Le contrôle analytique des préparations de chimiothérapie est de nos jours une étape clé pour garantir la qualité et ainsi éviter la survenue d’évènements indésirables potentiellement graves liés à des erreurs de préparation. Dans ce contexte, nous avons cherché à évaluer les performances quantitatives d’une technologie innovante en plein essor dérivée de la spectroscopie Raman, la diffusion Raman exaltée de surface (SERS). Par interaction entre l’analyte et des nanoparticules métalliques (Nps) ajouté à l’échantillon, le signal Raman de l’analyte est exalté permettant ainsi de mesurer sa concentration avec une sensibilité et une spécificité accrues Après validation de la reproductibilité de synthèse des Nps d’argent, cette technique a été appliquée à une molécule anticancéreuse parmi les plus prescrites, le 5-fluorouracile (5FU).

Les Nps sont synthétisées par réduction de nitrate d́argent par du citrate, selon la technique de Lee et Meissel. La reproductibilité de la synthèse a été évaluée par spectroscopie UV, diffusion dynamique de la lumière (DLS) et mesure du potentiel zéta. Après optimisation des paramètres d’analyse SERS (i.e. ratio Nps/analyte (v/v), temps de contact, temps d’acquisition), 7 séries de solutions de concentrations croissantes (9 concentrations de 0,5 à 12 mg/mL) ont été préparées et analysées par diffusion SERS avec le spectromètre Raman portable MIRA (Methrom). Les spectres ont été répartis en un jeu de calibration pour le développement de modèle de prédiction, un jeu de validation pour optimiser les modèles et un jeu de validation externe pour déterminer les performances prédictives du modèle sélectionné. Des approches d’analyses univariée et multivariée ont été testées pour optimiser les modèles avec le logiciel Matlab.

Cinq solutions de Nps ont été synthétisées. Les analyses UV et DLS ont montrées une bonne reproductibilité de synthèse avec une taille moyenne des Nps de 53,1nm [IC95 % 52,2 ; 54,0 nm] et un potentiel zéta moyen de−43,9 mV [IC95 % :−44,8 ;−42,9 mV] vérifiant la stabilité de la suspension. Les Nps ont été ensuite mises en contact de 5FU. Au total, 567 spectres SERS ont été acquis. Une exaltation de signal SERS jusqu’à un facteur 104 a été observée par rapport au signal Raman pour la vibration à 785cm-1 caractéristique du cycle pyrimidique du 5FU. Les premiers essais d’analyse quantitative ont permis de développer un modèle de quantitification présentant un coefficient de corrélation R² de 0,9844 et une erreur de prédiction moyenne de 0,21 mg/mL pour l’ensemble de la gamme de concentrations étudiées.

Cette étude a permis de valider la reproductibilité de synthèse des Nps en solution en taille et en forme. Bien que les résultats quantitatifs montrent une variabilité encore importante, ces essais préliminaires ont permis de mettre en évidence une exaltation majeure du signal Raman qui permet d’envisager une analyse du 5FU à de faibles concentrations.