Nanoparticules d'oxydes métalliques : relations entre la réactivité de surface et des réponses biologiques

Metal oxide nanoparticules : relations between surface reactivity and the biological effects

• Auteur / Autrice : Mélanie Auffan
• Direction : Jean-Yves Bottero, Jérôme Rose
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géosciences de l'environnement
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spectrométrie XANES

Spectrométrie EXAFS

Stress oxydatif

ADN

Toxicologie génétique

Toxicologie cellulaire

Interfaces solide-liquide

Eau -- Épuration

Nanoparticules

Résumé

Les nanotechnologies génèrent un engouement assimilable à une révolution technologique. Le domaine de l'environnement est concerné car les nanoparticules (NPs) apportent des solutions à plusieurs problèmes de pollution. Par exemple, nous avons montré la forte capacité de rétention de l'As (8As/nm2) par des NPs d'oxydes de fer (6nm). Ceci est lié à leur grande surface spécifique et à leur forte réactivité de surface due à la présence de sites d'adsorption inédits et à la diminution significative de l'énergie de surface lors de l'adsorption. Mais des questions se posent sur l'impact (éco)toxicologique engendré par la forte production de NPs. Une classification de l'(éco)toxicité des nano-oxydes en fonction de leurs propriétés redox a été proposée. Alors que des NPs chimiquement stables (γFe2O3) en milieux biologiques ne montrent aucune toxicité, des NPs ayant un pouvoir oxydant (CeO2) ou réducteur (Fe°) sont cytotoxiques pour Escherichia coli et génotoxiques pour les fibroblastes humains.

The growing interest in nanotechnology is comparable to a new industrial revolution. It affects also the environmental field since nanoparticles (NPs) provide solutions to several environmental issues. For instance, we have shown the strong retention efficiency of As (8As/nm2) by iron oxide NPs (6nm). This is linked to their large specific surface area and their strong surface reactivity, due to the presence of unusual adsorption sites and to the significant decrease of surface energy during adsorption. But some questions concern the (eco)toxicological impact arising from an increasing NPs production. A classification of the toxicity of oxide NPs as a function of their redox properties has been proposed. While chemically stable NPs (γFe2O3) in biological media have no apparent toxicity, NPs with a strong oxydant (CeO2) or reductive (Fe°) power appear cytotoxic for Escherichia coli and genotoxic for human fibroblasts.