Mesure de la production d’oxygène singulet

Une fois tous les paramètres expérimentaux fixés, nous avons pu mettre en place l’expérience sur le système complet. Dans ce cas, il ne sera pas possible de mesurer la quantité d’oxygène singulet produite mais il sera tout de même possible de la comparer dans les différents types de mélanges. En suivant l’absorbance d’un mélange de liposomes, de micelles chargées en phéophorbide-a et d’ADPA durant l’irradiation, on remarque une diminution nette des pics associés à l’ADPA et à la CBF, alors que le pic du phéophorbide-a à 670 nm ne diminue que très peu (Figure 35-a). Pour avoir une idée plus précise, nous avons suivi l’absorbance en fonction du temps d’irradiation de certains pics d’intérêts, celui à 400 nm associé à l’ADPA, celui à 492 nm associé à la CBF et celui à 670 nm associé au phéophorbide-a (Figure 35-b). Comme vu précédemment, le photoblanchiment du phéophorbide-a est assez lent sur le temps d’irradiation effectué et nous pouvons considérer la concentration en phéophorbide-a quasi constante durant toute l’irradiation. La puissance lumineuse de la LED ne variant pas non plus durant l’irradiation, la concentration en oxygène singulet peut alors être considérée constante durant ce laps de temps. L’oxydation de l’ADPA et de la CBF peuvent être assimilées à des réactions d’ordre 1. Les décroissances d’absorbance à 400 et 492 nm sont alors modélisées en utilisant une exponentielle décroissante de type :

𝐴_𝜆= 𝐴_𝜆,∞+ (𝐴_𝜆,0− 𝐴_𝜆,∞)𝑒−

𝑡 𝜏_𝜆

Avec :

Aλ : l’absorbance à la longueur d’onde donnée

62 Aλ, 0 : l’absorbance à la longueur d’onde donnée avant irradiation

𝜏λ : le temps caractéristique de l’oxydation de l’espèce concernée

Cette formule diffère des formules classiques de type 𝐴 = 𝐴0𝑒−

𝑡

𝜏 car à 400 et 492 nm, le

phéophorbide-a absorbe aussi. Pour compenser cela nous avons dû introduire le terme Aλ, ∞.

a) b)

Figure 35 : a) Spectres d’absorbance d’un mélange de LUV chargées en CBF, de micelles chargées en phéophorbide-a et d’ADPA dans du PBS à différents temps d’irradiation sous LED 656 nm et b) suivi de l’absorbance à 400, 492 et 670 nm en

fonction du temps d’irradiation

Ces temps caractéristiques vont nous permettre de comparer la production en oxygène singulet en fonction des vecteurs utilisés. Plus la concentration en oxygène singulet produit sera élevée, plus ils seront faibles.

Figure 36 : Spectres d’absorbance d’un mélange de CBF en solution dans le PBS, de micelles chargées en phéophorbide-a et d’ADPA dans du PBS à différents temps d’irradiation

Pour nous permettre de mieux comprendre ce qu’il se passe durant l’irradiation, nous avons aussi fait une cinétique d’irradiation d’un mélange contenant de l’ADPA, des micelles de PEO-PCL chargées en phéophorbide-a et de la CBF en solution dans le PBS (Figure 37). Nous nous sommes placés à une concentration en CBF de 6 µM, soit 10 000 fois moins que dans les liposomes mais du même ordre de grandeur que la concentration totale en CBF dans un échantillon. Nous voyons toujours la diminution de l’absorbance de l’ADPA liée à son

63 oxydation mais nous n’observons pas de baisse de l’absorbance de la CBF. Ceci nous permet de confirmer que l’oxydation de la CBF observée précédemment est bien celle de la sonde lorsqu’elle est encapsulée dans les liposomes. La surconcentration en CBF dans les liposomes explique très certainement pourquoi elle s’oxyde autant.

Nous supposons que l’ADPA est réparti de manière homogène en solution et qu’il ne présente pas d’affinité particulière pour les liposomes ou les micelles. Sa cinétique d’oxydation nous donne alors des informations sur la production d’oxygène singulet dans l’ensemble de la solution. La CBF étant majoritairement à l’intérieur des LUV durant l’irradiation, sa cinétique d’oxydation va quant à elle nous apporter des informations sur la quantité d’oxygène singulet produite proche des LUV. Redmond et al.231 _{ont estimé la distance moyenne parcourue par}

une molécule d’oxygène singulet dans l’eau à environ 125 nm pendant la durée d’un temps de vie, de l’ordre de 3 µs dans l’eau232_{, et à 220 nm pendant la durée de trois temps de vie,}

temps auquel 95 % de l’oxygène singulet se sera désactivé de lui-même. De plus, ces distances sont calculées en considérant que l’oxygène singulet ne rencontre pas d’autres molécules durant son trajet et peuvent être considérées comme des distances maximales théoriques. Aux concentrations en micelles et liposomes auxquelles nous travaillons, nous pouvons calculer que si les objets sont répartis de manière homogène dans la solution, chaque micelle d’environ 30 nm de diamètre est contenue dans un volume équivalent à un cube d’environ 280 nm de côté et chaque liposome d’environ 100 nm de diamètre dans un cube de 1,2 µm de côté. Ces distances confirment que pour oxyder la CBF, l’oxygène singulet doit être produit par du phéophorbide-a soit encapsulé dans des micelles à proximité de liposomes, moins de 100 nm, soit directement au sein de liposomes après transfert.

Figure 37 : Temps caractéristiques de l’oxydation de l’ADPA et de la CBF pour différentes conditions

La modélisation de l’oxydation de l’ADPA et de la CBF dans les différentes conditions étudiées (Figure 37) montre que, pour tous les types de micelles utilisés, les temps caractéristiques d’oxydation de l’ADPA et de la CBF sont similaires mais sont plus élevés lorsque le phéophorbide-a n’est pas encapsulé. Ceci s’explique par le fait que le phéophorbide-a est dans ce cas présent sous forme agrégée et que cette dernière présente un rendement de production d’oxygène singulet bien plus faible que lorsqu’il est encapsulé219_{. On ne note pas}

64 de différences majeures sur la production d’oxygène singulet entre tous les types de micelles utilisés.