Dépistage du cancer du col de l'utérus par le test IVL. Bts analyes de biologie médicale 2015.

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Le Lugol est un antiseptique iodé composé d’eau, de diiode (I2) et d’iodure de potassium (K+ + I-). Il est utilisé pour le dépistage visuel (test IVL) de certains cancers du col de l’utérus. La solution utilisée est alors une solution à 1% en masse de diiode. Le professionnel de santé applique la solution de Lugol sur le col de l’utérus. Il examine ensuite à l’oeil nu les changements de couleur sur le col.
Ce test s’explique par le fait que dans le Lugol, le diiode forme en présence des ions iodure, des ions triiodure I3-. Ces derniers servent de révélateur du glycogène en induisant une coloration brun-acajou. Les ions I3- sont absorbés par l’épithélium pavimenteux de l’utérus. Ce dernier contient du glycogène alors que les lésions précancéreuses et les cancers n’en contiennent pas. Ces dernières apparaissent ainsi clairement.
Partie 1 : diiode et glycogène.
Le glycogène est un polymère du glucose (C6H10O5)n. Les unités glucose sont liées par des liaisons osidiques a-1,4 (enchaînement1-4) et forment des chaînes hélicoïdales sur lesquelles de courtes chaînes de même constitution se branchent par des liaisons osidiques a-1,6 (enchaînement 1-6).
Les ions triiodure se disposent en chaîne linéaire dans la partie centrale de l’hélice du glycogène. Le complexe ainsi formé est à l’origine de la coloration brun-acajou qui permet d’identifier le glycogène.

Dans le glycogène, le glucose n’est pas dans sa forme linéaire mais il est dans sa forme
cyclique, l’a–(D)-glucopyranose que l’on peut représenter de la façon suivante :

1.1. Quelles sont les fonctions organiques qui réagissent lorsque deux molécules conduisent à la formation d’un hémiacétal ? Préciser le nom de l’autre produit formé.
Hémiacétalisation intramoléculaire : la réaction entre un aldehyde et un alcool donne un hémiacétal. L'autre produit formé est l'eau.
 
1.2. Expliquer comment les liaisons -1,4 et -1,6 observées dans le glycogène peuvent se justifier.

La solubilité du diiode dans le Lugol et dans les solutions d’iodure de potassium s’interprète par la réaction totale d’équation bilan :
I2(aq) + I-(aq) = I3-(aq).
1.3 Justifier le caractère spontané de cette réaction.
E°(
I3-(aq) / I-(aq)) =0,54 V ; E°(I2(aq)/I-(aq) )=0,62 V.
I2(aq) est l'oxydant le plus fort de l'un des couples redox et I-(aq) est le réducteur le plus fort de l'autre couple.
1.4 Une formule de Lewis possible pour représenter l’ion triiodure I3- est la suivante :
Justifier la partie en gras de la phrase : « les ions triiodure se disposent en chaîne linéaire dans la partie centrale de l’hélice du glycogène ».
L'atome central est du type AX2E3.( 2 liaisons et 3 doublets non liants ) : cette molécule est linéaire.
 




Dosage d’une solution de Lugol en vue d’un test IVL.
On cherche à vérifier de deux manières différentes si une solution de Lugol retrouvée au laboratoire est utilisable pour réaliser le test IVL, c’est à-dire si elle contient 1% en masse en diiode.
A- Première méthode : titrage colorimétrique.
Il est possible de doser les ions triodure I3- présents dans le Lugol en les faisant réagir avec des ions thiosulfate S2032-. Pour cela, on prélève un volume V0 = 20 mL de la solution de Lugol que l’on titre, en présence d’empois d’amidon, avec une solution de thiosulfate de sodium (2Na+
S2032-) de concentration C = 0,10 mol.L-1. On observe l’équivalence lorsqu’on a versé un volume VE = 10 mL de solution titrante.
2.1 Écrire l’équation bilan de la réaction de titrage.
2 S2032-aq +I3- aq --->  S4062-aq +3I- aq .
2.2 Exploiter la valeur du volume équivalent pour montrer que la concentration des ions triiodure dans la solution de Lugol dosée a pour valeur CLugol = 2,5.10 -2 mol.L-1.
Al'équivalence n(
S2032-aq) =2n(I3- aq).
CVE = 2V0 CLugol
CLugol =CVE /( 2V0 )=0,10 *10 /(2*20)=0,025 mol/L.
Deuxième méthode : dosage spectrophotométrique.
On dispose de cinq solutions aqueuses de diiode dans l’iodure de potassium de concentrations molaires apportées différentes. Les solutions prennent une coloration jaune marron caractéristique des ions triiodure formés entre le diiode I2 et les ions iodure I-. Ces solutions sont fabriquées de manière à ce que les ions iodure soient, comme dans le Lugol, en excès par rapport au diiode. Dans ce cas, les quantités de matières de diiode introduit et d’ions triiodure formés sont égales.
Parmi les espèces chimiques présentes, l’ion triiodure formé est la seule espèce colorée.
On réalise la mesure de l’absorbance A de chaque solution avec un spectrophotomètre UV–visible. On obtient la courbe expérimentale suivante.

Pour déterminer le titre en diiode du Lugol, il est ici nécessaire de diluer 100 fois la solution de Lugol. Sans modifier les réglages du spectrophotomètre, on mesure l’absorbance de la solution de Lugol diluée et l’on obtient la valeur ASlugol= 0,084.

 










2.3 Montrer que la valeur de 2,5.10 -2 mol.L-1 annoncée à la question 2.2 pour la concentration des ions triiodure dans la solution de Lugol est cohérente avec la valeur de l’absorbance ASlugol

ASLugol = 333,3 *0,025 / 100 =0,083. 
2.4 Expliquer pourquoi il a été nécessaire de diluer la solution de Lugol.
La plage de mesure d'absorbance du spectrophotomètre est comprise entre -0,3 et 3,0. Sans dilution, l'absorbance du Lugol serait égale à 8,3.
2.5 La solution de Lugol étudiée est-elle utilisable pour procéder au test IVL ? Argumenter la réponse.
 Le diiode forme en présence des ions iodure, des ions triiodure I3-.
Pour réaliser le test, le Lugol doit contenir en masse 1 % de diiode.
Concentration en ion triodure dans le Lugol :  CLugol = 2,5.10 -2 mol.L-1.
Masse d'ion triiodure dans 1 L de Lugol : m=CI2 M(I3-)= 2,5 10-2 *3*127=9,5 g.
Masse de 1 L de Lugol : 1,0 kg.
% massique du diiode :9,5 / 1000 *100 = 0,95  ~ 1%.Dépistage du cancer du col de l'utérus par le test IVL.Dépistage du cancer du col de l'utérus par le test IVL.Dépistage du cancer du col de l'utérus par le test IVL..





  

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