Thông tin tài liệu
MỞ ĐẦU Trong hai thập kỷ vừa qua, vật liệu nano nói chung nano vàng nói riêng nhà nghiên cứu, nhà công nghệ đặc biệt quan tâm phát triển [7] Ở kích thước nano, vàng bộc lộ tính chất đặc biệt so với dạng khối, đặc biệt hiệu ứng plasmon bề mặt, độ dẫn điện, dẫn nhiệt, độ phản quang cao, tương thích với phần tử sinh học Chính vậy, nano vàng ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực, tiêu diệt tế bào ung thư, dẫn thuốc tới tế bào đích, chụp ảnh sinh học hay chẩn đoán tác nhân gây bệnh ứng dụng y sinh học khác [3] Năm 1857, Faraday lần công bố khả tạo keo vàng cách dùng phốt khử AuCl4-, từ tới có nhiều kỹ thuật khác phát triển để tạo keo vàng phương pháp hóa học, phương pháp vật lý phương pháp sinh học [5], [8] Mỗi phương pháp có ưu nhược điểm khác liên quan đến chi phí, thời gian tạo mẫu, ổn định phân bố kích thước hạt mục đích ứng dụng Ngày nay, phương pháp khử hóa học sử dụng phổ biến để chế tạo nano vàng Phương pháp có q trình thực nghiệm đơn giản điều khiển kích thước hạt [9] Tuy nhiên, phương pháp sử dụng hóa chất đắt tiền, khả sẵn có muối vàng tinh khiết hóa chất khử vấn đề cần quan tâm Tiếp theo, việc kiểm sốt hóa chất tồn dư (chưa phản ứng hết), độ pH hay độ nano vàng sau chế tạo thách thức người làm công nghệ Trên thực tế, phương pháp vật lý sử dụng tạo số lượng lớn hạt nano vàng từ vàng khối [5], [10] Tuy nhiên, chi phí cho trang thiết bị chế tạo thường tốn khó kiểm sốt kích thước Một phương pháp thân thiện với môi trường để chế tạo nano vàng phương pháp sinh học quan tâm phát triển thời gian gần [11], [12] Phương pháp sử dụng chiết xuất từ thực vật hay vi khuẩn để khử muối vàng thành vàng nguyên tử, từ hình thành hạt nano Hạn chế phương pháp khó khăn việc tạo số lượng lớn hạt nano kiểm sốt kích thước Một số phương pháp kết hợp lý hóa quang hóa hay điện hóa phát triển để chế tạo nano vàng [13], [14] Tuy nhiên, tính ưu việt phương pháp chưa thể rõ ràng Vấn đề đặt nhà khoa học công nghệ phát triển phương pháp chế tạo hạt nano cách hiệu quả, kiểm soát chất lượng nguyên liệu đầu vào sản phẩm đầu ra, phát huy ưu điểm giảm thiểu hạn chế phương pháp truyền thống Do đó, hướng nghiên cứu quan tâm gần nano nói chung nano vàng nói riêng thường tập trung vào việc tạo số lượng lớn, có khả điều khiển kích thước, nguồn ngun liệu sẵn có, độ cao, tính chất lí hóa vượt trội thân thiện với mơi trường, đặc biệt khơng có chất tồn dư độc hại sản phẩm Một phương pháp chế tạo nano vàng tiềm đạt tiêu chí phương pháp điện hóa [6], [15], [16], [17], [18] Phương pháp có khả kiểm sốt độ sản phẩm hoàn toàn kiểm soát chất lượng nguyên liệu đầu vào, điều khiển kích thước chí phí thấp Tuy nhiên, theo tìm hiểu tác giả, khơng có nhiều cơng bố phương pháp chế tạo nano vàng sử dụng phương pháp điện hóa Tương tự phương pháp chế tạo khác, khó khăn lớn phương pháp tìm điều kiện chế tạo thích hợp tạo hạt nano dải kích thước hẹp theo mục đích sử dụng Ngồi ra, hạt nano nói chung, tìm quy trình phù hợp để chức hóa chúng với phần tử sinh học hướng đích cho ứng dụng khác y sinh ln gặp nhiều thách thức Ngồi ra, giá thành nguyên vật liệu vấn đề cần quan tâm, theo trang điện tử Sigma Aldrich, với 100 mL nano vàng kích thước khoảng 10 nm (6 x 1012 hạt/mL) có giá thành khoảng 400 la Singapore [19] Do vậy, việc chủ động nguồn nguyên liệu, nắm bắt phương pháp chế tạo phù hợp chức hóa thành cơng nano vàng khơng khám phá phương pháp chế tạo mà chủ động tạo nguồn cung nano vàng ổn định, giá thành rẻ cho ứng dụng điều trị chẩn đoán mầm bệnh, đặc biệt đưa vật liệu vào thể người hay động vật Đề tài nghiên cứu xây dựng sở tham khảo tài liệu liên quan cơng bố ngồi nước; thành cơng nhóm nghiên cứu phát triển TS Trần Quang Huy ứng dụng cơng nghệ điện hóa chế tạo hạt nano kim loại từ dạng khối [20], [21] Việc tạo nano vàng từ vàng khối giúp nhà khoa học chủ động việc nghiên cứu triển khai ứng dụng liên quan đến nano vàng Xuất phát từ lý trên, với ðiều kiện trang thiết bị có phịng thí nghiệm định hướng Thầy hướng dẫn, lựa chọn chủ đề "Chế tạo nghiên cứu tính chất quang nano vàng, định hướng ứng dụng y sinh" làm đề tài luận văn Mục tiêu đề tài: - Chế tạo thành cơng nano vàng có dải kích thước 20 nm từ vàng khối phương pháp điện hóa, định hướng ứng dụng y sinh; - Khảo sát tính chất quang nano vàng chế tạo phương pháp điện hóa điều kiện khác Phương pháp nghiên cứu: Nano vàng chế tạo phương pháp điện hóa Các tính chất lí-hóa nano vàng khảo sát theo điện áp sử dụng, nồng độ natri citrate, thời gian chế tạo thời gian lưu giữ Sử dụng trang thiết bị phịng thí nghiệm để phân tích UV-vis, kính hiển vi điện tử truyền qua, kính hiển vi điện tử quét, phổ tán xạ lượng tia X, nhiễu xạ tia X Zeta Khảo sát khả đánh dấu vị trí kháng nguyên vi khuẩn nano vàng sử dụng kỹ thuật miễn dịch hiển vi điện tử Bố cục luận văn: Mở đầu Chương 1: Tổng quan lý thuyết Trình bày tổng quan công nghệ nano vàng ứng dụng; quy trình chức hóa nano vàng với kháng thể; đánh dấu phát vi khuẩn E.coli O157 nano vàng; tổng hợp tài liệu công bố để ưu nhược điểm phương pháp chế tạo nano vàng có, đề xuất vấn đề nghiên cứu mà luận văn giải Chương 2: Vật liệu phương pháp Trình bày nguyên vật liệu, hóa chất trang thiết bị thí nghiệm cần thiết; Quy trình chế tạo nano vàng; Phương pháp khảo sát trưng lí-hóa nano vàng phổ hấp thụ (UV-Vis), hiển vi điện tử truyền qua (TEM), hiển vi điện tử quét (SEM) phổ tán xạ lượng tia X (EDX); Nhiễu xạ tia X; Thế Zeta Chức hóa nano vàng với kháng thể; Đánh dấu phát vi khuẩn E.coli O157 nano vàng; Sử dụng phương pháp miễn dịch hiển vi điện tử để xác định khả đánh dấu vi khuẩn nano vàng Chương 3: Kết bàn luận Trình bày kết nghiên cứu đạt yếu tố ảnh hưởng đến hình thành, cấu trúc, hình thái, đặc trưng quang học nano vàng thử nghiệm khả sử dụng hạt nano vàng để chức hóa với loại kháng thể kháng mầm bệnh khác Kết luận chung kiến nghị Tóm tắt kết bật mà luận văn đạt Những kiến nghị luận văn Chương TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1 Sơ lược công nghệ nano Trong 20 năm qua, công nghệ nano đạt thành tựu vượt bậc nhận quan tâm phát triển mạnh mẽ nhà khoa học toàn cầu [22] Trong cách mạng 4.0, công nghệ nano coi công nghệ tiên phong, chúng liên quan mật thiết đến việc chế tạo, phân tích, thiết kế ứng dụng cấu trúc, thiết bị hệ thống cách điều khiển kích thước, hình dạng vật liệu cấp độ nano mét (1-100 nm) Ở giới nano, vật liệu thể đặc tính hồn tồn khác biệt so với chúng dạng khối (Hình 1.1) Hình 1.1 Kích thước vật liệu nano từ 1-100 nm [23] Ở kích thước nano mét (nm), số nguyên tử bề mặt vật liệu so với tổng số nguyên tử chiếm tỉ lệ đáng kể, tạo hiệu ứng liên quan đến bề mặt (hiệu ứng bề mặt), dẫn đến tính chất có nhiều khác biệt so với vật liệu dạng khối [24] Nhờ tính chất đặc biệt ấy, vật liệu nano nghiên cứu ứng dụng nhiều lĩnh vực phục vụ đời sống y học, chế phẩm sinh học, mỹ phẩm, dệt may, vũ trụ công nghiệp điện tử dân dụng… Báo cáo năm 2010 cho thấy tình hình phát triển công nghệ nano giới tăng trưởng đặn hàng năm khoảng ~25% [24] Năm 2015, doanh thu từ sản phẩm công nghệ nano mang lại đạt gần 30,4 tỷ đô la Mỹ tiếp tục tăng nhanh [25] 1.2 Nano vàng Trong bảng hệ thống tuần hoàn, vàng (Au) kim loại quý đứng vị trí thứ 79 với cấu hình điện tử Xe5d106s Xe5d96s2 Nguyên tử vàng có mức lượng 5d 6s xấp xỉ nhau, tạo cạnh tranh lớp d lớp s [26] Các điện tử Au dịch chuyển hai trạng thái Chính thế, vàng có tính dẻo đặc biệt điện tử linh động Ở trạng thái vàng khối, chúng có ánh kim, màu vàng, nhiệt độ nóng chảy 1.063,4 oC, nhiệt độ sôi 2.880 oC, dẫn nhiệt (350 W/m.K), dẫn điện (40.107 Ω/m), bền khơng khí khơ ẩm Mặc dù vậy, kích thước nano chúng có tính chất quang, điện độc đáo hồn toàn khác biệt so với vật liệu vàng dạng khối [19], [26] Cấu trúc tinh thể vàng dạng lập phương tâm mặt (Hình 1.2), đó, ngun tử Au liên kết với 12 nguyên tử vàng xung quanh có số mạng a = 4,0786 Å Hình 1.2 Cấu trúc lập phương tâm mặt tinh thể vàng [1] 1.2.1 Tính chất nano vàng a) Tính quang học Trong kim loại vàng dạng khối có màu vàng kích thước nano (1100 nm), dung dịch chứa hạt có màu sắc thay đổi từ hồng nhạt đến đỏ tía tím than tùy theo kích thước nồng độ hạt (Hình 1.4) Sự thay đổi màu sắc hiệu ứng cộng hưởng Plasmon bề mặt (surface plasmon resonance SPR) Khi ánh sáng tác động lên bề mặt hạt nano, electron tự kim loại bị kích thích tạo điện từ trường dao động, chúng bị dồn phía tạo phân cực [2] Sự dao động gọi “plasmon” Đối với tinh thể kim loại, thông thường dao động nhanh chóng bị dập tắt sai hỏng mạng hay nút mạng tinh thể quãng đường tự trung bình điện tử nhỏ kích thước Tuy nhiên, kích thước kim loại nhỏ quãng đường tự trung bình khơng cịn tượng dập tắt mà điện tử dao động cộng hưởng với ánh sáng kích thích Do vậy, tính chất quang hạt nano dao động tập thể điện tử vùng dẫn tương tác với xạ sóng điện từ Q trình dao động dẫn tới phân bố lại điện tử hạt nano làm cho hạt nano bị phân cực tạo thành lưỡng cực điện Do vậy, tần số cộng hưởng xuất phụ thuộc vào nhiều yếu tố đặc biệt hình dạng, kích thước độ lớn hạt nano mơi trường xung quanh (Hình 1.3) Hình 1.3 Mơ hình biểu diễn tương tác sóng điện từ hạt nano vàng, electron bề mặt hạt nano gây tạo tượng cộng hưởng bề mặt [2] Ngoài ra, mật độ hạt nano ảnh hưởng đến tính chất quang (Hình 1.4) Khi mật độ lỗng coi gần với hạt tự do, nồng độ cao phải xét đến ảnh hưởng trình tương tác hạt [2], [26] Hình 1.4 Màu sắc dung dịch nano vàng theo kích thước hạt [27] b) Tính chất điện Do mật độ điện tử tự cao nên tính dẫn điện kim loại nói chung nano vàng nói riêng thường lớn (điện trở nhỏ) Đối với vật liệu khối, độ dẫn giải thích dựa cấu trúc vùng lượng chất rắn Điện trở kim loại tán xạ điện tử lên sai hỏng mạng tinh thể tán xạ với dao động nhiệt nút mạng (phonon) Tập hợp điện tử chuyển động kim loại (dòng điện I) tác dụng điện trường (U) có liên hệ với thơng qua định luật Ohm: U = IR, R điện trở kim loại [1] Định luật Ohm cho thấy đường I-U đường tuyến tính Khi kích thước vật liệu giảm dần, hiệu ứng lượng tử giam hãm làm rời rạc hóa cấu trúc vùng lượng Hệ q trình lượng tử hóa hạt nano I-U khơng cịn tuyến tính mà xuất hiệu ứng gọi hiệu ứng chắn Coulomb (Coulomb blockade) làm cho đường I-U bị nhảy bậc với giá trị bậc sai khác lượng e/2C cho U e/RC cho I, với e điện tích điện tử, C R điện dung điện trở khoảng nối hạt nano với điện cực [28] c) Tính chất nhiệt Nhiệt độ nóng chảy Tm vật liệu phụ thuộc vào mức độ liên kết nguyên tử mạng tinh thể Khi kích thước hạt nano giảm, nhiệt độ nóng chảy giảm Ví dụ: hạt vàng kích thước nm có Tm = 500°C, kích thước nm có Tm = 950°C [19] d) Tính chất xúc tác nano vàng chất mang Nano vàng có khả xúc tác Tuy nhiên, số yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác chúng chưa hiểu cách đầy đủ Hoạt tính xúc tác chúng thể tốt kích thước 10 nm [29] 1.2.2 Ứng dụng nano vàng Nano vàng vật liệu tiềm nghiên cứu ứng dụng nhiều lĩnh vực, đặc biệt truyền dẫn thuốc hướng đích để điều trị bệnh, tạo ảnh sinh học, đánh dấu sinh học, phát sinh học chuẩn đoán, đặc biệt tiêu diệt tế bào ung thư [30] Ngoài ra, nano vàng gắn với kháng thể kháng mầm bệnh, từ đánh dấu phát xác có mặt mầm bệnh mẫu phân tích [31] Khi sử dụng làm chất thị que thử nhanh, nano vàng hoạt động dựa ngun lí miễn dịch học hay cịn gọi kĩ thuật sắc kí miễn dịch, góp phần làm tăng độ nhạy kỹ thuật rút ngắn thời gian phát [32] Hình 1.5 Ứng dụng hạt nano vàng y sinh học [3] 1.3 Các phương pháp chế tạo nano vàng 1.3.1 Phương pháp khử hóa học Phương pháp khử hóa học, đặc biệt phương pháp Turkevich sử dụng phổ biến Các phương pháp khử hóa học chủ yếu sử dụng muối vàng HAuCl4 để làm tiền chất sau sử dụng chất khác để khử Au3+ thành Au0 Dung dịch ban đầu thường muối vàng HAuCl4 Chất khử axit citric, vitamin C, natri borohydride (NaBH4), cồn, etylen glycol Phương pháp đơn giản lại bị giới hạn tính sẵn có tiền chất ban đầu, giá thành độ sản phẩm cuối [2], [33] 10 Hình 3.10 Hạt nano vàng chế tạo 9V, nồng độ natri citrate 0,1% sau thời điểm sau điều (Hình a) chế sau tháng lưu giữ 40C (Hình b) 3.1.4 Hình thái hạt nano vàng quan sát SEM Để phân tích rõ hình thái nano vàng lượng mẫu lớn, mẫu dung dịch nano vàng chế tạo sau 9V nồng độ natri citrate 0,1% ly tâm với 38 tốc độ 10.000 vòng/phút phút Mẫu cặn lắng nhỏ lên đế, để khô tự nhiên, sau hút chân khơng trước phân tích SEM phân giải cao Hình 3.11 cho thấy hầu hết hạt nano vàng chế tạo có dạng hình cầu với kích thước đồng Theo chia độ hình ảnh SEM, thấy phần lớn hạt nano vàng có kích thước nằm dải 15 -20 nm, hạt có chồng chất lên quan sát, biên hạt rõ ràng, thể phân tách hoàn tồn hay có kết tụ dung dịch tạo thành Với phương pháp SEM, mẫu quan sát tổng thể đánh giá cách khách quan hình thái sự đồng mẫu Phương pháp TEM có độ phân giải cao biết xác kích thước hạt nano, hạt nano lắng đọng lưới đồng cách ngẫu nhiên nên khó đánh giá tổng thể hình thái mẫu Ngược lại, với SEM độ phân giải cao, quan sát tồn mẫu có tranh tổng thể Bởi trình chuẩn bị mẫu, tất hạt mẫu ly tâm lắng đọng tự nhiên xuống đế, TEM, có hạt tiếp xúc với màng cacbon lưới đồng có hội bám dính lưới Tuy nhiên, SEM bị hạn chế độ phân giải tích tụ điện tử bề mặt mẫu Trên lý thuyết, kính SEM có độ phân giải lớn khoảng nm (trong độ phân giải TEM đạt tới 0,1 nm) Do vậy, hình ảnh SEM hạt nano 20 nm mờ biên hạt rõ ràng hình ảnh TEM [48], [49] Chính lý nên thấy rằng, kích thước hạt nano vàng quan sát SEM dường lớn so với kích thước hạt quan sát TEM [24], [50] 39 Hình 3.11.Ảnh SEM cho thấy hạt nano vàng chế tạo hình cầu, kích thước hạt nằm dải 15- 20 nm 3.1.5 Thành phần hạt nano vàng phân tích EDX Phân tích thành phần EDX mẫu nano vàng sau quan sát hình thái học SEM, kết cho thấy, thành phần mẫu chế tạo vàng, đỉnh phổ cao mức lượng 2,2 keV lớp M, có đỉnh phổ nguyên tử C O từ thành phần citrate bao bọc bên hạt nano vàng mức lượng lớp K, tương ứng 0,2 keV 0,56 keV Ngoài ra, mẫu phân tích khơng có thành phần khác, kết cho thấy nano vàng điều có độ cao [35], [50], [51] 40 Hình 3.12.Phổ EDX xác nhận thành phần độ nano vàng sau chế tạo 3.1.6 Cấu trúc tinh thể nano vàng phân tích nhiễu xạ tia X Trong nghiên cứu này, nhiễu xạ tia X sử dụng để xác định cấu trúc tinh thể nano vàng hình thành sau chế tạo phương pháp điện hóa Tương tự trình chuẩn bị mẫu cho SEM hay EDX, mẫu ly tâm để đặc, sau nhỏ lên lam kính, để khơ khơng khí phân tích nhiễu xạ tia X Hình 3.13 cho thấy rõ đỉnh nhiễu xạ góc 2θ nano vàng hình thành giá trị 38,1; 44,2 64,6 tương ứng với mặt phẳng tinh thể (111); (200) (220) tinh thể nano vàng cấu trúc tinh thể lập phương mặt Giản đồ nhiễu xạ tia X xác nhận nano vàng chế tạo phương pháp điện hóa có chất tinh thể [52], [53], giản đồ không thấy xuất đỉnh nhiễu xạ đặc trưng tạp chất cấu trúc tinh thể khác Do vậy, lần giản đồ nhiễu xạ tia X chứng minh dung dịch điện hóa sau chế tạo chứa nano vàng 41 VNU-HN-SIEMENS D5005 - Mau Keo Au 2h d = 400 200 d = Lin ( Cps) 300 d = 100 26 30 40 50 60 70 2-Theta - Scale Fi l e : L o n g -Hu y -Vi e n VSDTTW -Ke o Au -2 h w - Ty p e : Th a l o n e - Sta rt: 0 0 ° - En d : 0 0 ° - Ste p : 0 ° - Ste p ti m e : s - T e m p : °C (Ro o m ) - An o d e : Cu - Cre a ti o n : /2 /1 8 :2 :4 4 -0 (*) - Go l d , s y n - Au - Y: 6 % - d x b y : 0 - W L : 5 Hình 3.13.Giản đồ nhiễu xạ tia X nano vàng sau chế tạo phương pháp điện hóa 3.1.7 Thế Zeta dung dịch nano vàng Để kiểm tra tính ổn định dung dịch nano vàng sau chế tạo, tất mẫu lưu giữ 40C sau tháng kiểm tra Zeta bề mặt Kết phân tích cho thấy mẫu cho phổ có đỉnh Hình 3.14 cho thấy dung dịch nano vàng chế tạo 9V cho Zeta có giá trị tuyệt đối 45,0 mV Các nghiên cứu rằng, với giá trị tuyệt đối Zeta 40-50 mV thể dung dịch nano ổn định [54], [55] 42 Hình 3.14 Thế zeta dung dịch nano vàng lưu giữ sau tháng mẫu chế tạo điện áp 9V nồng độ natri citrate 0,1% Bảng 3.1 cho thấy chi tiết số thông số đo mẫu dung dịch nano để xác định Zeta phân bố kích thước hạt dựa nguyên lý tán xạ ánh sáng động học (DLS) tương ứng với Hình 3.14 Bảng Thế Zeta phân bố kích thước hạt nano vàng dung dịch Thế Đỉnh Zeta (mV) Diện Độ rộng tích (%) (mV) Phân bố kích thước (d.nm) Số hạt Độ rộng (%) (d.nm) Đỉnh -45 100 11,5 4,368 100 0,843 Đỉnh 0,000 0,000 0,0 0,000 0,0 0,000 Đỉnh 0,000 0,000 0,0 0,000 0,0 0,000 3.2 Khả đánh dấu phát E.coli O157 Sau kiểm tra độ tinh khiết, dung dịch nano vàng ủ chức hóa với kháng thể đa dòng kháng E.coli O157 theo thường quy mơ tả phần phương pháp 2.4 Mục đích trình nhằm kiểm tra khả gắn kết tính tương thích sinh học sản phẩm nano vàng Hình 3.15 sản phẩm cộng 43 hợp cuối nano vàng –kháng thể, sản phẩm lưu giữ 40C để sẵn sàng cho trình thử nghiệm Hình 3.15 Cộng hợp nano vàng sau chức hóa với kháng thể đa dịng kháng vi khuẩn E.coli O157 Hoạt tính cộng hợp nano vàng-kháng thể đánh giá cách ủ với dung dịch chứa vi khuẩn E.coli O157 nồng độ 106 cfu/mL, sau xác nhận gắn đặc hiệu phức hợp chủng vi khuẩn thơng qua kính hiển vi điện tử truyền qua Hình 3.16 cho thấy hình ảnh TEM vi khuẩn E.coli chưa gắn kết với hạt nano vàng (Hình 3.16; ảnh trái), sau ủ 20 phút với cộng hợp nano vàng-kháng thể, hạt vàng gắn kết đặc hiệu xung quanh vi khuẩn E.coli (Hình 3.16; ảnh phải) Kỹ thuật miễn dịch hiển vi điện tử kỹ thuật kinh điển sử dụng để đánh dấu vị trí kháng nguyên mầm bệnh [54], [55] Kỹ thuật sử dụng hạt nano vàng có kích thước xác định nm, 10 nm 15 nm gắn với protein A kháng thể kháng tác nhân gây bệnh, hạt nano vàng đóng vai trị chất thị Ngoài ra, với việc chủ động nguồn hạt nano vàng độ ổn định chìa khóa để tạo cộng hợp ứng dụng kỹ thuật sắc ký miễn dịch để phát nhanh tác nhân gây bệnh [56], [57] Theo tra cứu nguồn Scopus [https://www.scopus com], kỹ thuật sắc ký miễn dịch giới thiệu vào năm đầu thập niên 60, sau 30 năm, với phát triển công nghệ nano, kỹ thuật quan tâm phát triển mạnh mẽ ngày Đến nay, có 1.800 cơng 44 trình cơng bố liên quan, gần 88% cơng trình sử dụng nano vàng làm chất thị [58] Kết nghiên cứu cho thấy hạt vàng chế tạo phương pháp điện hóa chức tốt với kháng thể Đây sở để mở rộng khả sử dụng hạt nano vàng chức hóa với loại kháng thể kháng mầm bệnh khác nhau, phục vụ mục đích chẩn đốn điều trị hướng đích [59], [60], [61] Vi khuẩn E.coli không gắn với hạt Các hạt nano vàng gắn xung quanh vi nano vàng khuẩn E.coli Hình 3.16.Vi khuẩn E.coli O157 trước (ảnh trái) sau gắn kết với cộng hợp nano vàng gắn kháng thể (ảnh phải) 3.3 Kết luận Chương trình bày kết để chứng minh nano vàng chế tạo thành cơng phương pháp điện hóa từ vàng khối Đây phương pháp hiệu quả, đơn giản thân thiện với môi trường Nghiên cứu khảo sát đặc trưng quang học, kích thước nano vàng chế tạo theo yếu tố ảnh hưởng điện áp, nồng độ natri citrate thời gian chế tạo Những kết thử nghiệm ban đầu chứng minh khả chức hóa hạt nano vàng chế tạo với kháng thể để đánh dấu kháng nguyên vi khuẩn E.coli O157 45 KẾT LUẬN CHUNG Luận văn đạt mục tiêu đề với kết sau: Đã chế tạo thành công nano vàng từ vàng khối khối nước cất, thông qua bước sử dụng nguồn điện áp chiều Nano vàng chế tạo có độ cao, hạt nano vàng có hình cầu, đồng dải phân bố kích thước hẹp 20 nm, ổn định thời gian tháng lưu giữ 40C Nano vàng chế tạo phương pháp điện hóa với mức điện áp: 6V – 15 V, nồng độ natri citrate: 0,08% - 0,12% thời gian chế tạo: 1-3 Các đặc trưng quang học kích thước khảo sát theo điều kiện chế tạo khác nhau, dung dịch nano vàng chế tạo có đỉnh hấp thụ bước sóng nằm dải: 528 nm - 538 nm Đã thử nghiệm chức hóa thành công hạt nano vàng chế tạo với kháng thể kháng E.coli O157 chứng minh khả đánh dấu kháng nguyên vi khuẩn E.coli O157 kỹ thuật miễn dịch hiển vi điện tử 46 KIẾN NGHỊ - Khảo sát ảnh hưởng điện nồng độ natri citrate dải rộng đến đặc tính quang, kích thước nano vàng phương pháp điện hóa từ vàng khối - Nghiên cứu đặc tính quang hạt nano vàng chức hóa để ứng dụng chẩn đoán điều trị bệnh hướng đích 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO Gold crystalline Ogarev V.A., Rudoi V.M., and Dement’eva O V (2018) Gold Nanoparticles: Synthesis, Optical Properties, and Application Inorganic Materials: Applied Research, 9(1), 134–140 Tiwari P., Vig K., Dennis V., et al (2011) Functionalized Gold Nanoparticles and Their Biomedical Applications Nanomaterials, 1(1), 31–63 Yeh Y.-C., Creran B., and Rotello V.M (2012) Gold nanoparticles: preparation, properties, and applications in bionanotechnology Nanoscale, 4(6), 1871–1880 Nguyễn Q.Đ., Nguyễn B.T., and Trần M.H (2012) Nghiên cứu chế tạo hạt Nano vàng phương pháp ăn mòn Laser triển vọng ứng dụng y sinh Tạp chí khoa học cơng nghệ, 89, 331–335 Huang C.-J., Chiu P.-H., Wang Y.-H., et al (2006) Electrochemically Controlling the Size of Gold Nanoparticles Journal of The Electrochemical Society, 153(12), D193 Jha R.K., Jha P.K., Chaudhury K., et al (2014) An emerging interface between life science and nanotechnology: present status and prospects of reproductive healthcare aided by nano-biotechnology Nano Reviews, 5(1), 22762 An L., Wang Y., Tian Q., et al (2017) Small gold nanorods: Recent advances in synthesis, biological imaging, and cancer therapy Materials, 10(12), pii: E1372 Sengani M., Grumezescu A.M., and Rajeswari V.D (2017) Recent trends and methodologies in gold nanoparticle synthesis – A prospective review on drug delivery aspect OpenNano, 2, 37–46 10 Mafune F., Kohno J.Y., Takeda Y., et al (2002) Full physical preparation of size-selected gold nanoparticles in solution: Laser ablation and laserinduced size control Journal of Physical Chemistry B, 106(31), 7575– 7577 11 Song J.Y., Jang H.K., and Kim B.S (2009) Biological synthesis of gold nanoparticles using Magnolia kobus and Diopyros kaki leaf extracts Process Biochemistry, 44(10), 1133–1138 12 Molnár Z., Bódai V., Szakacs G., et al (2018) Green synthesis of gold nanoparticles by thermophilic filamentous fungi Scientific Reports, 8(1), 1–12 48 13 Dong S.A and Zhou S.P (2007) Photochemical synthesis of colloidal gold nanoparticles Materials Science and Engineering B: Solid-State Materials for Advanced Technology, 140(3), 153–159 14 Wang L., Wei G., Guo C., et al (2008) Photochemical synthesis and selfassembly of gold nanoparticles Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 312(2–3), 148–153 15 Huang S., Ma H., Zhang X., et al (2005) Electrochemical Synthesis of Gold Nanocrystals and Their 1D and 2D Organization The Journal of Physical Chemistry B, 109(42), 19823–19830 16 Zou C., Yang B., Bin D., et al (2017) Electrochemical synthesis of gold nanoparticles decorated flower-like graphene for high sensitivity detection of nitrite Journal of Colloid and Interface Science, 488, 135–141 17 Singh S., Jain D.V.S., and Singla M.L (2013) One step electrochemical synthesis of gold-nanoparticles-polypyrrole composite for application in catechin electrochemical biosensor Analytical Methods, 5(4), 1024–1032 18 Cojocaru P., Vicenzo A., and Cavallotti P.L (2007) Electrochemical Synthesis of Silver and Gold Nanoparticles ECS Transactions, 67–77, 67– 77 19 Gold properties 20 Thuc D.T., Huy T.Q., Hoang L.H., et al (2016) Green synthesis of colloidal silver nanoparticles through electrochemical method and their antibacterial activity Materials Letters, 181, 173–177 21 Thuc D.T., Huy T.Q., Hoang L.H., et al (2017) Antibacterial Activity of Electrochemically Synthesized Colloidal Silver Nanoparticles Against Hospital-Acquired Infections Journal of Electronic Materials, 46(6), 3433–3439 22 Roco M.C (2011) The long view of nanotechnology development: The National Nanotechnology Initiative at 10 years Journal of Nanoparticle Research, 13(2), 427–445 23 Wichlab 24 Park J., Joo J., Soon G.K., et al (2007) Synthesis of monodisperse spherical nanocrystals Angewandte Chemie - International Edition, 46(25), 4630–4660 25 Nanotechnology 49 26 Gold 27 Gold colloids 28 Kane J., Ong J., and Saraf R.F (2011) Chemistry, physics, and engineering of electrically percolating arrays of nanoparticles: A mini review Journal of Materials Chemistry, 21(42), 16846–16858 29 Hvolbæk B , Janssens T.V.W , Clausen B.S , et al (2007) Catalytic activity of Au nanoparticles Nano Today, 2(4), 14–18 30 Dykman L.A and Khlebtsov N.G (2011) Gold nanoparticles in biology and medicine: recent advances and prospects Acta naturae, 3(2), 34–55 31 Cordeiro M., Carlos F.F., Pedrosa P., et al (2016) Gold nanoparticles for diagnostics: Advances towards points of care Diagnostics, 6(4) 32 Verma M.S., Rogowski J.L., Jones L., et al (2015) Colorimetric biosensing of pathogens using gold nanoparticles Biotechnology Advances, 33(6), 666–680 33 Kimling J., Maier M., Okenve B., et al (2006) Turkevich Method for Gold Nanoparticle Synthesis Revisited.pdf Journal of Physical Chemistry B, 110(95 mL), 15700–15707 34 Ahmed S., Annu, Ikram S., et al (2016) Biosynthesis of gold nanoparticles: A green approach Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology, 161, 141–153 35 Compostella F., Pitirollo O., Silvestri A., et al (2017) Glyco-gold nanoparticles: Synthesis and applications Beilstein Journal of Organic Chemistry, 13, 1008–1021 36 Zhou J., Ralston J., Sedev R., et al (2009) Functionalized gold nanoparticles: Synthesis, structure and colloid stability Journal of Colloid and Interface Science, 331(2), 251–262 37 Thuy N.T., Huy T.Q., Nga P.T., et al (2013) A new nidovirus (NamDinh virus NDiV): Its ultrastructural characterization in the C6/36 mosquito cell line Virology, 444(1–2), 337–342 38 Van Man N., Nguyen H.T., Lien H.T.P., et al (2001) Immunocytochemical characterization of viruses and antigenic macromolecules in viral vaccines Comptes Rendus de l’Academie des Sciences - Serie III, 324(9), 815–827 39 Nehl C.L and Hafner J.H (2008) Shape-dependent plasmon resonances of gold nanoparticles Journal of Materials Chemistry, 18(21), 2415–2419 40 Eustis S and El-Sayed M.A (2006) Why gold nanoparticles are more 50 precious than pretty gold: Noble metal surface plasmon resonance and its enhancement of the radiative and nonradiative properties of nanocrystals of different shapes Chemical Society Reviews, 35(3), 209–217 41 Hu M., Chen J., Li Z.Y., et al (2006) Gold nanostructures: Engineering their plasmonic properties for biomedical applications Chemical Society Reviews, 35(11), 1084–1094 42 Haiss W., Thanh N.T.K., Aveyard J., et al (2007) Determination of size and concentration of gold nanoparticles from UV-Vis spectra Analytical Chemistry, 79(11), 4215–4221 43 Martínez J., A Chequer N., L González J., et al (2013) Alternative metodology for gold nanoparticles diameter characterization using PCA technique and UV-VIS spectrophotometry Nanoscience and Nanotechnology, 2(6), 184–189 44 Amendola V and Meneghetti M (2009) Size evaluation of gold nanoparticles by UV-vis spectroscopy Journal of Physical Chemistry C, 113(11), 4277–4285 45 Suchomel P., Kvitek L., Prucek R., et al (2018) Simple size-controlled synthesis of Au nanoparticles and their size-dependent catalytic activity Scientific Reports, 8(1), 1–11 46 Liu Y.C., Lin L.H., and Chiu W.H (2004) Size-controlled synthesis of gold nanoparticles from bulk gold substrates by sonoelectrochemical methods Journal of Physical Chemistry B, 108(50), 19237–19240 47 Fiume M.M., Heldreth B.A., Bergfeld W.F., et al (2014) Safety Assessment of Citric Acid, Inorganic Citrate Salts, and Alkyl Citrate Esters as Used in Cosmetics International Journal of Toxicology, 33, 16S–46S 48 Yao H and Kimura K (2007) Field Emission Scanning Electron Microscopy for Structural Characterization of 3D Gold Nanoparticle Superlattices Modern Research and Educational Topics in Microscopy, 568–575 49 Lin P.C., Lin S., Wang P.C., et al (2014) Techniques for physicochemical characterization of nanomaterials Biotechnology Advances, 32(4), 711– 726 50 Murawska M., Wiatr M., Nowakowski P., et al (2013) The structure and morphology of gold nanoparticles produced in cationic gemini surfactant systems Radiation Physics and Chemistry, 93, 160–167 51 Kumar A., De A., Saxena A., et al (2014) Environmentally benign synthesis of positively charged, ultra-low sized colloidal gold in universal solvent Advances in Natural Sciences: Nanoscience and Nanotechnology, 5(2) 51 52 Krishnamurthy S., Esterle A., Sharma N.C., et al (2014) Yucca-derived synthesis of gold nanomaterial and their catalytic potential Nanoscale Research Letters, 9(1), 1–9 53 Soltani Nejad M., Hosein G., Bonjar S., et al (2015) Biosynthesis of gold nanoparticles using streptomyces fulvissimus isolate Biosynthesis of gold nanoparticles by Streptomyces fulvissimus Nanomed J, 2(2), 153–159 54 Delgado A V., González-Caballero F., Hunter R.J., et al (2005) Measurement and Interpretation of Electrokinetic Phenomena (IUPAC Technical Report) Pure and Applied Chemistry, 77(10), 1753–1805 55 Clogston J and Patri A (2011) Zeta potential measurement Methods Mol Biol 63–70 56 El-Moamly A.A (2014) Immunochromatographic Techniques : Benefits for the Diagnosis of Parasitic Infections Austin Chromatography, 1(4), 1– 57 Rusmini F., Zhong Z., and Feijen J (2007) Protein Immobilization Strategies for Protein Biochips Biomacromolecules, 8(6), 1775–1789 58 Huy T.Q., Huyền hạm T.M., Thủy N.T., et al (2016) Sự phát triển kỹ thuật sắc ký miễn dịch phát vi khuẩn gây bệnh Tạp chí Y học dự phịng, 26(15), 9–20 59 Lu F., Doane T.L., Zhu J.J., et al (2012) Gold nanoparticles for diagnostic sensing and therapy Inorganica Chimica Acta, 393, 142–153 60 Bagheri S., Yasemi M., Safaie-Qamsari E., et al (2018) Using gold nanoparticles in diagnosis and treatment of melanoma cancer Artificial Cells, Nanomedicine, and Biotechnology, 0(0), 1–10 61 Mieszawska A.J., Mulder W.J.M., Fayad Z.A., et al (2013) Multifunctional Gold Nanoparticles for Diagnosis and Therapy of Disease.pdf Molecular pharmaceutics, 10, 831–847 52 ... định hướng Th? ?y hướng dẫn, lựa chọn chủ đề "Chế tạo nghiên cứu tính chất quang nano vàng, định hướng ứng dụng y sinh" làm đề tài luận văn Mục tiêu đề tài: - Chế tạo thành công nano vàng có dải... nm từ vàng khối phương pháp điện hóa, định hướng ứng dụng y sinh; - Khảo sát tính chất quang nano vàng chế tạo phương pháp điện hóa điều kiện khác Phương pháp nghiên cứu: Nano vàng chế tạo phương... chủ đề nghiên cứu làm đề tài luận văn Chương đề xuất phương pháp phương pháp điện hóa để chế tạo hạt nano vàng từ vàng khối nước cất Sự thành công nghiên cứu đưa phương pháp chế tạo nano vàng thân
Ngày đăng: 16/01/2023, 13:12
Xem thêm:
