Photoisomérisation et autoassemblage

la monosubstitution sur le dérivé dibromé, une déprotonation de l'avant dernier carbone peut conduire à la formation d'un alcène terminal.

Figure 2.5  Formule d'autres tensioactifs photosensibles à groupement diazobenzène ayant servi d'agent compactant de l'ADN. a) Formule de l'AzoGEM. b) Formules des dérivés AzoCx, avec x = 2, x = 5, x = 8.

Figure 2.6  Principe de la synthèse en trois étapes des dérivés AzoCx.

2.2 Photoisomérisation et autoassemblage

C'est d'abord la capacité des molécules AzoCx à photoisomériser qui a été vériée. Pour cela, leur spectre UV-visible a été réalisé avec un lecteur de microplaque (Synergy HT, Biotek Instruments). Les solutions ont été préparées en dissolvant les AzoCx à une concentration de 50 µmol.L−1 dans un tampon Tris-HCl à 10 mmol.L−1 (pH = 7,5), qui est le tampon dans lequel seront réalisées les expériences de compaction (Figure 2.7). Leurs spectres ont été comparés après diérentes périodes d'illumination UV à 365 nm en plaçant chaque solution dans un tube de 1,5 mL (Eppendorf) à une distance d'environ 7 cm d'une lampe UV (Vilbert Lourmat, 6 W). Les AzoC5 et AzoC8 montrent des spectres très similaires à ceux de l'AzoC2. En l'absence d'illumination UV, elles présentent toutes un maximum d'absorption vers 360 nm, qui est carac-téristique de leur conguration principalement en trans. Les absorbances associées à ces maxima

Figure 2.7  Spectres UV-visible des molécules AzoCx après illuminations UV (365 nm) de diérentes durées. a) x = 2. b) x = 5. c) x = 8. Chaque solution a une concentration de 50 µmol.L−1 en tensioactif et est tamponnée par 10 mmol.L−1 de Tris-HCl à pH = 7,5.

2.2. Photoisomérisation et autoassemblage 63

sont comparables. En présence de lumière UV, les bosses précédentes disparaissent au prot d'un état photostationnaire à deux maxima (322 et 442 nm), typique de la présence majoritaire d'isomères en conguration cis. Avec la faible résolution temporelle utilisée, les vitesses de pho-toconversion apparaissent proches, l'état photostationnaire contenant une majorité de cis étant atteint en moins d'une minute.

2.2.2 Concentration micellaire critique

Pour caractériser l'eet de la taille de la queue des pNAB sur leurs propriétés d'autoas-semblage, ainsi que l'eet de la lumière UV, nous avons déterminé la concentration micellaire critique (CMC) des trois molécules AzoCx. Nous avons procédé par mesure de la conductimétrie de solutions d'AzoCx à diérentes concentrations. La conductivité molaire des tensioactifs est dépendante entre autres de leur taille. En dessous de la CMC, toutes les molécules sont libres et migrent rapidement sous un champ électrique. La conductivité de la solution est alors propor-tionnelle à la concentration en tensioactifs. Lorsque la concentration est supérieure à la CMC, des micelles apparaissent. Ces objets composés de quelques dizaines de molécules sont plus char-gés mais migrent beaucoup moins vite en solution. Pour [AzoCx] > CMC, la concentration en monomère est xe et la concentration en micelle croît de manière linéaire avec la concentration. Par conséquent, la conductivité augmente de manière linéaire mais avec une pente plus faible que dans le cas des monomères seuls ([AzoCx] < CMC). La CMC peut se déterminer comme la concentration à laquelle s'eectue la transition entre ces deux régimes.

Les expériences ont été réalisées avec un conductimètre à électrodes de platine (C860, Consort) en diluant progressivement une solution concentrée de chaque AzoCx dans un tube en plastique de 50 mL. Chaque mesure a été eectuée dans le noir à une température de 22 ± 1C, après avoir bien homogénéisé l'échantillon. Les illuminations UV avant la série de mesure dans le noir ont été faites en plaçant la solution à 7 cm environ d'une lampe UV de 45 W pendant 30 minutes. Ce temps est grand pour s'assurer que la conversion trans-cis a bien eu lieu, même pour les échantillons les plus concentrés. Les résultats sont rassemblés sur la Figure 2.8. Les valeurs de CMC obtenues sont rassemblées dans le Tableau 2.1.

Sans prendre en compte l'illumination UV, ces mesures montrent d'abord que plus x est grand, plus la CMC est petite. Cette capacité à s'autoassembler plus facilement traduit bien l'existence d'une moins bonne anité pour l'eau et donc une plus grande hydrophobicité quand la queue contient plus de groupes méthylène. L'évolution des valeurs de CMC sont comparables à celle de la série des tensioactifs DTAB, TTAB et CTAB (Tableau 2.1). Ces molécules ont la même tête triméthylammonium (suxe TAB) et contiennent au total respectivement 12 (dodécyl-), 14 (tétradécyl) et 16 (hexadécyl-) atomes de carbone dans leur queue aliphatique. De façon similaire entre les deux groupes de molécules, le fait d'allonger la chaîne carbonée de 3 carbones (entre AzoC2 et AzoC5) et 4 carbones (entre DTAB et CTAB) réduit la CMC d'une quinzaine de mmol.L−1à moins d'une mmol.L−1. D'autre part après illumination UV, un même comportement est observé pour chaque molécule : la CMC sans UV (molécules majoritairement en conguration trans) est plus petite que la CMC après illumination (isomère cis majoritaire). Ceci indique que les molécules sont moins apolaires après photoisomérisation et donc moins aptes à s'autoassembler sous forme de micelles. Ce résultat est conforme à ce que leurs structures trans et cis laissent supposer. Enn, il apparaît que plus x est grand, plus l'écart absolu entre les CMC avec et sans UV est petit. Même si l'écart relatif ne varie pas de manière sensible entre AzoC5 et AzoC8, cette tendance indique qualitativement que la variation de polarité des molécules après illumination

Tensioactif AzoC2 AzoC5 AzoC8 DTAB TTAB CTAB CMC (mmol.L−1) - UV 12.6 ± 0.2 0.83 ± 0.02 0.57 ± 0.02 16.3 3.75 0.96 CMC (mmol.L−1) + UV 14.6 ± 0.3 0.90 ± 0.02 0.62 ± 0.02 idem idem idem Table 2.1  Valeurs des CMC des dérivés AzoCx determinées par conductimétrie, avec ou sans illumi-nation UV avant les mesures et des CMC des homologues DTAB, TTAB et CTAB ne contenant pas de motif diazobenzène dans leur queue (valeurs obtenues par conductimétrie issues de [115]).

est plus faible quand la queue est plus grande.

Ces résultats sont en accord qualitatifs avec la série proche de Hayashita et al. [34], même si nous trouvons des grandeurs de CMC bien inférieures (jusqu'à plus de dix fois par rapport à une de leurs molécules qui serait équivalente ici à l'AzoC6). Par contre nos valeurs sont tout à fait comparables à celles obtenues récemment par Fan et al. [37] avec une série d'analogues, diérant au niveau du substituant du phényl terminal (groupement éthyle au lieu d'éthoxy). La modication de CMC de ces derniers agents sous UV n'est malheureusement pas décrite dans cet article.

2.3 Photocontrôle de la compaction de l'ADN