Projet ANR-10-NANO-0022 – MECHANANO : Nanomachines mécanisées pour l’activation à deux photons
Programme : Nanotechnologies et Nanosystèmes (P2N) 2010
Année de financement : 2010
Coordinateur du projet : Monsieur Michel WONG CHI MAN (ECOLE NATIONALE SUPERIEURE DE CHIMIE DE MONTPELLIER)
Partenaires : Centre national de la recherche scientifique; Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux - Institut Charles Gerhardt Montpellier; Institut des Sciences Moléculaires; State Normal School at Los Angeles
Montant : 383837.0 euros
Date de début : 2011
Durée : 36 mois
Résumé : Ce projet s’intéresse à la synthèse et l’étude de nanomachines multifonctionnelles. La collaboration entre ICGM, URI et UCLA regroupe les expertises des groupes Français (photochimie et photophysique 2 photons, et les matériaux organiques-inorganiques mésoporeux) et de celles des Américains (nanoparticules de silices mésoporeuses et multifonctionnelles dont l’ouverture des pores est contrôlée par des machines moléculaires). L’objectif principal est de concevoir, synthétiser et activer des nanoparticules qui peuvent piéger et relarguer des molécules par une activation à 2 photons (TPE) et qui trouvent des applications dans la thérapie en biologie photodynamique.
Les nanomatériaux multifonctionnels portant au moins 2 fonctions simultanément attirent de plus en plus l’attention. Dans ce projet des matériaux mésoporeux et photo-sensibles seront préparés. Ces matériaux luminescents (greffage de molécules fluorescentes) et photo-stimulables permettront le chargement et le relargage après photo-activation des molécules introduites (application: relargage contrôlé de médicaments et imagerie).
La lumière visible et l’UV-visible ne pénètrent les tissus biologiques que superficiellement. La lumière rouge et le proche IR pénètrent plus profondément dans les tissus et n’abîment pas les biomolécules. Néanmoins, leur énergie est trop faible pour pouvoir exécuter les fonctions photophysiques et photochimiques désirées. Le TPE apporte cette solution car non seulement il permet une pénétration profonde (grandes longueurs d’onde) mais la combinaison de 2 photons permet l’activation des processus. De plus il permet un contrôle spatial au point focal de l’excitation (e.g. litographie 3D).
Dans tous les cas, le TPE joue le rôle d’une gâchette qui permet à la nanomachine de réagir avec une grande amplitude motrice afin que les molécules emprisonnées dans les pores s’évacuent dans le milieu externe.
Le 1er but visé passe par une activation directe de la nanomachine elle-même. Toutefois les limitations proviennent du fait que la nonomachine devra être photo-activable et devra aussi être conçue en ayant des sections efficaces d’absortion à 2 photons importantes.
Le 2nd but est une activation indirecte où le motif à 2 photons est d’abord excité pour transmettre ensuite cette énergie d’excitation à la nanomachine et l’activer.
Le 3ème but est d’utiliser la particule elle-même comme transmetteur. La synthèse de nanoparticules hybrides organiques-inorganiques avec les motifs à 2 photons sera réalisée en jouant avec les propriétés d’auto-assemblage et en utilisant des surfactants appropriés.
Les résultats de ces études consisteront en l’obtention d’une nouvelle génération de nanomachines fonctionnelles stimulées par les procédés d’excitation à 2 photons. Les forces synergiques des groupes Français et Américain, apporteront une meilleure compréhension du fonctionnement et du développement de ces nouveaux matériaux qui pourront être appliqués dans le domaine de la biologie (relargage de médicament sur commande) grâce au TPE.