Elaboration de latex magnétiques à partir d'émulsions directes de ferrofluide : forces de surface entre conjugués particules-oligodésoxyribonucléotides

par Franck Montagne

Thèse de doctorat en Sciences. Matériaux polymères et composites

Sous la direction de Abdelhamid Elaissari.

Soutenue en 2002

à Lyon 1 .

Le jury était composé de Abdelhamid Elaissari.

mots clés

• Fluides magnétiques
• Émulsions
• Latex synthétique
• Polystyrène
• Acides nucléiques
• Colloïdes

Résumé

Ce travail a consisté à élaborer des supports magnétiques particulaires fonctionnalisés à partir d'émulsions directes de ferrofluide pour des applications dans le domaine du diagnostic médical. Cela a d'abord nécessité la préparation d'émulsions magnétiques de type huile-dans-eau obtenues par émulsification d'un ferrofluide organique. Ce ferrofluide a été synthétisé par voie chimique, puis caractérisé à l'aide de nombreuses techniques afin de déterminer sa composition, la nature et la taille des nanoparticules d'oxyde de fer ainsi que ses propriétés magnétiques. Les émulsions magnétiques obtenues ont également été caractérisées afin de mettre en évidence la composition et la morphologie des gouttelettes ainsi que les propriétés colloi͏̈dales. Les particules de latex magnétiques ont ensuite été préparées par polymérisation à l'intérieur des gouttelettes d'émulsion gonflées par le styrène. Deux principaux systèmes de polymérisation ont été étudiés, le premier faisant intervenir un amorceur organosoluble (AIBN), le second un amorceur hydrosoluble (KPS). L'utilisation d'un polymère amphiphile, dont l'adsorption à la surface des gouttes d'émulsion a été préalablement étudiée, a permis d'obtenir des particules de latex fonctionnalisées. Différents mécanismes de polymérisation ont également été proposés en fonction de la nature de l'amorceur utilisé. La morphologie des particules de latex magnétiques a été discutée en détail sur la base d'une approche thermodynamique et cinétique du phénomène. Finalement, des conjugués particules/ODN ont été préparés puis étudiés à l'aide de la technique de mesure de forces colloi͏̈dales, qui a montré l'évolution de la nature des forces répulsives s'exerçant entre les particules en fonction du pH et de la force ionique du milieu. L'épaisseur de la couche d'ODN immobilisée en surface a également été déterminée par cette méthode.

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