Nanoscopie par imagerie de durée de vie de fluorescence de molécules uniques pour la biophysique et la thermoplasmonique // Single-molecule fluorescence lifetime imaging nanoscopy for biophysics and thermoplasmonics

Les techniques d'imagerie super-résolue permettent d'observer des objets avec une résolution à l'échelle nanométrique (~10 nm), bien en dessous de la limite classique imposée par la diffraction de la lumière (généralement ~200 nm). Parmi ces techniques, les approches de microscopie de localisation de molécules uniques (Single Molecule Localization Microscopy - SMLM) reposent sur la capacité à détecter des molécules individuelles et à activer ou désactiver des émetteurs fluorescents photoactivables.
À l'Institut Langevin, ESPCI Paris PSL, nous avons developpé ce concept et conçu un nouveau système de microscopie capable de détecter simultanément des molécules fluorescentes individuelles ainsi que leur durée de vie de fluorescence, permettant ainsi d'obtenir des images super-résolues de la durée de vie de fluorescence (single molecule Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy - smFLIM).
Dans le cadre de ce projet, nous explorerons une nouvelle application du smFLIM : l'étude de l'augmentation de température dans des échantillons nanostructurés, basée sur la modification de la fluorescence de molécules uniques.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Super-resolution imaging techniques enable to image objects with a resolution at the nanometer length scale (~10 nm), well below the classical limit imposed by the diffraction of light (typically ~200 nm). Among these techniques, single-molecule localization microscopy (SMLM) approaches are based on the capacity of detecting single-molecules and the ability of switching on and off fluorescent emitters.

At Institut Langevin, ESPCI Paris PSL, we have further developed such concept and conceived a novel microscopy system capable of simultaneously detecting single fluorescent molecules as well as their fluorescence lifetime, and thus obtaining super-resolved fluorescence lifetime images (smFLIM).
In the frame of this project we will explore a new application of smFLIM, that is the study of temperature increase in nanostructured samples based on single-molecule fluorescence modification.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Début de la thèse : 01/10/2026

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

Concours Labex*Concours pour un contrat doctoral*

ESPCI Ecole supérieure de physique et de chimie industrielles de la ville de Paris (PSL)

564 Physique en Ile de France

Nous acceptons les candidatures d'étudiants issus de divers horizons et motivations, allant de l'optique et de la nanophotonique à la physico-chimie et à la biophysique, ainsi que des intérêts allant de la recherche fondamentale aux sciences appliquées.
We are accepting applications from students with different background and motivation, ranging from optics and nanophotonics to physical-chemistry and biophysics, and from fundamental research to applied sciences interests.