Développement de nanomatériaux plasmoniques à base d'ADN pour la détection de séquences d'acides nucléiques pathologiques // Development of DNA-Mediated Plasmonic Nanomaterials for the Detection of Pathological Nucleic Acid Sequences

La détection spécifique et sensible de séquences d'acides nucléiques est un enjeu sociétal majeur pour l'identification précoce de biomarqueurs de maladies ainsi qu'à la reconnaissance rapide d'agents pathogènes. Cependant, ces cibles sont très peu abondantes dans les biofluides, présentent une diversité de structure et de taille et peuvent avoir une analogie dans leur composition dans une même famille. Ces caractéristiques sont des obstacles majeurs au développement de biocapteurs sensibles et spécifiques. Ce projet de thèse vise à développer la méthode de synthèse de nanomatériaux plasmoniques (NPs) médiée par l'ADN simple brin, à partir de métaux nobles (Au et/ou Ag). Ces NPs possèdent des propriétés optiques uniques qui peuvent être nettement améliorées afin de produire des outils analytiques ultra-sensibles, rapides et faciles à utiliser. L'objectif est de concevoir des biocapteurs optiques hautement performants en exploitant les propriétés remarquables de l'ADN simple brin lors de la synthèse de NPs. L'ADN simple brin agirait à la fois comme agent stabilisateur et structurant, et comme bio-récepteur pour la détection de biomarqueurs de séquences d'acides nucléiques par hybridation. L'élaboration de ces NPs médiés par l'ADN par différentes voies chimiques permettra de tirer bénéfice de leur richesse en termes de morphologie, de composition et de répartition spatiale de l'Au et de l'Ag pour contrôler les propriétés physico-chimiques, telles que la stabilité, les propriétés plasmoniques, ou encore la réactivité chimique de leur surface. Ce projet contribuera à l'acquisition de connaissances fondamentales sur l'interface ADN/nanomatériau et la relation structure-propriété des NPs fonctionnalisés par l'ADN simple brin qui ouvrirait la voie à l'élaboration de biocapteurs hautement performants.
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The specific and sensitive detection of nucleic acid sequences is a major societal challenge for the early identification of disease biomarkers as well as the rapid recognition of pathogens. However, these targets are present in very low abundance in biofluids, exhibit a wide variety of structures and sizes, and may share compositional similarities within the same family. These characteristics are major obstacles to the development of ultra-sensitive and highly specific biosensors. To address these challenges, this thesis project aims to develop a method for synthesizing plasmonic nanomaterials (NPs) mediated by single-stranded DNA, using noble metals (Au and/or Ag). These nanomaterials possess unique optical properties that can be significantly enhanced to produce ultra-sensitive, rapid, and user-friendly analytical tools. The objective is to design highly efficient optical biosensors by exploiting the remarkable properties of single-stranded DNA during nanomaterial synthesis. Single-stranded DNA would act both as a stabilizing and structuring agent, and as a bioreceptor for the detection of nucleic acid sequence biomarkers through hybridization. By using different chemical synthesis routes, DNA-mediated nanomaterials can be tailored in terms of their morphology, composition, and spatial distribution of Au and Ag to control their physicochemical properties, such as stability, plasmonic property, and surface chemical reactivity. This project will contribute to the acquisition of fundamental knowledge on the DNA/nanomaterial interface and the structure-property relationships of single-stranded DNA-functionalized NPs, which would pave the for the development of high-performance biosensors.
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Début de la thèse : 01/10/2026

Public funding alone (i.e. government, region, European, international organization research grant)

Concours pour un contrat doctoral

Sorbonne Université SIS (Sciences, Ingénierie, Santé)

397 Physique et Chimie des Matériaux

Nous recherchons un.e candidat.e hautement motivé.e, possédant une solide expérience en synthèse, et en caractérisation des nanomatériaux (UV, DLS, zétamétrie, TEM, ICP, Raman, XPS, EDX), ainsi que des compétences dans l'étude des bio-interfaces. Le.a candidat.e doit manifester un vif intérêt pour les projets interdisciplinaires à l'interface entre la chimie des matériaux, les nanotechnologies et la biologie. De bonnes compétences en communication écrite et orale en anglais, une autonomie, une rigueur scientifique et une aptitude à travailler en équipe sont également recherchées.
We are looking for a highly motivated candidate with solid background in the synthesis and characterization of nanomaterials (UV, DLS, zetametry, TEM, ICP, Raman, XPS, EDX), as well as skills in studying bio-interfaces. The candidate should have a strong interest in interdisciplinary projects at the interface of materials chemistry, nanotechology, and biology. Good writing and oral communication skills in English, autonomy, scientific rigor, and ability to work in a team are also sought.