Le bleu d'Égypte, un colorant antique, comme modèle Un bleu éclatant pour les clichés radiologiques

Source: Communiqué de presse Empa | Traduit par IA 3 min Temps de lecture

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Les techniques d'imagerie utilisées en analyse cellulaire nécessitent souvent des colorants adaptés. Des chercheurs suisses spécialisés dans la science des matériaux viennent de mettre au point un nouveau type de nanocolorant inspiré d'un précurseur vieux de plusieurs millénaires. 

Une palette de couleurs raffinée : le nanocolorant « Zurich Blue »(Image : Empa)
Une palette de couleurs raffinée : le nanocolorant « Zurich Blue »
(Image : Empa)

Les techniques d'imagerie sont utilisées pour dépister les maladies et suivre les traitements médicaux. Pour cela, les produits de contraste modernes doivent s'adapter aux dernières avancées en matière de radiologie. Une équipe dirigée par Robert Nissler et Inge Herrmann, issue du laboratoire « Nanomaterials in Health » de l’Empa à Saint-Gall, de l’ETH Zurich, de la clinique universitaire Balgrist et de l’université de Zurich, a donc mis au point un nanocolorant permettant d’obtenir des images à haute résolution des structures cérébrales.

Modèle : un colorant historique

L'équipe a trouvé un candidat prometteur dans un matériau historique contenant du cuivre, appelé « bleu d'Égypte ». Ce pigment compte parmi les premiers colorants jamais fabriqués artificiellement dans l'histoire de l'humanité et était déjà utilisé il y a plus de 4 500 ans, notamment pour des peintures murales, sur des céramiques antiques et des statues égyptiennes.

Outre sa couleur bleu vif, visible à l'œil nu, le bleu d'Égypte révèle son secret devant des caméras spéciales dès qu'il est éclairé dans l'obscurité par une lumière proche infrarouge : il devient fluorescent et émet de la lumière.

Robert Nissler, chercheur en science des matériaux, a fait progresser la fabrication du « Zurich Blue » au sein de l'équipe d'Inge Herrmann.(Bild:  Empa)
Robert Nissler, chercheur en science des matériaux, a fait progresser la fabrication du « Zurich Blue » au sein de l'équipe d'Inge Herrmann.
(Bild: Empa)

La propriété de fluorescence sous lumière à longue longueur d'onde a suscité un vif intérêt chez les chercheurs, le défi consistant à traiter la matière première avec suffisamment de délicatesse pour obtenir des nanostructures bidimensionnelles qui conservent leur fascinante luminosité tout au long du processus. Pour ce faire, Robert Nissler a eu recours à ce qu’on appelle la « synthèse à la flamme », qui inverse complètement le procédé de fabrication historique : au lieu de broyer le minerai de cuivre et de le traiter à la chaleur jusqu’à obtenir un pigment fin, Nissler est parti de nanoparticules qui, lors de la synthèse à la flamme, forment d’abord des particules d’oxyde métallique, lesquelles sont ensuite assemblées par irradiation laser pour former des nanocouches bidimensionnelles ultra-lumineuses. « Ce procédé est non seulement doux et contrôlable, mais il est également adaptable à l’échelle industrielle », explique Robert Nissler.

Marquer des cellules immunitaires individuelles

Inge Herrmann, chef d'équipe, se montre satisfaite : « Ce nouveau matériau hybride est adapté à l'imagerie en temps réel à très haute résolution. » Selon l'ingénieure, il serait par exemple possible de suivre le parcours de cellules immunitaires individuelles dans les tissus, après qu'elles se sont imprégnées du nanocolorant. Ce qui semble jusqu’à présent prometteur dans le cadre d’expériences en laboratoire menées en collaboration avec des experts en imagerie autour de Daniel Razansky, de l’ETH et de l’Université de Zurich, doit désormais, dans une prochaine étape, être développé en vue d’une application clinique. Outre les possibilités diagnostiques, les chercheurs y voient également le potentiel de coupler des principes actifs thérapeutiques au nanocolorant afin de développer de nouvelles thérapies intégrant l’imagerie.

Publication originale : R. Nißler, Q. Zhou, B. Hill, S.L.J. Thomä, L.R.H. Gerken, A. Borzi, K. Roost, B. Mächler, X.L. Deán-Ben, A. Neels, S. Kruss, D., I.K. Herrmann ; Libération de la photoluminescence NIR-II dans des nanofeuilles de tétrasilicate de cuivre en 2D grâce à la synthèse par pulvérisation à la flamme ; Advanced Materials (2025)

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