Nouveaux MOFs pour la génération, stockage et distribution d'oxygène singulet – MOFSONG

L'oxygène singulet est une espèce très réactive qui présente un intérêt pour une série d'applications, allant de la catalyse d'oxydation douce à la thérapie photodynamique (PDT). Le développement de matériaux sur mesure capables de contrôler avec précision la génération et la manipulation de l'oxygène singulet est primordial pour faire progresser ces applications. La PDT, en particulier, est un exemple convaincant qui souligne l'importance d'une gestion contrôlée de l'oxygène singulet. Elle repose sur l'interaction entre un photosensibilisateur (PS), la lumière et l'oxygène à l'état fondamental (3O2), produisant des espèces d'oxygène hautement réactives telles que l'oxygène singulet cytotoxique (1O2) pouvant détruire le cancer et les agents pathogènes microbiens. Actuellement, la PDT est confrontée à deux limitations majeures : le contrôle de l'apport en oxygène et la pénétration limitée de la lumière à l'intérieur des tissus. Le projet MOFSONG s'attaque à ces limites en proposant des matériaux innovants capables de découpler les étapes d'irradiation lumineuse et de libération de 1O2. L'approche proposée implique la conception et la synthèse de Metal Organic Frameworks (MOF) combinant deux types de ligands organiques : les arènes et les porphyrines dans une structure poreuse unique. Les porphyrines sont d'excellents PS capables de générer du 1O2, et les arènes sont des molécules aromatiques capables de piéger ce 1O2 dans leur structure lors d'une réaction de cycloaddition et de la formation d'endoperoxyde (EPO), tandis que la porosité favorise la concentration et la diffusion rapide des espèces d'oxygène. Ainsi, les MOFs contenant de l'EPO peuvent être générés par illumination à la longueur d'onde optimale d'excitation de la porphyrine et stockés à basse température jusqu'à ce qu'ils soient utilisés pour libérer de manière contrôlable du 1O2 dans un environnement désiré lors du chauffage. Les objectifs du projet comprennent la synthèse de s ligands organiques, le développement de matériaux poreux assistée par le Design of Experiments et la synthèse robotisée, des études structurales et spectroscopiques avancées et l'étude de la dynamique du 1O2. Le succès du projet est assuré par un consortium interdisciplinaire de cinq partenaires de recherche fournissant toute l'expertise nécessaire et des infrastructures de pointe.