types de MSNs
Dans les chapitres pr´ec´edents, diff´erentes MSNs ont ´et´e synth´etis´ees puis caract´eris´ees par des techniques compl´ementaires. Ces particules poss`edent des groupements chimiques qui doivent influencer les propri´et´es d’adsorption vis-`a-vis du cisplatine. Pour mettre en ´evidence ces diff´erences, l’adsorption du CDDP sur les diff´erentes MSNs a ´et´e caract´eris´ee soit par mesure de l’absorbance du complexe form´e entre l’OPDA et le CDDP en solution, soit par mesure directe de la quantit´e de platine contenue dans les MSNs apr`es adsorption.
Les diff´erentes MSNs test´ees sont celles dont les synth`eses et les caract´eristiques physico-chimiques ont ´et´e pr´esent´ees dans les deux chapitres pr´ec´edents, `a savoir : MSNsext, MSNs-PEG,
MSNs-PEI, MSNs-NH2, MSNs-COOHsph, MSNs-COOHrod et MSNs-SH.
4.2.1 Protocole exp´erimental de la mesure des quantit´es adsorb´ees
de CDDP par spectrom´etrie d’absorption UV-visible
Les mesures des quantit´es de platine adsorb´ees `a la surface des diff´erentes MSNs se font par diff´erence entre la concentration de platine d’une solution m`ere `a 1 mg/mL et la concentration de platine contenus dans les surnageants des diff´erentes suspensions des MSNs dispers´ees dans une solution de CDDP (100 mg de MSNs et 20 mL de CDDP `a 1 mg/mL).
Pour cela, les MSNs sont redispers´ees aux ultrasons dans une solution de CDDP `a 1 mg/mL, pr´ealablement ✭✭ vieillie ✮✮ pendant 6 heures, ce qui permet d’avoir principalement le cisplatine sous la forme du produit de premi`ere hydrolyse ([Pt(NH3)Cl(OH2)]+). Les suspensions obtenues sont ensuite agit´ees pendant 18 heures `a l’abri de la lumi`ere et centrifug´ees (24 630 g, 15 minutes). Les surnageants sont pr´elev´es et la concentration en CDDP est d´etermin´ee apr`es r´eaction avec l’OPDA, suivant le protocole d´ecrit dans le paragraphe 4.1.2.1. Parall`element, la solution m`ere de CDDP est trait´ee de la mˆeme fa¸con. Les r´esultats sont exprim´es en pourcentage massique de platine par rapport `a la masse totale d’´echantillon.
4.2.2 Protocole exp´erimental de la mesure des quantit´es adsorb´ees
de platine par ICP-AES
Pour chacun des ´echantillons pr´ec´edents, les culots obtenus apr`es centrifugation sont s´ech´es sous vide `a l’abri de la lumi`ere puis analys´es par ICP-AES (Annexe F). Afin de limiter la surestimation du taux d’adsorption, le maximum de surnageant possible est retir´e des centrifugats
4.2. Etude de l’adsorption du CDDP sur les diff´erents types de MSNs
avant s´echage. Les r´esultats sont exprim´es en fonction du pourcentage massique du platine par rapport `a la masse totale d’´echantillon.
4.2.3 R´esultats et discussion
Pour les diff´erentes MSNs fonctionnalis´ees, les taux de platine d´etermin´es par UV-visible et ICP-AES sont pr´esent´es sur la Figure 4.8.
0 2 4 6 8 10 12 14 UV-Visible ICP-AES 2,2 0,6 0,2 0,3 0,8 1,2 10,4 1,9 0,6 0,5 0,2 1,3 2,2 10,5 T aux de P la ti ne (m P t /m tot al e ) (%) MS Ns-P EG MS Ns-P EI MS Ns ext MS Ns-N H2 MS Ns-C OO Hsp h MS Ns-C OO Hrod MS Ns-S H
FIGURE 4.8 : Taux d’adsorption du platine sur les diff´erents types de MSNs mesur´es par spectro-photom´etrie UV-visible ou par mesure ICP-AES. Les barres d’erreurs repr´esentent les erreurs absolues. Par spectrophotom´etrie, l’erreur est estim´ee `a partir de trois mesures ind´ependantes de l’absorbance du pic `a 705 nm. L’erreur sur les mesures ICP-AES est ´egale `a 5%.
Les taux d’adsorption d´ependent de la nature des groupements fonctionnels pr´esents `a la surface des MSNs. Les taux d’adsorption en platine par les MSNs modifi´ees sont sup´erieures `a celui des MSNs non fonctionnalis´ees (MSNsext), `a l’exception des MSNs comportant des fonctions
amines (MSNs-NH2).
Quelle que soit la m´ethode exp´erimentale utilis´ee pour quantifier le taux de platine adsorb´e en surface des MSNs, les quantit´es adsorb´ees pour un type de nanoparticules sont proches. Par cons´equent, nous utiliserons le taux de platine d´etermin´e par ICP-AES afin de calculer pour toutes les MSNs fonctionnalis´ees, le taux d’utilisation des groupements fonctionnels pr´esents en surface des nanoparticules.
Lorsque des groupements carboxyliques sont pr´esents en surface des MSNs, les capacit´es d’adsorption sont sensiblement am´elior´ees. Comme nous l’avons ´evoqu´e dans le chapitre 1 dans le cas de micelles polym´eriques (PEG-P(Glu))(paragraphe 1.5.5.2) ou encore de MSNs pr´esentant des fonctions carboxyliques en surface (paragraphe 1.5.6), un complexe entre le CDDP et les acides carboxyliques de surface peut ˆetre form´e (2 COOH/platine) [15, 334, 342, 493].
pr´e-c´edemment (moyenne entre celui d´etermin´e par ATG et par AE) est ´egal `a 0,76 mmol
COOH/gMSNs-COOHrod. Si l’on consid`ere qu’un atome de platine peut se complexer `a deux
acides carboxyliques (comme dans le cas du carboplatine, voir section 1.5.4), il est donc possible d’obtenir un taux de 0,38 mmol Pt/gMSNs-COOHrod, soit 6,65% (mPt/mtotale). Pour cet ´echantillon, les conditions exp´erimentales sont telles que l’on travaille en exc`es de platine car le rapport molaire entre la quantit´e maximale de platine qui peut se complexer et la quantit´e ajout´ee est ´egal `a 1/1,8. Au regard du taux de platine obtenu par ICP-AES (2,2%), le taux d’utilisation des fonctions carboxyliques est de 52%.
Pour les particules MSNs-COOHsph, le taux de greffage calcul´e pr´ec´edemment est ´egal `a 0,58 mmol COOH/gMSNs-COOHsph, soit 0,29 mmol Pt/gMSNs-COOHsph ou 5,21% (mPt/mtotale). Pour cet ´echantillon, les conditions exp´erimentales sont telles que l’on travaille en large exc`es de platine avec un rapport molaire de 1/2,3. Au regard du taux de platine obtenu par ICP-AES (1,3%), le taux d’utilisation des fonctions carboxyliques est de 24%.
Pour les deux ´echantillons comportant des fonctions carboxyliques, environ la moiti´e des groupements se sont donc complex´es, ce qui montre que soit certaines fonctions carboxyliques ne sont pas disponibles, soit la distance entre deux fonctions carboxyliques n’est pas suffisante pour ch´elater un seul atome de platine. Dans le cadre de cette derni`ere hypoth`ese, l’une des possibilit´es qui pourrait ˆetre envisag´ee afin d’am´eliorer le taux d’adsorption du platine serait d’augmenter le taux de greffage des fonctions carboxyliques.
Apr`es l’hydrolyse du CDDP, le compos´e fortement ´electrophile form´e peut r´eagir avec des esp`eces nucl´eophiles comme les amines [316]. Pour les particules MSNs-NH2, le taux de greffage calcul´e pr´ec´edemment est ´egal `a 0,72 mmol/gMSNs-NH2, soit 0,36 mmol Pt/gMSNs-NH2 ou 6,3% (mPt/mtotale), si deux fonctions amines se complexent `a un atome de platine. Le rapport molaire entre la quantit´e maximale de platine qui peut se complexer et la quantit´e ajout´ee est ´egal dans ce cas `a 1/1,9. Le taux de platine obtenu par ICP-AES pour cet ´echantillon est tr`es faible et vaut 0,2%. Le taux d’utilisation des fonctions amines est donc ´egal `a 3%. Comme nous l’avions ´evoqu´e dans le chapitre 3 (voir paragraphe 3.1.3), les fonctions amines sont susceptibles de former avec les groupements silanols de surface une esp`ece zwitterionique de la forme ≡SiO–,+H3NC3H6−Si≡, ce qui rend probablement les fonctions amines indisponibles pour la complexation avec l’atome de platine. De plus, au pH correspondant aux conditions de travail, les fonctions amines sont proton´ees (voir paragraphe 3.1.3). Pour maximiser le taux de complexation du cisplatine, il conviendrait de r´ealiser l’adsorption dans des conditions o`u les amines sont sous leur forme d´eproton´ee, c’est-`a-dire en milieu basique, conditions dans lesquelles le cisplatine risque de pr´ecipiter ou de former un hydroxyde m´etallique Pt(OH)2.
Pour les particules MSNs-PEI, le taux de greffage obtenu est de 0,1 mmol/gMSNs-PEI. En
considerant 42 azotes/chaˆıne de PEI et 2 azotes/platine, il est possible de complexer 2,1 mmol Pt/gMSNs-PEI, soit 25,13% (mPt/mtotale). Pour cet ´echantillon, le rapport molaire entre la quantit´e maximale de platine qui peut se complexer et la quantit´e ajout´ee est ´egal `a 1/0,3. La quantit´e de platine ajout´ee n’´etant pas en exc`es, le taux de platine adsorb´e ne pourra atteindre 25,13%. Le