nghiên cứu tổng hợp các hạt nano phát quang znse znse mn zns znse zns mn zns định hướng ứng dụng trong y sinh

Mục tiêu nghiên cứu của luận án Nghiên cứu tổng hợp các hạt nano phát quang ZnSe, ZnSe:Mn, ZnSe:Mn/ZnS, ZnSe/ZnS:Mn/ZnS trong môi trường nước và có sử dụng chất ổn định bề mặt 3-Mercapto

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ -

luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

Trang 2

Công trình được hoàn thành tại: Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Người hướng dẫn khoa học 1: GS TS Nguyễn Quang LiêmNgười hướng dẫn khoa học 2: TS Lương Thị Bích

Phản biện 1: GS.TS Phạm Thành Huy Phản biện 2: PGS.TS Lâm Quang Vinh Phản biện 3: PGS.TS Lê Văn Vũ

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Học viện, họp tại Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam vào hồi 14 giờ 00’, ngày 30 tháng 11 năm 2021

Có thể tìm hiểu luận án tại:

- Thư viện Học viện Khoa học và Công nghệ - Thư viện Quốc gia Việt Nam

Trang 3

1

MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết của luận án

Các tinh thể nano (NCs) phát quang đã và đang được ứng dụng một cách rộng rãi trên nhiều lĩnh vực Các nghiên cứu trước đây thường được thực hiện dựa trên nguyên tố Cadimi (Cd) và tổng hợp trong môi trường hữu cơ vì nó cho hiệu suất phát quang cao và sự phát huỳnh quang ổn định Tuy nhiên, phương pháp này còn nhiều hạn chế vì Cd là nguyên tố độc hại thuộc nhóm A (Cd, Hg, Pb) và việc tổng hợp trong môi trường hữu cơ không thân thiện với môi trường, quy trình phản ứng phức tạp, gặp một số hạn chế khi ứng dụng trong sinh học và đặc biệt là thải ra môi trường một lượng lớn chất độc Do đó, những nghiên cứu gần đây đã hướng tới sự phát triển các NCs mà không có các nguyên tố độc hại nhóm A trên Trong các chất bán dẫn không chứa Cd được làm lõi, thì ZnSe là một vật liệu đặc biệt thú vị với nhiều ứng dụng rộng rãi

Vì vậy việc tổng hợp xanh các hạt NCs trong môi trường nước dựa trên nguyên tố Kẽm (Zn), nhằm giảm chi phí thực hiện và thân thiện với môi trường, ngày càng cấp thiết và thiết thực Bên cạnh đó, nhằm để cải thiện hiệu suất huỳnh quang của các chấm lượng tử ZnSe và mở rộng phạm vi ứng dụng của ZnSe, các nghiên cứu pha tạp (doping) kim loại, bọc thêm lớp vỏ, pha tạp kim loại đồng thời bọc thêm lớp vỏ vào ZnSe là một trong những phương pháp hiệu quả

2 Mục tiêu nghiên cứu của luận án

Nghiên cứu tổng hợp các hạt nano phát quang ZnSe, ZnSe:Mn, ZnSe:Mn/ZnS, ZnSe/ZnS:Mn/ZnS trong môi trường nước và có sử dụng chất ổn định bề mặt 3-Mercaptopropionic axit (MPA), Polyethylene glycol (PEG), hồ tinh bột (HTB) Khảo sát cấu trúc và đánh giá khả năng ứng dụng trong y sinh của NCs có cường độ quang cao nhất

3 Nội dung nghiên cứu của luận án

Trang 4

- Tổng hợp hạt NCs ZnSe:Mn/ZnS nghiên cứu đánh giá cấu trúc sau khi bọc thêm lớp vỏ ZnS từ đó đánh giá sự ảnh hưởng của lớp vỏ đến cường độ phát quang và khả năng ứng dụng của hạt nano - Tổng hợp hạt NCs ZnSe/ZnS:Mn/ZnS nghiên cứu đánh giá cấu

trúc lõi/vỏ/vỏ từ đó đánh giá sự ảnh hưởng của cấu trúc lõi/vỏ đệm/vỏ đến cường độ phát quang và khả năng ứng dụng của NCs

3.2 Nghiên cứu đặc trưng tính chất vật liệu

Đặc trưng tính chất của vật liệu được nghiên cứu bởi các phương pháp sau: Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD), phổ hồng ngoại (FT-IR), phổ tán xạ Raman, chiếu đèn UV, đo phổ tử ngoại khả kiến (UV-Vis), phổ huỳnh quang (PL), kính hiển vi điện tử truyền qua TEM, phổ tán sắc năng lượng tia X (EDS), phổ quang điện tử tia X (XPS)

3.3 Đánh giá khả năng ứng dụng trong y sinh của các hạt nano

Đánh giá khả năng ứng dụng trong y sinh của hạt nano có cường độ phát quang cao để phát hiện chủng gây bệnh trên mẫu giả

Bố cục của luận án: Luận án gồm: Phần mở đầu, chương 1: Tổng

quan, chương 2: Phương pháp nghiên cứu, chương 3: Kết luận và biện luận, phần kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

Sự phát triển của tinh thể nano bán dẫn hoặc chấm lượng tử (QDs) đã thu hút được sự chú ý lớn trong những thập kỷ qua do khả năng ứng dụng của chúng Các nghiên cứu trước đây thường được thực hiện dựa trên nguyên tố Cadimi Cd (ví dụ như CdS, CdSe và CdTe) do chúng có tính chất quang học và điện nổi trội Tuy nhiên, phương luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

Trang 5

3

pháp này còn nhiều hạn chế vì Cd là nguyên tố độc hại hạn chế khả năng ứng dụng của NCs Trong các chất bán dẫn loại II-VI không chứa Cd, thì ZnSe có độ rộng vùng cấm ở nhiệt độ phòng là 2.71 eV (452 nm) có đặc tính quang học tốt, khả năng tương thích sinh học tốt và tính ổn định Để tăng hiệu suất phát huỳnh quang người ta pha tạp một số kim loại vào hạt nano phát quang Để chọn ion kim loại chuyển tiếp có thể pha tạp vào NCs ta dựa vào bán kính ion, năng lượng vùng cấm của tinh thể pha tạp với ion vật liệu lõi để chọn cho phù hợp Trong số đó Mn2+ là một chất pha tạp thường dùng của nhiều loại bán dẫn loại II-VI vì: (1) Vị trí bên trong mạng của nguyên liệu chính có thể xác nhận bởi cộng hưởng thuận từ electron (EPR) (2) Mn2+ thể hiện một mũi phát quang đặc trưng từ 4T1 → 6

A1, tâm chuyển tiếp tại bước sóng 592-595 nm

Ngoài ra, các liên kết treo trên bề mặt của nano tinh thể tạo thành các trạng thái bẫy, làm ảnh hưởng tới sự huỳnh quang và ảnh hưởng tới hiệu suất lượng tử của nó Do đó, khi các trạng thái bề mặt được thụ động hóa trở nên ổn định thì khả năng phát xạ của NCs cũng trở nên tốt hơn Một phương pháp để ổn định bề mặt của NCs là bọc thêm vào lõi một hoặc hai lớp chất bán dẫn khác có độ rộng vùng cấm lớn hơn Các chất bán dẫn được chọn để làm vỏ bọc phải thỏa mãn các điều kiện sau: (i) Độ rộng vùng cấm lớn hơn độ rộng vùng cấm của lõi để các hạt tải bị giam giữ ở lại trong lõi của nano tinh thể ; (ii) hằng số mạng phải gần với hằng số mạng của lõi để cho lớp vỏ trên lõi không bị quá thay đổi tại lớp tiếp giáp giữa hai chất Hơn nữa, hàng rào lớp vỏ dày bao quanh lõi sẽ giới hạn các hạt tải bị bẫy bắt trên bề mặt và việc thêm một lớp vỏ của chất bán dẫn có độ rộng vùng cấm lớn hơn có thể làm tăng hiệu suất lượng tử và cải thiện độ bền

Các hạt nano dựa trên Zn khi được tổng hợp trong dung môi nước dễ bị kết tụ và hiệu suất huỳnh quang chưa cao so với một số chấm lượng tử dựa trên Cd khi tổng hợp trong môi trường hữu cơ, nên hạn luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

123docz.net - File bi loi xin lienhe: lethikim34079@hotmail.com

Trang 6

4

chế khả năng ứng dụng thực tế của các chấm lượng tử Một số tác giả đã sử dụng chất ổn định bề mặt như Mercaptoacetic axit (MAA), Polyvinyl alcohol (PVA), Thiolglycolic axit (TGA), 11-mercaptoundecanoic axit (MUA), Starch, để hổ trợ khả năng phân tán cho các hạt nano trong môi trường nước Do đó, trong quá trình tổng hợp các chấm lượng tử trong môi trường nước, chúng tôi đã sử dụng chất ổn định bề mặt 3-Mercaptopropionic axit (MPA) là một chất ở dạng mạch thẳng ngắn, PolyEthylene (PEG) là một chất ở dạng mạch thẳng dài và hồ tinh bột (HTB) là một chất gồm mạch thẳng và mạch nhánh nhằm hỗ trợ quá trình phân tán, tăng cường độ phát quang và khả năng tương thích với các tác nhân sinh học

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Tổng hợp hạt nano phát quang ZnSe, ZnSe:Mn, ZnSe:Mn/ZnS, ZnSe/ZnS:Mn/ZnS sử dụng chất ổn định bề mặt 3-mercaptopropionic axit (MPA)

2.1.1 Tổng hợp nano phát quang ZnSe-MPA (hoặc MPA)

ZnSe:Mn-Chuẩn bị hệ phản ứng: bình cầu 3 cổ có chứa hỗn hợp dung dịch như sau: 10 ml kẽm acetate 0,1 M, 90 ml nước cất (hoặc V ml mangan acetate 0,01 M tùy theo thí nghiệm khảo sát), và 40 ml dung dịch chất ổn định bề mặt (MPA) 0,1 M Hệ phản ứng được khuấy trộn đều và đuổi không khí bằng khí N2 trong 30 phút, pH của dung dịch là 7, nhiệt độ hệ phản ứng lên 90oC Dung dịch NaHSe được điều chế từ 0,04 g Se và 0,0386 g NaBH4 và nước trong môi trường chân không Tiêm nhanh dung dịch NaHSe đã được điều chế vào hỗn hợp phản ứng trên, tiếp tục khuấy trộn tại nhiệt độ 90o

C trong 3 h Kết thúc phản ứng, hệ được đưa về nhiệt độ phòng và lưu sản phẩm trong 24 h

Khảo sát các điều kiện tổng hợp hạt nano phát quang:

- Ảnh hưởng của thời gian phản ứng: Quá trình thí nghiệm thực hiện như trên, các mẫu được phản ứng ở các thời gian: 1, 2, 3, 4, 5 và 6 h luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

123docz.net - File bi loi xin lienhe: lethikim34079@hotmail.com

Trang 7

Sau khi tổng hợp hạt nano, sau đó đưa nhiệt độ của hệ phản ứng xuống 80oC, ta tạo thêm lớp vỏ bên ngoài bằng cách thêm dung dịch lõi đã tổng hợp trên V ml dung dịch Zn(CH3COO)2 0,1 M, khuấy mạnh, sau đó chỉnh pH 11 Khuấy sau 20 phút cho thêm V ml dung dịch Na2S 0,1 M vào hệ phản ứng, tốc độ cho vào thật chậm (1 giọt /giây) Hệ phản ứng được khuấy trộn trong 1 h, nhiệt độ của hệ được giữ ở 80o

C Các mẫu được phản ứng ở các lượng thể tích là 2 ml, 4 ml, 6 ml và 8 ml của dung dịch Zn2+ và S2- Kết thúc phản ứng, hệ được đưa về nhiệt độ phòng và lưu sản phẩm trong 24 h

Khảo sát các điều kiện tổng hợp hạt nano phát quang:

- Ảnh hưởng của nhiệt độ: Quá trình thí nghiệm thực hiện như quy trình trên, chỉ thay đổi nhiệt độ phản ứng 60o

C, 70oC, 80oC và 90oC - Ảnh hưởng của pH: Quá trình thí nghiệm thực hiện tương tự, chỉ

thay đổi pH dung dịch phản ứng tổng hợp lần lượt 3, 5, 7, 9 và 11 - Ảnh hưởng của hàm lượng mangan pha tạp: Quá trình thí nghiệm

thực hiện tương tự, chỉ thay đổi tỉ lệ mol Mn2+

/Zn2+ các mẫu tổng hợp lần lượt là 1%; 3%; 5%, 7%, 9% và 11%

2.1.3 Tổng hợp hạt nano phát quang ZnSe/ZnS:Mn/ZnS-MPA Giai đoạn 1: Tổng hợp lõi ZnSe-MPA tương tự như mục 2.1.1 Giai đoạn 2: Bọc vỏ ZnS:Mn cho ZnSe Hệ phản ứng sau khi đã

thực hiện ở bước 1, được làm nguội xuống nhiệt độ thường, thêm vào trong hệ phản ứng tại bước thứ 1 hệ hỗn hợp gồm 7,9 mL dung dịch Zn(CH3COO)2 0,1 M và 5 mL dung dịch Mn(CH3COO)2 0,01 M (thể tích dung dịch Mn2+

thay đổi theo hàm lượng % Mn pha tạp) với tốc độ nhỏ 1 giọt/giây, khuấy 20 phút, pH hệ phản ứng được điều chỉnh luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

Trang 8

6

lên 11, và nhiệt độ của hệ được nâng lên 80C Cho từ từ vào hệ phản

ứng 8.3 mL dung dịch Na2S 0,1M Hệ được khuấy trộn trong 1,5 h

Giai đoạn 3: Bọc vỏ (ZnS) cho ZnSe/ZnS:Mn tương tự mục 2.1.2

Kết thúc phản ứng, hệ được đưa về nhiệt độ phòng và lưu sản phẩm trong 24 h Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng mangan pha tạp: Quá trình thí nghiệm thực hiện tương tự, chỉ thay đổi tỉ lệ mol Mn2+/Zn2+ các mẫu lần lượt là 0,1%, 1%, 3%, 5%, 7%, 9% và 11%

2.2 Tổng hợp hạt nano ZnSe, ZnSe:Mn, ZnSe:Mn/ZnS, ZnSe/ZnS:Mn/ZnS sử dụng chất ổn định bề mặt Polyethylene glycol (PEG)

2.2.1 Tổng hợp hạt nano ZnSe-PEG (hoặc ZnSe:Mn-PEG)

Chuẩn bị hệ phản ứng: Cho 0,1000 g kẽm clorua (và một lượng Mangan clorua tùy theo thí nghiệm khảo sát) vào 10ml H2O (dung dịch 1) Cho 0,05 gam PEG vào 80 ml H2O khuấy đều trong 15 phút ở 50oC (dung dịch 2) Sau đó cho (dung dịch 1) và (dung dịch 2) vào bình cầu 3 cổ tiếp tục khuấy, hệ được điều chỉnh pH về 7 bằng dung dịch NH4OH loãng (dung dịch 3) Hệ phản ứng được khuấy trộn đều và đuổi không khí bằng khí N2 trong suốt thời gian phản ứng, giữ nguyên nhiệt độ hệ phản ứng ở 80o

C Tiêm nhanh dung dịch NaHSe đã được điều chế (mục 2.1.1) vào hỗn hợp phản ứng 3 nói trên, và tiếp tục khuấy trộn tại nhiệt độ 80oC trong vòng 90 phút Kết thúc phản ứng, hệ được đưa về nhiệt độ phòng và lưu sản phẩm trong 24 h

Khảo sát các điều kiện tổng hợp hạt nano phát quang

- Ảnh hưởng của thời gian phản ứng: Quá trình thí nghiệm thực hiện như trên, các mẫu phản ứng ở các thời gian: 30 phút, 60 phút, 90 phút, 120 phút và 150 phút

- Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng: Quá trình thí nghiệm thực hiện tương tự, chỉ thay đổi nhiệt độ phản ứng tổng hợp lần lượt là 50o

C, 60oC, 70oC, 80oC và 90oC

2.2.2 Tổng hợp hạt nano phát quang ZnSe:Mn/ZnS-PEG

Trang 9

2.2.3 Tổng hợp nano phát quang ZnSe/ZnS:Mn/ZnS-PEG Giai đoạn 1: Quá trình tổng hợp lõi ZnSe tương tự mục 2.2.1 Giai đoạn 2: Quá trình bọc vỏ đệm ZnS:Mn cho lõi ZnSe tương tự

giai đoạn 2 mục 2.1.3

Giai đoạn 3: Quá trình bọc vỏ ZnS cho ZnSe/ZnS:Mn tương tự

như mục 2.1.2 Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng mangan pha tạp: Quá trình thí nghiệm thực hiện tương tự, chỉ thay đổi tỉ lệ mol Mn2+/Zn2+ các mẫu tổng hợp lần lượt là 1%; 3%; 5%, 7%, 9% và 11%

2.3 Tổng hợp hạt nano ZnSe, ZnSe:Mn, ZnSe:Mn/ZnS, ZnSe/ZnS:Mn/ZnS sử dụng chất ổn định bề mặt bề mặt hồ tinh bột (HTB)

2.3.1 Tổng hợp hạt ZnSe-HTB (hoặc ZnSe:Mn-HTB)

Hòa tan 0,05g tinh bột trong 80 mL H2O trong 10 phút để tinh bột hòa tan hết Tiếp theo pha 0,4g ZnCl2 vào 10mL H2O và 5 mL dung dịch Mn2+

(thể tích Mn2+ thay đổi theo nồng độ Mn2+ pha tạp) Rồi cho lần lượt hai chất trên vào bình phản ứng khuấy và gia nhiệt Trong quá trình này luôn luôn sục khí N2 để đuổi O2 trong bình phản ứng, đồng thời điều chỉnh pH = 10-12 và to

= 40oC Cho nhanh dung dịch NaHSe vừa tổng hợp (mục 2.1.1) vào hệ và tiến hành khuấy trong 3 h Kết thúc phản ứng, hệ được đưa về nhiệt độ phòng và lưu sản phẩm trong 24 h Khảo sát các điều kiện tổng hợp hạt nano phát quang

- Ảnh hưởng của nhiệt độ: Quá trình thí nghiệm thực hiện như quy trình trên, chỉ thay đổi nhiệt độ phản ứng ở nhiệt độ phòng, 40o

C, 50oC, 60oC và 70oC

- Ảnh hưởng của hàm lượng mangan pha tạp: Quá trình thí nghiệm luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

Trang 10

8

thực hiện tương tự, chỉ thay đổi tỉ lệ mol Mn/Zn các mẫu tổng hợp lần lượt là 1%; 3%; 5%, 7%, 9% và 11%

2.3.2 Tổng hợp QDs ZnSe:Mn/ZnS-HTB

Giai đoạn 1: Tổng hợp lõi ZnSe:Mn, tương tự như mục 2.3.1

Giai đoạn 2: Bọc vỏ ZnS cho lõi ZnSe tương tự như mục 2.1.2

Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng mangan pha tạp: Quá trình thí nghiệm thực hiện tương tự, chỉ thay đổi tỉ lệ mol Mn2+

/Zn2+ các mẫu tổng hợp lần lượt là 1%, 3%, 5%, 7%, 9% và 11%

2.3.3 Tổng hợp QDs ZnSe/ZnS:Mn/ZnS-HTB

Giai đoạn 1: Quá trình tổng hợp lõi ZnSe tương tự mục 2.3.1 Giai đoạn 2: Quá trình bọc vỏ đệm ZnS:Mn cho lõi ZnSe tương tự

giai đoạn 2 mục 2.1.3

Giai đoạn 3: Quá trình bọc vỏ ZnS cho ZnSe/ZnS:Mn tương tự

như mục 2.1.2 Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng mangan pha tạp: Quá trình thí nghiệm thực hiện tương tự, chỉ thay đổi tỉ lệ mol Mn2+/Zn2+ các mẫu lần lượt là 1%; 3%, 5%, 7%, 9% và 11%

2.3.4 Ứng dụng các hạt nano phát quang để phát hiện vi khuẩn

Dung dịch hạt chấm lượng tử phát quang được pha loãng bậc 10 trong nước cất vô trùng thành các nồng độ 10-1

, 10-2, 10-3.Các vi khuẩn thử nghiệm được pha loãng thành dung dịch có nồng độ McF 0,5 tương đương 108 CFU/ml Nghiên cứu và đánh giá điều kiện tối ưu cho quy trình gắn protein A lên hệ hạt nano phát quang (chấm lượng tử phát quang - protein A) Sử dụng cột gel có gắn sẵn protein A, Rửa cột bằng đệm dính để ổn định cột, Cho 2ml dung dich hạt nano phát quang qua cột với lượng 1ml/10 phút Cho 25 µl kháng thể kháng E.coli, và Staphyloccocus qua cột với lượng 1µl/1 phút (cho riêng biệt từng kháng thể qua từng cột khác nhau) Cho 2ml dung dịch đệm qua cột để ổn định cột và rửa những liên kết không bền vững ra khỏi cột Cho 1ml dung dịch vi khuẩn ở nồng độ 108

CFU/ml qua cột với lượng 1ml/20 phút Quan sát cột dưới đèn UV Chuẩn bị kết quả để đối luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

Trang 11

9

chứng đó là cho 25 µl kháng thể kháng E.coli, và Staphyloccocus tương tác với 2ml dung dịch hạt nano phát quang trong 20 phút Cho 1ml dung dịch vi khuẩn ở nồng độ 108

CFU/ml qua cột với lượng

1ml/20 phút Quan sát dung dịch dưới đèn UV và ghi nhận kết quả

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN Phần A: Chất ổn định bề mặt MPA

3.1 Phân tích cấu trúc và tính chất quang của ZnSe:Mn-MPA

Hình 3.1 Nhiễu xạ XRD của ZnSe:Mn-MPA ở các nồng độ

Mn2+ pha tạp khác nhau (a) và của ZnSe-MPA (b), phổ IR của mẫu ZnSe:5%Mn-MPA (c) tổng hợp ở nhiệt độ 90oC, ở pH 7

Nhiễu xạ XRD (Hình 3.1a) cho thấy cấu trúc của ZnSe:Mn được tổng hợp ở các nồng độ Mn2+ pha tạp khác nhau là lập phương tinh thể (Zinc blende) vì có các đỉnh nhiễu xạ tại các vị trí 27,37o; 45,47o và 54,17o Đáng chú ý là, khi pha tạp Mn, các đỉnh nhiễu xạ dịch chuyển nhẹ về phía góc 2 theta bé hơn so với các pic nhiễu xạ của ZnSe tổng hợp ở cùng điều kiện (Hình 3.1b) Sự dịch chuyển nhẹ này cho rằng đã có sự thay thế ion Zn2+

bởi các ion Mn2+ trong quá trình tổng hợp mẫu Việc pha tạp Mn vào trong tinh thể ZnSe không làm thay đổi cấu trúc tinh thể của ZnSe ban đầu

Trang 12

10

Phổ hồng ngoại IR (Hình 3.1c) của mẫu ZnSe:5%Mn-MPA cho thấy nhóm chức S-H của MPA không còn, chứng tỏ nó đã hình thành liên kết trên bề mặt của tinh thể ZnSe Đồng thời vẫn còn mũi dao động -OH và C=O của nhóm –COOH của MPA, nên chứng tỏ nhóm –COOH vẫn còn, và nhờ đó giúp tăng khả năng phân tán trong nước và dễ tương thích với tế bào sinh học hơn Đáng chú ý có sự chuyển dịch số sóng hấp thu liên kết Zn-Se của mẫu ZnSe:Mn-MPA (478,2 cm-1

) so với mẫu ZnSe-MPA (482cm-1) tổng hợp ở cùng điều kiện (Hình 3.1d) Sự thay đổi vị trí peak liên kết Zn-Se của ZnSe:Mn-MPA, có thể do sự tạo thành liên kết Zn-S-Mn khi Mn pha tạp vào ZnSe

Hình 3.2 Phổ PL (a) và hình ảnh (b) trước và sau khi chiếu đèn

UV 365 nm của ZnSe:Mn-MPA được tổng hợp ở nhiệt độ 90oC, pH 7 và nồng độ Mn2+ pha tạp khác nhau

Phổ PL của các hạt ZnSe:Mn-MPA (Hình 3.2) cho thấy ở những tỉ lệ mol Mn2+

/Zn2+ khác nhau có cường độ phát quang khác nhau Cường độ phát quang tại tâm Mn2+ ở bước sóng 590 nm đạt cao nhất khi tỉ lệ mol Mn2+/Zn2+ là 5%, tâm phát quang Mn2+ đóng vai trò chủ đạo trong tính chất phát quang của NCs Cường độ phát quang của peakở bước sóng 590 nm lớn hơn nhiều so với peak phát quang của ZnSe ở bước sóng 485 nm, pic của ZnSe yếu và bị lấn áp

3.2 Phân tích cấu trúc và tính chất quang của nano phát quang ZnSe:Mn/ZnS-MPA

Khác với ZnSe pha tạp mangan, ZnSe:Mn khi được bọc thêm lớp vỏ ZnS không có sự dịch chuyển các đỉnh nhiễu xạ so với nhiễu xạ luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

Trang 13

11

XRD của ZnSe:Mn-MPA tổng hợp ở cùng điều kiện (Hình 3.3a) Lớp vỏ ZnS đã bao bọc xung quanh mạng tinh thể ZnSe:Mn mà không làm thay đổi cấu trúc của ZnSe ban đầu Tuy nhiên, việc bọc thêm lớp vỏ có ảnh hưởng đến độ tinh thể hóa, độ tinh khiết và kích thước tinh thể Khi bọc thêm lớp vỏ ZnS thì cường độ đỉnh nhiễu xạ của NCs tăng Có nghĩa là, độ tinh khiết và độ tinh thể hóa của NCs tăng

Hình 3.3 Giản đổ XRD (a) và hình ảnh TEM của mẫu

ZnSe:5%Mn/ZnS-MPA (b)

Hình thái học bề mặt và kích thước hạt của ZnSe:Mn/ZnS-MPA được thể hiện ở hình 3.3b, hình này cho thấy các hạt ZnSe:5%Mn/ZnS-MPA tựa hình cầu Kích thước hạt trung bình của ZnSe:Mn/ZnS lớn hơn so với hạt ZnSe:Mn-MPA

Hình 3.4 Phổ PL của ZnSe:Mn/ZnS-MPA (a) và

ZnSe:5%Mn-MPA (b) ở các nồng độ Mn2+ khác nhau, nhiệt độ 90oC và pH 7 Phổ PL (Hình 3.4) cho ta thấy khi tạo thêm lớp vỏ ZnS bên ngoài lõi ZnSe:Mn thì cường độ huỳnh quang của NCs ZnSe:5%Mn/ZnS- luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop