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Berthault, Patrick (1962-....; biochimiste)

Overview
Works: 13 works in 16 publications in 2 languages and 18 library holdings
Roles: Author, Opponent, Thesis advisor, Other
Publication Timeline
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Most widely held works by Patrick Berthault
Application de la résonance magnétique nucléaire à une et deux dimensions à l'étude structurale et conformationnelle des oligosaccharides : Conception et mise au point de nouvelles techniques by Patrick Berthault( Book )

3 editions published in 1988 in French and held by 4 WorldCat member libraries worldwide

L'étude des oligosaccharides en solution, composés naturels d'importance considérable puisqu'ils interviennent dans tous les processus métaboliques de la vie cellulaire, nécessite une connaissance exacte de leur nature chimique avant la détermination de relations structure-activité. La Résonance Magnétique Nucléaire à haut champ permet d'obtenir ces informations en n'utilisant que de très faibles quantités d'échantillon, et constitue une méthode d'analyse non destructive autorisant l'observation des molécules dans des conditions représentatives du milieu naturel. Cependant, la structure complexe des composés rend les spectres classiques difficilement interprétables, et de nouvelles techniques multiimpulsionnelles à une ou deux dimensions ont été développées pour contourner ces problèmes et parvenir à une analyse complète, tant du point de vue structural que conformationnel. Ces approches utilisent essentiellement les transferts d'aimantation dans le champ statique et dans le champ tournant ainsi que les propriétés des transitions à deux quanta. Elles permettent de définir des stratégies d'analyse très efficaces dont l'utilité est générale pour l'étude de composés oligomériques. L'efficacité de ces approches est démontrée sur quelques composés bioactifs isolés à partir de l'héparine
IRM moléculaire à base de xénon hyperpolarisé par laser by Nawal Tassali( Book )

2 editions published in 2012 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Magnetic Resonance Imaging (MRI) has a high importance in medicine as it enables the observation of the organs inside the body without the use of radiative or invasive techniques. However it is known to suffer from poor sensitivity. To circumvent this limitation, a key solution resides in the use of hyperpolarized species. Among the entities with which we can drastically increase nuclear polarization, xenon has very specific properties through its interactions with its close environment that lead to a wide chemical shift bandwidth. The goal is thus to use it as a tracer. This PhD thesis focuses on the concept of 129Xe MRI-based sensors for the detection of biological events. In this approach, hyperpolarized xenon is vectorized to biological targets via functionalized host systems, and then localized thanks to fast dedicated MRI sequences. The conception and set-up of a spin-exchange optical pumping device is first described. Then studies about the interaction of the hyperpolarized noble gas with new cryptophanes susceptible to constitute powerful host molecules are detailed. Also the implementation of recent MRI sequences optimized for the transient character of the hyperpolarization and taking profit of the xenon in-out exchange is described. Applications of this approach for the detection of metallic ions and cellular receptors are studied. Finally, our first in vivo results on a small animal model are presented
<> by Celine Hocquelet( )

1 edition published in 2010 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Conception et synthèse de nouvelles molécules cages pour des applications en IRM du Xénon by Léa Delacour( )

1 edition published in 2011 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

L'Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) est une technique d'imagerie médicale largement répandue dans les milieux hospitaliers pour le diagnostic de pathologies. Elle repose classiquement sur la détection du proton (IRM 1H) et permet de visualiser des tissus en profondeur avec une très bonne résolution temporelle et spatiale. Cependant, cette méthode souffre encore de sa faible sensibilité. Une des solutions consiste en l'introduction et la détection de xénon hyperpolarisé. En effet, le xénon est un gaz non toxique, très sensible à son environnement chimique et adapté pour l'IRM. Cependant, il n'est spécifique d'aucun récepteur biologique et nécessite des molécules particulièrement adaptées pour son encapsulation. La détection de cibles spécifiques se fait par des biosondes constituées de molécules cages fonctionnalisées par une antenne de reconnaissance d'un récepteur spécifique. Le xénon vient s'encapsuler dans cette molécule hôte et permet la localisation de la cible biologique. Parmi les molécules cages répertoriées dans la littérature, les cryptophanes présentent la plus forte affinité connue pour le xénon et sont donc les plus prometteuses. Les cryptophanes sont des molécules cages constituées de deux unités de type cyclotribenzylène reliées entre elles par trois chaînes pontantes. Ils ont été synthétisés pour la première fois par l'équipe d'A. Collet au Collège de France au début des années 1980. L'objectif de cette thèse a été de synthétiser et de fonctionnaliser de nouveaux cryptophanes
Helium-3 Magnetic Resonance Elastography of the lung by Roberta Santarelli( )

1 edition published in 2013 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

According to the American Lung Association, for the last few years, lung diseases have become the third most common cause of death worldwide after cardiovascular disease and tumors, and it is expected to rise up the ranking position in the next ten years. Lung diseases such as Chronic Obstructive Pulmonary Disease and interstitial fibrosis affect millions of people worldwide, killing thousands of them every year while new cases are reported. Today, there is no early diagnosis of these pulmonary diseases. They effectively manifest by a modification of the viscoelastic properties of the lung parenchyma which cannot be detected by usual techniques that are applied to other organs. X-ray computer tomography and surgical lung biopsy can state the disease. However, it is not yet possible to predict its progression, to determine the optimal length of the therapy, or to explore the administration of other agents potentially less toxic than those used nowadays. Causes and mechanisms of the disease, associated genetic factors are not determined yet. The social and medical issues are huge. The viscoelastic properties of lung tissue play a key role in the basic function of the organ. They could be very sensitive pulmonary biomarkers as they depend on the tissue structure, the biological conditions, and they are dramatically altered by most lung diseases like cancer, emphysema, asthma, or interstitial fibrosis. However, current auscultation and tactual explorations fail to regionally probe them in vivo.In this PhD work, a new modality was developed to regionally measure the viscoelastic properties of the lung parenchyma in order to detect, quantify, and classify diseases that modify them. This new imaging approach, hyperpolarized helium-3 Magnetic Resonance Elastography (MRE), benefit from the innocuity and the sensitivity of the technique as well as from the huge hyperpolarized helium-3 signal in the lung. First, the technique was validated on preserved pig lung phantoms. On the one hand, the assumptions of gas confinement and gas content independence that support quantitative helium-3 MRE were assessed. On the other hand, the sensitivity of the technique was challenged with respect to lung inflation and gravity dependence. Second, original means of mechanical excitation were developed and MR acquisition protocols were optimized to perform helium-3 MRE in vivo. First measurements of shear wave propagation were achieved in both rat and human lungs. Resulting shear elasticity agrees fairly well with stiffness values found ex vivo by alternative measurement techniques. This work opens up promising insights into lung pathophysiology in vivo
Synthèse de Nouvelles Molécules Cages et Applications pour l'Imagerie par RMN Xénon by Ténin Traoré( )

1 edition published in 2011 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

L'Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) est une technique d'imagerie très utilisée de nos jours, notamment pour le diagnostic médical. L'utilisation d'agents de contraste lors d'un examen IRM permet d'obtenir des images de bonne qualité. Cependant, le manque de sensibilité de cette technique d'imagerie a conduit à l'utilisation d'espèces hyperpolarisées (3He, 13C, 129Xe) en IRM. Le xénon (Xe) apparait aujourd'hui comme un composé très prometteur pour de telles applications mais son manque de sélectivité rend l'imagerie moléculaire impossible. Le développement et l'utilisation de molécules cages capable d'encapsuler le xénon et de l'amener vers la cible à imager est donc indispensable. Dans ce contexte, nous nous sommes intéressés au cours de cette thèse à l'élaboration de telles molécules, et plus précisément, à l'obtention de nouveaux cryptophanes qui présentent la plus forte affinité pour le xénon afin de pouvoir utiliser ces molécules en tant qu'outils pour l'IRM Xe. Une nouvelle voie de synthèse du cryptophane ayant la plus grande affinité pour le xénon a été mise au point ; ce composé a été fonctionnalisé pour la première fois au laboratoire et ceci dans le but d'obtenir les premières biosondes dérivées de composé. Le greffage d'antenne de reconnaissance sur ces biosondes permettrait alors de faire de l'imagerie ciblée. Une sonde pour la détection du peroxyde d'hydrogène (H2O2) a été synthétisée. Le peroxyde d'hydrogène est impliqué dans le développement de stress oxydant cellulaire et présent en ces de maladies neurodégénératives (Parkinson, Alzheimer). La sonde obtenue a permis d'imager H2O2 par IRM Xe pour la première fois. Un hybride composé de nanotube de carbone et de cryptophanes a aussi été synthétisé en vue de disposer d'outil présentant une forte concentration de cryptophanes et d'améliorer la sensibilité de la technique d'imagerie utilisant du xénon
Development of polarizing agents for dissolution-dynamic nuclear polarization technique by Saket Patel( )

1 edition published in 2018 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Les techniques de RMN ou d'IRM jouent un rôle important en sciences. Chacune de ces techniques est caractérisée par une limitation associée à sa faible sensibilité et pourrait donc pourrait bénéficier d'un gain de sensibilité important via l'utilisation de l'hyperpolarisation. A l'état liquide, le signal détecté peut être amélioré par des facteurs supérieurs à 10000. Le principe de la PDN repose sur la forte polarisation des spins électroniques qui est transférée aux noyaux environnant. L'objectif de ce travail de thèse concerne la conception et la synthèse de nouveaux agents polarisants non persistants générés par irradiation UV pour leur utilisation en phase liquide ainsi que l'étude des propriétés des radicaux trityles à hauts champs magnétique et basse température. L'efficacité en PDN de ces radicaux a pu être testée à 6,7 T et 1 K. L'efficacité de ces espèces a été testée sur le [U-2H, U-13C]-D-glucose et la 13C-dihydroxyacétone (DHAc). Dans les conditions optimales à l'état liquide, le glucose peut être polarisé à hauteur de 32%. De plus, la photo- irradiation de l'acide phénylglyoxylique (PhGA) par la lumière visible en remplacement de l'irradiation UV permet de générer des radicaux non-persistants utilisables pour la polarisation de sondes sensibles aux UV. Une 3ème partie du travail a porté sur l'étude de l'effet de la matrice sur le temps de relaxation des radicaux trityles en présence de complexes de Gd 3+
Biosensor activatable in both fluorescence and 129Xe NMR for detection of recombinant proteins by Emilie Mari( )

1 edition published in 2017 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Le marquage, la détection et l'étude de protéines in cellulo sont essentiels pour la compréhension au niveau moléculaire des mécanismes biologiques. Des techniques sensibles et qui engendrent peu de perturbations sur le système étudié sont indispensables. Hélas les techniques de pointe historiquement utilisées telles que l'optique font déplorer une forte perturbation du système en raison de la taille imposante des fluorophores utilisés. L'IRM quant à elle possède une sensibilité de détection très faible. Ce projet propose une méthode innovante de détection de protéines en combinant ces deux techniques prometteuses et hautement complémentaires pour une étude moléculaire de processus intracellulaires. Les deux avancées techniques permettant l'élaboration d'un tel projet sont l'utilisation d'un fluorophore activable de très petite taille et l'exploitation de la grande sensibilité d'un gaz non toxique, le xénon, dont le spin nucléaire est hyperpolarisé. Combiner ces deux techniques d'imagerie novatrices permet d'obtenir des informations au niveau moléculaire. Ce projet sera une percée dans le suivi de protéines recombinantes et l'étude des mécanismes intracellulaires associés. In fine, le but est de créer le premier traceur capable de détecter sa cible et de s'activer à la fois en fluorescence et en IRM
Résonance magnétique nucléaire par détection inverse by Patrick Berthault( Book )

1 edition published in 1991 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Conception et synthèse d'azacryptophanes. Influence des atomes d'azote sur les propriétés d'encapsulation du xénon by Martin Doll( )

1 edition published in 2021 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Au sein de la chimie supramoléculaire, la chimie hôte-invité vise le développement de molécules possédant une cavité et permettant l'encapsulation spécifique de certains substrats. Les champs d'applications concernent la détection ou le piégeage de molécules, voire la catalyse en milieu confiné. Les cryptophanes sont une famille de molécules-cages, contenant une cavité hydrophobe, qui peuvent encapsuler plusieurs substrats d'intérêt. Ils sont ainsi étudiés tant pour la formation de biosondes IRM, grâce à leurs propriétés d'encapsulation du xénon, que pour le piégeage de métaux lourds toxiques, qu'ils complexent avec une forte affinité. La modulation des propriétés d'encapsulation des cryptophanes se fait essentiellement en modifiant la taille de leur cavité, mais l'introduction d'hétéroéléments dans leur structure, qui nécessite quelques ajustements synthétiques, reste peu étudiée. Les travaux réalisés pour cette thèse traitent de la conception de nouveaux dérivés azotés nommés tri-azacryptophanes. La synthèse de deux générations de tri-azacryptophanes, possédant des groupements anilines est détaillée, ainsi que leurs propriétés de reconnaissance du xénon en milieu organique. Celles-ci sont drastiquement différentes de celles de leurs analogues oxygénés, et, de plus, varient en fonction du pH, lorsque les fonctions anilines se protonnent. Enfin, la synthèse d'un tri-azacryptophane amphotère est rapportée. Ce composé montre des premiers résultats encourageants pour l'encapsulation du xénon dans l'eau, ce qui constitue une étape importante vers une application comme biosonde, tandis que la présence d'atomes d'azote donneurs favorise nettement le piégeage de cations de métaux lourds par rapport aux analogues oxygénés
Conception et synthèse de nouveaux cryptophanes pour des applications en IRM du xénon by Naoko Kotera( )

1 edition published in 2012 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Today, Magnetic Resonance Imaging (MRI) is a powerful clinically used imaging method which provides three-dimensional images with excellent resolution. However, conventional molecular MRI techniques that rely on the observation of water protons still suffer from reduced sensitivity and often lack selectivity. The use of hyperpolarized xenon can improve both the selectivity and sensitivity of the MRI method. As xenon has no specificity for any biological receptor, it needs to be vectorized. For this purpose, authors have proposed to encapsulate xenon inside molecular cages functionalized to recognize specific biological targets. The best candidates so far as biosensors are cryptophanes.The aim of this work is to design and synthesize new cryptophanes that are better suited for 129Xe MRI applications and relevant biosensors for future in vivo applications. In a first part, new cages were developed in order to study the encapsulation properties of xenon inside different cryptophanes. Then, biosensors were synthesized by functionnalization of known water-soluble cryptophanes for different applications of biological interest. We have therefore assessed the possibility of detecting metal ions specifically in a very sensitive way thanks to 129Xe MRI. New bimodal sensors were also designed and tested
Compréhension et prédiction des réponses de capteurs chimiques de gaz à surface de matériaux sensibles : application aux polysiloxanes fonctionnalisés. by Jérôme Klingenfus( )

1 edition published in 2011 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Le but de l'étude est de comprendre et de prédire les performances de détection en phase gazeuse des capteurs chimiques à surface de matériaux sensibles. Les travaux ont porté sur des microbalances à quartz revêtues de polysiloxanes fonctionnalisés. Des mesures à l'équilibre, en exposant ces capteurs à différentes vapeurs organiques, ont mis en évidence la sélectivité des matériaux employés. Pour rationaliser ces résultats, les étapes impliquées dans la détection ont été examinées. Des mesures par PM-IRRAS ont permis de montrer la proportionnalité de la réponse vis-à-vis de la quantité d'analyte absorbé. Des affinités en phase condensée ont été déterminées par une nouvelle méthode par RMN d'études de mélanges sans solvant. L'application de cette méthode à des composés modèles a validé le calcul de l'enthalpie de mélange par l'approche de Hansen. Celle-ci permet également d'obtenir calculer les coefficients de Hansen des matériaux sensibles avec des méthodes de contributions de groupes. Enfin, sur ces résultats, un modèle numérique a été construit pour calculer a priori la réponse d'un capteur à partir de la formule chimique des composés sensible et de l'espèce détectée
 
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