Les nanoparticules mesurent un millionième de millimètre, les rendant invisibles à l'œil humain. Sauf si, C'est, ils sont sous le microscope du professeur Madhavi Krishnan, biophysicien à l'Université de Zurich. Le professeur Krishnan a développé une nouvelle méthode qui mesure non seulement la taille des particules mais aussi leur charge électrostatique. Jusqu'à présent, il n'a pas été possible de déterminer directement la charge des particules.

Afin d'observer les particules individuelles dans une solution, Le professeur Madhavi Krishnan et ses collègues « attirent » chaque particule dans un « piège électrostatique ». Cela fonctionne comme ceci :entre deux plaques de verre de la taille d'une puce, les chercheurs créent des milliers de trous d'énergie ronds. L'astuce est que ces trous ont juste une faible charge électrostatique. Les scientifiques qu'ajouter une goutte de la solution aux plaques, après quoi chaque particule tombe dans un trou d'énergie et y reste piégée. Mais les particules ne restent pas immobiles dans leur piège. Au lieu, les molécules de la solution entrent en collision avec elles en continu, entraînant les particules à se déplacer dans un mouvement circulaire. "Nous mesurons ces mouvements, et sont ensuite capables de déterminer la charge de chaque particule individuelle, " explique le Pr Madhavi Krishnan.

Mettre tout simplement, les particules avec juste une petite charge font de grands mouvements circulaires dans leurs pièges, tandis que ceux avec une charge élevée se déplacent en petits cercles. Ce phénomène peut être comparé à celui d'une balle légère qui, lorsqu'il est lancé, va plus loin qu'un lourd. Le physicien américain Robert A. Millikan a utilisé une méthode similaire il y a 100 ans dans son expérience sur les gouttes d'huile pour déterminer la vitesse des gouttes d'huile chargées électriquement. En 1923, il a reçu le prix Nobel de physique en reconnaissance de ses réalisations. "Mais il a examiné les gouttes dans le vide, " explique le professeur Krishnan. " De notre côté, nous examinons des nanoparticules dans une solution qui elle-même influence les propriétés des particules. "

Charge électrostatique de « paquets de nanomédicaments »

Pour toutes les solutions fabriquées industriellement, la charge électrique des nanoparticules qu'elles contiennent est également d'un intérêt primordial, car c'est la charge électrique qui permet à une solution fluide de rester stable et de ne pas développer une consistance grumeleuse. "Avec notre nouvelle méthode, nous obtenons une image de la suspension entière avec toutes les particules qu'elle contient, " souligne le Pr Madhavi Krishnan. Une suspension est un fluide dans lequel de minuscules particules ou gouttes sont finement réparties, par exemple dans le lait, du sang, peintures diverses, produits de beauté, vaccins et de nombreux produits pharmaceutiques. "La charge des particules y joue un rôle majeur, " nous raconte le scientifique zurichois.

Un exemple est la fabrication de médicaments qui doivent être administrés à des doses précises sur une plus longue période à l'aide de systèmes d'administration de médicaments. Dans ce contexte, Les nanoparticules agissent comme des « paquets » qui transportent les médicaments là où ils doivent agir. Très souvent, c'est leur charge électrique qui leur permet de traverser les tissus et les membranes cellulaires du corps sans obstruction et ainsi de prendre effet. « C'est pourquoi il est si important de pouvoir mesurer leur charge. Jusqu'à présent, la plupart des résultats obtenus ont été imprécis », nous dit le chercheur.

« La nouvelle méthode nous permet même de mesurer en temps réel l'évolution de la charge d'une seule entité, " ajoute le professeur Madhavi Krishnan. " C'est particulièrement excitant pour la recherche fondamentale et n'a jamais été possible auparavant. " C'est parce que les changements de responsable jouent un rôle dans toutes les réactions corporelles, que ce soit dans les protéines, de grosses molécules telles que la double hélice d'ADN, où la constitution génétique est codée, ou des organites cellulaires. "Nous examinons le fonctionnement du matériau dans le domaine du millionième de millimètre."