Infos Lab' mai 2026

Théo Beguin, Yasmina Bousmah, Audrey Gayral, Romain Dauverné, Hélène Pasquier et  Marie Erard ont publié un article dans Chemistry Methods "BEAM: A Custom-Built and Versatile Optical Setup for Real-Time Monitoring of Absorption and Emission Spectra During Photobleaching of Fluorescent Proteins"

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The article presents bleaching with emission and absorption monitoring (BEAM), a cost-effective and customizable optical setup designed for real-time monitoring of photochemical reactions through simultaneous measurement of absorption and emission spectra. BEAM utilizes readily available optical components such as lamp or laser diodes for excitation, cuvettes for sample containment, and spectrometers for spectral acquisition. Its modular architecture enables precise control over excitation wavelength, sample volume, temperature, and stirring conditions, making it highly adaptable to various experimental needs. The article also proposes a detailed protocol for measuring the effective photon flux density and irradiance across different optical configurations. The system's capabilities are demonstrated through the study of Citrine's photobleaching, a widely used but poorly photostable fluorescent protein (FP). BEAM enables continuous monitoring of Citrine's spectral evolution under different conditions, including excitation laser powers, solution volumes, and protein concentrations. The results revealed complex changes in both absorption and emission spectra during the bleaching process. Nevertheless, the fluorescence intensity of Citrine follows a first-order decay profile, facilitating straightforward kinetic modeling. This allowed determination of key photophysical parameters, such as the photobleaching molar cross section and quantum yield. These findings underscore BEAM's utility for characterizing fluorescent proteins and open pathways for comparative studies with other FPs.

Ce dispositif, disponible au bat 350 de l'ICP, permet de mesurer simultanément des spectres d'absorption et d'émission de fluorescence tout en irradiant l'échantillon pour déclencher des réactions photochimiques. Le dispositif est utilisé pour étudier le photoblanchiment de molécules fluorescentes, mais d'autres applications sont envisageables.

La soutenance de thèse de Pinnan LI (groupe TEMiC) intitulée "Oxydes à haute entropie avec une substitution sélectives de sites cationiques et leur performance pour l’oxydation de l’eau et la photocatalyse " se déroulera le 2 décembre 2025 à 14h, en Salle Magat à l'ICP. 

Cette thèse a été réalisée sous la direction de Mohamed Nawfal GHAZZAL.

Résumé : Les oxydes métalliques sont largement utilisés en catalyse énergétique et sont reconnus pour leurs bonnes performances en électrocatalyse et en photocatalyse. Parmi eux, les oxydes à haute entropie (HEO) sont un nouveau type de matériau obtenu par la combinaison de plusieurs éléments métalliques dans une structure monophasée stable. Ces matériaux ont attiré l'attention pour leurs structures inhabituelles et leurs propriétés prometteuses. Cependant, leurs mécanismes catalytiques restent mal compris. Ce projet de doctorat se concentre sur le fonctionnement des HEO dans deux réactions clés : la séparation électrochimique de l'eau et le reformage photocatalytique de la biomasse.

Dans un premier temps, nous avons utilisé le MgAl-LDH comme matériau de référence. Les performances OER sont modifiées en ajustant la position centrale de l’orbitale d en remplaçant les sites Mg2+ par Fe2+, Cu2+, Co2+, and Ni2+. Ceci optimise l'énergie d'adsorption des intermédiaires oxygénés. Dans un deuxième temps, ZnFe₂O₄ a été choisi comme autre phase de référence. Nous avons réalisé des substitutions sélectives des sites A, B, et A et B. Cette flexibilité compositionnelle permets d’ajuster l’acidité de Lewis de la surface, ce qui influence à son tour la sélectivité et l’efficacité du reformage photocatalytique du glycérol.

La soutenance de thèse de Baptiste ETCHEVERRY  (groupe ThéoSim) intitulée "Etude par simulation moléculaire de la production d’ions superoxyde chez les NADPH oxydases (NOX)" se déroulera le mercredi 10 décembre 2025 à 14h, en Salle Magat à l'ICP. 

Cette thèse a été réalisée sous la direction d'Aurélien DE LA LANDE et de Fabien CAILLIEZ.

Résumé : Les espèces réactives de l’oxygène (ERO) jouent un rôle central dans de nombreux processus biologiques, mais leur surproduction ou leur déficit sont impliqués dans diverses pathologies. Les NADPH oxydases (NOX) forment une famille d’enzymes transmembranaires spécialisées dans la génération d’ERO et comprendre leur fonctionnement revêt donc une importance capitale. La réduction du dioxygène par les NOX découle d’une chaîne de transfert d’électrons (TE) par le biais de cofacteurs rédox (une flavine et deux hèmes). Si le processus global au sein des NOX est établi, les mécanismes moléculaires précis restent mal compris. La complexité structurale de ces enzymes et le manque de structures expérimentales détaillées expliquent en grande partie ces zones d’ombre. L’objectif de cette thèse est de mieux comprendre la cinétique des transferts d’électrons dans les NOX dans le cadre de la théorie de Marcus. Pour cela, nous avons utilisé des approches basées sur des simulations de dynamique moléculaire afin de déterminer les paramètres qui interviennent dans ces formalismes. L’accent a été mis sur l’isoforme humaine NOX5, récemment résolue par cryo-EM,ainsi que sur deux homologues bactériens : csNOX5 et spNOX.

La soutenance de thèse d'Anaïs ABROUSSE (groupe TEMiC) intitulée "Nouveaux polyoxométallates et hybrides de polyoxométallates-biochar : de la conception aux applications électrocatalytiques" se déroulera le 11 décembre 2025 à 14h, en Salle Magat à l'ICP. 

Cette thèse a été réalisée en cotutelle entre l'ICP et le LAQV-REQUIMTE de l'Université de Porto sous la direction d'Israël MBOMEKALLE et de Diana FERNANDES.

Résumé : Le développement de nouveaux électrocatalyseurs offrant de meilleures performances, une plus grande durabilité et une meilleure sélectivité à moindre coût est essentiel pour produire, convertir ou stocker de l'énergie propre. Dans ce contexte, ce travail vise à synthétiser et à caractériser de nouvelles molécules de polyoxométallates (POM) et des hybrides combinant à la fois des POM et des matériaux carbonés comme catalyseurs prometteurs pour la réduction de O2 et des NOx. Les POM constituent une grande famille d'anions de clusters d'oxydes métalliques résultant de la polycondensation d'ions métallates solubles [MOx]n- avec M = W, Mo ou V, et d'éventuels hétéroatomes X (P, As, Si,...) en solution aqueuse, dans des conditions acides. Leur structure et leurs propriétés sont entièrement modulables en fonction des centres insérés ou de leur organisation. La synthèse et la caractérisation de nouveaux polyoxométallates mixtes de type sandwich (STP) sont détaillées. L'électrochimie, la spectroscopie XPS et des études computationnelles ont été combinées pour évaluer leur géométrie, leur stœchiométrie et leur réactivité.

La Journée d’inauguration de la plateforme MUSIICS aura lieu salle Magat à l’ICP le vendredi 19 décembre 2025. Inscription gratuite mais obligatoire.

Programme et inscription

L’Institut de Chimie Physique (ICP) a accueilli le 3 octobre 2025 le Workshop ELYSE consacré à la chimie sous rayonnement, soutenu par l’IRP/CNRS. 

Plusieurs membres de l'ICP ont participé aux Rencontres de Chimie Physique (RCP2025) de la Division de Chimie Physique SCF/SFP qui ont eu lieu à Aussois du 15 au 17 septembre 2025.

Bravo à Thomas Boukéké-Lesplulier qui effectue sa thèse dans le groupe ThéoSim pour avoir gagné le prix de la meilleure communication orale.

"Exploring the mechanisms of damage of biomolecules upon ionising irradiation with numerical simulations"

Le nouvel appel à programmes de l’Institut Pascal est ouvert ! Vous trouverez le texte de cadrage en suivant le lien ci-dessous. La date-limite de soumission est le 14 novembre 2025.

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La journée scientifique de la fédération de Chimie-Physique de Paris-Saclay aura lieu le Vendredi 12 décembre 2025 à l'Institut Chimie Physique, Salle Magat, Bât 349, Université Paris Saclay.

Orateurs invités :

• Agathe Espagne : Département de Chimie, ENS Paris

• Cyrille Costentin : Département de Chimie Moléculaire, Université Grenoble Alpes

La CPPS encourage vivement les jeunes chercheuses et chercheurs (thèse, post doc) de la fédération à présenter leurs travaux. Le comité sélectionnera des contributions pour une présentation orale (15 min + 5 min questions). Toutes les contributions seront présentées lors de la session poster. Un buffet sera proposé le midi. L'inscription est gratuite mais obligatoire et la soumission des contributions s'effectuent sur le site avant le 21 novembre 2021.

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L’atelier thématique ELIXIR2026 se déroulera à SOLEIL, du 9 au 11 mars 2026.

Le développement de sources d’échantillons liquides compatibles avec des environnements sous vide a ouvert la voie à l’utilisation de sources d’irradiations X et XUV pour étudier une grande variété de phénomènes en solution, telles que les dynamiques réactionnelles, la solvatation ou encore la chimie aux interfaces. Ce développement se poursuit et continue d’évoluer avec une amélioration des sources de lumière d’une part, comme les sources lasers basées sur la génération d’harmoniques d’ordres élevés, et une diversification des échantillons liquides avec par exemple le développement de jets liquides plats d’épaisseurs en dessous du micromètre.

Plus d'informations : Site web ELIXIR2026

Les Journées d'Electrochimie auront lieu à Nancy du 29 juin au 3 juillet 2026. « Les Journées d’Électrochimie » est un congrès scientifique bisannuel organisé sous l’égide de la subdivision électrochimie de la Société Chimique de France. Cette manifestation réunit la communauté des électrochimistes pour faire le point sur les avancées majeures du domaine. Programme et inscriptions sur le site web.

Dimitra Markovitsi et ses collaborateurs ont publié  récemment un article dans Physical Chemistry Chemical Physics  "Ultrafast dynamics of the UV-induced electronic relaxation in DNA guanine-thymine dinucleotides: from the Franck-Condon states to the minima of the potential energy surfaces"

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We study the DNA dinucleotide 5′-dGpdT-3′ (abbreviated as GT) as a model system for the relaxation of the electronic excited states in stacked nucleobases. Quantum chemistry calculations determine the Franck–Condon states and follow their evolution along the potential energy surfaces of the two most stable conformers. Three minima, corresponding to an excited charge transfer (1CT) state, a 1ππ* state located on the guanine moiety and a 1nπ* state on the thymine moiety, are identified. Their spectral features are detected in the transient absorption spectra (TAS) recorded for buffered aqueous solutions between 330 and 650 nm with a time-resolution of 30 fs upon excitation at 266 nm. The striking difference between the TAS obtained for GT and an equimolar mixture of the corresponding mononucleosides indicates that the nucleobases are stacked in the majority of the dinucleotide molecules. The 1CT state, in which a charge of 0.8 a.u. is transferred from the guanine to the thymine, is stabilized within 120 fs. The comparison of the GT behaviour with that of 5′-dTpdG-3′, characterized by an opposite polarity and studied previously by the same methodology, reveals that, when the guanine is positioned at the 5′ end, the lifetime of the G+ → T− 1CT state is longer and the corresponding quantum yield higher.

Michèle Desouter-Lecomte et ses collaborateurs ont publié récemment un article dans The Journals of chemicals Physics "Wavepacket and reduced-density approaches for high-dimensional quantum dynamics: Application to the nonlinear spectroscopy of asymmetrical light-harvesting building blocks"

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Excitation-energy transfer (EET) and relaxation in an optically excited building block of poly(phenylene ethynylene) (PPE) dendrimers are simulated using wavepackets with the multilayer multiconfiguration time-dependent Hartree (ML-MCTDH) method and reduced-density matrices with the hierarchical equations of motion (HEOM) approach. The dynamics of the ultrafast electronic funneling between the first two excited electronic states in the asymmetrically meta-substituted PPE oligomer with two rings on one branch and three rings on the other side, with a shared ring in between, is treated with 93-dimensional ab initio vibronic-coupling Hamiltonian (VCH) models, either linear or with bilinear and quadratic terms. The linear VCH model is also used to calibrate an open quantum system that falls in a computationally demanding non-perturbative non-Markovian regime. The linear-response absorption and emission spectra are simulated with both the ML-MCTDH and HEOM methods. The latter is further used to explore the nonlinear regime toward two-dimensional spectroscopy. We illustrate how a minimal VCH model with the two main active bright states and the impulsive-pulse limit in third-order response theory may provide at lower cost polarization-sensitive time-resolved signals that monitor the early EET dynamics. We also confirm the essential role played by the high-frequency acetylenic and quinoidal vibrational modes.

Baptiste Etcheverry, Marc Baaden (LBT, Paris), Aurélien de la Lande et Fabien Cailliez ont publié récemment un article dans Journal of Chemical Information and Modeling "NOX Transmembrane Electron Transfer Is Governed by a Subtly Balanced, Self-Adjusting Charge Distribution"

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NADPH oxidases (NOX) form a family of transmembrane enzymes that catalyze the formation of reactive oxygen species. These are produced by a chain of electron transfers (ET), shuttling electrons from one side of the membrane to the other, using one flavin and two heme cofactors as redox mediators. In this work, we investigate the thermodynamics of the electron transfer (ET) between the two hemes contained in the transmembrane domain by means of extensive molecular dynamics simulations. We compare two proteins of the NOX5 isoform, from Homo sapiens (hNOX5) and from Cylindrospermum stagnale (csNOX5), a cyanobacteria. We study in detail the influence of both the density of negatively charged lipids in the membrane and of the NOX5 amino acid sequence on the ET thermodynamic balance. The linear response formalism allows us to decompose the variation in free energy into the individual contributions of the system components (protein, membrane, solvent, etc.). We highlight the major compensatory effects of the various components in the global free energy budget for those complex systems. Although the contributions of the protein or the membrane to the ET thermodynamics can be individually strongly modified by a change in the amino acid sequence or the membrane composition, they are largely compensated by the rest of the heme environment so that the total free energy is always found to be slightly favorable to the electron transfer. To our knowledge, this study is the first to highlight the effect of membrane charge density on interheme ET, providing valuable insights into the molecular mechanisms governing ET catalysis in complex membrane systems.

Myriam Bonose, Alain Tchapla et leurs collaborateurs ont publié récemment un article dans la Revue RAMReS : Pharmacopée et médecine traditionnelle africaine "A multi-analytical approach for the chemical characterization of copal Mbaka from Guibourtia demeusei (Harms) J.Leonard"

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Copal from the Mbembe forest in the north of the Republic of Congo, known locally as “Mbaka”, is traditionally used fresh as an adhesive and to light repellent fires. This copal, produced by Guibourtia demeusei (Harms) J.Leonard, has physical characteristics similar to those of other copals exported and studied in Europe, but has never been studied chemically. The main aim of this work is therefore to chemically characterize this copal using a multi-analytical approach. Infrared analyses confirmed that this copal is a terpenoid resinous exudate. Analysis of the volatile fraction, obtained either by hydrodistillation (HD) or headspace solid-phase microextraction (HS-SPME), revealed the presence of monoterpenes, sesquiterpenes and diterpenes. The essential oil of this copal consists mainly of sesquiterpenes with a majority of β-caryophyllene (40%). Using two-dimensional gas chromatography (GCxGC), 19 additional minor compounds were identified compared to the 1D GC results. Non-volatile organic compounds were extracted using Soxhlet, then processed before analysis by high-temperature gas chromatography with mass spectrometric detection (HT-GC-MS). They are labdane-type diterpenic acids. The presence of cativic acid distinguishes this copal from other Congolese copals, and its non-volatile fraction shows similarities to copal samples from Latin America, particularly those from the genus Hymenaea.