Expérience : création de microcapsules
Dans le cadre du TPE, nous avions la possibilité de réaliser une expérience pour approfondir pédagogiquement le sujet, le domaine du nanomètre étant trop petit à recréer avec les moyens du lycée, nous avons ainsi choisi de préparer des microcapsules.
Dans cette expérience, nous réalisons des coacervats, ce sont des gouttelettes limitées par une enveloppe qui, comme les cellules vivantes peuvent maintenir un environnement interne différent de l'environnement externe et absorber sélectivement certaines substances dans leur environnement. On utilise couramment la gélatine (chargée (+)) et la gomme arabique (chargée (-)).
Figure 1 : Observation de microcapsules au microscope
Fabrication de microcapsule (coacervats);
Matériel :
1g de gélatine
1g de gomme arabique en poudre
Acide chlorhydrique
Bleu de méthylène
Eau distillée
Protocole
Pour commencer, il faut préparer une solution de gélatine. Pour cela, on prélève 1g de gélatine que l’on dissout dans un flacon contenant 100 mL d’eau. Pour aider la dissolution, on fait chauffer le flacon au bain-marie.
On fait de même avec la gomme arabique en poudre : on prépare une solution de gomme arabique. On prélève 1g de gomme arabique en poudre que l’on dépose dans un deuxième flacon contenant 100 mL d’eau. On fait chauffer le flacon au bain-marie.
Apres avoir fait chauffer les deux flacons, on prélève 10 mL de la solution de gélatine ainsi que 5 mL de la solution de gomme arabique en poudre. On les mélange dans un tube à essais.
Dedans, on y verse une goutte d’acide chlorhydrique dilué. Si aucun trouble n’apparait immédiatement, rajouter goutte par goutte de l’acide chlorhydrique dilué jusqu’à en obtenir un.
Après avoir obtenu un trouble, prélever environ 1 mL du mélange et le verser dans un nouveau tube à essais contenant 10 mL d’eau. Le boucher puis agiter.
Prélever une goutte de la solution précédemment préparée et la placer sur une lame de microscope. Y déposer par-dessus une goutte de bleu de méthylène. Celui-ci est choisi comme colorant car il permet de teinter le collagène en bleu : on peut alors distinguer les microcapsules formées. Recouvrir la lamelle.
Figure 2 : Présentation de la lamelle avant observation au microscope
Enfin, l’observer au microscope. On y aperçoit des microcapsules. A l'aide du grossissement au microscope (× 600) et de son étalonnage (1,00 mm divisé en 100), on détermine la taille de quelques microcapsules obervées : diamètre moyen = 5 μm, de l'ordre du micromètre.
La gélatine a pour but de fixer les particules hydrophobes dans une solution hydrophile, comme c'est le cas de l'eau. Elle entoure donc la gomme arabique en poudre, qui est hydrophobe afin de la fixer dans la solution aqueuse. On observe donc une formation de microcapsule au sein de la solution.
Figure 3 : Observation des microcapsules au microscope (× 600)
Figure 4 : Photo de microcapsules