Amélioration de la fluorescence d’échantillons de nanotubes

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Les nanotubes de carbone mono paroi semi-conducteurs sont des objets particulièrement intéressants pour l’imagerie bio médicale, car ils présentent une fluorescence dans le proche infra-rouge, domaine spectral dans lequel les tissus humains et les fluides biologiques sont transparents et ne fluorescent généralement pas (Voir BE Etats-Unis 18). Le développement des nanotubes comme marqueurs fluorescents est cependant limité par le fait que l’on a souvent affaire à des mélanges dans lesquels la présence de nanotubes non ou peu fluorescents diminue l’efficacité quantique globale. Il s’avère donc nécessaire pour cette application comme pour beaucoup d’autres de mettre au point des méthodes de tri performantes, afin de ne garder dans ce cas que les nanotubes les plus fluorescents. Des scientifiques de Vanderbilt University (Nashville, TN) viennent de réaliser des progrès dans ce domaine, en utilisant un procédé mis au point par des scientifiques de Northwestern University (Voir BE Etats-Unis 51).

La première étape de cette méthode consiste à enrober les nanotubes avec des molécules de surfactant, ce qui permet de les garder en suspension dans une solution aqueuse en évitant qu’ils s’agglomèrent et précipitent. Les nanotubes sont ensuite introduits dans un tube de centrifugeuse qui contient un liquide à gradient de densité. Ce type de milieu est obtenu en introduisant successivement des concentrations décroissantes d’un composé visqueux depuis le fond jusqu’au sommet du tube (procédé classique utilisé pour les séparations en biochimie). Sous l’effet de la centrifugation à des vitesses allant jusqu’à 700 tours par seconde, pendant une durée de 12h, les nanotubes se déplacent dans le gradient pour occuper des positions d’équilibre qui correspondent à leur densité. On obtient ainsi une répartition de nanotubes différents le long du tube, que l’on peut ensuite analyser en prélevant par fractions successives le contenu du tube. L’analyse des divers échantillons prélevés fait apparaître une variation de la densité des nanotubes allant de 1,05 à 1,23 g/cm3 et leur caractérisation par spectroscopie révèle que l’échantillon de plus faible densité possède un rendement quantique de photoluminescence de 1%, soit 5 fois supérieur à la moyenne des rendements obtenus avec les autres échantillons. La différence de fluorescence entre les différents échantillons est due à la présence d’agrégats de nanotubes et à la présence de nanotubes métalliques qui diminuent l’efficacité quantique des échantillons.

Source :


- http://www.vanderbilt.edu/exploration/stories/nanotube2.html
- Publication à paraître dans J. Am. Chem. Soc - "Quantum Yield Heterogeneities of Aqueous Single-Wall Carbon Nanotube Suspensions"
http://pubs.acs.org/cgi-bin/abstract.cgi/jacsat/asap/abs/ja071553d.html
- BE Etats-Unis 18 : "Les nanotubes de carbone comme nouveaux marqueurs biologiques" - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/26855.htm
- BE Etats-Unis 51 : "Une nouvelle méthode de tri des nanotubes de carbone"
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/39582.htm

Rédacteur :

Romaric Fayol - deputy-phys.mst@consulfrance-houston.org

Voir en ligne : http://www.bulletins-electroniques….