Élaboration de latex fluorescents et de latex magnétiques par polymérisation en miniémulsion en vue d'applications biomédicales

par Nancy Joumaa

Thèse de doctorat en Matériaux polymères

Sous la direction de Abdelhamid Elaissari et de Muriel Lansalot.

Soutenue en 2006

à Lyon 1 .

mots clés

• Latex synthétique
• Polymérisation en émulsion
• Points quantiques
• Fluides magnétiques

Résumé

Ce travail a consisté à élaborer deux types de particules de latex submicroniques, l’un fluorescent et l’autre magnétique, en vue d’applications dans le diagnostic biomédical. La synthèse de particules de latex fluorescentes, submicroniques et isodisperses en taille, a été réalisée en incorporant des Quantum dots (QDs ; CdSe/ZnS), par polymérisation en miniémulsion. L’étude a montré que l’intensité de fluorescence des particules augmente linéairement avec la concentration initiale des QDs. L’utilisation de QDs sans la couche de ZnS a conduit à des particules peu fluorescentes. Les particules submicroniques élaborées peuvent être fonctionnalisées par des groupements carboxyliques. Enfin, la taille des particules peut être contrôlée par la concentration initiale de tensioactif (SDS). Parallèlement, des particules magnétiques ont été préparées en utilisant un ferrofluide composé de nanoparticules d’oxyde de fer stabilisées dans le styrène par un tensioactif phosphaté polymérisable ou “surfmère”. Ces ferrofluides organiques stables et superparamagnétiques ont été encapsulés par polymérisation en miniémulsion et donnent lieu à des particules de latex dans lesquelles la répartition des oxydes de fer est homogène au sein de la matrice polymère. Les propriétés magnétiques des particules dépendent des caractéristiques du ferrofluide utilisé

Titre traduit

Elaboration of Fluorescent Latexes and Magnetic Latexes by Miniemulsion Polymerization Process for biomedical Applications

Résumé

The aim of this work was the elaboration of two kinds of latexes, fluorescent and magnetic, for diagnosis purpose. The synthesis of submicrometer and monodisperse fluorescent particles was carried out via the encapsulation of Quantum Dots (QDs; CdSe/ZnS) by miniemulsion polymerization. The results showed that the fluorescence signal of the particles increased linearly with the initial concentration of QDs. The use of QDs without the ZnS layer led to particules exhibiting a low fluorescent signal. The particles can also be functionalized by carboxylic groups. Finally, particle size can be adjusted by the initial surfactant (SDS) concentration. In parallel, magnetic particles were prepared using a ferrofluid composed of iron oxide nanoparticles stabilized in styrene by a reactive surfactant or “surfmer”. These stable and superparamagnetic organic ferrofluids were encapsulated by miniemulsion polymerization and led to latex particles in which the distribution of iron oxide was homogeneous within the polymer matrix. Magnetic properties of the particles are directly related with the characteristics of the ferrofluid used