Nghiên cứu xanh hoá phương pháp tổng hợp vật liệu nano kim loại ag, au và ứng dụng trong sản phẩm chăm sóc cá nhân

ỦY BAN NHÂN DÂN TP HCM SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN BÁO CÁO NGHIỆM THU NGHIÊN CỨU XANH HÓA PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP VẬT LIỆU NANO KIM LOẠI Ag, Au VÀ ỨNG DỤNG TRONG SẢN PHẨM CHĂM SÓC CÁ NHÂN CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: PGS TS NGUYỄN THỊ PHƯƠNG PHONG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH THÁNG 10/2015 ỦY BAN NHÂN DÂN TP HCM SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BÁO CÁO NGHIỆM THU (Đã chỉnh sửa theo góp ý Hội đồng nghiệm thu) NGHIÊN CỨU XANH HÓA PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP VẬT LIỆU NANO KIM LOẠI Ag, Au VÀ ỨNG DỤNG TRONG SẢN PHẨM CHĂM SÓC CÁ NHÂN CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI (Ký tên) PGS TS NGUYỄN THỊ PHƯƠNG PHONG CƠ QUAN QUẢN LÝ (Ký tên/đóng dấu xác nhận) CƠ QUAN CHỦ TRÌ (Ký tên/đóng dấu xác nhận) THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH THÁNG 10/2015 Sở Khoa học Công nghệ TP HCM Báo cáo nghiệm thu TĨM TẮT NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Nhóm tác giả hoàn thành toàn nội dung nghiên cứu bao gồm: Nghiên cứu chế tạo dung dịch keo nano Ag theo phương pháp khử hoá học tác chất muối AgNO3 môi trường nước cất, chất khử TSC, chitosan, glucose khảo sát khả bảo vệ chất PVP, collagen, gelatin, chitosan, glucose Nghiên cứu chế tạo dung dịch keo nano Au theo phương pháp khử hoá học muối HAuCl4 dung môi nước cất, chất khử TSC, acid citric, vitamin C, chất bảo vệ polyme hữu PVP, collagen I, gelatin, chitosan Khảo sát tính chất hố lý, độ bền dung dịch keo nano vàng, bạc chế tạo phương pháp UV-Vis, xác định kích thước hạt nano tạo thành độ phân bố hạt nano qua ảnh TEM, xác định cấu trúc tinh thể nano vàng, bạc với giản đồ nhiễu xạ tia X Đã khảo sát khả diệt khuẩn hạt nano Ag, nano Au nghiên cứu chế tạo sản phẩm kem dưỡng da nano vàng, gel rửa tay nano bạc quy mơ phịng thí nghiệm, Khảo sát độ ổn định kem dưỡng da nano vàng, gel rửa tay nano bạc theo thời gian nhiệt độ Khảo sát độ kích ứng da gel rửa tay chăm sóc da nano vàng, nano bạc I Sở Khoa học Công nghệ TP HCM Báo cáo nghiệm thu SUMMARY OF RESEARCH CONTENT Researching and fabricating of silver nanoparticles by chemical reduction method with AgNO3 reagent in DI water solution in which TSC, chitosan, fructose and glucose were used asreduction agents and PVP, collagen, gelatin, chitosan, glucose as protecting agentS Synthesizing of gold nanoparticles by chemical reduction method with HAuCl4 reagent in water solution using TSC, acid citric, vitamin C as reduction agents and PVP, collagen, gelatin, chitosan, glucose as protecting agents Silver and gold nanoparticles colloidal solutions were characterized by UV-Vis spectroscopy, TEM and XRD with respect to size and shape and the crystalline structure of gold and silver nanoparticles Silver and gold nanoparticles were used for fabricating the personal-care products such as antibacterial gel and skin-nourishing cream The antibacterial properties of gold and silver nanoparticles and the stability as well as irresistibility of skin-care cream were tested in vitro in this project II Sở Khoa học Công nghệ TP HCM Báo cáo nghiệm thu MỤC LỤC TÓM TẮT NỘI DUNG NGHIÊN CỨU I MỤC LỤC III DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT IX DANH MỤC BẢNG BIỂU X DANH MỤC HÌNH ẢNH XII QUYẾT TỐN KINH PHÍ XVI PHẦN MỞ ĐẦU LỜI GIỚI THIỆU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan phương pháp tổng hợp xanh 1.2 Tình hình nghiên cứu tổng hợp nano bạc theo phương pháp xanh hóa 1.3 Tình hình nghiên cứu tổng hợp nano vàng theo phương pháp xanh hóa 10 1.3.1 Phương pháp Turkevich (phương pháp khử citrate) 10 1.3.2 Phương pháp sử dụng tác nhân vật lý chất khử 11 1.3.3 Phương pháp sử dụng tác nhân sinh học, vi sinh vật chất khử 11 1.4 Các chất bảo vệ sử dụng tổng hợp theo phương pháp xanh hóa 12 1.4.1 Chất bảo vệ Polyvinylpyrolidone (PVP) 12 1.4.2 Chất bảo vệ collagen 12 1.4.3 Chất bảo vệ gelatin 14 1.4.4 Chất bảo vệ chitosan 15 1.5 Các vấn đề liên quan đến da 17 1.5.1 Sự lão hóa 17 1.5.2 Công nghệ nano lĩnh vực chăm sóc cá nhân 17 1.5.2.1 Nano bạc 19 1.5.2.2 Nano vàng 21 1.5.2.3 Các vật liệu nano khác 23 1.5.3 Sự vận chuyển hạt nano da 24 CHƯƠNG II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 26 2.1 Hóa chất thiết bị 26 2.1.1 Hóa chất chế tạo nano bạc, nano vàng 26 III Sở Khoa học Cơng nghệ TP HCM Báo cáo nghiệm thu 2.1.2 Hóa chất nghiên cứu chế tạo gel rửa tay 27 2.1.3 Hóa chất nghiên cứu chế tạo kem 27 2.1.4 Dụng cụ, thiết bị 28 2.2 Nội dung nghiên cứu 28 2.3 Qui trình tổng hợp nano bạc theo phương pháp xanh hóa (tất thực để nhận nồng độ nano bạc 500ppm (nồng độ muối bạc AgNO3 0,05M) 30 2.3.1 Nghiên cứu chế tạo dung dịch keo nano Ag với tác chất muối AgNO3 dung môi nước cất, chất khử TSC, chất bảo vệ polymer PVP có hỗ trợ vi sóng 30 2.3.2 Nghiên cứu chế tạo dung dịch keo nano Ag với tác chất muối AgNO3 dung môi nước cất, chất khử TSC, chất bảo vệ collagen 30 2.3.3 Nghiên cứu chế tạo dung dịch keo nano Ag với tác chất muối AgNO3 dung môi nước cất, chất khử TSC, chất bảo vệ gelatin 31 2.3.4 Nghiên cứu chế tạo dung dịch keo nano Ag với tác chất muối AgNO3 dung môi nước cất, chất khử chất bảo vệ chitosan 32 2.3.5 Nghiên cứu chế tạo dung dịch keo nano Ag với tác chất muối AgNO3 dung môi nước cất, chất khử glucose chất bảo vệ collagen 32 2.3.6 Nghiên cứu chế tạo dung dịch keo nano Ag với tác chất muối AgNO3 dung môi nước cất, chất khử fructose chất bảo vệ collagen 33 2.4 Qui trình tổng hợp nano vàng theo phương pháp xanh hóa (tất thực để nhận nồng độ nano vàng 500ppm (nồng độ muối vàng HAuCl4 25mM)34 2.4.1 Nghiên cứu chế tạo dung dịch keo nano Au với tác chất HAuCl4 dung môi nước cất, chất khử TSC, chất bảo vệ polyme hữu PVP 34 2.4.2 Nghiên cứu chế tạo dung dịch keo nano Au với tác chất HAuCl4 dung môi nước cất, chất khử acid ascorbic, chất bảo vệ collagen I 34 2.4.3 Nghiên cứu chế tạo dung dịch keo nano Au với tác chất muối HAuCl4 dung môi nước cất, chất khử acid ascorbic, chất bảo vệ gelatin 35 2.4.4 Nghiên cứu chế tạo dung dịch keo nano Au với tác chất HAuCl4 dung môi nước cất, chất khử TSC, chất bảo vệ chitosan, chất khử acid ascorbic 36 IV Sở Khoa học Công nghệ TP HCM Báo cáo nghiệm thu 2.4.5 Nghiên cứu chế tạo dung dịch keo nano Au với tác chất HAuCl4 dung môi nước cất, chất khử TSC, chất bảo vệ polyme hữu PVP sử dụng nhiệt vi sóng 36 2.5 Quy trình chế tạo dung dịch keo nano bạc, nano vàng mẻ lớn (1L) 37 2.5.1 Quy trình chế tạo dung dịch keo nano bạc mẻ lớn (1L) 37 2.5.2 Quy trình chế tạo dung dịch keo nano vàng mẻ lớn (1L) 38 2.6 Quy trình lưu trữ mẫu phương pháp sấy đông cô 40 2.7 Tổng hợp gel rửa tay chứa nano bạc 40 2.8 Tổng hợp kem chứa nano vàng 41 2.9 Các phương pháp phân tích dung dịch nano 44 2.9.1 Phương pháp hấp thu UV-Vis 44 2.9.2 Phương pháp chụp ảnh TEM (Transmission Electron Microscopy) 44 2.9.3 Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) 44 2.9.4 Phương pháp phân tích FT-IR (Fourrier Transformation Infrared) 45 2.9.5 Phương pháp kiểm tra khả kháng oxy hóa 45 2.10 Các phương pháp phân tích đánh giá sản phẩm ứng dụng 47 2.10.1 Phương pháp đánh giá hình thái bề mặt sản phẩm 47 2.10.2 Phương pháp kiểm tra độ độc hại (kích ứng da) gel kem 47 2.10.3 Khảo sát hoạt tính kháng khuẩn gel nano bạc 49 2.10.4 Khảo sát độ bền gel kháng khuẩn 51 2.10.5 Khảo sát độ bền kem nano vàng/collagen 51 2.10.5.1 Đánh giá độ cứng kem thông qua đo sai biệt độ lún kim 51 2.10.5.2 Đo độ bền màu kem theo hệ màu CIE 52 CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 53 3.1 Tổng hợp nano bạc môi trường nước theo hướng xanh hóa 53 3.1.1 Chất khử TSC chất bảo vệ PVP 53 3.1.1.1 Khảo sát nồng độ chất khử TSC 53 3.1.1.2 Khảo sát nồng độ chất bảo vệ PVP 40.000 54 3.1.1.3 Kết phân tích ảnh TEM mẫu nano Ag/PVP 57 3.1.1.4 Kết XRD nano Ag/PVP dung môi nước với chất khử TSC58 3.1.1.5 Khảo sát độ bền dung dịch keo nano Ag/PVP theo thời gian 59 V Sở Khoa học Công nghệ TP HCM Báo cáo nghiệm thu 3.1.2 Chất khử TSC, chất bảo vệ collagen 59 3.1.2.1 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ TSC 59 3.1.2.2 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ collagen 61 3.1.2.3 Kết phân tích TEM dung dịch keo nano Ag/collagen 62 3.1.2.4 Kết phân tích XRD hạt nano Ag/collagen 63 3.1.2.5 Kết khảo sát độ bền dung dịch keo nano Ag/collagen theo thời gian 63 3.1.3 Chất khử TSC chất bảo vệ gelatin 64 3.1.3.1 Khảo sát hàm lượng chất khử TSC 64 3.1.3.1 Khảo sát nồng độ chất bảo vệ gelatin 65 3.1.3.3 Kết phân tích TEM hạt nano Ag/gelatin 67 3.1.3.4 Kết phân tích XRD hạt nano Ag/gelatin 68 3.1.3.5 Khảo sát độ bền dung dịch keo nano Ag/gelatin theo thời gian 68 3.1.4 Chất khử chất bảo vệ chitosan 68 3.1.4.1 Khảo sát vai trò chitosan vừa chất khử vừa chất bảo vệ 68 3.1.4.2 Kết khảo sát hàm lượng chất trợ khử fructose 71 3.1.4.3 Kết khảo sát hàm lượng chất bảo vệ chitosan 72 3.1.4.3 Kết phân tích ảnh TEM hạt nano Ag/chitosan 73 3.1.4.4 Kết phân tích giản đồ XRD hạt nano Ag/chitosan 74 3.1.4.5 Khảo sát độ bền dung dịch keo nano Ag/chitosan theo thời gian 74 3.1.5 Chất khử glucose chất bảo vệ collagen 75 3.1.5.1 Khảo sát hàm lượng chất khử glucose 75 3.1.5.2 Kết khảo sát ảnh hưởng chất bảo vệ collagen 76 3.1.5.3 Kết phân tích TEM hạt nano Ag/collagen với chất khử glucose 77 3.1.5.4 Kết phân tích XRD hạt nano Ag/collagen với chất khử glucose 78 3.1.5.5 Khảo sát độ bền dung dịch keo nano Ag/collagen theo thời gian 78 3.1.6 Chất khử fructose, chất bảo vệ collagen 79 3.1.6.1 Khảo sát hàm lượng chất khử fructose 79 3.1.6.2 Khảo sát hàm lượng chất bảo vệ collagen 80 3.1.6.3 Kết phân tích TEM dung dịch keo nano Ag/collagen với chất khử fructose 81 VI Sở Khoa học Công nghệ TP HCM Báo cáo nghiệm thu 3.1.6.4 Kết khảo sát độ bền dung dịch keo nano Ag/collagen theo thời gian 82 3.2 Tổng hợp nano vàng môi trường nước theo hướng xanh hóa 82 3.2.1 Chất khử TSC chất bảo vệ PVP (sử dụng không sử dụng vi sóng) 82 3.2.1.1 Khảo sát hàm lượng chất khử TSC 82 3.2.1.2 Khảo sát hàm lượng chất bảo vệ PVP 40.000 83 3.2.1.3 Khảo sát thời gian phản ứng theo vi sóng theo nhiệt thơng thường 85 3.2.1.4 Kết phân tích TEM dung dịch keo nano vàng/PVP 86 3.2.1.5 Kết phân tích XRD hạt nano vàng 87 3.2.1.6 Khảo sát độ bền dung dịch keo nano vàng/PVP theo thời gian 88 3.2.2 Chất bảo vệ collagen I, chất khử acid ascorbic 89 3.2.2.1 Khảo sát lượng chất khử acid ascorbic 89 3.2.2.2 Khảo sát hàm lượng chất bảo vệ collagen 91 3.2.2.3 Kết TEM mẫu dung dịch nano vàng/collagen 93 3.2.2.3 Kết phân tích XRD hạt nano vàng/collagen 94 3.2.2.5 Khảo sát độ bền dung dịch keo nano vàng/collagen theo thời gian 94 3.2.3 Chất khử acid ascorbic, chất bảo vệ gelatin 95 3.2.3.1 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng chất khử acid ascorsbic 95 3.2.3.2 Kết khảo sát ảnh hưởng hàm lượng chất bảo vệ gelatin 96 3.2.3.3 Kết phân tích ảnh TEM dung dịch keo nano Au/gelatin 98 3.2.3.4 Kết phân tích XRD hạt nano Au/gelatin 99 3.2.4 Chất khử acid ascorbic, chất bảo vệ chitosan 99 3.2.4.1 Kết khảo sát ảnh hưởng lượng chất khử Acid ascorbic 99 3.2.4.3 Kết phân tích ảnh TEM dung dịch keo nano vàng/chitosan 101 3.2.4.4 Kết phân tích XRD hạt nano vàng 102 3.2.4.5 Khảo sát độ bền dung dịch keo nano vàng/chitosan theo thời gian 103 3.3 Kết lưu trữ nano bạc phương pháp sấy đông cô 104 3.4 Kết kiểm tra khả kháng oxy hóa dung dịch nano vàng 106 3.5 Kết chế tạo gel rửa tay kháng khuẩn chứa nano bạc 107 3.5.1 Kết khảo sát độ ổn định gel rửa tay kháng khuẩn chứa nano bạc 107 3.5.1.1 Màu sắc nồng độ nano bạc gel 107 VII Sở Khoa học Công nghệ TP HCM Báo cáo nghiệm thu 3.5.1.2 Kết đo độ nhớt gel rửa tay 107 3.5.2 Kết khảo sát khả diệt khuẩn gel rửa tay chứa nano bạc 108 3.5.3 Kết khảo sát độ kích ứng da gel rửa tay kháng khuẩn chứa nano bạc111 3.6 Kết chế tạo kem dưỡng da chứa nano vàng 111 3.6.1 Kết khảo sát độ bền kem dưỡng da chứa nano vàng 111 3.6.1.1 Màu sắc nồng độ nano vàng kem 111 3.6.1.2 Kết đo độ cứng kem thông qua độ lún kim 113 3.6.2 Kết đo độ bền màu 114 3.6.3 Kết khảo sát khả diệt khuẩn kem dưỡng da chứa nano vàng 116 3.6.4 Kết khảo sát độ kích ứng da kem dưỡng da chứa nano vàng 117 CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .118 4.1 Kết luận 118 4.2 Đề nghị 118 TÀI LIỆU THAM KHẢO .119 PHỤ LỤC 123 VIII Sở Khoa học Công nghệ TP HCM Báo cáo nghiệm thu Bảng 3.32: Hoạt tính kháng khuẩn E coli mẫu gel chứa nano bạc Mi (CFU/ml) η (%) Tên mẫu 15 phút 24 15 phút 24 Đối chứng 2,25*105 2,29* 107 2,31* 109 A1 0 100 100 100 A2 4,65* 103 0 97,93 100 100 A1: Dung dịch nano bạc 22 ppm, 4nm (dung dịch nano bạc:cồn = 50:50) A2: Dung dịch nano bạc 22 ppm, 8nm (dung dịch nano bạc:cồn = 50:50) ĐC 15p ĐC 5g ĐC 24g A1 15p A1 5g A1 24g A2 15p A2 5g A2 24g Hình 3.55: Kết kháng khuẩn E Coli mẫu gel chứa nano bạc 109 Sở Khoa học Công nghệ TP HCM Báo cáo nghiệm thu Với mẫu nano bạc, chúng tơi thử nghiệm hai mẫu nano bạc có kích thước khác 4nm 8nm Kết thử nghiệm mẫu có kích thước 4nm cho thấy khả diệt hoàn toàn E Coli nồng độ 22ppm Tuy nhiên, phần chế tạo gel kháng khuẩn, chúng tơi sử dụng dung dịch keo nano bạc có kích thước 8nm khảo sát khả kháng khuẩn phương pháp xác định vòng kháng khuẩn Gel kháng khuẩn thử nghiệm vi khuẩn đại diện cho vi khuẩn Gram âm E Coli Gram dương Staphylococcus Aureus ATCC 25923 Vòng kháng khuẩn (1) E Coli ATCC 15922 (2) Staphylococcus Aureus ATCC 25923 với ký hiệu O: Mẫu gel nguyên chất; I: pha loãng mẫu gel lần; II: pha loãng mẫu gel lần III: pha lỗng mẫu gel lần Đường kính kháng khuẩn trình bày hình 3.56 bảng 3.33 Hình 3.56: Đường kính kháng khuẩn mẫu gel chứa nano bạc Bảng 3.33: Đường kính kháng khuẩn mẫu gel Vi khuẩn Đường kính kháng khuẩn (mm) mẫu gel nano bạc/collagen I II III E Coli ATCC 15922 15 14 13 13 Staphylococcus 14 14 14 14 Aureus ATCC 25923 110 Sở Khoa học Công nghệ TP HCM Báo cáo nghiệm thu Kết cho thấy mẫu gel nguyên chất, gel pha lỗng lần, lần, lần có vòng kháng khuẩn hai loại khuẩn Gram âm E Coli Gram dương Staphylococcus Aureus 3.5.3 Kết khảo sát độ kích ứng da gel rửa tay kháng khuẩn chứa nano bạc Kết độ kích ứng da gel gel chứa nano bạc có k = chứng tỏ nano Ag khơng gây kích ứng da (đính kèm phần Phụ lục) Bảng 3.34: Độ kích ứng da gel rửa tay chứa nano bạc Mẫu Điểm trung bình Loại kích ứng Gel k=0 Không đáng kể Gel chứa nano Ag k=0 Không đáng kể 3.6 Kết chế tạo kem dưỡng da chứa nano vàng 3.6.1 Kết khảo sát độ bền kem dưỡng da chứa nano vàng 3.6.1.1 Màu sắc nồng độ nano vàng kem Dung dịch keo nano vàng tạo thành dùng để pha vào thành phần tổng hợp kem với tỷ lệ là: 0; 5; 10; 15; 20 (%) tương ứng với nồng độ vàng kem là: 0; 3,98; 15,94; 35,86; 63,75 (ppm) Màu sắc kem không chứa nano vàng có màu trắng đục đặc trưng kem thơng thường Các mẫu có chứa nano vàng có màu hồng màu hồng đậm dần theo gia tăng dần nồng độ nano vàng mẫu, quan sát màu sắc kem với tỷ lệ hình sau: 0% 5% 10% 15% 20% Hình 3.57: Kem với hàm lượng dung dịch keo nano vàng có tỷ lệ là: 0; 5; 10; 15; 20 (%) 111 Sở Khoa học Công nghệ TP HCM Báo cáo nghiệm thu Nền kem có chứa nano vàng qua quan sát cảm quan có cấu trúc đồng đều, khơng tách lớp, có màu hồng đậm dần theo nồng độ nano vàng kem Để quan sát rõ cấu trúc bề mặt kem nền, quan sát ảnh SEM kem kem có chứa nano vàng a) Mẫu kem (thang đo 100µm) b) Mẫu kem có nano vàng (thang đo 100µm) c) Mẫu kem có nano vàng (thang đo 5µm) Hình 3.58: Ảnh SEM kem (0%) (a) kem có chứa nano vàng/collagen với hàm lượng 15% (b, c) Qua hình SEM, quan sát thấy, mẫu kem không chứa nano có bề mặt tương đối trơ, cịn kem có chứa hạt nano vàng linh hoạt đồng Khi phóng to mẫu kem có chứa nano vàng, thấy rõ hạt nano vàng xuất tương đối đồng kem Như vậy, kết luận pha dung dịch keo 112 Sở Khoa học Công nghệ TP HCM Báo cáo nghiệm thu nano vàng để điều chế kem giữ hạt nano kem hạt phân bố tương đối đồng 3.6.1.2 Kết đo độ cứng kem thông qua độ lún kim Các mẫu kem với nồng độ khác nhau: 0% (kem nền), 5%, 10%, 15%, 20% lưu trữ nhiệt độ phòng 10oC điều kiện bảo quản sáng tối Nhìn chung, giá trị khảo sát độ lún kim gần tương đương, khác biệt rõ rệt điều kiện bảo quản sáng hay tối Quan sát kết đo độ lún kim bảng 3.35, 3.36, dao động sai biệt độ lún kim khoảng từ 1-2 mm, chứng tỏ độ cứng kem không thay đổi nhiều Bảng 3.35: Độ lún kim kem 10oC Thời gian (ngày) 10 14 21 28 36 Kem chứa dung dịch keo nano Au/collagen Lưu trữ S T S T S T S T S T S T S T 0% (0ppm) 23,8 23,3 23,1 23,6 23,4 23,8 24,0 23,5 22,8 23,5 22,7 23,3 23,9 24,0 5% 10% 15% 20% (3,98ppm) (15,94ppm) (35,86ppm) (63,75ppm) 22,7 22,3 23,0 23,0 23,0 22,9 23,7 22,7 22,1 22,5 22,5 23,1 22,9 22,2 22,6 23,0 22,5 23,0 22,8 23,1 23,4 22,4 23,0 22,7 22,7 22,6 22,8 22,3 23,2 23,1 23,1 22,8 22,7 22,8 23,1 22,4 22,9 22,5 22,7 22,3 22,8 23,0 22,9 23,0 23,5 23,1 22,5 22,1 23,1 22,2 22,5 22,2 23,2 22,8 23,4 22,0 113 Sở Khoa học Công nghệ TP HCM Báo cáo nghiệm thu Bảng 3.36: Độ lún kim kem nhiệt độ phòng Kem chứa dung dịch keo nano Au/collagen Thời Lưu gian(ngày) trữ 10 14 21 28 36 S T S T S T S T S T S T S T 0% 5% 10% 15% 20% (0ppm) (3,98ppm) (15,94ppm) (35,86ppm) (63,75ppm) 24,0 23,1 23,0 23,9 22,8 23,7 23,0 22,9 23,1 23,3 24,2 23,6 23,5 24,0 23,1 23,8 23,9 23,0 23,6 23,6 24,1 22,5 23,4 23,8 23,4 23,7 23,4 23,4 23,5 22,8 24,3 23,7 23,6 23,8 23,0 23,8 23,3 23,2 24,1 22,8 24,4 23,7 23,8 24,1 22,8 23,9 22,9 23,0 23,7 23,1 24,0 23,8 23,6 23,9 22,6 23,8 23,5 23,1 23,5 23,3 24,2 23,7 23,2 23,5 23,9 23,7 23,3 23,8 23,4 22,5 Tương tự với mẫu kem nồng độ khác lưu trữ nhiệt độ phịng sai biệt độ lún kim khoảng từ 2-2,5 mm, chứng tỏ độ cứng kem không thay đổi nhiều lưu trữ nhiệt độ phịng Q trình khảo sát mẫu kem nhiệt độ thời gian khác cho thấy độ lún kim kem kem chứa nano Au không chênh lệch nhiều chứng tỏ kem kem chứa nano Au ổn định Kết cho thấy nano Au không ảnh hưởng đến độ ổn định kem tác động nhiệt độ thời gian 3.6.2 Kết đo độ bền màu Các mẫu kem với tỷ lệ nano vàng từ 5-20% đo độ bền màu tuần Độ bền màu đánh giá thông qua thơng số: L (độ sáng màu), H (góc màu Theta), C (độ bão hòa) 114 Sở Khoa học Công nghệ TP HCM Báo cáo nghiệm thu Bảng 3.37: Độ sai lệch màu sắc mẫu kem chứa nano Au Thời gian Giá (tuần) trị đo L H C L H C L H C L H C L H C L H C L H C L H C Kem chứa dung dịch keo nano Kem chứa dung dịch keo nano Au/collagen Au/collagen Lưu sáng Lưu tối 5% 10% 15% 20% 5% 10% 15% 20% 80,59 47,30 6,50 80,61 47,35 6,45 80,66 47,39 6,35 80,62 47,45 6,33 80,70 47,59 6,30 80,71 47,77 6,15 80,74 47,85 6,22 80,75 47,95 6,28 79,47 28,00 9,41 79,43 28,07 9,54 79,37 28,09 9,40 79,31 29,10 9,36 79,25 29,17 9,42 79,20 29,37 9,35 79,16 29,41 9,34 79,07 29,51 9,38 74,03 22,01 11,23 74,02 22,05 11,41 73,97 22,17 11,32 73,88 22,34 11,47 73,83 22,56 11,51 73,77 22,75 11,54 73,69 22,89 11,57 73,66 23,00 11,60 69,46 18,92 12,73 69,42 18,99 12,75 69,39 19,01 12,80 69,33 19,05 12,67 69,29 19,11 12,85 69,27 19,21 12,75 69,24 19,34 12,77 69,22 19,44 12,78 80,31 41,19 6,01 80,33 41,27 5,93 80,36 41,42 5,95 80,37 41,67 5,90 80,42 41,88 6,07 80,44 41,91 6,00 80,49 41,98 5,99 80,51 42,08 5,92 77,13 24,70 9,14 77,03 24,79 9,10 77,00 24,86 8,93 76,96 24,95 8,99 76,92 25,03 8,99 76,88 25,09 9,00 76,83 25,11 9,06 74,77 25,17 9,10 72,17 18,70 11,10 72,14 18,81 11,11 72,08 18,93 11,07 72,01 18,99 10,98 71,95 19,05 11,01 71,93 19,19 11,12 71,91 19,37 11,15 71,90 19,42 11,14 67,71 16,98 12,37 67,70 16,99 12,39 67,68 17,07 12,32 67,65 17,23 12,40 67,61 17,38 12,43 67,58 17,44 12,44 67,56 17,52 12,41 67,55 17,57 12,45 Theo thời gian bảo quản điều kiện nhiệt độ thường mẫu có tỷ lệ từ đến 20% có giá trị L tăng dần chứng tỏ độ đậm màu giảm dần, độ chói C tăng dần, góc màu H tăng dần từ nghĩa màu nano vàng giảm dần, nhiên mức độ giảm chậm, không đáng kể Ngoài ra, xét tỷ lệ từ đến 20%, nồng độ nano vàng mẫu tăng dần giá trị L giảm dần chứng tỏ độ đậm màu tăng dần đồng thời góc màu H 115 Sở Khoa học Công nghệ TP HCM Báo cáo nghiệm thu tăng dần giảm dần chứng tỏ lượng màu đỏ tăng dần (màu nano vàng), điều hoàn toàn phù hợp với điều kiện thí nghiệm 3.6.3 Kết khảo sát khả diệt khuẩn kem dưỡng da chứa nano vàng Sử dụng mẫu kem chứa nano vàng/collagen để xác định khả diệt khuẩn Hiệu lực kháng khuẩn xác định theo công thức sau: η = (N1 – N2)/N1*100% Trong đó: N1 số khuẩn lạc đĩa đối chứng N2 số khuẩn lạc đĩa chứa nano vàng (kem chứa nano vàng) Các kết khảo sát hoạt tính kháng khuẩn trình bày bảng 3.38 hình 3.59 Bảng 3.38: Hoạt tính kháng khuẩn E Coli mẫu kem nano vàng/collagen Mẫu Đối chứng chứa kem + collagen + acid ascorbic X (63,75ppm) Mật độ tế bào Hiệu suất ( η ,%) 100 X/4 (15,94ppm) 100 X/8 (7,97ppm) 5,95x10 99,99 2,50 x 106 Hình 3.59: Kết kháng khuẩn mẫu kem chứa nano vàng 116 Sở Khoa học Công nghệ TP HCM Báo cáo nghiệm thu 3.6.4 Kết khảo sát độ kích ứng da kem dưỡng da chứa nano vàng Kết độ kích ứng da kem kem chứa nano vàng có k = chứng tỏ nano vàng khơng gây kích ứng da (đính kèm phần Phụ lục) Bảng 3.39: Độ kích ứng da mẫu kem dưỡng da chứa nano vàng Mẫu Điểm trung bình Loại kích ứng Dung dịch nano Au/chitosan k=0 Không đáng kể Kem k=0 Không đáng kể Kem chứa nano Au/chitosan k=0 Không đáng kể Kem chứa nano Au/collagen k=0 Không đáng kể 117 Sở Khoa học Công nghệ TP HCM Báo cáo nghiệm thu CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 4.1 Kết luận - Hồn thành tất nội dung th khốn chun môn theo thuyết minh đề tài - Chế tạo thành công dung dịch nano bạc, nano vàng theo nội dung thuyết minh đề tài, kết phân tích UV-Vis, TEM XRD hạt nano bạc, nano vàng xác, rõ ràng Dung dịch nano bạc có nồng độ 500ppm, kích thước hạt từ 1040nm, độ ổn định tháng Dung dịch nano vàng có nồng độ 500ppm, kích thước hạt từ 10-50nm, độ ổn định tháng - Chế tạo thành công sản phẩm gel rửa tay kháng khuẩn chứa nano bạc kem dưỡng da chứa nano vàng có độ bền tháng - Kết khảo sát nano bạc, nano vàng có khả diệt khuẩn cao (>99%), khơng gây kích ứng da 4.2 Đề nghị - Định hướng kết hợp với sở sản xuất để đưa quy trình sản phẩm gel rửa tay kháng khuẩn kem dưỡng da vào thực tiễn - Tiếp tục tổng hợp hạt nano bạc, nano vàng theo hướng xanh hóa, điều chỉnh kích thước hình dạng hạt nano định hướng ứng dụng lĩnh vực khác quan tâm như: chăm sóc sức khỏe, y sinh đặc biệt điều trị bệnh ung thư TP Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 10 năm 2015 Chủ nhiệm đề tài PGS.TS Nguyễn Thị Phương Phong 118 Sở Khoa học Công nghệ TP HCM Báo cáo nghiệm thu TÀI LIỆU THAM KHẢO Phan Thanh Sơn Nam (2013), Hóa học xanh tổng hợp hữu cơ, Tập Xúc tác xanh dung môi xanh, Nhà xuất Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 485 trang Marambio-Jones, C and E.M.V Hoek (2010), A review of the antibacterial effects of silver nanomaterials and potential implications for human health and the environment, Journal of Nanoparticle Research, 12 (5), 1531-1551 Park, Y., et al (2011), Polysaccharides and phytochemicals: a natural reservoir for the green synthesis of gold and silver nanoparticles, IET Nanobiotechnology, (3), 62-69 Kim, D., S Jeong, J Moon (2006), Synthesis of silver nanoparticles using the polyol process and the influence of precursor injection, Nanotechnology, 17 (16), 4019-4024 Marie-Christine Daniel and Didier Astruc (2014), Gold Nanoparticles: Assembly, Supramolecular Chemistry, Quantum-Size-Related Properties, and Applications toward Biology, Catalysis, and Nanotechnology, Chemical Review, 104, 293−346 Philip, D (2009), Honey mediated green synthesis of gold nanoparticles Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 73 (4), 650-653 Dehui Deng, Rui Tang, Xuepin Liao, Bi Shi (2008), Using Collagen Fiber as a Template to Synthesize Hierarchical Mesoporous Alumina Fiber, Langmuir, 24, 368-370 Li He, Si-ying Gao, Hao Wu, Xue-pin Liao, Qiang He, Bi Shi (2012), Antibacterial activity of silver nanoparticles stabilized on tannin-grafted collagenfiber, Materials Science and Engineering C 32, 1050–1056 Gang Wei, Li Wang, Lanlan Sun, Yonghai Song, Yujing Sun, Cunlan Guo, Tao Yang, Zhuang Li (2007), Type I Collagen-Mediated Synthesis and Assembly of UV-Photoreduced Gold Nanoparticles and Their Application in SurfaceEnhanced Raman Scattering, Journal of Physical Chemistry C , 111, 976-1982 119 Sở Khoa học Công nghệ TP HCM 10 Báo cáo nghiệm thu Emilio I Alarcon, Klas Udekwu, Mårten Skog Natalia L Pacioni Kevin G Stamplecoskie, María González-Béjara, Naresh Polisetti, Abeni Wickham, Agneta Richter-Dahlfors May Griffith, Juan C Scaiano (2012), The biocompatibility and antibacterial properties of collagen-stabilized, photochemically prepared silver nanoparticles, Biomaterials 33, 4947 – 4956 11 Luciano Castaneda, Judith Valle, Nina Yang, Suzanne Pluskat, Katarzyna Slowinska (2008), Collagen Cross-Linking with Au Nanoparticles, Biomacromolecules, (12), 3383–3388 12 Darroudi, M., et al (2011), Green synthesis and characterization of gelatinbased and sugar-reduced silver nanoparticles, International Journal of Nanomedicine, 569 13 Darroudi, M., et al (2011), Fabrication and Characterization of Gelatin Stabilized Silver Nanoparticles under UV-Light, International Journal of Molecular Sciences, 12 (12), 6346-6356 14 Darroudi, M., et al (2012), Green synthesis of colloidal silver nanoparticles by sonochemical method, Materials Letters, 66 (1), 117-120 15 Ali Pourjavadi, Rouhollah Soleyman (2011), Silver nanoparticles with gelatin nanoshells: photochemical facile green synthesis and their antimicrobial activity, Journal of Nanoparticles Research, 13, 4647-4658 16 Majeti N.V Ravi Kumar (2000), A review of chitin and chitosan applications, Reactive & Functional Polymers, 46, 1–27 17 X.Z Shu, K.J Zhu (2002), The influence of multivalent phosphate structure on the properties of ionically cross-linked chitosan films for controlled drug release, European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, 54, 235– 243 18 Luty-Błocho, M., et al (2013), The kinetics of redox reaction of gold(III) chloride complex ions with l-ascorbic acid, Inorganica Chimica Acta, 395, 189196 120 Sở Khoa học Công nghệ TP HCM 19 Báo cáo nghiệm thu Sondi, I., B Salopek-Sondi (2004), Silver nanoparticles as antimicrobial agent: a case study on E coli as a model for Gram-negative bacteria, Journal of Colloid and Interface Science, 275 (1), 177-182 20 Anju Sharma, Senthil Kumar.m, N.Mahadevan (2012), Nanotechnology: a promising approach for cosmetics, International Journal of Recent Advances in Pharmaceutical Research, (2), 54-61 21 Silpa Raj, Shoma Jose, U S Sumod, and M Sabitha (2012), Nanotechnology in cosmetics: Opportunities and challenges, Journal of Pharmacy & Bioallied Sciences, (3), 186-193 22 J-H Huang, H.J Parab, R.S Liu, T.-C Lai, M Hsiao, C.H Chen and Y.K Hwu (2009), Characterization of Functional Nanomaterials in Cosmetics and its Cytotoxic Effects, ICBME 2008, Proceedings 23, 806-809 23 Li He, Si-ying Gao, Hao Wu, Xue-pin Liao, Qiang He, Bi Shi (2012), Antibacterial activity of silver nanoparticles stabilized on tannin-grafted collagenfiber, Materials Science and Engineering, C32, 1050-1056 24 R.H Müller, R.D Petersen, A Hommoss, J Pardeike (2007), Nanostructured lipid carriers (NLC) in cosmetic dermal products, Advanced Drug Delivery Reviews, 59, 522-530 25 Satoshi Kokura, Osamu Handa, Tomohisa Takagi, Takeshi Ishikawa, Yuji Naito, Toshikazu Yoshikawa (2010), Silver nanoparticles as a safe preservative for use in cosmetics, Nanomedicine: Nanotechnology, Biology, and Medicine, 6, 570-574 26 Ruy Beck, Silvia Guterres and Adriana Pohlmann (2011), Nanocosmetics and Nanomedicines: New Approaches for Skin Care, Springer, DOI 10.1007/978-3642-19792-5 27 Dheeraj K Singh, Ramya Jagannathan, Puneet Khandelwal, Priya Abraham, Pankaj Poddar (2012), In Situ Synthesis and Surface Functionalization of Gold Nanoparticles with Curcumin and their Antioxidant Property: An Experimental and Density Functional Theory doi:10.1039/C2NR33776B, 1-45 121 Investigation, Nanoscale, Sở Khoa học Công nghệ TP HCM 28 Báo cáo nghiệm thu Sharad Medhe, Prachi Bansal, Man Mohan Srivastava (2014), Enhanced antioxidant activity of gold nanoparticle embedded3,6-dihydroxyflavone: a combinational study, Applied Nanoscience, 4, 153–161 29 Julia X Yu and Thomas H Li (2011), Distinct biological effects of differentnanoparticles commonly used in cosmetics and medicine coatings, Yu and Li Cell & Bioscience, 1-19 30 Baroli (2010), Penetration of nanoparticles and nanomaterials in the skin: fiction or reality?, Journal of Pharmaceutical Science, 99 (1), 21-50 31 Cevc, G., Vierl, U (2010), Nanotechnology and the transdermal route: A state of the art re-view and critical appraisal, Journal of Controlled Release, 141, 277-299 32 Crosera, M., Bovenzi, M., Maina, G., Adami, G., Zanette, C., Florio, C., Larese, F.F (2009), Nanoparticle dermal absorption and toxicity: a review of the literature, International Archieves of Occupational and Environmental Health, 82, 1043-1055 33 Baroli, B., Ennas, M.G., Loffredo, F., Isola, M., Pinna, R., López-Quintela, M.A (2007), Penetration of metallic nanoparticles in human full-thickness skin, Journal of Investigative Dermatology, 127, 1701-1712 34 Larese, F.F., D’Agostin, F., Crosera, M., Adami, G., Renzi, N., Bovenzi, M., Maina, G (2009), Human skin penetration of silver nanoparticles through intact and damaged skin, Toxicology, 255, 33-37 35 Titik Taufikurohmah, I Gusti, Made Sanjaya, Afaf Baktir, Achmad Syahrani (2012), Activity test of nanogold for reduction of free radicals, pre-assessment unilization nanogold in pharmaceutical as medicines and cosmetics, Journal of Materials Science and Engineering, B2 (12), 611-617 36 Siddhartha Shrivastava, Tanmay Bera, Arnab Roy, Gajendra Singh, Ramachandrarao P and Debabrata Dash (2007), Characterization of enhanced antibacterial effects of novel silver nanoparticles, Nanotechnology, 18, 225103 (9pp.) 122 Sở Khoa học Công nghệ TP HCM Báo cáo nghiệm thu PHỤ LỤC 123