Brevet FR3097129A1 — publié le 20201218

Description Titre de l'invention : NANOPARTICULES PREFONCTION- NALISEES A L'AIDE D'UNE MONOCOUCHE AUTO- ASSEMBLEE ET LEUR METHODE DE PREPARATION pool j La présente invention a trait au domaine des nanoparticules (NP) préfonctionnalisées. Elle concerne plus particulièrement des NP préfonctionnalisées à l'aide d'une monocouche auto-assemblée (SAM) ainsi que des NP fonctionnalisées à l'aide de biomolécules de sorte à ce que lesdites NP soient stables en solution. Ces NP peuvent être utilisées dans de nombreuses applications, notamment en tant qu'outil de diagnostic, outil de déplétion d'une molécule d'intérêt dans une solution, et outil thérapeutique. Etat de la technique et inconvénients 100021 Des nanoparticules recouvertes d'une couche SAM sont décrites dans la littérature. Par exemple, l'article de Hurst K.M. et al. (Journal of Microelectromechanical Systems ; Volume: 20, Issue: 2 , April 2011) décrit l'immobilisation d'une SAM constituée de p-aininophenyl trimethoxysilane (APhTS) et de 3-mercaptopropyl triméthoxysilanc (MPTS) sur des NP afin de stabiliser l'adhésion de ces NP sur des surfaces siliconécs de systèmes microélectromécaniques. Toutefois, de telles NP ne sont pas adaptées à une fonctionnalisation avec des biomoléculcs. [0003] D'autres documents de l'art antérieur décrivent des nanoparticulcs recouvertes d'une monocouchc thiolée. [0004] Hurst et al. (2006) décrit des nanoparticulcs d'or sur lesquelles sont chargées des molécules d'ADN, l'objectif de cette étude étant de charger un maximum de molécules d'ADN à la surface des nanoparticulcs. Les auteurs montrent que la charge maximale est obtenue lorsque les conditions de salinité sont maitrisécs (0,7 M NaCI) et que les molécules d'ADN contiennent un espaccur de type polyethylène glycol (PEG). [0005] Wang et al. (RSC Adv. 2017, 7. 3676-3679) décrit des NP d'or sphériques fonction- nalisées à l'aide d'une monocouchc mixte comprenant des PEG et de l'ADN thiolé. Ces nanoparticulcs sont préparées en 2 étapes : fonctionnalisation avec les molécules d'ADN thiolé puis avec les PEG thiolés de sorte à recouvrir la totalité de la surface de la NP. [0006] Li et al. (Langmuir 2015, DOI: 10.1021/acs.langmuir.5601680) décrit des nano- bâtonnets (NR) fonctionnalisées à l'aide de molécules d'ADN. Les NR d'or étant chargés positivement, elles ont tendance à s'agréger en présence d'ADN chargé négativement. Les auteurs proposent de greffer sur les NR de longues molécules de PEG et un surfactant préalablement à l'ajout d'ADN thiolé. [0007] Dans le domaine des NP destinées à être utilisées en tant que support pour fixer des 2 sondes biologiques, différentes contraintes doivent être considérées. Tout d'abord, les NP préfonctionnalisées ou fonctionnalisées doivent être stables en solution, c'est-à-dire qu'elles ne doivent pas s'agréger. Elles doivent également permettent une interaction sondes - molécules d'intérêt qui soit spécifique. Exposé de l'invention et avantages [0008] La présente invention apporte une solution à ces problèmes par la pré- fonctionnalisation des NP à l'aide d'une rnonocouche auto-assemblée dont le recouvrement est partiel. La présence de cette précouche à la surface des NP permet, seule ou en combinaison avec d'autres molécules (fonctionnalisation), de préparer des NP stables en solution. [0009] La stratégie GLISS est une chimie de surface qui permet d'améliorer la stabilité des nanoparticules métalliques, par exemple en or ou de nanoparticules hydridc type coeur-coquille, dans des milieux tampons et complexes, en contrôlant le nombre de ligands (biomolécules) immobilisés à la surface des nanoparticules, en inhibant les interactions non-spécifiques et en optimisant les interactions spécifiques. [0010] La stratégie GLISS consiste en une pré-fonctionnalisation avant l'immobilisation d'une ou plusieurs biomolécules servant de sondes. Soit les biomolécules possèdent un groupement thiol qui permet leur immobilisation directement sur la surface de la NP, soit l'immobilisation des biomolécules s'effectue en deux étapes : 1 - immobilisation d'une molécule de liaison possédant d'une part un thiol (pour son immobilisation sur la surface métallique) et d'autre part un groupement fonctionnel réactif (pour l'immobilisation des biomolécules), puis 2- ajout d'une biornolécule (sonde ou molécule active) comportant un groupement capable de réagir ou interagir avec le groupement fonctionnel présent sur la molécule de liaison. La méthode décrite ici convient notamment à des NP sphériques, des nanobâtonnets, de nanocubes. des nanotriangles et des nano-oursins. [0011] De plus, cette pré-tbnctionnalisation permet une optimisation de la densité de la sonde et une absence d'interactions non spécifiques. En particulier, l'invention permet de disposer de NP fonctionnalisées à l'aide de sondes dont la densité est faible et optimisée pour obtenir une grande sensibilité de détection. Description des modes de réalisation 100121 Un premier objet de l'invention concerne une nanoparticule présentant une surface métallique pré-fonctionnalisée à l'aide d'une monocouche auto-assemblée (SAM) formée par une matrice de molécules portant une fonction thiol à l'une des extrémités, l'autre extrémité étant inerte, ladite nanoparticule étant caractérisée en ce que le taux de recouvrement W de ladite monocouche est compris entre 1,5% et 99%. [0013] La particularité de la monocouchc auto-assemblée est qu'elle est appliquée sur la 3 surface des NP avant leur fonctionnalisation et qu'elle est insaturée. Elle joue un rôle de protection de la surface. Cette monocouche est constituée de molécules de type « GLISS » de formule (1) : [0014] HS(CH2)' (OCH2CH2)', OH [0015] dans laquelle : [0016] n représente le nombre de CH, avec 3 REVENDICATIONSNanoparticule présentant une surface métallique pré-fonctionnalisée à l'aide d'une monocouche auto-assemblée protectrice formée par une matrice de molécules de formule (1) : HS(C1-12)n (OCH2C1-12)m 014 dans laquelle : n représente le nombre de Cl-12 avec 3