Prisons dorées pour des colorants

La préparation de ces nano-sphères repose sur une suite de transformations connues depuis longtemps, mais pour la première fois réalisées dans des conditions originales. L’or peut en effet être oxydé en un sel qui, à son tour, est susceptible de se retransformer en or. Cette dernière transformation a cette fois été réalisée dans un mélange d’eau, d’huile et de quelques additifs fortement agités constituant une sorte de vinaigrette appelée émulsion constellée de mini gouttelettes autour desquelles l’or s’assemble et prend sa forme sphérique. Pour peu qu’un colorant ait été ajouté à l’émulsion, celui-ci se retrouve dans la nano-sphère d’or et, grâce à la transparence de la paroi de faible épaisseur, il peut être éclairé de l’extérieur.

 La comparaison des propriétés de ce colorant à l’intérieur ou à l’extérieur des nano-sphères a montré un comportement surprenant, confirmé par des calculs théoriques. Le colorant conserve son habituelle propriété d’absorber de la lumière et, un court instant après, d’en réémettre. Cette propriété appelée fluorescence est caractérisée par le délai entre absorption et réémission. Il vient d’être montré que ce délai est cinq fois plus court dans la nano-sphère qu’à l’extérieur. Plus incroyable encore, ce délai diminue encore quand le colorant s’approche de la paroi en or. Cette diminution explique que le colorant brille différemment en fonction de sa position dans la nano-sphère (voir figure).

 Cela n’est pas sans conséquence. L’emprisonnement du colorant dans la nano-sphère évite en effet sa destruction en présence d’oxygène et de lumière. Cette destruction, appelée photoblanchiment,  ne pouvant se produire que pendant le bref délai entre l’absorption et la réémission de la lumière, la diminution de ce délai provoqué par la nano-sphère revient donc à protéger le colorant du photoblanchiment. Le colorant devient ainsi utilisable pour réaliser des filtres de protection contre des rayonnements laser, ou pour obtenir des marqueurs plus résistants pour l’imagerie biologique, le marquage de sécurité ou des peintures fluorescentes spéciales. Et encore bien d’autres propriétés des nano-sphères restent à découvrir.

Référence : Transparent plasmonic nano-containers protect organic fluorophores against photobleaching. Nanoletters 2011, 11 (5), pp 2043–2047.
Auteurs correspondants: patrice baldeck ; stephane parola
Rédacteur de la note : jflm@ens-lyon.fr