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Organisms have evolved a remarkable ability to mineralize complex skeletons and functional biomaterials. These structures are nucleated and grown in close associaiton with macromolecular assemblages of proteins and polysaccharides that are implicated in regulating all stagees of mineralization. Because of this intimate association of organic with inorgaic components, many studies have investigated the effects of particular organic species on mineral morphology, phase, and growth rate. However, the diversity and species-specific nature of the organic assemblages associated with biominerals across a wide variety of taxa, has limited our understanding of how organisms use biomolecules to regulate skeletal formation. It is clear that a mechanistic picture of biomolecular controls on mineralization requires molecular-level investigations of the interplay between organic and inorganic components at all stages of crystallizaiton. This dissertation presents the findings from theoretical and experimental studies of the physical mechanisms that underlie biomolecule controls on mineral formation. Molecular dynamics simulations probe the effects of acidic molecules on the hydration of alkaline earth cations. After first calculating baseline hydration properties for magnesium, calcium, strontium, and barium, I determine the effects of carboxylate-containing molecules on cation hydration state as well as the kinetics and thermodynamics of water exchange. Experimental work utilizes self-assembled monolayers as proxies for matrix macromolecules in order to understand their effects on CaCO3 nucleation kinetics and thermodynamics. Estimates of nucleation rates and barriers are made from optical microscopy data and correlated with measurements of crystal – substrate rupture force from dynamic force microscopy. These investigations show that an important function of biomolecules in directing mineralization lies in their ability to modulate cation hydration. Both chemical functionality and molecular conformation are influential in regulating the kinetics and thermodynamics of mineral nucleation, and these effects may be predicted by the strength of interaction between organic and inorganic components. These findings contribute to a mechanistic understanding of how organic matrices act to regulate biomineral formation. They demonstrate a plausible physical basis for how carboxyl-rich biomolecules accelerate the kinetics of biomineral growth and suggest roles for organic species in the nucleation and pre-nucleation stages of mineralization. / Ph. D.

Attempts were made to determine the pore properties, such as permeability, rectification and voltage-dependent block, of the putative TRPV4-TRPC1 channel. We demonstrated that this putative TRPV4-TRPC1 heterotetrameric channels displays distinct property different (although not drastically different) from TRPV4 homotetrameric channel with regard to I-V relation, kinetics of cation current, cations permeability and rectification properties. Together, the data from FRET and functional studies both suggest that heterologous expression of TRPV4 and TRPC1 can produce functional TRPV4-TRPC1 heterotetrameric channel. / Hemodynamic blood flow is one of most important physiological factors that control vascular tone. Flow shear stress acts on the endothelium to stimulate the release of vasodilators such as nitric oxide (NO), prostacyclin and endothelium-derived hyperpolarizing factors, causing endothelium-dependent vascular relaxation. In many cases, a key early signal in this flow-induced vascular dilation is Ca2+ influx in endothelial cells in response to flow. There is intense interest in searching for the molecular identity of the channels that mediate flow-induced Ca2+ influx. The present study aimed at identifying an interaction of TRPV4 with TRPC1, and investigating functional role of such a complex in flow-induced Ca2+ influx / In functional study, flow elicited a [Ca2+]i rise in TRPV4-expressing HEK cells. Co-expression of TRPC1 with TRPV4 markedly prolonged this [Ca2+]i transient, and it also enabled this [Ca2+]i transient to be negatively modulated by protein kinase G (PKG). Furthermore, this [Ca2+]i rise was inhibited by an anti-TRPC1 blocking antibody T1E3 and a dominant negative construct TRPC1Delta567-793. Physical interaction of TRPV4 with TRPC1 and functional role of such a complex were also found in the primary cultured rat mesenteric artery endothelial cells (MAECs) and human umbilical vein endothelial cells (HUVECs). A TRPC 1-specific siRNA was used to knock-down TRPC1 protein levels in HUVECs. Interestingly, this siRNA not only reduced the magnitude of flow-induced [Ca2+]i rise, but also accelerated the decay of flow-induced [Ca2+]i transient. Pressure myograph was used to investigate the functional role of such a complex in flow-induced vascular dilation. T1E3 also decreased flow-induced vascular dilation. Thogether, the data from endothelial cells are consistent with those in overexpressed HEK cells, supporting the notion that TRPC 1 interacts with TRPV4 to prolong the flow-induced[Ca2+]i transient, and that TRPV4-TRPC1 complex plays an important role in flow-induced vascular dilation. / In summary, my study demonstrated that TRPV4 is capable of assembling with TRPC1 to form a functional TRPV4-TRPC1 heteromeric channel. TRPV4-TRPC1 heteromeric channel can rapidly translocate to the plasma membrane after Ca 2+ depletion in intracellular stores. This TRPV4-TRPC1 heteromeric channel plays an important role in flow-induced endothelial Ca2+ influx and its associated vascular relaxation. / Ion channels are delivered to the plasma membrane via vesicle trafficking. Thus the vesicle trafficking is a key mechanism to control the amount of TRP channel proteins in the plasma membrane, where they perform their function. TRP channels in vivo are often composed of heteromeric subunits. However, up to the present, there is lack of knowledge on trafficking of heteromeric TRP channels via vesicular translocation. In the present study, we examined the effect of Ca2+ store depletion on the translocation of TRPV4-TRPC1 heteromeric channels to the plasma membrane. Experiments using total internal fluorescence reflection microscopy (TIRFM) and biotin surface labeling showed that depletion of intracellular Ca2+ stores triggered a rapid translocation of TRPV4-TRPC1 channel proteins into the plasma membrane. Fluorescent Ca2+ measurement and patch clamp studies demonstrated that store Ca2+ depletion augmented several TRPV4-TRPC1 complex-related functions, which include store-operated Ca2+ influx and cation current as well as 4alpha-PDD-stimulated Ca2+ influx and cation current. The translocation required stromal interacting molecule 1 (STIM1). Furthermore, TRPV4-TRPC1 complex is more favorably translocated to the plasma membrane than TRPC1 or TRPV4 homomers. Similar mechanisms were identified in native endothelial cells, where the TRPV4-TRPC I complex is a key component mediating flow-induced Ca2+ influx and subsequent vascular relaxation. / With the use of fluorescence resonance energy transfer (FRET), co-immunoprecipitation and subcellular colocalization methods, it was found that TRPC1 interacts physically with TRPV4 to form a heteromeric channel complex. In addition, our experimental results indicate that C-terminal and N-terminal domains of both channels are required for their interaction. / Ma, Xin. / Adviser: Yao Xiaodiang. / Source: Dissertation Abstracts International, Volume: 72-04, Section: B, page: . / Thesis (Ph.D.)--Chinese University of Hong Kong, 2010. / Includes bibliographical references (leaves 109-121). / Electronic reproduction. Hong Kong : Chinese University of Hong Kong, [2012] System requirements: Adobe Acrobat Reader. Available via World Wide Web. / Electronic reproduction. Ann Arbor, MI : ProQuest Information and Learning Company, [200-] System requirements: Adobe Acrobat Reader. Available via World Wide Web. / Abstract also in Chinese.

L'étude et la compréhension de la chimie fondamentale des actinides constitue un axe de recherche privilégié notamment dans le cadre de la technologie nucléaire tant en amont pour le développement de nouveaux combustibles qu'en aval pour l'étude du retraitement des déchets nucléaires. Une des problématiques principales au cours de ces études réside dans la capacité que possèdent les actinides à subir des réactions rédox et à former des assemblages polynucléaires. Néanmoins, très peu d'assemblages polynucléaires peuvent être synthétisés de manière reproductible, la plupart des complexes polynucléaires d'actinides décrits dans la littérature sont formés de façon fortuite plutôt que par conception rationnelle. En outre, les assemblages polynucléaires s'uranium ont été identifiés comme particulièrement prometteurs pour l'élaboration de matériaux magnétiques et pour leur réactivité. L'objectif de ce travail réside dans la synthèse d'assemblages polymétalliques à base d'uranium en mettant à profit quelques aspects de sa réactivité redox et de sa chimie de coordination. De nouvelles voies de synthèse de composés polynucléaires d'uranium ont été développées, et l'étude des propriétés physico-chimique des composés a été réalisée. La première approche utilisée repose sur la synthèse d'assemblages d'uranyle pentavalent. L'uranyle pentavalent est connu pour sa facilité d'agrégation via des interactions entre groupement uranyles appelées interaction cation-cation, mais l'isolation de ce type de composé a été très largement limitée par l'instabilité de l'uranyle(V) vis-à-vis de la dismutation. L'utilisation de ligands base de Schiff de type salen a permis dans ces travaux l'isolation du premier assemblage polynucléaire d'uranyle(V). Sur la base de ce résultat, la variation des ligands et des contre-ions utilisés a permis l'isolation d'une large famille d'assemblages polynucléaires d'uranyle(V) et l'étude fine des paramètres régissant leur stabilité. Par ailleurs, l'étude des propriétés magnétiques de ces assemblages a mis en valeur de rares exemples couplages antiferromagnétiques. En outre, cette voie de synthèse a été exploitée pour synthétiser le premier cluster 5f/3d présentant des propriétés de molécule aimant. Le deuxième axe d'approche suivi dans ce travail repose sur l'isolation de clusters oxo/hydroxo d'uranium. La réactivité d'hydrolyse de complexes d'uranium trivalent en présence de ligand à pertinence environnementale à permis la synthèse d'assemblages d'uranium dont la taille à pu être variée en fonction des conditions de synthèse employées. Enfin, de nouveaux assemblages présentant des topologies originales ont été isolés en exploitant la réactivité de dismutation de précurseurs d'uranium pentavalent.

Résumé non communiqué par le doctorant. / Résumé non communiqué par le doctorant.

Submitted by Edileide Reis (leyde-landy@hotmail.com) on 2013-04-23T12:16:29Z No. of bitstreams: 1 Jose Silva.pdf: 734957 bytes, checksum: 1ef37b8965ca5ceae7b3d5d5cf6b915c (MD5) / Made available in DSpace on 2013-04-23T12:16:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jose Silva.pdf: 734957 bytes, checksum: 1ef37b8965ca5ceae7b3d5d5cf6b915c (MD5) Previous issue date: 2004 / O propósito deste trabalho é mostrar que a ressonância não-sincronizada pode representar a deslocalização das ligações sigma em carbocátions, possibilitando uma descrição dos carbocátions com ponte mais articulada com outros conceitos da química. A tese é composta de duas partes, em dois níveis conceituais: a transposição do conceito de híbrido de ressonância não-sincronizada, da química de estado sólido para a química orgânica, e a avaliação da qualidade da transposição realizada, através de seu emprego na explicação do cátion C4H7+. A partir da constatação de que as regras de ressonância não-sincronizada podem ser aplicadas aos carbocátions, é formulada uma inter-relação destes conceitos. Os íons não-clássicos tornam-se, então, um caso particular de ressonância não-sincronizada de ligações. Estabelecida a relação conceitual entre íons não-clássicos e ressonância não-sincronizada, passa-se ao exame da estrutura interna desta relação, através de um estudo de caso. A crítica dos trabalhos que buscaram identificar a estrutura do cátion C4H7 + ? através de reações solvolíticas, de cálculos de geometria e energia e, de espectroscopia de RMN em soluções superácidas e sobre matriz superácida sólida ? revela a incerteza dos resultados teóricos e experimentais, que são reinterpretados como um complexo equilíbrio químico entre isômeros híbridos de ressonância não-sincronizada. O estudo do caso do cátion C4H7+ demonstra a potencialidade da ressonância não-sincronizada para explicar a deslocalização de ligações sigma nos carbocátions em geral. Desse modo, é sugerido que os problemas da descrição e da representação dos carbocátions com ponte encontram uma solução na ressonância não-sincronizada. Como conseqüência, os íons não-clássicos não podem ser mais considerados como anomalias, revelando-se tão clássicos quanto quaisquer outros carbocátions. / Salvador

L’inhibition est nécessaire à la génération d’outputs coordonnés entre muscles antagonistes lors de la locomotion. Une baisse de la concentration neuronale en ions chlorure au cours du développement des mammifères conduit à l’émergence de l’inhibition. Cette baisse repose sur l’équilibre entre deux cotransporteurs cation-chlorure, KCC2 et NKCC1. KCC2 expulse Cl- de la cellule alors que NKCC1 pompe Cl- dans la cellule. L’opossum Monodelphis domestica naît dans un état très immature. Le seul comportement locomoteur qu’il présente à la naissance consiste en des mouvements rythmiques et alternés des membres antérieurs pour grimper le long du ventre de la mère vers une tétine. Les membres postérieurs sont des bourgeons immobiles dont le développement est en grande partie postnatal. Pour cette raison, cette espèce constitue un modèle idéal pour l’étude du développement locomoteur. Afin d’étudier les mécanismes conduisant à l’émergence de l’inhibition durant le développement moteur, nous avons décrit l’expression développementale de KCC2 et NKCC1 chez l’opossum postnatal par immunohistochimie au niveau des renflements spinaux. Les motoneurones et afférences primaires ont été identifiés en utilisant un marquage rétrograde au TRDA. Le marquage pour KCC2 et NKCC1 est détecté dans la moelle épinière ventrale dans la matière grise et blanche présomptive dès la naissance, ce qui suggère que l’inhibition serait déjà mise en place avant la naissance, permettant subséquemment l’alternance des membres antérieurs observée chez les nouveau-nés. L’expression développementale de KCC2 et NKCC1 suit des gradients ventrodorsal et médiolatéral, tels qu’observés chez les rongeurs (rats et souris). Le patron mature d’expression de ces cotransporteurs est observé aux alentours de la 5ème semaine postnatale lorsque la locomotion de l’opossum est mature. Enfin, entre la naissance et P5, les dendrites exprimant KCC2 au niveau de la corne dorsale sont retrouvées en apposition aux afférences primaires ce qui suggère un rôle de KCC2 dans la formation des circuits sensori-moteurs. / Inhibition is necessary to generate coordinated outputs between antagonistic muscles during locomotion. Inhibition is set by a lowering in neuronal chloride concentration during mammalian development. This lowering relies on the proper balance between two cation-chloride cotransporters, KCC2 and NKCC1. KCC2 extrudes Cl- out of the cell while NKCC1 pumps Cl- into the cell. The opossum Monodelphis domestica is born at a very rudimentary stage of development. Newborn opossums show rhythmic and alternate movements of the forelimbs as they crawl on the mother's belly to a nipple. The hindlimbs are immobile paddle-shaped buds and their development is mostly postnatal. Thus, this species is an ideal model to study motor development. In order to investigate the mechanisms involved in the appearance of inhibition during motor development, we described the developmental expression of KCC2 and NKCC1 on postnatal opossums using immunohistochemistry in the spinal cord enlargements. Motoneurons and primary sensory afferents were identified using retrograde labeling with TRDA. Immunolabeling for both KCC2 and NKCC1 is detected in the ventral spinal cord in the presumptive grey and white matter from birth on, suggesting that the development of inhibition begins before birth, enabling the alternate movements exhibited by the newborns. The developmental expression of KCC2 and NKCC1 follows ventrodorsal and mediolateral gradients, similar to those demonstrated in rodents (rats and mice). The mature pattern for both cotransporters is observed around the 5th week at a time when opossums demonstrate mature patterns of locomotion. Between birth and P5, dendrites expressing KCC2 in the dorsal horn superimpose on the primary afferents, suggesting a role for KCC2 in the establishment of sensorimotor circuits.

Ma, Yan. / "Ca" in the title is subscript. / Thesis (Ph.D.)--Chinese University of Hong Kong, 2011. / Includes bibliographical references (leaves 143-166). / Electronic reproduction. Hong Kong : Chinese University of Hong Kong, [2012] System requirements: Adobe Acrobat Reader. Available via World Wide Web. / Abstract also in Chinese.

Si la chimie des complexes cyanures des métaux d est une discipline fortement étudiée depuis de nombreuses années, celle-ci est cependant peu développée avec les métaux f et en particulier avec les actinides. L’ion cyanure, qui est un ligand extrêmement coordinant, bidente et apte à stabiliser les hauts comme les bas degrés d’oxydation des centres métalliques semble particulièrement adapté à l’uranium. Son utilisation avec les éléments f offre, outre des perspectives synthétiques attrayantes qui ont déjà bouleversé certaines idées communément admises, un intérêt certain pour l’obtention de composés doués de propriétés physico-chimiques intéressantes. Ce doctorat concerne le développement de la chimie des complexes cyanures des éléments f (Ce, U, Th) dans les deux séries de précurseurs [Mf(N*)₃]ʲ˖ (j = 0, 1) et [An(Cot)₂] (N* = −N(SiMe₃)₂ ; Cot = C₈H₈²⁻). Le premier chapitre traite de la réactivité des complexes trivalents [Mf(N*)₃] (Mf = Ce, U) avec l’ion cyanure. Les synthèses et les structures cristallines des complexes mono- et polycyanures [Mf(N*)₃(CN)][M], [Mf(N*)₃(CN)₂][M]₂ et [Mf(N*)₂(CN)₃][M]₂ et des complexes bimétalliques [{Mf(N*)₃}₂(µ-CN)][M] (M = NR₄, K(18-C-6)) y sont présentées. Selon l’ion considéré, Ce³˖ ou U³˖, les caractérisations structurales montrent un mode de coordination différent du ligand cyanure. Par exemple, les complexes bis-cyanures dévoilent une coordination du cérium par l’atome d’azote (Ce−NC) et de l’uranium par l’atome de carbone (U−CN). Le mode de coordination isocyanure est extrêmement rare avec les métaux de transition d et f. Des complexes cyanures d’U(IV) présentés dans le chapitre 2 ont également été obtenus à partir du nouveau précurseur tris-amidure [U(N*)₃][BPh₄]. L’espèce bimétallique [{U(N*)₃}₂(µ-CN)][BPh₄] et surtout les dérivés à cyanures terminaux neutre [U(N*)₃(CN)] et anionique [U(N*)₃(CN)₂][M] (M = NEt₄, K) ont été isolés. Ces espèces monométalliques présentent le mode de ligation isocyanure U−NC, au contraire des autres complexes cyanures de l’uranium déjà connus. Des études théoriques de DFT expliquent l’origine de ces différents modes coordinations du ligand cyanure vis-à-vis des ions Ce³˖ et U³˖ par l’implication des orbitales 5f et les duretés distinctes (selon Pearson) des centres métalliques. Ces calculs sont en accord avec l’expérience et mettent en avant la stabilité énergétique légèrement plus grande des composés à liaison Ce³˖−NC , U³˖−CN et U⁴˖−NC. L’apport du cyanure dans la chimie des actinocènes [An(Cot)₂] (An = U, Th), composés sandwiches mythiques considérés jusqu’à peu comme des espèces sans aucune chimie de coordination, est manifeste avec la préparation d’une nouvelle classe de composés de géométries coudées. Alors que le complexe mono-cyanure [U(Cot)₂(CN)][NEt₄] est le seul composé coudé caractérisé avec l’uranium, [Th(Cot)₂] présente une chimie beaucoup plus variée qui fait l’objet du troisième chapitre. Le thorocène réagit ainsi avec les ions CN⁻, N₃⁻ et H⁻ pour donner les complexes anioniques [Th(Cot)₂(X)][M] (X = CN⁻, N₃⁻ et M = Na(18-C-6) et NBu₄), dianionique [Th(Cot)₂(CN)₂][NBu₄]₂ et les bimétalliques [{Th(Cot)₂}₂(μ-X)][M] (X = CN⁻, H⁻ et M = Na(18-C-6) et NBu₄]. Les structures des analogues [An(Cot)₂(CN)][NR₄]₂ sont notablement différentes (monomère pour U et polymère pour Th). Les complexes à cyanures terminaux sont des briques moléculaires intéressantes pour l’élaboration de systèmes polynucléaires et de matériaux qui, du fait des propriétés physico-chimiques particulières des éléments f, sont particulièrement attractifs pour des applications dans le domaine du magnétisme moléculaire et/ou de la luminescence. / The cyanide ligand is one of the most widely used ligands in coordination chemistry of d-transition metals. The low number of cyanide complexes of lanthanides and actinides incited us to develop this field for reactivity and theoretical aspects, and also for their potentially interesting physicochemical properties. In this Ph.D., we investigated the reactivity of [An(Cot)₂] (An = Th, U ; Cot = C₈H₈²⁻) and [Mf(N*)₃]ʲ˖ (j = 0, 1; Mf = Ce, U ; N* = ⁻N(SiMe₃)₂) precursors toward the cyanide ion. The first chapter is dedicated to the synthesis and characterization of trivalent f-elements cyanide complexes [Mf(N*)₃(CN)][M], [Mf(N*)₃(CN)₂][M]₂, [Mf(N*)₂(CN)₃][M]₂ and the cyanido-bridged binuclear compounds [{Mf(N*)₃}₂(µ-CN)][M] (M = NR₄, K(18-C-6)). Crystals of the bis(cyanido) uranium and cerium complexes are not isostructural since the data revealed distinct coordination modes of the CN group, through the C or N atom to the U³˖ or Ce³˖ metal center, respectively. In chapter 2, the novel silylamide uranium(IV) precursor [U(N*)₃][BPh₄] has been isolated, and proved to be useful for the synthesis of the cationic species [{U(N*)₃}₂(µ-CN)][BPh₄] and the neutral monocyanide [Mf(N*)₃(CN)] and anionic bis(cyanide) [Mf(N*)₃(CN)₂][M] derivatives. Here again, the X-ray data reveal the uncommon N coordination mode of the CN group to the U(IV) center. This global differentiation has been analyzed using density functional theory calculations. The observed preferential coordination of the cyanide ion in Ce³˖−NC, U³˖−CN and U⁴˖−NC is corroborated by energetic considerations and by the comparison of DFT optimized geometries with the true crystal structures. Finally, the recent discovery of the first bent "uranocene" species, eg [U(Cot)₂(CN)]⁻, led us to compare the reactivity of the actinocenes [An(Cot)₂] (Th, U) in order to understand the effect of the metal electron configuration (respectively 5f² for U⁴˖ and 5f⁰ for Th⁴˖). [Th(Cot)₂] reacted with the cyanide, azide and hydride anion and distinct products, eg anionic, dianionic and binuclear complexes [Th(Cot)₂(X)][M] (X = CN⁻, N₃⁻ et M = Na(18-C-6), NBu₄), [Th(Cot)₂(CN)₂][NBu₄]₂ and [{Th(Cot)₂}₂(μ-X)][M] (X = CN⁻, H⁻ et M = Na(18-C-6), NBu₄] were isolated depending on the nature of counter ion (Na˖ vs. R₄N˖). This study which is presented in chapter 3 clearly illustrates the distinct chemical behavior of thorocene versus uranocene. All these mononuclear mono and polycyanides compounds of the f-elements might serve as valuable building blocks for the synthesis of novel clusters and coordination polymers with interesting magnetism and/or luminescence properties.

La présence croissante de diverses substances dans notre environnement, conséquencedes activités anthropiques de ces dernières décennies, a entraîné un besoingrandissant et urgent de nouveaux matériaux et dispositifs dans la quête de senseurschimiques efficaces et fiables. D'énormes progrès technologiques ont permis de mettreà disposition toute une gamme d'outils techniques pour leur développement, enprenant en compte les exigences à respecter en terme de sélectivité ou de rapidité deréponse, entre autres. Dans ce contexte, les méthodes de chimie quantique permettentune compréhension fondamentale des processus en jeu dans la détection des espèceschimiques, et par extension, l'élaboration de manière rationnelle de nouveauxmatériaux sensibles. Certaines molécules organiques pouvant être largementfonctionnalisées, elles constituent un point de départ idéal en raison des importantesmodulations possibles de leurs propriétés par des modifications structuralesappropriées.Cette étude vise à développer de manière rationnelle des chromoionophores pour lacomplexation de cations par une approche combinant méthodes de chimiecomputationnelles et caractérisation par spectroscopie optique. Deux pointsprincipaux ont été traités à l'aide de la Théorie de la Fonctionnelle de la Densité(DFT) et son extension dépendante du temps (TD-DFT): d'une part les relationsstructure moléculaire-propriétés optiques de chromophores, d'autre part le phénomènede complexation. En particulier, la détection de l'ion Zn2+, démontrée de manièrethéorique et expérimentale, est finalement réalisée après intégration du senseurmoléculaire dans un dispositif à fibre optique. / The increasing presence of various substances in our environment has brought abouta growing need for rapid emergence of new materials and devices in the quest forefficient and reliable chemical sensors. Massive technological progress have madeavailable an extensive range of technical tools to serve their development, accountingfor the requirements to be fulfilled (selectivity, quick response..). In this context,quantum chemistry methods provide a fundamental understanding of the processes atstake in the detection of chemical species and allow for rational design of sensingmaterials. Certain organic molecules can be extensively functionalised and thusconstitute an evident starting point owing to the tunability of their propertiesprovided by appropriate choice of structural modifications. The versatility of somechromophores associated to the selectivity offered by receptor units constitute theresearch playground for the development of ever better chemosensors.The present research aims at the rational development of chromoionophores for thecomplexation of cations, combining computational chemistry methods with basicspectroscopic characterisation. Using Density Functional Theory (DFT) and its timedependentextension (TD-DFT), two main aspects were treated, namely therelationship between molecular structure and optical properties of organicchromophores featuring valuable characteristics, and the complexation phenomenon.Photophysics of Zn2+ ion detection were more specifically studied, and recognitionwas demonstrated with both quantum-chemical calculations and experiments,accounting for the future integration of the chemical sensor in an optical fibre device.