Etude de complexes de gadolinium d'intérêt pour l'IRM : simulations ab initio et propriétés magnétiques

• Main Author: Lasoroski, Aurélie
• Language: FRE
• Published: Université Pierre et Marie Curie - Paris VI 2013
• Subjects: [CHIM:THEO] Chemical Sciences/Theoretical and/or physical chemistry; Modélisation moléculaire; Relaxation; Agent de contraste; IRM; Dynamique moléculaire ab initio; Interactions hyperfines; Zero-Field Splitting; ProHance
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00876988; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/88/09/03/PDF/lasoroski_these_versionfinale.pdf

Lors d'examens IRM des agents de contraste sont utilisés afin d'affiner les diagnostics. Ces agents sont constitués d'un ion paramagnétique, la plupart du temps le gadolinium, chélaté par un ligand linéaire ou macrocyclique afin d'éviter tout relargage et donc toute toxicité. Dans cette thèse, nous étudions les propriétés magnétiques de complexes de gadolinium. Ces propriétés magnétiques influencent la relaxation d'une molécule d'eau coordinée à l'ion central, relaxation à l'origine des contrastes visibles sur les images IRM. Nous nous sommes intéressés à l'agent de contraste commercial ProHance ainsi qu'à des systèmes dérivés. Après avoir réalisé des simulations de dynamique moléculaire ab initio des espèces à étudier, et les avoir analysées, nous avons sur ces systèmes des calculs de structure électronique explicitant les interactions hyperfines en jeu au sein du système, ainsi que le Zero-Field Splitting. Il a ainsi été possible de définir un tenseur hyperfin moyen pour chacun des systèmes étudiés. De plus, une décomposition du terme en fonction de variables collectives géométriques a permis d'expliciter l'origine des fluctuations rapides du tenseur hyperfin dans le cas du ProHance. Enfin, le ZFS a été décomposé en un terme dit transitoire et un terme dit statique. Ceci permettra par la suite de modéliser la relaxation électronique des systèmes étudiés et la relaxation du proton de la molécule d'eau coordinée.