Ecotoxicological and physico-chemical monitoring of home-manufactured quantum dots from luminescent devices
Suivi écotoxicologique et physico-chimique de nanoparticules semi-conductrices possédant des propriétés luminescentes
par Bingbing DENG sous la direction de Fayna MAMMERI
Thèse de doctorat en Nanosciences, matériaux, surfaces
ED 388 Chimie physique et chimie analytique de Paris Centre

Soutenue le lundi 17 octobre 2022 à Université Paris Cité

Sujets
  • Chlorella vulgaris
  • Mitochondries
  • Nanoparticules
  • Photosynthèse
  • physiologie
  • Sulfure de zinc
  • Tests de toxicité
  • Toxicologie

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Mots clés
Écotoxicité, Quantum dots ZnS, Chlorella vulgaris, Activité photosynthétique, Activité des mitochondries
Resumé
Les NPs de ZnS sont un semi-conducteur de type n avec un large gap de bang direct, il est largement utilisé dans de nombreux domaines commerciaux en raison de ses propriétés optiques, électroniques et magnétiques spécifiques. Par ailleurs, l'effet écotoxicologique potentiel des nanoparticules (NPs) a attiré de plus en plus l'attention des chercheurs. Les NP peuvent augmenter la production d'espèces réactives de l'oxygène (ROS), induisant un stress oxydatif des cellules, et affecter les activités des mitochondries et des chloroplastes des organismes photosynthétiques, voire provoquer la mort cellulaire. Dans ce travail, nous avons préparé des NPs de ZnS : Mn de différentes tailles et des NPs de ZnS dopées par différents dopants par la méthode des polyols, qui est une méthode de synthèse très mature dans notre groupe. La petite taille des NPs ZnS : Mn (10%) est d'environ 1.1 à 1.5 nm, la grande taille est d'environ 8.5 nm, et les NPs ZnS monodopées Cu, Co sont d'environ 2.6 nm. Les tests XRD et TEM ont prouvé que toutes ces NPs ZnS ont une structure cubique. De plus, l'effet écotoxique de ces NPs ZnS sur Chlorella vulgaris a été évalué dans les milieux BG11, eau de la Seine (SRW) et eau de mer synthétique (SSW). L'activité photosynthétique, la viabilité cellulaire, l'activité des mitochondries et l'activité SOD ont été évaluées, et la structure et la morphologie des microalgues ont été mesurées par le test TEM. Nous avons démontré la toxicité des NPs de ZnS pour Chlorella vulgaris. Les NPs de ZnS : Mn (10%) de petite taille sont plus toxiques que les NPs de ZnS : Mn de grande taille, l'enveloppe de silice peut empêcher l'effet toxique des NPs de ZnS : Mn (10%) dans une certaine mesure. De plus, les NPs ZnS : Cu (10%) et ZnS : Co (10%) ont un effet toxique plus fort sur les mitochondries que les NPs ZnS : Mn (10%). De plus, le MET a montré que la paroi cellulaire est devenue plus mince et les NPs de ZnS ont été observées à l'intérieur du cytoplasme, et le cytoplasme a été détruit dans une certaine mesure après avoir été exposé dans le milieu traité par les NPs de ZnS pendant 96 heures.