Vers la production industrielle de nanodiamants fluorescents

Le laboratoire Structure et activité des biomolécules normales et pathologiques – SABNP de l’Inserm, en collaboration avec d’autres centres (cf. notes), vient de découvrir un moyen de fabriquer en grande quantité des nanoparticules de diamant fluorescent, de quelques nanomètres de diamètre, à partir de diamants de synthèse. Leur production se fait en deux étapes. Il s’agit dans un premier temps de rendre fluorescent des micro-diamants par irradiation électronique à haute énergie et recuit. Il faut ensuite réduire la taille des micro-diamants pour obtenir des nanoparticules calibrées (pouvant aller jusqu’à 4 nm) sans altérer la structure cristalline ni les propriétés de fluorescence du diamant. On pourra ainsi produire en grande quantité des nanoparticules fluorescentes parfaitement stables dans le temps, alors que les corps fluorescents sont généralement des molécules dont la durée de vie est très limitée. De tels marqueurs pourraient servir à de nombreuses applications, notamment en biologie et en médecine, pour suivre des protéines ou des acides nucléiques (ADN, ARN).

Protéines-médicaments et traçabilité des billets

Dans le cadre du projet de recherche européen Nano4Drugs, le SABNP tente de mettre au point un système innovant de délivrance de protéines-médicaments en utilisant des diamants nanométriques pour transporter des protéines thérapeutiques au cœur des cellules. Les premiers résultats montrent que les nanoparticules de diamant présentent une très bonne tolérance cellulaire, et que leur irradiation électronique induit une fluorescence stable permettant le suivi des molécules dans la cellule. L’objectif des travaux en cours est de réduire la taille des nanoparticules de diamant pour atteindre un diamètre inférieur à 40 nm, et d’adapter leurs propriétés de surface afin de pouvoir greffer des biomolécules d’intérêt thérapeutique à transporter dans les cellules malades.Dans le domaine des matériaux, les nanodiamants pourraient permettre la détection de champs électromagnétiques, le stockage optique ou encore la traçabilité, par exemple pour éviter la falsification de billets. Les nanodiamants pourront aussi être utilisés pour la fabrication de composites (alliages diamant-polymères ou diamant-métaux) pour en modifier les propriétés optiques, mécaniques ou thermiques. Ces nanoparticules ouvrent également d’autres perspectives dans le domaine de la détection opto-électronique ou de la chimie analytique.

Notes

Référence : « High yield fabrication of fluorescent nanodiamonds », Jean-Paul Boudou, Patrick A. Curmi, Fedor Jelezko, Joerg Wrachtrup, Pascal Aubert, Mohamed Sennour, Gopalakrischnan Balasubramanian, Rolf Reuter, Alain Thorel and Eric Gaffet, 2009, Nanotechnology 20 235602 (11pp) Laboratoire Structure et activité des biomolécules normales et pathologiques – SABNP, Inserm / UEVE U829 (Genopole d’Evry, France) En collaboration avec le Centre des matériaux de l’Ecole des Mines (Evry, France), l’UTBM (Université de technologie de Belfort-Montbéliard) et l’Institut de physique de l’université de Stuttgart (Allemagne)