Centre d’Élaboration de Matériaux et d’Etudes Structurales (UPR 8011)


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Etude de la toxicité des AgNPs enrobées sur des algues vertes

Nous avons également évalué l’effet toxique sur la photosynthèse d’algues vertes de nos petites AgNPs (taille <20 nm) enrobées dans des couches de silice. Le relargage d’argent dans l’eau a été mesuré par spectrométrie de masse. Il représente jusqu’à 4% du réservoir initial. La toxicité à court terme de l’Ag+ ainsi libéré en solution sur la photosynthèse d’une algue verte, Chlamydomonas reinhardtii, a été évaluée par fluorométrie.

Nous avons démontré que l’intégration des AgNPs dans la matrice de silice réduisait efficacement les interactions avec le milieu liquide, protégeant ainsi les AgNPs d’une oxydation rapide. Cette étude révèle également que la libération d’argent bio-disponible (qui impacte la photosynthèse des algues) est contrôlée par l’épaisseur de la couche de couverture en silice (figure ci-dessous). La libération des ions Ag+, à l’origine de l’effet biocide, peut être complètement annihilée lorsque l’épaisseur de la couche de silice est supérieure à 7 nm.

Des mesures de fluorométrie en présence de cystéine (fort ligand pour l’argent ionique) montrent l’abolition de la toxicité sur la photosynthèse des algues, Ainsi, la toxicité est due uniquement à la présence d’Ag ionique en solution. Les observations en MET des échantillons après immersion confirment cette conclusion.

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Gauche : Réservoir d’Ag initial (barres grises) et argent libéré (barres vertes) ; Droite : images MET en coupe transverse associées aux différentes proulations d’AgNPs : (a) et (b) les AgNPs sont situées à des distances décroissantes de la surface du diélectrique et, (c) et ( d) elles contiennent un réservoir croissant d’Ag.

Assessing bio-available silver released from silver nanoparticles embedded in silica layers using the green algae Chlamydomonas- reinhardtii as bio-sensors, A. Pugliara, K. Makasheva, B. Despax, M. Bayle, R. Carles, P. Benzo, G. BenAssayag, B. Pécassou, M. Sancho, E. Navarro, Y. Echegoyen and C. Bonafos, Science of the Total Environment 565, 863–871 (2016).

Financement : cette étude a été réalisée dans le cadre de 2 projets bi-latéraux (PAI et PICS) réunissant le CEMES (coordinateur), le LAPLACE et les éco-toxicologues de l’IPE à Sarragosa.

Au sein du laboratoire, cette thématique fait l’objet d’un axe transverse avec le groupe SINanO.