Applications

Bibliogr. p. XV. Réf. bibliogr. Index

La 4e de couv. porte : "La spectroscopie de Résonance Paramagnétique Electronique (RPE), c’est-à-dire l’étude de la structure électronique des centres paramagnétiques, est de plus en plus utilisée pour des applications qui vont bien au-delà de celles imaginées initialement par les physiciens. La RPE permet d’obtenir des informations sur l’évolution de propriétés dans le temps (datation) et dans l’espace (traçage). Avec plus d’investissement, elle rend possible l’identification d’une molécule et la détermination de niveaux d’énergie. Cela concerne la physique, la chimie mais aussi les sciences de la Terre et de l’univers, celles de l’environnement, de la vie et de la santé. Cet ouvrage collectif présente une grande variété d’applications. Certaines ne nécessitent pas un bagage théorique important pour être comprises. Pour d’autres, il est possible de se référer à l’ouvrage La spectroscopie de RPE - Fondements dans la même collection ou à certains compléments de fin de chapitre. Des annexes sur des méthodes ou techniques sont proposées de façon indépendante en fin d’ouvrage. Enfin, pour chaque application, des références sont proposées à ceux qui veulent approfondir. L’ouvrage est accessible à des étudiants de master 1 de physique, de chimie, de chimie physique, de biophysique et de biochimie. Il sera utile aux professionnels qui utilisent la technique de spectroscopie RPE, aux chercheurs mais aussi aux enseignants du supérieur et des classes préparatoires qui pourront ainsi élargir leurs connaissances de façon très concrète et illustrée."

P. 1 Chapitre 1 - La dosimétrie des rayonnements ionisants P. 1 1.1 - Introduction P. 3 1.2 - La datation archéologique P. 11 1.3 - Dosimétrie rétrospective et dosimétrie d'accident radiologique P. 19 1.4 - Une méthode de référence pour la dosimétrie : la RPE de l'alanine P. 23 1.5 - La détection de produits alimentaires irradiés P. 24 1.6 - Conclusion P. 25 Références P. 27 Chapitre 2 - Traçage de la matière organique naturelle à l'échelle de bassins versants P. 27 2.1 - Introduction P. 29 2.2 - Transformation et transferts de la matière organique naturelle P. 32 2.3 - Signature RPE de la matière organique naturelle P. 33 2.4 - Zones d'études et protocole utilisé P. 36 2.5 - Evaluation de la méthode de traçage par RPE P. 42 2.6 - Exemple d'application du traçage par RPE : détermination du bassin d'alimentation et du temps de résidence des eaux en milieu karstique P. 45 2.7 - Conclusion P. 46 Références P. 49 Chapitre 3 - Détection et caractérisation de radicaux libres après piégeage de spins P. 49 3.1 - Introduction P. 51 3.2 - Mise en oeuvre de l'expérience P. 58 3.3 - Analyse des spectres RPE P. 62 3.4 - Exemples de spectres d'adduits de radicaux classiques P. 71 3.5 - Aspects cinétiques P. 72 3.6 - Limites de la méthode et précautions pour éviter les artéfacts P. 75 3.7 - Conclusion P. 76 Références P. 79 Chapitre 4 - Complexation du cuivre par les peptides impliqués dans les maladies neurodégénératives P. 79 4.1 - Introduction P. 81 4.2 - Détermination par RPE de la coordination d'un ion Cu(II) par un peptide P. 85 4.3 - Coordination de Cu(II) par la protéine du prion P. 92 4.4 - Coordination de Cu(II) par le peptide amyloïde-Bêta P. 97 4.5 - Conclusion P. 99 Complément 1 - Analyse des spectres ESEEM et HYSCORE des complexes Cu(II)(ABêta16) P. 102 Références P. 105 ## Chapitre 5 - Cristallochimie des minéraux argileux, processus d'altération et évolution des surfaces continentales P. 105 5.1 - Introduction P. 106 5.2 - Les minéraux du groupe de la kaolinite P. 107 5.3 - Les centres Fe3+ des minéraux du groupe de la kaolinite P. 115 5.4 - Les défauts paramagnétiques produits par irradiation P. 116 5.5 - Application de la RPE de la kaolinite à l'étude des processus d'altération en climat tropical P. 126 5.6 - Conclusion P. 127 Références P. 131 Chapitre 6 - Structure et mécanisme catalytique des enzymes d'oxydo-réduction P. 131 6.1 - Introduction P. 135 6.2 - Les laccases : des enzymes pour l'oxydation des substrats de haut potentiel P. 139 6.3 - Les hydrogénases : des enzymes pour l'oxydation et la production du dihydrogène P. 148 6.4 - Le photosystème II : un complexe enzymatique piloté par l'énergie solaire P. 156 6.5 - Conclusion P. 157 Remerciements P. 158 Complément 1 - Interprétation des propriétés RPE des centres à cuivre mononucléaires des protéines P. 159 Complément 2 - Les centres fer-soufre et leurs propriétés RPE P. 161 Références P. 165 Chapitre 7 - A la recherche des origines de la vie : la matière carbonée primitive P. 165 7.1 - Introduction P. 170 7.2 - La matière carbonée primitive du système solaire : où et comment est-elle née ? P. 183 7.3 - La matière carbonée primitive terrestre : à la recherche de biomarqueurs des origines de la vie P. 196 7.4 - Perspectives : objectif Mars ? P. 198 Remerciements P. 199 Complément 1 - Principe de la détection en quadrature de phase P. 201 Complément 2 - Principe de l'imagerie par RPE P. 203 Références P. 205 Chapitre 8 - Utilisation de sondes paramagnétiques pour l'étude des transitions structurales au sein des protéines P. 205 8.1 - Introduction P. 206 8.2 - Spectre RPE et mobilité des radicaux nitroxyde P. 209 8.3 - Etude des transitions structurales par marquage de spin P. 215 8.4 - Le processus d'activation de la lipase pancréatique humaine P. 222 8.5 - Le repliement induit de la nucléoprotéine du virus de la rougeole P. 226 8.6 - Conclusion P. 227 Remerciements P. 228 Références P. 231 Chapitre 9 - Radicaux organiques et magnétisme moléculaire P. 231 9.1 - Introduction P. 234 9.2 - Molécules et Méthodes d'étude P. 238 9.3 - Etude de solutions fluides de biradicaux et de triradicaux : mise en évidence de l'échange intramoléculaire P. 245 9.4 - Etude des solutions gelées P. 253 9.5 - Conclusion P. 253 Remerciements P. 254 Complément 1 - Dépendance en température de la susceptibilité de solutions diluées suivie par RPE P. 257 Complément 2 - Apport des calculs d'orbitales moléculaires P. 260 Références P. 263 Chapitre 10 - La RPE des espèces magnétiques transitoires P. 263 10.1 - Introduction P. 264 10.2 - Les méthodes de gel rapide et de flux P. 267 10.3 - Comment accélérer l'acquisition d'un spectre RPE ? P. 270 10.4 - RPE résolue en temps de radicaux en solution P. 281 10.5 - RPE résolue en temps d'états excités en phase solide P. 283 10.6 - Conclusion P. 284 Complément 1 - Résolution numérique des équations de Bloch en régime transitoire P. 288 Références P. 291 Chapitre 11 - Caractérisation des agents de contraste pour l'imagerie par résonance magnétique P. 291 11.1 - Introduction P. 292 11.2 - Méthodes de l'IRM P. 294 11.3 - Effet d'un complexe de Gd3+ sur la relaxation des protons de l'eau P. 302 11.4 - Modélisation de la relaxation électronique du Gd3+ P. 305 11.5 - Evaluation des paramètres qui déterminent la relaxation paramagnétique des protons P. 308 11.6 - Simulation du spectre RPE et de la relaxation longitudinale des complexes de gadolinium P. 310 11.7 - Exemples de simulations de spectres RPE de complexes de Gd3+ P. 314 11.8 - Performances des complexes de Gd3+ comme agents de contraste P. 317 11.9 - Perspectives P. 319 Complément 1 - Influence de la vitesse d'échange des molécules d'eau de sphère interne sur la relaxivité des protons P. 321 Complément 2 - Eléments de la méthode de simulation du spectre RPE des complexes de Gd3+ P. 323 Références P. 325 Chapitre 12 - La spectroscopie de résonance ferromagnétique : fondements et applications P. 325 12.1 - Introduction P. 327 12.2 - Les principes de la RFM P. 332 12.3 - Aspects expérimentaux P. 333 12.4 - La RFM des couches métalliques ultraminces : films de Fe épitaxiés sur (100) GaAs P. 338 12.5 - Les semi-conducteurs ferromagnétiques III-V : Ga1-xMnxAS/(100)GaAs P. 339 12.5 - Les contraintes et les anisotropies magnétocristallines P. 343 12.6 - Les ferrofluides de nanoparticules de maghémite P. 353 12.7 - Conclusion P. 354 Références P. 357 Annexe 1 - Principes de la résonance magnétique : équations de Bloch et méthodes impulsionnelles P. 357 1 - La RMN du proton P. 359 2 - Mouvement de l'aimantation macroscopique P. 361 3 - Les phénomènes de relaxation P. 364 Références P. 365 Annexe 2 - Introduction à la RPE impulsionnelle : les expériences ESEEM, HYSCORE et PELDOR P. 366 1 - L'écho de spin et l'expérience ESEEM P. 371 2 - L'expérience ESEEM à 4 impulsions et l'expérience HYSCORE P. 372 3 - L'expérience PELDOR P. 373 Références P. 375 Annexe 3 - Principe de la spectroscopie ENDOR en onde continue P. 375 1 - Introduction P. 376 2 - Spectre ENDOR des radicaux en régime isotrope P. 379 Le phénomène ENDOR P. 381 3 - Spectre ENDOR d'une poudre polycristalline ou d'une solution gelée P. 383 4 - Comparaison avec l'ENDOR impulsionnelle et les autres spectroscopies à haute résolution P. 384 Références P. 387 Annexe 4 - Des macromolécules aux fonctions très variées : les protéines P. 387 1 - De la séquence à la structure P. 390 2 - De la structure à la fonction P. 391 3 - Apport de la RPE à l'étude des protéines P. 399 Planches couleur