Comportement des nanoparticules de silice en milieu biologique ...

tel-00836093, version 1 - 20 Jun 2013
Chapitre 2 : Caractérisation des nanoparticules
Une fois ces premiers paramètres définis, il se pose la question de la structure des particules :
quelle quantité de fluorophore a-t-on introduit dans les particules ? La structure est-elle
modifiée par l’ajout d’organosilane(s) ? Comment expliquer la différence de stabilité des
particules ?
2.2 Structure
2.2.1 CHARGE DE SURFACE
On a vu lors de l’étude DLS que certaines nanoparticules étaient peu stables en suspension.
La diminution des interactions électrostatiques répulsives stabilisantes dues au greffage en
surface d’organosilanes peut expliquer ce phénomène. La mesure du potentiel ζ permet de
mettre en évidence le greffage en surface d’organosilanes. En effet, cette mesure permet
d’avoir accès à la charge de surface des particules en mesurant leur mobilité. Lorsqu’une
particule chargée est placée en suspension, il y a à l’interface une réorganisation locale des
ions. A proximité de la surface chargée de la particule on trouve une première couche
composée majoritairement d’ions de charge opposée (couche de Stern), en interaction forte
avec la surface de la particule. Puis on trouve une couche diffuse, dans laquelle les ions sont
en interaction plus faible avec la particule. Au sein de cette couche diffuse, il existe une limite
qui définit une entité stable composée de la particule et des ions qui l’entourent, et qui
correspond au diamètre hydrodynamique. Lorsque la particule est en mouvement, les ions
contenus dans cette limite suivent le mouvement de la particule. Le potentiel à ce niveau
mesuré par l’appareil est le potentiel zêta. Le potentiel zêta reflète donc le nombre de charges
présentes en surface des particules.
On s’intéresse dans un premier temps à la charge des particules pleines dans l’eau (tableau
2.1). Les particules non fluorescentes présentent une charge de surface négative due à la
présence de groupements silanols déprotonés en surface des particules. Ce potentiel est
suffisamment bas pour que les interactions électrostatiques répulsives entre particules
stabilisent la suspension. Les particules fluorescentes de plus grande taille, obtenues par
modification du procédé Stöber, présentent une charge de surface positive (Si+200 et Si+40),
au contraire des particules de 10 nm de diamètre obtenues avec la lysine (Si-10).
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