Comportement des nanoparticules de silice en milieu biologique ...
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tel-00836093, version 1 - 20 Jun 2013<br />
Chapitre 2 : Caractérisation <strong><strong>de</strong>s</strong> <strong>nanoparticules</strong><br />
2.1 Morphologie et taille <strong><strong>de</strong>s</strong> <strong>nanoparticules</strong> synthétisées<br />
La synthèse par voie sol-gel utilisée permet d’obt<strong>en</strong>ir <strong><strong>de</strong>s</strong> particules sphériques. Une série <strong>de</strong><br />
<strong>nanoparticules</strong> <strong>de</strong> <strong>silice</strong> fluoresc<strong>en</strong>tes avec différ<strong>en</strong>tes tailles (<strong>de</strong> 10 à 200 nm) a été préparée<br />
<strong>en</strong> modifiant le procédé décrit par Stöber. Pour <strong><strong>de</strong>s</strong> particules <strong>de</strong> diamètre supérieur à 30 nm,<br />
le tétraéthoxysilane a été hydrolysé dans une solution d’ammoniaque dans l’éthanol, puis la<br />
solution APTES-FITC – obt<strong>en</strong>ue par con<strong>de</strong>nsation <strong>de</strong> l’aminopropyltriéthoxysilane avec la<br />
fluorescéine isothiocyanate (Nyff<strong>en</strong>eger 1993) – a été ajoutée avant la formation <strong><strong>de</strong>s</strong><br />
colloï<strong><strong>de</strong>s</strong>. Les particules <strong>de</strong> diamètre plus petit ont été obt<strong>en</strong>ues <strong>en</strong> utilisant une solution<br />
aqueuse <strong>de</strong> lysine comme catalyseur basique au lieu <strong>de</strong> l’ammoniaque (Thomass<strong>en</strong> 2010).<br />
En effet, le procédé décrit par Stöber ne permet pas d’obt<strong>en</strong>ir facilem<strong>en</strong>t <strong><strong>de</strong>s</strong> particules<br />
monodisperses <strong>de</strong> moins <strong>de</strong> 30 nm <strong>de</strong> diamètre. Ceci est dû au manque <strong>de</strong> contrôle <strong>de</strong> l’étape<br />
<strong>de</strong> nucléation dans ce procédé. Pour obt<strong>en</strong>ir <strong><strong>de</strong>s</strong> particules dans cette gamme <strong>de</strong> taille, la<br />
synthèse se fait par émulsion <strong>de</strong> TEOS dans une solution aqueuse d’aci<strong><strong>de</strong>s</strong> aminés : L-lysine<br />
ou L-arginine (Hartl<strong>en</strong> 2008, Yokoi 2009, Fouilloux 2010 et 2012). Une susp<strong>en</strong>sion <strong>de</strong><br />
colloï<strong><strong>de</strong>s</strong> d’<strong>en</strong>viron 5-6 nm <strong>de</strong> diamètre est très vite obt<strong>en</strong>ue. La monodispersité <strong>de</strong> cette<br />
susp<strong>en</strong>sion est due à l’augm<strong>en</strong>tation l<strong>en</strong>te <strong>de</strong> la saturation <strong>de</strong> la solution <strong>en</strong> précurseur <strong>de</strong><br />
<strong>silice</strong>, puisque le TEOS est initialem<strong>en</strong>t situé dans une couche organique, jusqu’à atteindre<br />
une valeur critique qui induit la nucléation <strong>de</strong> particules <strong>en</strong> nombre suffisant pour absorber<br />
tous les monomères produits. Après 12 heures <strong>de</strong> chauffage à 60°C, l’émulsion <strong>de</strong>vi<strong>en</strong>t une<br />
dispersion homogène et les particules formées peuv<strong>en</strong>t croître. De plus, les aci<strong><strong>de</strong>s</strong> aminés<br />
peuv<strong>en</strong>t s’adsorber à la surface <strong><strong>de</strong>s</strong> particules <strong>de</strong> <strong>silice</strong> <strong>en</strong> formation et favoriser ainsi le<br />
contrôle <strong>de</strong> leur taille finale. En variant les conc<strong>en</strong>trations <strong>en</strong> réactifs et la température, la<br />
taille <strong><strong>de</strong>s</strong> particules obt<strong>en</strong>ues peut être ajustée pour obt<strong>en</strong>ir une susp<strong>en</strong>sion monodisperse <strong>de</strong><br />
particules <strong>de</strong> diamètre inférieur à 30 nm.<br />
Pour l’<strong>en</strong>semble <strong>de</strong> ces particules (synthétisées par voie Stöber ou lysine), la fluorescéine est<br />
prés<strong>en</strong>te à la fois <strong>en</strong> surface et dans le cœur <strong><strong>de</strong>s</strong> particules (Figure 2.1) (Imhof 1999). Dans la<br />
suite <strong>de</strong> ce manuscrit, ces particules seront appelées "pleines", par comparaison avec les<br />
particules modifiées avec un second organosilane, décrites ci-après, et notées Si±x où x<br />
représ<strong>en</strong>te le diamètre moy<strong>en</strong> observé <strong>en</strong> DLS et ± le signe du pot<strong>en</strong>tiel zêta.<br />
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