La fonctionnalisation des nanodiamants fait référence à la modification de leur surface qui inclut la liaison avec des produits chimiques ou des biomolécules (des acides, des protéines, etc.) afin d’améliorer leurs propriétés et de les lier à des endroits spécifiquement ciblés avec une grande précision [1,2].
La fonctionnalisation des nanodiamants est nécessaire pour les utiliser comme marqueurs, ou comme capteurs pour des analytes spécifiques (par exemple des protéines cibles).
De même, lorsqu’ils sont utilisés comme vecteurs médicamenteux, les nanodiamants fonctionnalisés améliorent l’effet thérapeutique par une délivrance plus spécifique au site.
Un exemple de liaison d’un analyte cible d’intérêt à un nanodiamant avec et sans récepteur (élément de reconnaissance) est présenté schématiquement sur la figure 1.
La fonctionnalisation de la surface du nanodiamant peut être obtenue soit par physisorption, soit par chimisorption.
Dans le cas de la physisorption, les produits chimiques ou les biomolécules sont conjugués à la surface du nanomatériau via une interaction électrostatique ou hydrophobe.
Dans la chimisorption, les molécules sont liées à la surface des nanodiamants par des liaisons chimiques.
La physisorption de la ou des molécules à la surface est plus simple, mais elle est moins contrôlable et reproductible que la chimisorption.
La figure 2 illustre de manière schématique la fonctionnalisation de surface par une biomolécule contenant des groupes amine sur un nanodiamant.
Cette biomolécule peut être liée de manière covalente au nanodiamant fonctionnalisé par des groupes carboxyle par chimisorption.
Pour un nanodiamant non fonctionnalisé, la biomolécule est liée par physisorption et le processus de liaison est relativement moins contrôlé.
Références
1. Thiruppathi et al., Nanoparticle Functionalization and Its Potentials for Molecular Imaging.
Advanced science news (2017) 4: 1600279
2. Hamelaar et al., The interaction of fluorescent nanodiamond probes with cellular media. Microchim. Acta (2017) 184:1001–1009