Comportement des nanoparticules de silice en milieu biologique ...

tel-00836093, version 1 - 20 Jun 2013
Chapitre 2 : Caractérisation des nanoparticules
Les seuls groupements pouvant apporter une charge positive sont les groupements ammonium
de l’APTES. Lors de la synthèse de la solution APTES-FITC, l’APTES est mis en excès pour
s’assurer que tous les groupements FITC sont greffés de façon covalente. Ainsil’APTES-
FITC ainsi que l’APTES libre peuvent-ils condenser en surface des particules, lors de la
synthèse de particules, apportant respectivement une charge neutre et une charge positive. Il y
a donc suffisamment de groupements en surface pour écranter les groupements silanolates et
aboutir à une charge globale positive. Dans le cas des particules obtenues avec la lysine, on
observe une charge de surface initialement négative ζ= -18 mV, mais moins négative que pour
des particules de silice pure. Ceci indique qu’il y a un effet d’écran des charges négatives des
groupements silanolate par les fonctions NH3 + de la lysine. Ces particules ont, en parallèle,
été post-fonctionnalisées avec de l’APTES, ce qui leur confère une charge positive
comparable aux nanoparticules de 60 et 200 nm de diamètre. Ainsi avons-nous à notre
disposition une gamme de particules positives de 10 à 200 nm de diamètre.
L’étude de la série des nanoparticules n%SS montre une évolution de la charge de surface
avec le taux de disulfure. En effet, l’ajout de 10% de disulfure diminue le potentiel ζ dans
l’eau de + 54 mV à + 16 mV. Ceci peut s’expliquer par l’incorporation de disilane dans
l’ensemble de la structure, incluant la surface, apportant une charge globale neutre et
diminuant le nombre de groupements NH3 + présents en surface. Lorsque le taux de disulfure
ajouté est supérieur ou égal à 20%, on observe un potentiel ζ approximativement nul, et ce
quel que soit le taux de disulfure entre 20 et 40%. L’absence d’évolution significative de la
charge de surface au-delà d’un taux seuil en ponts disulfures (situé entre 10% et 20%
massique) peut traduire le greffage en surface du disulfure apportant une charge globale
neutre à la place de l’APTES apportant une charge positive.
Il est intéressant de comparer ces résultats avec la charge de surface observée pour les
particules contenant 20% et 40% de disulfure mais non fluorescentes. Dans ce cas, le potentiel
zêta ne varie pas et vaut environ -30 mV. Si on augmentait le nombre de disulfures greffés en
surface en passant de 20% à 40%, on devrait observer une diminution de la valeur absolue de
la charge de surface. En effet dans ce cas, les disulfures de charge neutre remplaceraient des
groupements silanolates chargés négativement et de ce fait amèneraient à une charge
globalement moins importante. Or ce n’est pas ce qui est observé. On peut donc émettre
l’hypothèse qu’au-delà de 20% en masse, le nombre de disulfures greffés en surface évolue
peu et a atteint une valeur limite. Cette hypothèse permettrait aussi d’expliquer l’évolution du
potentiel zêta dans les particules fluorescentes.
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