Proposition de sujet de stage - IPNL - IN2P3

Proposition de sujet de stage
Année 2009-2010
Nom du Laboratoire : Institut de Physique Nucléaire de Lyon
Groupe : Interactions Particules Matière - IPM
Responsable de stage : Hassan Abdoul-Carime
Adresse, téléphone, e-mail : 4, Rue Enrico Fermi Villeurbanne ; hcarime@ipnl.in2p3.fr
Membres de l'équipe d'encadrement : Michel Farizon, Bernadette Farizon, Stefan Feil
Intitulé du stage : Effets des faibles doses de rayonnement ionisant : contribution à la
compréhension des mécanismes physique et physico-chimiques dans les systèmes biomoléculaires
sous irradiation.
Le sujet ci-dessous est rédigé dans l’optique d’un stage de Master recherche en
Physique. Mais le sujet peut être adapté pour un stage d’un master pro ou d’un master
de chimie ou physico-chimie.
Résumé du travail demandé :
Ce stage s’effectuera dans le cadre du groupe IPM de l’Institut de physique Nucléaire
de Lyon dont l’activité principale est orientée sur l’étude des effets des particules ionisantes
sur des biomolécules, à l’échelle moléculaire 1 . En effet, il est aujourd'hui possible d'isoler en
phase vapeur des bases de l’ADN, ARN, acides aminés mais aussi des nucléotides, de
courtes séquences d’ADN/ARN et protéines. On peut également produire et caractériser en
laboratoire des agrégats formés de molécules biologiques et de molécules d’eau.
Un enjeu important consiste à observer les réactions entre les molécules biologiques
à différente degrés de solvatation par des molécules d’eau, lors d’une irradiation.
L’objectif actuel du groupe est de développer une expérience permettant la détection
simultanée de divers fragments résultant de l’irradiation par des protons rapides. Cela
nécessite l’association de plusieurs dispositifs exploitant les savoir-faire liés à la physique
sur accélérateur et ceux liés à la physique des agrégats de molécules : faisceaux de protons
accélérés, source d’agrégats mixtes, sélection en taille des agrégats, système de détection
des produits de l’interaction (techniques de spectrométrie de masse, techniques de
coïncidence).
Le stagiaire participera aux expériences actuellement en cours auprès du dispositif
DIAM « Dispositif d’Irradiation Agrégats de Molécules biologiques ». Selon le candidat, ses
1 Inelastic interactions of protons and electrons with biologically relevant molecules
B. Coupier, et al. Eur. Phys. Journ. D 20,459 (2002)
Electron attachment to uracil : effective destruction at subexcitation energies
G. Hanel et al., Phys. Rev. Lett. , 90, 188104 (2003)
Ionization of water by (20–150)-keV protons: Separation of direct-ionization and electron-capture processes,
F. Gobet, et al. Phys. Rev. A 70, 2004, 122411, Chem. Phys. Lett. 2006
Projectile collisions with water molecule and cluster, Z. P. Wang, et al. Int. J. of Mass Spect. 285, 143 (2009)
DEA to Amino Acids: the case of Leucine H. Abdoul-Carime ,et al. Chem. Phys. Lett, (2009)
20-150 keV proton impact induced ionization of uracil: branching ratios for electron capture and direct ionization,
J.Tabet, et al. À paraître dans Physical Review A (2009)

choix personnels et son cursus, le sujet de thèse pourra être orienté vers des
développements méthodologiques en sciences analytiques ou sur des problématiques plus
fondamentales telles que la physique statistique des systèmes moléculaires de taille finie ou
la dynamique de nano-systèmes moléculaires soumis à des perturbations
électromagnétiques fortement non-linéaires.
Indication éventuelle d'ouverture vers un sujet de thèse : Ce stage sera élargi à un sujet
de thèse. Le travail de thèse s’effectuera dans le cadre du programme COP ANAFIRE/DIAM
Contrat d’objectif Partagé entre Région Rhône-Alpes – Université Lyon 1 – CNRS
partenariat – IN2P3
Type de financement envisagé pour la thèse : Financement MENRT