MR thèse 2006-21 - Bibliothèque Ecole Centrale Lyon

Chapitre V – Interface BSA/métal
température, contrairement à ce qui est suggéré par les travaux de Glavin portant sur la sublimation des
acides aminés sous vide partiel de 30 Pa à 450°C [Glavin et Bada 1998].
Les acquisitions centrées sur le niveau de cœur 1s de l’azote ont mis en évidence, sur le substrat CrOx et
Au, la présence d’une nouvelle composante à plus faible énergie de liaison. Bien que cette composante
soit particulièrement observée dans les premiers angströms de l’interface BSA/CrOx, elle n’est pas
totalement atténuée par la croissance de la couche de BSA, le rapport N 398,6 /N-C=O devenant constant dès
0,3 nm. La constance de ce rapport est également observée dans le cas de l’or. Il est donc probable que
cette composante soit une caractéristique de la BSA sublimée sous vide à 245°C. Cette contribution, à
plus faible énergie de liaison, représente approximativement 20% et 16% de l’azote détecté
respectivement sur CrOx et Au. Or, l’analyse théorique de la structure chimique de la BSA indique que
l’azote contenu dans cette protéine est impliqué à environ 80% dans les fonctions amides du squelette
carboné. On retrouve donc 20% d’azote dans les chaînes latérales de la protéine. Il est donc possible que
la sublimation génère une déstructuration des liaisons chimiques azotées des chaînes latérales qui se
traduirait par une légère augmentation de la densité électronique autour de l’azote.
Cette première approche met en exergue la difficulté d’accéder à la formation de l’interface entre les
protéines et les surfaces métalliques. La BSA est une protéine de 68kDa dont les dimensions sont environ
4 x 4 x 14 nm [Terashima et Tusuji 2002]. On peut donc supposer que l’épaisseur minimale d’une
monocouche de protéines adsorbées soit du même ordre de grandeur que son axe le plus court [Blomberg,
et al. 1998]. Sachant que les interactions que nous cherchons à observer s’établissent sur des distances
inférieures à 0,3 nm, et que 63% de l’intensité du signal provient d’une profondeur de l’ordre de grandeur
du libre parcours moyen (λ), la dimension de la protéine apparaît donc comme un facteur limitant
fortement l’accès à l’interface.
En résumé :
La stœchiométrie du carbone et de l’azote de la BSA est conservée au cours de sa
sublimation. Cependant, la quantité d’oxygène semble diminuer et le soufre n’est
pas détecté. La principale modification chimique observée concerne une
augmentation de la densité électronique autour de l’azote qui se traduit par
l’apparition d’une nouvelle composante à plus faible énergie de liaison : 398,6 eV.
Il est probable que cette contribution soit associée à une dégradation partielle des
liaisons impliquant l’azote dans les chaînes latérales de la protéine.
IV.3. Analyse de l’interface BSA/métal par désorption thermique sous
vide
Afin d’augmenter la sensibilité des analyses XPS à l’interface BSA/surfaces métalliques, nous avons
envisagé l’approche inverse de la précédente et procéder à la désorption thermique de la BSA pour
accéder à l’interface préalablement formée avec la surface métallique.
Les substrats :
IV.3.1. Matériel et méthode de travail
Les dépôts de chrome et d’or sont réalisés par nos soins sur des wafers de silicium par pulvérisation
cathodique magnétron en atmosphère neutre d’argon (0,1 Pa).
Un second dépôt de chrome est cependant réalisé par pulvérisation cathodique magnétron en atmosphère
réactive d’oxygène (0,1 Pa). Les atomes éjectés (pulvérisés) de la cathode métallique vont se combiner
avec les molécules gazeuses d’oxygène et ainsi former un oxyde métallique à la surface du wafer de
silicium.
- 142 -