Đang tải... (xem toàn văn)
Đề tài Nghiên cứu tổng hợp vật liệu silic hữu cơ siêu xốp kích thước micro/nano định hướng ứng dụng trong y sinh dược nghiên cứu nhằm 2 mục tiêu tối ưu quy trình tổng hợp vật liệu silic hữu cơ siêu xốp rỗng kích thước micromet và nanomet; khảo sát khả năng tương tác của albumin huyết thanh bò lên các vật liệu đã tổng hợp.
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y DƯỢC LÊ THỊ TRÀ GIANG NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU SILIC HỮU CƠ SIÊU XỐP KÍCH THƯỚC MICRO/NANO ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG TRONG Y SINH DƯỢC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH DƯỢC HỌC HÀ NỘI - 2022 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y DƯỢC LÊ THỊ TRÀ GIANG NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU SILIC HỮU CƠ SIÊU XỐP KÍCH THƯỚC MICRO/NANO ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG TRONG Y SINH DƯỢC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH DƯỢC HỌC KHÓA : NGƯỜI HƯỚNG DẪN : QH.2017.Y TS LÊ THỊ HIÊN ThS.BSNT HỒ MỸ DUNG HÀ NỘI - 2022 LỜI CẢM ƠN Khóa luận kết trình học tập, rèn luyện em trường Đại học Y Dược, Đại học Quốc gia Hà Nội Trong trình nghiên cứu hồn thành khóa luận này, em nhận nhiều giúp đỡ quý báu từ thầy cô trường Đại học Y Dược trường Đại học Công Nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội Trước hết, em xin bày tỏ lòng biết sâu sắc tới ThS.BSNT Hồ Mỹ Dung TS Lê Thị Hiên - người hết lịng tận tình, bảo em q trình làm khóa luận Em xin chân thành cảm ơn thầy cô Bộ môn Y Dược học sở, trường Đại học Y Dược Khoa Công nghệ Nông Nghiệp, trường Đại học Công Nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội tạo điều kiện cho em thực khóa luận tốt nghiệp Em xin gửi lời cảm ơn đề tài “Hợp tác nghiên cứu kỹ thuật định lượng số biomarker bệnh nhân bị bệnh võng mạc mắt đái tháo đường”, mã số nhiệm vụ NĐT.69/CHN/19 – Trường Đại học Y Dược, Đại học Quốc gia Hà Nội hỗ trợ để em thực nghiên cứu Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè động viên, giúp đỡ em trình học tập làm đề tài tốt nghiệp Trong trình làm khóa luận khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận góp ý thầy để khóa luận em hồn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 01 tháng 06 năm 2022 Sinh viên Lê Thị Trà Giang DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Tên viết tắt APTES BET BSA Tên viết đầy đủ 3-(Aminopropyl)triethoxysilane Brunauer - Emmett - Teller Bovine serum albumin (Albumin huyết bò) BTEE 1,2-Bis(triethoxysilyl)ethane BTME 1,2-Bis(trimethoxysilyl)ethane CTAB Cetyltrimethylammonium bromide FESEM Field emission scanning electron microscopy (Kính hiển vi điện tử phát xạ trường) FTIR Fourier transform infrared spectroscopy (Quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier) PBS Phosphate buffer solution PMO Periodic mesoporous organosilica (Silic hữu siêu xốp rỗng cấu trúc tuần hoàn) DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Danh mục hóa chất dùng luận án 17 Bảng 2.2 Danh mục thiết bị dùng luận án 17 Bảng 2.3 Danh mục vật tư, dụng cụ thí nghiệm dùng luận án .18 Bảng 2.4 Ký hiệu mẫu vật liệu tổng hợp luận án 23 Bảng 2.5 Nồng độ BSA để khảo sát khả hấp phụ vật liệu PMO .26 Bảng 3.1 Khối lượng vật liệu PMO tổng hợp 27 Bảng 3.3 Các đặc trưng vật liệu PMO 32 Bảng 3.4 Nồng độ BSA đo điểm nồng độ ban đầu khác 33 Bảng 4.1 So sánh đặc trưng vật liệu nghiên cứu này, nghiên cứu Qian 37 nghiên cứu Zhu 40 38 DANH MỤC CÁC HÌNH, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Cấu trúc vật liệu PMO 11 Hình 1.2 Các phương pháp chế tạo vật liệu nano 14 Hình 1.3 Cấu trúc số tiền chất tổng hợp PMO Hình 1.4 Bốn đường tổng hợp PMO: (1) tiền chất, (2) hai tiền chất với nhóm chức hữu khác nhau, (3) tiền chất với nhóm hữu lơ lửng (4) biến đổi tiếp PMO vừa tổng hợp xong chất hóa học xử lý phân tử hữu 17 .7 Hình 1.5 Sự thủy phân ngưng tụ organosilanes tạo thành silsesquioxane 18 Hình 1.6 Cấu trúc hình dạng chất hoạt động bề mặt dung dịch nước phụ thuộc vào nồng độ chất hoạt động bề mặt 19 .8 Hình 1.7 Quá trình tổng hợp PMO từ tiền chất silic hữu 20 Hình 1.8 Hình thái lỗ rỗng sử dụng silica hữu với cầu nối methylene, ethylene, ethenylene, phenylene 21 Hình 1.9 Vị trí cầu nối hữu vật liệu PMO 23 10 Hình 1.10 Phương pháp để cố định protein giá đỡ lực tương tác protein giá đỡ qua trình cố định protein 25 11 Hình 1.11 Ảnh hưởng pH đến tương tác lượng hấp phụ trình cố định 32 14 Sơ đồ 2.1 Tổng hợp nano PMO trung tính 19 Sơ đồ 2.2 Tổng hợp nano PMO amin 20 Sơ đồ 2.3 Tổng hợp micro PMO trung tính .21 Sơ đồ 2.4 Tổng hợp micro PMO trung tính .22 Hình 2.1 Cơ chế hoạt động máy nanodrop .25 Hình 3.1 Cảm quan vật liệu PMO sau sấy khơ: a.PMO trung tính; b PMO amin 27 Hình 3.2 Phổ FTIR mẫu nanoPMO .28 Hình 3.3 Phổ FTIR mẫu nanoPMO amin 28 Hình 3.4 Phổ FTIR mẫu microPMO 29 Hình 3.5 Phổ FTIR mẫu microPMO 29 Hình 3.6 Ảnh FESEM mẫu nanoPMO trung tính 30 Hình 3.7 Ảnh FESEM mẫu nanoPMO amin 30 Hình 3.8 Hình ảnh FESEM mẫu microPMO trung tính .31 Hình 3.9 Hình ảnh FESEM microPMO amin 31 Đồ thị 3.1 Đường đẳng nhiệt hấp phụ N2: a nanoPMO; b microPMO 32 Đồ thị 3.2 Đường chuẩn nồng độ BSA phụ thuộc vào độ hấp thụ 33 Đồ thị 3.3 Lượng BSA hấp phụ vào vật liệu PMO: MPT3, MPA3, NPT, NPA1 .34 Đồ thị 3.4 Lượng BSA hấp phụ lên vật liệu PMO: MPT3, MPA3, NPT, NPA1 theo nồng độ BSA ban đầu 35 MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG - TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan vật liệu silic hữu siêu xốp .3 1.1.1 Vật liệu nano silica siêu xốp .3 1.1.2 Cấu trúc tính chất vật liệu silic hữu siêu xốp .3 1.1.3 Các phương pháp tổng hợp silic hữu siêu xốp 1.1.4 Hình thái silic hữu siêu xốp rỗng 1.2 Ứng dụng vật liệu silic hữu siêu xốp y sinh 10 1.2.1 Cố định phân tử sinh học 10 1.2.2 Làm giàu phân tử sinh học 14 1.2.3 Vai trò chất xúc tác sinh học 15 1.2.4 Vai trò phân phối thuốc 15 CHƯƠNG – VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .17 2.1 Thiết bị, hóa chất, vật tư nghiên cứu 17 2.1.1 Hóa chất thí nghiệm 17 2.1.2 Thiết bị thí nghiệm 17 2.1.3 Vật tư, dụng cụ thí nghiệm .18 2.2 Phương pháp nghiên cứu 18 2.2.1 Phương pháp tổng hợp silic hữu siêu xốp kích thước nanomet 18 2.2.2 Phương pháp tổng hợp silic hữu siêu xốp kích thước micromet 20 2.3 Phương pháp xác định tính chất đặc trưng vật liệu 23 2.3.1 Phương pháp xác định hình thái học vật liệu 23 2.3.2 Phương pháp xác định diện tích bề mặt riêng, thể tích lỗ rỗng, kích thước lỗ rỗng vật liệu .24 2.4 Phương pháp xác định tương tác BSA vật liệu 25 CHƯƠNG – KẾT QUẢ .27 3.1 Kết tổng hợp vật liệu PMO 27 3.1.1 Khối lượng vật liệu PMO 27 3.1.2 Thành phần nhóm chức 27 3.1.3 Hình thái học vật liệu 30 3.1.4 Thông số đặc trưng 32 3.2 Khảo sát khả hấp phụ protein Bovine serum albumin (BSA) lên PMO 33 3.2.1 Sự hấp phụ BSA lên PMO theo thời gian 34 3.2.2 Sự hấp phụ BSA vật liệu PMO theo nồng độ BSA ban đầu .35 CHƯƠNG – BÀN LUẬN .36 4.1 Về kết tối ưu quy trình tổng hợp vật liệu PMO .36 4.1.1 Tối ưu quy trình tổng hợp vật liệu microPMO 36 4.1.2 Đặc trưng nanoPMO microPMO 37 4.2 Về kết khảo sát hấp phụ protein vật liệu PMO .39 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO 43 MỞ ĐẦU Kể từ giảng với tựa đề “Còn nhiều khoảng trống phía dưới” Richard Feynman, người đoạt giải Nobel tiếng vào năm 1959, khái niệm công nghệ nano ảnh hưởng đến tất lĩnh vực nghiên cứu khác liên quan đến hóa học, vật lý, điện tử, khoa học vật liệu khoa học y sinh Cho đến nay, công nghệ nano lĩnh vực phát triển mạnh mẽ Việc tích hợp cơng nghệ nano vào ngành, lĩnh vực cung cấp giải pháp đột phá cho nhiều vấn đề môi trường, y tế công nghiệp nay, bao gồm vật liệu micro/nano, điện tử, phân phối thuốc, lượng, công nghệ sinh học, công nghệ thông tin, an ninh quốc gia Cơng nghệ nano có tác động sâu sắc đến kinh tế - xã hội, coi cách mạng công nghiệp đại tạo xu hướng nghiên cứu mang lại đổi mới, đột phá 1,2 Vật liệu nano sản phẩm công nghệ nano ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực Một lĩnh vực có nhiều triển vọng ứng dụng vật liệu micro/nano y học 3,4 Vật liệu nano có cấu trúc lỗ xốp thu hút nhiều quan tâm từ nhà nghiên cứu vật liệu có khơng gian trống lớn bên giúp chúng có đặc tính cải tiến lạ Vì vậy, vật liệu làm tăng hiệu suất đáng kể nhiều ứng dụng y học, hóa học xúc tác, lượng, Trong số loại vật liệu có cấu trúc lỗ xốp, silic hữu siêu xốp cấu trúc tuần hoàn (PMO) thu hút nhiều ý khung vật liệu lai hữu cơ-vô độc đáo, nhóm hữu chức kết hợp đồng cộng hóa trị thành lỗ xốp cấp độ phân tử Các ứng dụng y sinh thường gặp vật liệu nano silica siêu xốp là: chất xúc tác sinh học, cố định hay làm giàu phân tử sinh học, phân phối thuốc 5,6 Để phân tách làm giàu phân tử sinh học hệ thống sinh học, vật liệu nano siêu xốp với cấu trúc lỗ kích thước lỗ phù hợp thiết kế với mục đích protein kích thước nhỏ peptide vào lỗ protein lớn bị rửa trôi Trên giới, nhiều nhà khoa học tiến hành nghiên cứu tổng hợp vật liệu silic hữu siêu xốp phục vụ cho y sinh Tuy nhiên Việt Nam chưa có cơng trình nghiên cứu tổng hợp loại vật liệu silic hữu siêu xốp rỗng ứng dụng chúng y sinh PMO cho thấy triển vọng nhiều lĩnh vực nhờ vào đặc trưng Nhằm tối ưu hóa quy trình tổng hợp vật liệu ứng dụng sinh học y dược, thực đề tài: “Nghiên cứu tổng hợp vật liệu silic hữu siêu xốp kích thước micro/nano định hướng ứng dụng y sinh dược” với hai mục tiêu: ... ĐẠI HỌC Y DƯỢC LÊ THỊ TRÀ GIANG NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU SILIC HỮU CƠ SIÊU XỐP KÍCH THƯỚC MICRO/NANO ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG TRONG Y SINH DƯỢC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH DƯỢC HỌC KHÓA :... hành nghiên cứu tổng hợp vật liệu silic hữu siêu xốp phục vụ cho y sinh Tuy nhiên Việt Nam chưa có cơng trình nghiên cứu tổng hợp loại vật liệu silic hữu siêu xốp rỗng ứng dụng chúng y sinh PMO... th? ?y triển vọng nhiều lĩnh vực nhờ vào đặc trưng Nhằm tối ưu hóa quy trình tổng hợp vật liệu ứng dụng sinh học y dược, thực đề tài: ? ?Nghiên cứu tổng hợp vật liệu silic hữu siêu xốp kích thước micro/nano