Comportement des nanoparticules de silice en milieu biologique ...

tel-00836093, version 1 - 20 Jun 2013
Chapitre 4 : Diffusion des nanoparticules de silice dans un hydrogel de collagène
4.2.1.1 Effet des caractéristiques des particules sur leur diffusion
On s’intéresse dans un premier temps à l’impact des caractéristiques des particules (taille,
charge) sur la quantité d’espèces fluorescentes qui diffusent à travers un gel de collagène à 3
mg/mL pendant 72 heures. On constate ainsi qu’il n’y a pas de grandes différences sur
l’évolution de l’intensité totale (nanoparticules + formes solubles) pour les particules Si+200
et Si+60 (figure 4.5-a), les courbes de diffusion des espèces fluorescentes sont similaires. Par
contre, lorsque le diamètre des particules diminue (Si±10) on observe un comportement
différent. En effet, pour cette taille de particules on peut noter la présence d’un temps de
latence initial de quelques heures qui traduit un temps de résidence dans le gel plus important
avant que les premières espèces fluorescentes (nanoparticules ou formes solubles) ne soient
détectées en sortie du gel. Par ailleurs, on constate que la charge de surface initiale des
particules a une incidence sur la quantité d’espèces fluorescentes diffusées après 72 heures.
Dans le cas des particules positives, la diminution du diamètre de 60 à 10 nm entraîne une
augmentation du nombre d’espèces fluorescentes qui diffusent. Par contre, les particules
négatives Si-10 donnent une intensité de fluorescence en sortie du gel plus faible que toutes
les particules positives, ce qui traduit une capacité moindre des particules Si-10 et de leurs
formes solubles à traverser le gel, due à des interactions plus fortes développées avec le
matériau.
Afin d’étudier l’influence des caractéristiques des particules de silice sur leur comportement
lors de leur diffusion à travers un gel de collagène, nous avons décomposé le signal de
fluorescence total en ses deux contributions : nanoparticules et formes solubles. Les courbes
correspondantes sont tracées pour Si-10 sur la figure 4.5-b. Pour les autres nanoparticules, les
différents paramètres caractéristiques (intensité du signal des nanoparticules et des formes
solubles à 72 h, temps de latence initial pour les formes solubles, coefficients de diffusion
apparents) sont résumés dans le tableau 4.1.
On constate que la taille des particules influe sur leur comportement lors de leur diffusion
dans le gel de collagène, et notamment sur la proportion de nanoparticules dans le signal de
fluorescence en sortie du gel. En effet, il faut distinguer deux comportements selon que les
particules ont un diamètre de 10 nm ou supérieur à 60 nm. On peut ainsi noter que, dans le cas
de Si+200 et Si+60, environ 20-25% des espèces ayant diffusé sont des particules, les 75-80%
restant constituent les produits de dissolution de ces particules au sein du gel. Par contre,
lorsqu’on s’intéresse aux particules de 10 nm de diamètre, on s’aperçoit que la proportion de
particules ayant traversé le gel H3 après 72 heures est plus importante, respectivement 47% et
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