Soutenance de thèse de Lucie Huart

Lucie Huart, doctorante dans l'équipe Bioinformatique et BioPhysique (BIBIP) soutient sa thèse le lundi 17 janvier 2022 à 14 h.

Sorbonne Université - Amphi 25 - Campus P. et M. Curie - 75005 Paris

Effets d'ionisation en couche interne sur des molécules  d'intérêt  biologique en  milieu aqueux

Résumé

Depuis la découverte des rayonnements ionisants (radioactivité, rayons X,  particules  chargées), la chimie de l'eau reste très étudiée car elle sous-tend de nombreux domaines, de l'industrie nucléaire à la médecine. Si les interactions commencent au niveau atomique, elles ont un impact au niveau moléculaire et peuvent affecter le comportement d'un organisme vivant à plus long terme. Afin de comprendre et de prévoir l'impact des rayonnements ionisants, une description précise du dépôt d'énergie dans la matière est nécessaire.

Parmi les événements ionisants, les ionisations en couche interne sont généralement considérées comme les événements les plus énergétiques, entraînant un dépôt d'énergie de plusieurs centaines d'électronvolts (eV) à l'échelle d'un atome. Cependant, ils restent mal décrits en phase condensée. L'objectif de cette thèse est d'utiliser le rayonnement X basse énergie (100 -10 keV, dit X-mous) pour déclencher ces événements autour de différents seuils K d'ionisation par irradiation de biomolécules solvatées.

Cette étude s'est d'abord focalisée sur l'irradiation de l'eau pure, puis en présence de sels métalliques en solution pour enfin étudier l'effet sur des molécules d'intérêt biologique. L'originalité de ce projet pluridisciplinaire réside dans l'association de techniques physico­ chimiques (quantification des dommages radio-induits, développement de dispositifs d'irradiation pour les rayonnements à faible pénétration) et d'une approche physique (basée sur la spectroscopie électronique) pour aboutir à une description multi-échelle.

Inner shell ionization effects on molecules of biological interest in an aqueous medium

Abstract

Since  the  discovery  of  ionizing  radiation  (radioactivity,  X-rays,  charged  particles),  the chemistry of water remains widely studied as it underlies many fields from nuclear industry to medicine. If interactions start  at  the atomic  level,  they  have  an  impact at  the  molecular  level and can affect the behavior of a living organism in the longer term. ln order to understand  and predict the impact of  ionizing  radiations,  a  precise  description  of  the  energy  deposition  in matter is necessary.

Among ionizing events, core-ionizations are  usually  considered  as  most  energetic  events, bringing energy deposition of several hundreds of eV at the scale  of  an  atom.  However,  they remain poorly described in condensed  phase.  The  aim  of  this  thesis  is  to  use  soft  X-ray radiation (100 -10 keV) to trigger these K-shell events around different ionization thresholds by irradiating solvated biomolecules. This study first  focused  on  irradiation  of  pure  water,  then  in the presence of solvated salts to finally investigate the effect  on molecules  of  biological  interest. The originality of this multidisciplinary  project  lies  in  the  association  of  physico-chemical technics (quantification of radiation-induced damage, development of irradiation devices for low-penetrating radiation) and physical approach (based on electron spectroscopy) to bring a multi-scale description.

Jury

• Eckart RÜHL, Professeur (Freie Universität Berlin), Rapporteur 
• Jean-Luc RAVANAT, Directeur de recherche, HDR (CEA Grenoble), Rapporteur
• François ROCHET, Professeur, HDR (Sorbonne Université), Examinateur
• Sandrine LACOMBE, Professeure, HDR (Université Paris-Saclay), Examinatrice
• Sylwia PTASINSKA, Professeure associée (University of Notre Dame), Examinatrice
• M.-A.HERVE DU PENHOAT, Maître de conférence, HDR (Sorbonne Université), Directrice de thèse
• Jean-Philippe RENAULT, Chercheur CEA, HDR (CEA Saclay), Co-encadrant
• Christophe NICOLAS, Scientifique de ligne (Synchrotron SOLEIL), Co-encadrant
• Jérôme PALAUDOUX, Maître de conférence, HDR (Sorbonne Université), Supervisor