferromagnétiques, magnétiquement indépendantes, servant d’unité de codage de l’information. Les alliages CoxPt100-x en fonction de leur composition peuvent être, du fait de leur anisotropie magnétocristalline et de leur fort moment magnétique, de très bons candidats pour de telles applications. Cependant retranscrire ces propriétés à l’échelle de nanoparticules n’est pas trivial compte tenu des fortes contributions des effets de surface et de confinement. L’étude a porté sur des nanoparticules de cobalt, platine et d’alliages CoxPt100-x préparées par dépôt d’atomes sous ultravide sur substrats amorphes. L’objectif de ce travail a été tout d’abord, de déterminer dans des conditions de préparation contrôlées avec ou sans traitement thermique, l’évolution de l’organisation sur la surface et de la morphologie des nanoparticules en fonction de la composition chimique et de la quantité d’atomes déposés. Ceci a essentiellement été étudié par microscopie électronique en transmission (MET). D’autre part, l’arrangement atomique au sein des nanoparticules (solution solide, alliage ordonné, structure cœur-coquille) a été déterminé par spectroscopie d’absorption des rayons X (XAS) en fonction non seulement des paramètres morphologiques et chimiques mais également en prenant en compte les effets environnementaux. Ces derniers se sont avérés primordiaux non seulement pour la qualité des informations obtenues mais aussi en raison des effets induits sur la structure cristalline des nanoparticules.

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CHILOV, VIKTOR. "Effets d'anisotropies superficielles sur la resonance ferromagnetique de nanoparticules de ferrite." Paris 7, 1999. http://www.theses.fr/1999PA077049.

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Abstract:

Ce travail porte sur l'etude des manifestations macroscopiques de l'anisotropie de surface des grains fins. On envisage d'abord ici l'aimantation statique d'une nanoparticule magnetique possedant une anisotropie de surface, uniaxe et soumise a un champ magnetique de direction arbitraire. Dans l'approximation dite de weak pinning, on s'interesse aux solutions des modeles d'anisotropie de surface de neel-brown et d'aharoni. L'etat magnetique reel de la nanoparticule est alors presente comme la superposition d'un etat uniforme et d'un jeu de modes spatiaux. Les problemes dynamiques concernent la resonance ferromagnetique (r. F. M. ) dans une particule spherique. Le premier cas envisage est celui d'une anisotropie de surface d'aharoni et d'une anisotropie volumique uniaxe (et colineaire a la precedente). On s'interesse a la reponse lineaire a un champ radiofrequence. On considere le mode d'oscillation le plus bas, remplacant la precession uniforme et donc observable par une technique r. F. M. Conventionnelle. Les frequences de resonance et les temps de relaxation sont trouves dans l'approximation d'un fort champ exterieur applique, soit parallelement, soit perpendiculairement a l'axe d'aimantation facile. Il est montre que l'anisotropie de surface provoque une modulation spatiale de l'amplitude de precession et un decalage du champ de resonance r. F. M. Le signe et l'amplitude de ce decalage dependent de l'angle entre l'axe de la particule et le champ exterieur. Les resultats theoriques sont en bon accord avec les donnees experimentales de r. F. M. Obtenues avec des solutions colloidales de nanoparticules de maghemite, triees en taille. Un autre probleme de r. F. M. Est resolu ici : celui d'une particule avec une anisotropie d'echange de surface susceptible de tourner selon la direction du champ exterieur applique. Comme n'importe quel ancrage de surface, ceci provoque des oscillations magnetiques non-uniformes mais a la consequence particuliere de provoquer un decalage du champ de resonance, independant de la direction du champ. Un tel effet avait ete observe il y a quelque temps par r. F. M. Avec des liquides magnetiques geles a basse temperature. Cet effet trouve ici son explication. La discussion de la resonance ferromagnetique d'une nanoparticule faite a basse temperature est alors etendue au domaine des temperatures finies, dans le regime du paramagnetisme developpe. Quelques traits importants des spectres experimentaux de r. F. M. Sont expliques en termes de lois d'echelle en fonction du parametre de langevin, rapport, pour une nanoparticule individuelle, de son energie magnetique a son energie thermique.

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Delaval, Mathilde. "Effets des nanoparticules d'oxyde de cerium sur l'epithelium respiratoire in vitro." Sorbonne Paris Cité, 2015. http://www.theses.fr/2015USPCC204.

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Abstract:

L'utilisation croissante des NPCe02 conduit à leur émission dans l'air intérieur et extérieur, rendant nécessaire l'étude de leurs effets pulmonaires potentiels. Notre objectif était d'étudier la capacité des NPCe02 à induire des effets à court et long terme sur des modèles bronchiques in vitro. Les propriétés physico-chimiques des NPCe02, de contrôles positifs (Mn203 and Ti02) et négatifs (BaSO4) ont été caractérisées, notamment en développant un test haut-débit pour évaluer leur potentiel oxydant intrinsèque. Une stratégie toxicologique in vitro basée sur la capacité des NPs à induire une cytotoxicité, réponse pro-inflammatoire et défense antioxydante de cellules épithéliales bronchiques humaines a été utilisée. Les modèles in vitro ont été traités avec une dose unique de NPCeO2 pendant 6, 24, 48 heures ou jusqu'à 28 jours, ou avec des doses répétées de NPCeO2 pendant 1 ou 4 semaines. Notre étude révèle un potentiel toxique intermédiaire des NPCeO2 par rapport aux autres NPs. Les NPCeO2 induisent l'expression d'ARNm d'antioxydants et un relargage de cytokines pro-inflammatoires. Notre étude demontre que les cellules primaires sont moins sensibles que la lignée cellulaire bronchique. Le développement de cultures primaires mucociliaires différenciées traitées en interface air-liquide a permis de détecter une réponse pro-inflammatoire retardée en réponse aux NPCeO2. Ces NPs induisent des effets cellulaires persistant jusqu'à 4 semaines d'exposition répétées et unique à forte dose. En conclusion, notre étude met en évidence la nécessité d'utiliser des modèles in vitro plus complexes permettant des expositions répétées et long-terme, afin de révéler les effets néfastes des NPCeO2
Considering the increased use of Ce02 NPs, which induces indoor and outdoor airborne emissions, there is a need to assess potential pulmonary responses to Ce02 NPs. Therefore, our objective was to examine the ability of Ce02 NPs to induce short and long-term effects on in vitro bronchial models with increasing complexity. Physicochemical properties of Ce02 NPs, positive controls (Mn203 and Ti02) and negative control (BaSO4) were characterized, especially by developing a high throughput assay to assess the intrinsic oxidative potential of NPs. An in vitro toxicological strategy based on their ability to induce cytotoxicity, pro-inflammatory response and antioxidant defense in human bronchial epithelial cells was used. In vitro models were treated with one single dose of Ce02 NPs for up to 48 hours or 28 days, or with repeated doses of Ce02 NPs for 1 or 4 weeks. Our study revealed an intermediate toxicological potential of Ce02 NPs in comparison to other NPs. Ce02 NPs induced antioxidant mRNA expressions and release of pro¬inflammatory cytokines. Our study also demonstrated that primary cells are less sensitive than the bronchial cell line but the development of differentiated mucociliary primary cultures treated at air-Iiquid interface allowed the detection of a delayed pro-inflammatory response. Ce02 NPs induced persistent cellular effects for up to 4 weeks of repeated exposure and surprisingly also after one single exposure at high dose. In conclusion, our study emphasized the necessity to use more complex in vitro models allowing long-term and repeated exposures, in order to reveal the adverse effects of Ce0, NPs

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Le, Bars Maureen. "Devenir du zinc des produits résiduaires organiques après méthanisation et recyclage agricole : rôle des nanoparticules de sulfure de zinc." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2019. http://www.theses.fr/2019AIXM0034.

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Abstract:

Le recyclage agricole de Produits Résiduaires Organiques (PROs) bruts ou après un traitement tel que la méthanisation et/ou le compostage est une pratique répandue. Il est indispensable d’évaluer l’impact environnemental de l’épandage des PROs après méthanisation, technologie en essor, en particulier vis-à-vis du zinc (Zn). La spéciation du Zn dans le PRO est un paramètre crucial pour établir le risque. Nous avons pu mettre en évidence que la méthanisation favorise la formation de nanoparticules de sulfures de Zn (nano-ZnS), qui est donc la forme majoritaire du Zn dans les digestats de méthanisation (>70%). Cette forme du Zn est instable car elle se transforme lors du compostage des digestats. Les paramètres structuraux des nano-cristaux (taille, contrainte) peuvent expliquer leur réactivité. Nos résultats montrent que plus les nano-ZnS sont petites et plus leur contrainte est importante. De plus, l’interaction avec les groupements thiols de certaines molécules organiques, potentiellement présentes dans un digesteur de méthanisation, relâche la contrainte des nano-ZnS et contrôle leur croissance. Enfin, les caractéristiques du sol amendé ont un rôle majeur pour le devenir des nano-ZnS: les composants de sols argileux riches en oxydes de fer sont capables de retenir le Zn issu de la dissolution des nano-ZnS, contrairement à ceux d’un sol sableux. Ce travail apporte une meilleure compréhension de la dynamique du Zn dans les écosystèmes cultivés soumis à l’épandage de PROs
Agricultural recycling of organic waste (OW), raw or after a treatment like anaerobic digestion (AD) and/or composting is common. It is necessary to assess the environmental impact of OW agricultural recycling after anaerobic digestion since this technology is gaining interest, particularly regarding zinc, an abundant element in OW. In order to properly evaluate the risk, zinc speciation must be known. First, we have shown that AD promote the formation of nano-ZnS that is therefore the main species of Zn (> 70%) in AD digestates. This unstable species is transformed during composting of 1 to 3 months. Size and strain are parameters that can explain nanocrystals reactivity. We showed that the more nano-ZnS are small and the higher the strain is. Interaction with thiol containing organic molecules, potentially present in anaerobic digesters, release nano-ZnS structural strain and control its growth. Finally, amended soil characteristics have a key role for nano-ZnS fate: the components of clayey and iron-oxide-rich soils are able to immobilize Zn released by nano-ZnS dissolution, unlike sandy soils components. This work gives a better understanding of zinc dynamics in cultivated ecosystems subject to spreading of organic waste

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Ebabe, Elle Etienne Raymond. "Le double aspect des nanoparticules manufacturées sur les métabolismes oxydatifs et inflammatoires : effets délétères et effets protecteurs." Thesis, Montpellier, 2016. http://www.theses.fr/2016MONTT008/document.

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Abstract:

On étudie les effets des nanoparticules (d'argent et de silice) manufacturées sur les métabolismes oxydatifs et inflammatoire. La première partie étudie la toxicité in vivo de l'ingestion de nanoparticules d'argent, pendant 11 semaines, sur un modèle animal - rat Sprague Dawley. Nous y avons mis en évidence l'action toxique des nanoparticules d'argent notamment une hausse de la production d'anion superoxyde par les NADPH oxydases hépatiques et cardiaques, des dyslipidémies, une cytolyse hépatique, une augmentation de cytokines pro-inflammatoires et une tendance à la baisse de l'activité d'enzymes antioxydantes. Ceci nous a conduit à aborder l'étude in vitro, sur des modèles cellulaires intestinaux (Caco-2) et cutanés (HaCaT). Au cours de cette étude, des nanoparticules de silice, fonctionnalisées ou non avec des antioxydants, ont été incubées pendant 24 H en présence des cellules. Nous montrons que la modification de la surface des nanoparticules réduit considérablement leur toxicité en limitant la production d'espèces radicalaires et la mortalité cellulaire. D’autre part, le couplage avec un antioxydant permet d’augmenter la stimulation de voie de signalisation du facteur Nrf2. Cette voie est impliquée dans la protection de l’organisme contre les troubles liés aux espèces radicalaires. En somme, ce travail met en avant les potentialités de la vectorisation d’antioxydants avec des nanoparticules à des fins thérapeutiques
The purpose of this study is to explore the effects of nanoparticles (silver and silica) manufactured on oxidative and inflammatory metabolism. In the first part of this work, we explored the in vivo toxicity from ingestion of silver nanoparticles, for 11 weeks, in an animal model - Sprague Dawley rat. This enabled us to demonstrate the toxic properties of silver nanoparticles including superoxide anion production by hepatic and cardiac NADPH oxidases, dyslipidemia, hepatic cytolysis, an increase in proinflammatory cytokines and a downward trend the activity of antioxidant enzymes. This led us to address the in vitro study on intestinal cell models (Caco-2) and cutaneous (HaCaT). During this study, silica nanoparticles, functionalized or not with anti-oxidants, were incubated for 24 hours in the presence of the cells. We show that the modification of the surface of the nanoparticles significantly reduces their toxicity limiting the production of free radical species and cell death. Furthermore, the coupling with an anti-oxidant increases the stimulation of Nrf2 factor that involves the protection of the body against disorders associated with radical species. In summary, this work highlights the potential of vectorization of antioxidants with nanoparticles for therapeutic purposes

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Saliba, Sarmenio. "Thermotropic and lyotropic liquid crystals for the formation of zinc oxide nanohybrids." Toulouse 3, 2011. http://thesesups.ups-tlse.fr/1598/.

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Abstract:

Le travail présenté dans ce manuscrit décrit l'incorporation de matériaux inorganiques à l'intérieur des matrices organiques. Notre ambition était de réussir à hybrider des nanostructures de ZnO avec des matériaux cristal liquides (CL). Ceci a été réalisé en utilisant différentes stratégies, dont le choix dépendait des propriétés finales du matériau. L'objectif était non seulement de réaliser la synthèse et la stabilisation des nanoparticules (NP), mais aussi d'étudier leur organisation dans un milieu cristal liquide. A cette fin, la première approche envisagée a consisté dans la fonctionnalisation des NPs isotropes préformées de ZnO par des ligands CLs thermotropes. Ceci a été rendu possible en utilisant un mécanisme d'échange de ligands. En raison d'un équilibre dynamique à la surface de ZnO, les molécules mésogènes peuvent s'organiser à la surface des NPs, donnant naissance à des hybrides CL/NP possédant des propriétés innovantes. Une seconde approche utilisant des cristaux liquides lyotropes, a ensuite été utilisée pour organiser les NPs. Dans ce cas, les NPs ont été synthétisé directement à l'intérieur des phases lyotropes. La synthèse de ZnO a donc été confinée à des domaines de taille définie. La forme de ces domaines permettant un contrôle direct de l'organisation des NPs. En dehors de l'organisation des NPs, notre objectif a consisté dans l'élaboration des nano-objets anisotropes assistée par des CL. Les molécules thermotropes avec une structure ramifiée se sont révélés être des modèles de croissance remarquable pour des nanocristaux anisotropes de ZnO. Cette croissance anisotrope est en particulier influencée par la taille des molécules CLs
The work presented in this manuscript describes the incorporation of inorganic materials inside organic hosts. Our ambition was to successfully hybridize ZnO nanostructures with liquid crystals. This was achieved using different strategies, the choice of which depended on the desired properties of the final material. The objective was not only the synthesis and stabilization of the nanoparticles within, but also their organization in the LC medium. One approach was the functionalization of preformed ZnO spherical nanoparticles by thermotropic LC ligands. This was made possible using a ligand exchange mechanism. Due to a dynamic equilibrium at the surface of ZnO NPs, the mesogenic molecules could exhibit order at the molecular level, giving rise to novel LC/NP hybrids with enhanced LC properties. The organization of NPs could also be induced by the use of lyotropic liquid crystals. In this case, the NPs were not simply doped into a LC material, but synthesized directly inside the lyotropic phases. The synthesis of ZnO was therefore confined to domains of defined size and shape which can directly control the organization of the nanostructures growing within. Apart from organization of NPs, our constant objective was the fabrication of anisotropic nanoobjects via LC-assisted synthesis. Thermotropic liquid crystals consisting of novel low molecular weight branched mesogens have proved to be remarkable templates for anisotropic growth of ZnO nanocrystals. This anisotropic growth was also found to be influenced by the size of the LC molecules as observed with the fabrication of ZnO inside LC polymers. This work has shown the possibility of integrating inorganic material in LCs providing that the two constituents are able to sufficiently interact with one another

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Doumandji, Zahra. "Identification de marqueurs d’exposition et d’effets de nanoparticules métalliques sur modèle in vitro." Thesis, Université de Lorraine, 2019. http://www.theses.fr/2019LORR0067.

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Abstract:

En conséquence de l'extension de l’utilisation des nanoparticules dans différents secteurs industriels, le nombre de travailleurs potentiellement exposés ne cesse de croître, sans parfaitement connaître les propriétés toxicologiques de ces matériaux. Étant donné que les nanoparticules peuvent se trouver en suspension dans l’atmosphère professionnelle, l'inhalation représente une voie d'exposition professionnelle majeure. De ce fait, l’évaluation des risques liés à l’exposition aux nanomatériaux requiert d’entreprendre des études de toxicologie sur des modèles cellulaires des voies aériennes. Dans ce manuscrit, les réponses cellulaires et moléculaires des macrophages alvéolaires de rat (NR8383) exposés à des nanoparticules d’oxydes métalliques : ZnO, ZnFe2O4, NiZnFe2O4, Fe2O3, TiO2-NM105 et TiO2-NRCWE001, ont été étudiées, en combinant des analyses toxicologiques classiques (caractérisation des nanoparticules par microscopie électronique à transmission et par diffusion dynamique de la lumière, évaluation de la cytotoxicité par tests WST-1 et libération de LDH); et de criblage moléculaire à haut débit (analyses de transcriptomique et de protéomique). Des cellules NR8383 ont été exposées aux nanoparticules ZnO, ZnFe2O4, NiZnFe2O4, Fe2O3, TiO2-NM105 et TiO2-NRCWE001 pendant 24 h ce qui a permis de déterminer une dose sub-toxique pour chaque nanoparticule à laquelle les macrophages ont été exposés pour l’analyse moléculaire. Quatre heures suite à l’exposition des cellules aux nanoparticules, de nombreux gènes et protéines étaient différentiellement exprimés. Le stress oxydant était la réponse biologique adverse suite à l’exposition des cellules aux nanoparticules composées de zinc. En revanche, l’inflammation était la principale voie activée dans les cellules exposées à la forme anatase et rutile des nanoparticules de TiO2. En conclusion, cette étude expose les « empreintes biologiques » des deux groupes de nanoparticules d’intérêt. Enfin, notre étude combinée à des travaux antérieurs de la littérature pourraient aussi être profitables pour valider les biomarqueurs d’exposition et d’effets aux nanomatériaux suggérés afin de prédire les effets biologiques adverses
As a consequence of the extension of the use of nanoparticles in different industrial sectors, the number of potentially exposed workers continues to grow, without fully knowing the toxicological properties of these materials. Since nanoparticles can be aerosolized in the occupational atmosphere, inhalation is the major occupational exposure route. For this reason, risk assessment of exposure to nanomaterials requires toxicology studies to be conducted on cellular models of the airways. In this manuscript, the cellular and molecular responses of rat alveolar macrophages (NR8383) exposed to metallic oxide nanoparticles: ZnO, ZnFe2O4, NiZnFe2O4, Fe2O3, TiO2-NM105 and TiO2-NRCWE001, were studied, combining conventional toxicological analyzes (characterization of nanoparticles by transmission electron microscopy and dynamic light scattering, evaluation of cytotoxicity by WST-1 assays and LDH release); and high throughput molecular screening (transcriptomic and proteomic analyzes). NR8383 cells were exposed to the ZnO, ZnFe2O4, NiZnFe2O4, Fe2O3, TiO2-NM105 and TiO2-NRCWE001 nanoparticles for 24 h which allowed for the determination of a sub-toxic dose for each nanoparticle to which the macrophages were exposed for molecular analysis. Four hours after exposure NR8383 to nanoparticles, many genes and proteins were differentially expressed. Oxidative stress was the adverse biological response following exposure of cells to nanoparticles composed of zinc. In contrast, inflammation was the main activated pathway in cells exposed to the anatase and rutile form of TiO2 nanoparticles. In conclusion, this study exposes the "biological fingerprints" of the two groups of nanoparticles of interest. Finally, our study, combined with previous literature studies, could also be beneficial in validating biomarkers of exposure and effects of nanomaterials suggested in order to predict adverse biological effects

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Nahle, Sara. "Réponse macrophagique aux nanomatériaux carbonés : effets de leur caractéristiques physiques et chimiques sur le transcriptome Carbon-based nanomaterials induce inflammation and autophagy in rat alveolar macrophages Single wall and multiwall carbon nanotubes induce different toxicological responses in rat alveolar macrophages Gene expression profiling of alveolar macrophages exposed to non-functionalized, anionic or cationic multi-walled carbon nanotubes shows three different mechanisms of toxicity Cytotoxicity and global transcriptional responses induced by zinc oxide nanoparticles NM 110 in PMA-differentiated THP-1 cells Protein and lipid homeostasis altered in rat macrophages after exposure to metallic oxide nanoparticles." Thesis, Université de Lorraine, 2019. http://www.theses.fr/2019LORR0142.

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Abstract:

Les nanomatériaux carbonés (NMC) sont très utilisés dans le monde industriel et leurs applications, nombreuses, sont en plein développement. L’absence de réglementation pour leur préparation et leur emploi fait qu’il est nécessaire comme pour tous les nano-objets, de déterminer le risque qu’une exposition fait courir à l’Homme et d’adapter la législation en conséquence. Une meilleure connaissance de leur potentiel toxique est donc nécessaire. Les difficultés de plus en plus grandes pour utiliser les modèles animaux, rend nécessaire le développement d’études avec des lignées cellulaires au sein desquelles les macrophages ont une place prépondérante. Ces NMC sont très légers et forment facilement des aérosols et les modèles préférés sont les macrophages alvéolaires. Cependant il n’existe pas à l’heure actuelle de lignées de macrophages alvéolaires humains à la différence de cellules de rat. Le sujet de ma thèse porte sur l’étude de la réponse macrophagique aux NMC et la compréhension des effets de leurs caractéristiques physiques et chimiques sur leur transcriptome. Les NMC étudiés sont les nanotubes de carbone (NTC) multi feuillets, les NTC mono feuillets, le noir de carbone et l’oxyde de graphène. Nos résultats montrent que tous les NMC étudiés déclenchent une réaction inflammatoire dans les cellules NR8383 et les cellules THP-1 différenciées, et certains d’entre eux induisent une cytotoxicité importante. La taille, la fonctionnalisation et la forme contrôlent les mécanismes de toxicité induits par les NMC. Des NTC de tailles similaires altèrent des voies de signalisation identiques, une fonctionnalisation par des groupements amines produit un stress des lysosomes tandis que la fonctionnalisation par des groupements carboxyle entraine un stress du réticulum endoplasmique (RE). Les nanotubes induisent une désorganisation du cytosquelette plus importante que les nanoparticules sphériques. Nous avons également mis en évidence une accumulation de lipides chez les cellules NR8383 suite à un stress du RE induit par le Mitsui-7, un NTC multi feuillet. Le même NTC induit aussi une fusion de ces macrophages. La formation de ces cellules spumeuses et des cellules géantes à multi-noyaux sont des évènements clés entrainant la formation de granulomes. Les résultats obtenus présentent un support important pour la compréhension des effets des NMC montrant une certaine toxicité non négligeable de point de vue moléculaire. Cette toxicité est dépendante des caractéristiques physiques et chimiques de ces nanomatériaux. Ainsi, en se basant sur ce type de données, on pourra s’orienter vers une fabrication safe-by-design pour limiter les risques liés à leur exposition
Carbon nanomaterials (CNM) are widely used in the industrial world and they have many applications. The absence of legislation controlling their preparation and uses makes necessary, as for all nano-objects, the study of their toxicity in order to determine the risk of human exposure and to adapt legislation accordingly. Therefore, a better knowledge of their toxic potential is necessary. The increasing difficulties in using animal models make necessary the development of studies using cell lines especially macrophages that play a predominant role. These CNM are very light and form easily aerosols, reason why the preferred models for toxicity studies are alveolar macrophages. However, there are no human alveolar macrophage lines currently but rat cells exist. The subject of my thesis is to study macrophages response to CNM and the understanding of the effect of their physical and chemical characteristics on the transcriptome. The CNM studied are multiwall carbon nanotubes (CNT), single wall CNT, carbon black and graphene oxide. Our results show that all CNM studied trigger an inflammatory reaction in NR8383 and differentiated THP-1 cells, also some of them induce cytotoxicity. Size, functionalization and form control CNM toxicity mechanisms: CNT with similar size alter identical signaling pathways, amino group functionalization produces lysosomal stress, whereas functionalization with carboxyl groups causes reticulum endoplasmic (RE) stress, nanotubes induce cytoskeleton disorganization more than spherical nanoparticles. Otherwise, we identified lipid accumulation in NR8383 cells due to RE stress induced by Mitsui-7, a multiwall CNT. There was also a fusion of these macrophages. The formation of these foam cells and giant multi-nucleus cells are key events leading to granulomas formation. The results obtained are an important support for understanding CNM effects, showing some significant toxicity at molecular level. This toxicity is dependent on the physical and chemical characteristics of these nanomaterials. Thus, based on this type of data, we can move towards a safer manufacture to avoid the risks associated with their exposure

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Han, Zhitao. "Intégration de nanofils de ZnO dans des dispositifs microfluidiques pour lesétudes photocatalytiques et photovoltaïques." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066424.

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Abstract:

This thesis work aimed at integration of ZnO nanowires into microfluidic devices for photocatalytic and photovoltaic studies. Firstly, the hydrothermal growth method has been improved by preparing high-quality ZnO seed layer based on a sol-gel process and a spin-coating technique. Then, the ZnO seed layer could be patterned by standard lithography methods and well-aligned ZnO nanowire arrays could be grown in patterned areas without fusion at the foot of nanowires. Secondly, large-area ZnO nanowires have been integrated into microfluidic reactors as immobilized catalyst, allowing stable and high-efficient photocatalysis. Thirdly, the integrated ZnO nanowires could also be used for dye-sensitized solar cell (DSSC) studies, showing clear dependence on ZnO nanowire growth conditions but less effect on the flow-rate of microfluidic electrolyte. Finally, as a subset of ZnO nanowires with ultrahigh aspect ratio, ZnO nanofibers doped with noble metal palladium (Pd) have been synthesized via electrospinning technique and subsequent thermal treatment. The enhancement effect of Pd doping on the photocatalytic activity of ZnO nanofibers has been demonstrated by photodegradation of organic dye methylene blue
Ce travail de thèse vise à intégrer des nanofils de ZnO dans des dispositifs microfluidiques pour les études photocatalytiques et photovoltaïques. Tout d'abord, la méthode de croissance hydrothermale a été améliorée par dépôt direct d’une couche germe de ZnO de haute qualitéun en utilisant un procédé sol-gel et une technique de revêtement par centrifugation. Ensuite, cette couche de ZnO semencée a été lithographiée pour définir des zones de croissance. Comme résultats, les matrices de nanofils de ZnO bien alignées ont été obtenues sans fusion au pied des nanofils. Deuxièmement, des nanofils de ZnO à grande surface ont été intégrés dans les réacteurs microfluidiques, permettant une photocatalyse stable et à haut rendement. Troisièmement, les nanofils de ZnO intégrés ont été utilisés pour des essais sur les cellulaires solaires à colorant (DSSC), montrant une dépendance claire sur les conditions de croissance de nanofils de ZnO, mais peu d’effet sur le débit d'électrolyte microfluidique. Enfin, la synthèse hydrothermale a été appliquée pour obtenir des nanofibres de ZnO par électrofilage avec ou sans dopage de palladium. En comparant aux nanofibres de ZnO purs, les nanofibres de ZnO dopées de Pb ont montré une efficacité de photodégradation du bleu de méthylène améliorée

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Andreï, Jennifer. "Effets (sub)individuels et fonctionnels des nanoparticules manufacturées sur des Crustacés Gammaridae." Thesis, Université de Lorraine, 2015. http://www.theses.fr/2015LORR0313/document.

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Abstract:

Qu’il s’agisse de crèmes solaires, d’additifs à carburant ou d’emballages alimentaires, ces produits d’utilisation courante contiennent des nanoparticules, et l’ensemble des processus de leur production, utilisation et vieillissement conduit à un relargage direct ou non dans les milieux aquatiques. Le rejet accru de nanoparticules dans les écosystèmes d’eau douce est donc à prendre en considération et soulève la question de leurs effets potentiels sur les organismes y vivant. Le programme collaboratif ANR P2N – MESONNET (2011 – 2015) s’est attaché à décrire le devenir des nanoparticules (transfert et transformation dans les milieux et dans les organismes vivants) ainsi qu’à déterminer leur écotoxicité. Le travail présenté dans ce manuscrit a pris part à cette évaluation en étudiant les effets de nanoparticules d’argent, de titane et de carbone (nanotubes) sur des Crustacés Amphipodes appartenant au genre Gammarus. L’approche expérimentale mise en œuvre a cherché à évaluer, en laboratoire, l’effet sur les gammares de l’exposition aux nanoparticules en focalisant sur des biomarqueurs mesurés au niveau (sub)individuel (cellulaire, physiologique, comportemental) et sur des paramètres ayant trait à leur rôle fonctionnel dans les écosystèmes. La démarche s’est voulue la plus proche possible des conditions naturelles en envisageant des scénarios de contamination environnementalement réalistes : exposition dans un milieu complexe (eau prélevée dans le milieu naturel) à de faibles concentrations en nanoparticules et en présence de nourriture. Dans ce contexte, l’étude des effets des nAg sur trois espèces de gammares a révélé une plus forte sensibilité de G. roeseli, chez lequel l’exposition a engendré une réduction de l’activité locomotrice et de la production de fines particules de matière organique (FPOM). Sur le plan physiologique, une augmentation de la consommation en oxygène a été observée chez des gammares exposés aux nAg, et ce, malgré une stabilité de réponse des marqueurs du métabolisme énergétique étudiés. La consommation en oxygène s’est avérée corrélée aux concentrations en argent mesurées dans les organismes, ainsi qu’à la taille des nanoparticules testées. L’influence de la forme des nanoparticules (nAg : triangulaires plates et sphériques ; nTiO2 : cubiques ou en bâtonnets) et de la présence de matière organique (NTC) a été étudiée en mésocosmes, en ciblant principalement des indicateurs cellulaires (réserve énergétique, réponse antioxydante, dommage...) et individuels (osmorégulation, ventilation et locomotion). Les résultats obtenus suggèrent des effets dépendants de la forme des nanoparticules. L’ensemble de ces travaux souligne l’intérêt d’une double approche, écologique et écotoxicologique, permettant de mieux appréhender les effets des nanoparticules sur les écosystèmes d’eau douce
Products incorporating nanoparticles are now ubiquitous in our everyday life. For example, sunscreens, fuel additives or food packaging materials contain nanoparticles which could be released in the aquatic environment during the entire life cycle of the nanoproduct, from its production to its use and aging. Therefore an increase of nanoparticle emissions in the aquatic ecosystems needs to be considered and raises the question about their potential effects on living organisms. The collaborative program ANR P2N – MESONNET (2011- 2015) was focused on the evaluation of the nanoparticle fate (transfer and transformation in media and living organisms) and on their ecotoxicity. The present work took part in this assessment by studying the effects of nanoparticles of silver, titanium and carbon (nanotube) on the Crustaceans Amphipod Gammarus sp.. The experimental approach was designed to assess, in laboratory conditions, the effect of nanoparticles on the gammarids, focusing on biomarker measurements at the (sub)individual level (cellular, physiological, behavioral) and on some parameters related to their functional roles. Experiments were designed as close as possible to natural conditions using environmentally realistic contamination scenario: exposure in a complex media (natural water from river) to low nanoparticle concentrations and with food. In this context, the effects of nAg were investigated in three gammarids species and results revealed a higher sensibility of G. roeseli, for which exposure induced a decrease of the locomotor activity and of the production of fine particles of organic matter (FPOM). At the physiological level, an increase of the oxygen consumption was observed in gammarids exposed to nAg, despite a stability observed for the studied markers of energetic metabolism. The oxygen consumption was correlated with the silver concentration measured in the organisms, and also with the tested nanoparticle sizes. The influence of the nanoparticle forms (nAg: plate triangular and spherical; nTiO2: cubic and rod-shaped) and of the organic matter (CNT) was studied in mesocosms by focusing mainly on cellular indicators (energetic storage, antioxidant response, damage…) and individual ones (osmoregulation, ventilation and locomotion). The obtained results suggest form-dependent effects of nanoparticles. This work shows the interest of a coupled approach using ecological and ecotoxicological endpoints to better understand the effects of nanoparticles on freshwater ecosystems

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Mirouze, Marie. "Recherche de gènes impliqués dans la tolérance au zinc chez l'espèce modèle hyperaccumulatrice de zinc Arabidopsis halleri : un nouveau rôle possible pour les défensines de plantes." Montpellier 2, 2005. http://www.theses.fr/2005MON20183.

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Abstract:

Le zinc est un métal essentiel pour les êtres vivants, mais sa présence en excès dans la cellule peut s'avérer toxique. Or certaines plantes dites hyperaccumulatrices ont la capacité surprenante d’accumuler de fortes quantités de zinc dans leurs parties aériennes (jusqu’à 1% de leur matière sèche), sans présenter de symptômes de toxicité. La plante tolérante et hyperaccumulatrice de zinc Arabidopsis halleri représente, par sa proximité phylogénétique avec la plante modèle Arabidopsis thaliana, un matériel biologique parfaitement adapté pour aborder les mécanismes moléculaires, encore mal connus, de l’homéostasie du zinc chez les plantes. L’expression hétérologue d’une banque d’ADNc de feuilles d’A. Halleri dans la levure Saccharomyces cerevisiae en conditions de toxicité en zinc nous a permis d’isoler 5 clones indépendants présentant un phénotype de tolérance au zinc. Les ADNc correspondants codent tous des protéines fortement homologues à des protéines appelées défensines de plantes (PDF) chez Arabidopsis thaliana. Ces protéines sont ubiquitaires chez les plantes mais également chez les mammifères où elles sont connues pour participer aux mécanismes de défense immunitaire innée. Cependant, à notre connaissance, aucun rôle des défensines dans la physiologie des métaux n’a été établi à ce jour. Une des défensines d’A. Halleri, une fois exprimée chez A. Thaliana, confère aux plantes transgéniques une tolérance accrue à des concentrations toxiques de zinc. De plus, chez A. Halleri, l’expression des défensines semble être induite par un traitement des plantes par le zinc, que ce soit au niveau des transcrits ou des protéines. Ces résultats originaux proposent un nouveau rôle des défensines de plantes dans l’homéostasie des métaux
Zinc (Zn) is an essential metal that can become highly toxic when present in excess amount in the cell, indicating that Zn homeostasis has to be tightly regulated. Interestingly, Arabidopsis halleri, a close Arabidopsis thaliana relative, is able to accumulate more than 1% DW of Zn in its shoots without showing any toxicity symptom suggesting the existence of dedicated detoxification mechanisms. We exploit this natural Zn tolerant and hyperaccumulator plant species to characterize the molecular basis of Zn tolerance in plants. To identify A. Halleri genes involved in Zn tolerance, we carried out a functional screening by expressing an A. Halleri cDNA library in the yeast Saccharomyces cerevisiae. Selecting A. Halleri cDNAs conferring Zn tolerance in yeast grown on Zn contaminated medium, we isolated five cDNAs encoding for A. Halleri defensins (AhPDFs). Overexpression of one of them (AhPDF1. 1) in A. Thaliana Col-0 gave rise to a Zn tolerance phenotype. Thus, at least one of the AhPDF members is able to confer Zn tolerance both in yeast and in planta. In A. Halleri, AhPDFs are constitutively accumulated at a higher level in shoots compared to A. Thaliana. Furthermore, both AhPDF1. 1 mRNA and AhPDFs steady state levels were shown to be increased upon Zn treatment. Therefore, we assume that AhPDFs could be involved in A. Halleri Zn tolerance. Finally, this work highlights that plant defensins, well-known for their antifungal actvity, could also be implicated in metal physiology

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Préaubert, Lise. "Reprotoxicité des nanoparticules : approche in vitro." Thesis, Aix-Marseille, 2018. http://www.theses.fr/2018AIXM0749.

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Abstract:

Les nanoparticules (NP) comportent au moins une dimension entre 1 et 100 nm. Les nanoparticules de dioxyde de cérium (NPCeO2) sont largement utilisées au niveau industriel, en particulier comme additif au carburant diesel, mais font aussi l’objet d’étude en cancérologie. L’OCDE a placé les NPCeO2 dans la liste des nanomatériaux nécessitant une évaluation urgente de leur toxicité.Plusieurs études ont démontré le passage de NP métalliques dans les gonades après exposition in vivo chez l’animal, mais très peu de données sont disponibles concernant les NPCeO2.L’objectif de ce travail a été dans un premier temps d’étudier la génotoxicité des NPCeO2 sur spermatozoïdes et ovocytes murins par exposition in vitro, ainsi que leur impact sur la fécondation in vitro (FIV) murine. Nous avons dans un second temps étudié leur génotoxicité sur spermatozoïdes humains in vitro.Nous avons montré une diminution significative des taux de fécondation chez la souris, lors des FIV réalisées en présence de NPCeO2 à faible concentration (0,01 mg/l). Nous avons également montré une génotoxicité significative des NPCeO2 à faibles doses sur ovocytes, spermatozoïdes de souris, et spermatozoïdes humains par le test des comètes. En microscopie électronique à transmission, nous n’avons pas retrouvé de NP dans les milieux de culture à 0,01 mg/l, mais observé une endocytose dans les cellules du cumulus entourant les ovocytes à forte concentration (100 mg/l) et une accumulation des NP le long des membranes des spermatozoïdes et des zones pellucides des ovocytes. Ces résultats apportent des informations nouvelles et importantes sur les mécanismes d’actions suspectés
The fast development of nanotechnology gives rise to questions regarding the potential risks on human health. Cerium oxide nanoparticles (CeO2NP) are widely used, as diesel additive, as well as promising therapeutic in cancerology, yet scarce data are currently available on their toxicity. It has been shown that metal nanoparticles can cross biological barriers and accumulate into various organs including the gonads after in vivo exposure. Our objectives were to investigate CeO2NP’s genotoxicity on mouse spermatozoa and oocytes, human spermatozoa, and to study their possible impact on murine IVF.We showed a significant decrease of fertilization rate, during IVF carried out in culture medium containing CeO2NP at very low concentration (0.01mg/l). We also showed significant DNA damage induced in vitro by CeO2NP on mouse spermatozoa and oocytes at 0.01 mg/l using Comet assay. TEM did not detect any nanoparticles in the IVF samples at 0.01 mg/l, but showed, at high concentration (100 mg/l), their endocytosis by the cumulus cells surrounding oocytes and their accumulation along spermatozoa plasma membranes and oocytes zona pellucida. We showed significant DNA damage induced by CeO2NP on human spermatozoa. The genotoxicity was inversely proportional to the concentration. At 0.01 mg/l, the genotoxicity mechanisms involved oxidative stress and close interactions between spermatozoa and CeO2NP.We demonstrate for the first time the impact of CeO2NP on in vitro fertilization, as well as their genotoxicity on mouse gametes and human sperm, at very low nanoparticle concentration exposure. These results support several publications on metal nanoparticles reprotoxicity

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MONTICONE, STEPHANIE. "Etude spectroscopique de nanoparticules colloidales semi-conductrices d'oxyde de zinc et d'oxyde de titane." Paris 13, 1999. http://www.theses.fr/1999PA132035.

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Abstract:

Certaines des caracteristiques physiques ou chimiques des poudres fonctionnelles peuvent se definir lors des tous premiers instants de leur elaboration, c'est a dire durant les etapes de nucleation et de la croissance initiale. En vue de l'application de ces poudres, il est donc important d'acceder a des renseignements sur ces etapes cles. Celles-ci sont representees par un objet appele cluster de taille typiquement comprise entre 1 et 10 nm qui presente des comportements particuliers lies a sa taille. Ce travail repose sur l'utilisation des variations des proprietes optiques de clusters semi-conducteurs en fonction de leur taille afin de comprendre leur croissance. Cette recherche a ete realisee a l'aide d'un dispositif experimental de spectroscopie resolue en temps, permettant de realiser des experiences d'absorption de lumiere et de fluorescence induite par laser. Des modeles bases sur des calculs de mecanique quantique ont ete utilises pour construire une courbe de calibration reliant la largeur de la bande interdite a la taille de la particule observee. Deux semi-conducteurs differents ont ete etudies en solutions colloidales, il s'agit de l'oxyde de zinc et du dioxyde de titane. Dans le cas du zno, la combinaison des modeles theoriques et des resultats experimentaux a notamment permis de relier des mesures spectrales a la taille moyenne et a la distribution en tailles de particules en solution. Grace a ces differentes donnees nous avons pu acceder a des informations sur leur mode de croissance. L'etude spectroscopique de nanoparticules de tio 2 calibrees et cristallines de phase anatase a apporte des renseignements nouveaux sur l'evolution de leur structure energetique en fonction de leur taille. Et une recherche sur des poudres de dioxyde de titane obtenues par le procede sol-gel a mis en evidence l'importance de l'etape de formation de particules primaires sur la structure energetique du produit final.

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Margeat, Olivier. "Effets de taille et de surface sur les propriétés physiques de nanoparticules superparamagnétiques." Toulouse 3, 2005. http://www.theses.fr/2005TOU30126.

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Hanini, Amel. "Effets des nanoparticules sur l'angiogenèse et l'organisation astrocytaire, destinés au traitement des gliomes." Paris 7, 2012. http://www.theses.fr/2012PA077255.

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Abstract:

La synthèse de nanoparticules (NPs) superparamagnétiques a participé au développement de plusieurs applications biomédicales ; en particulier le traitement du cancer. Nous avons synthétisé et caractérisé différentes nanoparticules magnétiques ayant une composition variable. Ensuite, nous avons réalisé des essais de biocompatibilité et d'hyperthermie. A cet effet, l'oxyde de fer y-Fe203 et les ferrites spinelles NP. Ont été choisis en raison de leurs fortes anisotropies constantes permettant un mécanisme de relaxation brownienne. La microscopie électronique à transmission montre que la synthèse polyol fournit des NP sphériques et de taille homogène - 10 nm. En plus, la Diffraction des Rayons X (DRX) a confirmé la structure spinelle inverse typique des ferrites. En outre, les propriétés magnétiques ont été déterminées en utilisant un SQUID, à la température du corps humain (310 K), montrant que les NPs ont une grande qualité cristalline et un comportement superparamagnétique. In vitro, les résultats montrent que les cellules endothéliales internalisent les NPs étudiées. Cependant, les Nps induisent la mort cellulaire, après 24 heures d'exposition par le stress oxydatif. L'étude in vivo révèle que les NPs sont rapidement éliminées par les urines. En revanche, ils peuvent induire une toxicité tissulaire au niveau du foie, des reins et des poumons, alors que le cerveau et le coeur restent épargnés. En se basant sur les études toxicologiques nous avons décidé d'utiliser ces NPs pour le traitement du cancer par hyperthermie. L'application d'un champ magnétique alternatif sur des suspensions cellulaires en présence de NPS (4h d'incubation) permet une augmentation localisée de la température. L'hyperthermie induite a provoqué la mort cellulaire d'environ 50% des cellules tumorales du type U87-MG après 1 h d'exposition. Notre étude suggère que les NPs pourraient être utilisées pour Ia thérapie du cancer par hyperthermie
Synthesis of uniform nanoparticles using polyol process has attracted much attention in the lest two decades because of their unique magnetic properties and potentiel bioapplications such as cancer therapy. Iron oxide y-Fe203 and spinel ferrites NPs were chosen due to its high anisotropy constant which assures Brownian relaxation mechanism. Moreover, TEM images shows homogeneous spherical size of the perfides -10 nm. Interestingly, XRD confirmed the inverse spinel structure typical of ferrites. In addition, SQUID measurements at human body temperature (310 K); showed that as-produced NPs exhibit high crystalline quality and superparamagnetic behavior. Our in vitro studies showed that NPs were efficiently up-taken by human endothelial cells, which represent in vivo their first biological barrier. However, NPs can cause cell death, within 24h of exposure, most likely through oxidative stress. Further in vivo exploration suggests that although y-Fe203 NPs are rapidly cleared through urine, they can lead to toxicity in liver, kidneys and lungs, while brain and heart remained unaltered. According to this nanotoxicity data, we have decided to use the as-produced y-Fe203 magnetic NPs for cancer hyperthermie therapy. We found that y-Fe203 exhibit a magnetization close to the bulk materials in relation with their high crystalline quality. This ensures an efficient heating capacity either in water as a suspension or after incubation with different cell Unes. We found also that coupling y-Fe203 NPs with AMF was able to produce about 50% of U87-MG cell death alter 1 h of hyperthermie application. Hence, our study suggested that y-Fe203 NPs could be used for local hyperthermie cancer therapy vith a very short incubation time (4h) as a promising experimental approach for magnetic hyperthermie therapy (MHT) even further improvements have to be performed to decrease NPs toxicity on healthy cells and to increase their targeted delivery

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Sayed, Sabsabi Zein El Abidin. "Compétition entre les effets intrinsèques et collectifs dans une assemblée de nanoparticules magnétiques." Perpignan, 2013. http://www.theses.fr/2013PERP1175.

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Rautou, Pierre-Emmanuel. "Effets biologiques des microparticules humaines sur les cellules endothéliales." Paris 7, 2011. http://www.theses.fr/2011PA077065.

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Abstract:

Les microparticules sont des vésicules membranaires (0,1 à 1 μcm de diamètre libérées par les cellules suite à leur activation ou leur apoptose. Elles sont présentes dans le sang des sujets sains et leurs taux sont augmentés au cours des maladies athérothrombotiques et inflammatoires. La plaque d'athérosclérose humaine contient aussi de fortes concentrations de microparticules. Le but de cette thèse était d'une part d'évaluer l'effet de microparticules présentes in vivo au cours de deux maladies chroniques, l'athérosclérose et la cirrhose, et d'autre part d'étudier la clairance de microparticules endothéliales pour mieux appréhender les augmentations de taux circulants observés dans de nombreuse maladies. Dans un premier temps, nous avons montré que les microparticules de plaque d'athérosclérose humaine contribuent à la progression et au développement de cette maladie en favorisant l'adhésion de cellules nflammatoires à l'endothélium. Les microparticules de plaque induisent aussi la formation de néovaisseaux qui jouent un rôle essentiel dans la vulnérabilité de la plaque. Dans un deuxième temps, nous avons montré que les microparticules présentes dans le sang de malades atteints de cirrhose avancée diminuent la réponse aux agents vasoconstricteurs et pourraient ainsi contribuer a l'hypertension portale. Enfin, nous avons mis au point deux stratégies de marquage magnétique des microparticules permettant de es suivre par imagerie par résonance magnétique. Ainsi, nous avons montré que la clairance des microparticules endothéliales se fait en quelques minutes principalement dans la rate. Cette thèse montre que les microparticules sont des vecteurs d'information biologique
Microparticles are 0. 1 to μ m membrane vesicles released following cell activation or apoptosis. Microparticles circulate in the blood of healthy subjects and their levels are increased in high atherothrombotic risk patients. Human atherosclerotic plaques also contain large amounts of microparticles. The objective of this thesis was on the one hand to assess the effects of microparticles present in vivo in two chrome diseases, atherosclerosis and cirrhosis, and on the other hand to study microparticle clearance to better understand the increase in microparticle levels observed in numerous diseases. First, we have shown that human atherosclerotic plaque microparticles contribute to atherosclerosis development and progression. Plaque microparticles harbor ICAM-1, transfer this adhesion molecule to endothelial cells in a phosphatidylserine-dependent manner, and favor inflammatory cells recruitment. Plaque microparticles also induce formation of neovessels, which play a crucial role in plaque vulnerability. Indeed, these microparticles stimulate endothelial cell proliferation after CD40 ligation, and promote in vivo angiogenesis. Second, we have shown that microparticles circulating in the blood of patients with advanced cirrhosis impair response to vasoconstrictive agents and could contribute to portal hypertension. Finally, we have developed two strategies of magnetic labeling of microparticles allowing their non-invasive monitoring by magnetic resonance imaging. We have thus shown that endothelial cell derived microparticles are cleared within few minutes mainly in the spleen. In conclusion, this thesis work shows that microparticles are vectors of biological information

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Jomini, Stéphane. "Effets des nanoparticules de dioxyde de titane sur les bactéries : de la cellule à la communauté." Thesis, Université de Lorraine, 2014. http://www.theses.fr/2014LORR0098/document.

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Abstract:

Les nanoparticules ont soit une origine naturelle soit une origine anthropique. De par l’évolution technologique, l’homme produit des quantités croissantes de nanoparticules susceptibles de se retrouver dans l’environnement. Afin de prévenir les risques inhérents à ces rejets, pour la santé humaine ou l’environnement, il est nécessaire de caractériser au mieux les effets potentiels des nanoparticules et d’identifier les mécanismes qui régissent leurs interactions avec les organismes exposés. Dans ce contexte, le premier objectif de ces travaux était de mettre en évidence les mécanismes gouvernant les interactions entre bactéries et nanoparticules et de documenter l'influence de ces interactions sur la toxicité et génotoxicité des NPs pour les bactéries. Le second objectif était de déterminer en quoi cette toxicité et cette génotoxicité pouvait impacter les organismes bactériens au niveau communautaire. Les résultats ont montré que les interactions électrostatiques attractives entre les bactéries et les TiO2-NPs conditionnaient l’adsorption des nanoparticules à la surface des bactéries et conduisaient à la détection d’une toxicité modulées par les électrolytes présents dans la solution. De plus, les déterminants biophysiques de l’interphase bactérienne, et particulièrement la longueur des LPS et le type de protéines affleurant à la surface de la membrane externe, sont des paramètres de premier ordre dans l'apparition d'un potentiel néfaste pour les microorganismes. En prenant en compte ces interactions, nous avons mis en évidence le potentiel mutagène des TiO2-NPs. Un effet toxique et génotoxique ayant été constaté, les communautés bactériennes ont ensuite été étudiées. Il a été mis en évidence que les TiO2-NPs modifiaient la composition, la structure et la prévalence des communautés bactériennes libres et fixées sous forme de biofilms précoces d’une communauté aquatique naturelle d’eau douce. Ces travaux mettent en évidence l’impact potentiel des TiO2-NPs sur les organismes bactériens dans un contexte d’évaluation des risques et indiquent que les nanoparticules pourraient impacter les communautés microbiennes et pourraient présenter un risque pour le bon fonctionnement de l’écosystème
Nanoparticles have either natural or anthropogenic origin. By technological change, man produces increasing amounts of nanoparticles likely to end in the environment. To prevent inherent risks to human health or environment from these releases, it is necessary to characterize the best potential effects of nanoparticles and to identify the mechanisms governing their interactions with exposed organisms. In this context, the first objective of this work was to highlight the mechanisms governing interactions between nanoparticles and bacteria and document the influence of these interactions on toxicity and genotoxicity of NPs for bacteria. The second objective was to determine how this toxicity and genotoxicity could impact bacteria at community level. Results showed that electrostatic attractive interaction between bacteria and TiO2-NPs conditioned adsorption of nanoparticles on bacterial surfaces and led to the detection of toxicity modulated by electrolytes in solution. In addition, the biophysical determinants of bacterial interphase, particularly the length of LPS and protein type flush with the outer membrane surface, are key parameters in adverse potential of NPs for microorganisms. Taking into account these interactions, we highlighted the mutagenic potential of TiO2-NPs. Toxic and genotoxic effect was found, leading to study the effects on bacterial communities. It has been demonstrated that TiO2-NPs altered the composition, structure and prevalence of planktonic and sessile communities of an aquatic natural freshwater. These studies highlight the potential impact of TiO2-NPs on bacteria in a risk assessment context and suggest that nanoparticles may impact microbial communities and could present a risk to the ecosystem functioning

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Pages, Carole. "Etude du comportement en solution de nanoparticules d'oxyde de zinc préparées par voie organométallique : étude du milieu réactionnel, chimie de surface et conditions d'organisation." Toulouse 3, 2007. http://thesesups.ups-tlse.fr/137/.

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Abstract:

Ce travail de thèse s'intéresse au comportement en solution de nanoparticules de ZnO préparées par voie organométallique. La synthèse des nanoparticules est réalisée par hydrolyse contrôlée d'un précurseur organométallique, [Zn(c-C6H11)2] (schéma 1). Cette réaction, fortement exothermique, permet d'obtenir directement l'oxyde de zinc. Le contrôle cinétique de la formation des nanoparticules est réalisé par l'introduction dans le milieu réactionnel de ligands (amines et/ou acides carboxyliques à longues chaînes alkyles). Ce travail de thèse présente une étude approfondie du milieu réactionnel par différentes études RMN (1H, 13C {1H}, NOE et DOSY). Ces études montrent que les ligands sont présents dans la sphère de coordination du métal avant la réaction d'hydrolyse. L'existence d'équilibre en solution a été mise en évidence et les valeurs des constantes d'équilibre, K = [ZnCy2][L]/[ZnCy2L] ont été déterminées à température ambiante. Ces études RMN ont été étendues à l'étude de l'état de surface des nanoparticules de ZnO. La stabilisation des nanoparticules par ces ligands a été étudiée. Le mode de coordination des ligands à la surface des nanoparticules, l'existence d'équilibres, les quantités relatives des ligands et les paramètres thermodynamiques de ces équilibres ont été déterminés par différentes techniques comme la RMN et les spectroscopies vibrationnelles (Raman et infrarouge). L'ensemble de ces résultats permet une meilleure compréhension de la genèse et la croissance de ces nanoparticules. Ce travail présente aussi une étude physico-chimique sur les conditions nécessaires à l'organisation en solution de ces nanoparticules. Cette étude montre le rôle essentiel des liaisons faibles de type Van der Waals et hydrogène pour la formation de ces organisations bi- et tri-dimensionnelles. Celles-ci ont été observées à la fois par microscopies électroniques et par diffusion dynamique de la lumière (DLS). Enfin, ce travail de thèse présente une étude préliminaire sur l'utilisation de la réactivité de cette réaction d'hydrolyse en solution pour la formation de couches d'oxydes directement sur une surface. Dans cette étude, différentes techniques de caractérisations ont été utilisées telles l'XPS, l'EDX, le MEB, et IR
In this PHD, we interested in the comportement nanoparticules which prepared by an organometallic method, in solution. Different techniques of characterisation were used (RMN, RMN Dosy, NOE. . . )

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Grabowski, Nadège. "Toxicologie pulmonaire de nanoparticules biodégradables : effets cytotoxiques et inflammatoires sur cellules épithéliales et macrophages." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01016697.

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Abstract:

Ce projet de thèse se propose d'évaluer le devenir, la cytotoxicité et la réponse inflammatoire pulmonaire in vitro suite à l'exposition aux nanoparticules, et plus particulièrement vis-à-vis de la région alvéolaire.Les nanoparticules étudiées sont formulées à base d'acide poly (lactide-co-glycolide) (PLGA) (polymère biodégradable), stabilisées, ou non, par différents polymères de surface (alcool polyvinylique (PVA), chitosane (CS), pluronic F68 (PF68)). Les nanoparticules ont une taille d'environ 200 nm, et présentent des charges de surface neutre (PLGA/PVA), positive (PLGA/CS) ou négative (PLGA/PF68 et PLGA sans stabilisant). Des nanoparticules non-biodégradables de dioxyde de titane (TiO2) et de polystyrène ont été choisies comme contrôle positif. Pour mimer les conditions alvéolaires, la lignée cellulaire A549 d'épithélium alvéolaire humain a été utilisée en mono-culture et en co-culture en contact direct avec des macrophages différenciés de monocytes humains (lignée THP-1). Les caractérisations phénotypique et microscopique de la co-culture, ont confirmé la présence de deux types cellulaires viables et en contact. Le CD14, récepteur membranaire exprimé uniquement par les macrophages, sera utilisé pour identifier chaque sous-population cellulaire. D'autre part, l'analyse du récepteur CD54 a montré la présence d'interactions intercellulaires en co-culture : exprimé uniquement par les macrophages en mono-culture, il est exprimé par les deux sous-populations cellulaires en co-culture. Ces interactions ont été confirmées lors de la quantification des cytokines sécrétées après exposition au lipopolysaccharide: les niveaux de sécrétions en co-culture étant jusqu'à 5 fois supérieurs aux niveaux théoriques (issus de la somme des sécrétions en mono-culture).L'analyse en microscopie confocale a confirmé que les nanoparticules sont internalisées par chaque type cellulaire, Les cinétiques d'internalisation suivies en cytométrie en flux ont montré que les nanoparticules de charge de surface négative sont internalisées en plus grande quantité que les autres, quelque soit le type cellulaire, en mono ou en co-culture, selon un mécanisme énergie-dépendant. Enfin, en co-culture, les macrophages internalisent davantage de nanoparticules que les cellules épithéliales.La cytotoxicité des nanoparticules a été évaluée par la mesure de l'activité mitochondriale, l'étude de l'intégrité membranaire, et le type de mort cellulaire. Les résultats montrent qu'à faible concentration toutes les nanoparticules de PLGA induisent une cytotoxicité généralement faible (60 à 80 % de viabilité), avec une mort exclusivement nécrotique, sans induire de forts dommages à la membrane. La toxicité des nanoparticules de PLGA/CS peut être expliquée par la toxicité propre du chitosane. A forte concentration, le cas des nanoparticules de PLGA sans stabilisant mérite d'être noté, car elles n'induisent aucune cytotoxicité vis-à-vis des macrophages, contrairement aux nanoparticules stabilisées. La cytotoxicité des nanoparticules de TiO2 est plus importante, mais peu de dommages à la membrane sont causés. La réponse inflammatoire a été évaluée par la quantification des cytokines sécrétées après 24 h d'exposition aux nanoparticules (0,1 mg/mL). En mono-culture, seules les nanoparticules de PLGA/PF68 induisent une réponse inflammatoire sur les cellules A549, corrélée à leur plus grande internalisation. En co-culture, la réponse inflammatoire est peu prononcée. En revanche, ni les polymères de surface ni les nanoparticules de PLGA sans stabilisant, n'induisent de réponse inflammatoire spécifique.Ces résultats montrent la faible toxicité des nanoparticules de PLGA vis-à-vis des conditions alvéolaires, et soulignent l'importance du recouvrement de surface. En conclusion, les nanoparticules de PLGA testées présentent un fort intérêt pour une application biomédicale, modulée par l'ajustement des propriétés de surface.

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Cohignac, Vanessa. "Réponse macrophagique à des nanoparticules manufacturées : effets de leurs caractéristiques physico-chimiques sur l’autophagie." Thesis, Paris Est, 2015. http://www.theses.fr/2015PESC1185/document.

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Abstract:

L'exposition à des nanoparticules manufacturées (NP) peut entraîner des effets sur la santé, notamment au niveau respiratoire, où elles peuvent induire des phénomènes de remodelage pulmonaire. Toutefois, les mécanismes cellulaires sous-jacents à ces effets et l'influence des caractéristiques physico-chimiques des NP dans ces effets sont encore loin d'être compris. L'objectif de cette thèse était d'évaluer la réponse macrophagique à des NP présentant différentes caractéristiques physico-chimiques (taille/longueur, composition chimique, forme, structure cristalline ou propriétés de surface) en se concentrant particulièrement sur leurs effets sur l'autophagie. Nous avons montré que l'exposition de macrophages murins à des nanotubes de carbone multi-parois (MWCNT) induisait un blocage de l'autophagie tandis que l'exposition à des NP sphériques induisait une autophagie fonctionnelle. Le blocage du flux autophagique par les MWCNT est associé à une accumulation de lysosomes non fonctionnels. Par ailleurs, les MWCNT induisaient une réponse oxydante et pro-inflammatoire plus importante que les particules sphériques qui pourrait être lié à leur blocage de l'autophagie. Ces résultats montrent un rôle prépondérant de la forme des nanomatériaux sur le processus autophagique, et ouvrent de nouvelles voies pour l'interprétation et la compréhension de la toxicité des nanomatériaux
L'exposition à des nanoparticules manufacturées (NP) peut entraîner des effets sur la santé, notamment au niveau respiratoire, où elles peuvent induire des phénomènes de remodelage pulmonaire. Toutefois, les mécanismes cellulaires sous-jacents à ces effets et l'influence des caractéristiques physico-chimiques des NP dans ces effets sont encore loin d'être compris. L'objectif de cette thèse était d'évaluer la réponse macrophagique à des NP présentant différentes caractéristiques physico-chimiques (taille/longueur, composition chimique, forme, structure cristalline ou propriétés de surface) en se concentrant particulièrement sur leurs effets sur l'autophagie. Nous avons montré que l'exposition de macrophages murins à des nanotubes de carbone multi-parois (MWCNT) induisait un blocage de l'autophagie tandis que l'exposition à des NP sphériques induisait une autophagie fonctionnelle. Le blocage du flux autophagique par les MWCNT est associé à une accumulation de lysosomes non fonctionnels. Par ailleurs, les MWCNT induisaient une réponse oxydante et pro-inflammatoire plus importante que les particules sphériques qui pourrait être lié à leur blocage de l'autophagie. Ces résultats montrent un rôle prépondérant de la forme des nanomatériaux sur le processus autophagique, et ouvrent de nouvelles voies pour l'interprétation et la compréhension de la toxicité des nanomatériaux

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Hochepied, Jean-François. "Nanocristaux de ferrites mixtes de cobalt et de zinc : évolution des propriétés magnétiques en fonction de l'occupation des sites." Paris 6, 1999. http://www.theses.fr/1999PA066245.

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Dib, Amale el. "Effets d'une supplémentation en acide gammalinolénique sur des rates gestantes déficientes en zinc." Grenoble 2 : ANRT, 1986. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb375971826.

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Khaled, Sai͏̈da. "Implications des effets hémorhéologiques du zinc et du fer dans l'adaptation à l'exercice." Montpellier 1, 1998. http://www.theses.fr/1998MON1T006.

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Brackx, Gwennhaël. "Approche multidisciplinaire pour la détection de métaux lourds en environnements aquatiques." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2017. http://www.theses.fr/2017USPCC004/document.

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Abstract:

La gestion de l’eau douce est un problème majeur partout dans le monde. Les activités anthropiques liées à l’industrie, à l’agriculture et à l’implantation humaine sont les principales sources de pollutions de l’eau. Afin mettre en place des politique de prévention de la pollution, de réhabilitation des environnements aquatiques ou de recyclage des eaux usées, il est nécessaire d’acquérir des données massives sur la qualité de l’eau. Or, les méthodes actuelles de suivi des contaminants présentent des coûts élevés et de faibles débits de mesure du fait de leur incompatibilité avec un déploiement sur le terrain. Ces deux freins majeurs ne permettent pas de suivre les concentrations en polluant et notamment en métaux lourds dans les milieux aquatiques à des échelles spatiales et temporelles pertinentes. Plusieurs organisations internationales, dont l’ONU, ont de ce fait recommandé le développement de nouvelles méthodes analytiques plus performantes. Nous proposons ici une technique de mesure des contaminants métalliques lourds basée sur la diffusion Raman exaltée de surface (SERS). Le SERS présente de nombreux avantages pour l’analyse environnementale dont la sensibilité, la spécificité,la rapidité de mesure, l’adaptabilité aux matrices complexes ainsi que le coût modéré d’un instrument portable. Nous détaillerons donc la construction de la sonde SERS dédiée à la quantification de l’ion métallique lourd cible Zn2+, ainsi que les traitements de données nécessaire à l’établissement d’une quantification. Puis, nous examinerons la robustesse de la méthode de quantification vis-à-vis des sources de variabilités qui seront inévitablement rencontrées dans les eaux naturelles
Freshwater management is a major problem all over the world. Anthropogenic activities related to industry, agriculture and human settlements are the main sources of water pollution. In order to makes policies for pollution prevention, rehabilitation of aquatic environments or waste water recycling, it is necessary to acquire massive data on water quality. Current contaminant monitoring methods have high costs and low frequency of measurement due to the incompatibility with field deployment. These two major brakes do not make it possible to monitor pollutant and especially heavy metal concentrations in aquatic environments at relevant spatial and temporal scales. Several international organizations, including the United Nations, have therefore recommended the development of new and better analytical methods.We propose here a technique for measuring heavy metal contaminants based on Surface Enhanced Raman Spectroscopy (SERS), which would allow a large scale deployment in the field.SERS has many advantages for environmental analysis including sensitivity, specificity, speed of measurement, adaptability to complex matrix and the moderate cost of portable instrument. We will therefore detail the construction of the SERS probe dedicated to the quantification of the target heavy metal ion Zn2+, which is a geochemical marker of anthropogenic contamination, as well as the data processing necessary for the establishment of quantification. Then, we will examine the robustness of the method of quantification with respect to the sources of variability that will inevitably be encountered in natural waters, when used directly in the field

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Dadi, Rania. "Synthèse de nanoparticules d‘oxydes métalliques et leur activité antibactérienne." Thesis, Paris 13, 2019. http://www.theses.fr/2019PA131039.

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Abstract:

Ce travail de thèse a pour but la synthèse de nanoparticules d‘oxydes métalliques (CuO, ZnO et TiO₂) par la méthode « sol-gel » pour des applications dans le domaine biomédical. Les nanoparticules de ZnO et CuO sont préparées à partir de précurseurs d‘acétate, et le TiO₂ est élaboré dans un réacteur à micromélange rapide permettant le contrôle de la taille des nanoparticules. Des couches minces ont été élaborées par le procédé de dip-coating. L‘activité antibactérienne de ces oxydes métalliques a été étudiée sur des souches de la pharmacopée européenne ; une bactérie à Gram positif : Staphylococcus aureus, deux bactéries à Gram négatif : Escherichia coli et Pseudomonas aeruginosa et un champignon : Candida albicans. Différentes méthodes ont été adoptées pour l‘évaluation de l‘activité antibactérienne in vitro : la diffusion sur disque et puits, la bioluminescence (ATPmétrie) et la technique de décrochage sur plaques. Les tests effectués ont démontré une activité antibactérienne des nanoparticules de ZnO et CuO sous forme amorphe et cristalline, et uniquement sous forme cristalline pour le TiO₂. Un modèle mathématique a été élaboré à la base des résultats des tests antibactériens et de la cinétique d‘évolution de la population bactérienne. Il a été conclu que la suppression bactérienne est plus efficace lors de la phase exponentielle, tandis que son efficacité est moindre lors de la phase stationnaire et de latence. Les tests de cytotoxicité des NPs en suspension sur des fibroblastes gingivaux ont montré une diminution de la viabilité cellulaire, en partie due à la présence du solvant
This thesis aims are the synthesis of nanoparticles of metal oxides (CuO, ZnO and TiO₂) by soft chemistry "sol-gel" for applications in the biomedical field. Nanoparticles of ZnO and CuO are prepared from acetate precursors, and TiO₂ is produced in a fast micromixer reactor allowing size control of nanoparticles. Thin layers have been developed by dip-coating process.Metal oxides antibacterial activity has been studied on strains from European Pharmacopoeia; Gram-positive bacterium: Staphylococcus aureus, two Gram-negative bacteria: Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa and a fungus : Candida albicans. Different methods have been adopted for antibacterial activity evaluation in vitro: disk diffusion and well diffusion,bioluminescence (ATP measurements) and stall plate technique. Tests carried out showed an antibacterial activity of nanoparticles of ZnO and CuO in amorphous and crystalline form, and only in crystalline form for TiO₂. A mathematical model has been developed based on the results of the antibacterial tests and kinetic evolution of the bacterial population. It concluded that bacterial suppression is more efficient during the exponential phase, while its efficiency is lower during the stationary phase and latency. Cytotoxicity tests of NPs in suspension on gingival fibroblasts showed a decrease in cell viability, in part due to the presence of the solvent

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Moussaoui, Myriam. "Elaboration et caractérisations de nouveaux matériaux diélectriques structurés par des nanoparticules de sulfure de zinc : applications prospectives." Thesis, Saint-Etienne, 2011. http://www.theses.fr/2011STET4001.

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Abstract:

Ce travail de thèse a pour objectif la création d’indice optique local et contrôlé dans une matrice vitreuse à travers la mise au point et le développement de procédés de synthèse de nanoparticules (NPs) de sulfure de zinc (ZnS) dans un verre d’oxydes. Nous avons commencé par l’élaboration par voie de fusion d’un verre d’oxydes de composition initiale très simple. Nous avons ensuite examiné la problématique de la synthèse et du contrôle de croissance des NPs de ZnS dans nos échantillons dans trois matrices différentes et par trois traitements : recuit thermique, insolation UV ou par un traitement simultané (recuit thermique + insolation UV). Les propriétés optiques des verres dopés NPs ZnS fabriqués ont été caractérisées par diverses techniques (absorption UV visible, photoluminescence, FTIR, Raman, XPS, mesure d’indice). Il ressort de ces caractérisations que nous arrivons à fabriquer des NPs dans les trois matrices dont la taille peut aller de 1.8 à 7 nm. La dispersion sur les distributions de taille dépend de la matrice, du traitement post-fusion et de sa durée ainsi que de la concentration initiale en dopant. Nous avons également été amené à synthétiser et à étudier des nanopoudres de ZnS. Le procédé de sélection de taille révèle qu’il est possible d’obtenir au moins trois distributions étroites de tailles bien distinctes. Des filtres optiques UV à bande étroite peuvent ainsi être réalisés pour une longueur choisie en contrôlant la taille des NPs ZnS. Des applications prospectives des NPs ZnS pour le nano marquage et la photo dégradation de polluants modèles présents dans l’eau ont été illustrées
Our efforts have been devoted to the development of simple approach to synthesize ZnS nanoparticules (NPs) by melting process in a glassy matrix with the aim to create a controlled optical index variation. In this thesis, we present the formation of ZnS NPs in the glassy matrix and study of their optical properties. The nanocomposite incorporating ZnS in the host medium was prepared using the melting process from a mixture of the raw materials. We have prepared various glass samples with ZnS NPs size ranging from 1.8 à 7 nm. These samples were treated (heat treatment ± UV insulation with 244 nm laser) and characterized by UV-Vis absorption, FTIR, photoluminescence spectroscopy, Raman measurements and XPS. The refractive index measurements of these nanostructured composite glasses have been carried out and show an important increase with ZnS concentrations and treatments. We also present the elaboration of small and monodisperse ZnS nanopowder with size ranging from 3 to 100 nm by a simple, low-cost and mass production chemical method. The NPs were characterised by X-ray powder diffraction (XRD), UV-vis absorption and photoluminescence spectroscopy. The photocatalytic activity of ZnS nanopowders was investigated by using different colorant water dispersed. ZnS NPs appear to be a good candidate for potential environmental applications such as water purification. We also present application of fluorescent ZnS nanoparticles as cellular biomarkers. Fluorescent microscopy images of osteoblastic MC3T3-E1 cells revealed that the ZnS nanoparticles were biocompatible and were penetrated cells and nucleus regardless of their size. Hence, the ZnS NPs can be good candidates for drug delivery and bio-imaging applications

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Cavallotti, Rémi. "Effets de la terminaison de l’α-alumine sur le comportement au mouillage du zinc." Thesis, Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066409/document.

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Le procédé de galvanisation à chaud se compose d’un recuit continu suivi d’une immersion de la bande d’acier dans un bain de zinc afin de lui conférer une protection contre la corrosion. Au cours de l’étape de recuit de recristallisation des nouveaux aciers, dits à « haute limite élastique », les éléments d’addition, tel que l’aluminium, ségrégent et diffusent en surface où ils forment des îlots voire des films superficiels qui, mal mouillés par le zinc liquide, nuisent à la qualité du produit final. Dans ce cadre, l’étude s’est attachée d’une part à caractériser l’oxydation sélective d’alliages binaires Fe-Al et d’autre part, dans le cas modèle de l’α-alumine (0001), à déterminer les effets de la terminaison de surface sur l’énergie d’adhésion du zinc, à l’aide d’une approche combinant simulations numériques ab initio (théorie de la fonctionnelle de la densité) et expériences sous ultra-vide (réflectivité UV-visible, photoémission et désorption thermique). A l’issu de recuits calqués sur les conditions industrielles les alliages binaires Fe-Al (1,5 et 8% pds.) présentent en surface une couche couvrante d’γ-alumine de plusieurs nanomètres d’épaisseur. Une entrée du flux de gaz focalisée sur l’échantillon aboutit à une croissance vermiculaire des grains d’alumine alors qu’un flux de gaz homogène engendre une croissance plus structurée qui montre que l’approche modèle Zn/α-alumine (0001) est pertinente.Les simulations numériques faites aux premiers stades du dépôt, ont montré que, le zinc interagit faiblement avec la surface stœchiométrique (1x1), ce qui confirme l’expérience. Expérience et calcul convergent sur la valeur de ≈ 0,5 eV de l’énergie d’adsorption. Par contre, un excès de charge de surface peut considérablement renforcer l’adsorption. Deux mécanismes ont été identifiés et décrits en terme de stabilité thermodynamique, en fonction des conditions environnementales (pression, température) : (i) une sous-stœchiométrie surfacique en Al, telle que présente sur la terminaison polaire, (ii) un excès de groupements hydroxyles de surfaces, issus de la dissociation de l’eau, opérationnel aussi bien sur la terminaison polaire que non-polaire de l’alumine. En parallèle avec l’expérience, la simulation montre que le zinc est capable d’interagir fortement avec la surface en en déplaçant l’hydrogène des groupements hydroxyles de surface. L’énergie d’adsorption du zinc ainsi adsorbé, évaluée à 7 eV par le calcul, est du même ordre que la valeur expérimentale de 3,5 eV. L’étude étendue à plusieurs métaux de transition a permis d’identifier le titane comme élément montrant l’interaction la plus forte avec l’alumine et qu’un enrichissement en titane de la surface d’alumine peut fortement améliorer l’adhésion du zinc
The process of continuous hot galvanization consists in annealing and then diving a steel strip in a zinc bath to confer it a protection against corrosion. During the recrystallization annealing step of the so call “high elastic limit’ steels, the additional elements, such as aluminum, segregate and diffuse towards the surface and form oxide islands or superficial film which degrade the zinc adhesion and harm the final quality. This study attempted, on one hand to characterize the selective oxidation of binary alloys and, on the other hand, to improve adhesion at the zinc/α-Al2O3 (0001) interface taken as a test bed. The originality of the research program is to be based on both numerical ab initio simulation (density functional theory) and experiments (UV-vis reflectivity, photoemission, thermal desorption) to determine the parameters of greater relevance.After annealing based on industrial conditions, binary alloys (1.5%- 8% wt.) are totally covered by γ-alumina layer some nanometers in thickness. Gas flow focused on the sample leads to a ‘worm’ like growth of the alumina grains while an homogeneous flow gives rise to a well- structured growth which shows the relevance of the study of Zn/α-alumina (0001).The numerical simulations of the early stage of deposition show that, zinc interacts weakly on a stoichiometric surface (1x1) what is in agreement with experiments. Experiment and theory converge on 0.5 eV for adhesion energy. On the other hand, an excess of surface charge can considerably reinforce the adsorption. Two mechanisms were identified and described in terms of thermodynamics stability according to the environmental conditions (pressure, temperature): (i) electron deficiency present at polar termination, such as oxygen rich (ii) an excess of surface hydroxyls groups issued from water dissociation. Interestingly, this effect is operational on both polar and non-polar terminations. In parallel with experiments, calculation show zinc is able to spill over the hydroxyls groups and interact strongly with the surface. Adhesion energy is 7 eV which is in a good agreement with the 3.5 eV of experimental value. Extended over the 3d transition metals series, the calculations identify titanium as the element exposing the strongest interaction with alumina. By focusing on the adhesive characteristics at the Zn/alumina interfaces, calculations show that titanium enrichment can indeed improve considerably the adhesion

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Safi, Malak. "Nanoparticules inorganiques et nanofils magnétiques : toxicité et étude physique des interactions avec les cellules vivantes." Paris 7, 2012. http://www.theses.fr/2012PA077029.

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Abstract:

Les nanoparticules inorganiques, grâce à leur taille nanométrique (< 100 nm) sont utilisées dans de nombreuses applications industrielles (cosmétiques, automobiles. . . ) et en biomédecine (traitements anti-cancéreux, vectorisation des médicaments. . . ). Cependant, une des grandes questions à ce jour concerne la toxicité de ces nanoparticules et leur impact sur la santé et l'environnement. L'évaluation de la toxicité s'avère néanmoins une tâche difficile, étant donné le grand nombre de paramètres en jeu dans ce problème dont la nature chimique des particules, leur taille, leur état de surface, leurs morphologies, leur mode d'internalisation et le type de cellules ou d'organes ciblés etc. L'objectif de notre travail est l'étude de la toxicité de ces nanoparticules et leurs interactions avec des cellules vivantes. Nous étudions plus particulièrement les effets de la nature, de l'enrobage et de la forme des nanoparticules d'oxydes de cérium (CeO₂), des oxydes de Fer (y-Fe₂O₃) et des matériaux nanostructurés faits à partir de celles-ci. Les tests de viabilité cellulaire ont montré que l'internalisation dans les cellules de mammifères et la toxicité dépendent de la nature de la particule, mais aussi de son enrobage. En effet, des polymères de faible poids moléculaire, adsorbés en surface des nanoparticules étaient plus stables que les ligands classiques et rendaient les nanomatériaux plus furtifs. De manière étonante, malgré leur forme et leur taille, les nanofils magnétiques synthétisés à partir des γ-Fe₂O₃ sont internalisés par les cellules. Leur biocompatibilité et leur biodégradabilité pourraient ouvrir la voie à des applications en biophysique et en nanomédecine
The inorganic nanoparticles, due to their size (< 100 nm) are being used in a wide range of applications including industries (cosmetics, automotive. . . ) and biomedicine (cancer therapy, drug delivery. . . ). However, the toxicity of these nanoparticles and their impact on the environment and possible health risks have not yet been fully evaluated. The evaluation of the toxicity appears to be difficult, considering the existence of different parameters such as the chemical composition of the nanoparticles, their size, their surface, their morphology, their uptake, and the type of targeted cells. The objective of our work is the study of the toxicity of these nanoparticles, and their interactions with living cells. We especially study the effects of the chemical composition, the coating, and the shape of the cerium oxide (CeO₂), iron oxide (y-Fe₂O₃), and the nanostructured materials synthesized from these particles. The cellular viability assays showed that the uptake inside mammalian cells and the toxicity depend on the nature of the particle, and also on the type of coating. Indeed, the polymers of weak molecular weight, adsorbed on the surface of the nanoparticles are more stable than the classic ligands and make them stealth. Surprisingly, despite their shape and length, the magnetic nanowires synthesized from y-Fe₂O₃), are taken up by the cells. Their biocompatibility and their biodegradability pave the way for applications in biophysics and nanomedicine

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Mrazek, Jan. "Sol-gel synthesis of ternary ZnxTiyOz nanostructures for applications in solar cell technologies and photonics." Rennes 1, 2011. http://www.theses.fr/2011REN1S055.

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Abstract:

The presented study deals with the sol-gel synthesis of nanocrystalline ternary phases of the general formula ZnxTiyOz, their characterization and potential application in photonics. Achieved results brings new fundamental knowledge about the processes leading to the formation of ZnxTiyOz nanocrystals from amorphous xerogels and gives novel information about structural and opto-electrical properties of prepared materials. Two sol-gel approaches based on the cluster process and direct heteronucleation were employed to prepare initial sol. Sols were optionally doped by Eu3+ ions to evaluate the effects of rare earth element to crystallization properties of formed compounds. In the first part of our study crystallization properties and structural evolution of thermally treated xerogels were analyzed. As a result a versatile method allowing the preparation of inverse spinel Zn2TiO4, cubic defect spinel ZnTiO3 and rhombohedral ZnTiO3 with tailored nanocrystal sizes was established. In the second part of the study, approaches elaborated in the first part were successfully exploited for the preparations of thin films with define nanocrystalline structure and selected composition. . Refractive indexes, dispersion curves and band gap energies of particular structures were determined. In the third part of our study the zinc oxide nanoparticles prepared by the solgel process can be successfully employed as a part of host matrixes for rare earth element allowing the preparation of active optical fibers with parameters close to optical fibers prepared by the standard or modified solution doping method
L'étude examine la préparation de phases ternaires de formule générale ZnxTiyOz par la voie sol-gel, leur caractérisation et l'application éventuelle dans la photonique. Résultats obtenus apporte des nouvelles connaissances fondamentales sur les processus de formation de nanocristaux ZnxTiyOz de xérogels amorphe et donne des nouvelles informations sur les propriétés structurales et opto-électrique de matériaux préparés. Sur la base des résultats présentés, la plupart de toutes de phase reportée composant de ZnxTiyOz avec la taille et la structure nanocristalline façonner peuvent être préparés comme des poudres ou des couches minces. Une méthode souple qui permet la préparation de spinelle inverse Zn2TiO4, cubes spinelle défaut ZnTiO3 et rhomboédrique ZnTiO3 avec des tailles de nanocristaux a été créé sur mesure. Dans la deuxième partie de l'étude, les approches élaborées dans la première partie ont été exploitées avec succès pour la préparation des couches minces à définir la structure et la composition nanocristallin sélectionné. Dans la troisième partie on a démontré que des nanoparticules d'oxyde de zinc préparé par le procédé sol-gel peut être utilisé avec succès dans le cadre des matrices d'accueil pour l'élément terre rare permettant la préparation des fibres optiques actives avec des paramètres près de fibres optiques préparé par la solution standard ou par la méthode de dopage modifiée

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Presume, Mirlande. "Effets respiratoires d'expositions répétées, à des nanoparticules d'oxydes de manganèse et de fer chez la souris." Thesis, Paris Est, 2013. http://www.theses.fr/2013PEST1067.

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Abstract:

L’étude des effets respiratoires d’aérosols d’oxydes métalliques par inhalation chez la souris est motivée par les observations chez les patients soudeurs. En effet, les soudeurs développent des pathologies cardio-respiratoires qui pourraient être directement ou indirectement liées à l’exposition aux fumées de soudage. Ces fumées de soudage sont composées de différentes espèces chimiques, de poussières mais aussi de nanoparticules (NP). En effet, on retrouve des NP jusqu’à 80 % en nombre et 11% en masse dans les fumées de soudage. Dans le but d’évaluer le rôle de la composante nanoparticulaire des fumées de soudage, mon sujet de thèse est centré sur l’étude des effets respiratoires d’expositions répétées aux aérosols de NP d’oxydes de fer et de manganèse par inhalation chez la souris Dans le précédent rapport, nous avions présenté la technique de génération des aérosols d’oxydes de NP
Traduction de Reverso en Anglais The study of the respiratory effects of sprays of metal oxides by inhalation to the mouse is motivated by the observations at the patients welders. Indeed, the welders develop cardio-respiratory pathologies which could be directly or indirectly bound to the exhibition in smokes of soldering. These smokes of soldering are consisted of various chemical species, dusts but also nanoparticles (NP). Indeed, we find NP until 80 % in number and mass 11 % in smokes of soldering. With the aim of estimating the role of the component nanoparticulaire smokes of soldering, my thesis subject is centered on the study of the respiratory effects of exhibitions repeated to the sprays of NP of iron oxide and manganese by inhalation to the mouse

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Rousseau, Carole. "Vectorisation du G-CSF à l'aide de nanoparticules de polyalkycyanoacrylates." Paris 5, 1996. http://www.theses.fr/1996PA05P201.

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Ivosev, Vladimir. "Nanoparticules pour la radiothérapie et protonthérapie : internalisation et localisation dans les cellules humaines et impact sur les effets d’irradiation." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLS160.

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Abstract:

La radiothérapie est l'une des principales modalités de traitement du cancer. Néanmoins, son utilisation est limitée du fait des dommages induits dans les tissus sains et de la radiorésistance de certains cas. En vue d’améliorer le ciblage tumoral et l'efficacité du traitement, des améliorations sont nécessaires. L'une des améliorations proposées est l'utilisation de nanoparticules composées d'éléments à nombre atomique élevé qui présentent la propriété d’amplifier l’effet des rayonnements ionisants. Les nanoparticules d'or constituent un des agents les plus prometteurs en raison de leur faible toxicité et de la possibilité d’y lier des molécules en surface. L’efficacité de petites nanoparticules d'or fonctionnalisées avec du DTDTPA (< 3 nm) a été prouvée. En revanche, peu de données existent quant au lien entre ces effets d’amplification et la dynamique d’internalisation et leur localisation dans les cellules.Ce travail a porté sur l’étude de la dynamique d'internalisation et d’excrétion de ces nanoparticules, ainsi que sur leur localisation dans différentes lignées cellulaires cancéreuses et dans les fibroblastes humains. Une tentative de corrélation entre les effets d’irradiation et ces données est proposée.Les résultats obtenus dans ce travail montrent que la dynamique d'absorption et d'excrétion, ainsi que les voies prédominantes d'internalisation des nanoparticules d'or, dépendent fortement de la lignée cellulaire. La quantité d'or internalisée résultant de ces mécanismes varie également. Ces mécanismes d’internalisation impactent la localisation des nanoparticules dans les différents organites subcellulaires, conséquence des voies spécifiques d'internalisation. Enfin un lien est proposé entre localisation intracellulaire des nanoparticules d'or et leur localisation avec les organites subcellulaires.En conclusion, ces résultats indiquent que l'efficacité des nanoparticules dépend de la lignée cancéreuse à traiter. Même si des expériences in vivo restent nécessaires à la validation de ces résultats, ce travail propose des méthodes originales qui permettent de caractériser et prévoir rapidement l’effet des agents sur les cellules
Radiation therapy is one of the main modalities for cancer treatment. However, its use is limited due to damage induced in healthy tissues and radioresistance in some cases. However, improvements are needed to improve tumor targeting and treatment effectiveness. One of the proposed improvements is the use of nanoparticles composed of high-atomic number elements that have the property of amplifying the effect of ionizing radiation. Gold nanoparticles are one of the most promising agents, because of their low toxicity and the possibility of binding molecules on their surface. The effectiveness of small gold nanoparticles functionalized with DTDTPA (< 3 nm) has been proven. However, little data exists on the link between the amplification effects in respect to the internalization dynamics and their location in cells. This work focused on studying the internalization and excretion dynamics of these nanoparticles, as well as their location in different cancer cell lines and in human fibroblasts. An attempt to correlate the radiation effects with these data is proposed. The results obtained in this work show that the dynamics of absorption and excretion, as well as the predominant internalization pathways of gold nanoparticles, strongly depend on the cell line. The amount of internalized gold, resulting from these mechanisms, also varies. These internalization mechanisms impact the localization of nanoparticles in the various subcellular organelles, due to the specific internalization pathways. Finally, a link is proposed between the intracellular localization of gold nanoparticles and their colocalization with subcellular organelles.In conclusion, these results indicate that the effectiveness of nanoparticles depends on the cancerous line that is treated. Although in vivo experiments are still needed to validate these results, this work proposes original methods for rapid characterization and prediction of the effects of agents on cells

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Willems, Glenda. "Characterisation of zinc and cadmium tolerance in Arabidopsis halleri." Lille 1, 2006. https://ori-nuxeo.univ-lille1.fr/nuxeo/site/esupversions/481f2da5-d398-40e2-b36f-2796fb68be85.

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Abstract:

Dans cette étude, nous avons développé une approche de type Quantitative Trait Loci (QTL) afin d'étudier le déterminisme génétique de la tolérance au zinc (Zn) et au cadmium (Cd) dans l'espèce Arabidopsis halleri A. Halleri (n = 8) est une espèce métallophyte distribuée sur des sites pollués et non pollués. La tolérance au Zn et au Cd étant constitutivement présentes dans l'espèce étudiée, nous avons développé une population de type backcross (BC 1) à partir d'un croisement interspécifique entre un individu A. Halleri, et un individu de l'espèce proche non tolérante A. Lyrata ssp. Petraea (n = 8). Une carte génétique constituée de 8 groupes de liaison, équivalents au nombre de chromosomes des deux espèces parentales a été construite. Nous avons identifié 3 QTLs pour la tolérance au Zn, ainsi que pour la tolérance au Cd. Le QTL majeur de la tolérance au Cd est également impliqué dans la tolérance au Zn. Nous proposons 3 gènes candidats pour la tolérance au Zn HMA4 (pompe à métaux), MTP1-A et MTP1-B (des transporteurs de Zn). HMA4 co-localise aussi avec le QTL majeur de la tolérance au Cd. Nous n'avons identifié aucun gène candidat potentiel pour les deux autres régions QTL de la tolérance au Cd. Vu la taille des intervalles de confiance associés aux régions QTLs (> 4 cM), nous ne pouvons actuellement pas confirmer avec certitude l'implication des gènes proposés ci-dessus dans la tolérance au Zn ou au Cd. Cependant, la localisation dans les zones QTL de ces gènes actifs dans l'homéostasie des métaux justifie aujourd'hui qu'ils fassent l'objet d'une étude plus approfondie en génomique fonctionnelle afin de déceler leur contribution exacte à la tolérance aux métaux lourds dans A. Halleri ainsi qu'en évolution moléculaire afin de rechercher par analyse du polymorphisme nucléaire d'éventuelles signatures de sélection. En vue de l'identification d'autres gènes potentiellement impliqués dans la tolérance au Zn, nous avons appliqué une deuxième stratégie consistant dans l'intégration des résultats obtenus dans une analyse transcriptomique et dans l'analyse QTL de la tolérance au Zn.

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Piot, Lucas. "Influence de l’énergie d’interface sur les transitions de phase sous pression : étude de nanoparticules d’oxydes fonctionnels." Thesis, Lyon 1, 2013. http://www.theses.fr/2013LYO10238/document.

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Abstract:

La modification des diagrammes de phase sous pression dans les nanomatériaux en comparaison de matériaux massifs est généralement reliée de façon univoque à l'énergie de surface. L'objectif de ce travail a consisté à étudier l'influence de l'énergie d'interface, définie par l'état de surface (défauts cristallins et chimie de surface) et l'énergie de surface, sur le comportement à haute pression de différents nanomatériaux pour lesquels un effet de taille est fréquemment rapporté. Le contrôle et la caractérisation de l'état de surface de nanoparticules d'Y2O3 nous ont permis de montrer que l'amorphisation sous pression rapportée dans la littérature n'est pas uniquement due à la réduction de la taille de grain mais nécessite une densité de défauts initiale, généralement non contrôlée. Une forte dépendance en taille de la pression de transition dans ZnO est avancée dans la littérature. L'étude sous pression de différents échantillons nanométriques de ZnO (issus de diverses voies de synthèse) a été effectuée par spectroscopie Raman et diffraction de rayons X. La qualité cristalline de ces derniers a été estimée par Photoluminescence, XPS, Raman et IR. Tandis que les échantillons présentant une forte densité de défauts conduisent à une augmentation de la pression de transition, le comportement d'un échantillon "sans défauts" ne diffère que peu de celui de ZnO massif. Différentes approches et extensions de modèles thermodynamiques sont proposées: modèles de Gibbs, Landau et Ginzburg-Landau. Ces derniers ouvrent la voie à la définition d'un protocole expérimental permettant d'obtenir des données fiables pour étudier les transitions de phase de nanomatériaux sous pression
The modification of phase diagrams under pressure into nanosized materials in comparison with bulk ones is usually attributed to surface energy. The goal of this work has consisted into studying the influence of interface energy, which includes both the surface state (crystalline defects and surface chemistry) and surface energy, on the high-pressure behavior of several nanomaterials for which size effects has been reported. The control and characterization of the surface state for Y2O3 nanoparticles has enabled us to show that the pressure induced amorphization reported into literature is not only linked to size reduction but require an initial density of defects A strong size dependence of ZnO transition pressure is claimed into literature. The high-pressure study of different ZnO nanometric samples (obtained through several ways of synthesis) has been performed by Raman spectroscopy and X-ray diffraction. The crystalline quality of our samples has been investigated by photoluminescence, XPS, Raman and IR. Whereas samples exhibiting a high density of defects lead to an increase of pressure transition, the behaviour of “defect free” nanoparticles is rather equivalent to bulk one. Several approaches and extensions of thermodynamic models are submitted: model of Gibbs, Landau and Ginzburg-Landau. Those models open the way to the definition of an experimental protocol which allow to obtain reliable data in order to study phase transitions of nanomaterials under pressure

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Arnould, Amandine. "Caractérisation de nanoparticules en milieux complexes : Applications à des nanoparticules organiques et métalliques." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAI098/document.

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Abstract:

L'utilisation massive des nanomatériaux pose de réels enjeux sanitaires et environnementaux. C'est pourquoi ils sont désormais soumis à une réglementation qui prévoit une traçabilité de ceux-ci depuis leur fabrication jusqu'à leur distribution et l'établissement d'une fiche d'identité de la substance (composition, taille, état d'agglomération, forme, etc.). Une routine de caractérisation de nanoparticules en suspension a ainsi été développée. La Microscopie Électronique en Transmission (MET) a permis d'établir une majorité des paramètres de la fiche d'identité, en combinant à la fois imagerie et spectroscopie (analyses chimiques). La préparation, dont dépendra la qualité des observations, nécessite un développement pour chaque matériau analysé. Pour cela, trois techniques ont été mises au point : le dépôt en voie sèche qui permet une observation directe et simple, la cryogénie qui permet de fixer l'état de la suspension et l'in-situ liquide qui permet d'observer directement la suspension sans changement d'état. Les analyses MET étant locales, une comparaison avec des techniques indirectes a été effectuée par Diffusion Statique (MALS) et Dynamique (DLS) de la Lumière avec et sans fractionnement par couplage flux-force (FFF). Deux matériaux modèles ont été choisis. Le premier est une nanoémulsion de lipides stabilisés par des surfactants, servant de vecteurs à des principes actifs. Une étude de vieillissement par interaction avec des protéines a été menée et de légères variations de taille ont été obtenues. Le second matériau sélectionné est une poudre de nanoparticules de dioxyde de titane, remises en suspension, utilisée dans les crèmes solaires en tant que filtres UV. Ces particules ont été observées avant et après passage en enceinte climatique afin d'observer les effets des rayons UV sur celles-ci. Ceci a confirmé la stabilité des particules. Les protocoles de caractérisation développés au cours de cette thèse peuvent ainsi servir de supports à l'étude d'autres nanoparticules en suspension
The extensive use of nanomaterials has raised awareness about health issues and their fate in the environment. That is why they are now subject to regulation that has imposed their traceability from their manufacturing to their distribution as the establishment of their characteristics (chemical composition, size, agglomeration state, shape ...). A characterization routine for nanoparticles in suspension was developed. Transmission Electron Microscopy (TEM) fulfills most of the criteria cited before by combining imaging and spectroscopy techniques. Three sample preparation methods were optimized to ensure high quality results : a dry process, rapid freezing to vitrify the sample and the use of an textit{in-situ} liquid TEM holder to prevent any preparation artefact (no phase change). To obtain quantitative analysis, a comparison was made between Dynamic Light Scattering (DLS), Multi-Angle Light Scattering (MALS), with and without a fractionation system (AF4), and TEM. To support this work, two nanomaterials were analyzed. The first one is a nanoemulsion composed of lipid nanoparticles stabilized by surfactants used as nanocarriers for drug delivery. Their stability after protein interaction was investigate and some size variations were observed. The second material is a powder composed of titanium dioxide nanoparticles used as UV filters in sunscreens. These nanoparticles were analyzed before and after interaction with UV radiation in a climatic chamber to confirm their stability. The different protocols developed in this PhD may be used for the analysis of other nanomaterials

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Sofiani, Zouhair. "Contributions à l'étude des propriétés optiques non linéaires de nanoparticules en couches minces à base de ZnO." Angers, 2007. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00152894.

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Abstract:

Les semi-conducteurs transparents de type Aii Biv, continuent à susciter une attention considérable du point de vue fondamental et application, principalement en raison de leurs propriétés très exploitées. Une considération particulière a été portée sur l'oxyde de zinc qui est un semi-conducteur de type n possédant d'excellentes propriétés électriques, catalytiques et optiques, qui lui confèrent la possibilité d'être exploité dans de nombreux domaines tel que l'optoélectronique. Dans cette perspective, nous avons étudié l'influence du dopage, des températures de dépôt et de recuit, la nature du substrat et des techniques de dépôt sur la réponse optique non linéaire du ZnO. Nous avons constaté que la réponse non linéaire dépend énormément de ces paramètres. En particulier, nous avons démontré que la réponse non linéaire dépend de la qualité structurale et optique des couches minces
Transparent conducting films continue to receive considerable attention from both fundamental and application point of view primarily because of their useful properties. Of particular interest is zinc oxide a \textit{n} type semiconductor that exhibits excellent optical, electrical, catalytic and gas sensing properties and has a gamut of applications in the various fields, as well as the optoelectronic devices. From this point of view, we studied the influence of doping agent, deposition and annealing temperatures, substrate type and deposition techniques on the nonlinear optical response of ZnO. We noted that the nonlinear answer depends extremely on these parameters. In particular we showed that the nonlinear answer depends upon the structural and optical quality of the films

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Triboulet, Sarah. "Etude des effets de deux types de nanoparticules métalliques sur des macrophages murins par une approche protéomique." Thesis, Grenoble, 2013. http://www.theses.fr/2013GRENV021/document.

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Abstract:

Les nanoparticules (NP) métalliques occupent une place de plus en plus importante, tant dans les procédésindustriels que dans la recherche biomédicale. Néanmoins, les données sur leur toxicité potentielle pour lesorganismes vivants restent insuffisantes, notamment à l’échelle moléculaire. Des exemples historiques montrentque certaines pathologies, comme la silicose et l’asbestose, peuvent être engendrées par l’exposition chroniqueà des particules inorganiques (silice et fibres d’amiante). Dans les deux cas, la réponse des macrophagesalvéolaires est en grande partie responsable de la maladie. Les macrophages sont en effet la première ligne dedéfense (immunité innée) contre toute attaque exogène, pathogène ou non, du fait de leurs fortes capacitésphagocytaires et de leurs propriétés inflammatoires. Ainsi, les objectifs de ces travaux étaient d’étudier les effetsde deux types de NP métalliques (Cu/CuO et ZnO) sur deux lignées cellulaires de macrophages murins. Cetteétude a été réalisée par une approche protéomique basée sur l’électrophorèse 2D et la spectrométrie de masse,permettant d’accéder de façon reproductible à des données mécanistiques. Les données obtenues ont étévalidées par plusieurs approches ciblées de biologie cellulaire, sur les lignées ainsi que sur des macrophagesprimaires. Nos résultats montrent que les deux types de NP engendrent des réponses différentes, bien que leurdegré élevé de cytotoxicité soit similaire. Les NP de cuivre induisent un stress oxydant et une réponsemitochondriale intenses, associées à de fortes perturbations de la phagocytose et de la production de certainsmédiateurs de l’inflammation. Cette toxicité semble être essentiellement liée aux propriétés redox du cuivre, etest spécifique de la forme nanoparticulaire. A l’inverse, le zinc induit des réponses modérées sur les mêmesprocessus, n’affectant pas a priori le rôle immunitaire des macrophages. Cette toxicité n’est pas non plusspécifique des NP, les ions ayant des effets très étendus, liés à leurs interactions avec de nombreuses protéines,perturbant leur fonctionnement normal jusqu’à induire la mort cellulaire. L’ensemble de ces résultatspermettent une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires expliquant la toxicité de ces NP
Metallic nanoparticles (NPs) are more and more widely used, from industrial processes to biomedical research.However, data on their potential toxicity towards organisms are still lacking, especially regarding molecularmechanisms. It has been proven that some inorganic particles can lead to diseases when tissues are chronicallyexposed. In the case of pulmonary silicosis and asbestosis, induced by silica particles and asbestos fibers, chronicinflammation through alveolar macrophages is responsible for the disease. Indeed, macrophages are the firstdefense against exogenous attacks, like pathogens or inorganic compounds, which are eliminated throughphagocytosis and inflammatory processes that are part of the innate immune response. Thus, this study aimedat analyzing the molecular effects of both copper- and zinc-based NPs (Cu/CuO and ZnO) on murinemacrophages cell lines. To this end, a reproducible proteomic-based approach using 2D electrophoresis andmass spectrometry was used. The proteomic data were validated using targeted approaches on both cell linesand primary macrophages. Our results show that both NPs exert similar high cytotoxicity, but the molecularresponses are markedly different. Copper-based NPs strongly induce oxidative stress as well as alterations inmitochondrial metabolism, phagocytosis, and inflammatory mediators’ production. These effects seem to bemostly related to the redox properties of copper, and are specific to the NP form. Conversely, zinc inducedlimited effects on the same processes, thus leading to no significant alterations in macrophages’ immunefunctions. These effects are not NP-specific, since Zn2+ ions seem to exert most of them, probably due to theirability to interact with numbers of proteins, slightly altering their normal functions, and eventually leading onlyto cell death without prior functional alterations. This study allowed us to highlight some molecular mechanismsof both NP’s toxicity

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Collins, Martha. "Étude des effets des nanoparticules de silice sur la détection électrochimique des ions à l’interface liquide-liquide." Thesis, Université de Lorraine, 2018. http://www.theses.fr/2018LORR0136/document.

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L’interface entre deux solutions électrolytiques immiscibles (ITIES) peut agir comme un support pour l’assemblage de nanoobjets. Cela présente de nombreux avantages : les particules ne requièrent pas d’ingénierie particulière pour leur obtention, peuvent s’assembler dans des conditions qui leur sont propres, sont pratiquement non dégradables et facilement renouvelables. Les recherches actuelles portent tant sur leur utilisation potentielle en tant que plateformes pour des appareils optiques ajustables, pour des capteurs ou encore pour de la catalyse. L’adsorption de nanoparticules de silice, dense ou mésoporeuse, à l’interface liquide-liquide a été étudiée par voltammétrie en courant alternatif. L’interaction des nanoparticules de silice avec le bleu de méthylène et l’éosine B a été étudiée par voltammétrie cyclique et spectrophotométrie. Les constantes thermodynamiques d’adsorption du bleu de méthylène ont été déterminées à 1.66 105 et 3.68 103 sur les particules de silice dense et mésoporeuse respectivement. La variation de constante entre les deux types de silice repose essentiellement sur leur état d’ionisation respectif. L’énergie de Gibbs de transfert entre phase liquide est modifiée de 8.9 kJ mol-1 en présence de nanoparticules denses ce qui donne des indications sur le mécanisme de transfert du bleu de méthylène en présence de nanoparticules. Mettant à profit l’aptitude de la silice à accumuler le bleu de méthylène et à s’adsorber sur l’interface liquide il nous a été possible d’améliorer la sensibilité de la détection électrochimique. L’éosine B n’a aucune interaction avec les particules de silice. Nos efforts ont ensuite porté sur l’amélioration de la sélectivité du transfert électrochimie par l’utilisation de nanoparticules de silice à empreinte moléculaire. Des nanoparticules de silice dense à empreinte moléculaire de Diclofénac (DIN) ont été synthétisées. Cette molécule est un anti-inflammatoire non stéroïdien très largement utilisé et figurant sur la liste européenne des polluants émergents. Les constantes d’affinité du Diclofénac pour les DIN et les particules équivalentes sans empreinte sont de 7.47 108 et 2.96 107 respectivement ce qui démontre clairement la présence d’empreintes ayant une forte affinité pour le diclofénac au sein des particules. Des molécules analogues (Diclofénac acide, Aceclofenac, acide 4 phenyl-azo benzoique) ont été testées et ont une affinité faible pour les DIN. En électrochimie, l’ajout de DIN bloque le transfert de Diclofénac à l’interface liquide-liquide
The interface between two immiscible electrolyte solutions (ITIES) can act as a scaffold for the assembly of nanometer-sized objects. The assembly of nanoparticles at liquid-liquid interfaces has numerous advantages – the nanoparticles do not require engineering, can assemble given proper conditions, are practically non-degrading and easily renewable. Research is ongoing into their use as a platform for tunable optical devices, sensors and catalysis. The adsorption of both dense and mesoporous silica nanoparticles at the ITIES was studied by AC voltammetry. Their interactions with methylene blue (MB+) and Eosin B (EB-), selected as a model ions, were studied by cyclic voltammetry and UV/Vis absorption spectroscopy. The thermodynamic constants of adsorption of MB+ were found to be 1.66 105 and 3.68 103 onto dense and mesoporous silica nanoparticles respectively. The difference of adsorption constants for the two types of silica was explained by their differing ionisation states. The Gibbs energy of transfer of MB+ is shifted by -8.9 kJ mol-1 in the presence of dense silica nanoparticles, giving some insights to the transfer mechanism of MB+ in presence of nanoparticles. Combining the ability of silica to adsorb onto the ITIES and their affinity for MB+, MB+ was accumulated at the ITIES and so an increase in sensitivity of electrochemical detection was achieved. Eosin B demonstrated no affinity for the silica nanoparticles and its transfer at the ITIES was not influenced by their presence. Next the focus was placed on improving the selectivity of the interaction by synthesising imprinted silica nanoparticles, more specifically, Diclofenac-imprinted dense silica nanoparticles. This drug was chosen as it is a commonly used nonsteroidal anti-inflammatory drug which has been placed on the European watch list of emerging pollutants. The thermodynamic constants were calculated as 7.47 108 for Diclofenac-imprinted silica and only 2.96 107 for non-imprinted silica. Thus the presence of imprint cavities greatly influences the affinity of diclofenac for the silica nanoparticles. The analogues of Diclofenac (Aceclofenac, Acid diclofenac, 4-phenyl azo benzoic acid) were shown to have a very limited affinity for the imprinted particles. Electrochemical experiments at the liquid-liquid interface revealed that the diclofenac transfer is blocked by the presence of imprinted particles

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Martinet, Quentin. "Étude des effets environnementaux sur les modes acoustiques confinés de nanoparticules par diffusion inélastique de la lumière." Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSE1152/document.

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Au cours des vingt dernières années, la diffusion inélastique de la lumière par les modes propres de vibration des nanoparticules, appelés modes de Lamb, s’est avérée être une méthode très efficace pour caractériser la taille et les propriétés mécaniques des nano-objets. La fréquence de résonance d’une nano-sphère, dans la gamme du gigahertz, est donnée, en première approximation, par le ratio de la vitesse acoustique du matériau massif et la taille du confinement. Les raffinements du modèle théorique permettent d’obtenir, à partir de ces modes de vibration, des informations essentielles sur la géométrie et l’environnement local des nano-objets. L’objectif de cette thèse est de sonder le domaine de validité du modèle de Lamb, d’analyser les différents impacts de l’environnement sur ces modes de vibration et de développer de nouvelles méthodes pour les mesurer. Plusieurs aspects de l’interaction avec le milieu extérieur peuvent ainsi être pris en considération selon le type de système étudié. D’une part, la délocalisation de l’onde acoustique dans le cas de systèmes cœur-coquille, qui est gouvernée par les impédances acoustiques respectives du cœur et de la coquille, et qui se traduit par un couplage mécanique. D’autre part, l’effet de masse inertielle induite par la présence de ligands organiques à la surface de la particule qui modifie la fréquence de résonance. La validité de ces deux approches est ainsi discutée en fonction de la configuration des objets considérés, puis ces modèles théoriques sont appliqués à des cas réels tels que des nanoparticules cœur-coquille et des nano-plaquettes de semi-conducteurs ou des agrégats métalliques colloïdaux. L’effet de masse inertielle s’avère non négligeable pour des objets de petites tailles et il est ainsi montré la faisabilité de réaliser des nano-balances ultra-sensibles capable de sonder l’environnement proche des nano-objets. Par ailleurs, dans le cas des agrégats d’or, cette approche permet de discuter les limites du modèle de Lamb, basé sur la théorie des milieux continus, sur des vibrations n’impliquant que six atomes. Ainsi, grâce à la spectroscopie Raman basses fréquences, il apparait que les résultats expérimentaux des vibrations de ces objets s’accordent à la fois avec l’approche des milieux continus en considérant l’effet de masse inertielle et aussi avec les calculs de dynamique moléculaire. Finalement, le développement expérimental d’un montage optique capable de mesurer ces modes Raman basses fréquences sur une particule unique en milieu liquide est présenté. Cette approche nécessite de localiser une particule en milieu liquide à l’aide de nano-pinces plasmoniques puis d’exalter le signal Raman basses fréquences en stimulant les modes de vibration par électrostriction. Les perspectives étant d’appliquer cette méthode à l’étude de la dynamique vibrationnelle de nano-objet unique tel que des virus ou des protéines
Over the past twenty years, inelastic light scattering by vibrational eigenmodes of nanoparticles, called Lamb modes, has proven to be an effective method for characterizing the size and mechanical properties of nano-objects. The resonant frequency of a nano-sphere, in the gigahertz range, is given, as a first approximation, by the ratio of the acoustic velocity of the bulk material and the size of confinement. The refinements of the theoretical model allow to obtain, from these eigenmodes, information on the shape and local environment of nano-objects.The objective of this thesis is to probe the domain of validity of the Lamb model, to analyze the different impacts of the environment on eigenmodes and to develop a new strategy to measure them. Several aspects of interaction with the external medium can be considered depending on the system studied. On the one hand, the delocalization of the acoustic wave in the case of core shell systems is ruled by the acoustic impedance of the core and the shell and leads to a mechanical coupling. On the other hand, the inertial mass effect induced by the presence of organic ligands on the surface of the particle modifies the resonant frequency. The validity of both approaches is discussed according to the configuration and these models are applied to real cases, such as semiconductor core shell nanoparticles and nanoplatelets, or gold colloidal clusters. The inertial mass effect is significant for small objects and it is shown the feasibility to realize ultra-sensitive nano-balance capable of probing the local environment of nano-objects. Furthermore, in the case of gold clusters, this approach makes it possible to discuss the limit of the Lamb model, based on continuum mechanics, to interpret vibrations involving only six atoms. Thanks to low frequency Raman spectroscopy, it appears that the experimental results are in good agreement with both the continuum mechanics approach, by considering the inertial mass effect, and also with density functional theory (DFT) calculations. Finally, the experimental development of an optical set-up capable of measuring low frequency Raman modes on a single nanoparticle in a liquid medium is presented. This technic requires to localize a nanoparticle in a liquid medium with plasmonic tweezers and to enhance the low frequency Raman signal by stimulating vibrational modes with electrostriction. The perspectives are to apply this method to the dynamical study of a single object such as viruses or proteins

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Verdier, Thomas. "Elaboration de poudres nanostructurées de ferrites de manganèse-zinc par mécanosynthèse : Influence des paramètres de broyage." Rouen, 2006. http://www.theses.fr/2006ROUES042.

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Abstract:

Les ferrites mixtes de Mn-Zn ont un grand intérêt commercial du fait de leurs propriétés magnétiques à haute fréquence. Cette thèse présente l’influence des modes de broyage sur la synthèse de ferrites Mn-Zn à partir d’oxydes simples. La ferrite obtenue par mécanosynthèse présente une réorganisation de la distribution cationique au sein de la structure spinelle, ce qui peut améliorer les propriétés du matériau massif après mise en forme. Des broyages réalisés dans un matériel en acier ont permis de mettre en évidence la présence de Fe2+ provenant de réactions d’oxydo-réduction entre le fer et les oxydes. Des broyages réalisés dans des jarres en WC ont conduit à l’obtention de phases pures de ferrites de zinc et de manganèse-zinc exemptes d’ions Fe2+. Des expériences de spectrométrie Mössbauer sous champ magnétique ont permis de préciser la distribution cationique des ferrites synthétisés
Spinel ferrites compounds are widely used for their technological applications, which are essentially their magnetic and catalytic properties. Nanocrystalline Mn-Zn ferrites have been synthesized by high-energy ball milling in different media (tempered steel and WC) starting from simple oxides (α-Fe2O3, ZnO and MnO). This technique leads to a change in the distribution of cations in both sites, resulting in an increase of magnetic properties. X-ray diffraction, Mössbauer spectrometry and VSM are used to characterize the powders. This work shows that a redox reaction is observed between Fe11 and metalling iron during milling in steel medium, leading to a spinel phase containing some Fe11. The mechanism for the appearance of this phase is studied : ZnO seems to have a non negligeable influence on the synthesis, by creating an intermediate wüstite-type phase solid solution with FeO. Millings in WC medium permit to avoid the Fe11 contamination

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Ramjauny, Yaasiin. "A model system to give an insight into the behaviour of gold nanoparticles under ion irradiation." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/docs/00/56/51/45/PDF/these_ramjauny.pdf.

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Abstract:

En français : Les matériaux nanocomposites fabriqués en ayant recours aux techniques par faisceau d'ions présentent des propriétés très attractives dans les domaines de l'optique, de la photonique et de la plasmonique. Cependant, la diculté d'obtenir un système avec une distribution de nanoparticules de taille et de distribution spatiale bien contrôlées limite les applications industrielles. L'objectif de cette thèse est double : d'une part, décrire de manière rigoureuse le comportement des nanostructures sous irradiation. D'autre part, rationaliser la synthèse des matériaux nanocomposites en dénissant à la fois une méthodologie de travail et en dépassant les limites intrinsèques aux techniques par faisceau d'ions. Pour cela nous avons fabriqué un système modèle composé des nanoparticules métalliques (Au) connées entre deux couches de silice. Nous montrons comment l'irradiation et la température peuvent être utilisés pour contrôler la distribution en taille des nanoparticules enfouies dans la matrice. En outre, nous montrons que pour étudier la cinétique de croissance sous irradiation, la distribution en taille des nanoparticules doit être la plus étroite possible. Notre système modèle a été ensuite utilisé pour décrire l'évolution de la phase précipité par un mécanisme de mûrissement d'Ostwald dans un système ouvert limité par la diusion. De plus, nous avons estimé la concentration seuil pour la germination, la tension de surface et la diusivité de l'or sous irradiation. Pour conclure, les mécanismes de mûrissement d'Ostwald direct en inverse sous irradiation ont été étudiés dans les détails et les modèles existants testés expérimentalement
En anglais : Nanocomposites fabricated with ion-based techniques have a number of attractive characteristics. However, the main and most crucial diculty in obtaining commercial NPs-based devices is the inability to produce a suitable narrow size and spatial NP distributions. The objective of this thesis is twofold: i) to go further in the description of the behavior of the ion-driven NPs and ii) to overcome the limitations related to the ion-beam techniques providing a guideline methodology to rationalize the synthesis of NPs when ion-beams are used. Thus, a model system is fabricated. It consists of chemically synthesized metallic nanoparticles sandwiched between two silica layers. We show how the ion irradiation and the temperature can be used to tune the size distribution of the embedded NPs. Moreover, we show that when an initially large NPs size distribution is considered, the study of the growth kinetic of the NPs under irradiation can be problematic. Our model system is than used to investigate in detail the behavior of the NPs under irradiation. We show that the evolution of the precipitate phase under irradiation is successfully described by an Ostwald ripening mechanism in an open system limited by the diusion. Moreover, the concentration threshold for nucleation as well as the surface tension and the gold diusivity in silica under irradiation is estimated. Finally, direct and inverse Ostwald ripening processes under irradiation are systematically investigated and the existing theoretical models experimentally checked

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Chassaing, Pierre-Marie. "Quelques illustrations du rôle de la surface dans des nanoparticules de ZnO." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00406581.

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Abstract:

Ce travail de thèse porte sur l'étude des excitations élémentaires de la matière dans des nanoparticules de ZnO: phonons et excitons.
Nous montrons que les modes de vibration permettent d'illustrer des effets de surface, lesquels sont de deux types. Premièrement vient la réduction de la taille. L'élasticité linéaire ne décrit plus correctement les modes propres acoustiques pour des tailles inférieures à 2.5 nm. Les expériences que nous avons menées sont en accord avec ce point. Deuxièmement, nous montrons que les ligands qui habillent les nanoparticules sont préférentiellement localisés sur la surface latérale de ces dernières; et qu'ils étirent légèrement la maille cristalline de ZnO.
Concernant les propriétés excitoniques, l'exciton est piégé à la surface des nanoparticules. En outre, de part la dynamique de recombinaison très rapide, le processus de recombinaison de l'exciton est dominé par des mécanismes non-radiatifs.

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Dissertations / Theses on the topic 'Nanoparticules – Effets du zinc'

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