Quand on fabrique des cristaux sphériques de semi-conducteur dont le diamètre est de dimension nanométrique (dans une échelle allant de 2 à 50 nm), on obtient des entités qui présentent des propriétés optiques spécifiques. Du fait du confinement quantique, l’énergie des électrons n’est plus répartie en bandes d’énergie, comme dans un semiconducteur ordinaire, mais en niveaux quantifiés comme dans un atome. La répartition énergétique de ces niveaux étant fonction de la taille du cristal, la longueur d’onde de l’émission lumineuse qui résulte de la recombinaison radiative des porteurs dans ces "pseudo-atomes" est ainsi ajustable. Ce comportement qui est celui de tous les Quantum Dots (QD) est largement exploité dans les applications médicales, où les nanocristaux sont utilisés comme marqueurs fluorescents. Une équipe du Methodist Neurological Institute à Houston au Texas vient de mettre au point une technique qui permet d’attacher à l’aide d’enzymes des ‘grappes’ de quantum dots sur des nanotubes de carbone. Le but de cette procédure est de rendre plus facile la détection des nanotubes dans l’organisme. Munis de ces balises fluorescentes, les nanotubes peuvent être ainsi localisés avec un simple microscope optique, ce qui est particulièrement appréciable et pourra être très utile pour les études relatives à la vectorisation de médicaments par exemple. Dans le même domaine des applications des QD au domaine biomédical, une équipe de Stanford a réalisé des QD auto-luminescents, dont la fluorescence ne résulte pas d’une excitation lumineuse extérieure. L’excitation est en fait fournie par un processus de transfert d’énergie résonante par une enzyme bioluminescente qui est couplée au QD et qui émet de la lumière lorsqu’elle catalyse une réaction avec l’oxygène. On peut ainsi par un choix judicieux de la taille du QD obtenir simultanément une émission dans le bleu, celle de l’enzyme, et dans le rouge, celle du QD excité par le rayonnement émis par l’enzyme. Cette propriété est très intéressante, car in vivo, la lumière bleue peut être totalement absorbée, comme dans l’hémoglobine par exemple, alors que l’émission rouge reste détectable, ce qui permet de pouvoir continuer à contrôler l’activité enzymatique.

Source :

– https://nano.cancer.gov/news_center/nanotech_news_2006-03-13b.asp
– https://nano.cancer.gov/news_center/nanotech_news_2006-03-06b.asp

Rédacteur :

Rémi Delville, [email protected]