PARTICULES COMPOSITES ET LEURS CONJUGUES AVEC DES BIOMOLECULES
La présente invention a pour objet des particules composites, leur procédé de préparation et leurs utilisations. Les microsphères de type polymère présentent un intérêt comme support, vecteur ou véhicule dans les domaines de l'ingénierie biologique, du diagnostic et de la pharmacie. A cet effet, elles ont été utilisées dans le diagnostic médical comme support solide pour des molécules biologiques . Les particules colloïdales présentent plusieurs avantages par rapport aux supports solides traditionnels, tels que tubes, plaques, billes notamment parce qu'elles permettent de disposer d'une grande surface pour des interactions spécifiques et parce qu'elles sont facilement modifiables chimiquement pour introduire à leur surface des groupements fonctionnels susceptibles de réagir avec d 'autres molécules, par exemple des molécules biologiques telles que des anticorps ou des fragments d'anticorps, des protéines, des polypeptides, des polynucléotides, des acides nucléiques, des fragments d 'acides nucléiques, des enzymes ou des molécules chimiques telles que des catalyseurs, des médicaments, des molécules cages, des chélatants .
Parmi les particules colloïdales, les latex magnétiques ont suscité un grand intérêt dans le domaine analytique et sont utilisés par exemple comme moyen pour séparer et/ou détecter des analytes, tels que des antigènes, des anticorps, des molécules biochimiques, des acides nucléiques et autres.
Les particules composites de type polymère/magnétique sont habituellement classées en trois catégories sur un critère de taille: les petites particules ayant un diamètre inférieur à 50 nm, les grosses particules ayant un diamètre supérieur à 2 μm et les particules intermédiaires d'un diamètre compris entre 50 et 1 000 nm.
Mais pour qu'elles puissent être considérées comme de bons candidats, en particulier pour une application diagnostique, elles doivent répondre à certains critères. D'un point de vue morphologique, il est préférable qu'elles soient relativement spheπques et que la charge magnétique soit répartie de façon relativement homogène dans la matrice polymère . Elles ne doivent pas s'agréger de manière irréversible sous l'action d' un champ magnétique, ce qui signifie qu'elles puissent être redispersées facilement, rapidement et de manière réversible. De même, elles doivent présenter une densité relativement faible pour réduire le phénomène de sédimentation Avantageusement, elles doivent présenter une distribution granulométπque étroite. On parle encore de particules monodisperses ou isodisperses
Ainsi, en raison de leur taille et de leur densité, les grosses particules magnétiques en suspension dans une phase liquide ont tendance à rapidement sédimenter. Par ailleurs, elles tendent à s'agréger après avoir été soumises à un champ magnétique car elles sont susceptibles d'avoir été de ce fait magnétisées de manière permanente (aimantation rémanente) . Elles ne constituent donc pas un bon candidat.
A contrario, les petites particules magnétiques ont tendance à rester en suspension du fait de leur mouvement Brownien et sont difficilement attirées, voire pas du tout, par un aimant, en particulier si le champ magnétique applique est relativement faible Elles ne sont donc pas bien appropriées pour les utilisations développées ci-dessus.
Il existe donc un intérêt évident à produire des particules composites de type polymère/magnétique, présentant une taille intermédiaire entre 50 et 1 000 nm, qui à la fois pallient les inconvénients précités et répondent aux critères établis ci-dessus. Mais l'invention n'est pas limitée à des particules composites magnétisables, comme décrit ci après.
La demande de brevet EP 0 390 634 d écrit des microsphères composites magnétisables de polymère vinylaromatique réticulé hydrophobe d ' un diamètre de l'ord re de 50 à 1 0 000 nm et comprenant un coeur solide constitué de particules magnétisables et d ' une écorce constituée d ' un copolymère hydrophobe dérivé d 'au moins un monomère vinylaromatique hydrophobe et d 'au moins un polymère émulsifiant polyéthyléniquement insaturé soluble dans le ou les monomères vinylaromatiques et susceptible de réticuler avec le ou lesd its monomères . Toutefois, bien qu'elles puissent répondre à l'exigence de la taille, elles présentent l' inconvénient de ne pas avoir une répartition homogène de la charge magnétique qui est localisée à l' intérieur d u cœur. Par ailleurs, et comme cela ressort à l'évidence des figures annexées, les particules ne sont pas homogène en taille . I l s'agit donc d ' un ensemble de particules polydisperses qui devront être triées par application d ' un champ magnétique pour ne retenir que les particules de taille attend ue .
On peut également citer les particules Dynal (nom commercial) . Ces particules sont des microsphères constituées d ' un coeur poreux de polystyrène et d 'oxydes de fer, les oxydes de fer ayant été déposés par imprégnation au niveau des pores disponibles à la surface du polystyrène, et d ' une enveloppe en un autre polymère qui encapsule les oxydes de fer des microsphères poreuses . Elles présentent un d iamètre respectivement de 2, 8 μm (particules M280) et de 4, 5 μm (particules M450) et sont relativement uniformes en taille Elles sont donc considérées comme des particules isodisperses mais en raison de leur taille élevée présentent les inconvénients précités, principalement le phénomène de séd imentation . De plus, leur surface spécifique est faible .
Selon l' invention on dispose maintenant de nouvelles particules composites qui répondent aux critères précités .
Les particules composites de l' invention comprennent un polymère hydrophobe et des nanoparticules inorganiques et sont
caractérisées en ce qu'elles présentent un diamètre de l 'ordre d 'environ 50 à 1 000 nm, de préférence d 'environ 1 00 à 500 nm, et avantageusement d'environ 1 00 à 250 nm, en ce que le polymère hydrophobe constitue une matrice polymère et en ce que les nanoparticules inorganiques sont stabilisées et d istribuées de manière relativement homogène à l' intérieur de ladite matrice. Avantageusement, les particules composites de l' invention présentent un d iamètre de 1 00 à 250 nm plus ou moins environ 5 %, ce qui signifie que leur diamètre moyen en volume est défini à plus ou moins environ 5 % près . Les matériaux inorganiques constituant les nanoparticules sont choisis parmi les oxydes métalliques, tels que les oxydes de fer, de titane, de chrome, de cobalt, de zinc , de cuivre, de manganèse, de nickel et en particulier parmi les oxydes métalliques magnétisables, tels que les oxydes de fer; la magnétite , l' hématite , les ferrites telles que les ferrites de manganèse, nickel, manganese-zinc ; les alliages de cobalt, nickel .
Avantageusement , les matériaux inorganiques sont choisis parmi les oxydes métalliques magnétisables, préferentiellement les oxydes de fer.
Les nanoparticules inorganiques représentent 5 à 95 %, de préférence 1 0 à 90% et avantageusement 20 à 90% en masse par rapport à la masse totale de la particule composite, de préférence 25 à 85 % .
Elles sont stabilisées par des agents de stabilisation choisis parmi les chaînes polymère amphiphiles, les agents tensio-actifs ioniques ou non ioniques, fonctionnels ou non fonctionnels, polymérisables ou non polymérisables . Les agents tensio-actifs fonctionnels sont en particulier choisis parmi les acides gras ou des dérivés d 'acides gras, en particulier l'acide oléique ou ses dérives, et un mélange d 'agents tensio-actifs tels que définis précédemment.
Les polymères appropriés de la matrice sont les polymères de type vinylaromatiques hyd rophobes, c'est à d ire les homopolymeres de
monomères vinylaromatiques insolubles dans l'eau, tels que styrène, méthylstyrène, éthylstyrène, tertio-butyl-styi ene, vinyltoluène, ainsi que les copolymères de ces monomères entre eux et/ou avec d'autres co- monomères, tels que les acrylates et les methacrylates d 'alkyle dans lequels le groupement alkyle comprend de 3 a 1 0 atomes de carbone, les esters d'acides éthyléniques possédant 4 ou 5 atomes de carbone et d'alkyle possédant 1 à 8 atomes de carbone, les acides méthacry ques, les dérivés styréniques, les composés diéniques Préferentiellement, le polymère est un polymère réticulé Ceci est obtenu en ajoutant dans le ou les monomères une faible quantité (inférieure a 1 0% en poids) de molécules ayant au moins deux doubles liaisons reactives, telles que le divinyl benzène, le méthacrylate de vinyle, le cyanurate de trial ly le , le diacrylate de mono ou de polyéthylèneglycol.
Les nanoparticules composites de l'invention peuvent également inclure un marqueur, tel qu' un marqueur fluorescent, luminescent ou radioactif, étant entendu que le marqueur est introduit lors de la préparation de l'émusion telle que décrite dans les exemples 1 et 2 qui suivent.
La présente invention a également pour objet un procédé de préparation des particules composites précitées qui permet d'obtenir directement des particules de diamètre souhaité et isodisperses sans nécessiter d'étape de tri en fonction du diamètre
Selon le procédé de l'invention, (i) on dispose d'une émulsion de départ stable et isodisperse constituée de deux phases non miscibles, une phase A hydrophobe constituée de gouttelettes contenant des nanoparticules inorganiques dispersées dans une phase organique contenant un agent tensio-actif , ladite phase A étant dispersée dans une phase B hydrophile; (n) on introduit dans la phase hydrophile B des monomères hydrophobes qui pénètrent à l'intérieur de la phase A; (m) on polyméπse lesdits momomères hydrophobes à l'intérieur de la phase A en
présence d'un agent amorceur choisi parmi les amorceurs organosolubles, insolubles ou faiblement solubles dans la phase hydrophile B et les amorceurs hydrosolubles dans des conditions prédéterminées.
Les monomères mis en œuvre doivent former des polymères hydrophobes. Ils sont insolubles dans la phase hydrophile et choisis parmi les monomères vinylaromatiques tels que styrène, méthylstyrène, éthylstyrène, tertio-butyl-styrène, amino-méthylstyrène, vinyltoluène. Ils sont utilisés seuls ou en mélange ou bien encore en mélange avec d'autres monomères polymérisables insolubles dans l'eau tels que les acrylates, les methacrylates d'alkyle, les esters d'acides ethyleniques et d'alkyle, les acides méthacry ques, les dérives styréniques, les acides ethyleniques, les composés diéniques.
Il est possible d'ajouter au monomère ou au mélange de monomères un agent de réticulation hydrophobe, par exemple un monomère reticulant de type divinylbenzene, diméthacrylate, en particulier diméthacrylate de vinyle.
L'amorceur organosoluble est choisi parmi les amorceurs de type azobis, tels que les 2,2'-azobιs(2,4-dιméthyl valéronitπle), 2,2'- azobιs(4-méthoxy-2,4-dιméthylvaléronιtπle), 2, 2'-azobιs(2- cyclopropylpropionitπle), 2, 2'-azobιs(2-méthylpropιonιtrιle), 2, 2'-azobιs(2- méthylbutyronitπle), 1, 1 '-azobιs(cyclohexane-l-carbonιtrιle), 1-((1-cyano- 1-méthyléthyl)azo)formamιde, 2-phénylazo-4-méthoxy-2,4-dιméthyl- valéronitπle, diméthyl 2, 2'-azobιs(2-méthy!propιonate, 4, 4'-azobιs(4-acιde cyanovaléπque) et 2, 2'-azobιs(2-(hydroxyméthyl)propιonιtrιle). Si on choisit un amorceur hydrosoluble ou faiblement hydrosoluble, tels que les peroxydes, les hydroperoxydes et les persulfates, il engendre un début de polymérisation dans la phase hydrophile qui se propage dans la phase hydrophobe. Les persulfates, en particulier le persulfate d'ammonium, le persulfate de sodium et le persulfate de potassium sont solubles en phase aqueuse. Sous l'action de la chaleur, ils se décomposent et génèrent des
anions à radicaux sulfate qui contribueront à charger la nanosphère composite. Le peroxyde d'hydrogène est soluble en phase aqueuse et génère des radicaux hydroxyles non chargés. La décomposition des hydroperoxydes génère un hydroxyle et un radical oxygéné qui se partageront dans une des phases en fonction de la nature du peroxyde utilisé. Ainsi, le peroxyde de cumène, dans le cas de la polymérisation du styrène, est supposé se décomposer au niveau de l'interface entre la particules de monomères et l'eau, les radicaux hydroxyles entrent dans la phase aqueuse et les radicaux non polaires diffusent vers la particule. De la nature cationique ou anionique de l'amorceur dépendra le caractère cationique ou anionique de la particule et du conjugué résultant de l'invention.
L'amorceur est introduit dans la phase hydrophile et pénètre dans la phase hydrophobe (a) soit simultanément à l'introduction des monomères hydrophobes, (b) soit préalablement à l'étape d'introduction des monomères hydrophobes, (c) soit postérieurement à l'étape d'introduction desdits monomères hydrophobes .
Dans un mode de réalisation préféré l'étape (iii) de polymérisation est effectuée par élévation de la température jusqu'à environ 60 à 90° C, en particulier à une température de 70 ° C en présence de l'amorceur de polymérisation, étant entendu que les conditions de la polymérisation seront déterminées par l'homme du métier en fonction de la nature de l'amorceur retenu, ou par photochimie à l'aide de rayonnements, par exemple de rayonnements ultra violets ou d'un faisceau laser ou d'autres sources d'énergie.
La phase organique est une phase comprenant un hydrocarbure aliphatique ou cyclique choisi parmi les composés comprenant de 5 à 1 2 atomes de carbone, leurs isomères et leurs mélanges ou une phase comprenant tout ou partie d'un composé organique polyméπsable par voie radicalaire. De préférence, l'hydrocarbure est choisi parmi le pentane,
l' hexane, l'heptane, l'octane , le nonane, le decane, le undécane et le dodécane, et le composé organique polyméπsable par voie rad icalaire est choisi parmi les monomères vinylaromatiques insolubles dans l'eau, tels que styrène, méthylstyrene , ethylstyrene, tertio-butyl-styrène, vinyltoluène, ainsi que les copolymeres de ces monomères entre eux, étant entendu qu 'il est à la portée de l' homme d u métier d ' adapter les cond itions de polymérisation en fonction d u choix d u ou des hyd rocarbure(s) retenu(s) et de la nature de l ' amorceur choisi En particulier, si la polymérisation est effectuée par élévation de la température ou engendre une élévation de température, le montage reactionnel devra être adapté aux solvants volatils, tels que le pentane
De manière préférentielle la phase hyd rophile est une phase aqueuse, telle que de l'eau .
Dans des modes de réalisation préférentiels de la présente invention, les particules sont fonctionnalisées par introd uction dans la phase B et pénétration dans la phase A de groupements réactifs fonctionnels Les groupements reactifs fonctionnels sont apportés par exemple par des monomères faiblement hyd rophiles susceptibles de polyméπser avec les monomères hyd rophobes de la matrice polymère En particulier, les groupements reactifs fonctionnels sont apportés par des monomères hydrophiles choisis parmi les monomères des acides acryliques, méthacryliques , ethyleniques et sulfoniques, seuls ou en mélange, ou encore en mélange avec des monomères hydrophobes ; étant entend u qu'il est à la portée de l ' homme d u métier de déterminer la composition d u mélange. Les groupements fonctionnels permettent les réactions ultérieures mais apportent également la stabilisation colloïdale nécessaire pour les applications ultérieures Les groupements fonctionnels sont introduits dans la phase B et pénètrent à l'intérieur de la phase A (a) soit de manière simultanée à la pénétration des monomères hydrophobes de l'étape (n) , (b) soit préalablement à la pénétration des monomères
hydrophobes de l'étape (n ) , (c) soit postérieurement à la pénétration des monomères hydrophobes de l'étape (n) .
Dans un mode de réalisation particulier, et si souhaité, l'étape (m) est suivie d 'une étape d'évaporation partielle ou totale de la phase organique A avec formation de particules composites poreuses .
L' invention a aussi pour objet des particules composites fonctionnalisées qui présentent à leur surface des groupements fonctionnels réactifs, tels que des groupements carboxy que, aminé, thiol , hydroxyl , tosyl hydrazine, susceptibles de réag ir avec au moins un gand . Les particules composites fonctionnalisées, non poreuses ou poreuses, ainsi formées seront s usceptibles d ' immobiliser un gand, par exemple une molécule biologique, telle qu' un anticorps, un fragment d 'anticorps, une protéine, un polypeptide, une enzyme, un polynucléotide, une sonde, une amorce, un fragment d'acide nucléique ; des molécules chimiques, telles que des polymères chimiques, des substances médicamenteuses, des molécules cages, des agents chélatants, des catalyseurs , la biotine ; étant entend u que lorsque les particules composites sont dites « poreuses » , elles ont atteints un degré de porosité déterminé par évaporation totale ou partielle de la phase organique . Aussi, la présente invention a également pour objet des conjugués dérivés des particules composites couplés à au moins un hgand tel que défini ci-dessus et leurs utilisations
A titre d'exemple, lesdits conjugués sont utilisés dans des tests immunologiques pour la détection et/ou la quantification de protéines, d 'antigènes, d'anticorps dans un échantillon biologique ou dans des essais utilisant la technologie des sondes pour la détection et/ou la quantification d'un fragment d'acide nucléique dans un échantillon biologique. L'utilisation de sondes pour la détection et/ou la quantification d ' un acide nucléique dans un échantillon est bien connue de l' homme d u métier et on peut citer à titre d'illustration la technique d 'hybridation sandwich . De
même, les conjugues de l'invention peuvent être utilises comme « agents porteurs d'amorces » pour une reaction d'amplification d'acides nucléiques dans un échantillon, par exemple par PCR (Polymerase Chain Reaction) ou toute autre technique d'amplification appropriée, permettant ainsi la détection et/ou la quantification d acides nucléiques dans l'échantillon biologique.
La présente invention a donc également pour objet un réactif et une composition diagnostiques comprenant en outre lesdits conjugués et l'utilisation dudit réactif dans un essai diagnostique Les conjugues trouvent également une application dans le domaine thérapeutique comme véhicule ou vecteur d'une substance médicamenteuse, d'un agent réparateur de gènes défectueux, d'un agent susceptible de bloquer l'expression d'un gène, tel qu'une sonde anti-sens en thérapie ou d'un agent susceptible de bloquer l'activité d'une protéine et de ce fait ils peuvent être utilises dans une composition thérapeutique ou prophylactique
Ainsi, les conjugues de l'invention sont susceptibles de véhiculer une substance médicamenteuse dans une composition thérapeutique ou prophylactique qui comprend ledit conjugué en association avec un adjuvant et/ou diluant et/ou excipient approprié et pharmaceutiquement acceptable, ladite substance med'camenteuse étant capable d'être relarguee in vivo Les définitions des excipients et adjuvants pharmaceutiquement acceptables sont décrits par exemple dans Remington's Pharmaceutical Sciences 16th ed , Mack Pubhshing Co. Les conjugues de I invention sont également susceptibles de véhiculer un gène d'intérêt thérapeutique codant pour au moins une protéine d'intérêt ou un fragment d'une protéine d'intérêt, étant entendu que par protéine on entend a la fois une protéine dans sa définition la plus généralement utilisée et un anticorps Bien entendu, un tel conjugué est incorporé dans une composition thérapeutique ou prophylactique qui
comprend également les éléments nécessaires a l 'expression dudit gène d' intérêt thérapeutique .
Les conjugués de l' invention sont également utilisables, quand incorporés dans une composition thérapeutique ou prophylactique, pour le transfert in vivo de sondes ou oligonucléotides a nti-sens . Les anti-sens sont capables d ' interférer spécifiquement avec la synthèse d ' une protéine cible d 'intérêt, par inhibition de la formation et/ou d u fonctionnement du polysome selon le positionnement de l' ARNm dans la cible . Donc le choix fréquent de la séquence entourant le codon d ' initiation de la traduction comme cible pour une inhibition par un oligonucléotide anti-sens vise a prévenir la formation d u complexe d ' initiation D'autres mécanismes dans l'inhibition par des oligonucléotides anti-sens impliq uent une activation de la πbonucléase H qui digère les hybrides oligonucléotide anti-sens/ARNm ou une interférence au niveau de sites d 'epissage par des oligonucléotides anti-sens dont la cible est un site d ' epissage de l'ARNm Les oligonucléotides anti-sens sont également complémentaires de séquences ADN et peuvent donc interférer au niveau de la transcription par la formation d ' une triple hélice, l' oligonucléotide anti-sens s'appaπant par des liaisons hyd rogène dites de Hoogsteen au niveau d u grand sillon de la double hélice d 'ADN . Dans ce cas particulier, on parle plus précisément d'oligonucléotides antigènes I I est bien entend u que les oligonucléotides anti-sens peuvent être strictement complémentaires de la cible ADN ou ARN à laquelle ils doivent s' hybπder, mais aussi non strictement complémentaires à la condition qu'ils s' hybπdent à la cible . De même, il peut s'agir d'oligonucléotides anti-sens non modifiés ou modifiés au niveau des liaisons inter-nucleotid iques Toutes ces notions font partie des connaissances générales de l' homme de l'art
La présente invention concerne donc une composition thérapeutique comprenant, entre autres, un conj ugué vecteur d ' un oligonucléotide anti-sens tel que définis ci-dessus
Enfin, les conjugués sont susceptibles de former des complexes du type molécule cage/cryptate, chélatant/molécule chélatée ou de servir de véhicule pour des catalyseurs dans une application chimique.
Les particules composites et les conjugués de l'invention sont obtenus par polymérisation en émulsion in situ selon le protocole décrit dans les exemples qui suivent.
Exemple 1 .
Une émulsion de départ stable et isodisperse a été préparée conformément à l'un ou l'autre des protocoles décrits dans cet exemple.
(i) L'émulsion primaire a été préparée à l'aide d'un procédé d'émuisification en incorporant progressivement, tout en cisaillant à l'aide d'un moulin colloïdal (Ika : nom commercial), la phase dispersée, formée de 45% en poids d'oxydes de fer dans de l'octane, à la phase continue formée de dodécyl sulfate de sodium à une concentration de 50% en poids dans l'eau jusqu'à l'obtention de fractions comprenant de 80% en poids de ferrofluide organique. Le mélange ainsi défini a été fragmenté dans une couette de type PG398 à un taux de cisaillement préalablement déterminé. L'émulsion primaire ainsi préparée est une émulsion polydisperse caractérisée par une distribution large du diamètre des gouttelettes qui est ensuite traitée par des tris magnétiques successifs pour l'obtention de l'émulsion de départ isodisperse en taille.
(u) L'émulsion primaire a été préparée à l'aide d'un procédé d'émuisification en ajoutant rapidement la phase dispersée, formée d'octane, de 73% en poids d'oxydes de fer et d'un agent tensio-actif lipophile de type monoglycérol ou polyglycérol de polyπsinoléate (1 à 10% en poids), à la phase continue formée de tensio-actif de type tergitol NP10 (31% en poids) grâce à une spatule. Le mélange ainsi défini est ensuite fragmenté dans une couette de type PG398 à un taux de cisaillement préalablement défini. L'émulsion primaire ainsi préparée est une émulsion
relativement isodisperse caractérisée par une distribution faible du diamètre des gouttelettes qui est ensuite traitée par des tris magnétiques successifs pour l'obtention de l'émulsion de départ isodisperse en taille.
Exemple 2 :
20 ml de l'émulsion de départ stable et isodisperse préparée selon le protocole de l'exemple 1(ι) et constituée de deux phases non miscibles : la phase A constituée de gouttelettes de 180 nm plus ou moins 5 nm de diamètre contenant des nanoparticules d'oxydes de fer de 10 nm dans de l'octane et un mélange de tensio-actifs (dodecyl sulfate de sodium (SDS) et acide oléique), dispersée dans la phase aqueuse B (concentration 1%, à 0,8 fois la concentration micellaire critique (CMC) du SDS) sont placés dans un réacteur de polymérisation. L'émulsion est dégazée pendant 7 heures à l'azote. Du 2,2'-azobιs(2,4-dιméthyl valéronitπle), comme amorceur de la polymérisation, solubilisé dans l'hexane (215 μl à 20 g/l) est introduit dans l'émulsion. Le mélange est soumis à homogénéisation pendant une heure et 80 mg de monomères de styrène sont ensuite introduits. Les monomères de styrène diffusent à l'intérieur de la phase A pendant deux heures. La polymérisation est amorcée par chauffage de la solution à une température de 70°C et poursuivie pendant 12 heures trente minutes, sous agitation lente. Après achèvement de la polymérisation, les particules composites obtenues présentent un diamètre de 188 nm et un indice de polydispersité de l'ordre de 1,1.
Exemple 3 :
20 ml de l'émulsion de départ stable et isodisperse préparée selon le protocole décrit dans l'exemple 1 (u), constituée de deux phases non miscibles : la phase A constituée de gouttelettes de 206 nm plus ou moins 5 nm de diamètre contenant des nanoparticules d'oxydes de fer de 10 nm dans de l'octane et un mélange d'agents tensio-actifs (SDS et acide
oléique), dispersée dans la phase aqueuse B (concentration 3, 3%, à 0,8 fois la concentration micellaire critique (CMC) du SDS) sont placés dans un réacteur de polymérisation. L'émulsion est dégazée pendant 9 heures à l'azote. Du 2, 2'-azobιs(2,4-d ιméthyl valéronitπle), comme amorceur de la polymérisation, solubilisé dans l'heptane (21 5 μl à 20 g/l) est introduit dans l'émulsion. Le mélange est soumis à homogénéisation pendant 30 minutes et 223 mg de monomère de styrène sont ensuite introduits. La diffusion des monomère de styrène dans la phase A s'effectue pendant 9 heures. La polymérisation est amorcée par chauffage de la solution à une température de 70 °C et poursuivie pendant 1 2 heures, sous agitation lente. Après achèvement de la polymérisation, les particules composites obtenues présentent un diamètre de 238 nm plus ou moins 10 nm.
Exemple 4 : 20 ml de l'émulsion de départ stable et isodisperse préparée selon le protocole de l'exemple 1 (n), constituée de deux phases non miscibles : la phase A constituée de gouttelettes de 206 nm de diamètre contenant des nanoparticules d 'oxydes de fer de 1 0 nm dans de l'octane et un mélange de SDS et d'acide oléique, dispersée dans la phase aqueuse B (concentration 3, 3 %, à 0, 8 fois la concentration micellaire critique (CMC) du SDS) sont placés dans un réacteur de polymérisation. L'émulsion est dégazée pendant 1 4 heures à l'azote. 223 mg de monomères de styrène, puis 374 μl à 57, 5 g/l d'amino-méthyl styrène sont introduits dans le mélange reactionnel . Le mélange est soumis à homogénéisation pendant 5 minutes . Du 2, 2'-azobis(2,4-dιméthyl valéronitrile), comme amorceur de la polymérisation, solubilisé dans l'heptane (21 5 μl à 20 g/l) est introduit dans le mélange qui est ensuite homogénéisé pendant 1 0 minutes . Le styrène et le dérivé styrénique diffusent dans la phase A pendant 9 heures. La polymérisation est amorcée par chauffage de la solution à une température de 70°C et
poursuivie pendant 12 heures, sous agitation lente. Après achèvement de la polymérisation, les particules composites obtenues présentent un diamètre de 203 nmplus ou moins 5 nm.
Exemple 5 :
20 ml de l'émulsion de départ stable et isodisperse préparée selon le protocole de l'exemple 1 (n), constituée de deux phases non miscibles : la phase A constituée de gouttelettes de 206 nm de diamètre contenant des nanoparticules d'oxydes de fer de 10 nm dans de l'octane et un mélange de SDS et d'acide oléique, dispersée dans la phase aqueuse B (concentration 3,3%, à 0,8 fois la concentration micellaire critique (CMC) du SDS) sont placés dans un réacteur de polymérisation. L'émulsion est dégazée pendant 14 heures à l'azote. 240 mg de monomères de styrène sont ajoutés au mélange reactionnel qui subit ensuite une étape d'homogénéisation pendant 5 minutes. Du 2,2'- azobis(2,4-diméthyl valéronitrile), comme amorceur de la polymérisation, solubilisé dans l'heptane (215 μl à 20 g/l) est introduit dans le mélange qui est ensuite homogénéisé pendant 10 minutes La pénétration des monomères de styrène dans la phase A s'effectue pendant 9 heures. La polymérisation est amorcée par chauffage de la solution à une température de 70°C et poursuivie pendant 12 heures, sous agitation lente. Après achèvement de la polymérisation, les particules composites obtenues présentent un diamètre de 206 nmplus ou moins 5 nm.
Exemple 6 :
20 ml de l'émulsion de départ stable et isodisperse préparée selon le protocole de l'exemple 1 (ii), constituée de deux phases non miscibles : la phase A constituée de gouttelettes de 206 nm plus ou moins 5 nm de diamètre contenant des nanoparticules d'oxydes de fer de 10 dans de l'octane et un mélange de SDS et d'acide oléique, dispersée dans
la phase aqueuse B (concentration 3, 3 %, à 0, 8 fois la concentration micellaire critique (CMC) du SDS) sont placés dans un réacteur de polymérisation. L'émulsion est dégazée pendant 9 heures à l'azote. Du 2,2'-azobιs(2,4-dιméthyl valéronitrile) , comme amorceur de la polymérisation, solubilisé dans l' heptane (21 5 μl à 20 g/l) est introduit dans le mélange qui est ensuite homogénéisé pendant 30 minutes. 223 mg de monomères de styrène, sont introduits dans le mélange reactionnel et on laisse diffuser les monomères de styrène dans la phase A pendant 9 heures. La polymérisation est amorcée par chauffage de la solution à une température de 70 °C et poursuivie pendant 1 2 heures, sous agitation lente. Après achèvement de la polymérisation, les particules composites obtenues présentent un diamètre de 206 nm plus ou moins 5 nm.
Exemple 7 : 20 ml de l'émulsion de départ stable et isodisperse préparée comme décrit dans l'exemple 1 (n), constituée de deux phases non miscibles : la phase A constituée de gouttelettes contenant de 206 nm plus ou moins 5 nm de diamètre des nanoparticules d'oxydes de fer de 1 0 nm dans de l'octane et un mélange de SDS et d 'acide oléique, dispersée dans la phase aqueuse B (concentration 3, 3 %, à 0,8 fois la concentration micellaire critique (CMC) du SDS) sont placés dans un réacteur de polymérisation. L'émulsion est dégazée pendant 1 4 heures à l'azote. 223 mg de monomères de styrène et 374 μl à 57, 5 g/l d'amino-méthyl styrène sont introduits simultanément dans le mélange reactionnel. Le mélange est soumis à homogénéisation pendant 5 minutes . Du 2, 2'-azobιs(2,4-dιméthyl valéronitrile), comme amorceur de la polymérisation, solubilisé dans l'heptane (21 5 μl à 20 g/l) est introduit dans le mélange qui est ensuite homogénéisé pendant 10 minutes. Le styrène et le dérivé styrénique diffusent dans la phase A pendant 9 heures . La polymérisation est amorcée par chauffage de la solution à une température de 70°C et
poursuivie pendant 12 heures, sous agitation lente. Après achèvement de la polymérisation, les particules composites obtenues présentent un diamètre de 206 nm plus ou moins 5 nm
Exemple 8 :
20 ml de l'émulsion de départ stable et isodisperse obtenue selon le protocole décrit dans l'exemple 1 (u), constituée de deux phases non miscibles : la phase A constituée de gouttelettes de 206 nm plus ou moins 5 nm de diamètre contenant des nanoparticules d'oxydes de fer de 10 nm, de l'octane et un mélange de SDS et d'acide oléique, dispersée dans la phase aqueuse B (concentration 3,3%, à 0,8 fois la concentration micellaire critique (CMC) du SDS) sont places dans un réacteur de polymérisation. L'émulsion est degazée pendant 14 heures à l'azote. On introduit 240 mg de monomères de styrène puis on laisse le mélange s'homogénéiser pendant 5 minutes Le (2,2'-azobιs(2,4-dιméthyl valéronitrile)) solubilisé dans l'heptane (215 μl a 20 g/l) est ensuite ajouté et le mélange subit une homogénéisation pendant 10 minutes. On laisse le styrène diffuser dans la phase A pendant 9 heures La polymérisation est ensuite amorcée par élévation de la température a 70°c et suivie pendant 12 heures, sous agitation lente Les particules composites obtenues présentent un diamètre de 206 nm plus ou moins 5 nm.
Exemple 9 .
20 ml de l'émulsion de départ stable et isodisperse péparée selon le protocole de l'exemple 1 (n), constituée de deux phases non miscibles : la phase A constituée de gouttelettes de 206 nm plus ou moins 5 nm de diamètre contenant des nanoparticules d'oxydes de fer de 10 nm dans de l'octane et du SDS, dispersée dans la phase aqueuse B (concentration 3,3%, à 0,8 fois la concentration micellaire critique (CMC) du SDS) sont placés dans un reacteur de polymérisation. L'émulsion est
dégazée pendant 14 heures à l'azote. 200 mg de monomères de styrène, puis 22 mg d'acide méthacrylique sont introduits dans le mélange reactionnel. Le mélange est soumis à homogénéisation pendant 5 minutes. Du 2,2'-azobis(2,4-dιméthyl valéronitrile), comme amorceur de la polymérisation, solubilisé dans l'heptane (215 μl à 20 g/l) est introduit dans le mélange qui est ensuite homogénéisé pendant 10 minutes. Le styrène et l'acide méthacrylique diffusent dans la phase A pendant 9 heures. La polymérisation est amorcée par chauffage de la solution à une température de 70°C et poursuivie pendant 12 heures, sous agitation lente. Après achèvement de la polymérisation, les particules composites obtenues présentent un diamètre de 238 nm plus ou moins 10 nm.
Exemple 10 :
20 ml de l'émulsion de départ stable et isodisperse préparée selon le protocole décrit dans l'exemple 1 (i), constituée de deux phases non miscibles : la phase A constituée de gouttelettes de 164 nm plus ou moins 5 nm de diamètre contenant des nanoparticules d'oxydes de fer de 10 nm dans de l'octane et du SDS, dispersée dans la phase aqueuse B (concentration 3,3%, à 0,8 fois la concentration micellaire critique (CMC) du SDS) sont placés dans un réacteur de polymérisation. L'émulsion est dégazée pendant 14 heures à l'azote. 79 mg de monomères de styrène, puis 22 mg d'acide méthacrylique sont introduits dans le mélange reactionnel. Le mélange est soumis à homogénéisation pendant 5 minutes. Du 2,2'-azobis(2,4-dιméthyl valéronitrile), comme amorceur de la polymérisation, solubilisé dans l'heptane (215 μl à 10 g/l) est introduit dans le mélange qui est ensuite homogénéisé pendant 10 minutes. Le styrène et l'acide méthacrylique diffusent dans la phase A pendant 9 heures. La polymérisation est amorcée par chauffage de la solution à une température de 70°C et poursuivie pendant 12 heures, sous agitation
lente. Après achèvement de la polymérisation, les particules composites obtenues présentent un diamètre de 1 60 nmplus ou moins 5 nm.
Exemple 1 1 : A 240 μl d'un latex magnétique à 3 %, obtenu comme décrit précédemment dans l'exemples 9, sont ajoutés successivement, 60 μl de Tween 20 ( 1 %), 636 μl de tampon phosphate ( 1 0 mM à pH 6, 9) , 60 μl de N-(3-diméthylamιnopropyl)-N'-éthylcarbodιιmιdedιhydrochlorure (25 mg/ml) , 1 56 μl de N-hydroxysulfosuccinimide ( 25 mg/ml) et de la streptavidine (48 μl à 1 mg/ml) .
Le mélange est incube pendant une heure à température ambiante et les particules sont ensuite concentrées par application d'un champ magnétique, puis redispersées dans le tampon contenant du tensio- actif (phosphate 1 0 mM, pH 6, 9 + Tween 20 0,05 % ) . 9,9 μl d'un oligonucléotide biotinylé (ODN) de 1 7 mers présentant une masse de 5753 g/mole à une concentration de 338 nmoles/ml) sont ajoutés à 400 μl de particules recouvertes de streptavidine synthétisées précédemment pour constituer le témoin positif. 20 μl d'un oligonucléotide non biotinylé et non aminé de 1 7 mers (masse : 6452 g/mole à une concentration de 1 67 nmoles/ml) sont ajoutés à 400 μl de particules recouvertes de streptavidine synthétisées précédemment pour constituer le témoin négatif .
Les deux témoins sont incubés 30 minutes à température ambiante, séparés trois fois et redispersés la première fois avec un tampon basique (phosphate 1 0 mM, pH 9, 9 + SDS, 5 fois la concentration micellaire critique, la seconde fois avec un tampon à pH neutre (phosphate 1 0 mM, pH 6,9 + Tween 20 0,05 % ) et la troisième fois dans 280 μl de PEG contenant de l'ADN de sperme de saumon .
Dans les deux cas 20 μl d'ODN complémentaire à l'ODN du témoin positif marqués à la peroxydase de raifort ( 1 7 mers, concentration 9 nmoles/ml) sont ajoutés .
Les deux témoins sont à nouveau incubés une heure à température ambiante et sont encore séparés pour être dispersés de nouveau dans 400 μl de PEG contenant de l' ADN de sperme de saumon.
50 μl d'ortho-phénylènediamine sont ajoutés à 50 μl de particules. La réaction enzymatique est effectuée pendant 5 minutes et arrêtée par l'addition de 50 μl d'acide sulfuπque ( 1 M) . Les particules sont séparés d u surnageant et ce dernier est dosé par méthode coloπmétπque sur un appareil Axia Microreader (nom commercial, bioMéπeux) à 492 et 630 nm.
Le témoin positif donne une densité optique de 2 000 unités de D.O, alors que le témoin négatif donne une densité de 1 000 unités de D.O .
Dans les exemples ci-dessus, la taille a été mesurée par diffusion de la lumière. La fluctuation de la taille observée, avant et après polymérisation, est attribuée à la combinaison des deux phénomènes suivants : a) une éventuelle évaporation d ' une partie de la phase organique et b) la conversion de la polymérisation d' un exemple à l'autre. Le taux d'oxyde de fer après polymérisation est relativement du même ordre de grandeur que dans l'émulsion utilisée avant la polymérisation.