Circular dichroism exacerbation on plasmonic metasurfaces for the characterization of antimicrobial peptides and other biological species - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2022

Circular dichroism exacerbation on plasmonic metasurfaces for the characterization of antimicrobial peptides and other biological species

Exacerbation de dichroïsme circulaire sur des métasurfaces plasmoniques pour la caractérisation de peptides antimicrobiens et autres espèces biologiques

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1
Mathieu Nicolas
  • Function : Author
  • PersonId : 1193114
  • IdRef : 265852005

Abstract

The main objective of the thesis was to study the chirality of adsorbed biological species. This field is of major interest since the chirality of molecules affect their properties. For instance, the struggle against the proliferation of resistant bacteria needs a better characterization of antimicrobial peptides which are good candidates to replace classical antibiotics. Nowadays, the handedness of biomolecules is easily detected in solution thanks to the measurement of the circular dichroism with commercial devices. However, on surfaces, the effect remains very low and the answer has to be enhanced. The use of plasmonic resonators permits to increase the light-matter interaction and so the differential absorption of adsorbed biological species with circularly polarized light. Metasurfaces with original shapes allow highlighting different modes of resonances such as electric dipoles, magnetic dipoles, magnetoelectric coupling or quadrupoles. Pseudo-chiral metasurfaces (U-shaped) made of gold have been used. By measuring the polarization properties of a metasurface before and after the adsorption, it is possible to study the mechanism at the origin of the response of resonators coupled to chiral objects.
L'objectif principal de la thèse était d'étudier la chiralité d’espèces biologiques adsorbées. Ce domaine est d'un intérêt majeur puisque la chiralité des molécules affecte leurs propriétés. Par exemple, la lutte contre la prolifération des bactéries résistantes nécessite une meilleure caractérisation des peptides antimicrobiens qui sont de bons candidats pour remplacer les antibiotiques classiques. De nos jours, la conformation des biomolécules est facilement détectée en solution grâce à la mesure du dichroïsme circulaire avec des appareils commerciaux. Cependant, sur les surfaces, l'effet reste très faible et la réponse doit être renforcée. L'utilisation de résonateurs plasmoniques permet d'augmenter l'interaction lumière-matière et donc l'absorption différentielle des espèces biologiques adsorbées avec la lumière polarisée circulairement. Des métasurfaces aux formes originales permettent de mettre en évidence différents modes de résonances tels que des dipôles électriques, des dipôles magnétiques, des couplages magnétoélectriques ou des quadripôles. Des métasurfaces pseudo-chirales (en forme de U) en or ont été utilisées. En mesurant les propriétés de polarisation d'une métasurface avant et après l'adsorption, il est possible d'étudier le mécanisme à l'origine de la réponse de résonateurs couplés à des objets chiraux.
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Origin : Version validated by the jury (STAR)

Dates and versions

tel-03869601 , version 1 (24-11-2022)

Identifiers

  • HAL Id : tel-03869601 , version 1

Cite

Mathieu Nicolas. Exacerbation de dichroïsme circulaire sur des métasurfaces plasmoniques pour la caractérisation de peptides antimicrobiens et autres espèces biologiques. Matériaux. Sorbonne Université, 2022. Français. ⟨NNT : 2022SORUS259⟩. ⟨tel-03869601⟩
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