Electrochimiluminescence à différentes échelles : de nouvelles propriétés fondamentales à une microscopie confinée à la surface

Abstract

L’électrochimiluminescence (ECL) est un phénomène d’émission de lumière obtenue suite à la génération d’espèces très réactives à l’électrode. Ces dernières vont subir une série de réactions de transfert d’électrons qui conduisent à la formation d’un état excité qui mène à l’émission finale de photons. La première partie de mon travail de thèse a porté sur l’étude de deux systèmes supramoléculaires. Les performances ECL d’un dérivé du spirofluorène et de trois composés modifiés avec un truxène comme partie centrale sont examinées. L’étude d’un deuxième système supramoléculaire, [18]-C-6bispyréne, a permis de démontrer une nouvelle propriété de l’ECL, maintenant capable de distinguer entre deux énantiomères, grâce à la détection du niveau de polarisation de l’émission ECL résultante. La combinaison entre ECL et systèmes confinés est présentée dans la deuxième partie de ma thèse. L’amplification du signal ECL par annihilation a été possible grâce à l’emploi d’un dispositif comprenant deux électrodes séparées par une distance de 100 nm. De plus, l’imagerie ECL a été utilisée pour mettre en évidence l’amélioration des performances de l’ECL bipolaire en utilisant une configuration comprenant un micropore planaire de 20 µm de long. Enfin, une nouvelle microscopie basée sur l’ECL a été développée. En perméabilisant la membrane cellulaire, l’ensemble de la cellule est visualisé par ECL. De plus, en se basant sur la distribution de l’émission ECL dans différents plans focaux, nous avons pu démontrer qu’une des caractéristiques fondamentales de cette nouvelle microscopie ECL est d’être confinée à la surface de l’électrode du fait des temps de vie limités des radicaux électro-générés. L’utilisation d’électrodes transparentes de nanotubes de carbone imprimés sur une lamelle de microscope a permis de réaliser l’imagerie ECL de cellules marquées aussi bien en réflexion qu’en transmission.