Ferrofluides et particules magnétiques pour applications biomédicales

L'intérêt suscité par les particules magnétiques pour des applications dans le domaine biomédical (préparation d'échantillons, extraction spécifique d'analytes, extraction générique de biomolécules...) s'est traduit dernièrement par un grand nombre de travaux, d'ouvrages et également par le développement d'un grand nombre de supports magnétiques colloïdaux. En général, le succès d'un test dans le diagnostic biomédical réside non seulement dans l'élaboration d'outils de détection performants mais aussi dans la préparation des échantillons qui nécessitent impérativement un prétraitement. Par exemple, dans le cas de tests d'analyses basés sur la détection et l'identification d'acides nucléiques, ce prétraitement consiste à libérer le matériel nucléique dans le milieu, le capturer et le purifier avant de pouvoir mettre en œuvre les étapes d'amplification et de détection. Ainsi, l'utilisation de particules magnétiques permet non seulement d'augmenter la sensibilité de certains tests, mais aussi d'envisager leur automatisation ou leur intégration dans des microsystèmes où la rapidité de séparation magnétique sous l'action d'un champ magnétique extérieur est un atout incontournable qui remplace la filtration et la centrifugation. Le développement des applications bionanotechnologiques a permis l'utilisation de colloïdes magnétiques (submicroniques en taille) comme supports de biomolécules pour différentes applications : in vitro comme supports solides pour l'extraction, la purification, la concentration et le transport de biomolécules ou tout simplement comme outil de détection et in vivo comme les agents de contraste (diagnostic in vivo), le traitement de cancer et la libération de molécules actives (thérapeutique).

Les colloïdes magnétiques les plus utilisés sont soit des nanoparticules inorganiques, soit des particules hybrides (composées d'un mélange organique et inorganique) de taille comprise entre 10 nm et 10 μm). Ces particules sont composées généralement de nanoparticules d"oxyde de fer (de taille comprise entre 5 et 12 nm) et leur élaboration nécessite l'obtention d'une dispersion de nanoparticules magnétiques appelée « ferrofluide ».

L'objectif principal de cet article est d'introduire la notion de ferrofluide, la préparation des nanoparticules magnétiques dispersables en phase aqueuse ou en phase organique et leurs utilisations dans le domaine biomédical in vitro et in vivo.