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HORIZONS STIM : Une doctorante de Concordia jette un nouvel éclairage sur l’imagerie biomédicale

La doctorante Diana Consuelo Rodríguez Burbano utilise des nanoparticules luminescentes pour faire progresser la détection de maladies
21 mars 2017
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Par Andrew Jeyaraj

Diana Consuelo Rodríguez Burbano Diana Consuelo Rodríguez Burbano

Vous rappelez-vous ces super étoiles qui brillaient dans le noir sur le plafond de votre chambre quand vous étiez enfant? Ou la mer de bâtons lumineux qui suivaient le rythme lors de votre concert préféré?

Les deux s’expliquent par le même phénomène : la luminescence.

Diana Consuelo Rodríguez Burbano est doctorante et membre du Groupe de recherche sur les lanthanides de Concordia, supervisé par John Capobianco, professeur de chimie et de biochimie à la Faculté des arts et des sciences.

Elle travaille actuellement à mettre au point des nanomatériaux luminescents persistants qui pourraient servir à l’imagerie biomédicale. Ces nanomatériaux sont chargés à l’extérieur du corps et libèrent leur énergie sous forme de lumière une fois à l’intérieur de celui-ci. Jusqu’à présent, Mme Rodríguez Burbano a réussi à obtenir près de cinq heures d’émission continuelle grâce à un certain type de nanomatériau.

 

Diana Consuelo Rodríguez Burbano: My research area focuses on persistent luminescent nanomaterials, also referred to as “afterglow nanomaterials.”

« L’avancée des nanomatériaux en biomédecine exige une approche multidisciplinaire »

Quel est le rapport entre l’image ci-dessus et vos travaux à Concordia?

Diana Consuelo Rodríguez Burbano : Mes recherches se concentrent sur les nanomatériaux luminescents persistants, également appelés « nanomatériaux postluminescents ». La propriété optique la plus attrayante de ce type de nanoparticule est qu’elle peut emmagasiner l’énergie lorsqu’elle est exposée à certaines formes d’irradiation comme les rayons ultraviolets ou X.

L’énergie est emmagasinée dans des sites de piégeage au sein des nanoparticules. Lorsque l’irradiation cesse, l’énergie contenue dans les pièges peu profonds est libérée sous forme de luminescence à la température de la pièce. Cette luminescence persiste durant un certain temps, jusqu’à ce que toute l’énergie retenue dans les pièges soit libérée.

Quels résultats attendez-vous de vos travaux? Et quels pourraient en être les effets concrets dans la vie des gens?

Diana Consuelo Rodríguez Burbano : Les matériaux luminescents persistants sont largement utilisés dans les panneaux d’urgence et d’avertissement, les peintures luminescentes ainsi que l’impression et les fibres textiles. Nos travaux s’intéressent toutefois aux applications biomédicales qu’offre la mise au point de sondes luminescentes nanométriques aux fins d’imagerie in vivo.

En effet, l’imagerie du corps humain exige souvent une exposition à des radiations de haute énergie et l’acquisition d’images in vivo nécessite une irradiation continuelle du sujet au moyen d’une source externe qui peut entraîner des dommages chez celui-ci.

Des nanoparticules luminescentes persistantes peuvent être chargées à l’extérieur du corps et utilisées afin de générer des images lorsqu’elles sont injectées dans le patient. Il existe actuellement des caméras très sensibles qui peuvent détecter et surveiller le signal luminescent persistant.

En outre, une fois que la lumière qui peut être libérée à la température normale du corps est entièrement épuisée, l’énergie contenue dans les pièges plus profonds peut être libérée au moyen d’une excitation infrarouge proche, une radiation inoffensive pour le corps humain.

Le nanophosphore luminescent persistant rouge que nous avons mis au point présente un certain potentiel comme sonde d’imagerie in vivo.

Quels sont les principaux obstacles auxquels vous vous êtes heurtée dans vos travaux? Dans quels domaines vos travaux pourraient-ils être utilisés?

Diana Consuelo Rodríguez Burbano : Je suis convaincue que l’avancée des nanomatériaux en biomédecine exige une approche multidisciplinaire.

Nous cherchons à concevoir des nanoplateformes qui aboutissent à un diagnostic précis, à un dépistage précoce et à un traitement efficace contre les maladies. Cet objectif requiert l’expertise de chimistes, de biochimistes, de biologistes, de physiciens, de spécialistes en science des matériaux et de membres de la communauté médicale.

Soulignons que ces matériaux peuvent également avoir des applications dans les industries des systèmes d’affichage, des capteurs, des dispositifs de sécurité de l’éclairage et du stockage optique des données.

Quelle personne, quelle expérience ou quel événement particulier vous a donné l’idée de votre sujet de recherche et incitée à vous intéresser à ce domaine?

Diana Consuelo Rodríguez Burbano : Ma mère est biologiste moléculaire. Elle a commencé et terminé ses études supérieures quand j’étais jeune. Je me souviens très bien que je faisais mes devoirs à son bureau dans son labo pendant qu’elle menait des expériences. Le fait de grandir dans ce milieu a formé ma personnalité et influé sur ma décision d’étudier en science à l’université.

Lorsque j’ai décidé de travailler sur les nanomatériaux, un collègue de ma mère m’a suggéré d’explorer les recherches de John Capobianco.

J’adore la science derrière les nanoparticules à conversion ascendante luminescentes, mais je suis surtout fascinée par le potentiel qu’elles recèlent pour les applications biomédicales.

Comment les étudiants en STIM que cela intéresse peuvent-ils se lancer dans ce type de recherche?

Diana Consuelo Rodríguez Burbano : Dans ce champ de recherche, nous avons besoin du savoir et du travail de haute qualité de tous les domaines des sciences. Les personnes issues d’horizons divers sont par conséquent les bienvenues.

Ce type de recherche exige de penser, de proposer, d’expérimenter, d’évaluer, de penser davantage et de conclure. Il faut donc être prêt à tenir la distance pour remporter le marathon. Gardez le bon rythme, apprenez à vous défaire des frustrations qui peuvent survenir, ne doutez jamais de vous-même et soyez ouvert à l’idée d’emprunter d’autres voies.

Qu’est-ce qui vous plaît le plus à Concordia?

Diana Consuelo Rodríguez Burbano : Lorsqu’on arrive à Concordia, on se joint à une famille diversifiée, sympathique et loyale. En plus de recevoir une éducation exceptionnelle qui mènera à une carrière passionnante, on se fait des amis précieux et on vit des expériences qui façonnent notre parcours.

Apprenez-en davantage sur le Département de chimie et de biochimie de Concordia.

 



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