Bonjour à tous ! J’espère que vous allez bien et que les stages en laboratoire se passent bien ?!
Bien ceci est un compte rendu d’une des conférences du stage de physique quantique des vacances de Février (c’est a mi chemin entre le biologie et la physique quantique)

Les nanocristaux

Des recherches ont permis de trouver une entité chimique capable de servir de sonde pour l’imagerie d’objet biologique, in vitro mais aussi in vivo. Ces entités chimiques sont des « nanocristaux ».

Les nanocristaux sont des molécules non organiques, constituées de métaux en autre. Elles ne possèdent donc pas d’atome de carbone et d’hydrogène. Les liaisons au sein de cette structure sont donc très fortes. Cela est un avantage car la molécule ne peut donc pas être modifiée par son environnement. Cela est, hélas aussi un défaut, puisque cette dernière est tellement stable, rien de naturelle sur Terre ne peut la détruire, ou presque, et donc son utilisation risque d’entraîner la formation de déchet non recyclable…

Quand on observe de plus près un nanocristal, avec l’aide d’un microscope électronique (sa taille varie de 2 nanomètre à 100 nanomètre), on voit que la molécule a une organisation parfaite divisée en deux zones principales, le Cœur el La Coquille comme représenter respectivement en rouge et en jaune :

Allez sur le liens suivant pour voir une illustration de ce dont je parle : http://www.spectro.jussieu.fr/Optquant/Semi_conducteurs/Nanocris...

On peut ajouter que ajouter que le cœur est composé de 100, à 2500 atomes, la coquille elle est métallique.

Pour expliquer le rôle du nanocristal, on doit se pencher sur le domaine de la physique quantique.
De façon très simple (de tout façon ma connaissance ne me permet pas d’aller plus loin ;) il faut considérer le Coeur de l’entité comme un « corps fermé » ou plus simplement une boite, où les électrons ne puissent pas s’échapper.

En fonction de la taille du Cœur, les niveaux d’énergies de l’électron varient (si vous voulez savoir ce que sont les niveaux d’énergies, et bien reportez vous à un atome. Les électrons d’un atomes gravitent autour d’un noyau à une distance précise, ces derniers peuvent absorber des particules de lumière, les photons, si c’est le cas est bien les électrons vont s’exciter et pour conséquence ils vont monter sur une couche supérieur, voir deux (ils graviteront donc plus loin du noyau). La distance entre deux couches est un niveau d’énergie. Cette distance est variable, et plus elle est grande plus les niveaux d’énergies sont importants). La puissance des niveaux d’énergies est inversement proportionnelle à la taille du cœur, donc plus le Cœur est petit plus les niveaux d’énergies sont grands.

En règle générale, on envoie sur le nanocristal de la lumière ultraviolette. Les électrons du Cœur vont absorber la lumière, ils vont ainsi s’exciter et passer sur une couche supérieure. Ils ne peuvent en aucun cas s’échapper (ils sont piégés dans ce « corps fermé »). Un électron sur une couche supérieur/instable cherche toujours à revenir à une couche plus stable et donc plus faible, pour cela il doit rejeter de la lumière. Cette lumière réémise dépend des niveaux d’énergies (il y a une correspondance entre les niveaux d’énergies et les longueurs d’ondes), qui dépendent eux même de la taille Cœur du corps et donc du nanocristal. Conclusion : On envoie constamment de l’ultraviolet (invisible) et l’on observera une couleur visible (bleu, vert, orange, rouge…) de façon constante.

On peut imaginer les multiples applications que cela peut avoir en biologie pour suivre à la trace certaines protéines, cellules…
Il suffit d’insérer dans l’ADN d’une cellule, l’information génétique codant pour la synthèse de cet élément à la suite de la protéine que l’on veut suivre. Ainsi lors de l’expression du gène notre nanocristal sera exprimé. On envoie de l’ultraviolet sur le tissu qui contient la cellule modifiée, on observe avec notre confocale ou autre microscope électronique et BINGO, c’est magnifique des molécules qui brillent de partout ! (on peut mettre différents nanocristaux à la fois pour un festival de couleur ^^)

Bien j’espère que vous avez compris quelques choses, sinon dites le en commentaire :p

Bonne vacance et à très bientôt