Synthèse, détection et toxicologie de nanoparticules métalliques (Au, Ag, Pt) – NANODETECT

Une expertise collective en cours, menée par l’INRS, met en évidence des potentialités de risques induits par des particules ultra-fines, dépendant, à la fois, de la nature fine des matériaux, de leur topologie, de leur taille,… Le développement de recherches dans le domaine technologique ( environ 3000 milliards d’Euros, à l’échelle mondiale ) illustre l’enjeu économique de ces technologies du futur. La recherche est très minoritaire sur les aspects hygiène, sécurité, environnement relativement à celle liée à la pression économique ( facteur 100 environ…). La France, comme d’autres pays développés, n’a pris en considération les risques émergents que récemment ( PST, Plan à moyen terme de l’INRS,…). S’il convient d’éviter des émotions non fondées et des paniques irrationnelles, il est nécessaire d’avoir une démarche cohérente et crédible qui permette d’envisager des évolutions technologiques acceptées par la société parce que ne générant pas d’effets dangereux et irréversibles. C’est dans cet esprit que le projet a été conçu, associant des scientifiques et des acteurs d’interface entre science et société. Ce projet multidisciplinaire regroupe des spécialistes en chimie (synthèse de nanoparticules), en physique et ingénierie pour l'élaboration et la détection optique de nanoparticules métalliques ainsi qu’en biologie. Il a pour vocation l'étude de la détection et la quantification dans divers milieux (fluides biologiques, cellules et tissus) de nanoparticules métalliques (Au, Ag, Pt) dont la taille, la forme et l'agrégation éventuelle ainsi que l'état de surface seront parfaitement maîtrisées. Ceci conduira à une meilleure connaissance du comportement des nanoparticules dans des milieux mimant ceux rencontrés au cours de leur inhalation et à la compréhension des impacts biologiques et, en particulier, des effets toxiques. Une dangerosité progressive de ces nanoparticules devrait se manifester en passant de l'or à l'argent puis au platine. La synthèse des nanoparticules sera effectuée selon deux méthodes de préparation : - La synthèse chimique à base d’organométalliques à l’INSA de Toulouse qui a démontré une très bonne maîtrise de la forme et la taille des nanoparticules métalliques ainsi que des ligands entourant les nanoparticules[1, 2] et qui devraient avoir une influence déterminante sur la toxicité éventuelle de ces nanoparticules métalliques. - La synthèse par évaporation sous ultravide des nanoparticules épitaxiées sur substrat de saphir ou MgO avec contrôle par AFM/STM et par microscopie électronique haute résolution qui permet de déterminer précisément la forme des nanoparticules ainsi que les différentes facettes de croissance [3]. Ces nanoparticules épitaxiées serviront de structures modèles pour l’étude de leur détection optique (particules isolées ou agrégées selon l’épaisseur métallique déposée) ainsi que de leur réacticité de surface étudiée par spectroscopie IR de somme de fréquence au PPM d’Orsay [4] qui permet de contrôler le greffage d’une espèce chimique spécifique à la surface des nanoparticules. La détection optique des nanoparticules métalliques sera effectuée par étude de réflectométrie ou transmission spectroscopique en optique linéaire (IEF Orsay) ou par doublage de fréquence (LCFIO Orsay). Ces laboratoires ont déjà montré la potentialité de cette technique sur des réseaux de nanoparticules d’or épitaxiées sur silicium [5] et en particulier la sensibilité du doublage de fréquence au couplage entre nanoparticules. Un montage spécifique sera mis au point et dédié à ces expériences pour la circulation en flux laminaire gazeux ou liquide dont des liquides physiologiques. permettant une circulation permanente et homogène des nanoparticules métalliques en suspension. Les méthodes mises au point seront appliquées à la détection des nanoparticules dans les milieux biologiques afin de déterminer si ceux-ci modifient leur comportement ( liquide broncho-alvéolaire, surfactant, milieu de culture supplémenté ou n