Emmanuel Fort
Coordonnées(Éditer)
- Adresse professionnelle :
Institut Langevin, ESPCI ParisTech, CNRS UMR 7587, Université Paris Diderot, 10
rue Vauquelin, 75 231 Paris Cedex 05, France.- E-mail : emmanuel.fort@espci.fr
Propriétés optiques et applications des nanoparticules métalliques : Plasmons (Éditer)
Les plasmons sont des modes d’oscillations collectives des électrons de conduction présents notamment à la surface des métaux ainsi que dans les nanoparticules métalliques. Les propriétés optiques uniques de ces plasmons expliquent le développement croissant de leur utilisation en biologie et en médecine. Les applications classiques s’étendent des mesures de réactions de bioaffinité par résonance de plasmon de surface (SPR) à l’utilisation de colloïdes métalliques comme nouveaux bio-marqueurs.
L’utilisation des plasmons en biologie n’est pas limitée à leurs propriétés d’absorption et d’extinction. Les processus de fluorescence peuvent être également modifiés et contrôlés par couplage avec les plasmons, ce qui permet d’accroître les performances des mesures et de l’imagerie de fluorescence. Ces interactions peuvent être utilisées pour contrôler les durées de vie, la localisation ou la direction de l’émission de fluorescence. La fluorescence contrôlée par les plasmons permet l’émergence d’une nouvelle génération d’appareils et de sondes.
Les progrès de la plasmonique en biologie et médecine incluent, par exemple, la réalisation de sondes ultra-lumineuses sélectives pour l’excitation multiphotonique ou pour détruire des cellules cancéreuses, les mesures de corrélation dans les systèmes biomoléculaires pour la gamme 10 à 200 nm ou encore la mise au point de nouveaux microscopes avec des résolutions spatiales nanométriques.
Lors de cette présentation, nous exposerons les bases de la plasmonique en les illustrant par des exemples récents.
Propriétés optiques et applications des nanoparticules semi-conductrices : QDs(Éditer)
Les quantum dots (QD) (boîtes quantiques) sont des cristaux de semi-conducteurs dont les dimensions ne dépassent pas quelques nanomètres. Depuis 1993, date à laquelle ils ont été synthétisés pour la première fois, il a souvent été dit que ces nanoparticules apporteraient une révolution dans l’imagerie bio-médicale. Les QD ont en effet des propriétés optiques hors du commun qui permettent de déplacer certaines limitations inhérentes aux marqueurs fluorescents organiques, comme la faible résistance au photoblanchiment (c’est-à-dire la perte d’émission de fluorescence après une certaine durée d’excitation), ou la difficulté de visualiser simultanément des colorants de couleur différente. Un QD unique peut être visualisé en fluorescence pendant plusieurs minutes, ce qui permet de pousser la détection jusqu’à la visualisation de molécules uniques. Par ailleurs, pour des raisons de confinement quantiques, la longueur d’onde d’émission des QD est directement reliée à leur taille. Avec la même longueur d’onde d’excitation, il est ainsi possible avec un seul jeu de filtres de visualiser quatre ou cinq couleurs différentes. Malgré ces propriétés optiques attrayantes, les QD n’ont été que très peu utilisés comme marqueur fluorescent en biologie. Cela est dû notamment aux difficultés de solubiliser les dots en milieu aqueux tout en conservant trois propriétés essentielles: une bonne fluorescence, une stabilité colloïdale et une faible adsorption non spécifique. Ce n’est que très récemment que ces conditions commencent à être satisfaites simultanément.
Lors de cette présentation, nous exposerons les principes physiques à l’origine du fonctionnement des QD et nous montrerons leur utilisation en biologie et médecine en s’appuyant sur des exemples récents.