Transferts d'énergie entre nanoparticules fluorescentes fonctionnalisées pour des biosenseurs plus performants – SensET

La détection in situ et en temps réel d'analytes présents dans des milieux biologiques complexes nécessite le développement de biosenseurs robustes et sensibles. Dans ce contexte, le projet interdisciplinaire SensET développera des biosenseurs fluorescents innovants basés sur des nanoparticules (NPs) communicant entre-elles et dont la réponse optique est modulée par la présence d'opioïdes.

Jusqu'à présent, les communications robustes entre nanoparticules optiquement actives n'ont été décrites qu'avec des composés inorganiques, impliquant un transfert d'énergie résonnant ou un transfert de charge. Malgré leurs excellentes propriétés optiques, les NPs inorganiques soulèvent des problèmes environnementaux et de biocompatibilité (toxicité ou stabilité colloïdale). À cet égard, les nanoparticules organiques fluorescentes (FONs) constituent une alternative intéressante : Les FONs sont composées de chromophores organiques condensés dans un petit volume et conçues pour présenter une absorption intense combinée à une excellente brillance. La disposition optimale de FONs spectralement complémentaires agissant comme des donneurs et des accepteurs d'énergie synergiques permettra de relever le défi critique de la communication entre NPs et de l'amplification du signal de fluorescence.

Pour atteindre cet objectif, SensET améliorera l'élaboration classique des FONs en proposant un auto-assemblage de colorants réactifs dans l'eau et leur fonctionnalisation en surface par des biorécepteurs de type oligonucléotides. Des FONs spectralement complémentaires seront associées sous forme de nanoconstructions au sein desquelles une FON donneuse sera suffisamment proche d'une FON acceptrice pour permettre le transfert d'énergie entre particules. Enfin, des biosenseurs dont la réponse optique sera modulée en présence d’un opöide via la perturbation des nano-assemblages seront conçus. La détection de traces nanomolaires d'opioïdes sera obtenue grâce à l'amplification du signal de fluorescence créée par les transferts d'énergie en cascade au sein des FONs et entre elles.

Ces nano-outils communicants permettront d’obtenir la prochaine génération de biosenseurs ratiométriques et purement organiques. En outre, ils ouvriront la voie à un nouveau paradigme dans la migration d'énergie et pourront avoir un impact sur d'autres domaines de recherche tels que l'optoélectronique organique et la nanomédecine.