Sonde radicalaire

Structure de la sonde TEMPO

Une sonde radicalaire, aussi appelée marqueur de spin, est un radical, c'est-à-dire une molécule à nombre impair d'électrons, l'électron célibataire étant souvent porté par un atome d'azote. Elle porte également un groupe fonctionnel qui lui permet de se lier à d'autres molécules. Ces sondes sont principalement utilisée pour « marquer » un système non paramagnétique pour une analyse par résonance paramagnétique électronique, en particulier elles sont utilisées en biologie cellulaire pour l'étude des biopolymères, des protéines ou encore des membranes biologiques. Leurs spectre RPE permet en effet de caractériser les propriétés dynamiques et structurales du système biologique.
Le rôle d'une sonde radicalaire peut être assimilé au rôle des isotopes en spectroscopie RMN. Ceux-ci substituent un atome n'ayant pas de spin nucléaire, donc inactifs, par un isotope de spin non nul, actif en RMN. Les sondes radicalaires sont utiles pour étudier l'environnement chimique d'un atome lorsque le remplacement par un isotope est impossible.

Quelques sondes radicalaires

Structure de la sonde 4-amino-4-hydroxycarbonyl-2,2,6,6-tétraméthylpipéridine-1-oxyle

Structure de la sonde 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpipéridine-1-oxyl

La sonde TEMPO

La sonde TEMPO de son vrai nom 2,2,6,6-Tetramethylpipéridine-1-oxyl est l'une des sondes les plus communes.

Autres sondes radicalaires

• 4-amino-4-hydroxycarbonyl-2,2,6,6-tétraméthylpipéridine-1-oxyle : elle a été notamment utilisée pour étudier la cinétique et la thermodynamique de l'association entre deux polypeptides^[1].
• 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpipéridine-1-oxyl

Utilisations

Les sondes radicalaires sont utilisées principalement en biologie pour la caractérisation des propriétés dynamiques et structurales d'un biopolymère par exemple. Certaines sondes radicalaires portant un groupe nitroxyle (appelées également nitroxyde*) ont servi à montrer la mobilité des lipides formant la bicouche lipidique des membranes cellulaires. Ceux-ci peuvent en effet bouger latéralement dans une couche ou même s'inverser et changer de couche. D'autres sondes ont été utilisées pour étudier la cinétique et la thermodynamique de l'association entre un polypeptide et une membrane cellulaire. L'efficacité de la sonde est d'autant meilleure que l'élargissement des raies du spectre est grand. Comme pour tous les radicaux, leurs raies s'élargissent avec l'abaissement de la température.

Notes et références

Bibliographie

• (fr) Peter William Atkins, Monique Monnet, Julio De Paula, Chimie Physique, De Boeck Université, 2e éd., 2004. (ISBN 2804145395) et (ISBN 9782804145392), 1178
• (en) Berliner, L.J. Spin labeling I : theory and applications, Academic Press, New York, 1976.
• (en) Berliner, L.J. Spin labeling II : theory and applications, Academic Press, New York, 1979.

Voir aussi

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