EP2498761A1 - Silica particle including a molecule of interest, method for preparing same and uses thereof - Google Patents

Silica particle including a molecule of interest, method for preparing same and uses thereof

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EP2498761A1
EP2498761A1 EP10779753A EP10779753A EP2498761A1 EP 2498761 A1 EP2498761 A1 EP 2498761A1 EP 10779753 A EP10779753 A EP 10779753A EP 10779753 A EP10779753 A EP 10779753A EP 2498761 A1 EP2498761 A1 EP 2498761A1
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EP
European Patent Office
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interest
molecule
silica
dna
silicon alkoxide
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10779753A
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Inventor
Aurélien AUGER
Olivier Raccurt
Olivier Jean Christian Poncelet
Jorice Samuel
Sylvie Sauvaigo
Chloé SCHUBERT
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Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation

Definitions

  • the present invention relates to the field of silica particles and, more particularly, silica particles capable of incorporating, encapsulating or confining molecules of interest such as biomolecules.
  • the present invention therefore proposes a silica particle incorporating, encapsulating or confining a molecule of interest.
  • advantage is taken of the presence, within the silica particle, of groups capable of establishing a non-covalent bond, of the electrostatic interaction and / or hydrogen bridge type, with said molecule of interest .
  • the present invention also relates to a process for preparing such a silica particle ie a process for incorporating, encapsulating or confining a molecule of interest in a silica particle and the uses of such a particle, in particular in the fight against counterfeiting or in biological analysis.
  • the Stöber synthesis method uses a silicon alkoxide such as tetraethoxysilane (TEOS) or tetramethoxysilane (TMOS) in a solution of alcohol and water. The solution is then heated in order to carry out the hydrolysis of the silicon alkoxide, and then the addition of a certain amount of catalyst, in this case HCl, allows the condensation of the silica in the form of particles.
  • TEOS tetraethoxysilane
  • TMOS tetramethoxysilane
  • Another mode of synthesis based on a sol-gel reaction within an emulsion makes it possible to obtain particles of smaller size and more monodisperse than with the Stöber process. This process is called sol-gel synthesis by inverse microemulsion ([4] - [6]).
  • an emulsion of water in an oily phase is formed using a surfactant (or surfactant) and in some cases a co-surfactant (or co-surfactant).
  • the size of the micelles is generally nanometric, they thus form a nanoreactor in which the hydrolysis-condensation reaction of the silicon alkoxide occurs. It is the size of the micelle that determines the size of the formed particle.
  • the Stôber method the Stôber method
  • Encapsulation of an organic molecule requires a covalent grafting between the latter and the silica network.
  • a number of organic fluorophores have been incorporated in the silica particles.
  • FITC for fluorescein isothiocyanate
  • RBITC for Rhodamine B isothiocyanate
  • the fluorophore having an isothiocyanate function is mixed with aminopropyltriethoxysilane (APTES).
  • APTES aminopropyltriethoxysilane
  • the isothiocyanate function reacts with the amine function of the alkoxide and forms a fluorescent silicon alkoxide which is then introduced into the synthesis in a certain proportion relative to the main silicon alkoxide TEOS. In general, this concentration is of the order of 1 to 5%. However, this concentration can be higher and reach up to 25%.
  • the fluorescent alkoxide obtained by reaction between the isothiocyanate function and the APTES is introduced at the beginning of the reaction, the fluorophore is distributed throughout the particle.
  • This pathway has also been used to form heart / shell type structures with either the core comprising the organic molecule and the surface of the silica is inversely [8]. In this case, the process is carried out in two identical successive steps.
  • This covalent graft encapsulation method also works for non-fluorescent molecules using the same procedure: reaction between a silicon alkoxide (APTES) and the molecule to be covalently bonded with the silica ([9], [10]) . It is also possible to obtain a silica core and a shell containing the organic molecules by covalent grafting or by sol-gel reaction ([7], [11],
  • micellar syntheses the method of encapsulation of organic molecules by covalent grafting as for the Stöber method previously described also works but is not necessarily necessary. Indeed, being in a micellar medium makes it possible to confine molecules or particles within the micelle and thus to encapsulate them with silica.
  • the first step is to introduce the molecule to be encapsulated which, if it has a higher solubility in water than in the phase oily, will concentrate primarily inside the micelles.
  • the silicon alkoxide (TEOS) and catalyst for the formation of the silica particles are introduced.
  • the formation of the silica particle is from the outside of the micelle inward thus encapsulating the molecule present in the micelle.
  • the silica particles thus obtained are then functionalized by addition of coupling agents such as N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylthiethoxysilane.
  • DNA deoxyribonucleotide acid
  • biological macromolecules strategies and methods of encapsulation have been described in the literature.
  • Biomacromolecules have already been successfully encapsulated in micrometric and nano-sized objects dispersed in water (hydrophilic objects).
  • Biomacromolecules such as bovine serum albumin (BSA) and DNA have been successfully encapsulated in hollow silica microcapsules [14]. These microcapsules are synthesized by double micellar pathway (water-oil-water). The objects obtained have a micrometric size. The same encapsulation format was developed by the classical sol-gel method, the Stöber method. The presence of DNA in the objects was revealed by fluorescence using ethidium bromide (BET) type DNA intercalants. A similar method described in the literature relates the synthesis of sol-gel silica nanoparticles with smaller diameters ⁇ 200 nm [15].
  • BSA bovine serum albumin
  • the surface of nano-objects is functionalized by amino groups which, by electrostatic interactions, bind with biomolecules.
  • the nanoparticles have a positive surface charge thanks to the amino groups.
  • DNA enrichment is carried out in the form of "nanoparticle-DNA" complexes that involve electrostatic bonds between the amino groups of the nanoparticles and the negative charge of the phosphate groups of the DNA. Similar procedures have been developed to improve complexation with DNA.
  • a regular porosity has been generated in silica nanoparticles in order to better accommodate the proximity of the biomolecule and to promote the electrostatic bonding with the functionalized surface of the silica nanoparticles [21].
  • a final route is used to encapsulate DNA or biomolecules in silica sol-gel film form. This way does not present particles but films. Biomolecules have been stored in inorganic or organic-inorganic hybrid gels. DNA encapsulation (50 bp) was performed in hybrid polyvinyl alcohol-silica gels. Analysis of the small gel-encapsulated DNA fragments showed that the complexation between the silica network and the phosphate groups probably occurs. This explains why most of the DNA molecules could not be extracted from the gels [22].
  • silica particles such as silica nanoparticles capable of incorporating or encapsulating a molecule of interest and especially a molecule of interest of large size such as DNA, to protect the molecule of interest while leaving it accessible to the elements and constituents of the external environment.
  • silica particles must be able to be prepared by an easy to implement process that does not require the preparation of reaction precursors.
  • the present invention overcomes the disadvantages and technical problems listed above. Indeed, the latter proposes particulate materials, spherical silica-based and in particular nanoparticulate, porous, incorporating molecules of interest in which the molecules of interest are maintained in the particles while remaining accessible to elements present in the external particles such as enzymes and without implementation of any covalent bond between the molecules of interest and the particles. Despite their confinement, the molecules of interest retain their chemical reactivity. As a result, molecules present on the outside of the particles can access, through the porosity of the particles, the molecules of interest and react with them. In addition, such materials can be prepared by an industrially applicable process, not requiring procedures or heavy steps and using easily accessible products.
  • silica particles such as silica nanoparticles incorporating or confining molecules of interest.
  • silica particles obtained by such a process are functionalized within the silica network by groups capable of establishing a non-covalent bond. This specific functionalization allows non-covalent bonds of the electrostatic bond or hydrogen bridge type with the molecule of interest.
  • the latter compound of sugar-bound phosphates which are themselves linked to the nitrogenous bases has a negative zeta potential.
  • a silicon alkoxide having one or more amino group (s) and a silicon alkoxide forming a complete network makes it possible to obtain silica particles functionalized with amino groups within the silica network.
  • the negatively charged phosphate interacts electrostatically (or by hydrogen bridge) with the amino groups of the silica network.
  • the DNA is found confined in the silica particle and in particular in the core of the silica particle which is mainly due to the electrostatic bonds and the hydrophilic properties of the DNA.
  • the DNA is then encapsulated in the porous silica network of the particles and in particular in the center of such a network.
  • a schematic diagram of the final structure of the particle is shown in Figure 1.
  • the silica particles according to the present invention are not hollow particles. These particles may appear as heart / shell type particles, especially when analyzed by transmission electron microscopy. These particles are not, however, "real" particle type heart / shell since they do not have a heart with the era chemical composition and a shell with a 2 nd chemical composition, both compositions are distinct and do nor do they present an interface between the heart and the materialized shell. However, for the sake of brevity, we use in the present invention the term "heart” to define the center of the particle comprising almost all the molecules of interest and the term "shell” to define the outer portion of the particle does not comprise a molecule of interest.
  • the encapsulated molecules of interest are protected by silica.
  • the silica thus serves as a stabilizing support for the molecule of interest.
  • the process according to the invention makes it possible to obtain a silica shell surrounding the core of the particle containing the molecule of interest.
  • This shell is sufficiently porous to have accessibility to the molecule of interest of the constituents present in the external medium and this, both for small molecules such as fluorescent nucleotides, and for larger molecules such as enzymes.
  • the encapsulation according to the invention involves non-covalent bonds, the properties of the molecule of interest such as activity and / or recognition are not modified.
  • the present invention thus relates to a porous silica particle, incorporating at least one molecule of interest and essentially obtained from hydrolysis:
  • the present invention relates to a silica particle comprising at least a molecule of interest, the silica network inside said particle being functionalized by at least one group capable of establishing a non-covalent ionic bond and / or hydrogen with the molecule of interest, whereby the (or) molecule (s) of interest is (are) bound to the silica network only by non-covalent bonds.
  • the silica particle according to the invention has a silica network functionalized by several groups capable of establishing a non-covalent ionic bond and / or hydrogen with the molecule of interest. These groups are distributed in the silica particle in the form of a decreasing gradient from the center of the particle towards the outside of the particle, no group being present on the surface of the particle.
  • silica particle incorporating at least one molecule of interest is meant, in the present invention, a silica particle within which there is at least one molecule of interest.
  • the molecule of interest or all the molecules of interest are not on the surface of the silica particle.
  • the silica particle according to the invention is a core / shell particle in the core of which is at least one molecule of interest.
  • the silica particle incorporates several molecules of interest, identical or different, the latter are found Majority inside the particle and especially in the heart of the particle.
  • the distribution of the molecules of interest in the silica particle may be in the form of a gradient with a high concentration of molecules of interest in the center of the particle and in particular in the center of the core of this particle and a lower concentration at as we move away from this center.
  • sica particle encapsulating at least one molecule of interest means “silica particle incorporating at least one molecule of interest” or “silica particle confining at least one molecule of interest” are equivalent and can be used interchangeably .
  • the silica particle according to the invention is of nanometric size; we can therefore speak of "nanoparticle", “ball” or “nanobille”.
  • the silica particles according to the invention an average size of less than or equal to 150 nm, 120 nm, 100 nm, 80 nm or 60 nm.
  • the silica particles according to the invention may have an average size of the order of 40 nm (ie 40 ⁇ 10 nm). In a variant, the silica particles according to the invention have an average size of less than 40 nm, at 20 nm and in particular of the order of 10 nm (ie 10 + 5 nm). It is clear to those skilled in the art that the average size of the silica particle according to the invention will influence the size of the molecule (s) of interest incorporated (s).
  • the silica particles according to the invention are porous with open porosity and especially mesoporous with open porosity.
  • they have a pore size of less than 100 angstroms and a pore size distribution ranging from 1 to 100 angstroms, in particular from 10 to 90 angstroms, in particular from 15 to 80 angstroms and, especially, from 20 to 70 angstroms.
  • the molecule of interest is in the silica particle and in particular in the core of this particle, the silica plays a protective role vis-à-vis the molecule of interest,
  • the molecule of interest is maintained in the silica particle by virtue of the non-covalent bonds implemented, no covalent bond existing between the silica network and the molecule of interest;
  • the silica particle being porous, small molecules can enter the silica particle (when the molecule of interest is a nucleic acid, an intercalant can be interposed in the nucleic acid and emit a specific signal in the presence of this molecule. acid),
  • the molecule of interest incorporated in the silica particle is also accessible to enzymatic reactions of which it is the substrate, such enzymatic reactions being able to cause a detectable signal such as a modification of the labeling of the molecule of interest.
  • the molecule (s) of interest incorporated in the silica particle according to the invention is (are) maintained and protected (s) in the silica particle according to the invention.
  • the molecule (s) of interest incorporated into the silica particle according to the invention is (are) accessible to molecules present in the external medium of the silica particle according to the invention. .
  • the molecule (s) of interest incorporated into the silica particle according to the invention is (are) capable of interacting with these molecules.
  • molecule of interest in the context of the present invention any molecule having at least one group capable of establishing a non-covalent ionic bond and / or hydrogen with the second silicon alkoxide as defined in the present invention.
  • This molecule can be natural or synthetic, small or large (macromolecule).
  • the molecule of interest is advantageously chosen from the group consisting of an enzyme, a protein, an oligopeptide, a peptide, an antigen, an antibody, a nucleic acid, a polymer or a carbohydrate.
  • the molecule of interest may be labeled in particular by a fluorochrome (fluorescein, Cy5, Cy3, rhodamine), a radioactive isotope, an enzyme (alkaline phosphatase, horseradish peroxidase), colloidal gold, biotin or digoxygenine.
  • fluorochrome fluorescein, Cy5, Cy3, rhodamine
  • radioactive isotope an enzyme (alkaline phosphatase, horseradish peroxidase), colloidal gold, biotin or digoxygenine.
  • nucleic acid as used herein is equivalent to the following terms and expressions: "polynucleotide sequence", “nucleotide molecule”, “polynucleotide”, “nucleotide sequence”.
  • nucleic acid is meant, in the context of the present invention, a chromosome; a gene ; a regulatory polynucleotide; DNA, single-stranded or double-stranded, genomic, chromosomal, chloroplast, plasmidic, mitochondrial, recombinant or complementary; total RNA; messenger RNA; ribosomal RNA; a transfer RNA; a portion or a fragment thereof.
  • a DNA in the context of the present invention may have from 10 bp (or 20 nucleotides) to 5,000 bp (or 10,000 nucleotides), and in particular from 20 bp (or 40 nucleotides) to 4,000 bp (or 8,000 nucleotides) .
  • non-ionic covalent bond means an intermolecular interaction between at least two positively or negatively charged groups.
  • non-ionic covalent bond means an intermolecular interaction between at least two positively or negatively charged groups.
  • ionic interaction means an interaction between at least two positively or negatively charged groups.
  • electrostatic bond means an electrostatic interaction between at least two positively or negatively charged groups.
  • this intermolecular interaction is attractive. It involves a negatively charged group of the molecule of interest and a positively charged group of the second silicon alkoxide. As a variant, it involves a positively charged group of the molecule of interest and a negatively charged group of the second silicon alkoxide.
  • non-covalent hydrogen bond is meant a bond in which a hydrogen atom covalently bonded to an A atom is attracted to a B atom containing a pair of free electrons (: B). This results in a strong polarization of the A-H bond and electrostatic interactions between ⁇ ( ⁇ +) and: B.
  • the term “non-covalent hydrogen bond” is equivalent to the expression "dipole-dipole interaction”.
  • the atom A may be an atom of the second silicon alkoxide and the atom B an atom of the molecule of interest.
  • the atom A may be an atom of the molecule of interest and the atom B an atom of the second silicon alkoxide.
  • this first silicon alkoxide may advantageously have a hydrolysis rate less than or equal to the rate of hydrolysis of the second silicon alkoxide.
  • alkyl radical of 1 to 6 carbon atoms is meant an alkyl radical, linear or branched, having from 1 to 6 carbon atoms and especially from 1 to 4 carbon atoms.
  • alkenyl radical of 1 to 6 carbon atoms is meant an alkenyl radical, linear or branched, having at least one double bond and 1 to 6 carbon atoms and especially 1 to 4 carbon atoms.
  • R 2 , R 4 and R 5 which are identical or different, are chosen from the group consisting of hydrogen, methyl, ethyl, vinyl and propyl.
  • the first silicon alkoxide that can be used in the context of the present invention is especially chosen from the group consisting of tetramethoxysilane (TMOS, Si (OCH 3 ) 4 ), tetraethoxysilane (TEOS, Si (OC 2 H 5 ) 4 ), tetrapropoxysilane (TPOS, Si (OC 3 H 7 ) 4 ), tetrabutoxysilane (TBOS, Si (OC 4 H 9 )), trimethoxysilane (TMOS, HSi (OCH 3 ) 3 ), methyltrimethoxysilane [(CH 3 ) Si (OCH 3 ) 3 ], ethyltrimethoxysilane [(C 2 H 5 ) Si (OCH 3 ) 3 ], propyltrimethoxysilane [(C 3 H 7 ) Si (OCH 3 ) 3 ], vinyltrimethoxysilane [(O 2 3 ⁇ 4) Si (OCH 3 ) 3 ], tri
  • the first silicon alkoxide used in the context of the present invention is the TMOS or the TEOS.
  • the first silicon alkoxide used in the context of the present invention is TEOS.
  • TEOS a precursor that makes it possible to obtain, for the silica shell, a layer whose porosity is optimal to allow accessibility to the molecule (s) of interest (s) such as DNA encapsulated in the core of the particle by large constituents present in the external medium.
  • the second silicon alkoxide used in the context of the present invention comprises at least one group capable of establishing a non-covalent ionic bond and / or hydrogen with the molecule of interest.
  • This second alkoxide may have a rate of hydrolysis equal to or greater than the speed hydrolyzing the first silicon alkoxide thereby to concentrate the molecule (s) of interest in the heart of the silica particle.
  • the second silicon alkoxide is advantageously of formulas R 7 Si (ORs) 3 or RgRi oSi (ORn) 2 in which Rs and Ru, identical or different, represent an alkyl radical of 1 to 6 carbon atoms and R 7 , R 9 and R 11, which may be identical or different, represent an alkyl radical of 1 to 8 carbon atoms, a heteroalkyl radical of 1 to 10 carbon atoms, an alkylaryl radical of 1 to 12 carbon atoms or an alkenyl radical of 1 to 8 carbon atoms. carbon atoms,
  • radical R 7 and at least one of the radicals R 9 and R 10 being substituted by at least one group capable of establishing a non-covalent ionic bond and / or hydrogen with the molecule of interest.
  • radicals Rg and Ru identical or different, represent an alkyl radical of 1 to 6 carbon atoms as previously defined.
  • alkyl radical of 1 to 8 carbon atoms is meant an alkyl radical, linear or branched, having from 1 to 8 carbon atoms, especially from 1 to 6 carbon atoms and, in particular, from 1 to 4 atoms of carbon.
  • heteroalkyl radical of 1 to 10 carbon atoms is meant a linear or branched alkyl radical having from 1 to 10 carbon atoms, in particular from 1 to 8 carbon atoms and, in particular, from 1 to 6 carbon atoms and having at least one heteroatom such as N, S, O or P.
  • alkylaryl radical of 1 to 12 carbon atoms is meant a linear or branched alkyl radical having from 1 to 12 carbon atoms, especially from 1 to 10 carbon atoms, in particular from 1 to 8 carbon atoms. carbon and, more particularly, from 1 to 6 carbon atoms, having an aromatic or heteroaromatic substituent of 3 to 8 carbon atoms and optionally at least one heteroatom such as N, S, O or P.
  • alkenyl radical of 1 to 8 carbon atoms is meant a linear or branched alkenyl radical having at least one double bond and from 1 to 8 carbon atoms, in particular from 1 to 6 carbon atoms, and in particular , from 1 to 4 carbon atoms.
  • group capable of establishing a non-covalent ionic bond and / or hydrogen is meant in the context of the present invention a group selected from the group consisting of -N3 ⁇ 4, -NHR 12 with R 12 representing an alkyl radical of 1 to 6 carbon atoms as previously defined, -NH 3 + , -NH 2 R 13 + with R 13 representing an alkyl radical of 1 to 6 carbon atoms as previously defined, -COOH, -COO ⁇ , C (O) NH, -C (O), -SH and -OH.
  • the group of the molecule of interest participating in the non-covalent bond with the function in the core of the particle derived from the second silicon alkoxide may also comprise such a group.
  • the second silicon alkoxide that can be used in the context of the present invention is chosen from the group consisting of N-trimethoxysilylpropyl-N, N, N-trimethylammonium chloride.
  • the second silicon alkoxide that can be used in the context of the present invention is, more particularly, APTMES.
  • the silica particle according to the invention is essentially obtained from the hydrolysis of at least a first silicon alkoxide and at least one second silicon alkoxide as previously defined.
  • the groups capable of establishing a non-covalent ionic bond and / or hydrogen with the molecule of interest functionalizing the silica network of the particle are the result of the hydrolysis of the second silicon alkoxide.
  • the silica particle according to the invention consists essentially of units resulting from the hydrolysis of at least a first silicon alkoxide and at least one second silicon alkoxide as previously defined. Indeed, the silica particle may comprise other elements including at least one element capable of imparting magnetic properties to it.
  • the silica particle according to the invention but without the molecule (s) of interest is at least 80%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%. % units derived from the hydrolysis of at least a first silicon alkoxide and at least one second silicon alkoxide as previously defined.
  • the silica particle according to the invention but without the molecule (s) of interest consists only of units resulting from the hydrolysis of a (or) first (s) alkoxide (s). ) silicon and a (or) second (s) alkoxide (s) of silicon as previously defined.
  • the present invention also relates to a process for preparing a silica particle incorporating at least one molecule of interest according to the present invention. Any method for preparing such a particle from at least a first silicon alkoxide and at least one second alkoxide of Silicon as previously defined can be used in the context of the present invention.
  • the present invention relates to a process for the preparation, in the presence of a molecule of interest, of at least one silica particle by inverse emulsion from:
  • At least one first silicon alkoxide e.e. of the formulas Si (ORi) 4 , R 2 Si (OR 3 ) 3 or R 4 R 5 Si (OR 6 ) 2 ) as previously defined,
  • microemulsion inverse also called microemulsion "water in oil” means a clear suspension, thermodynamically stable, fine droplets of a first polar liquid in a second non-polar liquid and therefore immiscible with the first liquid.
  • the method according to the present invention can implement:
  • first silicon alkoxide as previously defined and a plurality of second silicon alkoxides as previously defined; several first silicon alkoxides as previously defined and a second silicon alkoxide as previously defined; or
  • the method according to the invention comprises the following steps:
  • M a a microemulsion of the water-in-oil type containing said molecule (s) of interest
  • step (b) adding, to the microemulsion (M a ) prepared in step (a), a compound for the hydrolysis of a silicon alkoxide,
  • step (b) adding, to the microemulsion (M b ) obtained in step (b), at least one first silicon alkoxide as defined above and at least one second silicon alkoxide having at least one group capable of establishing a non-bonding bond; ionic covalent and / or hydrogen with the molecule of interest as previously defined,
  • step (c) adding to the microemulsion (M c ) obtained in step (c) a solvent for destabilizing said microemulsion, and
  • Step (a) of the process according to the invention therefore consists in preparing a microemulsion (M a ) of the type water in oil containing at least one molecule of interest.
  • M a a microemulsion of the type water in oil containing at least one molecule of interest.
  • microemulsion (M a ) directly by mixing together the various components and thus one (or more) molecule (s) of interest.
  • step (a) of the process according to the invention consists in preparing a first solution (Mi) in which at least one molecule of interest is subsequently incorporated.
  • This solution (Mi) is obtained by mixing together at least one surfactant, optionally at least one co-surfactant and at least one non-polar or weakly polar solvent.
  • the surfactant, the co-surfactant and the non-polar or weakly polar solvent may be mixed at once or added one after the other or in groups.
  • they are added one after the other and, in the following order, surfactant then optionally co-surfactant then non-polar or weakly polar solvent.
  • Mixing is carried out with stirring using a stirrer, a magnetic bar, an ultrasonic bath or a homogenizer, and may be carried out at a temperature between 10 and 40 ° C, preferably between 15 and 30 ° C and more in particular, at room temperature (ie 23 ° C. ⁇ 5 ° C.) for a period of between 1 min and 1 h, in particular between 10 and 45 min and in particular between 15 and 30 min.
  • the surfactant (s) that may be used in the context of the present invention aims to introduce hydrophilic species in a hydrophobic environment and may be chosen from ionic surfactants, nonionic surfactants and mixtures thereof
  • mixtures is meant, in the context of the present invention, a mixture of at least two different ionic surfactants, a mixture of at least two different nonionic surfactants or a mixture of at least one nonionic surfactant.
  • ionic agent and at least one ionic surfactant is meant, in the context of the present invention, a mixture of at least two different ionic surfactants, a mixture of at least two different nonionic surfactants or a mixture of at least one nonionic surfactant.
  • An ionic surfactant may in particular be in the form of a hydrocarbon chain, charged whose charge is counterbalanced by a counter-ion.
  • ionic surfactants mention may be made of sodium bis (2-ethylhexyl sulphosuccinate) (AOT), cetyltrimethylammonium bromide (CTAB), cetylpyridinium bromide (CPB) and mixtures thereof.
  • a nonionic surfactant that may be used in the context of the present invention may be chosen from the group consisting of polyethoxylated alcohols, polyethoxylated phenols, oleates, laurates and their mixtures.
  • Triton X such as Triton X-100
  • Brij such as Brij -30
  • Igepal CO such as Igepal CO-520 or Igepal CO-720
  • Tween such as Tween 20
  • Spans such as the Span 85.
  • co-surfactant in the context of the present invention an agent capable of facilitating the formation of microemulsions and stabilize them.
  • said co-surfactant is an amphiphilic compound chosen from the group consisting of a sodium alkyl sulphate of 8 to 20 carbon atoms, such as SDS (for "sodium dodecyl sulphate”); an alcohol such as an isomer of propanol, butanol, pentanol and hexanol; a glycol and their mixtures.
  • the co-surfactant when it is present in the solution (Mi), is ii-hexanol.
  • any non-polar or weakly polar solvent is usable in the context of the present invention.
  • said non-polar or weakly polar solvent is a non-polar or weakly polar organic solvent and, in particular, selected from the group consisting of n-butanol, hexanol, cyclopentane, pentane, cyclohexane, n-hexane cycloheptane, heptane, n-octane, isooctane, hexadecane, petroleum ether, benzene, isobutylbenzene, toluene, xylene, cumene, diethyl ether n-butyl acetate, isopropyl myristate and mixtures thereof.
  • the non-polar or weakly polar solvent used in the context of the present invention is cyclohexane.
  • the surfactant is present in a proportion of between 1 and 40%, especially between 5 and 30% and, in particular, between 10 and 25% by volume relative to the total volume of said solution.
  • the co-surfactant is in a proportion of between 1 and 30%, in particular between 5 and 25% and, in particular, between 10 and 20% by volume relative to total volume of said solution.
  • the non-polar or weakly polar solvent is present in the solution (Mi) in a proportion of between 40 and 98%, in particular between 50 and 90% and, in particular, between 60 and 80% by volume relative to to the total volume of said solution.
  • the molecule (s) of interest can be added in solid form, in liquid form or in solution in a polar solvent.
  • a polar solvent is added to the microemulsion after incorporation of the molecule (s) of interest in the solution (Mi).
  • the molecule (s) of interest are (are) added to the solution (Mi) in solution in a polar solvent and then the polar solvent, identical or different from the first, is added. More particularly, the two polar solvents used are identical.
  • the addition of the molecule (s) of interest and optionally the polar solvent may be carried out with stirring using a stirrer, a magnetic bar, an ultrasonic bath or a homogenizer.
  • polar solvent in the context of the present invention a solvent selected from the group consisting of water, deionized water, distilled water, acidified or basic, acetic acid, hydroxylated solvents such as methanol and ethanol, low molecular weight liquid glycols such as ethylene glycol, dimethyl sulfoxide (DMSO), acetonitrile, acetone, tetrahydrofuran (THF) and mixtures thereof.
  • DMSO dimethyl sulfoxide
  • THF tetrahydrofuran
  • the polar solvent (polar solvent in which the molecule (s) of interest is (are) in solution and / or other polar solvent subsequently added) is present in the microemulsion (M a ) in a proportion of between 0.25 and 20%, especially between 0.5 and 10% and, in particular, between 1 and 5% by volume relative to the total volume of said microemulsion.
  • the molecule (s) of interest is (are) present in this polar solvent in an amount of between 0.05 and 10%, in particular between 0.1 and 5% and, in particular, between 0.2 and 1.5% by volume relative to the total volume of polar solvent.
  • Step (b) of the process according to the invention aims to provide for the hydrolysis of the silicon alkoxides by adding to the microemulsion (M a ) a compound allowing this hydrolysis, the microemulsion (M b ) thus obtained being a microemulsion water in oil.
  • compound allowing the hydrolysis of a silicon alkoxide is meant in the context of the present invention a compound selected from the group consisting of ammonia, sodium hydroxide (KOH), lithium hydroxide (LiOH) and sodium hydroxide (NaOH) and, advantageously, a solution of such a compound in a polar solvent, which is identical or different, to the polar solvent used at the time of step (a).
  • the compound for the hydrolysis of a silicon alkoxide is, more particularly, ammonia or a solution of ammonia in a polar solvent.
  • ammonia acts as a reactant (H2O) and as a catalyst (N3 ⁇ 4) for the hydrolysis of a silicon alkoxide.
  • the compound selected from the group consisting of ammonia, sodium hydroxide (KOH), lithium hydroxide (LiOH) and sodium hydroxide (NaOH), dissolved in the polar solvent is present in a proportion between 5 and 50%, especially between 10 and 40% and, in particular, between 20 and 30% by volume relative to the total volume of said solution.
  • said solution is present in a proportion of between 0.05 and 20%, especially between 0.1 and 10% and, in particular, between 0.2 and 5% by volume relative to the total volume of the microemulsion ( M b ).
  • Step (b) can be carried out with stirring using a stirrer, a magnetic bar, an ultrasonic bath or a homogenizer, and at a temperature of between 10 and 40.degree. C., advantageously between 15 and 30.degree. more particularly, at room temperature (ie 23 ° C. ⁇ 15 ° C.) for a period of between 5 and 45 minutes, in particular between 10 and 30 minutes and, in particular, for 15 minutes.
  • Step (c) consists in incorporating, into the microemulsion (M b ) thus obtained, the silicon alkoxides as defined above which will give by sol-gel reaction the silica of the silica particles according to the invention.
  • the incorporation into the microemulsion (M b ) of the silicon alkoxides to obtain the microemulsion (M c ) of the water-in-oil type is carried out with stirring using a stirrer, a magnetic bar, an ultrasonic bath or a homogenizer, and can be implemented at a temperature of between 10 and 40 ° C, advantageously between 15 and 30 ° C and, more particularly, at room temperature (ie 23 ° C 15 ° C) for a period of between 6 and 48 h, especially between 12 and 36 h and, in particular, for 24 h.
  • the first silicon alkoxide (s) and the second silicon alkoxide (s) may be incorporated simultaneously into the microemulsion (M b ). Alternatively, they can be incorporated successively. In this case, the second silicon alkoxide (s) are advantageously incorporated before the first silicon alkoxide (s).
  • the silicon alkoxides ie the first (s) + second (s) alkoxides of silicon are present in a proportion of between 0.05 and 20%, in particular between 0.1 and 10%, and in particular, between 0.5 and 5% by volume relative to the total volume of said microemulsion.
  • the molar ratio of the first (s) alkoxide (s) of silicon / second (s) alkoxide (s) of silicon is between 1 / 0.005 and 1 / 0.5; in particular between 1 / 0.01 and 1 / 0.1; and in particular between 1 / 0.02 and 1 / 0.05.
  • Step (d) of the process according to the invention aims at precipitating the silica particles by addition of a solvent which does not denature the structure of the nanoparticles but which destabilizes or denatures the microemulsion (M c ) obtained in step ( vs) .
  • the solvent used is a polar solvent as defined above.
  • a particular polar solvent to be used in step (d) is chosen from the group consisting of ethanol, acetone and THF.
  • M c microemulsion
  • Any technique making it possible to recover the silica particles incorporating at least one molecule of interest precipitated during step (d) may be implemented during step (e). ) of the process according to the invention.
  • this step (e) implements one or more steps, identical or different, chosen from the centrifugation, sedimentation and washing steps.
  • the washing step (s) is (are) carried out in a polar solvent as defined above.
  • the recovery step uses several washes, the same polar solvent is used for several even for all washings or several different polar solvents are used at each wash.
  • centrifugation stage it (they) can be implemented by centrifuging the silica particles, in particular in a washing solvent at ambient temperature, at a speed between 4000 and 8000 rpm and, in particular, of the order of 5000 rpm (ie 5000 ⁇ 500 rpm) and this, for a period of between 5 min and 2 h, in particular between 10 min and 1 h and, in particular, during 15 min.
  • the method according to the present invention may comprise an additional step, following step (e), aimed at removing the molecule (s) of free interest (s) and any trace of surfactant.
  • this step consists in bringing the silica particles recovered following step (e) into contact with a very large volume of water.
  • very large volume is meant a volume greater by a factor of 50, in particular by a factor of 500 and, in particular, by a factor of 1000 to the volume of silica particles recovered after step (e) of the process according to the invention.
  • This step may be a dialysis step, the silica nanoparticles encapsulating one (or more) molecule (s) of interest being separated from the volume by a cellulose membrane, of the Zellu trans type (Roth company).
  • a cellulose membrane of the Zellu trans type (Roth company).
  • an ultrafiltration step may be provided instead of the dialysis step, via a polyethersulfone membrane.
  • This additional step can, moreover, be implemented with stirring using a stirrer, a magnetic bar, an ultrasonic bath or a homogenizer, at a temperature between 0 and 30 ° C, preferably between 2 and 20 ° C and, more particularly, cold (ie 6 ° C ⁇ 2 ° C) for a period of between 3 h and 36 h, in particular between 6 h and 24 h and, in particular, for 12 h.
  • the particles according to the invention incorporating at least one molecule of interest, it may be necessary to concentrate them before resuspending them in a suitable liquid or gel. Such a concentration can be obtained, in the case of liquids, by centrifugation.
  • Another known method of biotechnology is to prepare silica particles having magnetic properties. This goal can be achieved through the use of at least one element capable of imparting electromagnetic properties to the particle. This element may be, for example, iron oxide.
  • the concentration and the recovery of the silica particles according to the invention is done by magnetic field.
  • the process of the present invention may have a particular embodiment in which the silica particle incorporating at least one molecule of interest that is prepared is a silica particle comprising at least one element capable of conferring magnetic properties such as a metal component.
  • This form of implementation comprises the addition in the microemulsion (M a ), in the microemulsion (M b ) and / or in the microemulsion (M c ) as previously described of at least one element capable of imparting magnetic properties to the silica particle (iron, gadolinium, nickel, copper, chromium, cobalt, gold, silver, platinum, palladium, or an oxide or hydroxide thereof) in a sufficiently large size small compared to the final size of the desired particle.
  • this element is in the form of a magnetic particle.
  • the present invention also relates to the microemulsion (M c ) that can be implemented in the context of the process according to the invention.
  • This microemulsion of water-in-oil type comprises:
  • At least one surfactant especially as defined above,
  • At least one polar solvent in particular as previously defined, at least one molecule of interest, in particular as defined above,
  • At least one first silicon alkoxide especially as defined above,
  • At least one second silicon alkoxide having at least one group capable of establishing a non-covalent ionic bond and / or hydrogen with the molecule of interest, in particular as defined above,
  • At least one compound capable of hydrolyzing said silicon alkoxides especially as previously defined, and
  • the water-in-oil microemulsion which is the subject of the present invention comprises:
  • At least one surfactant in an amount of between 1 and 40%, especially between 5 and 30% and, in particular, between 10 and 25%;
  • At least one co-surfactant in an amount of between 1 and 30%, especially between
  • At least one non-polar or weakly polar solvent in an amount of between 40 and 95%, especially between 50 and 90% and, in particular, between 60 and 80%;
  • At least one polar solvent in an amount of between 0.25 and 20%, in particular between 0.5 and
  • At least one molecule of interest in an amount of between 0.0001 and 2%, in particular between 0, 005 and 0.5% and, in particular, between 0.001 and 0.1%;
  • At least one first silicon alkoxide in an amount of between 0.05 and 20%, in particular between 0.1 and 10% and, in particular, between 0.5 and
  • At least one second silicon alkoxide having at least one group capable of establishing a non-covalent ionic bond and / or hydrogen with the molecule of interest in an amount of between 0.0005 and 0.2%, in particular between 0.001 and 0.1% and, in particular, between 0.005 and 0.05%;
  • At least one compound capable of hydrolyzing said silane-based compound in an amount of between 0.01 and 5%, especially between 0.05 and 1% and in particular between 0.1 and 0.5%;
  • an element capable of imparting magnetic properties in an amount of between 0.001 and 5%, especially between 0.005 and 1% and, in particular, between 0.01 and 0.5%;
  • the different amounts are expressed in volume relative to the total volume of the microemulsion.
  • the present invention finally relates to the use of a silica particle according to the invention or capable of being prepared by a process according to the invention in various fields such as sensors, in vivo or in vitro diagnosis, traceability, fight against counterfeiting, preservation and / or transport of molecules of interest.
  • the silica particles according to the invention have a number of characteristics listed below:
  • the molecule of interest incorporated in the silica particle according to the invention will be chosen so as to be able to capture a given element.
  • the silica particle according to the invention via the molecule of interest that it has incorporated can serve as a substrate for biological reactions.
  • the present invention relates to the silica particle for use as a diagnostic agent.
  • the experimental part hereinafter shows the use of silica particles incorporating a nucleic acid and in particular an injured DNA to study the activity of repair enzymes or the repairing activity of a given extract such as a cell extract.
  • the silica particles according to the invention can be placed in small volumes of biological extracts containing the enzymes to be assayed.
  • the Silica particles can also be used in cellulo.
  • the interior of the silica particle according to the invention can serve as a reactor where the reaction is triggered by the entry of a small substrate which passes through the pores of the silica (hybridization for example in the bloodstream) .
  • the molecule of interest is advantageously DNA since it makes it possible to encode a large amount of information in a small volume and this information can be specifically amplifiable and decodable. by controlled and known protocols of biotechnology. In fact, DNA marking is already offered on the market by companies. These solutions use the DNA introduced in molecular form in particular liquids.
  • the experiments described show that the DNA encapsulated in the silica particles remains accessible for, on the one hand, specific amplification (PCR) and, on the other hand, in-situ repair.
  • PCR specific amplification
  • the latter method one can have a decoding of the information by the introduction of a DNA damaged and known in the particle then by a specific repair making it fluorescent and therefore detectable.
  • the fact of having the DNA in a silica particle makes it possible to isolate it sufficiently from the ambient environment in which it is desired to incorporate it to make the marking (for a traceability or anti-counterfeiting application). Encapsulating it in a silica particle also allows access to the functionalization of silica to make these nanotracers compatible with solvents or various materials.
  • hydrophobic functions such as thiol functions, or long carbon or fluorinated chains
  • This may for example be used to label polymers or organic liquids.
  • Figure 1 shows a schematic diagram describing the structure of a silica nanoparticle with the encapsulated plasmid DNA at its core as well as the hydrogen interactions between the di-amino silica network and the phosphate groups of the DNA.
  • Figure 2 shows images by transmission electron microscopy of silica nanoparticles according to the invention encapsulating DNA.
  • FIG. 3 presents the graphs representing the number distribution of silica nanoparticles as a function of size, the silica nanoparticles having been synthesized according to protocol II below: size approximately 40 nm (FIG. 3A) or according to protocol I: size approximately 100 nm (FIG. 3B).
  • FIG. 4 shows an image by transmission electron microscopy of silica nanoparticles according to the invention encapsulating polyacrylic acid (protocol IV).
  • FIG. 5 shows the analysis by agarose gel electrophoresis of 1% of the non-functionalized silica nanoparticles synthesized with DNA (FIG. 5A) and silica nanoparticles according to the invention, ie functionalized synthesized with DNA (FIG. Figure 5B).
  • FIG. 5A lanes 1 to 4 (control): molecular weight markers, linearized plasmid (200 ng), supercoiled plasmid (200 ng) and silica nanoparticles, respectively; lane 5: silica nanoparticles prepared in the presence of DNA and then dialysed; lanes 6 to 8: different dilutions of silica nanoparticles prepared in the presence of DNA.
  • Figure 5B lanes 1 to 3 (control): molecular weight markers, plasmid alone (14 ng, insufficient concentration), silica nanoparticles prepared without DNA; track 4: empty; lane 5: silica nanoparticles encapsulating DNA and lane 6: silica nanoparticles encapsulating DNA-IP.
  • Figure 6 shows the fluorescent spectroscopy analyzes of IP-labeled DNA in water (Figure 6A), silica nanoparticles encapsulating IP-labeled DNA in water ( Figure 6B). ), Cy3 labeled DNA in water ( Figure 6C) and silica nanoparticles encapsulating Cy3 labeled DNA ( Figure 6D).
  • Figure 7 shows the emission spectra of the nanoparticles analyzed by confocal microscopy obtained after excitation at 488 nm.
  • the nanoparticles studied are silica nanoparticles prepared without DNA (pure silica beads), silica nanoparticles encapsulating DNA (silica / DNA beads), encapsulating DNA-IP (silica / DNA-IP beads). or encapsulating DNA-Cy3 (silica beads / DNA-Cy3) excited at 488 nm.
  • FIG. 8 shows the quantization of the fluorescence repair / nick-translation on the 2% agarose gel, using Typhoon 9400 on DNA encapsulated in silica nanoparticles according to the invention encapsulating the DNA with dCTP-Cy3 as fluorescent marker, without "White” enzyme and with “Nick translation” enzyme (FIG. 8A) or with biotin-ddCTP subsequently revealed by streptavidin-Fluoprobes 647, without "White” enzyme and with “Nick” enzyme translation 4 "( Figure 8B).
  • FIG. 9 shows the quantification of the electrophoretic gel repair tests on silica nanoparticles (Si) and on silica nanoparticles according to the invention encapsulating DNA (Si / DNA), damaged DNA ( If / DNA damage), PAA and DNA (Si / PAA / DNA) or PAA and DNA damage (Si / PAA / DNA damage).
  • Nanoparticles encapsulating DNA with a size of the order of 100 nm (Protocol I)
  • the nanoparticles were prepared using the inverse microemulsion method (water-in-oil) [6].
  • Ammonia NH 4 OH
  • the procedure involves adding to a 50 mL flask, in the order described, the following chemicals: the triton X100 surfactant (2.1 mL), the n-hexanol co-surfactant (2.05 mL), the cyclohexane organic solvent (9.38 mL). The solution is then stirred at room temperature for 15 minutes.
  • the plasmid (100 ⁇ l at 5 ⁇ g / ⁇ L in water, 3000 bp), water (200 ⁇ L) and ammonia at 33% (125 L, hydrolysis catalyst silicon alkoxides) are added to the solution.
  • the emulsion formed is stirred for 15 minutes.
  • the alkoxides of silicon APTMES (1.5 L) and TEOS (123.75 L) are injected into this emulsion.
  • the injection can be done successively starting with the APTMES or simultaneously. In both cases, the results obtained are identical.
  • the reaction is then stirred for 24 h at room temperature.
  • the emulsion is finally destabilized by the addition of ethanol (45 ml) and the nanoparticles are rinsed three times with ethanol and once with water. Each wash is followed by centrifugation at 5000 rpm for 15 min to sediment the nanoparticles.
  • the silica nanoparticles are vortexed in water (5 mL). They are then dialyzed overnight in 600 ml of H 2 0 (MWCO: 4000-6000), which allows the removal of free DNA, and any traces of surfactant. They are then ready to be characterized and used.
  • Nanoparticles encapsulating DNA with a size of about 50 nm (Protocol II)
  • the protocol is modified by changing the water / surfactant / oily phase ratio.
  • the procedure involves adding to a 50 mL flask, in order, the following chemicals: Triton surfactant X100 (6.7 mL), co-surfactant n-hexanol (6.6 mL), organic solvent cyclohexane (15 mL). The solution is then stirred at room temperature for 15 minutes. Then, the plasmid (100 ⁇ l at 5 ⁇ g / ⁇ L in water, 3000 bp), water (300 ⁇ L) and 33% ammonia (100 L, catalyst for the hydrolysis of the alkoxides of silicon) are added to the solution. The emulsion formed is stirred for 15 minutes.
  • the emulsion is finally destabilized by the addition of ethanol (45 ml) and the nanoparticles are rinsed three times with ethanol and once with water. Each wash is followed by centrifugation at 5000 rpm for 15 min to sediment the nanoparticles.
  • Silica nanoparticles dispersed by vortex in water (5 mL). They are then dialyzed overnight in 600 ml H 2 0 (MWCO: 4000-6000), which allows the removal of small residual molecules. They are then ready to be characterized and used.
  • Nanoparticles encapsulating DNA with a size of the order of 15 nm (Protocol III)
  • IGEPAL C0-520 surfactant 1.3 ml of IGEPAL C0-520 surfactant are mixed with 10 ml of cyclohexane in a flask with magnetic stirring. The mixture is at room temperature and for 30 minutes.
  • the solution is stirred for 30 minutes in order to stabilize the system before the successive or simultaneous addition of the silica precursors in the same way as for the other protocols, namely: 1.5 L APTMES and 98.5 ⁇ , TEOS.
  • the silica precursors in the same way as for the other protocols, namely: 1.5 L APTMES and 98.5 ⁇ , TEOS.
  • the solution is stirred for 24 h.
  • the emulsion is finally destabilized by the addition of ethanol (45 ml) and the nanoparticles are rinsed three times with ethanol and once with water. Each wash is followed by centrifugation at 5000 rpm for 15 min to sediment the nanoparticles.
  • the silica nanoparticles are vortexed in water (5 mL). They are then dialyzed overnight in 600 ml of H 2 O (MWCO: 4000-6000), which allows the removal of free DNA and small residual molecules. They are then ready to be characterized and used.
  • Triton X100 surfactant 2.1 ml of Triton X100 surfactant are mixed with 2.05 ml of n-hexanol and 9 ml of cyclohexane in a flask. The mixture is at room temperature and for 15 minutes.
  • the emulsion is finally destabilized by the addition of ethanol (45 mL) and the nanoparticles are rinsed three times with ethanol and once with water. Each wash is followed by centrifugation at 5000 rpm for 15 min to sediment the nanoparticles.
  • the vortex-dispersed silica nanoparticles in water (5 mL) are dialyzed 24 hours. The dialyzed particles are then ready to be characterized and used (M CO: 4000-6000).
  • the polyacrylic acid / DNA ratio can be modified to obtain larger objects with a finer silica layer.
  • the MET images of the silica particles with the DNA encapsulated according to the protocol I are shown in FIG. 2. These images show that the particle size is between 50 and 80 nm.
  • the MET characterization of the obtained particles shows similar structures with a lesser heart dense than the shell. This characterization thus shows that molecules such as DNA or polyacrylic acid are preferentially found in the core of the particles and that an outer shell of silica is formed (Figure 4).
  • the particle size is much more polydisperse than with DNA, with particles ranging from 40 nm to 150 nm. This is probably due to the disruption of the emulsion by the polyacrylic acid poorly dissolved in the aqueous phase. This dispersion is much less important in the case of encapsulation of the DNA.
  • the potential of the silica particles is -30 mV and that of the nanoparticles encapsulating DNA of -25 mV.
  • the following properties of 1% agarose gel electrophoresis are used: the nanoparticles remain confined in the deposition well, the non-trapped DNA migrates into the gel under the force of the applied electric current.
  • the DNA fragments are separated according to their molecular weight and their bulk (1 kb has a molecular weight of 330,000 g, mol -1 ).
  • the negatively charged DNA migrates to the anode as the positive ions of the buffer migrate to the cathode thereby slowing the migration of the DNA by separating these fragments.
  • Figure 5 shows the electrophoretic migration profile of the two nanoparticle / DNA preparations in the presence of adequate controls.
  • the DNA is revealed by BET.
  • the silica nanoparticles deposited on the gel were synthesized from an emulsion containing the DNA and only TEOS as precursor of silica (denoted Si) (FIG. 5A).
  • the silica beads deposited on the gel were synthesized with DNA, TEOS and a proportion of APTES following the previously described protocol (denoted Si / NH 2 ) (Protocol I) (FIG. 5B).
  • Figure 5A shows the silica nanoparticles synthesized with plasmids prior to dialysis (lanes 6, 7 and 8) and after dialysis (lane 5) as well as silica nanoparticles alone (lane 4) and unencapsulated plasmids (lane 3).
  • the plasmids which migrated as the unencapsulated control plasmid (lane 3), are free.
  • the plasmids are no longer visible in the gel, so they were removed during dialysis. It is concluded that plasmids are pushed to the surface during nanoparticle synthesis and desorb in dialysis.
  • FIG. 5B The results obtained with the nanoparticles synthesized according to the protocol I from the amino functions of the APTES, are shown in FIG. 5B.
  • the agarose gel shows that the nanoparticles localize with the plasmids revealed by BET (lanes 5 and 6). These plasmids remain in the wells, there is no desorption during gel migration. This experiment tells us that thanks to the functionalization, the plasmids remain attached to the nanoparticles. In addition, there is no electrophoretic separation, the DNA is therefore inside the nanoparticles, trapped by silica and the BET enters the porous silica matrix to intercalate between the base pairs of DNA.
  • Fluorescence analyzes and confocal microscopy were performed to confirm the presence of DNA in the functionalized nanoparticles.
  • To detect the DNA it was first labeled with different fluorophores such as propidium iodide (IP, by simple incubation between DNA and IP) and Cy3 (by enzymatic labeling by nick - translation).
  • IP propidium iodide
  • Cy3 by enzymatic labeling by nick - translation
  • the graphs 6A and 6B compare the fluorescence of the IP in water (FIG. 6A) and silica nanoparticles having encapsulated the labeled DNA with the IP intercalator (FIG. 6B). The same excitation and emission curves are observed in both cases. DNA is therefore present in the silica particles.
  • Figure 6C shows fluorescence analyzes of Cy3-labeled DNA by nick translation in water compared to that of nanoparticles encapsulating this same Cy3 labeled DNA ( Figure 6D).
  • Figure 6D shows the presence of the fluorescence emission peak of Cy3 in the silica nanoparticles. DNA is therefore present in silica nanoparticles. ii. Confocal microscopy analysis
  • nanoparticles containing no labeled DNA are not visible (beads + IP alone, beads + unlabeled DNA, beads alone), unlike those prepared with labeled DNA. fluorescent.
  • Enzymatic labeling was performed by incubating the nanoparticles / DNA (Protocol I) with commercial enzymes and different labeled nucleotides.
  • a control reaction nanoparticles in the same enzyme-free reaction mixture called "white" is conducted in parallel.
  • the beads (40 ⁇ l) are incubated with 21 ⁇ l of each of the dATP, dGTP, dTTP of the kit (300 ⁇ solutions). 6 ⁇ l of dCTP (300 ⁇ l), 3 ⁇ l of dCTP-Cy3 or 3 ⁇ l of ddCTP-biotin (Perkin Elmer) at 1 mM and 30 ⁇ l of the enzymatic mixture of the kit (containing a mixture of DNA polymerase I and DNAse I). The reaction is carried out for 4 hours at 15 ° C. and is stopped by adding 6 ⁇ l of 0.5 M EDTA. The beads are washed twice with 150 ⁇ l of PBS containing 0.2 M NaCl and 0.1% Tween 20. then 2 times with distilled water.
  • the nanoparticles are taken up in 100 ⁇ l of distilled water.
  • the fluorescence of the nanoparticles encapsulating DNA is measured, after elimination of the nucleotides not embedded in the DNA, by electrophoresis of the agarose gel reaction mixtures.
  • the labeling solutions are deposited in the loading wells of a 2% agarose gel. During electrophoresis, the nanoparticles remain in the deposition well, while free DNA and negatively charged unincorporated nucleotides migrate into the agarose towards the anode.
  • FIG. 8A shows the quantification of the fluorescence present in the wells corresponding to the ncy-translation test carried out with dCTP-Cy3 as fluorescent marker, without "white” enzyme and with “Nick translation” enzyme.
  • FIG. 8B shows the quantification of the fluorescence present in the wells corresponding to the nick-translation test carried out with biotin-ddCTP subsequently revealed by Streptavidin-Fluoprobes 647, without "White” enzyme and with "Nick translation 4" enzyme. ".
  • the histograms show that the fluorescence is greater in the wells corresponding to the reactions carried out in the presence of enzymes. This means that enzymatic labeling has indeed taken place at the level of the DNA trapped in the nanoparticles. DNA is therefore easily accessible to molecules of the external medium of the nanoparticles.
  • the nanoparticles prepared with plasmid DNA or not are incubated with active cell extracts (HeLa nuclear extracts), ATP and fluorophore-labeled nucleotides.
  • the cell extract contains, among other things, the enzymes responsible for DNA repair by excision resynthesis (basic excision repair and excision repair of nucleotides), ATP is essential for the catalysis of certain enzymatic reactions and fluorescent nucleotides will be incorporated into the DNA by the polymerases contained in the extracts if the repair takes place.
  • the enzymes responsible for DNA repair by excision resynthesis basic excision repair and excision repair of nucleotides
  • ATP is essential for the catalysis of certain enzymatic reactions
  • fluorescent nucleotides will be incorporated into the DNA by the polymerases contained in the extracts if the repair takes place.
  • Damaged DNA i.e., with base lesions, was obtained by UVC irradiation at a dose of 4.5 J / cm 2 of the uninjured plasmids.
  • the repair reaction was also performed with the different beads prepared without DNA.
  • the various components are added, in the adequate proportions.
  • the 5 ⁇ ATG buffer 200 mM Hepes KOH pH 7.8, 35 mM MgCl 2 , 2.5 mM DTT, 1.25 ⁇ l dATP, 1.25 ⁇ M dT P, 1.25 ⁇ dGTP, 10 mM EDTA, 17% glycerol, 50 mM phosphocreatine, 250 ⁇ g / ml creatine phosphokinase, 0.5 mg / ml BSA), ATP (0.5 ⁇ , 100 mM solution), dCTP-Cy5 (0.25 ⁇ of a 10 ⁇ 5 M solution), HeLa nuclear extract (1 ⁇ to 10 mg / ml, CilBiotech, Belgium), water and nanoparticles dispersed in water.
  • the mixture is incubated for 4 hours at 37.degree. After reaction, the nanoparticles are centrifuged and washed twice with 150 ⁇ l of PBS containing 0.2 M NaCl and 0.1% Tween 20, once with ethanol and then twice with distilled water. The nanoparticles are then dispersed in 100 ⁇ l of water.
  • the fluorescence measurement is carried out after elimination by electrophoresis on agarose gel nucleotides not incorporated in the DNA. During electrophoresis, the beads remain in the deposition well, while free DNA and unincorporated nucleotides migrate into the agarose to the anode.
  • the encapsulated DNA can therefore serve as a substrate for the assay of enzyme activities present in the external medium.

Abstract

The present invention relates to a porous nanoparticle of silica, including at least one molecule of interest, the silica lattice inside said nanoparticle being functionalized by means of at least one grouping capable of establishing a non-covalent ionic and/or hydrogen bond with the molecule of interest, by means of which the molecule(s) of interest is (are) bonded to the silica lattice solely by non-covalent bonds. The present invention also relates to a method for preparing such a silica particle and to the uses thereof.

Description

PARTICULE DE SILICE INCORPORANT UNE MOLÉCULE D'INTÉRÊT, SON PROCÉDÉ DE PRÉPARATION ET SES UTILISATIONS.  SILICA PARTICLE INCORPORATING A MOLECULE OF INTEREST, ITS PREPARATION METHOD AND ITS USES
DESCRIPTIONDESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE TECHNICAL AREA
La présente invention concerne le domaine des particules de silice et, plus particulièrement, des particules de silice capables d'incorporer, d'encapsuler ou de confiner des molécules d'intérêt telles que des biomolécules.  The present invention relates to the field of silica particles and, more particularly, silica particles capable of incorporating, encapsulating or confining molecules of interest such as biomolecules.
La présente invention propose donc une particule de silice incorporant, encapsulant ou confinant une molécule d'intérêt. Dans le cadre de la présente invention, il est mis à profit la présence, au sein de la particule de silice, de groupes aptes à établir une liaison non covalente, du type interaction électrostatique et/ou pont hydrogène, avec ladite molécule d'intérêt.  The present invention therefore proposes a silica particle incorporating, encapsulating or confining a molecule of interest. In the context of the present invention, advantage is taken of the presence, within the silica particle, of groups capable of establishing a non-covalent bond, of the electrostatic interaction and / or hydrogen bridge type, with said molecule of interest .
La présente invention concerne également un procédé pour préparer une telle particule de silice i.e. un procédé pour incorporer, encapsuler ou confiner une molécule d'intérêt dans une particule de silice et les utilisations d'une telle particule notamment dans la lutte anti-contrefaçon ou dans l'analyse biologique.  The present invention also relates to a process for preparing such a silica particle ie a process for incorporating, encapsulating or confining a molecule of interest in a silica particle and the uses of such a particle, in particular in the fight against counterfeiting or in biological analysis.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE STATE OF THE PRIOR ART
La synthèse de nanoparticules de silice par voie sol-gel utilisant des alcoxydes de silicium est décrite dans la littérature depuis les travaux de Stôber à la fin des années 60 qui a développé le procédé portant son nom et qui permet d'obtenir des particules de silice micrométriques [1] . The synthesis of silica nanoparticles by sol-gel using silicon alkoxides is described in the literature since the work of Stôber in the late 1960s which developed the a process bearing his name which makes it possible to obtain micrometric silica particles [1].
A partir de ce procédé, de nombreux développements ont permis de diminuer la taille des particules jusqu'à obtenir des nanoparticules ([2],  From this process, numerous developments have made it possible to reduce the size of the particles to obtain nanoparticles ([2],
[3] ) . Le procédé de synthèse par voie Stôber utilise un alcoxyde de silicium tel que le tétraéthoxysilane (TEOS) ou le tétraméthoxysilane (TMOS) dans une solution d'alcool et d'eau. La solution est ensuite chauffée afin de réaliser l'hydrolyse de l' alcoxyde de silicium, puis l'ajout d'une certaine quantité de catalyseur, ici l'HCl, permet la condensation de la silice sous forme de particules. Un autre mode de synthèse basée sur une réaction sol-gel au sein d'une émulsion permet d'obtenir des particules de plus petite taille et plus monodisperses qu'avec le procédé Stôber. Ce procédé est appelé synthèse sol-gel par microémulsion inverse ( [ 4 ] - [6]) . [3]). The Stöber synthesis method uses a silicon alkoxide such as tetraethoxysilane (TEOS) or tetramethoxysilane (TMOS) in a solution of alcohol and water. The solution is then heated in order to carry out the hydrolysis of the silicon alkoxide, and then the addition of a certain amount of catalyst, in this case HCl, allows the condensation of the silica in the form of particles. Another mode of synthesis based on a sol-gel reaction within an emulsion makes it possible to obtain particles of smaller size and more monodisperse than with the Stöber process. This process is called sol-gel synthesis by inverse microemulsion ([4] - [6]).
Dans ce procédé, une émulsion d'eau dans une phase huileuse est formée à l'aide d'un tensioactif (ou surfactant) et dans certains cas un co-tensioactif (ou co-surfactant) . La taille des micelles est généralement nanométrique, elles forment ainsi un nanoréacteur dans lequel se passe la réaction d'hydrolyse-condensation de l'alcoxyde de silicium. C'est la taille de la micelle qui détermine la taille de la particule formée. Dans le cas de la méthode Stôber, In this process, an emulsion of water in an oily phase is formed using a surfactant (or surfactant) and in some cases a co-surfactant (or co-surfactant). The size of the micelles is generally nanometric, they thus form a nanoreactor in which the hydrolysis-condensation reaction of the silicon alkoxide occurs. It is the size of the micelle that determines the size of the formed particle. In the case of the Stôber method,
1 ' encapsulation d'une molécule organique nécessite un greffage covalent entre celle-ci et le réseau de silice. Ainsi par cette voie de synthèse, un certain nombre de fluorophores organiques ont été incorporés dans les particules de silice. Pour cela, il est nécessaire de créer un alcoxyde de silicium lié de façon covalente à la molécule organique par réaction entre une fonction isothiocyanate et une fonction aminé. De nombreux exemples sont donnés dans la littérature avec la FITC (pour fluorescéine isothiocyanate) ou la RBITC (pour Rhodamine B isothiocyanate) encapsulée dans la silice par procédé Stôber [7] . Encapsulation of an organic molecule requires a covalent grafting between the latter and the silica network. Thus, by this synthetic route, a number of organic fluorophores have been incorporated in the silica particles. For this, it is necessary to create a silicon alkoxide covalently bound to the organic molecule by reaction between an isothiocyanate function and an amine function. Numerous examples are given in the literature with FITC (for fluorescein isothiocyanate) or RBITC (for Rhodamine B isothiocyanate) encapsulated in silica by the Stöber process [7].
Dans ces procédés, le fluorophore ayant une fonction isothiocyanate est mélangé avec 1 ' aminopropyltriéthoxysilane (APTES). La fonction isothiocyanate réagit avec la fonction aminé de 1' alcoxyde et forme un alcoxyde de silicium fluorescent qui est ensuite introduit dans la synthèse dans une certaine proportion par rapport à l' alcoxyde principal de silicium qu'est le TEOS . En général, cette concentration est de l'ordre de 1 à 5%. Toutefois, cette concentration peut être supérieure et atteindre jusqu'à 25%. Lorsque l' alcoxyde fluorescent obtenu par réaction entre la fonction isothiocyanate et l'APTES est introduit en début de réaction, le fluorophore est réparti dans l'ensemble de la particule.  In these processes, the fluorophore having an isothiocyanate function is mixed with aminopropyltriethoxysilane (APTES). The isothiocyanate function reacts with the amine function of the alkoxide and forms a fluorescent silicon alkoxide which is then introduced into the synthesis in a certain proportion relative to the main silicon alkoxide TEOS. In general, this concentration is of the order of 1 to 5%. However, this concentration can be higher and reach up to 25%. When the fluorescent alkoxide obtained by reaction between the isothiocyanate function and the APTES is introduced at the beginning of the reaction, the fluorophore is distributed throughout the particle.
Cette voie a également été utilisée pour former des structures du type cœur/coquille avec soit le cœur comportant la molécule organique et la surface de la silice soit inversement [8]. Dans ce cas, le procédé se fait en deux étapes successives identiques. This pathway has also been used to form heart / shell type structures with either the core comprising the organic molecule and the surface of the silica is inversely [8]. In this case, the process is carried out in two identical successive steps.
Ce procédé d' encapsulation par greffage covalent fonctionne également pour des molécules non fluorescentes en utilisant la même procédure : réaction entre un alcoxyde de silicium (APTES) et la molécule à relier de façon covalente avec la silice ( [9] , [10] ) . Il est également possible d'obtenir un cœur de silice et une coquille contenant les molécules organiques par greffage covalent ou par réaction sol-gel ( [7] , [11] , This covalent graft encapsulation method also works for non-fluorescent molecules using the same procedure: reaction between a silicon alkoxide (APTES) and the molecule to be covalently bonded with the silica ([9], [10]) . It is also possible to obtain a silica core and a shell containing the organic molecules by covalent grafting or by sol-gel reaction ([7], [11],
[12]) . [12]).
Dans le cas des synthèses par voie micellaire, la méthode d' encapsulation de molécules organiques par greffage covalent comme pour la méthode Stôber précédemment décrite fonctionne également mais n'est pas forcément nécessaire. En effet, le fait d'être en milieu micellaire permet de confiner au sein de la micelle des molécules ou des particules et ainsi de les encapsuler par de la silice. In the case of micellar syntheses, the method of encapsulation of organic molecules by covalent grafting as for the Stöber method previously described also works but is not necessarily necessary. Indeed, being in a micellar medium makes it possible to confine molecules or particles within the micelle and thus to encapsulate them with silica.
Les travaux de recherche effectués au laboratoire du Demandeur ont montré que ce procédé permet d'encapsuler des molécules organiques fluorescentes telles que la rhodamine et la fluorescéine [13] . Ce procédé d' encapsulation fonctionne pour des molécules solubles dans la phase aqueuse. Dans ce procédé, après la formation de l'émulsion inverse, la première étape consiste à introduire la molécule à encapsuler qui, si elle a une solubilité dans l'eau plus élevée que dans la phase huileuse, va se concentrer essentiellement à l'intérieur des micelles. Puis l'alcoxyde de silicium (TEOS) et du catalyseur pour la formation des particules de silice sont introduits. La formation de la particule de silice se fait de l'extérieur de la micelle vers l'intérieur encapsulant ainsi la molécule présente dans la micelle. Les particules de silice ainsi obtenues sont ensuite fonctionnalisées par ajout d'agents de couplage tels que le N-2- (aminoéthyl) 3- aminopropylthiéthoxysilane . Research carried out in the Applicant's laboratory has shown that this process makes it possible to encapsulate fluorescent organic molecules such as rhodamine and fluorescein [13]. This encapsulation process works for soluble molecules in the aqueous phase. In this process, after the formation of the inverse emulsion, the first step is to introduce the molecule to be encapsulated which, if it has a higher solubility in water than in the phase oily, will concentrate primarily inside the micelles. Then the silicon alkoxide (TEOS) and catalyst for the formation of the silica particles are introduced. The formation of the silica particle is from the outside of the micelle inward thus encapsulating the molecule present in the micelle. The silica particles thus obtained are then functionalized by addition of coupling agents such as N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylthiethoxysilane.
Des travaux réalisés au laboratoire du Demandeur ont montré qu'en fonction de la solubilité de la molécule organique, celle-ci va, si elle est très soluble dans l'eau, se retrouver confinée au cœur de la particule de silice. Dans le cas où sa solubilité est plus faible, elle va soit être répartie dans la particule soit se retrouver plus en surface. Si elle n'est pas du tout soluble dans l'eau et si elle ne forme pas de liaison covalente avec la silice, elle n'est pas incorporée dans la particule.  Work carried out in the Applicant's laboratory has shown that depending on the solubility of the organic molecule, it will, if it is very soluble in water, be found confined to the heart of the silica particle. In the case where its solubility is lower, it will either be distributed in the particle or be more on the surface. If it is not soluble in water at all and does not form a covalent bond with silica, it is not incorporated in the particle.
Dans le cas de l'acide désoxyribonucléotidique (ADN) et des macromolécules biologiques, des stratégies et procédés d' encapsulation ont été décrits dans la littérature. Des biomacromolécules ont déjà été encapsulées avec succès dans des objets de taille micrométrique et nanométrique dispersés dans l'eau (objets hydrophiles) . In the case of deoxyribonucleotide acid (DNA) and biological macromolecules, strategies and methods of encapsulation have been described in the literature. Biomacromolecules have already been successfully encapsulated in micrometric and nano-sized objects dispersed in water (hydrophilic objects).
Des biomacromolécules comme l'albumine de sérum bovin (BSA) et l'ADN ont été encapsulés avec succès dans des microcapsules de silice creuses [14] . Ces microcapsules sont synthétisées par double voie micellaire (eau-huile-eau) . Les objets obtenus ont une taille micrométrique. Le même format d' encapsulation a été développé par voie classique sol-gel, la méthode Stôber. La présence d'ADN dans les objets a été révélée par fluorescence grâce à des intercalants d'ADN de type bromure d'éthidium (BET) . Une méthode similaire décrite dans la littérature relate la synthèse de nanoparticules de silice par voie sol-gel avec de plus petits diamètres ~ 200 nm [15] . Biomacromolecules such as bovine serum albumin (BSA) and DNA have been successfully encapsulated in hollow silica microcapsules [14]. These microcapsules are synthesized by double micellar pathway (water-oil-water). The objects obtained have a micrometric size. The same encapsulation format was developed by the classical sol-gel method, the Stöber method. The presence of DNA in the objects was revealed by fluorescence using ethidium bromide (BET) type DNA intercalants. A similar method described in the literature relates the synthesis of sol-gel silica nanoparticles with smaller diameters ~ 200 nm [15].
Différentes nanoparticules de silice (~ 40 nm) ont été synthétisées en employant une microémulsion inverse mettant en œuvre du TEOS où l'on retrouve, dans la partie cœur de ces nanoparticules, des biomolécules conjuguées avec le fluorophore Cy5 (cyanine qui fluoresce dans le rouge 650-670 nm) [16] . Les molécules étudiées et conjuguées avec le Cy5 sont la polylysine (70000-15000 g.mol-1), des immunoglobines G (IgG ; 150000 g. mol"1), la BSA (68000 g. mol"1), l'insuline (5700 g. mol"1) et la pepsine (42500 g. mol"1). La présence du cœur biomoléculaire a été révélée par la fluorescence émise par le Cy5. De plus, il est important de souligner que ces biomolécules ont des caractéristiques de poids et de taille inférieures à celles de l'ADN plasmidique notamment utilisé dans la présente invention i.e. ADN composé de 3000 paires de bases (pb) . L'utilisation d'un procédé de synthèse par voie micellaire pour 1 ' encapsulation de l'ADN dans des particules de polymère a déjà été publiée [17]. L'article de Hammady et al. donne à titre d'exemple 1 ' encapsulation dans des billes de PVADifferent silica nanoparticles (~ 40 nm) have been synthesized using an inverse microemulsion using TEOS, in which, in the core part of these nanoparticles, there are biomolecules conjugated with the Cy5 fluorophore (cyanine which fluoresces in the red). 650-670 nm) [16]. The molecules studied and conjugated with Cy5 are polylysine (70000-15000 g.mol -1 ), immunoglobulin G (IgG, 150000 g, mol- 1 ), BSA (68000 g, mol- 1 ), insulin (5700 g mol -1 ) and pepsin (42500 g mol -1 ). The presence of the biomolecular core was revealed by the fluorescence emitted by Cy5. In addition, it is important to emphasize that these biomolecules have characteristics of weight and size lower than those of the plasmid DNA used in the present invention ie DNA consisting of 3000 base pairs (bp). The use of a micellar synthesis method for the encapsulation of DNA in polymer particles has already been published [17]. The article by Hammady et al. gives by way of example the encapsulation in PVA beads
(polyvinylacrylique) et de PLA (polylactide) d'ADN. Dans ce cas, l'ADN est a priori à l'intérieur des billes. Cependant, il n'est ni accessible pour analyse, ni utilisable tant que le polymère n'est pas détruit par dissolution. Par conséquent, la différence par rapport à la présente invention décrite ci-après concerne, d'une part, le matériau encapsulant l'ADN (polymère) et, d'autre part, la nécessité de dissoudre celui-ci pour avoir accès à l'ADN. (polyvinylacrylic) and PLA (polylactide) DNA. In this case, the DNA is a priori inside the beads. However, it is neither accessible for analysis nor usable until the polymer is destroyed by dissolution. Consequently, the difference with respect to the present invention described below concerns, on the one hand, the material encapsulating the DNA (polymer) and, on the other hand, the need to dissolve it to gain access to the DNA.
On peut également citer d'autres types de particules ou de « containers » encapsulant de l'ADN. L'article de Cisse et al. décrit 1 ' encapsulation de l'ADN dans des capsules dont la paroi est formée d'une membrane lipidique [18]. Celle-ci se compose d'une double couche de surfactant. Ce type de particule n'a pas grand chose à voir avec une particule de silice selon la présente invention puisque ce sont en quelque sorte des bulles, avec un liquide à l'intérieur, composées d'une paroi fine formée par une double couche moléculaire . Une troisième approche consiste à fonctionnaliser la surface des nano-objets afin d'y ancrer les biomolécules souhaitées ( [19] , [20] ) . Dans ces documents, les étapes de préparation et de fonctionnalisation des nanoparticules sont distinctes et effectuées préalablement à la mise en contact avec les biomolécules. Généralement, la surface des nano-objets est fonctionnalisée par des groupements aminés qui, par interactions électrostatiques, se lient avec les biomolécules. Les nanoparticules possèdent une charge de surface positive grâce aux groupements aminés. Ainsi, un enrichissement d'ADN est réalisé sous forme de complexes « nanoparticules-ADN » qui impliquent des liaisons électrostatiques entre les groupements aminés des nanoparticules et la charge négative des groupements phosphates de l'ADN. Des modes opératoires analogues ont été développés consistant à améliorer la complexation avec l'ADN. Ainsi, une porosité régulière a été générée dans des nanoparticules de silice afin de mieux accommoder la proximité de la biomolécule et de favoriser la liaison électrostatique avec la surface fonctionnalisée des nanoparticules de silice [21] . There may also be other types of particles or "containers" encapsulating DNA. The article by Cisse et al. describes the encapsulation of DNA in capsules whose wall is formed of a lipid membrane [18]. This consists of a double layer of surfactant. This type of particle does not have much to do with a silica particle according to the present invention since they are in a way bubbles, with a liquid inside, composed of a thin wall formed by a double molecular layer. . A third approach is to functionalize the surface of nano-objects in order to anchor the desired biomolecules ([19], [20]). In these documents, the steps of preparation and functionalization of the nanoparticles are distinct and carried out prior to contact with the biomolecules. Generally, the surface of nano-objects is functionalized by amino groups which, by electrostatic interactions, bind with biomolecules. The nanoparticles have a positive surface charge thanks to the amino groups. Thus, DNA enrichment is carried out in the form of "nanoparticle-DNA" complexes that involve electrostatic bonds between the amino groups of the nanoparticles and the negative charge of the phosphate groups of the DNA. Similar procedures have been developed to improve complexation with DNA. Thus, a regular porosity has been generated in silica nanoparticles in order to better accommodate the proximity of the biomolecule and to promote the electrostatic bonding with the functionalized surface of the silica nanoparticles [21].
Une dernière voie est utilisée pour encapsuler de l'ADN ou des biomolécules dans de la silice obtenue par sol-gel sous forme de film. Cette voie ne présente pas des particules mais des films. Des biomolécules ont été stockées dans des gels inorganiques ou hybrides organiques-inorganiques. L' encapsulation de l'ADN (50 pb) a été effectuée dans des gels hybrides d'alcool polyvinylique-silice . L'analyse des petits fragments d'ADN encapsulés dans des gels a montré que la complexation entre le réseau de silice et les groupements phosphatés se produit probablement. Ceci explique que la plupart des molécules d'ADN n'ont pu être extraites des gels [22] . Il existe donc un réel besoin des particules de silice telles que des nanoparticules de silice capables d'incorporer ou d'encapsuler une molécule d'intérêt et notamment une molécule d'intérêt de grande taille telle que de l'ADN, permettant de protéger la molécule d'intérêt tout en la laissant accessible aux éléments et constituants du milieu extérieur. De plus, de telles particules doivent pouvoir être préparées par un procédé facile à mettre en œuvre ne nécessitant pas la préparation de précurseurs réactionnels . A final route is used to encapsulate DNA or biomolecules in silica sol-gel film form. This way does not present particles but films. Biomolecules have been stored in inorganic or organic-inorganic hybrid gels. DNA encapsulation (50 bp) was performed in hybrid polyvinyl alcohol-silica gels. Analysis of the small gel-encapsulated DNA fragments showed that the complexation between the silica network and the phosphate groups probably occurs. This explains why most of the DNA molecules could not be extracted from the gels [22]. There is therefore a real need for silica particles such as silica nanoparticles capable of incorporating or encapsulating a molecule of interest and especially a molecule of interest of large size such as DNA, to protect the molecule of interest while leaving it accessible to the elements and constituents of the external environment. In addition, such particles must be able to be prepared by an easy to implement process that does not require the preparation of reaction precursors.
EXPOSÉ DE L' INVENTION STATEMENT OF THE INVENTION
La présente invention permet de remédier aux inconvénients et problèmes techniques listés ci-dessus. En effet, cette dernière propose des matériaux particulaires , sphériques à base de silice et notamment nanoparticulaires , poreux, incorporant des molécules d'intérêt dans lesquels les molécules d'intérêt sont maintenues dans les particules tout en restant accessibles à des éléments présents à l'extérieur des particules tels que des enzymes et sans mise en œuvre d'une quelconque liaison covalente entre les molécules d'intérêt et les particules. Malgré leur confinement, les molécules d' intérêt conservent leur réactivité chimique. De ce fait, des molécules présentes à l'extérieur des particules peuvent accéder, via la porosité des particules, aux molécules d'intérêt et réagir avec elles. De plus, de tels matériaux peuvent être préparés par un procédé applicable au niveau industriel, ne nécessitant pas de procédures ou d'étapes lourdes et utilisant des produits facilement accessibles . The present invention overcomes the disadvantages and technical problems listed above. Indeed, the latter proposes particulate materials, spherical silica-based and in particular nanoparticulate, porous, incorporating molecules of interest in which the molecules of interest are maintained in the particles while remaining accessible to elements present in the external particles such as enzymes and without implementation of any covalent bond between the molecules of interest and the particles. Despite their confinement, the molecules of interest retain their chemical reactivity. As a result, molecules present on the outside of the particles can access, through the porosity of the particles, the molecules of interest and react with them. In addition, such materials can be prepared by an industrially applicable process, not requiring procedures or heavy steps and using easily accessible products.
Les travaux des inventeurs ont mis en évidence que l'utilisation combinée d'un alcoxyde de silicium, également appelé « composé à base de silane », formant un réseau complet et d'un alcoxyde de silicium présentant au moins un groupement apte à établir une liaison non covalente avec une molécule d'intérêt permet de fabriquer des particules de silice telles que des nanoparticules de silice incorporant ou confinant des molécules d'intérêt. En effet, les particules de silice obtenues par un tel procédé sont fonctionnalisées, à l'intérieur du réseau de silice, par des groupements aptes à établir une liaison non covalente. Cette fonctionnalisation spécifique permet des liaisons non covalentes de type liaisons électrostatiques ou pont hydrogène avec la molécule d ' intérêt .  The work of the inventors has demonstrated that the combined use of a silicon alkoxide, also called "silane compound", forming a complete network and a silicon alkoxide having at least one group capable of establishing a Non-covalent binding with a molecule of interest makes it possible to manufacture silica particles such as silica nanoparticles incorporating or confining molecules of interest. Indeed, the silica particles obtained by such a process are functionalized within the silica network by groups capable of establishing a non-covalent bond. This specific functionalization allows non-covalent bonds of the electrostatic bond or hydrogen bridge type with the molecule of interest.
Ainsi, à titre d'exemple, lorsque la molécule d'intérêt est de l'ADN, ce dernier composé de phosphates liés aux sucres qui sont eux-mêmes liés aux bases azotés a un potentiel zêta négatif. L'utilisation d'un alcoxyde de silicium présentant un ou plusieurs groupement ( s ) aminé (s) et d'un alcoxyde de silicium formant un réseau complet permet d'obtenir des particules de silice fonctionnalisées par des groupements aminés à l'intérieur du réseau de silice. Le phosphate négativement chargé vient interagir électrostatiquement (ou par pont hydrogène) avec les groupements aminés du réseau de silice. Lors de l'hydrolyse des dérivés siliconés i.e. des alcoxydes de silicium, l'ADN se retrouve confiné dans la particule de silice et notamment dans le cœur de la particule de silice ce qui est principalement dû aux liaisons électrostatiques et aux propriétés hydrophiles de l'ADN. L'ADN est alors encapsulé dans le réseau poreux de silice des particules et notamment dans le centre d'un tel réseau. Un schéma de principe de la structure finale de la particule est représenté Figure 1. Thus, by way of example, when the molecule of interest is DNA, the latter compound of sugar-bound phosphates which are themselves linked to the nitrogenous bases has a negative zeta potential. The use of a silicon alkoxide having one or more amino group (s) and a silicon alkoxide forming a complete network makes it possible to obtain silica particles functionalized with amino groups within the silica network. The negatively charged phosphate interacts electrostatically (or by hydrogen bridge) with the amino groups of the silica network. During the hydrolysis of the silicone derivatives ie alkoxides of silicon, the DNA is found confined in the silica particle and in particular in the core of the silica particle which is mainly due to the electrostatic bonds and the hydrophilic properties of the DNA. The DNA is then encapsulated in the porous silica network of the particles and in particular in the center of such a network. A schematic diagram of the final structure of the particle is shown in Figure 1.
Il convient de remarquer que les particules de silice selon la présente invention ne sont pas des particules creuses. Ces particules peuvent apparaître comme des particules de type cœur/coquille, notamment lorsqu' analysées en microscopie électronique par transmission. Ces particules ne sont cependant pas de « vraies » particules de type cœur/coquille puisqu'elles ne présentent pas un cœur avec une lere composition chimique et une coquille avec une 2nde composition chimique, les deux compositions étant distinctes et qu'elles ne présentent pas non plus une interface entre cœur et coquille matérialisée. Toutefois, dans un souci de concision, nous utilisons, dans la présente invention, le terme « cœur » pour définir le centre de la particule comprenant la quasi- totalité des molécules d'intérêt et le terme « coquille » pour définir la partie extérieure de la particule ne comprenant pas de molécule d'intérêt. It should be noted that the silica particles according to the present invention are not hollow particles. These particles may appear as heart / shell type particles, especially when analyzed by transmission electron microscopy. These particles are not, however, "real" particle type heart / shell since they do not have a heart with the era chemical composition and a shell with a 2 nd chemical composition, both compositions are distinct and do nor do they present an interface between the heart and the materialized shell. However, for the sake of brevity, we use in the present invention the term "heart" to define the center of the particle comprising almost all the molecules of interest and the term "shell" to define the outer portion of the particle does not comprise a molecule of interest.
Les molécules d'intérêt encapsulées sont protégées par la silice. La silice sert donc de support stabilisateur de la molécule d'intérêt. Toutefois, le procédé selon l'invention permet d'obtenir une coquille de silice entourant le cœur de la particule contenant la molécule d'intérêt. Cette coquille est suffisamment poreuse pour avoir une accessibilité à la molécule d'intérêt des constituants présents dans le milieu extérieur et ce, aussi bien pour de petites molécules comme des nucléotides fluorescents, que pour des molécules plus grosses comme des enzymes. The encapsulated molecules of interest are protected by silica. The silica thus serves as a stabilizing support for the molecule of interest. However, the process according to the invention makes it possible to obtain a silica shell surrounding the core of the particle containing the molecule of interest. This shell is sufficiently porous to have accessibility to the molecule of interest of the constituents present in the external medium and this, both for small molecules such as fluorescent nucleotides, and for larger molecules such as enzymes.
De plus, comme 1 ' encapsulation selon l'invention fait intervenir des liaisons non covalentes, les propriétés de la molécule d'intérêt telle qu'activité et/ou reconnaissance ne sont pas modifiées .  In addition, since the encapsulation according to the invention involves non-covalent bonds, the properties of the molecule of interest such as activity and / or recognition are not modified.
La présente invention concerne donc une particule de silice poreuse, incorporant au moins une molécule d'intérêt et essentiellement obtenue à partir de l'hydrolyse : The present invention thus relates to a porous silica particle, incorporating at least one molecule of interest and essentially obtained from hydrolysis:
d'au moins un premier alcoxyde de silicium de formules Si(ORi)4, R2Si(OR3)3 ou R4RsSi(OR6)2 dans lesquelles Ri, R3 et R6, identiques ou différents, représentent un radical alkyle de 1 à 6 atomes de carbone et R2, R4 et R5, identiques ou différents, représentent un hydrogène, un radical alkyle de 1 à 6 atomes de carbone ou un radical alcényle de 1 à 6 atomes de carbone, et at least one first silicon alkoxide of the formulas Si (ORi) 4 , R 2 Si (OR 3 ) 3 or R 4 RsSi (OR 6 ) 2 in which R 1, R 3 and R 6, which may be identical or different, represent an alkyl radical from 1 to 6 carbon atoms and R 2 , R 4 and R 5 , which may be identical or different, represent a hydrogen, an alkyl radical of 1 to 6 carbon atoms or an alkenyl radical of 1 to 6 carbon atoms, and
- d'au moins un second alcoxyde de silicium présentant au moins un groupement apte à établir une liaison non covalente ionique et/ou hydrogène avec la molécule d'intérêt. Plus particulièrement, la présente invention concerne une particule de silice comprenant au moins une molécule d'intérêt, le réseau de silice à l'intérieur de ladite particule étant fonctionnalisé par au moins un groupement apte à établir une liaison non covalente ionique et/ou hydrogène avec la molécule d'intérêt, moyennant quoi la (ou les) molécule (s) d'intérêt est (sont) liée (s) au réseau de silice uniquement par des liaisons non covalentes. at least one second silicon alkoxide having at least one group capable of establishing a non-covalent ionic bond and / or hydrogen with the molecule of interest. More particularly, the present invention relates to a silica particle comprising at least a molecule of interest, the silica network inside said particle being functionalized by at least one group capable of establishing a non-covalent ionic bond and / or hydrogen with the molecule of interest, whereby the (or) molecule (s) of interest is (are) bound to the silica network only by non-covalent bonds.
Avantageusement, la particule de silice selon l'invention présente un réseau de silice fonctionnalisé par plusieurs groupements aptes à établir une liaison non covalente ionique et/ou hydrogène avec la molécule d'intérêt. Ces groupements sont répartis dans la particule de silice sous forme d'un gradient décroissant du centre de la particule vers l'extérieur de la particule, aucun groupement n'étant présent à la surface de la particule.  Advantageously, the silica particle according to the invention has a silica network functionalized by several groups capable of establishing a non-covalent ionic bond and / or hydrogen with the molecule of interest. These groups are distributed in the silica particle in the form of a decreasing gradient from the center of the particle towards the outside of the particle, no group being present on the surface of the particle.
Par « particule de silice incorporant au moins une molécule d' intérêt », on entend, dans la présente invention, une particule de silice à l'intérieur de laquelle se trouve au moins une molécule d'intérêt. Dans le cadre de la présente invention, la molécule d'intérêt ou l'ensemble des molécules d'intérêt ne se trouvent pas à la surface de la particule de silice. By "silica particle incorporating at least one molecule of interest" is meant, in the present invention, a silica particle within which there is at least one molecule of interest. In the context of the present invention, the molecule of interest or all the molecules of interest are not on the surface of the silica particle.
Avantageusement, la particule de silice selon l'invention est une particule de type cœur/coquille dans le cœur de laquelle se trouve au moins une molécule d'intérêt. Lorsque la particule de silice incorpore plusieurs molécules d'intérêt, identiques ou différentes, ces dernières se trouvent de façon majoritaire à l'intérieur de la particule et notamment dans le cœur de la particule. Advantageously, the silica particle according to the invention is a core / shell particle in the core of which is at least one molecule of interest. When the silica particle incorporates several molecules of interest, identical or different, the latter are found Majority inside the particle and especially in the heart of the particle.
La répartition des molécules d' intérêt dans la particule de silice peut se présenter sous forme d'un gradient avec une forte concentration en molécules d' intérêt au centre de la particule et notamment au centre du cœur de cette particule et une concentration plus faible au fur et à mesure que l'on s'éloigne de ce centre .  The distribution of the molecules of interest in the silica particle may be in the form of a gradient with a high concentration of molecules of interest in the center of the particle and in particular in the center of the core of this particle and a lower concentration at as we move away from this center.
Ainsi, au moins 80%, au moins 90%, au moins Thus, at least 80%, at least 90%, at least
95%, au moins 98%, au moins 99% des molécules d'intérêt et/ou l'ensemble des molécules d'intérêt se trouvent à l'intérieur et notamment dans le cœur de la particule. Les expressions « particule de silice encapsulant au moins une molécule d'intérêt », « particule de silice incorporant au moins une molécule d' intérêt » ou « particule de silice confinant au moins une molécule d'intérêt » sont équivalentes et utilisables de façon interchangeable . 95%, at least 98%, at least 99% of the molecules of interest and / or all the molecules of interest are found inside and especially in the core of the particle. The terms "silica particle encapsulating at least one molecule of interest", "silica particle incorporating at least one molecule of interest" or "silica particle confining at least one molecule of interest" are equivalent and can be used interchangeably .
La particule de silice selon l'invention est de taille nanométrique ; on peut donc parler de « nanoparticule », « bille » ou « nanobille ». Comme présentée dans la partie expérimentale ci-après, il est possible de faire varier la taille moyenne des particules de silice selon l'invention en jouant sur les quantités de molécules d'intérêt et/ou le rapport liquide polaire (solvant polaire tel que l'eau) /tensioactif / liquide non polaire (phase huileuse principalement constituée par le solvant non polaire ou faiblement polaire) . Avantageusement, les particules de silice selon l'invention présentent une taille moyenne inférieure ou égale à 150 nm, à 120 nm, à 100 nm, à 80 nm ou à 60 nm. Les particules de silice selon l'invention peuvent présenter une taille moyenne de l'ordre de 40 nm (i.e. 40 ± 10 nm) . En variante, les particules de silice selon l'invention présentent une taille moyenne inférieure à 40 nm, à 20 nm et notamment de l'ordre de 10 nm (i.e. 10 + 5 nm) . Il est clair pour l'homme du métier que la taille moyenne de la particule de silice selon l'invention influencera la taille de la (ou des) molécule (s) d'intérêt incorporée ( s ) . The silica particle according to the invention is of nanometric size; we can therefore speak of "nanoparticle", "ball" or "nanobille". As presented in the experimental part below, it is possible to vary the average size of the silica particles according to the invention by varying the amounts of molecules of interest and / or the polar liquid ratio (polar solvent such as water) / surfactant / non-polar liquid (oily phase consisting mainly of the non-polar or weakly polar solvent). Advantageously, the silica particles according to the invention an average size of less than or equal to 150 nm, 120 nm, 100 nm, 80 nm or 60 nm. The silica particles according to the invention may have an average size of the order of 40 nm (ie 40 ± 10 nm). In a variant, the silica particles according to the invention have an average size of less than 40 nm, at 20 nm and in particular of the order of 10 nm (ie 10 + 5 nm). It is clear to those skilled in the art that the average size of the silica particle according to the invention will influence the size of the molecule (s) of interest incorporated (s).
Les particules de silice selon l'invention sont poreuses avec une porosité ouverte et notamment mésoporeuses avec une porosité ouverte. Avantageusement, elles présentent une taille de pores inférieure à 100 angstrôms et une distribution de taille de pores allant de 1 à 100 angstrôms, notamment de 10 à 90 angstrôms, en particulier, de 15 à 80 angstrôms et, tout particulièrement, de 20 à 70 angstrôms et une surface spécifique de 200 à 900 m2. g-1, notamment de 300 à 800 m2. g-1 et, en particulier, de 400 à 700 m2. g-1. The silica particles according to the invention are porous with open porosity and especially mesoporous with open porosity. Advantageously, they have a pore size of less than 100 angstroms and a pore size distribution ranging from 1 to 100 angstroms, in particular from 10 to 90 angstroms, in particular from 15 to 80 angstroms and, especially, from 20 to 70 angstroms. angstroms and a surface area of 200 to 900 m 2 . g -1 , in particular from 300 to 800 m 2 . g -1 and, in particular, from 400 to 700 m 2 . g -1 .
La particule de silice selon l'invention présente un certain nombre de caractéristiques listées ci-dessous :  The silica particle according to the invention has a number of characteristics listed below:
la molécule d'intérêt est dans la particule de silice et notamment dans le cœur de cette particule, la silice joue un rôle protecteur vis-à-vis de la molécule d'intérêt,  the molecule of interest is in the silica particle and in particular in the core of this particle, the silica plays a protective role vis-à-vis the molecule of interest,
- la molécule d'intérêt est maintenue dans la particule de silice grâce aux liaisons non covalentes mises en œuvre, aucune liaison covalente n'existant entre le réseau de silice et la molécule d'intérêt ; the molecule of interest is maintained in the silica particle by virtue of the non-covalent bonds implemented, no covalent bond existing between the silica network and the molecule of interest;
la particule de silice étant poreuse, de petites molécules peuvent rentrer dans la particule de silice (lorsque la molécule d'intérêt est un acide nucléique, un intercalant peut venir s'intercaler dans l'acide nucléique et émettre un signal spécifique en présence de cet acide) ,  the silica particle being porous, small molecules can enter the silica particle (when the molecule of interest is a nucleic acid, an intercalant can be interposed in the nucleic acid and emit a specific signal in the presence of this molecule. acid),
la molécule d'intérêt incorporée dans la particule de silice est également accessible à des réactions enzymatiques dont elle est le substrat, de telles réactions enzymatiques pouvant entraîner un signal détectable tel qu'une modification de marquage de la molécule d'intérêt.  the molecule of interest incorporated in the silica particle is also accessible to enzymatic reactions of which it is the substrate, such enzymatic reactions being able to cause a detectable signal such as a modification of the labeling of the molecule of interest.
Ainsi, la (ou les) molécule (s) d'intérêt incorporée (s) dans la particule de silice selon l'invention est (sont) maintenue (s) et protégée (s) dans la particule de silice selon l'invention. La (ou les) molécule (s) d'intérêt incorporée ( s ) dans la particule de silice selon l'invention est (sont) accessible (s) à des molécules présentes dans le milieu extérieur de la particule de silice selon l'invention. La (ou les) molécule (s) d'intérêt incorporée ( s ) dans la particule de silice selon l'invention est (sont) susceptible (s) d' interagir avec ces molécules.  Thus, the molecule (s) of interest incorporated in the silica particle according to the invention is (are) maintained and protected (s) in the silica particle according to the invention. The molecule (s) of interest incorporated into the silica particle according to the invention is (are) accessible to molecules present in the external medium of the silica particle according to the invention. . The molecule (s) of interest incorporated into the silica particle according to the invention is (are) capable of interacting with these molecules.
Par « molécule d' intérêt », on entend dans le cadre de la présente invention une quelconque molécule présentant au moins un groupement apte à établir une liaison non covalente ionique et/ou hydrogène avec le second alcoxyde de silicium tel que défini dans la présente invention. Cette molécule peut être naturelle ou synthétique, de petite ou grande taille (macromolécule) . La molécule d'intérêt est avantageusement choisie dans le groupe constitué par une enzyme, une protéine, un oligopeptide, un peptide, un antigène, un anticorps, un acide nucléique, un polymère ou un glucide. La molécule d'intérêt peut être marquée notamment par un fluorochrome ( fluorescéine, Cy5, Cy3, rhodamine) , un isotope radioactif, une enzyme (phosphatase alcaline, péroxydase de raifort), l'or colloïdal, la biotine ou la digoxygénine . By "molecule of interest" is meant in the context of the present invention any molecule having at least one group capable of establishing a non-covalent ionic bond and / or hydrogen with the second silicon alkoxide as defined in the present invention. present invention. This molecule can be natural or synthetic, small or large (macromolecule). The molecule of interest is advantageously chosen from the group consisting of an enzyme, a protein, an oligopeptide, a peptide, an antigen, an antibody, a nucleic acid, a polymer or a carbohydrate. The molecule of interest may be labeled in particular by a fluorochrome (fluorescein, Cy5, Cy3, rhodamine), a radioactive isotope, an enzyme (alkaline phosphatase, horseradish peroxidase), colloidal gold, biotin or digoxygenine.
L'expression « acide nucléique » utilisée dans la présente est équivalente aux terme et expressions suivants : « séquence polynucléotidique », « molécule nucléotidique », « polynucléotide », « séquence nucléotidique ». Par « acide nucléique », on entend, dans le cadre de la présente invention, un chromosome ; un gène ; un polynucléotide régulateur ; un ADN , simple-brin ou double-brin, génomique, chromosomique, chloroplastique , plasmidique, mitochondrial , recombinant ou complémentaire ; un ARN total ; un ARN messager ; un ARN ribosomal ; un ARN de transfert ; une portion ou un fragment de ceux-ci.  The term "nucleic acid" as used herein is equivalent to the following terms and expressions: "polynucleotide sequence", "nucleotide molecule", "polynucleotide", "nucleotide sequence". By "nucleic acid" is meant, in the context of the present invention, a chromosome; a gene ; a regulatory polynucleotide; DNA, single-stranded or double-stranded, genomic, chromosomal, chloroplast, plasmidic, mitochondrial, recombinant or complementary; total RNA; messenger RNA; ribosomal RNA; a transfer RNA; a portion or a fragment thereof.
Un ADN dans le cadre de la présente invention peut présenter de 10 pb (ou 20 nucléotides) à 5 000 pb (ou 10 000 nucléotides), et notamment de 20 pb (ou 40 nucléotides) à 4 000 pb (ou 8 000 nucléotides) .  A DNA in the context of the present invention may have from 10 bp (or 20 nucleotides) to 5,000 bp (or 10,000 nucleotides), and in particular from 20 bp (or 40 nucleotides) to 4,000 bp (or 8,000 nucleotides) .
Par « liaison non covalente ionique », on entend dans le cadre de la présente invention une interaction intermoléculaire entre au moins deux groupements chargés positivement ou négativement. Les expressions « liaison non covalente ionique », « interaction ionique », « liaison électrostatique » ou « interaction électrostatique » sont équivalentes et utilisables de façon interchangeable. In the context of the present invention, the term "non-ionic covalent bond" means an intermolecular interaction between at least two positively or negatively charged groups. The terms "non-ionic covalent bond", "ionic interaction", "electrostatic bond" or "electrostatic interaction" are equivalent and interchangeably usable.
Dans le cadre de la présente invention, cette interaction intermoléculaire est attractive. Elle implique un groupement chargé négativement de la molécule d'intérêt et un groupement chargé positivement du second alcoxyde de silicium. En variante, elle implique un groupement chargé positivement de la molécule d' intérêt et un groupement chargé négativement du second alcoxyde de silicium. Par « liaison non covalente hydrogène », on entend une liaison dans laquelle un atome d'hydrogène lié de façon covalente à un atome A est attiré par un atome B contenant une paire d'électrons libres ( :B) . Ceci entraîne une forte polarisation de la liaison A-H et des interactions électrostatiques entre Η( δ+ ) et :B. L'expression « liaison non covalente hydrogène » est équivalente à l'expression « interaction dipole- dipole ».  In the context of the present invention, this intermolecular interaction is attractive. It involves a negatively charged group of the molecule of interest and a positively charged group of the second silicon alkoxide. As a variant, it involves a positively charged group of the molecule of interest and a negatively charged group of the second silicon alkoxide. By "non-covalent hydrogen bond" is meant a bond in which a hydrogen atom covalently bonded to an A atom is attracted to a B atom containing a pair of free electrons (: B). This results in a strong polarization of the A-H bond and electrostatic interactions between Η (δ +) and: B. The term "non-covalent hydrogen bond" is equivalent to the expression "dipole-dipole interaction".
Dans le cadre de la présente invention, l'atome A peut être un atome du second alcoxyde de silicium et l'atome B un atome de la molécule d'intérêt. En variante, l'atome A peut être un atome de la molécule d'intérêt et l'atome B un atome du second alcoxyde de silicium. Dans le cadre de la présente invention, le premier alcoxyde de silicium de formules Si(ORi)4, R2Si(OR3)3 ou R4R5Si(OR6)2 dans lesquelles Ri, R3 et R6, identiques ou différents, représentent un radical alkyle de 1 a 6 atomes de carbone et R2, R4 et R5, identiques ou différents, représentent un hydrogène, un radical alkyle de 1 à 6 atomes de carbone ou un radical alcényle de 1 à 6 atomes de carbone participe principalement à la formation du réseau de silice et notamment à la formation de la coquille de la particule de silice selon 1 ' invention . In the context of the present invention, the atom A may be an atom of the second silicon alkoxide and the atom B an atom of the molecule of interest. Alternatively, the atom A may be an atom of the molecule of interest and the atom B an atom of the second silicon alkoxide. In the context of the present invention, the first silicon alkoxide of formulas Si (ORi) 4, R 2 Si (OR 3 ) 3 or R 4 R 5 Si (OR 6 ) 2 in which R 1, R 3 and R 6 , which are identical or different, represent an alkyl radical of 1 to 6 carbon atoms and R 2 , R 4 and R 5, identical or different, represent a hydrogen, an alkyl radical of 1 to 6 carbon atoms or an alkenyl radical of 1 to 6 carbon atoms. carbon participates mainly in the formation of the silica network and in particular to the formation of the shell of the silica particle according to the invention.
En effet, ce premier alcoxyde de silicium peut présenter avantageusement une vitesse d'hydrolyse inférieure ou égale à la vitesse d'hydrolyse du second alcoxyde de silicium.  Indeed, this first silicon alkoxide may advantageously have a hydrolysis rate less than or equal to the rate of hydrolysis of the second silicon alkoxide.
Par « radical alkyle de 1 à 6 atomes de carbone », on entend un radical alkyle, linéaire ou ramifié, présentant de 1 à 6 atomes de carbone et notamment de 1 à 4 atomes de carbone.  By "alkyl radical of 1 to 6 carbon atoms" is meant an alkyl radical, linear or branched, having from 1 to 6 carbon atoms and especially from 1 to 4 carbon atoms.
Par « radical alcényle de 1 à 6 atomes de carbone », on entend un radical alcényle, linéaire ou ramifié, présentant au moins une double liaison et de 1 a 6 atomes de carbone et notamment de 1 a 4 atomes de carbone .  By "alkenyl radical of 1 to 6 carbon atoms" is meant an alkenyl radical, linear or branched, having at least one double bond and 1 to 6 carbon atoms and especially 1 to 4 carbon atoms.
Avantageusement, R2, R4 et R5, identiques ou différents, sont choisis dans le groupe constitué par un hydrogène, méthyle, éthyle, vinyle et propyle. Advantageously, R 2 , R 4 and R 5 , which are identical or different, are chosen from the group consisting of hydrogen, methyl, ethyl, vinyl and propyl.
Le premier alcoxyde de silicium utilisable dans le cadre de la présente invention est notamment choisi dans le groupe constitué par le tétraméthoxysilane (TMOS, Si(OCH3)4), le tétraéthoxysilane (TEOS, Si(OC2H5)4), le tétrapropoxysilane (TPOS, Si(OC3H7)4), le tétrabutoxysilane (TBOS, Si(OC4H9) ), le triméthoxysilane (TMOS, HSi(OCH3)3), le méthyltriméthoxysilane [ (CH3) Si (OCH3) 3] , 1' éthyltriméthoxysilane [ (C2H5) Si (OCH3) 3] , le propyltriméthoxysilane [ (C3H7) Si (OCH3) 3] , le vinyltriméthoxysilane [ (02¾) Si (OCH3) 3] , le triéthoxysilane [HSi (OC2H5) 3] , le méthyltriéthoxysilane [ (CH3) Si (OC2H5) 3] , l' éthyltriéthoxysilane [ (C2H5) Si (OC2H5) 3] , le propyltriéthoxysilaneThe first silicon alkoxide that can be used in the context of the present invention is especially chosen from the group consisting of tetramethoxysilane (TMOS, Si (OCH 3 ) 4 ), tetraethoxysilane (TEOS, Si (OC 2 H 5 ) 4 ), tetrapropoxysilane (TPOS, Si (OC 3 H 7 ) 4 ), tetrabutoxysilane (TBOS, Si (OC 4 H 9 )), trimethoxysilane (TMOS, HSi (OCH 3 ) 3 ), methyltrimethoxysilane [(CH 3 ) Si (OCH 3 ) 3 ], ethyltrimethoxysilane [(C 2 H 5 ) Si (OCH 3 ) 3 ], propyltrimethoxysilane [(C 3 H 7 ) Si (OCH 3 ) 3 ], vinyltrimethoxysilane [(O 2 ¾) Si (OCH 3 ) 3 ], triethoxysilane [HSi (OC 2 H 5 ) 3 ], methyltriethoxysilane [(CH 3 ) Si (OC 2 H 5 ) 3 ], ethyltriethoxysilane [( C 2 H 5 ) If (OC 2 H 5 ) 3 ], propyltriethoxysilane
[ (C3H7) Si (OC2H5) 3] , le vinyltriéthoxysilane[(C 3 H 7 ) Si (OC 2 H 5 ) 3 ], vinyltriethoxysilane
[ (C2H3) Si (OC2H5) 3] , et leurs mélanges. [(C 2 H 3 ) Si (OC 2 H 5 ) 3 ], and mixtures thereof.
Avantageusement, le premier alcoxyde de silicium mis en œuvre dans le cadre de la présente invention est le TMOS ou le TEOS .  Advantageously, the first silicon alkoxide used in the context of the present invention is the TMOS or the TEOS.
Plus particulièrement, le premier alcoxyde de silicium mis en œuvre dans le cadre de la présente invention est le TEOS. En effet, un tel précurseur permet d'obtenir, pour la coquille de silice, une couche dont la porosité est optimale pour permettre l'accessibilité à la (ou des) molécule (s) d'intérêt telle (s) que l'ADN, encapsulée ( s ) dans le cœur de la particule par des constituants de taille importante présents dans le milieu extérieur.  More particularly, the first silicon alkoxide used in the context of the present invention is TEOS. Indeed, such a precursor makes it possible to obtain, for the silica shell, a layer whose porosity is optimal to allow accessibility to the molecule (s) of interest (s) such as DNA encapsulated in the core of the particle by large constituents present in the external medium.
Le second alcoxyde de silicium mis en œuvre dans le cadre de la présente invention comprend au moins un groupement apte à établir une liaison non covalente ionique et/ou hydrogène avec la molécule d'intérêt. Ce second alcoxyde peut présenter une vitesse d'hydrolyse égale ou supérieure à la vitesse d'hydrolyse du premier alcoxyde de silicium permettant ainsi de concentrer la (ou les) molécule (s) d'intérêt au cœur de la particule de silice. The second silicon alkoxide used in the context of the present invention comprises at least one group capable of establishing a non-covalent ionic bond and / or hydrogen with the molecule of interest. This second alkoxide may have a rate of hydrolysis equal to or greater than the speed hydrolyzing the first silicon alkoxide thereby to concentrate the molecule (s) of interest in the heart of the silica particle.
L'absence d'un tel alcoxyde empêche 1 ' encapsulation de la molécule d'intérêt dans la particule de silice.  The absence of such an alkoxide prevents the encapsulation of the molecule of interest in the silica particle.
Le second alcoxyde de silicium est avantageusement de formules R7Si( ORs)3 ou RgRi o S i ( ORn ) 2 dans lesquelles Rs et Ru , identiques ou différents, représentent un radical alkyle de 1 à 6 atomes de carbone et R7 , R9 et Ri o , identiques ou différents, représentent un radical alkyle de 1 à 8 atomes de carbone, un radical hétéroalkyle de 1 à 10 atomes de carbone, un radical alkylaryle de 1 à 12 atomes de carbone ou un radical alcényle de 1 à 8 atomes de carbone, The second silicon alkoxide is advantageously of formulas R 7 Si (ORs) 3 or RgRi oSi (ORn) 2 in which Rs and Ru, identical or different, represent an alkyl radical of 1 to 6 carbon atoms and R 7 , R 9 and R 11, which may be identical or different, represent an alkyl radical of 1 to 8 carbon atoms, a heteroalkyl radical of 1 to 10 carbon atoms, an alkylaryl radical of 1 to 12 carbon atoms or an alkenyl radical of 1 to 8 carbon atoms. carbon atoms,
le radical R7 et l'un au moins des radicaux R9 et Rio étant substitués par au moins un groupement apte à établir une liaison non covalente ionique et/ou hydrogène avec la molécule d'intérêt. the radical R 7 and at least one of the radicals R 9 and R 10 being substituted by at least one group capable of establishing a non-covalent ionic bond and / or hydrogen with the molecule of interest.
Les radicaux Rg et Ru , identiques ou différents, représentent un radical alkyle de 1 à 6 atomes de carbone tel que précédemment défini.  The radicals Rg and Ru, identical or different, represent an alkyl radical of 1 to 6 carbon atoms as previously defined.
Par « radical alkyle de 1 à 8 atomes de carbone », on entend un radical alkyle, linéaire ou ramifié, présentant de 1 à 8 atomes de carbone, notamment de 1 à 6 atomes de carbone et, en particulier, de 1 à 4 atomes de carbone.  By "alkyl radical of 1 to 8 carbon atoms" is meant an alkyl radical, linear or branched, having from 1 to 8 carbon atoms, especially from 1 to 6 carbon atoms and, in particular, from 1 to 4 atoms of carbon.
Par « radical hétéroalkyle de 1 à 10 atomes de carbone », on entend un radical alkyle, linéaire ou ramifié, présentant de 1 à 10 atomes de carbone, notamment de 1 à 8 atomes de carbone et, en particulier, de 1 à 6 atomes de carbone et présentant au moins un hétéroatome tel que N, S, 0 ou P. By "heteroalkyl radical of 1 to 10 carbon atoms" is meant a linear or branched alkyl radical having from 1 to 10 carbon atoms, in particular from 1 to 8 carbon atoms and, in particular, from 1 to 6 carbon atoms and having at least one heteroatom such as N, S, O or P.
Par « radical alkylaryle de 1 à 12 atomes de carbone », on entend un radical alkyle, linéaire ou ramifié, présentant de 1 à 12 atomes de carbone, notamment de 1 à 10 atomes de carbone, en particulier, de 1 à 8 atomes de carbone et, plus particulièrement, de 1 a 6 atomes de carbone, présentant un substituant aromatique ou hétéroaromatique de 3 à 8 atomes de carbone et éventuellement au moins un hétéroatome tel que N, S, 0 ou P.  By "alkylaryl radical of 1 to 12 carbon atoms" is meant a linear or branched alkyl radical having from 1 to 12 carbon atoms, especially from 1 to 10 carbon atoms, in particular from 1 to 8 carbon atoms. carbon and, more particularly, from 1 to 6 carbon atoms, having an aromatic or heteroaromatic substituent of 3 to 8 carbon atoms and optionally at least one heteroatom such as N, S, O or P.
Par « radical alcényle de 1 à 8 atomes de carbone », on entend un radical alcényle, linéaire ou ramifié, présentant au moins une double liaison et de 1 a 8 atomes de carbone, notamment de 1 a 6 atomes de carbone et, en particulier, de 1 à 4 atomes de carbone.  By "alkenyl radical of 1 to 8 carbon atoms" is meant a linear or branched alkenyl radical having at least one double bond and from 1 to 8 carbon atoms, in particular from 1 to 6 carbon atoms, and in particular , from 1 to 4 carbon atoms.
Par « groupement apte à établir une liaison non covalente ionique et/ou hydrogène », on entend dans le cadre de la présente invention un groupement choisi dans le groupe constitué par -N¾, -NHR12 avec R12 représentant un radical alkyle de 1 à 6 atomes de carbone tel que précédemment défini, -NH3 +, -NH2Ri3+ avec R13 représentant un radical alkyle de 1 à 6 atomes de carbone tel que précédemment défini, -COOH, -COO~, C(0)NH, -C(O), -SH et -OH. Le groupe de la molécule d'intérêt participant à la liaison non covalente avec la fonction dans le cœur de la particule issue du second alcoxyde de silicium peut comprendre également un tel groupement. Avantageusement, le second alcoxyde de silicium utilisable dans le cadre de la présente invention est choisi dans le groupe constitué par le chlorure de N- triméthoxysilylpropyl-N, N, N-triméthylammonium By "group capable of establishing a non-covalent ionic bond and / or hydrogen" is meant in the context of the present invention a group selected from the group consisting of -N¾, -NHR 12 with R 12 representing an alkyl radical of 1 to 6 carbon atoms as previously defined, -NH 3 + , -NH 2 R 13 + with R 13 representing an alkyl radical of 1 to 6 carbon atoms as previously defined, -COOH, -COO ~ , C (O) NH, -C (O), -SH and -OH. The group of the molecule of interest participating in the non-covalent bond with the function in the core of the particle derived from the second silicon alkoxide may also comprise such a group. Advantageously, the second silicon alkoxide that can be used in the context of the present invention is chosen from the group consisting of N-trimethoxysilylpropyl-N, N, N-trimethylammonium chloride.
(C9H24ClN03Si, CAS : 35141-36-7) ;(C 9 H 24 ClNO 3 Si, CAS: 35141-36-7);
1 ' aminoéthylaminométhyl ) phénéthyltriméthoxysilane Aminoethylaminomethyl) phenethyltrimethoxysilane
(Ci4H26N203Si, CAS : 74113-77-2) ; le N-(6- aminohéxyl) aminopropyltriméthoxysilane (Ci2H3o 203Si ,(C 4 H 26 N 2 O 3 Si, CAS: 74113-77-2); N- (6-aminohexyl) aminopropyltrimethoxysilane (Ci 2 H 3 O 2 O 3 Si,
CAS : 51895-58-0) ; le 3-aminopropyl-méthyl- diéthoxysilane (C8H2iN02Si, CAS : 3179-76-8) ; le 3- aminopropyl-triméthoxysilane (APTMES, C6Hi7N03Si, CAS : 13822-56-5) ; le 3-aminopropyl-triéthoxysilane (APTES, C9H23N03Si, CAS : 919-30-2) ; le 3- (2- aminoéthylamino) propyl-triméthoxysilane CAS: 51895-58-0); 3-aminopropyl-methyl-diethoxysilane (C 8 H 2 INO 2 Si, CAS: 3179-76-8); 3-aminopropyl-trimethoxysilane (APTMES, C 6 H 7 N0 3 Si, CAS: 13822-56-5); 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES, C 9 H 23 N0 3 Si, CAS: 919-30-2); 3- (2-aminoethylamino) propyl-trimethoxysilane
( (CH30) 3Sr (CH2) 3NHCH2CH2NH2) , CAS : 1760-24-3) ; le (3- mercaptopropyl) triméthoxysilane (HS (CH2) 3Si (OCH3) 3, CAS : 4420-74-0), le ( 3-mercaptopropyl ) triéthoxysilane (HS (CH2) 3Si (OC2H5) 3, CAS : 14814-09-6) et leurs mélanges. ((CH 3 0) 3 Sr (CH 2 ) 3 NHCH 2 CH 2 NH 2 ), CAS: 1760-24-3); (3-Mercaptopropyl) trimethoxysilane (HS (CH 2 ) 3 Si (OCH 3 ) 3 , CAS: 4420-74-0), (3-mercaptopropyl) triethoxysilane (HS (CH 2 ) 3 Si (OC 2 H 5 3, CAS: 14814-09-6) and mixtures thereof.
Le second alcoxyde de silicium utilisable dans le cadre de la présente invention est, plus particulièrement, de l' APTMES .  The second silicon alkoxide that can be used in the context of the present invention is, more particularly, APTMES.
La particule de silice selon l'invention est essentiellement obtenue à partir de l'hydrolyse d'au moins un premier alcoxyde de silicium et d'au moins un second alcoxyde de silicium tels que précédemment définis. Les groupements aptes à établir une liaison non covalente ionique et/ou hydrogène avec la molécule d'intérêt fonctionnalisant le réseau de silice de la particule sont le résultat de l'hydrolyse du second alcoxyde de silicium. La particule de silice selon l'invention est essentiellement constituée d'unités issues de l'hydrolyse d'au moins un premier alcoxyde de silicium et d'au moins un second alcoxyde de silicium tels que précédemment définis. En effet, la particule de silice peut comprendre d' autres éléments notamment au moins un élément apte à lui conférer des propriétés magnétiques. De tels éléments aptes à conférer des propriétés magnétiques sont notamment choisis dans le groupe constitué par du fer, gadolinium, nickel, cuivre, chrome, cobalt, or, argent, platine, palladium, un oxyde et un hydroxyde de ceux-ci. Ainsi, la particule de silice selon l'invention mais sans la (ou les) molécule (s) d'intérêt est constituée à au moins 80%, au moins 90%, au moins 95%, au moins 98%, au moins 99% d'unités issues de l'hydrolyse d'au moins un premier alcoxyde de silicium et d'au moins un second alcoxyde de silicium tels que précédemment définis. En variante, la particule de silice selon l'invention mais sans la (ou les) molécule (s) d'intérêt est uniquement constituée d'unités issues de l'hydrolyse d'un (ou de) premier (s) alcoxyde (s) de silicium et d'un (ou de) second (s) alcoxyde (s) de silicium tels que précédemment définis . The silica particle according to the invention is essentially obtained from the hydrolysis of at least a first silicon alkoxide and at least one second silicon alkoxide as previously defined. The groups capable of establishing a non-covalent ionic bond and / or hydrogen with the molecule of interest functionalizing the silica network of the particle are the result of the hydrolysis of the second silicon alkoxide. The silica particle according to the invention consists essentially of units resulting from the hydrolysis of at least a first silicon alkoxide and at least one second silicon alkoxide as previously defined. Indeed, the silica particle may comprise other elements including at least one element capable of imparting magnetic properties to it. Such elements capable of imparting magnetic properties are chosen especially from the group consisting of iron, gadolinium, nickel, copper, chromium, cobalt, gold, silver, platinum, palladium, an oxide and a hydroxide thereof. Thus, the silica particle according to the invention but without the molecule (s) of interest is at least 80%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%. % units derived from the hydrolysis of at least a first silicon alkoxide and at least one second silicon alkoxide as previously defined. Alternatively, the silica particle according to the invention but without the molecule (s) of interest consists only of units resulting from the hydrolysis of a (or) first (s) alkoxide (s). ) silicon and a (or) second (s) alkoxide (s) of silicon as previously defined.
La présente invention concerne également un procédé pour préparer une particule de silice incorporant au moins une molécule d' intérêt selon la présente invention. Tout procédé pour préparer une telle particule à partir d'au moins un premier alcoxyde de silicium et d'au moins un second alcoxyde de silicium tels que précédemment définis est utilisable dans le cadre de la présente invention. The present invention also relates to a process for preparing a silica particle incorporating at least one molecule of interest according to the present invention. Any method for preparing such a particle from at least a first silicon alkoxide and at least one second alkoxide of Silicon as previously defined can be used in the context of the present invention.
Avantageusement, la présente invention concerne un procédé de préparation, en présence d'une molécule d'intérêt, d'au moins une particule de silice par émulsion inverse à partir :  Advantageously, the present invention relates to a process for the preparation, in the presence of a molecule of interest, of at least one silica particle by inverse emulsion from:
d'au moins un premier alcoxyde de silicium (î.e. de formules Si(ORi)4, R2Si(OR3)3 ou R4R5Si (OR6) 2 ) tel que précédemment défini, at least one first silicon alkoxide (e.e.) of the formulas Si (ORi) 4 , R 2 Si (OR 3 ) 3 or R 4 R 5 Si (OR 6 ) 2 ) as previously defined,
- d'au moins un second alcoxyde de silicium présentant au moins un groupement apte à établir une liaison non covalente ionique et/ou hydrogène avec la molécule d'intérêt tels que précédemment définis. Par « microémulsion inverse » également appelée microémulsion « eau dans huile », on entend une suspension limpide, thermodynamiquement stable, de fines gouttelettes d'un premier liquide polaire dans un second liquide non-polaire et donc non miscible avec le premier liquide. Les expressions « par voie micellaire inverse » et « via une microémulsion inverse » sont équivalentes et utilisables de façon interchangeable.  - At least a second silicon alkoxide having at least one group capable of establishing a non-ionic covalent bond and / or hydrogen with the molecule of interest as defined above. By "microemulsion inverse" also called microemulsion "water in oil" means a clear suspension, thermodynamically stable, fine droplets of a first polar liquid in a second non-polar liquid and therefore immiscible with the first liquid. The terms "reverse micellar" and "reverse microemulsion" are equivalent and interchangeable.
Le procédé selon la présente invention peut mettre en œuvre : The method according to the present invention can implement:
un premier alcoxyde de silicium tel que précédemment défini et un second alcoxyde de silicium tel que précédemment défini ;  a first silicon alkoxide as previously defined and a second silicon alkoxide as previously defined;
un premier alcoxyde de silicium tel que précédemment défini et plusieurs seconds alcoxydes de silicium tels que précédemment définis ; plusieurs premiers alcoxydes de silicium tels que précédemment définis et un second alcoxyde de silicium tel que précédemment défini ; ou a first silicon alkoxide as previously defined and a plurality of second silicon alkoxides as previously defined; several first silicon alkoxides as previously defined and a second silicon alkoxide as previously defined; or
plusieurs premiers alcoxydes de silicium tels que précédemment définis et plusieurs seconds alcoxydes de silicium tels que précédemment définis.  several first silicon alkoxides as defined above and several second silicon alkoxides as previously defined.
Plus particulièrement, le procédé selon l'invention comprend les étapes suivantes : More particularly, the method according to the invention comprises the following steps:
a) préparer une microémulsion (Ma) du type eau dans huile contenant ladite (ou lesdites) molécule (s) d' intérêt, a) preparing a microemulsion (M a ) of the water-in-oil type containing said molecule (s) of interest,
b) ajouter, à la microémulsion (Ma) préparée à l'étape (a), un composé permettant l'hydrolyse d'un alcoxyde de silicium, b) adding, to the microemulsion (M a ) prepared in step (a), a compound for the hydrolysis of a silicon alkoxide,
c) ajouter, à la microémulsion (Mb) obtenue à l'étape (b) , au moins un premier alcoxyde de silicium tel que précédemment défini et au moins un second alcoxyde de silicium présentant au moins un groupement apte à établir une liaison non covalente ionique et/ou hydrogène avec la molécule d' intérêt tels que précédemment définis, c) adding, to the microemulsion (M b ) obtained in step (b), at least one first silicon alkoxide as defined above and at least one second silicon alkoxide having at least one group capable of establishing a non-bonding bond; ionic covalent and / or hydrogen with the molecule of interest as previously defined,
d) ajouter à la microémulsion (Mc) obtenue à l'étape (c) un solvant permettant de déstabiliser ladite microémulsion, et d) adding to the microemulsion (M c ) obtained in step (c) a solvent for destabilizing said microemulsion, and
e) récupérer les particules de silice incorporant au moins une molécule d'intérêt, précipitées lors de l'étape (d) . L'étape (a) du procédé selon l'invention consiste donc à préparer une microémulsion (Ma) du type eau dans huile contenant au moins une molécule d'intérêt. Toute technique permettant de préparer une telle microémulsion est utilisable dans le cadre de la présente invention. Ainsi, il est possible de : e) recovering the silica particles incorporating at least one molecule of interest, precipitated during step (d). Step (a) of the process according to the invention therefore consists in preparing a microemulsion (M a ) of the type water in oil containing at least one molecule of interest. Any technique making it possible to prepare such a microemulsion can be used in the context of the present invention. Thus, it is possible to:
- soit préparer une première solution (Mi ) et d'y incorporer ultérieurement une (ou plusieurs) molécule (s) d'intérêt pour obtenir la microémulsion (Ma ) ; - either prepare a first solution (Mi) and subsequently incorporate one (or more) molecule (s) of interest to obtain the microemulsion (M a );
soit préparer la microémulsion (Ma) directement en mélangeant ensemble les différents composants et donc une (ou plusieurs) molécule (s) d' intérêt . or prepare the microemulsion (M a ) directly by mixing together the various components and thus one (or more) molecule (s) of interest.
Avantageusement, l'étape (a) du procédé selon l'invention consiste à préparer une première solution (Mi ) dans laquelle est ultérieurement incorporée au moins une molécule d'intérêt. Cette solution ( Mi ) est obtenue en mélangeant ensemble au moins un tensioactif, éventuellement au moins un co-tensioactif et au moins un solvant non-polaire ou faiblement polaire. Le tensioactif, le co-tensioactif et le solvant non- polaire ou faiblement polaire peuvent être mélangés en une fois ou être ajoutés les uns après les autres ou par groupe. Avantageusement, ils sont ajoutés les uns après les autres et, dans l'ordre suivant, tensioactif puis éventuellement co-tensioactif puis solvant non- polaire ou faiblement polaire.  Advantageously, step (a) of the process according to the invention consists in preparing a first solution (Mi) in which at least one molecule of interest is subsequently incorporated. This solution (Mi) is obtained by mixing together at least one surfactant, optionally at least one co-surfactant and at least one non-polar or weakly polar solvent. The surfactant, the co-surfactant and the non-polar or weakly polar solvent may be mixed at once or added one after the other or in groups. Advantageously, they are added one after the other and, in the following order, surfactant then optionally co-surfactant then non-polar or weakly polar solvent.
Le mélange est effectué sous agitation en utilisant un agitateur, un barreau magnétique, un bain à ultrasons ou un homogénéisateur , et peut être mis en œuvre à une température comprise entre 10 et 40 °C, avantageusement entre 15 et 30 °C et, plus particulièrement, à température ambiante (i.e. 23°C ± 5°C) pendant une durée comprise entre 1 min et 1 h, notamment entre 10 et 45 min et, en particulier, entre 15 et 30 min. Mixing is carried out with stirring using a stirrer, a magnetic bar, an ultrasonic bath or a homogenizer, and may be carried out at a temperature between 10 and 40 ° C, preferably between 15 and 30 ° C and more in particular, at room temperature (ie 23 ° C. ± 5 ° C.) for a period of between 1 min and 1 h, in particular between 10 and 45 min and in particular between 15 and 30 min.
Le (ou les) tensioactif ( s ) utilisable (s) dans le cadre de la présente invention vise (nt) à introduire des espèces hydrophiles dans un environnement hydrophobe et peu (ven) t être choisi (s) parmi les tensioactifs ioniques, les tensioactifs non-ioniques et leurs mélanges. Par « mélanges », on entend, dans le cadre de la présente invention, un mélange d'au moins deux tensioactifs ioniques différents, un mélange d'au moins deux tensioactifs non-ioniques différents ou un mélange d'au moins un tensioactif non-ionique et d'au moins un tensioactif ionique.  The surfactant (s) that may be used in the context of the present invention aims to introduce hydrophilic species in a hydrophobic environment and may be chosen from ionic surfactants, nonionic surfactants and mixtures thereof By "mixtures" is meant, in the context of the present invention, a mixture of at least two different ionic surfactants, a mixture of at least two different nonionic surfactants or a mixture of at least one nonionic surfactant. ionic agent and at least one ionic surfactant.
Un tensioactif ionique peut notamment se présenter sous forme d'une chaîne hydrocarbonée, chargée dont la charge est contre-balancée par un contre-ion. A titre d'exemples non limitatifs de tensioactifs ioniques, on peut citer le bis (2- éthylhexyl suifosuccinate) de sodium (AOT) , le bromure de cétyltriméthylammonium (CTAB) , le bromure de cétylpyridinium (CPB) et leurs mélanges.  An ionic surfactant may in particular be in the form of a hydrocarbon chain, charged whose charge is counterbalanced by a counter-ion. As non-limiting examples of ionic surfactants, mention may be made of sodium bis (2-ethylhexyl sulphosuccinate) (AOT), cetyltrimethylammonium bromide (CTAB), cetylpyridinium bromide (CPB) and mixtures thereof.
Un tensioactif non-ionique utilisable dans le cadre de la présente invention peut être choisi dans le groupe constitué par les alcools polyéthoxylés , les phénols polyéthoxylés, les oléates, les laurates et leurs mélanges. A titre d'exemples non limitatifs de tensioactifs non-ioniques commerciaux, on peut citer les Triton X tels que le Triton X-100 ; les Brij tels que Brij -30 ; les Igepal CO tels que le Igepal CO-520 ou le Igepal CO-720 ; les Tween tels que le Tween 20 ; les Span tels que le Span 85. A nonionic surfactant that may be used in the context of the present invention may be chosen from the group consisting of polyethoxylated alcohols, polyethoxylated phenols, oleates, laurates and their mixtures. As non-limiting examples of commercial nonionic surfactants, there may be mentioned Triton X such as Triton X-100; Brij such as Brij -30; Igepal CO such as Igepal CO-520 or Igepal CO-720; Tween such as Tween 20; Spans such as the Span 85.
Par « co-tensioactif », on entend dans le cadre de la présente invention un agent capable de faciliter la formation des microémulsions et les stabiliser. Avantageusement, ledit co-tensioactif est un composé amphiphile choisi dans le groupe constitué par un sulfate d'alkyle sodique à 8 à 20 atomes de carbone tel que le SDS (pour « Sodium Dodecyl Sulfate ») ; un alcool tel qu'un isomère de propanol, de butanol, de pentanol et d'hexanol ; un glycol et leurs mélanges. Avantageusement, le co-tensioactif, lorsqu'il est présent dans la solution ( Mi ) , est du ii-hexanol.  By "co-surfactant" is meant in the context of the present invention an agent capable of facilitating the formation of microemulsions and stabilize them. Advantageously, said co-surfactant is an amphiphilic compound chosen from the group consisting of a sodium alkyl sulphate of 8 to 20 carbon atoms, such as SDS (for "sodium dodecyl sulphate"); an alcohol such as an isomer of propanol, butanol, pentanol and hexanol; a glycol and their mixtures. Advantageously, the co-surfactant, when it is present in the solution (Mi), is ii-hexanol.
Tout solvant non-polaire ou faiblement polaire est utilisable dans le cadre de la présente invention. Avantageusement, ledit solvant non polaire ou faiblement polaire est un solvant organique non polaire ou faiblement polaire et, notamment, choisi dans le groupe constitué par le n-butanol, l'hexanol, le cyclopentane, le pentane, le cyclohexane, le n-hexane, le cycloheptane, l'heptane, le n-octane, l' iso-octane, 1 ' hexadécane, l'éther de pétrole, le benzène, 1 ' isobutyl-benzène, le toluène, le xylène, les cumènes, le diéthyl éther, le n-butyl acétate, l'isopropyl myristate et leurs mélanges. Avantageusement, le solvant non polaire ou faiblement polaire utilisé dans le cadre de la présente invention est le cyclohexane.  Any non-polar or weakly polar solvent is usable in the context of the present invention. Advantageously, said non-polar or weakly polar solvent is a non-polar or weakly polar organic solvent and, in particular, selected from the group consisting of n-butanol, hexanol, cyclopentane, pentane, cyclohexane, n-hexane cycloheptane, heptane, n-octane, isooctane, hexadecane, petroleum ether, benzene, isobutylbenzene, toluene, xylene, cumene, diethyl ether n-butyl acetate, isopropyl myristate and mixtures thereof. Advantageously, the non-polar or weakly polar solvent used in the context of the present invention is cyclohexane.
Dans la solution ( Mi ) , le tensioactif est présent dans une proportion comprise entre 1 et 40 %, notamment entre 5 et 30 % et, en particulier, entre 10 et 25 % en volume par rapport au volume total de ladite solution. Le co-tensioactif se trouve, lorsqu'il est présent dans la solution ( Mi ) , dans une proportion comprise entre 1 et 30 %, notamment entre 5 et 25 % et, en particulier, entre 10 et 20 % en volume par rapport au volume total de ladite solution. Ainsi, le solvant non-polaire ou faiblement polaire est présent, dans la solution (Mi ) , dans une proportion comprise entre 40 et 98 %, notamment entre 50 et 90 % et, en particulier, entre 60 et 80 % en volume par rapport au volume total de ladite solution. In the solution (Mi), the surfactant is present in a proportion of between 1 and 40%, especially between 5 and 30% and, in particular, between 10 and 25% by volume relative to the total volume of said solution. When present in the solution (Mi), the co-surfactant is in a proportion of between 1 and 30%, in particular between 5 and 25% and, in particular, between 10 and 20% by volume relative to total volume of said solution. Thus, the non-polar or weakly polar solvent is present in the solution (Mi) in a proportion of between 40 and 98%, in particular between 50 and 90% and, in particular, between 60 and 80% by volume relative to to the total volume of said solution.
Une fois la solution (Mi ) préparée, au moins une molécule d'intérêt telle que précédemment définie est incorporée pour former la microémulsion ( Ma ) du type eau dans huile. Once the solution (Mi) has been prepared, at least one molecule of interest as defined above is incorporated to form the microemulsion (M a ) of the water-in-oil type.
La (ou les) molécule (s) d'intérêt peu (ven) t être ajoutée (s) sous forme solide, sous forme liquide ou en solution dans un solvant polaire. Quelle que soit la variante mise en œuvre, un solvant polaire est rajouté à la microémulsion après l'incorporation de la (ou des) molécule (s) d'intérêt dans la solution ( Mi ) . Avantageusement, la (ou les) molécule (s) d'intérêt est (sont) ajoutée (s) à la solution (Mi ) en solution dans un solvant polaire puis du solvant polaire, identique ou différent du premier, est encore ajouté. Plus particulièrement, les deux solvants polaires utilisés sont identiques. L'ajout de la (ou des) molécule (s) d'intérêt et éventuellement du solvant polaire peut être effectué sous agitation en utilisant un agitateur, un barreau magnétique, un bain à ultrasons ou un homogénéisateur . Par « solvant polaire », on entend dans la cadre de la présente invention un solvant choisi dans le groupe constitué par l'eau, l'eau désionisée, l'eau distillée, acidifiées ou basiques, l'acide acétique, les solvants hydroxylés comme le méthanol et l'éthanol, les glycols liquides de faible poids moléculaire tels que 1 ' éthylèneglycol , le diméthylsulfoxyde (DMSO) , 1 ' acétonitrile, l'acétone, le tétrahydrofurane (THF) et leurs mélanges. The molecule (s) of interest can be added in solid form, in liquid form or in solution in a polar solvent. Whatever the variant used, a polar solvent is added to the microemulsion after incorporation of the molecule (s) of interest in the solution (Mi). Advantageously, the molecule (s) of interest are (are) added to the solution (Mi) in solution in a polar solvent and then the polar solvent, identical or different from the first, is added. More particularly, the two polar solvents used are identical. The addition of the molecule (s) of interest and optionally the polar solvent may be carried out with stirring using a stirrer, a magnetic bar, an ultrasonic bath or a homogenizer. By "polar solvent" is meant in the context of the present invention a solvent selected from the group consisting of water, deionized water, distilled water, acidified or basic, acetic acid, hydroxylated solvents such as methanol and ethanol, low molecular weight liquid glycols such as ethylene glycol, dimethyl sulfoxide (DMSO), acetonitrile, acetone, tetrahydrofuran (THF) and mixtures thereof.
Le solvant polaire (solvant polaire dans lequel la (ou les) molécule (s) d'intérêt est (sont) en solution et/ou autre solvant polaire ultérieurement ajouté) est présent, dans la microémulsion (Ma) , dans une proportion comprise entre 0,25 et 20 %, notamment entre 0,5 et 10 % et, en particulier, entre 1 et 5 % en volume par rapport au volume total de ladite microémulsion. La (ou les) molécule (s) d'intérêt est (sont) présent (es) dans ce solvant polaire en une quantité comprise entre 0,05 et 10 %, notamment entre 0, 1 et 5 % et, en particulier, entre 0,2 et 1,5 % en volume par rapport au volume total de solvant polaire. The polar solvent (polar solvent in which the molecule (s) of interest is (are) in solution and / or other polar solvent subsequently added) is present in the microemulsion (M a ) in a proportion of between 0.25 and 20%, especially between 0.5 and 10% and, in particular, between 1 and 5% by volume relative to the total volume of said microemulsion. The molecule (s) of interest is (are) present in this polar solvent in an amount of between 0.05 and 10%, in particular between 0.1 and 5% and, in particular, between 0.2 and 1.5% by volume relative to the total volume of polar solvent.
L'étape (b) du procédé selon l'invention vise à prévoir l'hydrolyse des alcoxydes de silicium en ajoutant à la microémulsion (Ma) un composé permettant cette hydrolyse, la microémulsion (Mb) ainsi obtenue étant une microémulsion eau dans huile. Step (b) of the process according to the invention aims to provide for the hydrolysis of the silicon alkoxides by adding to the microemulsion (M a ) a compound allowing this hydrolysis, the microemulsion (M b ) thus obtained being a microemulsion water in oil.
Par « composé permettant l'hydrolyse d'un alcoxyde de silicium », on entend dans le cadre de la présente invention un composé choisi dans le groupe constitué par l'ammoniaque, l'hydroxyde de sodium (KOH) , l'hydroxyde de lithium (LiOH) et l'hydroxyde de sodium (NaOH) et, avantageusement, une solution d'un tel composé dans un solvant polaire, identique ou différent, au solvant polaire mis en œuvre lors de l'étape (a). Le composé permettant l'hydrolyse d'un alcoxyde de silicium est, plus particulièrement, de l'ammoniaque ou une solution d'ammoniaque dans un solvant polaire. En effet, l'ammoniaque agit comme réactif (H2O) et comme catalyseur (N¾) de l'hydrolyse d'un alcoxyde de silicium. By "compound allowing the hydrolysis of a silicon alkoxide" is meant in the context of the present invention a compound selected from the group consisting of ammonia, sodium hydroxide (KOH), lithium hydroxide (LiOH) and sodium hydroxide (NaOH) and, advantageously, a solution of such a compound in a polar solvent, which is identical or different, to the polar solvent used at the time of step (a). The compound for the hydrolysis of a silicon alkoxide is, more particularly, ammonia or a solution of ammonia in a polar solvent. In fact, ammonia acts as a reactant (H2O) and as a catalyst (N¾) for the hydrolysis of a silicon alkoxide.
Le composé choisi dans le groupe constitué par l'ammoniaque, l'hydroxyde de sodium (KOH), l'hydroxyde de lithium (LiOH) et l'hydroxyde de sodium (NaOH), en solution dans le solvant polaire, est présent dans une proportion comprise entre 5 et 50 %, notamment entre 10 et 40 % et, en particulier, entre 20 et 30 % en volume par rapport au volume total de ladite solution. De plus, ladite solution est présente dans une proportion comprise entre 0,05 et 20 %, notamment entre 0,1 et 10 % et, en particulier, entre 0,2 et 5 % en volume par rapport au volume total de la microémulsion (Mb) . The compound selected from the group consisting of ammonia, sodium hydroxide (KOH), lithium hydroxide (LiOH) and sodium hydroxide (NaOH), dissolved in the polar solvent, is present in a proportion between 5 and 50%, especially between 10 and 40% and, in particular, between 20 and 30% by volume relative to the total volume of said solution. In addition, said solution is present in a proportion of between 0.05 and 20%, especially between 0.1 and 10% and, in particular, between 0.2 and 5% by volume relative to the total volume of the microemulsion ( M b ).
L'étape (b) peut être mise en œuvre sous agitation en utilisant un agitateur, un barreau magnétique, un bain à ultrasons ou un homogénéisateur, et à une température comprise entre 10 et 40°C, avantageusement entre 15 et 30 °C et, plus particulièrement, à température ambiante (i.e. 23°C 1 5°C) pendant une durée comprise entre 5 et 45 min, notamment entre 10 et 30 min et, en particulier, pendant 15 min. L'étape (c) consiste à incorporer, dans la microémulsion (Mb) ainsi obtenue, les alcoxydes de silicium tels que précédemment définis qui donneront par réaction sol-gel la silice des particules de silice selon l'invention. L'incorporation dans la microémulsion (Mb) des alcoxydes de silicium pour obtenir la microémulsion (Mc) du type eau dans huile est effectuée sous agitation en utilisant un agitateur, un barreau magnétique, un bain à ultrasons ou un homogénéisateur, et peut être mise en œuvre à une température comprise entre 10 et 40 °C, avantageusement entre 15 et 30°C et, plus particulièrement, à température ambiante (i.e. 23°C 1 5°C) pendant une durée comprise entre 6 et 48 h, notamment entre 12 et 36 h et, en particulier, pendant 24 h. Step (b) can be carried out with stirring using a stirrer, a magnetic bar, an ultrasonic bath or a homogenizer, and at a temperature of between 10 and 40.degree. C., advantageously between 15 and 30.degree. more particularly, at room temperature (ie 23 ° C. ± 15 ° C.) for a period of between 5 and 45 minutes, in particular between 10 and 30 minutes and, in particular, for 15 minutes. Step (c) consists in incorporating, into the microemulsion (M b ) thus obtained, the silicon alkoxides as defined above which will give by sol-gel reaction the silica of the silica particles according to the invention. The incorporation into the microemulsion (M b ) of the silicon alkoxides to obtain the microemulsion (M c ) of the water-in-oil type is carried out with stirring using a stirrer, a magnetic bar, an ultrasonic bath or a homogenizer, and can be implemented at a temperature of between 10 and 40 ° C, advantageously between 15 and 30 ° C and, more particularly, at room temperature (ie 23 ° C 15 ° C) for a period of between 6 and 48 h, especially between 12 and 36 h and, in particular, for 24 h.
Le (ou les) premier (s) alcoxyde(s) de silicium et le (ou les) second(s) alcoxyde(s) de silicium peuvent être incorporés simultanément dans la microémulsion (Mb) . En variante, ils peuvent être incorporés successivement. Dans ce cas, le (ou les) second (s) alcoxyde(s) de silicium sont avantageusement incorporés avant le (ou les) premier (s) alcoxyde(s) de silicium. The first silicon alkoxide (s) and the second silicon alkoxide (s) may be incorporated simultaneously into the microemulsion (M b ). Alternatively, they can be incorporated successively. In this case, the second silicon alkoxide (s) are advantageously incorporated before the first silicon alkoxide (s).
Dans la microémulsion (Mc) , les alcoxydes de silicium i.e. les premier (s) + second (s) alcoxydes de silicium sont présents dans une proportion comprise entre 0,05 et 20 %, notamment entre 0,1 et 10 % et, en particulier, entre 0,5 et 5 % en volume par rapport au volume total de ladite microémulsion. Avantageusement, le rapport molaire premier (s) alcoxyde(s) de silicium/ second (s) alcoxyde(s) de silicium est compris entre 1/0,005 et 1/0,5 ; notamment entre 1/0,01 et 1/0,1 ; et, en particulier, entre 1/0,02 et 1/0,05. In the microemulsion (M c ), the silicon alkoxides ie the first (s) + second (s) alkoxides of silicon are present in a proportion of between 0.05 and 20%, in particular between 0.1 and 10%, and in particular, between 0.5 and 5% by volume relative to the total volume of said microemulsion. Advantageously, the molar ratio of the first (s) alkoxide (s) of silicon / second (s) alkoxide (s) of silicon is between 1 / 0.005 and 1 / 0.5; in particular between 1 / 0.01 and 1 / 0.1; and in particular between 1 / 0.02 and 1 / 0.05.
L'étape (d) du procédé selon l'invention vise à précipiter les particules de silice par addition d'un solvant qui ne dénature pas la structure des nanoparticules mais qui déstabilise ou dénature la microémulsion (Mc) obtenue à l'étape (c) . Step (d) of the process according to the invention aims at precipitating the silica particles by addition of a solvent which does not denature the structure of the nanoparticles but which destabilizes or denatures the microemulsion (M c ) obtained in step ( vs) .
Avantageusement, le solvant mis en œuvre est un solvant polaire tel que précédemment défini. Un solvant polaire particulier à mettre en œuvre lors de l'étape (d) est choisi dans le groupe constitué par l'éthanol, l'acétone et le THF. Ainsi, est ajouté, à la microémulsion (Mc) , un volume de solvant identique ou supérieur au volume de ladite microémulsion, notamment supérieur d'un facteur 1,2 ; en particulier, supérieur d'un facteur 1,5 ; et voire supérieur d'un facteur 2 ou 3. Toute technique permettant de récupérer les particules de silice incorporant au moins une molécule d'intérêt, précipitées lors de l'étape (d) peut être mise en œuvre lors de l'étape (e) du procédé selon l'invention. Avantageusement, cette étape (e) met en œuvre une ou plusieurs étapes, identiques ou différentes, choisies parmi les étapes de centrifugation, de sédimentation et de lavages. La (ou les) étape (s) de lavage est (sont) effectuée (s) dans un solvant polaire tel que précédemment défini. Lorsque l'étape de récupération met en œuvre plusieurs lavages, un même solvant polaire est utilisé pour plusieurs voire pour tous les lavages ou plusieurs solvants polaires différents sont utilisés à chaque lavage. Concernant une (ou plusieurs) étape (s) de centrifugation, elle (s) peu (ven) t être mise (s) en œuvre en centrifugeant les particules de silice notamment dans un solvant de lavage à température ambiante, à une vitesse comprise entre 4000 et 8000 rpm et, en particulier, de l'ordre de 5000 rpm (i.e. 5000 ± 500 rpm) et ce, pendant une durée comprise entre 5 min et 2 h, notamment entre 10 min et 1 h et, en particulier, pendant 15 min. Advantageously, the solvent used is a polar solvent as defined above. A particular polar solvent to be used in step (d) is chosen from the group consisting of ethanol, acetone and THF. Thus, is added to the microemulsion (M c ), a volume of solvent identical to or greater than the volume of said microemulsion, in particular greater by a factor of 1.2; in particular, greater by a factor of 1.5; and even greater by a factor of 2 or 3. Any technique making it possible to recover the silica particles incorporating at least one molecule of interest precipitated during step (d) may be implemented during step (e). ) of the process according to the invention. Advantageously, this step (e) implements one or more steps, identical or different, chosen from the centrifugation, sedimentation and washing steps. The washing step (s) is (are) carried out in a polar solvent as defined above. When the recovery step uses several washes, the same polar solvent is used for several even for all washings or several different polar solvents are used at each wash. Regarding one (or more) centrifugation stage (s), it (they) can be implemented by centrifuging the silica particles, in particular in a washing solvent at ambient temperature, at a speed between 4000 and 8000 rpm and, in particular, of the order of 5000 rpm (ie 5000 ± 500 rpm) and this, for a period of between 5 min and 2 h, in particular between 10 min and 1 h and, in particular, during 15 min.
Le procédé selon la présente invention peut comprendre une étape additionnelle, suite à l'étape (e) , visant à éliminer la (ou les) molécule (s) d'intérêt libre (s) et toute trace de tensioactif. Avantageusement, cette étape consiste à mettre les particules de silice récupérées suite à l'étape (e) au contact d'un très large volume d'eau. Par « très large volume », on entend un volume supérieur d'un facteur 50, notamment d'un facteur 500 et, en particulier, d'un facteur 1000 au volume de particules de silice récupérées après l'étape (e) du procédé selon l'invention. Cette étape peut être une étape de dialyse, les nanoparticules de silice encapsulant une (ou plusieurs) molécule (s) d'intérêt étant séparées du volume par une membrane de cellulose, du type Zellu trans (société Roth) . Alternativement, on peut prévoir une étape d' ultrafiltration à la place de l'étape de dialyse, via une membrane en polyéthersulfone . Cette étape additionnelle peut, de plus, être mise en œuvre sous agitation en utilisant un agitateur, un barreau magnétique, un bain à ultrasons ou un homogénéisateur, à une température comprise entre 0 et 30 °C, avantageusement entre 2 et 20°C et, plus particulièrement, à froid (i.e. 6°C ± 2°C) et ce, pendant une durée comprise entre 3 h et 36 h, notamment entre 6 h et 24 h et, en particulier, pendant 12 h. The method according to the present invention may comprise an additional step, following step (e), aimed at removing the molecule (s) of free interest (s) and any trace of surfactant. Advantageously, this step consists in bringing the silica particles recovered following step (e) into contact with a very large volume of water. By "very large volume" is meant a volume greater by a factor of 50, in particular by a factor of 500 and, in particular, by a factor of 1000 to the volume of silica particles recovered after step (e) of the process according to the invention. This step may be a dialysis step, the silica nanoparticles encapsulating one (or more) molecule (s) of interest being separated from the volume by a cellulose membrane, of the Zellu trans type (Roth company). Alternatively, an ultrafiltration step may be provided instead of the dialysis step, via a polyethersulfone membrane. This additional step can, moreover, be implemented with stirring using a stirrer, a magnetic bar, an ultrasonic bath or a homogenizer, at a temperature between 0 and 30 ° C, preferably between 2 and 20 ° C and, more particularly, cold (ie 6 ° C ± 2 ° C) for a period of between 3 h and 36 h, in particular between 6 h and 24 h and, in particular, for 12 h.
Pour certaines applications des particules selon l'invention incorporant au moins une molécule d'intérêt, il peut être nécessaire de les concentrer avant de les remettre en suspension dans un liquide ou un gel approprié. Une telle concentration peut être obtenue, dans le cas des liquides, par centrifugation . Une autre méthode connue des biotechnologies consiste à préparer des particules de silice présentant des propriétés magnétiques. Ce but peut être atteint grâce à l'utilisation d'au moins un élément apte à conférer des propriétés électromagnétiques à la particule. Cet élément peut être par exemple de l'oxyde de fer. Dans ce cas, la concentration et la récupération des particules de silice selon l'invention se fait par champ magnétique. Par conséquent, le procédé de la présente invention peut présenter une forme de mise en œuvre particulière dans laquelle la particule de silice incorporant au moins une molécule d'intérêt qui est préparée est une particule de silice comprenant au moins un élément apte à lui conférer des propriétés magnétiques tel qu'un constituant métallique. Cette forme de mise en œuvre comprend l'ajout dans la micro-émulsion (Ma) , dans la micro-émulsion (Mb) et/ou dans la micro-émulsion (Mc) telles que précédemment décrites d'au moins un élément apte à conférer des propriétés magnétiques à la particule de silice (en fer, gadolinium, nickel, cuivre, chrome, cobalt, or, argent, platine, palladium, ou un oxyde ou hydroxyde de ceux-ci) se présentant en une taille suffisamment petite par rapport a la taille finale de la particule souhaitée. Dans cette variante, la condensation de la silice avec la (ou les) molécule (s) d'intérêt par le second alcoxyde de silicium tel que précédemment défini se fait en incorporant cet élément puis, de la même façon, une couche de silice par le premier alcoxyde de silicium tel que précédemment défini se crée en surface. Avantageusement, cet élément se trouve sous la forme d'une particule magnétique. For certain applications of the particles according to the invention incorporating at least one molecule of interest, it may be necessary to concentrate them before resuspending them in a suitable liquid or gel. Such a concentration can be obtained, in the case of liquids, by centrifugation. Another known method of biotechnology is to prepare silica particles having magnetic properties. This goal can be achieved through the use of at least one element capable of imparting electromagnetic properties to the particle. This element may be, for example, iron oxide. In this case, the concentration and the recovery of the silica particles according to the invention is done by magnetic field. Therefore, the process of the present invention may have a particular embodiment in which the silica particle incorporating at least one molecule of interest that is prepared is a silica particle comprising at least one element capable of conferring magnetic properties such as a metal component. This form of implementation comprises the addition in the microemulsion (M a ), in the microemulsion (M b ) and / or in the microemulsion (M c ) as previously described of at least one element capable of imparting magnetic properties to the silica particle (iron, gadolinium, nickel, copper, chromium, cobalt, gold, silver, platinum, palladium, or an oxide or hydroxide thereof) in a sufficiently large size small compared to the final size of the desired particle. In this variant, the condensation of the silica with the molecule (s) of interest by the second silicon alkoxide as previously defined is done by incorporating this element and, in the same way, a layer of silica by the first silicon alkoxide as defined above is created on the surface. Advantageously, this element is in the form of a magnetic particle.
La présente invention concerne également la microémulsion (Mc) susceptible d'être mise en œuvre dans le cadre du procédé selon l'invention. Cette microémulsion de type eau dans huile comprend : The present invention also relates to the microemulsion (M c ) that can be implemented in the context of the process according to the invention. This microemulsion of water-in-oil type comprises:
au moins un tensioactif, notamment tel que précédemment défini,  at least one surfactant, especially as defined above,
- éventuellement au moins un co-tensioactif, notamment tel que précédemment défini,  optionally at least one co-surfactant, especially as defined above,
au moins un solvant non-polaire ou faiblement polaire, notamment tel que précédemment défini ,  at least one non-polar or weakly polar solvent, especially as defined above,
- au moins un solvant polaire, notamment tel que précédemment défini, au moins une molécule d'intérêt, notamment telle que précédemment définie, at least one polar solvent, in particular as previously defined, at least one molecule of interest, in particular as defined above,
au moins un premier alcoxyde de silicium, notamment tel que précédemment défini,  at least one first silicon alkoxide, especially as defined above,
- au moins un second alcoxyde de silicium présentant au moins un groupement apte à établir une liaison non covalente ionique et/ou hydrogène avec la molécule d'intérêt, notamment tel que précédemment défini ,  at least one second silicon alkoxide having at least one group capable of establishing a non-covalent ionic bond and / or hydrogen with the molecule of interest, in particular as defined above,
- au moins un composé capable d'hydrolyser lesdits alcoxydes de silicium, notamment tel que précédemment défini, et  at least one compound capable of hydrolyzing said silicon alkoxides, especially as previously defined, and
éventuellement un élément apte à conférer des propriétés magnétiques tel que précédemment défini.  optionally an element capable of conferring magnetic properties as previously defined.
Avantageusement, la microémulsion de type eau dans huile objet de la présente invention comprend :  Advantageously, the water-in-oil microemulsion which is the subject of the present invention comprises:
au moins un tensioactif en une quantité comprise entre 1 et 40 %, notamment entre 5 et 30 % et, en particulier, entre 10 et 25 % ;  at least one surfactant in an amount of between 1 and 40%, especially between 5 and 30% and, in particular, between 10 and 25%;
- éventuellement au moins un co-tensioactif en une quantité comprise entre 1 et 30 %, notamment entre optionally at least one co-surfactant in an amount of between 1 and 30%, especially between
5 et 25 % et, en particulier, entre 10 et 20 % ; 5 and 25% and in particular between 10 and 20%;
au moins un solvant non-polaire ou faiblement polaire en une quantité comprise entre 40 et 95 %, notamment entre 50 et 90 % et, en particulier, entre 60 et 80 % ;  at least one non-polar or weakly polar solvent in an amount of between 40 and 95%, especially between 50 and 90% and, in particular, between 60 and 80%;
au moins un solvant polaire en une quantité comprise entre 0,25 et 20 %, notamment entre 0,5 et at least one polar solvent in an amount of between 0.25 and 20%, in particular between 0.5 and
10 % et, en particulier, entre 1 et 5 % ; 10% and, in particular, between 1 and 5%;
- au moins une molécule d'intérêt en une quantité comprise entre 0,0001 et 2 %, notamment entre 0, 005 et 0,5 % et, en particulier, entre 0,001 et 0,1 % ; at least one molecule of interest in an amount of between 0.0001 and 2%, in particular between 0, 005 and 0.5% and, in particular, between 0.001 and 0.1%;
au moins un premier alcoxyde de silicium en une quantité comprise entre 0,05 et 20 %, notamment entre 0,1 et 10 % et, en particulier, entre 0,5 et at least one first silicon alkoxide in an amount of between 0.05 and 20%, in particular between 0.1 and 10% and, in particular, between 0.5 and
-J 9o- au moins un second alcoxyde de silicium présentant au moins un groupement apte à établir une liaison non covalente ionique et/ou hydrogène avec la molécule d'intérêt en une quantité comprise entre 0,0005 et 0,2 %, notamment entre 0,001 et 0,1 % et, en particulier, entre 0,005 et 0,05 % ; At least one second silicon alkoxide having at least one group capable of establishing a non-covalent ionic bond and / or hydrogen with the molecule of interest in an amount of between 0.0005 and 0.2%, in particular between 0.001 and 0.1% and, in particular, between 0.005 and 0.05%;
au moins un composé capable d'hydrolyser ledit composé à base de silane en une quantité comprise entre 0,01 et 5 %, notamment entre 0,05 et 1 % et, en particulier, entre 0,1 et 0,5 % ; et  at least one compound capable of hydrolyzing said silane-based compound in an amount of between 0.01 and 5%, especially between 0.05 and 1% and in particular between 0.1 and 0.5%; and
éventuellement un élément apte à conférer des propriétés magnétiques en une quantité comprise entre 0,001 et 5 %, notamment entre 0,005 et 1 % et, en particulier, entre 0,01 et 0,5 % ;  optionally an element capable of imparting magnetic properties in an amount of between 0.001 and 5%, especially between 0.005 and 1% and, in particular, between 0.01 and 0.5%;
les différentes quantités sont exprimées en volume par rapport au volume total de la microémulsion .  the different amounts are expressed in volume relative to the total volume of the microemulsion.
La présente invention concerne enfin l'utilisation d'une particule de silice selon l'invention ou susceptible d'être préparée par un procédé selon l'invention dans différents domaines tels que les capteurs, le diagnostic in vivo ou in vitro, la traçabilité, la lutte contre la contrefaçon, la préservation et/ou le transport de molécules d'intérêt. En effet, comme précédemment expliqué, les particules de silice selon l'invention présente un certain nombre de caractéristiques listées ci-dessous : The present invention finally relates to the use of a silica particle according to the invention or capable of being prepared by a process according to the invention in various fields such as sensors, in vivo or in vitro diagnosis, traceability, fight against counterfeiting, preservation and / or transport of molecules of interest. Indeed, as previously explained, the silica particles according to the invention have a number of characteristics listed below:
protection de la molécule d'intérêt incorporée dans la particule de silice et notamment dans le cœur de cette particule par la silice,  protection of the molecule of interest incorporated in the silica particle and in particular in the core of this particle by silica,
maintient dans la particule de silice de la molécule d'intérêt grâce aux liaisons non covalentes entre la molécule d'intérêt et les unités issues du 2nd alcoxyde de silicium ; maintains in the silica particle of the molecule of interest through the non-covalent bonds between the molecule of interest and the units derived from the 2 nd silicon alkoxide;
porosité de la particule de silice qui permet le passage de molécules de petite ou grande taille .  porosity of the silica particle which allows the passage of small or large molecules.
Dans l'application dans les capteurs, la molécule d'intérêt incorporée dans la particule de silice selon l'invention sera choisie de façon à être capable de capter un élément donné.  In the application in the sensors, the molecule of interest incorporated in the silica particle according to the invention will be chosen so as to be able to capture a given element.
Dans l'application dans le diagnostic, la particule de silice selon l'invention via la molécule d'intérêt qu'elle a incorporée peut servir de substrat à des réactions biologiques. Ainsi, la présente invention concerne la particule de silice pour utilisation comme agent de diagnostic.  In the application in the diagnosis, the silica particle according to the invention via the molecule of interest that it has incorporated can serve as a substrate for biological reactions. Thus, the present invention relates to the silica particle for use as a diagnostic agent.
La partie expérimentale ci-après présente l'utilisation des particules de silice incorporant un acide nucléique et notamment un ADN lésé pour étudier l'activité d'enzymes de réparation ou l'activité réparatrice d'un extrait donné tel qu'un extrait cellulaire. Les particules de silice selon l'invention peuvent être placées dans de petits volumes d'extraits biologiques contenant les enzymes à doser. Les particules de silice peuvent également être utilisées in cellulo . The experimental part hereinafter shows the use of silica particles incorporating a nucleic acid and in particular an injured DNA to study the activity of repair enzymes or the repairing activity of a given extract such as a cell extract. The silica particles according to the invention can be placed in small volumes of biological extracts containing the enzymes to be assayed. The Silica particles can also be used in cellulo.
En variante, l'intérieur de la particule de silice selon l'invention peut servir de réacteur où la réaction est déclenchée par l'entrée d'un petit substrat qui passe par les pores de la silice (hybridation par exemple dans la circulation sanguine) .  Alternatively, the interior of the silica particle according to the invention can serve as a reactor where the reaction is triggered by the entry of a small substrate which passes through the pores of the silica (hybridization for example in the bloodstream) .
Dans le cadre des applications de marquage anti-contrefaçon et de traçabilité, la molécule d'intérêt est avantageusement de l'ADN car il permet de coder un grand nombre d' informations dans un petit volume et ces informations sont amplifiables et décodables de façon spécifique par des protocoles maîtrisés et connus de la biotechnologie. Le marquage ADN est d'ailleurs déjà proposé sur le marché par des entreprises. Ces solutions utilisent l'ADN introduit sous forme moléculaire dans les liquides notamment.  In the context of anti-counterfeiting and traceability labeling applications, the molecule of interest is advantageously DNA since it makes it possible to encode a large amount of information in a small volume and this information can be specifically amplifiable and decodable. by controlled and known protocols of biotechnology. In fact, DNA marking is already offered on the market by companies. These solutions use the DNA introduced in molecular form in particular liquids.
Dans la présente invention, les expériences décrites montrent que l'ADN encapsulé dans les particules de silice reste accessible pour, d'une part, l'amplification spécifique (PCR) et, d'autre part, la réparation in-situ . Par ce dernier procédé, on peut avoir un décodage de l'information par l'introduction d'un ADN lésé et connu dans la particule puis par une réparation spécifique permettant de le rendre fluorescent et donc détectable. Le fait d'avoir l'ADN dans une particule de silice permet de l'isoler suffisamment du milieu ambiant dans lequel on souhaite l'incorporer pour faire du marquage (pour une application de traçabilité ou anti-contrefaçon) . Le fait de l'encapsuler dans une particule de silice permet également d'avoir accès à la fonctionnalisation de la silice afin de rendre ces nanotraceurs compatibles avec des solvants ou des matériaux variés. Par exemple, il est possible de greffer, à la surface des nanoparticules , des fonctions hydrophobes telles que des fonctions thiol, ou de longues chaînes carbonées ou fluorées, et ainsi pouvoir disperser ces particules dans des solvants organiques. Ceci peut par exemple servir à marquer des polymères ou des liquides organiques . In the present invention, the experiments described show that the DNA encapsulated in the silica particles remains accessible for, on the one hand, specific amplification (PCR) and, on the other hand, in-situ repair. By the latter method, one can have a decoding of the information by the introduction of a DNA damaged and known in the particle then by a specific repair making it fluorescent and therefore detectable. The fact of having the DNA in a silica particle makes it possible to isolate it sufficiently from the ambient environment in which it is desired to incorporate it to make the marking (for a traceability or anti-counterfeiting application). Encapsulating it in a silica particle also allows access to the functionalization of silica to make these nanotracers compatible with solvents or various materials. For example, it is possible to graft, on the surface of the nanoparticles, hydrophobic functions such as thiol functions, or long carbon or fluorinated chains, and thus be able to disperse these particles in organic solvents. This may for example be used to label polymers or organic liquids.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront encore à l'homme du métier à la lecture des exemples ci-après donnés à titre illustratif et non limitatif, en référence aux figures annexées. Other features and advantages of the present invention will become apparent to those skilled in the art on reading the examples hereinafter given by way of nonlimiting illustration, with reference to the appended figures.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
La Figure 1 présente un schéma de principe décrivant la structure d'une nanoparticule de silice avec l'ADN plasmidique encapsulé en son cœur ainsi que les interactions hydrogène entre le réseau de silice di-aminée et les groupements phosphates de l'ADN.  Figure 1 shows a schematic diagram describing the structure of a silica nanoparticle with the encapsulated plasmid DNA at its core as well as the hydrogen interactions between the di-amino silica network and the phosphate groups of the DNA.
La Figure 2 présente des images par microscopie électronique à transmission de nanoparticules de silice selon l'invention encapsulant de l'ADN.  Figure 2 shows images by transmission electron microscopy of silica nanoparticles according to the invention encapsulating DNA.
La Figure 3 présente les graphiques représentant la distribution des nanoparticules de silice en nombre en fonction de la taille, les nanoparticules de silice ayant été synthétisées selon protocole II ci-après : taille environ 40 nm (Figure 3A) ou selon protocole I : taille environ 100 nm (Figure 3B) . FIG. 3 presents the graphs representing the number distribution of silica nanoparticles as a function of size, the silica nanoparticles having been synthesized according to protocol II below: size approximately 40 nm (FIG. 3A) or according to protocol I: size approximately 100 nm (FIG. 3B).
La Figure 4 présente une image par microscopie électronique en transmission de nanoparticules de silice selon l'invention encapsulant de l'acide polyacrylique (protocole IV) .  FIG. 4 shows an image by transmission electron microscopy of silica nanoparticles according to the invention encapsulating polyacrylic acid (protocol IV).
La Figure 5 présente l'analyse par électrophorèse sur gel d' agarose 1% des nanoparticules de silice non fonctionnalisées synthétisées avec de l'ADN (Figure 5A) et des nanoparticules de silice selon l'invention i.e. fonctionnalisées synthétisées avec de l'ADN (Figure 5B) . Figure 5A : pistes 1 à 4 (contrôle) : marqueurs de masse moléculaire, plasmide linéarisé (200 ng) , plasmide superenroulé (200 ng) et nanoparticules de silice, respectivement ; piste 5 : nanoparticules de silice préparées en présence d'ADN puis dialysées ; pistes 6 à 8 : différentes dilutions de nanoparticules de silice préparées en présence d'ADN. Figure 5B : pistes 1 à 3 (contrôle) : marqueurs de masse moléculaire, plasmide seul (14 ng, concentration insuffisante) , nanoparticules de silice préparées sans ADN ; piste 4 : vide ; piste 5 : nanoparticules de silice encapsulant de l'ADN et piste 6 : nanoparticules de silice encapsulant de l'ADN-IP.  FIG. 5 shows the analysis by agarose gel electrophoresis of 1% of the non-functionalized silica nanoparticles synthesized with DNA (FIG. 5A) and silica nanoparticles according to the invention, ie functionalized synthesized with DNA (FIG. Figure 5B). FIG. 5A: lanes 1 to 4 (control): molecular weight markers, linearized plasmid (200 ng), supercoiled plasmid (200 ng) and silica nanoparticles, respectively; lane 5: silica nanoparticles prepared in the presence of DNA and then dialysed; lanes 6 to 8: different dilutions of silica nanoparticles prepared in the presence of DNA. Figure 5B: lanes 1 to 3 (control): molecular weight markers, plasmid alone (14 ng, insufficient concentration), silica nanoparticles prepared without DNA; track 4: empty; lane 5: silica nanoparticles encapsulating DNA and lane 6: silica nanoparticles encapsulating DNA-IP.
La Figure 6 présente les analyses de spectroscopie fluorescente de l'ADN marqué à l' IP dans de l'eau (Figure 6A) , de nanoparticules de silice encapsulant de l'ADN marqué à l'IP dans de l'eau (Figure 6B) , de l'ADN marqué au Cy3 dans de l'eau (Figure 6C) et de nanoparticules de silice encapsulant de l'ADN marqué au Cy3 (Figure 6D) . La Figure 7 présente les spectres d'émission des nanoparticules analysées en microscopie confocale obtenues après excitation à 488 nm. Les nanoparticules étudiées sont des nanoparticules de silice préparées sans ADN (Billes de silice pure) , des nanoparticules de silice encapsulant de l'ADN (Billes de silice/ADN), encapsulant de l'ADN-IP (Billes de silice/ADN-IP) ou encapsulant de l'ADN-Cy3 (Billes de silice/ADN-Cy3 ) soumises à une excitation à 488 nm. Figure 6 shows the fluorescent spectroscopy analyzes of IP-labeled DNA in water (Figure 6A), silica nanoparticles encapsulating IP-labeled DNA in water (Figure 6B). ), Cy3 labeled DNA in water (Figure 6C) and silica nanoparticles encapsulating Cy3 labeled DNA (Figure 6D). Figure 7 shows the emission spectra of the nanoparticles analyzed by confocal microscopy obtained after excitation at 488 nm. The nanoparticles studied are silica nanoparticles prepared without DNA (pure silica beads), silica nanoparticles encapsulating DNA (silica / DNA beads), encapsulating DNA-IP (silica / DNA-IP beads). or encapsulating DNA-Cy3 (silica beads / DNA-Cy3) excited at 488 nm.
La Figure 8 présente la quantification de la réparation/ nick-translation par fluorescence sur le gel d'agarose 2%, à l'aide du Typhonn 9400 sur de l'ADN encapsulé dans des nanoparticules de silice selon l'invention encapsulant de l'ADN avec le dCTP-Cy3 comme marqueur fluorescent, sans enzyme « Blanc » et avec enzyme « Nick translation » (Figure 8A) ou avec du biotine-ddCTP révélée ensuite par streptavidine- Fluoprobes 647, sans enzyme « Blanc » et avec enzyme « Nick translation 4 » (Figure 8B) .  FIG. 8 shows the quantization of the fluorescence repair / nick-translation on the 2% agarose gel, using Typhoon 9400 on DNA encapsulated in silica nanoparticles according to the invention encapsulating the DNA with dCTP-Cy3 as fluorescent marker, without "White" enzyme and with "Nick translation" enzyme (FIG. 8A) or with biotin-ddCTP subsequently revealed by streptavidin-Fluoprobes 647, without "White" enzyme and with "Nick" enzyme translation 4 "(Figure 8B).
La Figure 9 présente la quantification des tests de réparation après gel d' électrophorèse sur des nanoparticules de silice (Si) et sur des nanoparticules de silice selon l'invention encapsulant de l'ADN (Si/ADN), de l'ADN lésé (Si/ADN lésé), du PAA et de l'ADN ( Si /PAA/ADN) ou du PAA et de l'ADN lésé ( Si /PAA/ADN lésé) . EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS FIG. 9 shows the quantification of the electrophoretic gel repair tests on silica nanoparticles (Si) and on silica nanoparticles according to the invention encapsulating DNA (Si / DNA), damaged DNA ( If / DNA damage), PAA and DNA (Si / PAA / DNA) or PAA and DNA damage (Si / PAA / DNA damage). DETAILED PRESENTATION OF PARTICULAR EMBODIMENTS
I . Protocole de synthèse de nanoparticules encapsulant de 1 ' ADN . I. Protocol for synthesizing nanoparticles encapsulating DNA.
1.1. Nanoparticules encapsulant de l'ADN d'une taille de l'ordre de 100 nm (Protocole I)  1.1. Nanoparticles encapsulating DNA with a size of the order of 100 nm (Protocol I)
Les nanoparticules ont été préparées en utilisant la méthode de microémulsion inverse (eau dans huile) [6] .  The nanoparticles were prepared using the inverse microemulsion method (water-in-oil) [6].
La solution de microémulsion a été préparée en mélangeant les quantités adéquates de tensioactif, de co-tensioactif, de solvant organique, d'eau et de solution aqueuse d'ammoniaque, d'APTMES (3-aminopropyl- triméthoxysilane; d = 1, 027; M = 179, 29 gmol-1) et de TEOS (tétraéthoxysilane; d = 0, 934; M = 208, 33 gmol"1) . L'ammoniaque (NH4OH) en se décomposant agit comme réactif (H20) et comme catalyseur (NH3) de l'hydrolyse du TEOS et de l'APTMES. The microemulsion solution was prepared by mixing the appropriate amounts of surfactant, co-surfactant, organic solvent, water and aqueous ammonia solution, APTMES (3-aminopropyltrimethoxysilane, d = 1.027 M = 179, 29 gmol -1 ) and TEOS (tetraethoxysilane, d = 0.934, M = 208, 33 gmol -1 ) Ammonia (NH 4 OH) decomposes as a reactant (H 2 O). ) and as a catalyst (NH 3 ) for the hydrolysis of TEOS and APTMES.
La préparation classique d'une microémulsion inverse pour fabriquer des nanoparticules de silice contenant un plasmide est décrite ci-après. Ce protocole permet d'obtenir des particules de l'ordre de 100 nm (voir les photos TEM de la Figure 2) .  The conventional preparation of an inverse microemulsion for making plasmid-containing silica nanoparticles is described below. This protocol makes it possible to obtain particles of the order of 100 nm (see TEM photos in FIG. 2).
La procédure consiste à ajouter dans un ballon de 50 mL, en respectant l'ordre décrit, les produits chimiques suivants : le tensioactif triton X100 (2,1 mL) , le co-tensioactif n-hexanol (2,05 mL) , le solvant organique cyclohexane (9,38 mL) . La solution est alors agitée à température ambiante pendant 15 min.  The procedure involves adding to a 50 mL flask, in the order described, the following chemicals: the triton X100 surfactant (2.1 mL), the n-hexanol co-surfactant (2.05 mL), the cyclohexane organic solvent (9.38 mL). The solution is then stirred at room temperature for 15 minutes.
Ensuite, le plasmide (100 }iL à 5 ug/pL dans l'eau, 3000 pb) , l'eau (200 pL) ainsi que de l'ammoniaque à 33% (125 L, catalyseur de l'hydrolyse des alcoxydes de silicium) sont additionnés à la solution. L'émulsion formée est agitée 15 min. Then, the plasmid (100 μl at 5 μg / μL in water, 3000 bp), water (200 μL) and ammonia at 33% (125 L, hydrolysis catalyst silicon alkoxides) are added to the solution. The emulsion formed is stirred for 15 minutes.
Les alcoxydes de silicium APTMES (1,5 L) et TEOS (123,75 L) sont injectés dans cette émulsion. L'injection peut se faire successivement en commençant par 1 'APTMES ou bien simultanément. Dans les deux cas, les résultats obtenus sont identiques. La réaction est alors agitée pendant 24 h à température ambiante.  The alkoxides of silicon APTMES (1.5 L) and TEOS (123.75 L) are injected into this emulsion. The injection can be done successively starting with the APTMES or simultaneously. In both cases, the results obtained are identical. The reaction is then stirred for 24 h at room temperature.
L'émulsion est enfin déstabilisée par l'ajout d' éthanol (45 mL) et les nanoparticules sont rincées trois fois à l' éthanol et une fois à l'eau. Chaque lavage est suivi d'une centrifugation à 5000 rpm pendant 15 min pour sédimenter les nanoparticules. Les nanoparticules de silice sont dispersées par vortex dans l'eau (5 mL) . Elles sont ensuite dialysées 1 nuit dans 600 ml d'H20 (MWCO : 4000-6000), ce qui permet l'élimination de l'ADN libre, et d'éventuelles traces de surfactant. Elles sont alors prêtes à être caractérisées et utilisées. The emulsion is finally destabilized by the addition of ethanol (45 ml) and the nanoparticles are rinsed three times with ethanol and once with water. Each wash is followed by centrifugation at 5000 rpm for 15 min to sediment the nanoparticles. The silica nanoparticles are vortexed in water (5 mL). They are then dialyzed overnight in 600 ml of H 2 0 (MWCO: 4000-6000), which allows the removal of free DNA, and any traces of surfactant. They are then ready to be characterized and used.
1.2. Nanoparticules encapsulant de l'ADN d'une taille de l'ordre de 50 nm (Protocole II) 1.2. Nanoparticles encapsulating DNA with a size of about 50 nm (Protocol II)
Pour obtenir des particules de 50 nm, le protocole est modifié en changeant le rapport eau/surfactant/phase huileuse.  To obtain 50 nm particles, the protocol is modified by changing the water / surfactant / oily phase ratio.
La procédure consiste à ajouter dans un ballon de 50 mL, dans l'ordre, les produits chimiques suivants : le tensioactif triton X100 (6,7 mL) , le co- tensioactif n-hexanol (6,6 mL) , le solvant organique cyclohexane (15 mL) . La solution est alors agitée à température ambiante pendant 15 min. Ensuite, le plasmide (100 \iL à 5 ug/pL dans l'eau, 3000 pb) , l'eau (300 pL) ainsi que de l'ammoniaque à 33% (100 L, catalyseur de l'hydrolyse des alcoxydes de silicium) sont additionnés à la solution. L'émulsion formée est agitée 15 min. The procedure involves adding to a 50 mL flask, in order, the following chemicals: Triton surfactant X100 (6.7 mL), co-surfactant n-hexanol (6.6 mL), organic solvent cyclohexane (15 mL). The solution is then stirred at room temperature for 15 minutes. Then, the plasmid (100 μl at 5 μg / μL in water, 3000 bp), water (300 μL) and 33% ammonia (100 L, catalyst for the hydrolysis of the alkoxides of silicon) are added to the solution. The emulsion formed is stirred for 15 minutes.
Les alcoxydes de silicium APTMES (1,5 L) et TEOS (98,5 μΐ^ sont injectés dans cette émulsion. La réaction est agitée pendant 24 h à température ambiante .  The alkoxides of silicon APTMES (1.5 L) and TEOS (98.5 μl) are injected into this emulsion.The reaction is stirred for 24 h at room temperature.
L'émulsion est enfin déstabilisée par l'ajout d' éthanol (45 mL) et les nanoparticules sont rincées trois fois à l' éthanol et une fois à l'eau. Chaque lavage est suivi d'une centrifugation à 5000 rpm pendant 15 min pour sédimenter les nanoparticules. Les nanoparticules de silice dispersées par vortex dans l'eau (5 mL) . Elles sont ensuite dialysées 1 nuit dans 600 ml d'H20 (MWCO : 4000-6000) , ce qui permet l'élimination des petites molécules résiduelles. Elles sont alors prêtes à être caractérisées et utilisées. The emulsion is finally destabilized by the addition of ethanol (45 ml) and the nanoparticles are rinsed three times with ethanol and once with water. Each wash is followed by centrifugation at 5000 rpm for 15 min to sediment the nanoparticles. Silica nanoparticles dispersed by vortex in water (5 mL). They are then dialyzed overnight in 600 ml H 2 0 (MWCO: 4000-6000), which allows the removal of small residual molecules. They are then ready to be characterized and used.
1.3. Nanoparticules encapsulant de l'ADN d'une taille de l'ordre de 15 nm (Protocole III) 1.3. Nanoparticles encapsulating DNA with a size of the order of 15 nm (Protocol III)
Pour obtenir des particules encore plus petites (de l'ordre de 15 nm) il est possible d'utiliser un autre surfactant, selon le protocole ci-après.  To obtain even smaller particles (of the order of 15 nm) it is possible to use another surfactant, according to the protocol below.
Dans un ballon, sont mélangés sous agitation magnétique 1,3 mL de tensioactif IGEPAL C0-520 avec 10 mL de cyclohexane. Le mélange se fait à température ambiante et pendant 30 min.  1.3 ml of IGEPAL C0-520 surfactant are mixed with 10 ml of cyclohexane in a flask with magnetic stirring. The mixture is at room temperature and for 30 minutes.
Puis est introduite une solution de plasmide Then a plasmid solution is introduced
(100 pL à 5 pg/uL dans l'eau) suivie d'un volume de 380 μΐ d'eau. Ensuite un volume de 100 d'ammoniaque a 33% est ajouté à l'émulsion toujours sous agitation. (100 μL at 5 μg / μL in water) followed by a volume of 380 μΐ of water. Then a volume of 100 of ammonia at 33% is added to the emulsion still stirring.
La solution est agitée pendant 30 min afin de stabiliser le système avant l'ajout successif ou simultané des précurseurs de silice de la même façon que pour les autres protocoles, à savoir : 1,5 L d'APTMES et 98,5 μΐ, de TEOS . Dans le cas d'un ajout successif, on commence par ajouter l'APTMES puis le TEOS. La solution est laissée sous agitation pendant 24 h.  The solution is stirred for 30 minutes in order to stabilize the system before the successive or simultaneous addition of the silica precursors in the same way as for the other protocols, namely: 1.5 L APTMES and 98.5 μΐ, TEOS. In the case of a successive addition, we first add the APTMES and then the TEOS. The solution is stirred for 24 h.
L'émulsion est enfin déstabilisée par l'ajout d' éthanol (45 mL) et les nanoparticules sont rincées trois fois à l' éthanol et une fois à l'eau. Chaque lavage est suivi d'une centrifugation à 5000 rpm pendant 15 min pour sédimenter les nanoparticules. Les nanoparticules de silice sont dispersées par vortex dans l'eau (5 mL) . Elles sont ensuite dialysées 1 nuit dans 600 ml d' H20 (MWCO : 4000-6000), ce qui permet l'élimination de l'ADN libre et des petites molécules résiduelles. Elles sont alors prêtes à être caractérisées et utilisées. The emulsion is finally destabilized by the addition of ethanol (45 ml) and the nanoparticles are rinsed three times with ethanol and once with water. Each wash is followed by centrifugation at 5000 rpm for 15 min to sediment the nanoparticles. The silica nanoparticles are vortexed in water (5 mL). They are then dialyzed overnight in 600 ml of H 2 O (MWCO: 4000-6000), which allows the removal of free DNA and small residual molecules. They are then ready to be characterized and used.
Cependant, dans ce cas, si l'on souhaite encapsuler de l'ADN, il est nécessaire d'utiliser un plasmide plus petit (<3000 pb) voire des brins d'ADN. En effet, la taille finale des nanoparticules conditionne également la taille des molécules que l'on souhaite encapsuler. II . Protocole de synthèse de nanoparticules encapsulant de l'acide polyacrylique (Protocole IV) However, in this case, if it is desired to encapsulate DNA, it is necessary to use a smaller plasmid (<3000 bp) or even DNA strands. Indeed, the final size of the nanoparticles also determines the size of the molecules that it is desired to encapsulate. II. Protocol for synthesizing nanoparticles encapsulating polyacrylic acid (Protocol IV)
Les nanoparticules ont été préparées en utilisant le protocole I. La seule différence réside dans l'étape où le polymère acide polyacrylique (100 }i~L à 5 g/ L dans l'eau, soit une concentration de 0,4 μΜ, MW = 1 250 000 gmol-1) est introduit dans la synthèse à la place de 1 ' ADN . III. Protocole de synthèse de nanoparticules encapsulant à la fois de l 'ADN et de l'acide polyacrylique (Protocole V) The nanoparticles were prepared using protocol I. The only difference lies in the step where the polyacrylic acid polymer (100} i ~ L at 5 g / L in water, a concentration of 0.4 μΜ, MW = 1,250,000 gmol -1 ) is introduced into the synthesis in place of the DNA. III. Protocol for synthesizing nanoparticles encapsulating both DNA and polyacrylic acid (Protocol V)
Dans un ballon, sont mélangés, sous agitation magnétique, 2,1 mL de tensioactif Triton X100 avec 2,05 mL de n-hexanol et 9 mL de cyclohexane. Le mélange se fait a température ambiante et pendant 15 min.  2.1 ml of Triton X100 surfactant are mixed with 2.05 ml of n-hexanol and 9 ml of cyclohexane in a flask. The mixture is at room temperature and for 15 minutes.
Puis sont introduits 50 μL de solution d'acide polyacrylique (MW = 1 250 000 gmol"1, C = 0,4 μΜ) et une solution de plasmide (100 L à 5 g/ L dans l'eau, 3000 pb) suivie d'un volume de 150 pL d'eau. Then 50 μL of polyacrylic acid solution (MW = 1 250 000 gmol -1 , C = 0.4 μM) and a plasmid solution (100 L to 5 g / L in water, 3000 bp) are introduced. a volume of 150 μL of water.
Ensuite un volume de 125 L d'ammoniaque à 33% est ajouté à l'émulsion toujours sous agitation. La solution est agitée pendant 30 min afin de stabiliser le système avant l'ajout successif ou simultané des précurseurs de silice de la même façon que pour les autres protocoles à savoir : 1,5 ]iL d'APTMES et 123,6 de TEOS. Dans le cas d'un ajout successif on commence par ajouter l'APTMES puis le TEOS. La solution est laissée sous agitation pendant 24 h. Then a volume of 125 L of ammonia 33% is added to the emulsion still stirring. The solution is stirred for 30 minutes in order to stabilize the system before the successive or simultaneous addition of the precursors of silica in the same way as for the other protocols namely: 1.5% APTMES and 123.6%. from TEOS. In the case of a successive addition we start by adding the APTMES then the TEOS. The solution is stirred for 24 h.
L'émulsion est enfin déstabilisée par l'ajout d' éthanol (45 mL) et les nanoparticules sont rincées trois fois à l'éthanol et une fois à l'eau. Chaque lavage est suivi d'une centrifugation à 5000 rpm pendant 15 min pour sédimenter les nanoparticules . Les nanoparticules de silice dispersées par vortex dans l'eau (5 mL) sont dialysées 24 h. Les particules dialysées sont alors prêtes à être caractérisées et utilisées (M CO : 4000-6000) . The emulsion is finally destabilized by the addition of ethanol (45 mL) and the nanoparticles are rinsed three times with ethanol and once with water. Each wash is followed by centrifugation at 5000 rpm for 15 min to sediment the nanoparticles. The vortex-dispersed silica nanoparticles in water (5 mL) are dialyzed 24 hours. The dialyzed particles are then ready to be characterized and used (M CO: 4000-6000).
Le ratio acide polyacrylique/ADN peut être modifié afin d'obtenir des objets plus volumineux et ayant une couche de silice plus fine.  The polyacrylic acid / DNA ratio can be modified to obtain larger objects with a finer silica layer.
IV. Caractérisation des nanoparticules encapsulant de l'ADN et/ou de l'acide polyacrylique IV. Characterization of nanoparticles encapsulating DNA and / or polyacrylic acid
L résultats et les caractérisations présentés ci-dessous ont été obtenus sur des nanoparticules de silice dans lesquelles des plasmides ont été incorporés par synthèse micellaire inverse. Cette caractérisation a permis de démontrer :  The results and characterizations presented below were obtained on silica nanoparticles in which plasmids were incorporated by reverse micelle synthesis. This characterization has demonstrated:
d'une part, l'efficacité du procédé d' encapsulation de l'ADN et  on the one hand, the efficiency of the process of encapsulation of DNA and
d'autre part, la fonctionnalité de ces objets : c'est-à-dire l'accessibilité de l'ADN encapsulé pour plusieurs types de réactions biologiques spécifiques de l'ADN, malgré le fait qu'il soit encapsulé dans les nanoparticules. Ceci provient du fait que la coquille de la particule est constituée de silice poreuse. IV.1. Caractérisation morphologique on the other hand, the functionality of these objects: that is to say the accessibility of the encapsulated DNA for several types of DNA specific biological reactions, despite the fact that it is encapsulated in the nanoparticles. This is because the shell of the particle is porous silica. IV.1. Morphological characterization
i. Encapsulation d'ADN  i. DNA encapsulation
Les clichés MET des particules de silice avec l'ADN encapsulé selon le protocole I sont présentés sur la Figure 2. Ces images montrent que la taille des particules est comprise entre 50 et 80 nm.  The MET images of the silica particles with the DNA encapsulated according to the protocol I are shown in FIG. 2. These images show that the particle size is between 50 and 80 nm.
Par ailleurs, un contraste très net est visible entre le cœur de la particule et la couche de surface. Ce contraste est dû à une différence de densité électronique qui montre clairement que la couche externe des particules est essentiellement composée de silice et que le cœur lui est constitué majoritairement de l'ADN.  Moreover, a very clear contrast is visible between the core of the particle and the surface layer. This contrast is due to a difference in electron density which clearly shows that the outer layer of the particles is essentially composed of silica and that the heart is made up mainly of DNA.
Une mesure des particules par diffusion dynamique de la lumière (DLS pour « Dynamic Light Scattering », Nanosizer de chez Malvern) confirme les observations MET (Figure 3) . ii. Encapsulation d'acide polyacrylique Afin de conforter ce point, une expérience similaire a été menée en encapsulant cette fois un polymère de structure similaire à l'ADN et dont le comportement vis-à-vis des alcoxydes de silicium et de la synthèse sol-gel est similaire à l'ADN (protocole IV) . Ce polymère est l'acide polyacrylique. Le protocole de synthèse utilisé est identique à celui utilisé dans le cas de l'ADN mis à part que l'on remplace l'ADN par l'acide polyacrylique (cf. point II) ·  A dynamic light scattering particle measurement (DLS for "Dynamic Light Scattering", Nanosizer from Malvern) confirms the MET observations (Figure 3). ii. Encapsulation of Polyacrylic Acid In order to reinforce this point, a similar experiment was conducted by encapsulating this time a polymer of structure similar to DNA and whose behavior with respect to silicon alkoxides and sol-gel synthesis is similar to DNA (protocol IV). This polymer is polyacrylic acid. The synthesis protocol used is identical to that used in the case of DNA except that the DNA is replaced by polyacrylic acid (see point II).
La caractérisation MET des particules obtenues montre des structures similaires avec un cœur moins dense que la coquille. Cette caractérisation montre donc que les molécules telles que l'ADN ou l'acide polyacrylique se retrouvent préférentiellement au cœur des particules et qu'une coquille externe de silice se forme (Figure 4) . The MET characterization of the obtained particles shows similar structures with a lesser heart dense than the shell. This characterization thus shows that molecules such as DNA or polyacrylic acid are preferentially found in the core of the particles and that an outer shell of silica is formed (Figure 4).
Dans le cas de l'acide polyacrylique, la taille des particules est beaucoup plus polydisperse qu'avec l'ADN, avec des particules allant de 40 nm à 150 nm. Ceci vient du fait probablement de la perturbation de l'émulsion par l'acide polyacrylique mal dissous dans la phase aqueuse. Cette dispersion est beaucoup moins importante dans le cas de 1 ' encapsulation de l'ADN.  In the case of polyacrylic acid, the particle size is much more polydisperse than with DNA, with particles ranging from 40 nm to 150 nm. This is probably due to the disruption of the emulsion by the polyacrylic acid poorly dissolved in the aqueous phase. This dispersion is much less important in the case of encapsulation of the DNA.
IV.2. Caractérisation du potentiel de surfaceIV.2. Characterization of the surface potential
Afin de vérifier que la surface des nanoparticules est bien composée de silice et non d'ADN, une mesure de potentiel zeta a été faite sur des billes sans ADN et avec ADN. In order to verify that the surface of the nanoparticles is well composed of silica and not of DNA, a measurement of zeta potential was made on beads without DNA and with DNA.
A pH 7, le potentiel des particules de silice est de -30 mV et celui des nanoparticules encapsulant de l'ADN de -25 mV.  At pH 7, the potential of the silica particles is -30 mV and that of the nanoparticles encapsulating DNA of -25 mV.
Le potentiel de surface des particules des deux synthèses étant quasiment identique, cette mesure montre que la surface se compose majoritairement de silice et que l'ADN est confiné majoritairement au cœur de la particule de silice.  As the particle surface potential of the two syntheses is almost identical, this measurement shows that the surface consists mainly of silica and that the DNA is confined mainly to the core of the silica particle.
IV.3. Démonstration de la présence de l'ADN dans les nanoparticules par méthode électrophorétique IV.3. Demonstration of the presence of DNA in nanoparticles by electrophoretic method
Afin de démonter que le procédé précédemment décrit utilisant un précurseur de silice avec des fonctions aminé (nanoparticules de silice fonctionnalisées) permet 1 ' encapsulation stable de l'ADN dans les nanoparticules, on effectue une analyse comparative du profil de migration sur gel d' agarose des différentes préparations en présence des témoins adaptés . In order to demonstrate that the previously described method using a silica precursor with amino functions (functionalized silica nanoparticles) allows the stable encapsulation of the DNA in the nanoparticles, a comparative analysis of the agarose gel migration profile of the different preparations is carried out in the presence of the appropriate controls.
On compare ainsi par cette méthode, les capacités de piégeage d'ADN de nanoparticules préparées avec une silice sans fonction aminé (noté Si) ou avec fonctions aminés (dites « fonctionnalisées » noté SiNH2) (Protocole I) . Thus, by this method, the DNA trapping capacities of nanoparticles prepared with a silica without amine function (denoted Si) or with amino functions (called "functionalized" denoted SiNH 2 ) (Protocol I) are compared.
On peut ainsi différencier les préparations pour lesquelles l'ADN est piégé dans les nanoparticules de celles pour lesquelles l'ADN est simplement adsorbé sur les billes.  It is thus possible to differentiate the preparations for which the DNA is trapped in the nanoparticles from those for which the DNA is simply adsorbed on the beads.
Les propriétés suivantes de 1 ' électrophorèse sur gel d' agarose 1% sont utilisées : les nanoparticules restent confinées dans le puits de dépôt, l'ADN non piégé migre dans le gel sous la force du courant électrique appliqué. Les fragments d'ADN sont séparés en fonction de leur poids moléculaire et de leur encombrement (1 kb a un poids moléculaire de 330 000 g. mol-1) . L'ADN négativement chargé migre vers l'anode tandis que les ions positifs du tampon migrent vers la cathode ralentissant ainsi la migration de l'ADN en séparant ces fragments. The following properties of 1% agarose gel electrophoresis are used: the nanoparticles remain confined in the deposition well, the non-trapped DNA migrates into the gel under the force of the applied electric current. The DNA fragments are separated according to their molecular weight and their bulk (1 kb has a molecular weight of 330,000 g, mol -1 ). The negatively charged DNA migrates to the anode as the positive ions of the buffer migrate to the cathode thereby slowing the migration of the DNA by separating these fragments.
La Figure 5 présente le profil de migration électrophorétique des deux préparations de nanoparticules /ADN en présence de témoins adéquats. L'ADN est révélé par BET. Les nanoparticules de silice déposées sur le gel ont été synthétisées à partir d'une émulsion contenant l'ADN et uniquement du TEOS comme précurseur de silice (noté Si) (Figure 5A) . Les billes de silice déposées sur le gel ont été synthétisées avec l'ADN, le TEOS et une proportion d'APTES suivant le protocole décrit précédemment (noté Si/NH2) (Protocole I) (Figure 5B) . Figure 5 shows the electrophoretic migration profile of the two nanoparticle / DNA preparations in the presence of adequate controls. The DNA is revealed by BET. The silica nanoparticles deposited on the gel were synthesized from an emulsion containing the DNA and only TEOS as precursor of silica (denoted Si) (FIG. 5A). The silica beads deposited on the gel were synthesized with DNA, TEOS and a proportion of APTES following the previously described protocol (denoted Si / NH 2 ) (Protocol I) (FIG. 5B).
Pour l'échantillon Figure 5A, les plasmides ont été encapsulés en les ajoutant à la phase aqueuse de la synthèse micellaire. Le profil électrophorétique sur gel d' agarose de ces nanoparticules a été comparé aux plasmides libres non encapsulés (piste 3) et aux nanoparticules sans ADN (piste 4) . La Figure 5A montre les nanoparticules de silice synthétisées avec des plasmides avant dialyse (pistes 6, 7 et 8) et après dialyse (piste 5) ainsi que des nanoparticules de silice seule (piste 4) et les plasmides non encapsulés (piste 3) .  For sample Figure 5A, the plasmids were encapsulated by adding them to the aqueous phase of the micellar synthesis. The agarose gel electrophoretic profile of these nanoparticles was compared to unencapsulated free plasmids (lane 3) and DNA - free nanoparticles (lane 4). Figure 5A shows the silica nanoparticles synthesized with plasmids prior to dialysis (lanes 6, 7 and 8) and after dialysis (lane 5) as well as silica nanoparticles alone (lane 4) and unencapsulated plasmids (lane 3).
Cette expérience montre que, dans les pistes 6, This experience shows that in tracks 6,
7 et 8, les plasmides, qui ont migré comme le plasmide témoin non encapsulé (piste 3), sont libres. De plus, après dialyse (piste 5) , les plasmides ne sont plus visibles dans le gel, ils ont donc été éliminés pendant la dialyse. On en conclut que les plasmides sont repoussés à la surface pendant la synthèse des nanoparticules et qu'ils se désorbent en dialyse. 7 and 8, the plasmids, which migrated as the unencapsulated control plasmid (lane 3), are free. In addition, after dialysis (lane 5), the plasmids are no longer visible in the gel, so they were removed during dialysis. It is concluded that plasmids are pushed to the surface during nanoparticle synthesis and desorb in dialysis.
Les résultats obtenus avec les nanoparticules synthétisées suivant le protocole I à partir des fonctions aminés de l'APTES, sont exposés Figure 5B. Le gel d' agarose montre que les nanoparticules co- localisent avec les plasmides révélés par BET (pistes 5 et 6) . Ces plasmides restent dans les puits, il n'y a pas de désorption pendant la migration sur gel. Cette expérience nous indique que grâce à la fonctionnalisation, les plasmides restent accrochés aux nanoparticules . De plus, il n'y a pas de séparation par électrophorèse, l'ADN se trouve donc à l'intérieur des nanoparticules, piégé par la silice et le BET pénètre dans la matrice de silice poreuse pour s'intercaler entre les paires de bases de l'ADN. The results obtained with the nanoparticles synthesized according to the protocol I from the amino functions of the APTES, are shown in FIG. 5B. The agarose gel shows that the nanoparticles localize with the plasmids revealed by BET (lanes 5 and 6). These plasmids remain in the wells, there is no desorption during gel migration. This experiment tells us that thanks to the functionalization, the plasmids remain attached to the nanoparticles. In addition, there is no electrophoretic separation, the DNA is therefore inside the nanoparticles, trapped by silica and the BET enters the porous silica matrix to intercalate between the base pairs of DNA.
IV.4. Démons ration de la présence de l'ADN dans les nanoparticules par microscopie confocale et spectrométrie IV.4. Demons ration of the presence of DNA in nanoparticles by confocal microscopy and spectrometry
Des analyses en fluorescence et microscopie confocale ont été réalisées pour confirmer la présence de l'ADN dans les nanoparticules fonctionnalisées. Pour détecter l'ADN, ce dernier a tout d'abord été marqué par différents fluorop ores tels que l'iodure de propidium (IP ; par incubation simple entre l'ADN et l'IP) et le Cy3 (par marquage enzymatique par nick- translation) . Nous avons ensuite encapsulé ces plasmides marqués par la méthode des nanoparticules fonctionnalisées (Protocole I) . Les résultats obtenus sont décrits ci-après. i. Analyse en fluorescence  Fluorescence analyzes and confocal microscopy were performed to confirm the presence of DNA in the functionalized nanoparticles. To detect the DNA, it was first labeled with different fluorophores such as propidium iodide (IP, by simple incubation between DNA and IP) and Cy3 (by enzymatic labeling by nick - translation). We then encapsulated these labeled plasmids by the functionalised nanoparticle method (Protocol I). The results obtained are described below. i. Fluorescence analysis
Les graphiques Figures 6A et 6B permettent de comparer la fluorescence de l'IP dans de l'eau (Figure 6A) et des nanoparticules de silice ayant encapsulé l'ADN marqué à l'intercalant IP (Figure 6B) . Les mêmes courbes d'excitation et d'émission sont observées dans les deux cas. L'ADN est donc bien présent dans les particules de silice. The graphs 6A and 6B compare the fluorescence of the IP in water (FIG. 6A) and silica nanoparticles having encapsulated the labeled DNA with the IP intercalator (FIG. 6B). The same excitation and emission curves are observed in both cases. DNA is therefore present in the silica particles.
Le graphique Figure 6C correspond aux analyses de la fluorescence de l'ADN marqué au Cy3 par nick- translation dans de l'eau comparé à celui des nanoparticules encapsulant ce même ADN marqué au Cy3 (Figure 6D) . Le graphique Figure 6D montre la présence du pic d'émission de fluorescence du Cy3 dans les nanoparticules de silice. L'ADN est donc bien présent dans les nanoparticules de silice. ii. Analyse par microscopie confocale  Figure 6C shows fluorescence analyzes of Cy3-labeled DNA by nick translation in water compared to that of nanoparticles encapsulating this same Cy3 labeled DNA (Figure 6D). Figure 6D shows the presence of the fluorescence emission peak of Cy3 in the silica nanoparticles. DNA is therefore present in silica nanoparticles. ii. Confocal microscopy analysis
D'après les images de microscopie confocale, les nanoparticules ne contenant pas d'ADN marqué ne sont pas visibles (billes + IP seul, billes + ADN non marqué, billes seules) , contrairement à celles ayant été préparées avec de l'ADN marqué fluorescent.  According to the confocal microscopy images, nanoparticles containing no labeled DNA are not visible (beads + IP alone, beads + unlabeled DNA, beads alone), unlike those prepared with labeled DNA. fluorescent.
Des films à base d'acide polyvinylique (APV) ont été préparés, et les nanoparticules étudiées ont été incorporées dans ces films afin d'en étudier la fluorescence par microscopie confocale. Les spectres d'émissions de ces nanoparticules sont regroupés Figure 7. Ces courbes concordent avec celles de la Figure 6, ce qui confirme la présence des fluorophores dans les nanoparticules de silices. V. Démonstration de l'accessibilité aux enzymes de l'ADN encapsulé dans les nanoparticules selon 1' invention Polyvinyl acid (PVA) based films were prepared, and the nanoparticles studied were incorporated into these films in order to study the fluorescence by confocal microscopy. The emission spectra of these nanoparticles are grouped together in FIG. 7. These curves agree with those of FIG. 6, which confirms the presence of fluorophores in the nanoparticles of silicas. V. Demonstration of Enzymatic Accessibility of DNA Encapsulated in the Nanoparticles According to the Invention
La présence d'ADN et son accessibilité sont mises en évidence par des réactions biologiques se déroulant spécifiquement sur l'ADN. Ceci permet le marquage spécifique de l'ADN et donc sa détection.  The presence of DNA and its accessibility are evidenced by biological reactions taking place specifically on DNA. This allows the specific labeling of the DNA and therefore its detection.
V.l. Marquage et réparation de l'ADN encapsulé par nick-translation V.I. Marking and repair of nick-translation-encapsulated DNA
Les résultats précédents démontrent que les nanoparticules de silice synthétisées et fonctionnalisées par voie micellaire inverse sont capables de retenir dans leur cœur les plasmides. Ces plasmides restent accessibles aux petites molécules type BET qui diffusent à travers les pores du réseau de silice .  Previous results demonstrate that synthesized silica nanoparticles and functionalised by reverse micellar pathway are able to retain in their heart plasmids. These plasmids remain accessible to small BET molecules that diffuse through the pores of the silica network.
Les expériences suivantes ont pour objectif de démontrer que l'ADN encapsulé est également accessible à des molécules volumineuses de type enzymes qui utilisent l'ADN comme substrat, au sens enzymatique du terme .  The following experiments are intended to demonstrate that the encapsulated DNA is also accessible to large enzyme-like molecules that use DNA as a substrate, in the enzymatic sense of the term.
Il a été procédé à un marquage enzymatique en incubant les nanoparticules/ADN (Protocole I) avec des enzymes commerciales et différents nucléotides marqués. Une réaction contrôle (nanoparticules dans le même mélange réactionnel exempt d'enzyme appelé « blanc ») est conduite en parallèle.  Enzymatic labeling was performed by incubating the nanoparticles / DNA (Protocol I) with commercial enzymes and different labeled nucleotides. A control reaction (nanoparticles in the same enzyme-free reaction mixture called "white") is conducted in parallel.
La méthode bien connue des biologistes de marquage par nick-translation a été utilisée via un kit commercial (N5500, Amersham, GE Healthcare) en présence de dCTP-Cy3 ou de ddCTP-biotine . Dans ce dernier cas, une incubation supplémentaire en présence de streptavidine-FluoProbes 647 (Interchim) est nécessaire pour révéler l'incorporation de ddCTP-biotine au niveau de 1 ' ADN . The well-known method of nick-translation biologists has been used via a commercial kit (N5500, Amersham, GE Healthcare) in the presence dCTP-Cy3 or ddCTP-biotin. In the latter case, further incubation in the presence of streptavidin-FluoProbes 647 (Interchim) is necessary to reveal the incorporation of ddCTP-biotin into the DNA.
Protocole expérimental : Experimental protocol :
Les billes (40 μΐ) sont incubées avec 21 μΐ de chacun des dATP, dGTP, dTTP du kit (solutions à 300 μΜ) . On ajoute 6 μΐ de dCTP (300 μΜ) , 3 μΐ de dCTP- Cy3 ou bien 3 μΐ de ddCTP-biotine (Perkin Elmer) à 1 mM et 30 μΐ du mélange enzymatique du kit (contenant un mélange de DNA polymérase I et de DNAse I) . La réaction procède pendant 4 h à 15°C et est arrêtée par addition de 6 μΐ d'EDTA 0,5 M. Les billes sont lavées 2 fois avec 150 μΐ de PBS contenant NaCl 0,2 M et Tween 20 0,1% puis 2 fois avec de l'eau distillée.  The beads (40 μl) are incubated with 21 μl of each of the dATP, dGTP, dTTP of the kit (300 μΜ solutions). 6 μl of dCTP (300 μl), 3 μl of dCTP-Cy3 or 3 μl of ddCTP-biotin (Perkin Elmer) at 1 mM and 30 μl of the enzymatic mixture of the kit (containing a mixture of DNA polymerase I and DNAse I). The reaction is carried out for 4 hours at 15 ° C. and is stopped by adding 6 μl of 0.5 M EDTA. The beads are washed twice with 150 μl of PBS containing 0.2 M NaCl and 0.1% Tween 20. then 2 times with distilled water.
Dans le cas où le marqueur utilisé est le ddCTP-biotine , 100 μΐ de cette réaction sont ensuite incubés avec 40 μΐ de streptavidine-FluoProbes 647 (Interchim) pendant 15 min à température ambiante. Le mélange est lavé comme décrit précédemment.  In the case where the marker used is ddCTP-biotin, 100 μl of this reaction are then incubated with 40 μl of streptavidin-FluoProbes 647 (Interchim) for 15 min at room temperature. The mixture is washed as previously described.
Les nanoparticules sont reprises par 100 μΐ d'eau distillée.  The nanoparticles are taken up in 100 μl of distilled water.
Une quantité identique (10 μΐ) des différentes réactions de nick-translation est déposée dans les puits de charge d'un gel d' agarose 2%.  An identical quantity (10 μl) of the different nick-translation reactions is deposited in the loading wells of a 2% agarose gel.
Afin de déterminer si un marquage par nick- translation a bien eu lieu au niveau de l'ADN, la fluorescence des nanoparticules encapsulant de l'ADN est mesurée, après élimination des nucléotides non incorporés dans l'ADN, grâce à une électrophorèse des mélanges réactionnels sur gel d'agarose. Les solutions de marquage sont déposées dans les puits de charge d'un gel d'agarose à 2%. Pendant 1 ' électrophorèse, les nanoparticules restent dans le puits de dépôt, tandis que l'ADN libre et les nucléotides non incorporés, chargés négativement, migrent dans l'agarose vers l'anode. Ceci est particulièrement visible au niveau des pistes dans lesquelles ont été déposés du dCTP-Cy3 et du dCTP-Cy5 purs, le Cy5 étant équivalent au FluoProbes 657 en terme de spectre de fluorescence. La quantification de la fluorescence est réalisée avec un lecteur Typhoon 9400 (GE Healthcare) . Cet appareil permet la quantification simultanée de plusieurs fluorophores . In order to determine if a nick-translation labeling has indeed taken place at the DNA level, the fluorescence of the nanoparticles encapsulating DNA is measured, after elimination of the nucleotides not embedded in the DNA, by electrophoresis of the agarose gel reaction mixtures. The labeling solutions are deposited in the loading wells of a 2% agarose gel. During electrophoresis, the nanoparticles remain in the deposition well, while free DNA and negatively charged unincorporated nucleotides migrate into the agarose towards the anode. This is particularly visible on the tracks in which pure dCTP-Cy3 and dCTP-Cy5 have been deposited, the Cy5 being equivalent to FluoProbes 657 in terms of fluorescence spectrum. Quantitation of the fluorescence is performed with a Typhoon 9400 reader (GE Healthcare). This device allows the simultaneous quantification of several fluorophores.
Sur le graphique Figure 8A, est rapportée la quantification de la fluorescence présente dans les puits correspondant au test de nick-translation réalisé avec le dCTP-Cy3 comme marqueur fluorescent, sans enzyme « Blanc » et avec enzyme « Nick translation ».  FIG. 8A shows the quantification of the fluorescence present in the wells corresponding to the ncy-translation test carried out with dCTP-Cy3 as fluorescent marker, without "white" enzyme and with "Nick translation" enzyme.
Sur le graphique Figure 8B, est rapportée la quantification de la fluorescence présente dans les puits correspondant au test de nick-translation réalisé avec du biotine-ddCTP révélée ensuite par streptavidine-Fluoprobes 647, sans enzyme « Blanc » et avec enzyme « Nick translation 4 ».  FIG. 8B shows the quantification of the fluorescence present in the wells corresponding to the nick-translation test carried out with biotin-ddCTP subsequently revealed by Streptavidin-Fluoprobes 647, without "White" enzyme and with "Nick translation 4" enzyme. ".
On voit sur les histogrammes que la fluorescence est plus importante dans les puits correspondant aux réactions effectuées en présence d'enzymes. Ceci signifie qu'un marquage enzymatique a bien eu lieu au niveau de l'ADN piégé dans les nanoparticules. L'ADN est donc bien accessible à des molécules du milieu extérieur des nanoparticules. The histograms show that the fluorescence is greater in the wells corresponding to the reactions carried out in the presence of enzymes. This means that enzymatic labeling has indeed taken place at the level of the DNA trapped in the nanoparticles. DNA is therefore easily accessible to molecules of the external medium of the nanoparticles.
V.2. Test de réparation de l'ADN encapsulé par excision resynthèse V.2. DNA repair test encapsulated by excision resynthesis
Au cours du test de réparation de l'ADN, les nanoparticules préparées avec de l'ADN plasmidique ou pas sont incubées avec des extraits cellulaires actifs (extraits nucléaires HeLa) , de l'ATP et des nucléotides marqués par un fluorophore .  During the DNA repair test, the nanoparticles prepared with plasmid DNA or not are incubated with active cell extracts (HeLa nuclear extracts), ATP and fluorophore-labeled nucleotides.
L'extrait cellulaire contient entre autres les enzymes responsables de la réparation de l'ADN par excision resynthèse (réparation par excision de base et réparation par excision de nucléotides), l'ATP est indispensable à la catalyse de certaines réactions enzymatiques et les nucléotides fluorescents seront incorporés dans l'ADN par les polymérases contenues dans les extraits si la réparation a lieu.  The cell extract contains, among other things, the enzymes responsible for DNA repair by excision resynthesis (basic excision repair and excision repair of nucleotides), ATP is essential for the catalysis of certain enzymatic reactions and fluorescent nucleotides will be incorporated into the DNA by the polymerases contained in the extracts if the repair takes place.
Cette expérience a été réalisée avec les nanoparticules/ADN préparées avec le Protocole I, en utilisant de l'ADN non lésé ainsi que de l'ADN lésé.  This experiment was carried out with the nanoparticles / DNAs prepared with Protocol I, using uninjured DNA as well as damaged DNA.
Cette expérience a également été réalisée en utilisant des nanoparticules/ADN préparées selon le protocole V (mélange acide polyacrylique/ADN) .  This experiment was also performed using nanoparticles / DNA prepared according to protocol V (polyacrylic acid / DNA mixture).
L'ADN lésé, c'est-à-dire comportant des lésions de bases a été obtenu par irradiation UVC à une dose de 4.5 J/cm2 des plasmides non lésés. La réaction de réparation a également été effectuée avec les différentes billes préparées sans ADN. Damaged DNA, i.e., with base lesions, was obtained by UVC irradiation at a dose of 4.5 J / cm 2 of the uninjured plasmids. The repair reaction was also performed with the different beads prepared without DNA.
Pour effectuer un test de réparation de l'ADN, les différents composants sont ajoutés, dans les proportions adéquates. Dans un tube de volume final 50 μΐ, le tampon ATG 5x (200 mM Hepes KOH pH 7,8; 35 mM MgCl2; 2,5 mM DTT ; 1,25 μΜ dATP; 1,25 μΜ dT P ; 1,25 μΜ dGTP; 10 mM EDTA; 17% glycérol; 50 mM phosphocréatine ; 250 μg/ml créatine phosphokinase ; 0,5 mg/ml BSA), l'ATP (0,5 μΐ, solution à 100 mM) , le dCTP-Cy5 (0,25 μΐ d'une solution 10~5 M), l'extrait nucléaire HeLa (1 μΐ à 10 mg/ml ; CilBiotech, Belgique), l'eau et les nanoparticules dispersées dans de l'eau. On incube 4 h à 37°C. Après réaction, les nanoparticules sont centrifugées et lavées deux fois avec 150 μΐ de PBS contenant NaCl 0,2 M et Tween 20 0,1%, une fois avec de l'éthanol puis 2 fois avec de l'eau distillée. Les nanoparticules sont ensuite dispersées dans 100 μΐ d'eau. To perform a DNA repair test, the various components are added, in the adequate proportions. In a 50 μΐ final volume tube, the 5 × ATG buffer (200 mM Hepes KOH pH 7.8, 35 mM MgCl 2 , 2.5 mM DTT, 1.25 μl dATP, 1.25 μM dT P, 1.25 μΜ dGTP, 10 mM EDTA, 17% glycerol, 50 mM phosphocreatine, 250 μg / ml creatine phosphokinase, 0.5 mg / ml BSA), ATP (0.5 μΐ, 100 mM solution), dCTP-Cy5 (0.25 μΐ of a 10 ~ 5 M solution), HeLa nuclear extract (1 μΐ to 10 mg / ml, CilBiotech, Belgium), water and nanoparticles dispersed in water. The mixture is incubated for 4 hours at 37.degree. After reaction, the nanoparticles are centrifuged and washed twice with 150 μl of PBS containing 0.2 M NaCl and 0.1% Tween 20, once with ethanol and then twice with distilled water. The nanoparticles are then dispersed in 100 μl of water.
Une quantité identique (10 μΐ) des différentes réactions de réparation est déposée dans les puits de charge d'un gel d' agarose 2%.  An identical quantity (10 μl) of the different repair reactions is deposited in the loading wells of a 2% agarose gel.
La mesure de fluorescence est réalisée après élimination par électrophorèse sur gel d' agarose des nucléotides non incorporés dans l'ADN. Pendant 1 ' électrophorèse, les billes restent dans le puits de dépôt, tandis que l'ADN libre et les nucléotides non incorporés migrent dans l'agarose vers l'anode.  The fluorescence measurement is carried out after elimination by electrophoresis on agarose gel nucleotides not incorporated in the DNA. During electrophoresis, the beads remain in the deposition well, while free DNA and unincorporated nucleotides migrate into the agarose to the anode.
La quantification de la fluorescence dans chaque puits est réalisée avec un lecteur Typhoon 9400 (GE Healthcare) . Les valeurs sont rapportées dans l'histogramme Figure 9.  Quantitation of the fluorescence in each well is performed with a Typhoon 9400 reader (GE Healthcare). The values are reported in the histogram Figure 9.
Sur cet histogramme, la quantité de fluorescence est clairement plus élevée lorsque l'ADN encapsulé a été préalablement lésé, qu'avec un ADN sans lésion, ou pas d'ADN du tout. Les réactions de réparation ont donc bien eu lieu au niveau des nanoparticules encapsulant l'ADN. 1/ ADN encapsulé est donc bien accessible à des enzymes contenues dans le milieu extérieur et la réaction qui a lieu est bien spécifique . On this histogram, the amount of fluorescence is clearly higher when the encapsulated DNA has been previously damaged, than with a DNA without lesion, or no DNA at all. The repair reactions therefore took place at the level of the nanoparticles encapsulating the DNA. 1 / Encapsulated DNA is therefore well accessible to enzymes contained in the external medium and the reaction that takes place is very specific.
L'ADN encapsulé peut donc servir de substrat pour le dosage d'activités d'enzymes présentes dans le milieu extérieur. The encapsulated DNA can therefore serve as a substrate for the assay of enzyme activities present in the external medium.
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Claims

REVENDICATIONS
1) Nanoparticule de silice poreuse, incorporant au moins une molécule d'intérêt, caractérisée en ce que le réseau de silice à l'intérieur de ladite nanoparticule est fonctionnalisé par au moins un groupement apte à établir une liaison non covalente ionique et/ou hydrogène avec la molécule d'intérêt, moyennant quoi la (ou les) molécule (s) d'intérêt est (sont) liée (s) au réseau de silice uniquement par des liaisons non covalentes . 1) porous silica nanoparticle, incorporating at least one molecule of interest, characterized in that the silica network inside said nanoparticle is functionalized by at least one group capable of establishing a non-covalent ionic bond and / or hydrogen with the molecule of interest, whereby the molecule (s) of interest is (are) bound to the silica network solely by non-covalent bonds.
2) Nanoparticule de silice selon la revendication 1, caractérisée en ce que les groupements aptes à établir une liaison non covalente ionique et/ou hydrogène avec la molécule d'intérêt fonctionnalisant ladite nanoparticule sont répartis dans cette dernière sous forme d'un gradient décroissant du centre de la nanoparticule vers l'extérieur de la nanoparticule, aucun groupement n'étant présent a la surface de la nanoparticule . 2) silica nanoparticle according to claim 1, characterized in that the groups capable of establishing a non-covalent ionic bond and / or hydrogen with the molecule of interest functionalizing said nanoparticle are distributed in the latter in the form of a decreasing gradient of the center of the nanoparticle towards the outside of the nanoparticle, no group being present on the surface of the nanoparticle.
3) Nanoparticule de silice selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la nanoparticule de silice est mésoporeuse avec une porosité ouverte. 3) silica nanoparticle according to claim 1 or 2, characterized in that the silica nanoparticle is mesoporous with an open porosity.
4) Nanoparticule de silice selon la revendication 1 à 3, caractérisée en ce que ladite molécule d'intérêt est choisie dans le groupe constitué par une enzyme, une protéine, un oligopeptide, un peptide, un antigène, un anticorps, un acide nucléique, un polymère et un glucide. 4) silica nanoparticle according to claim 1 to 3, characterized in that said molecule of interest is selected from the group consisting of an enzyme, a protein, an oligopeptide, a peptide, an antigen, an antibody, a nucleic acid, a polymer and a carbohydrate.
5) Nanoparticule de silice selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit groupement apte à établir une liaison non covalente ionique et/ou hydrogène est choisi dans le groupe constitué par -NH2, -NHR12 avec R12 représentant un radical alkyle de 1 à 6 atomes de carbone, -NH3 +, -N¾Ri3+ avec R13 représentant un radical alkyle de 1 à 6 atomes de carbone, -COOH, -COO", C(0)NH, -C(O), -SH et -OH. 5) silica nanoparticle according to any one of the preceding claims, characterized in that said group capable of establishing a non-covalent ionic bond and / or hydrogen is selected from the group consisting of -NH 2 , -NHR 12 with R 12 representing an alkyl radical of 1 to 6 carbon atoms, -NH 3 +, + -N¾Ri3 with R13 representing an alkyl radical of 1 to 6 carbon atoms, -COOH, -COO ", C (0) NH, -C (O ), -SH and -OH.
6) Nanoparticule de silice selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un élément apte à lui conférer des propriétés magnétiques. 6) silica nanoparticle according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises at least one element capable of conferring magnetic properties.
7) Procédé pour préparer une nanoparticule de silice incorporant au moins une molécule d'intérêt selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend la préparation, en présence de ladite molécule d'intérêt, d'au moins une particule de silice par émulsion inverse à partir : 7) Process for preparing a silica nanoparticle incorporating at least one molecule of interest according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it comprises the preparation, in the presence of said molecule of interest, from minus one silica particle per inverse emulsion from:
- d'au moins un premier alcoxyde de silicium de formules Si(ORi)4, R2Si (OR3) 3 ou R4R5Si(OR6)2 dans lesquelles Ri, R3 et R6, identiques ou différents, représentent un radical alkyle de 1 à 6 atomes de carbone et R2, R4 et R5, identiques ou différents, représentent un hydrogène, un radical alkyle de 1 à 6 atomes de carbone ou un radical alcényle de 1 à 6 atomes de carbone, et at least one first silicon alkoxide of the formulas Si (ORi) 4 , R 2 Si (OR 3 ) 3 or R 4 R 5 Si (OR 6 ) 2 in which R 1, R 3 and R 6, which may be identical or different, represent an alkyl radical of 1 to 6 carbon atoms and R 2 , R 4 and R 5 , identical or different, represent a hydrogen, an alkyl radical of 1 to 6 carbon atoms or an alkenyl radical of 1 to 6 carbon atoms, and
d'au moins un second alcoxyde de silicium présentant au moins un groupement apte à établir une liaison non covalente ionique et/ou hydrogène avec la molécule d'intérêt.  at least one second silicon alkoxide having at least one group capable of establishing a non-covalent ionic bond and / or hydrogen with the molecule of interest.
8) Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que les radicaux ]¾, ¾ et R5 dudit premier alcoxyde de silicium, identiques ou différents, sont choisis dans le groupe constitué par un hydrogène, méthyle, éthyle, vinyle et propyle. 8) Process according to claim 7, characterized in that the radicals] ¾, ¾ and R5 of said first silicon alkoxide, identical or different, are selected from the group consisting of hydrogen, methyl, ethyl, vinyl and propyl.
9) Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que ledit premier alcoxyde de silicium est choisi dans le groupe constitué par le tétraméthoxysilane, le tétraéthoxysi lane , le tétrapropoxysilane, le tétrabutoxysi lane , le triméthoxysilane, le méthyltriméthoxysilane, 1' éthyltriméthoxysilane, le propyltriméthoxysilane, le vinyltriméthoxysilane, le triéthoxysilane, le méthyltriéthoxysilane, l' éthyltriéthoxysilane, le propyltriéthoxysilane, le vinyltriéthoxysilane, et leurs mélanges. 9) Process according to claim 7 or 8, characterized in that said first silicon alkoxide is selected from the group consisting of tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetrabutoxysilane, trimethoxysilane, methyltrimethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, propyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, triethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltriethoxysilane, propyltriethoxysilane, vinyltriethoxysilane, and mixtures thereof.
10) Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que ledit second alcoxyde de silicium est de formules R7Si(ORs)3 ou R9R10S1 (ORn) 2 dans lesquelles Rs et Ru, identiques ou différents, représentent un radical alkyle de 1 à 6 atomes de carbone et R7, Rg et Rio, identiques ou différents, représentent un radical alkyle de 1 à 8 atomes de carbone, un radical hétéroalkyle de 1 à 10 atomes de carbone, un radical alkylaryle de 1 à 12 atomes de carbone ou un radical alcényle de 1 à 8 atomes de carbone, 10) A method according to any one of claims 7 to 9, characterized in that said second silicon alkoxide is R7Si formulas (ORs) 3 or R9R 1 0S1 (ORn) 2 in which Rs and R, identical or different, represent an alkyl radical of 1 to 6 carbon atoms and R 7 , R 8 and R 10 , which are identical or different, represent an alkyl radical of 1 to 8 carbon atoms, a heteroalkyl radical of 1 to 10 carbon atoms, an alkylaryl radical of 1 to 12 carbon atoms or an alkenyl radical of 1 to 8 carbon atoms,
le radical R et l'un au moins des radicaux R9 et Rio étant substitués par au moins un groupement apte à établir une liaison non covalente ionique et/ou hydrogène avec la molécule d'intérêt.  the radical R and at least one of the radicals R9 and Rio being substituted by at least one group capable of establishing a non-covalent ionic bond and / or hydrogen with the molecule of interest.
11) Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que ledit second alcoxyde de silicium utilisable dans le cadre de la présente invention est choisi dans le groupe constitué par le chlorure de N-triméthoxysilylpropyl- N , N , N-triméthylammonium, 1 ' aminoéthylaminométhyl ) - phénéthyltriméthoxysilane, le N-(6- aminohéxyl) aminopropyltriméthoxysilane, le 3- aminopropyl-méthyl-diéthoxysilane, le 3-aminopropyl- triméthoxysilane, le 3-aminopropyl-triéthoxysilane, le 3- (2-aminoéthylamino) propyl-triméthoxysilane, le (3- mercaptopropyl ) triméthoxysilane, le ( 3-mercaptopropyl ) triéthoxysilane et leurs mélanges. 12) Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, caractérisé en ce que ledit procédé comprend les étapes suivantes : 11) Process according to any one of claims 7 to 10, characterized in that said second silicon alkoxide used in the context of the present invention is selected from the group consisting of N-trimethoxysilylpropyl-N, N, N chloride trimethylammonium, 1-aminoethylaminomethyl) phenethyltrimethoxysilane, N- (6-aminohexyl) aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyl-methyl-diethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3- (2-aminoethylamino) ) propyl-trimethoxysilane, (3-mercaptopropyl) trimethoxysilane, (3-mercaptopropyl) triethoxysilane and mixtures thereof. 12) Method according to any one of claims 7 to 11, characterized in that said method comprises the following steps:
a) préparer une microémulsion ( Ma ) du type eau dans huile contenant ladite (ou lesdites) molécule (s) d' intérêt, b) ajouter, à la microémulsion (Ma) préparée à l'étape (a), un composé permettant l'hydrolyse d'un alcoxyde de silicium, a) preparing a microemulsion (M a ) of the water-in-oil type containing said molecule (s) of interest, b) adding, to the microemulsion (M a ) prepared in step (a), a compound for the hydrolysis of a silicon alkoxide,
c) ajouter, à la microémulsion (Mb) obtenue à l'étape (b) , ledit au moins un premier alcoxyde de silicium et ledit au moins un second alcoxyde de silicium présentant au moins un groupement apte à établir une liaison non covalente ionique et/ou hydrogène avec la molécule d'intérêt, c) adding, to the microemulsion (M b ) obtained in step (b), said at least one first silicon alkoxide and said at least one second silicon alkoxide having at least one group capable of establishing a non-ionic covalent bond and / or hydrogen with the molecule of interest,
d) ajouter à la microémulsion (Mc) obtenue à l'étape (c) un solvant permettant de déstabiliser ladite microémulsion, et d) adding to the microemulsion (M c ) obtained in step (c) a solvent for destabilizing said microemulsion, and
e) récupérer les nanoparticules de silice incorporant au moins une molécule d'intérêt, précipitées lors de l'étape (d) .  e) recovering silica nanoparticles incorporating at least one molecule of interest, precipitated during step (d).
13) Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que ladite étape (a) du procédé consiste à préparer une première solution ( Mi ) dans laquelle est ultérieurement incorporée au moins une molécule d'intérêt, ladite solution (Mi ) étant obtenue en mélangeant ensemble au moins un tensioactif, éventuellement au moins un co-tensioactif et au moins un solvant non-polaire ou faiblement polaire. 13) Process according to claim 12, characterized in that said step (a) of the process consists in preparing a first solution (Mi) in which at least one molecule of interest is subsequently incorporated, said solution (Mi) being obtained by mixing together at least one surfactant, optionally at least one co-surfactant and at least one non-polar or weakly polar solvent.
14) Procédé selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce qu'au moins un élément apte à conférer des propriétés magnétiques à ladite particule de silice est ajouté dans ladite micro-émulsion (Ma) , ladite micro-émulsion (Mb) et/ou dans ladite microémulsion (Mc) . 15) Microémulsion de type eau dans huile (Mc) susceptible d'être mise en œuvre dans le cadre d'un procédé selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, caractérisée en ce qu'elle comprend : 14) Process according to claim 12 or 13, characterized in that at least one element capable of imparting magnetic properties to said silica particle is added in said microemulsion (M a ), said microemulsion (M b ) and / or in said microemulsion (M c ). 15) microemulsion water-in-oil type (M c ) may be implemented in the context of a method according to any one of claims 12 to 14, characterized in that it comprises:
au moins un tensioactif,  at least one surfactant,
éventuellement au moins un co-tensioactif, au moins un solvant non-polaire ou faiblement polaire,  optionally at least one co-surfactant, at least one non-polar or weakly polar solvent,
- au moins un solvant polaire,  at least one polar solvent,
au moins une molécule d'intérêt au moins un premier alcoxyde de silicium, au moins un second alcoxyde de silicium présentant au moins un groupement apte à établir une liaison non covalente ionique et/ou hydrogène avec la molécule d'intérêt,  at least one molecule of interest at least one first silicon alkoxide, at least one second silicon alkoxide having at least one group capable of establishing a non-covalent ionic bond and / or hydrogen with the molecule of interest,
au moins un composé capable d'hydrolyser lesdits alcoxydes de silicium, et  at least one compound capable of hydrolyzing said silicon alkoxides, and
éventuellement un élément apte à conférer des propriétés magnétiques.  optionally an element capable of imparting magnetic properties.
16) Microémulsion selon la revendication 15, caractérisée en ce qu'elle comprend : 16) Microemulsion according to claim 15, characterized in that it comprises:
au moins un tensioactif en une quantité comprise entre 1 et 40 %, notamment entre 5 et 30 % et, en particulier, entre 10 et 25 % ;  at least one surfactant in an amount of between 1 and 40%, especially between 5 and 30% and, in particular, between 10 and 25%;
éventuellement au moins un co-tensioactif en une quantité comprise entre 1 et 30 %, notamment entre 5 et 25 % et, en particulier, entre 10 et 20 % ;  optionally at least one co-surfactant in an amount of between 1 and 30%, especially between 5 and 25% and, in particular, between 10 and 20%;
- au moins un solvant non-polaire ou faiblement polaire en une quantité comprise entre 40 et 95 %, notamment entre 50 et 90 % et, en particulier, entre 60 et 80 % ; at least one non-polar or slightly polar solvent in an amount of between 40 and 95%, especially between 50 and 90% and, in particular, between 60 and 80%;
au moins un solvant polaire en une quantité comprise entre 0,25 et 20 %, notamment entre 0,5 et 10 % et, en particulier, entre 1 et 5 % ;  at least one polar solvent in an amount of between 0.25 and 20%, especially between 0.5 and 10% and, in particular, between 1 and 5%;
au moins une molécule d'intérêt en une quantité comprise entre 0,0001 et 2 %, notamment entre 0, 005 et 0,5 % et, en particulier, entre 0,001 et 0,1 % ;  at least one molecule of interest in an amount of between 0.0001 and 2%, in particular between 0.005 and 0.5% and, in particular, between 0.001 and 0.1%;
- au moins un premier alcoxyde de silicium en une quantité comprise entre 0,05 et 20 %, notamment entre 0,1 et 10 % et, en particulier, entre 0,5 et o f - at least one first silicon alkoxide in an amount between 0.05 and 20%, especially between 0.1 and 10% and in particular between 0.5 and f o
au moins un second alcoxyde de silicium présentant au moins un groupement apte à établir une liaison non covalente ionique et/ou hydrogène avec la molécule d' intérêt en une quantité comprise entre 0,0005 et 0,2 %, notamment entre 0,001 et 0,1 % et, en particulier, entre 0,005 et 0,05 % ;  at least one second silicon alkoxide having at least one group capable of establishing a non-covalent ionic and / or hydrogen bond with the molecule of interest in an amount of between 0.0005 and 0.2%, in particular between 0.001 and 0, 1% and, in particular, between 0.005 and 0.05%;
- au moins un composé capable d'hydrolyser ledit composé à base de silane en une quantité comprise entre 0,01 et 5 %, notamment entre 0,05 et at least one compound capable of hydrolyzing said silane compound in an amount of between 0.01 and 5%, in particular between 0.05 and
1 % et, en particulier, entre 0,1 et 0,5 % ; et 1% and in particular between 0.1 and 0.5%; and
éventuellement un élément apte à conférer des propriétés magnétiques en une quantité comprise entre 0,001 et 5 %, notamment entre 0, 005 et 1 % et, en particulier, entre 0,01 et 0,5 % ;  optionally an element capable of conferring magnetic properties in an amount of between 0.001 and 5%, especially between 0.005 and 1% and, in particular, between 0.01 and 0.5%;
les différentes quantités sont exprimées en volume par rapport au volume total de la microémulsion . 17) Utilisation d'une nanoparticule de silice selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 ou susceptible d'être préparée par un procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 14, dans les capteurs, le diagnostic in vitro, la traçabilité, la lutte contre la contrefaçon, la préservation et/ou le transport de molécules d'intérêt. the different amounts are expressed in volume relative to the total volume of the microemulsion. 17) Use of a silica nanoparticle according to any one of claims 1 to 6 or capable of being prepared by a method according to any one of claims 7 to 14, in sensors, in vitro diagnosis, traceability , fight against counterfeiting, preservation and / or transport of molecules of interest.
18) Nanoparticule de silice selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 ou susceptible d'être préparée par un procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 14, pour utilisation comme agent de diagnostic. 18) silica nanoparticle according to any one of claims 1 to 6 or capable of being prepared by a method according to any one of claims 7 to 14 for use as a diagnostic agent.
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