Un agent de contraste exceptionnel
La structure du Quantum dot:
Ils sont composés de trois couches : le cœur, la coque inorganique. De plus des ligands sont ajoutés sur lesquels ont été greffés des molécules d’Adn ou protéines capablent de se fixer aux molécules ou protéines complémentaires, formant un complexe de type ligand-récepteur. Il est ainsi possible de cibler la tumeur. Le cœur est composé de semi-conducteur le cadnium (Cd) et le sélénium (Se),ils sont généralement responsable de l'émission lumineuse. Protégé par une coque inorganique faîte de sulfate de zInc, celle-ci empêche les charges présentes dans le corps (ex : dans l’eau) de détruire la fluorescence des Qds. De plus ces différentes couches assurent une bio compatibilité du Qd dans le corps.
Leur structure est à l'origine des différents phénomènes étudiés précédemment.
figure 1: structure d'un quantum dot. Coeur de cadnium et sélenium, recouvert d'une coque inorganique le sulfate de Zinc. enfin ont peut y voir des protéines gréffées sur la particule.
Finalement les Qds présentent des propriétés physiques hors du commun. Ils ont la capacité de calibrer leur taille pour émettre à une certaine longueur d’onde. Les particules de 2nm de diamètre émettent alors dans le bleu (autour des 520nm) tandis que les plus grosses (6nm) émettent dans le rouge. On découvre également qu’avec la même longueur d’onde d’excitation (ex : 450nm) il est possible de visualiser 4 à 5 couleur différents. Les QDs possèdent des propriétés optiques attrayantes puisqu’elles offrent un large profil spectral.
figure 1: spectre d'émission de différentes longueurs d'onde en fonction de la taille d'un Quantum Dot
Cependant l’éclairage externe excite les fluorophores naturellement présents dans les tissus, on a donc un phénomène d’auto fluorescence. L’eau et l’hémoglobine absorbent particulièrement dans les tissus biologiques. L’eau absorbe au dessus de 900nm, tandis que l’hémoglobine absorbe pour sa part au dessous de 650 nm. Une fenêtre thérapeutique a été délimitée entre 650 et 900nm, là où les tissus absorbent le moins et permettent la pénétration des photons en profondeurs.
figure 2: spectre d'absorption de l'eau, de l'hémoglobine, principaux absorbeurs des tissus usuels. Délimitation d'une fenêtre thérapeutique où les tissus absorbent beaucoup moins.
Les QDs de type II se sont spécialisés dans l’émission de photons dans la fenêtre thérapeutique délimitée. Le choix d'un semi conducteur permet de choisir la gamme de longueur d'onde d'émission. Il est ainsi possible de délimiter une fênetre spectral.
