Nghiên cứu chế tạo và đánh giá khả năng kháng khuẩn của vật liệu nano bạc tổng hợp từ nấm sợi aspergillus spp kết hợp vi sóng

Các hạt nano đã góp phần mở ra những triển vọng khác nhau để thiết kế vật liệu mới và đánh giá đặc tính của chúng bằng cách điều chỉnh kích thước, hình dạng và sự phân bố của các phân tử

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN

PHẠM THỊ KIỀU TRANG

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ ĐÁNH GIÁ

KHẢ NĂNG KHÁNG KHUẨN CỦA VẬT LIỆU

NANO BẠC TỔNG HỢP TỪ NẤM SỢI Aspergillus spp

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi, dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TSKH Nguyễn Thị Mộng Điệp Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong đề tài này là trung thực và chưa từng được ai công bố dưới bất kỳ hình thức nào Đề án cũng sử dụng thông tin, số liệu từ các bài báo và nguồn tài liệu của các tác giả khác đều có trích dẫn và chú thích nguồn gốc đầy đủ Nếu có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung

đề án

Học viên

Phạm Thị Kiều Trang

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành đề án này tác giả đã nhận được sự hướng dẫn tận tình của PGS.TSKH Nguyễn Thị Mộng Điệp Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc

về sự giúp đỡ quý báu đó

Xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trong khoa Khoa học tự nhiên, phòng đào tạo sau Đại Học, Ban giám hiệu trường Đại Học Quy Nhơn

Xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, động viên cổ vũ của gia đình, người thân, bạn bè đã cho tôi thêm nghị lực trong suốt thời gian thực hiện đề án này Xin chân thành cảm ơn!

Học viên

Phạm Thị Kiều Trang

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 3

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3

4 Cấu trúc đề án 3

5 Những đóng góp mới của đề tài 4

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 5

1.1 Giới thiệu về nano bạc 5

1.2 Các phương pháp điều chế nano bạc 7

1.3 Cơ chế kháng khuẩn của nano bạc 14

1.4 Một số ứng dụng hạt nano bạc trong thực tiễn 17

1.5 Tình hình nghiên cứu chế tạo nano bạc bằng phương pháp sinh học từ vi sinh vật trên thế giới và Việt Nam 23

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP 26

2.1 Đối tượng nghiên cứu 26

2.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 26

2.3 Nội dung nghiên cứu 26

2.4 Phương pháp nghiên cứu 26

2.4.1 Nhân sinh khối các chủng Aspergillus spp ứng dụng tổng hợp nano bạc (AgNPs) 26

2.4.2 Tổng hợp AgNP qua trung gian Aspergillus spp kết hợp vi sóng 27 2.4.3 Phương pháp xác định đặc tính AgNPs 27

2.4.4 Phương pháp khuếch tán giếng thạch xác định khả năng kháng khuẩn của AgNPs 28

2.4.5 Phương pháp xử lý các số liệu 28

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 30

3.1 Nghiên cứu quy trình tổng hợp nano bạc từ nấm sợi Aspergillus spp kết

hợp vi sóng 30

3.1.1 Sinh tổng hợp AgNP của Aspergillus spp kết hợp vi sóng 30

3.1.2 Đặc tính của AgNPs 31

3.2 Hiệu suất kháng khuẩn của AgNPs 38

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 42

1 Kết luận 42

2 Kiến nghị……….43

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI ĐỀ ÁN THẠC SĨ (BẢN SAO)

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Standards Institute

Viện Tiêu chuẩn Lâm sàng và Xét ngiệm

Microscope

Kính hiển vi điện tử quét

microscopy

Kính hiển vi điện tử truyền qua

DANH MỤC CÁC HÌNH

1

Hình 3.1 Nồng độ AgNO3 khác nhau cho màu sắc khác nhau

của bạc nano tổng hợp trong môi trường nuôi cấy nấm

Aspergillus spp kết hợp với vi sóng 1,5 phút

31

2

Hình 3.2 Quang phổ UV-Vis của AgNPs được sinh tổng hợp

ở các nồng độ AgNO3 khác nhau cho thấy đỉnh cộng hưởng

plasmon bề mặt (SPR)

33

3

Hình 3.3 Biểu đồ FTIR của AgNPs được chế tạo bằng dịch

lọc nuôi cấy nấm Aspergillus spp.

6 Hình 3.6 Xét nghiệm hoạt tính kháng khuẩn chống lại

Escherichia coli bằng phương pháp khuếch tán trên thạch

39

tử của chúng.1Đây là một lợi thế quan trọng để ứng dụng các hạt nano trong nhiều lĩnh vực khác nhau như sản xuất các thiết bị điện tử, cảm biến sinh hóa, chất xúc tác trong các phản ứng, xét nghiệm sinh học, chất kháng khuẩn, chống màng sinh học, điện phân nước, xử lí nước thải, chụp ảnh khối u, vận chuyển thuốc và quy trình điều trị dược phẩm…1 Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra tính hợp lý của ứng dụng điều trị của vật liệu nano kim loại Trong số này, các hạt nano bạc (AgNPs) đã nổi lên như một tác nhân kháng khuẩn tiềm năng để chống lại các bệnh nhiễm khuẩn.2

Trên thực tế, việc sản xuất và ổn định các hạt nano được thực hiện thông qua các phương pháp vật lí, hóa học và sinh học Các phương pháp vật lý được

sử dụng để sản xuất các hạt nano bao gồm một số phương pháp như nghiền và

nhiệt hạch, mài, phay và bay hơi nhiệt.1 Một nhược điểm của các phương pháp vật lý là chúng đòi hỏi một lượng năng lượng lớn, khiến cho các loại quy trình này rất tốn kém nhưng lại cho năng suất vật liệu nano thấp

Trong những năm qua, quá trình tổng hợp hạt nano bằng phương pháp hóa học ngày càng phổ biến do không đòi hỏi năng lượng cao trong quá trình khử đồng thời tạo ra các hạt đồng nhất có kích thước và hình dạng chính xác cao Phương pháp hóa học bao gồm tổng hợp điện hóa, khử hóa học và kỹ thuật khử

hóa học quang học Tuy nhiên, các phương pháp hóa học này có tác hại nghiêm trọng đến môi trường do sử dụng các hóa chất nguy hiểm như hydrazine và kali betarutrate, gây ung thư, độc tính di truyền và tế bào.3 Các chất độc hại này xuất phát từ các dung môi hữu cơ hoặc chất khử và chất ổn định được sử dụng

để ngăn chặn sự kết tụ không mong muốn của chất keo Ngoài ra, một số hạt nano cũng được phát hiện là độc hại do các yếu tố như thành phần, kích thước, hình dạng và hóa học bề mặt Vì thế, không thể sử dụng các phương pháp hóa học để tạo ra các hạt nano sinh học với các ứng dụng lâm sàng và y sinh do độc tính và tính không ổn định của các phân tử này bên cạnh khả năng tương thích sinh học của chúng.4,5

Quá trình sinh tổng hợp các hạt nano bằng phương pháp vi sinh vật cung cấp nhiều thông số kỹ thuật thân thiện với môi trường Đặc biệt các hạt nano được tổng hợp bằng phương pháp vi sinh vật có các đặc điểm thuận lợi vì nó xảy ra ở nhiệt độ môi trường, ngoài ra phương pháp này ít mất thời gian và kinh phí so với phương pháp hóa học hoặc vật lý Hạt nano kim loại được tạo ra dễ dàng, ít độc tính hơn và có kích thước và hình dạng mong muốn, có nhiều ứng dụng tùy theo kích thước và hình dạng của chúng Vì vậy, người ta cho rằng tổng hợp các hạt nano thông qua một quá trình sinh học sử dụng vi sinh vật như một phương pháp thay thế cho các phương pháp hóa học và vật lý.6-8

Sự xuất hiện các chủng vi khuẩn kháng kháng sinh mới đã trở nên nguy hiểm hơn đối với con người Cuộc khủng hoảng kháng thuốc kháng sinh được cho là do việc sử dụng quá mức và sử dụng sai các loại thuốc này, cũng như việc ngành dược phẩm thiếu phát triển thuốc mới do giảm động lực kinh tế và các yêu cầu pháp lý đầy thách thức Hạt nano là một tác nhân mới được cải tiến với diện tích bề mặt rộng hơn so với kích thước nhỏ của chúng và có các đặc tính vật lý và hóa học khiến chúng có thể xâm nhập vào thành tế bào, có khả năng cao đối phó với các loài vi khuẩn gây bệnh Do vậy, các hạt nano kim loại

có cơ chế kháng khuẩn không đặc hiệu, cho phép chúng trở thành tác nhân kháng khuẩn mạnh hơn cả kháng sinh Mở ra triển vọng mới trong nghiên cứu chất kháng khuẩn và các ứng dụng y tế tiềm năng của chúng.9 Vì những lý do

trên, trong nghiên cứu này, chúng tôi sẽ sử dụng nấm sợi Aspergillus spp để

kiểm tra tổng hợp AgNPs Các AgNPs này cũng được nghiên cứu về hoạt tính kháng khuẩn của chúng

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là chế tạo và đánh giá khả năng kháng

khuẩn của vật liệu nano bạc tổng hợp từ nấm sợi Aspergillus spp kết hợp vi

- Chương 1 Tổng quan tình hình nghiên cứu

- Chương 2 Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu

- Chương 3 Kết quả nghiên cứu và bàn luận

- Kết luận và kiến nghị

- Tài liệu tham khảo

5 Những đóng góp mới của đề tài

Tính mới hấp dẫn trong nghiên cứu này là chúng tôi chỉ ra rằng hình dạng, kích thước và đặc tính quang học của AgNPs phụ thuộc rất nhiều vào nồng độ AgNO3 được sử dụng và thời gian ủ dung dịch nano bạc Thêm vào đó, chúng tôi cũng đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của dung dịch nano bạc trên các chủng

vi khuẩn khác nhau

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU

1.1 Giới thiệu về nano bạc

Trong quá trình tìm kiếm những nguồn vật liệu mới có tính ứng dụng cao thì nano bạc là một trong những nguồn vật liệu triển vọng Vật liệu nano bạc

có thể ứng dụng các đặc tính từ tính và quang học, chế tạo hợp chất xúc tác, cảm biến, chất diệt khuẩn dùng trong y học, mỹ phẩm, xử lý nguồn nước sinh hoạt và nuôi trồng thủy sản Bạc luôn là một chất kháng khuẩn tuyệt vời và đã được sử dụng cho mục đích này từ lâu đời Các tính chất vật lý và hóa học độc đáo của các hạt nano bạc chỉ làm tăng hiệu quả của bạc

Nói chung AgNPs là các hạt có kích thước nằm trong khoảng từ 1 đến 100

nm có các đặc tính độc đáo như điện, quang và từ, độ dẫn điện cao, và đặc tính sinh học.1 Chỉ có các hạt kim loại với kích thước nano mới có khả năng thay đổi các tính chất vật lí, hóa học, sinh học tùy thuộc tỉ lệ diện tích bề mặt so với thể tích của chúng.10,11 Mặt khác, nó có thể ảnh hưởng đến sự hấp thu tế bào, phân phối sinh học, xâm nhập vào các rào cản sinh học và hiệu quả điều trị.12,13 Do đó, việc phát triển AgNPs với các cấu trúc được kiểm soát đồng nhất

về kích thước, hình thái và chức năng là điều cần thiết cho các ứng dụng y sinh khác nhau

Xét về kích thước và hình dạng, kích thước nhỏ hơn và các hạt nano hình tam giác cắt ngắn dường như hiệu quả hơn và có các đặc tính ưu việt hơn so với các hạt bạc hình cầu và hình que Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu tổng hợp thành công AgNPs với nhiều dải hình dạng và kích thước khác nhau nhưng chúng vẫn có những hạn chế nhất định.23,24

Hoạt tính sinh học của AgNPs phụ thuộc vào các yếu tố bao gồm hóa học

bề mặt, kích thước, phân bố kích thước, hình dạng, thành phần hạt, lớp phủ, sự kết tụ và tốc độ hòa tan, khả năng phản ứng của hạt trong dung dịch, hiệu quả giải phóng ion và loại tế bào Loại chất khử được sử dụng để tổng hợp AgNPs

là một yếu tố quan trọng để xác định độc tính tế bào.14 Ví dụ, sử dụng các tác

nhân khử sinh học như chất nổi trên bề mặt nuôi cấy của các loại Bacillus khác

nhau, AgNPs có thể được tổng hợp ở nhiều hình dạng khác nhau Các nghiên cứu trước đây ủng hộ khẳng định rằng các hạt kích thước nhỏ hơn có thể gây

ra nhiều độc tính hơn hạt lớn hơn, bởi vì chúng có diện tích bề mặt lớn hơn Hình dạng cũng quan trọng không kém đối với việc xác định độc tính Ví

dụ, trong lĩnh vực y sinh, nhiều loại cấu trúc nano đã được sử dụng, bao gồm khối nano, tấm nano, thanh nano, hạt nano hình cầu, giống như bông hoa, v.v Độc tính của AgNPs chủ yếu phụ thuộc vào sự sẵn có của lớp phủ hóa học hoặc sinh học trên bề mặt hạt nano Điện tích bề mặt AgNPs có thể xác định hiệu ứng độc tính trong tế bào Ví dụ, điện tích bề mặt dương của các NP này làm cho chúng phù hợp hơn, cho phép chúng tồn tại trong dòng máu một thời gian dài so với các NP tích điện âm, đây là con đường chính để sử dụng các tác nhân chống ung thư khám phá về vị trí của các tế bào ung thư, đồng thời có thể hấp thụ ánh sáng và tiêu diệt có chọn lọc các tế bào ung thư mục tiêu thông qua liệu pháp quang nhiệt

Các tính năng đặc trưng của vật liệu nano như kích thước, hình dạng, phân

bố kích thước, diện tích bề mặt, hình dạng, độ hòa tan, tập hợp, v.v có thể có tác động đáng kể đến các đặc tính sinh học, phân phối, an toàn và hiệu quả của hạt Vì vậy, các đặc tính này cần được đánh giá trước khi đánh giá độc tính hoặc tính tương thích sinh học của chúng

* Các kỹ thuật mô tả đặc tính của AgNPs:

+ Kính hiển vi điện tử quét (SEM): là một phương pháp chụp ảnh bề mặt, giúp xác định kích thước hạt, sự phân bố kích thước, hình dạng và hình thái bề mặt của các hạt vật liệu nano.Thành phần nguyên tố định tính và định lượng của AgNPs

+ Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM): để xác định kích thước hạt, phân

bố kích thước và hình thái học TEM có ưu điểm so với SEM là có độ phân giải không gian tốt hơn và khả năng thực hiện các phép đo phân tích bổ sung

+ Kính hiển vi lực nguyên tử (AFM): nghiên cứu sự phân tán và tập hợp của vật liệu nano, ngoài kích thước, hình dạng, độ hấp thụ và cấu trúc của chúng, còn cung cấp hình ảnh ba chiều có thể tính được chiều cao và thể tích của hạt

Các kỹ thuật dựa trên kính hiển vi như AFM, SEM và TEM được coi là phương pháp trực tiếp để thu thập dữ liệu từ các hình ảnh chụp hạt nano

+ Quang phổ nhìn thấy tia cực tím (UV-vis): đo hiệu ứng cộng hưởng Plasmon bề mặt của AgNPs

+ Nhiễu xạ tia X (XRD): phân tích cả cấu trúc phân tử và tinh thể, loại tinh thể

+ Tán xạ ánh sáng động (DLS): xác định sự phân bố kích thước của các hạt

+ Quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR): thường được sử dụng để tìm hiểu xem các phân tử sinh học có tham gia vào quá trình tổng hợp các hạt nano hay không

+ Quang phổ quang điện tử tia X (XPS): xác định thành phần hóa học, môi trường hóa học bề mặt

1.2 Các phương pháp điều chế nano bạc

Vật liệu nano bạc có thể được điều chế bằng hai phương thức cơ bản, được phân loại là “từ trên xuống” và “từ dưới lên” Phương pháp “từ trên xuống” vật liệu khối được chia thành các hạt nhỏ bằng cách giảm kích thước bằng các kỹ thuật vật lý và hóa học khác nhau Phương pháp “từ dưới lên”, hạt nano được tổng hợp thông qua quá trình tự lắp ráp các nguyên tử thành hạt nhân, từ hạt

nhân tiếp tục phát triển thành các hạt có kích thước nano Cách tiếp cận này

bao gồm các phương pháp sản xuất hóa học và sinh học

+ Phương pháp vật lí: Hạt nano bạc có thể được điều chế bằng cách

phóng tia lửa điện và nhiệt phân hoặc sử dụng lò nung ống ở áp suất khí quyển cho bay hơi, ngưng tụ Trong đó, sự bay hơi và ngưng tụ có tầm quan trọng lớn

Độ dốc nhiệt độ đóng vai trò quan trọng trong việc làm mát hơi ở tốc độ mong muốn Trong phương pháp này không sử dụng dung môi nên không có sự nhiễm bẩn do dung môi và phân bố kích thước hạt đồng đều Nồng độ ức chế tối thiểu trong nghiên cứu độc tính có thể dễ dàng đạt được bằng cách sản xuất các hạt nano có ở nồng độ cao Tổng hợp AgNPs bằng lò nung ống có nhiều nhược điểm như đòi hỏi không gian rộng, năng lượng cao, nâng cao nhiệt độ môi trường xung quanh nguồn vật liệu, đòi hỏi nhiều thời gian để đạt được sự ổn định nhiệt v.v

AgNPs cũng được tổng hợp bằng cách cắt bỏ các hạt kim loại bằng laser AgNPs được tổng hợp bằng quá trình cắt bỏ bằng laser phụ thuộc rất nhiều vào bước sóng laser, sự lưu loát laser, thời gian của xung laser, khoảng thời gian cắt bỏ và môi trường chất lỏng hiệu quả, có hoặc không có sự hiện diện của chất hoạt động bề mặt Việc loại bỏ AgNPs được tổng hợp bằng phương pháp cắt bỏ bằng laser đòi hỏi ít năng lượng và kích thước hạt phụ thuộc chính xác vào mức độ lưu loát của laser Tuy nhiên, hình thái, kích thước và hình dạng của AgNPs chủ yếu phụ thuộc vào sự tiếp xúc của ánh sáng laser đi qua Ngoài ra, sự hình thành các hạt nano bằng quá trình cắt bỏ bằng laser bị chấm dứt bởi lớp phủ chất hoạt động bề mặt Các hạt nano hình thành trong dung dịch có nồng độ chất hoạt động bề mặt cao nhỏ hơn so với các hạt được hình thành trong dung dịch có nồng độ chất hoạt động bề mặt thấp Một lợi thế của quá trình cắt bỏ bằng laser so với các phương pháp thông thường khác để

điều chế chất keo kim loại là không có thuốc thử hóa học trong dung dịch Do

đó, các chất keo tinh khiết, sẽ hữu ích cho các ứng dụng tiếp theo.15,16

Nhiều loại vật liệu có thể được tổng hợp trong các hạt nano bằng phương pháp vật lý như Ag, Au và Pb Nói chung, phương pháp vật lí có ưu điểm là nhanh chóng, bức xạ được sử dụng làm chất khử và không có hóa chất độc hại liên quan Tuy nhiên, nhược điểm là năng suất thấp và tốn năng lượng, và phân phối không đồng đều

+ Phương pháp hóa học: Về cơ bản, quá trình khử muối bạc bao gồm hai giai đoạn tạo mầm và tăng trưởng tiếp theo Có rất nhiều phương pháp hóa học khác nhau để tổng hợp nano bạc như tổng hợp hóa lạnh, in thạch bản, khử điện hóa

* Phương pháp khử hóa học: Nguyên tắc của phương pháp này là chuyển electron lên ion Ag+ để đưa ion về nguyên tử Ag0 Các nguyên tử Ag0 này kết dính với nhau tạo ra hạt Ag có kích thước lớn hơn Theo phương pháp này, các chất sử dụng gồm nguyên liệu đầu vào chứa ion Ag+ như Ag2SO4, AgNO3 hay AgClO4, và chất khử như muối citrate, borohydride, ascorbic acid, glucose, formaldehyde, ethylene glycol hay dung dịch chiết từ cây

Phương trình khử Ag+ bằng các chất khử NaBH4 , ascorbic acid và citrate

có thể được viết gọn như sau:

AgNO3 + NaBH4 → Ag + ½ H2 + ½ B2H6 + NaNO3 (1)

2 Ag + + C6H8O6 → 2 Ag0 + C6H6O6 + 2H+ (2)

4 Ag + + Na3C6H5O7 → 4 Ag0 + C6H5O7H3 + 3 Na + + O2 (3)

Sự hình thành hạt nano Ag diễn ra theo trình tự từ ion Ag+ đến nguyên tử

Ag0 và kết dính lại tạo ra hạt Ag có kích thước vài nm

Phương pháp khử hóa học có ưu điểm dễ thực hiện, chi phí thấp, hiệu suất tổng hợp cao, tuy nhiên những phương pháp này sử dụng các hóa chất có thể gây ô nhiễm môi trường, độc hại như NaBH4, hydrazine Gần đây, các chất khử này được thay thế bằng các hóa chất thân thiện môi trường hơn như ascorbic acid, glucose, amino acids, dung dịch chiết từ cây, tinh bột, enzyme, tảo hay dung dịch chiết từ côn trùng Tuy nhiên, mức độ công nghiệp hóa của các phương pháp này khó hơn, do các chất này thường có tính khử yếu nên hiệu suất thấp, và còn chứa nhiều tạp chất không mang tính khử do đó dung dịch Ag tạo ra không có độ tinh khiết cao

* Phương pháp Polyol với ethylene glycol (EG) hay propylene glycol (PG)

và chất bảo vệ poly vinylpyrollidone (PVP) được sử dụng để kiểm soát kích thước và hình dạng vật liệu nano bạc bởi đây được xem là phương pháp tổng hợp xanh và không sử dụng chất khử mạnh như NaBH4, vật liệu nano bạc tạo thành có độ bền cao.17 Để kiểm soát hình dạng như thanh, khối vuông… cần bổ sung thêm các muối halogen như Cl-, Br-, I- để tác động lên quá trình phát triển tinh thể của vật liệu nano bạc.18

* Phương pháp sử dụng nước hoặc dung môi hữu cơ để điều chế các hạt nano bạc Quá trình này thường sử dụng ba thành phần chính, chẳng hạn như tiền chất kim loại, chất khử và chất ổn định Về cơ bản, quá trình khử muối bạc bao gồm hai giai đoạn (1) tạo mầm; và (2) tăng trưởng tiếp theo.16

Phương pháp tổng hợp hóa học có ưu điểm là năng suất cao, dễ tiến hành, chi phí thấp, tạo ra các hạt nano đồng nhất và có thể kiểm soát kích thước Nhược điểm: việc sử dụng các chất khử hóa học có hại cho cơ thể sống Ngoài

ra, các hạt được sản xuất không có độ tinh khiết như mong đợi, vì bề mặt của chúng được phát hiện là lắng đọng hóa chất Cũng rất khó điều chế AgNPs với kích thước xác định rõ, đòi hỏi một bước tiếp theo để ngăn chặn sự kết tụ

hạt Trong quá trình tổng hợp, quá nhiều sản phẩm phụ độc hại từ chất hoạt động bề mặt và dung môi hữu cơ phải được loại bỏ gây tốn kém

+ Phương pháp sinh học: Để tổng hợp các hạt nano kim loại, các quy

trình thông thường cần đến các dụng cụ phức tạp và đắt tiền hoặc các hóa chất đắt tiền Mặt khác, các kỹ thuật này còn có nguy cơ không an toàn với môi trường Do đó, các công nghệ “xanh” để tổng hợp các hạt nano luôn được ưu tiên Tổng hợp hạt nano xanh là một phương pháp mới để tổng hợp hạt nano bằng cách sử dụng các nguồn sinh học Quá trình tổng hợp sinh học của các hạt nano phụ thuộc vào ba yếu tố, lựa chọn môi trường dung môi; chất khử thân thiện môi trường; và vật liệu không độc hại cho sự ổn định các hạt AgNPs Sinh tổng hợp các hạt nano bạc là một phương pháp tiếp cận từ dưới lên chủ yếu liên quan đến các phản ứng khử/oxy hóa Các enzyme vi sinh vật hoặc các chất hóa học thực vật có đặc tính chống oxy hóa hoặc khử tác động lên các hợp chất tương ứng và tạo ra các hạt nano mong muốn Sự tổng hợp vi sinh vật của các hạt nano bạc có thể đạt được bằng cách tổng hợp nội bào hoặc ngoại bào Quá trình tổng hợp ngoại bào của các hạt nano được ưu tiên hơn so với tổng hợp nội bào do quy trình dễ dàng Nó được cho là kinh tế và có thể đạt được thông qua quá trình xử lý tiếp theo đơn giản mà không yêu cầu các bước

bổ sung để giải phóng và thu thập các hạt nano từ sinh khối

* Tổng hợp hạt nano bạc bằng vi khuẩn: Nguyên lý dựa trên phương

pháp khử, các protein của vi khuẩn có khả năng khử đưa ion Ag+ về dạng nguyên tử tạo tâm kết tinh, phát triển và kết nối tạo hạt nano Ag Và để sử dụng được phương pháp này, ta cần nuôi cấy vi khuẩn trong môi trường chứa nhiều ion Ag+.19

Pseudomonas stutzeri đây là chủng vi khuẩn đầu tiên mà AgNPs được

tổng hợp và phân lập ở dạng Ag amin Nhiều chủng vi khuẩn và vi sinh vật phát triển khả năng kháng kim loại ở nồng độ thấp hơn Điện trở chủ yếu được tạo

ra do dòng chảy, thay đổi độ hòa tan, độc tính thông qua quá trình oxy hóa/khử

và kết tủa kim loại.20 Trong phương pháp hóa học xanh này, một số vi khuẩn

thường được sử dụng, bao gồm Pseudomonas stutzeri AG259, chủng

Brevibacterium casei…

* Tổng hợp hạt nano bạc bằng nấm:

Cơ chế tổng hợp sinh học của các hạt nano sử dụng nấm có thể là nội bào hoặc ngoại bào Trong trường hợp tổng hợp nội bào, tiền chất kim loại được thêm vào nuôi cấy sợi nấm và được nội hóa trong sinh khối Sau đó, phải thực hiện chiết xuất các hạt nano bằng các phương pháp xử lý hóa học, ly tâm và lọc

để phá vỡ sinh khối và giải phóng các hạt nano Phương pháp tổng hợp ngoại bào được sử dụng rộng rãi hơn, tiền chất kim loại được thêm vào dịch lọc nước chỉ chứa các phân tử sinh học nấm, dẫn đến sự hình thành các hạt nano tự do trong quá trình phân tán nên không cần thêm quy trình nào để giải phóng các hạt nano khỏi tế bào

Đối với nấm, cơ chế tổng hợp AgNPs diễn ra dựa trên khả năng khử của enzyme do nấm tạo ra Enzyme khử các ion Ag+ và tạo ra nano Ag Khi ở trong môi trường chứa nhiều Ag+, các ion này sẽ bám lên tế bào nấm nhờ lực hút tĩnh điện giữa màng tế bào tích điện âm và ion Ag+ tích điện dương Và các enzyme trên màng tế bào sẽ khử ion Ag+ để tạo nguyên tử, và dần dần tạo ra nano Ag.21 Việc sử dụng nấm làm chất khử và chất ổn định trong quá trình tổng hợp sinh học các hạt nano bạc rất hấp dẫn do sản xuất một lượng lớn protein, năng suất cao, xử lý dễ dàng và độc tính thấp của dư lượng Hơn nữa, quá trình tổng hợp này bao phủ các hạt nano bằng các phân tử sinh học có nguồn gốc từ nấm,

có thể cải thiện tính ổn định và có thể tạo ra hoạt tính sinh học

Phương pháp này cho năng suất cao hơn khi so sánh với AgNPs được tổng hợp từ vi khuẩn Nguyên nhân do nấm tiết ra lượng protein cao hơn chịu trách nhiệm trực tiếp cho việc tăng sản lượng và do các ion bạc xâm nhập vào thành

tế bào nấm dẫn đến việc khử các ion bạc bởi các enzym của nấm như naphthoquinones và anthraquinones Khả năng liên kết thành tế bào cao của các ion kim loại với sinh khối, xử lý tiếp theo ở nấm tương đối dễ dàng so với

vi khuẩn và vi rút Nhưng nhược điểm là tốc độ và quy trình chậm hơn Các

loài nấm thường được sử dụng bao gồm: Fusarium oxysporum, Ganoderma neo-japonicum Imazeki…

* Tổng hợp hạt nano bạc bằng thực vật: Tổng hợp xanh là một công

cụ tuyệt vời có thể được sử dụng để tổng hợp AgNPs vì nó sử dụng các dược liệu có nguồn gốc tự nhiên và các chiết xuất của nó có chứa nhiều loại chất chuyển hóa đặc biệt là flavon hòa tan trong nước, quione gây ra sự khử bạc nhanh chóng Các chất chiết xuất thu được từ các sinh vật như nguồn vi khuẩn

và thực vật có thể đóng vai trò là chất khử và chất phủ Cách tiếp cận hóa học xanh là an toàn, tiết kiệm chi phí, dễ dàng mở rộng quy mô sản xuất hàng loạt,

dễ dàng có sẵn nguyên liệu thô rẻ tiền Các chất phytochemical trực tiếp tham gia vào quá trình khử ion bạc trong quá trình tổng hợp AgNPs Các loại thực vật như trà xanh, tinh bột lô hội, chanh, v.v và các chiết xuất thực vật như

Allophylus cobbe, Artemisia Princeps, và Typha angustifolia đã được sử dụng

là những thực vật đã được sử dụng để tổng hợp AgNPs

Việc khử các ion kim loại thành các hạt nano với kích thước, hình thái, thành phần như thế nào được coi là phụ thuộc vào nhiều yếu tố Yếu tố quan trọng đầu tiên là các phân tử hữu cơ có trên thành tế bào gây ra quá trình hoạt hóa sinh học và một yếu tố thiết yếu khác là các điều kiện môi trường phù hợp như pH, thành phần của môi trường, nồng độ muối kim loại và nhiệt độ Do

đó, cần tối ưu hóa các yếu tố này trong bước sinh tổng hợp để tăng hiệu quả tổng thể của các hạt

Phương pháp sinh học có những ưu điểm nổi bật như: nhanh chóng, đơn giản, tiết kiệm chi phí, sử dụng các phân tử sinh học để tổng hợp AgNPs không gây ô nhiễm, thân thiện với môi trường Khả năng tương thích sinh học cao của các hạt nano tổng hợp Trái ngược với các quá trình hóa lý, các hạt nano được tổng hợp sinh học không chứa các chất gây ô nhiễm hóa học độc hại, về cơ bản đây là một đặc điểm mong muốn cho các ứng dụng y sinh Có sẵn các amino acid, protein hoặc chất chuyển hóa thứ cấp có trong quá trình tổng hợp, không yêu cầu thêm một bước bao phủ hoặc gắn các hợp chất có hoạt tính sinh học lên bề mặt hạt nano để tạo ra các hạt có hoạt tính dược lý và ổn định vốn rất cần thiết trong quá trình tổng hợp hóa lý Dễ dàng kiểm soát hình dạng, kích thước và sự phân bố của các hạt nano được tạo ra bằng cách tối ưu hóa các phương pháp tổng hợp, bao gồm lượng tiền chất, nhiệt độ, pH và lượng các yếu

tố khử và ổn định Ngày nay, quá trình tổng hợp xanh sử dụng vi khuẩn, nấm

và cây thuốc dễ dàng có sẵn, thuận tiện để xử lý và nguồn chất chuyển hóa rộng

để tổng hợp AgNPs đã đạt được tầm quan trọng hàng đầu nhờ vào đặc tính không độc hại và thân thiện với môi trường của nó

1.3 Cơ chế kháng khuẩn của nano bạc

Nhiễm vi sinh vật đã được biết là gây ra các bệnh khác nhau như nhiễm trùng đường tiết niệu, da và mô mềm, viêm phổi, các bệnh nhiễm trùng đe dọa tính mạng như viêm nội tâm mạc, viêm màng não và nhiễm trùng huyết… Từ khi được khám phá và đưa vào điều trị các bệnh nhiễm trùng nghiêm trọng vào những năm 1940, thuốc kháng sinh được cho là hình thức hóa trị liệu thành công nhất trong lịch sử y học, đã cứu sống hàng triệu người.22 Tuy nhiên, việc lạm dụng kháng sinh trong điều trị, trong chăn nuôi và theo thời gian vi khuẩn phát triển, xuất hiện các đột biến kháng thuốc, đã làm giảm hiệu quả của kháng

sinh khiến việc điều trị nhiễm trùng trở nên khó khăn và làm tăng nguy cơ lây lan cũng như mức độ nghiêm trọng của bệnh Dẫn đến sự xuất hiện ngày càng nhiều mầm bệnh mạnh hơn và đặt ra nhu cầu phát triển các sản phẩm mới và chất kháng khuẩn hiệu quả chống lại tình trạng kháng kháng sinh Một trong những hướng đi mới đó là dựa trên công nghệ nano, tạo cơ hội khám phá các hợp chất mới có hoạt tính kháng khuẩn cũng như sử dụng “chức năng hạt nano”

để khôi phục hoạt tính kháng khuẩn của các loại kháng sinh hiện có.23,24

Việc sử dụng các hạt nano hiện đang được chú ý nhiều hơn đến các tính chất hóa học, quang học và cơ học của chúng Phân phối thuốc dựa trên hạt nano là một khái niệm mới nổi trong các vấn đề chẩn đoán và trị liệu Do kích thước nhỏ, các hạt nano có thể dễ dàng xâm nhập vào các tế bào vi khuẩn, điều này đang được các nhà nghiên cứu quan tâm hiện nay để sử dụng như một phương pháp trị liệu hấp dẫn và thay thế chống lại tình trạng kháng thuốc Hơn nữa, chúng được coi là công cụ trị liệu hứa hẹn nhất vì chúng có đặc tính kháng khuẩn chất lượng cao.25 Các phân tử nano có thể được sử dụng như một chất thay thế cho các chất chống vi trùng thông thường và cũng có thể đóng vai trò

là chất mang kháng sinh và các loại thuốc khác Sự tương tác tĩnh điện của các hạt nano với bề mặt vi khuẩn tích điện âm sẽ hút các hạt này đến vi khuẩn và thúc đẩy sự xâm nhập của chúng vào màng Điện thế zeta dương mạnh của hạt nano thúc đẩy tương tác của hạt nano với màng tế bào dẫn đến phá vỡ màng, keo tụ vi khuẩn và giảm khả năng sống sót Việc tạo ra các loại oxy phản ứng cũng là một cơ chế hoạt động kháng khuẩn của hạt nano.26 Ngoài ra, AgNPs có thể cản trở sự truyền tín hiệu của vi khuẩn thông qua quá trình khử phospho của dư lượng tyrosine tồn tại trên chất nền peptide, cuối cùng dẫn đến hiện tượng apoptosis của tế bào và ức chế sinh sản tế bào

Trong số các loại hạt nano kim loại khác nhau, những loại được tổng hợp

từ kim loại bạc (hạt nano bạc, AgNPs) đã nhận được nhiều sự chú ý hơn trong

y sinh học Kim loại bạc từ xưa đã được sử dụng để kháng khuẩn, AgNPs càng làm tăng đặc tính này cùng với các tính chất quang hóa độc đáo của nó AgNPs

đã được chứng minh là có độc tính thấp cùng với hoạt tính khử trùng và kháng khuẩn chống lại vi khuẩn Gram dương và Gram âm Các ion bạc kim loại không hoạt động nhưng một khi nó tiếp xúc với chất khử, ion hóa xảy ra và nó được chuyển đổi ở dạng hoạt động Bạc ion là dạng hoạt động của bạc liên kết với thành tế bào của vi khuẩn dẫn đến những thay đổi lớn về cấu trúc, hình thái tế bào Khi xử lí vi khuẩn bằng AgNPs, các AgNPs tiến về phía tế bào, chúng sẽ giải phóng các ion Ag+ sẽ kết hợp với thành tế bào, màng tế bào của vi khuẩn gây bệnh và xâm nhập trực tiếp vào tế bào vi khuẩn Các ion được giải phóng này sau đó tương tác với hợp chất chứa lưu huỳnh và phốt pho như protein có trong thành tế bào, màng tế bào, thay đổi tính thấm của màng Điều này dẫn đến sự hình thành thành tế bào bị xáo trộn và các lỗ nhỏ hình thành trong thành

tế bào, làm cho các ion và vật chất lạ khác xâm nhập vào tế bào Điều này làm tăng áp suất thẩm thấu nội bào Khi sự tích tụ trong tế bào tăng lên dẫn đến sự phá vỡ thành tế bào và quá trình ly giải tế bào diễn ra Loại hoạt động kháng khuẩn này ở tế bào gram âm hiệu quả hơn tế bào gram dương Vì tế bào gram dương có lớp peptidoglycan dày và teichoic acid liên kết chéo trong thành tế bào của chúng Tế bào gram âm có lớp peptidoglycan mỏng và có nhiều lipopolysacarit hơn trong thành tế bào của chúng Ngoài ra, khi AgNPs xâm nhập sâu vào bên trong tế bào, gây tổn thương tế bào bằng cách tương tác với DNA, protein gây rối loạn quá trình sao chép RNA và DNA, làm hỏng các cấu trúc nội bào như ti thể, không bào, ribosome, tấn công chuỗi hô hấp và bộ máy phân chia tế bào, điều này càng dẫn đến chết tế bào Các hạt này nhanh chóng kết hợp với nhóm sulfhydryl (-SH) có trong các enzyme chuyển hóa oxy của vi khuẩn, làm cho các enzyme này bị bất hoạt Hậu quả sẽ làm cho quá trình hô hấp của vi khuẩn không thể diễn ra, dẫn đến cái chết nhanh chóng.25-27, 28 Các AgNPs có thể nhanh chóng thẩm thấu, thâm nhập dưới da 2mm để khử trùng

nên có tác dụng tốt với các nhiễm khuẩn thông thường hoặc nhiễm trùng mô sâu do nấm AgNPs còn được gọi là độc lực do khả năng diệt khuẩn của nó ở nồng độ tối thiểu Đó là lý do tại sao nó được sử dụng chủ yếu trong các sản phẩm y tế

Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng diệt khuẩn của AgNPs: Về cơ bản, hình thái tức là kích thước và hình dạng cùng với khả năng phản ứng của AgNPs

là nguyên nhân dẫn đến tiềm năng diệt khuẩn của AgNPs Kích thước và bề mặt tỷ lệ nghịch với nhau khi kích thước giảm diện tích tăng dẫn đến tỷ lệ diện tích bề mặt trên thể tích tăng nhanh nên các hạt nhỏ có khả năng kháng khuẩn cao hơn Ngoài ra, hình thái khác nhau cung cấp các khu vực khác nhau để tương tác với vi khuẩn và do đó dẫn đến hiệu quả kháng khuẩn khác nhau Khả năng diệt khuẩn ức chế thành tế bào và các gốc tự do các nhóm enzyme Ag-thiol ngăn chặn sự hình thành màng sinh học Các hạt nano bạc thể hiện nhiều hoạt tính diệt khuẩn.29 Ag+ có khả năng kháng khuẩn và khi nó chuyển đổi thành Ag0 thì diện tích bề mặt nano Ag được tăng lên đáng kể, giúp cải thiện thời gian và diện tích tiếp xúc với vi khuẩn Chính cơ chế diệt khuẩn độc đáo này giúp các hạt nano bạc có thể tiêu diệt nhanh chóng các loại vi khuẩn gây bệnh dù ở nồng độ thấp Ngoài ra, hiệu quả diệt khuẩn do sự tương tác của các hạt nano bạc với vi khuẩn nên hình dạng các hạt nano bạc cũng rất quan trọng.Với cơ chế như vậy, các hạt nano bạc không chỉ tiêu diệt được vi khuẩn mà còn

có tác dụng tiêu diệt được nấm mốc như nấm trichomonas,

mycoplasma/chlamydia và Neisseria gonorrhoeae bào tử và các vi sinh vật

khác

1.4 Một số ứng dụng hạt nano bạc trong thực tiễn

* Ứng dụng của nano bạc trong khoa học công nghệ

Các hạt nano bạc là một trong những vật liệu hấp dẫn nhất cho các ứng dụng thương mại hóa Vật liệu nano thể hiện các đặc tính nhiệt, điện, quang

học, âm học, từ tính, cơ học và xúc tác do hoạt tính hóa học và năng lượng bề mặt cao của chúng Chúng được sử dụng rộng rãi trong các ngành siêu dẫn, hóa học, y tế, quang học, điện tử, điện và các ngành công nghiệp khác

* Ứng dụng trong kháng khuẩn

Các sản phẩm được có thành phần là các hạt nano bạc đã được cấp phép bởi các cơ quan được công nhận bao gồm cục quản lí thực phẩm và dược phẩm Hoa Kì (USFDA), cơ quan bảo vệ môi sinh Hoa Kì (USEPA), cơ quan thử nghiệm của Hàn Quốc và Hiệp hội quốc tế về phát triển bền vững các sản phẩm kháng khuẩn của Nhật Bản (SIAA) của viện nghiên cứu Nhật Bản Tiềm năng kháng khuẩn của AgNPs có chứa bạc sulfadiazine được kết hợp trong thuốc và

sử dụng trong điều trị các vết bỏng để tránh nhiễm trùng Ngày nay, AgNPs đã xuất hiện trong nhiều sản phẩm tiêu dùng bao gồm kem trị mụn trứng cá và xịt khử mùi Gần đây, một sự cải thiện về tác dụng hiệp đồng của hoạt tính kháng khuẩn đã được báo cáo khi các hạt nano bạc kết hợp với ampicillin.30

Đặc tính kháng khuẩn của các hạt AgNPs phụ thuộc vào kích thước, điều kiện môi trường (kích thước, độ pH, độ trương lực) và chất phủ Các ion bạc tự

do của AgNPs được giải phóng với tốc độ chậm hơn cùng với diện tích bề mặt cao hơn, tạo ra môi trường độc hại và đây là lý do chính cho tiềm năng kháng khuẩn phổ rộng của AgNPs.1

* Ứng dụng trong các lĩnh vực y tế

+ Khả năng kháng virus: hạt nano bạc đã được chứng minh là có tác dụng chống virus HIV-1 ở nồng độ không gây độc tế bào Các hạt nano bạc được điều chế sinh học đã ức chế khả năng tồn tại của virus herpes simplex (HSV) loại 1, loại 2 và virus para cúm ở người loại 3 dựa trên kích thước và điện thế zeta Việc xử lý các tế bào vero với nồng độ không gây độc tế bào của các hạt

nano bạc đã ức chế đáng kể bởi sự sao chép của Virus paste des petits (PPRV),

cơ chế nhân lên của virus là do sự tương tác của các hạt nano bạc với lõi virion Quá trình tổng hợp qua trung gian tannic acid của các kích cỡ khác nhau của

các hạt nano bạc có khả năng làm giảm khả năng lây nhiễm HSV-2 cả in vitro

và in vivo thông qua tương tác trực tiếp, ngăn chặn virus bám vào, xâm nhập

và lây lan thêm.14

+ Tiềm năng trong điều trị ung thư: AgNPs có tiềm năng chống ung thư

vì nó ngăn cản chuỗi hô hấp của ty thể, tăng tốc độ tổng hợp các loại oxy phản ứng (ROS), tổng hợp ATP và cuối cùng dẫn đến tổn thương DNA và chết tế bào ung thư Yu-Guo Yuan vào năm 2018 đã tiết lộ rằng sự kết hợp giữa camptothecin và điều trị bằng AgNPs làm tăng đáng kể mức độ chết của các tế bào ung thư Nó làm tăng các dấu hiệu stress oxy hóa và giảm các dấu hiệu stress chống oxy hóa của kiến so với điều trị đơn lẻ Nhìn chung, những kết quả này cho thấy rằng camptothecin và các hạt nano bạc gây chết tế bào bằng cách gây ra sự thay đổi tính thấm của màng ty thể và kích hoạt caspase Hiệu ứng gây độc tế bào và gây chết tế bào tổng hợp dường như có liên quan đến sự hình thành ROS tăng cường và sự suy giảm chất chống oxy hóa.14

AgNPs còn có tác dụng chống tạo mạch: Chúng có tác dụng gây độc tế bào phụ thuộc vào liều lượng đối với tế bào nội mô có trong mạch máu để ức chế sự hình thành mạch máu mới ở vùng khối u Giảm sự tăng trưởng mạnh mẽ của các tế bào khối u AgNPs đã được chứng minh là cải thiện hiệu quả điều trị ung thư bằng cách tăng hiệu quả phân phối thuốc đến khối u.31,32

Sự kết hợp của các tác nhân hóa trị liệu và hạt nano đã được quan tâm nhiều trong điều trị ung thư Liệu pháp kết hợp giữa thuốc chống ung thư và hạt nano thúc đẩy sức mạnh tổng hợp và ngăn chặn tình trạng kháng thuốc thông qua các cơ chế hoạt động riêng biệt ở liều thấp Liệu pháp phối hợp qua trung gian hạt nano làm tăng hiệu quả của thuốc chống ung thư, giảm tác dụng phụ không mong muốn và cải thiện dược động học

+ Ứng dụng AgNPs trị đái tháo đường: Hoạt động chống đái tháo đường đầy hứa hẹn thể hiện bằng Ananascomosus (L.) hạt nano bạc AC-AgNPs ức chế enzyme α-glucosidase trong dạ dày Việc ức chế enzyme α-glucosidase sẽ làm chậm quá trình giải phóng glucose trong máu, nó hữu ích ở bệnh nhân tiểu đường không dùng insulin.33

+ Hoạt tính kháng nấm của AgNPs: AgNPs đóng vai trò quan trọng như chất kháng nấm chống lại các bệnh khác nhau do nấm gây ra Cơ chế kháng nấm được giải thích là do AgNPs gắn và neo vào bề mặt của nấm và tạo ra sự gia tăng các loại oxy phản ứng (ROS) Sự tương tác này gây ra những thay đổi

và tổn thương cấu trúc, làm xáo trộn rõ rệt các chức năng quan trọng của tế bào, chẳng hạn như tính thấm và điện thế màng, hình thành các lỗ gây rò rỉ ion và các vật liệu khác, làm giảm hoạt động của các enzym chuỗi hô hấp và cuối cùng dẫn đến chết tế bào AgNPs đã cho thấy hoạt động kháng nấm đầy hứa hẹn trên

T asahii với MIC là 0,5ug/ml bằng cách làm hỏng thành tế bào và các thành

phần của tế bào Do kích thước của các hạt nano, chúng dễ dàng xâm nhập vào

tế bào Nơi nó liên kết với các thành phần tế bào khác nhau và ức chế các chức năng của tế bào Khi kết hợp với các chất chống vi khuẩn như ketoconazole cho thấy hoạt tính kháng nấm tuyệt vời với MIC nhỏ hơn 0,5 mg/ml chống lại

+ Hoạt tính kháng viêm của AgNPs

AgNPs đã được biết đến với khả năng kháng khuẩn nhưng phản ứng chống viêm vẫn còn hạn chế Chuột được điều trị bằng đường uống với 40 mg/kg tinh thể nano bạc cho thấy tình trạng viêm ruột kết giảm đáng kể AgNPs cho thấy khả năng chữa bệnh nhanh chóng phụ thuộc vào liều lượng Các hạt AgNPs được tạo ra bằng cách sử dụng phương pháp chiết xuất với ether dầu mỏ và một lượng nhỏ etyl axetat có đặc tính ức chế cyclooxigenase-2 mạnh Vì vậy, khi người ta có thể thêm chiết xuất tự nhiên có hoạt tính chống viêm vào các hạt

nano bạc được chiết xuất bằng ether dầu mỏ này, thì hoạt tính chống viêm của các hạt AgNPs thu được sẽ tăng lên Gần đây một số nhà khoa học đã tiến hành

khai thác loại san hô mềm có tên là Nephthea sp Vốn đã sở hữu hoạt tính chống

viêm và chiết xuất các AgNPs bằng ether dầu mỏ, sau đó các AgNPs được tạo

ra của Nephthea sp có hoạt tính chống viêm rất mạnh Điều này được giải thích

do các AgNPs có tỷ lệ diện tích bề mặt so với thể tích lớn, nên chúng được cho

là tốt hơn trong việc ngăn chặn các cytokine gây viêm và các enzyme hỗ trợ viêm Hơn nữa, các AgNPs ngăn chặn việc sản xuất các cytokine gây viêm như IL-12 và TNF-α, đồng thời làm giảm biểu hiện gen COX-2 ở nồng độ cao hơn giúp đạt được khả năng chống viêm của nó.36

* Ứng dụng của AgNPs trong các lĩnh vực khác nhau

Ngoài các ứng dụng liên quan đến sức khỏe, các hạt nano bạc hoạt động như một chất xúc tác dị thể tuyệt vời được sử dụng để giảm các chất ô nhiễm hữu cơ halogen hóa Ngoài ra, nó làm tăng khả năng tẩy trắng của thuốc nhuộm hữu cơ Các hạt nano bạc hình ống có hoạt tính xúc tác rất mạnh nên có thể dùng làm chất xúc tác Trong trường hợp xử lý nước khi các hạt Nano bạc được tổng hợp sinh học trên màng lọc nitrocellulose có thể được sử dụng để ức chế

và vô hiệu hóa các vi khuẩn như E coli và Enterococcus faecalis Ngoài ra,

các hạt Nano bạc là chất kháng khuẩn rất tốt nên chúng được sử dụng làm chất bảo quản trong các loại thực phẩm và nông sản khác nhau.37 Trong các ngành công nghiệp như dệt may, hóa chất, nhựa và mỹ phẩm là việc tạo ra một lượng lớn nước bị ô nhiễm bởi thuốc nhuộm Việc xả nước thải này mà không qua xử

lý gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người và môi trường xung quanh Quá trình phân hủy quang xúc tác của nước thải sử dụng hạt nano vượt trội hơn so với các phương pháp truyền thống và sinh học vì quá trình oxy hóa nhanh, đơn giản, chi phí thấp, hiệu quả và sản xuất các sản phẩm phụ độc hại thấp

* Ứng dụng chẩn đoán, cảm biến sinh học và liệu pháp gen của AgNPs

Các hạt nano rất hữu ích trong hình ảnh tế bào AgNPs đóng một vai trò quan trọng trong các hệ thống hình ảnh do cộng hưởng Plasmon mạnh hơn và sắc nét hơn Hiện nay cảm biến sinh học làm bằng AgNPs được sử dụng như một công cụ mạnh để phát hiện cytochrom P53 của ung thư tế bào vảy ở đầu

và cổ Do đặc tính cảm biến so màu, các hạt nano bạc có thể áp dụng để phát hiện các ion kim loại nặng niken, coban và thủy ngân cùng với các vết sunfua Trong số tất cả các loại AgNPs, đặc biệt là các AgNPs hình tam giác có tính dị hướng cao hơn và hiệu ứng que làm sáng dẫn đến việc sử dụng rộng rãi trong sản xuất cảm biến Plasmon hoặc máy dò Plasmon được sử dụng để phát hiện các ion thủy ngân trong dung dịch37 Ngoài ra, các hạt nano bạc được sử dụng

để phát triển cảm biến điện hóa được sử dụng để phát hiện thuốc diệt cỏ thông thường atrazine

* Triển vọng tương lai: hỗ trợ thêm cho các ứng dụng của hạt nano sinh học trong tương lai với vai trò là vector vận chuyển thuốc Hơn nữa, các hạt nano sinh học phát huỳnh quang màu đỏ tươi bên trong tế bào, có thể được sử dụng để phát hiện sự định vị của các phân tử thuốc bên trong tế bào ung thư AgNPs, do đặc tính dẫn điện cao, có thể ứng dụng trong các cảm biến tạo điện tâm đồ, theo dõi sự thay đổi nhiệt độ, chế tạo thiết bị y tế di động và đeo được

để theo dõi bệnh nhân tốt hơn

AgNPs có các ứng dụng tiềm năng trong hệ thống chăm sóc sức khỏe và điều trị các bệnh truyền nhiễm và nó đang nổi lên như một biện pháp khắc phục hầu hết các bệnh nhiễm trùng do vi khuẩn kháng thuốc cùng với khả năng chống viêm của nó Ngoài ra, nó còn có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực nghiên cứu

và sinh học như điện hóa học, hóa sinh, tổng hợp nanoprism, hàng may mặc, chất tẩy rửa và công nghiệp xà phòng, tham gia vào việc phát minh ra hệ thống lọc nước và dụng cụ phẫu thuật Ngày nay, AgNPs đã mở ra một kỷ nguyên