tổng hợp nano ag au bằng dịch chiết cây an xoa làm vật liệu xúc tác cho phản ứng chuyển hóa chất hữu cơ và kháng khuẩn

Tong hop nano Ag Au bang dich chiet cay An Xoa lam vat lieu xuc tac cho phan ung chuyen hoa chat huu co va khang khuanTong hop nano Ag Au bang dich chiet cay An Xoa lam vat lieu xuc tac

TỔNG QUAN

Giới thiệu về công nghệ nano

Công nghệ nano là một lĩnh vực khoa học liên quan đến việc chế tạo, phân tích, nghiên cứu và ứng dụng các cấu trúc vật liệu ở kích thước nano Với kích thước nano, vật liệu sẽ có xu hướng tăng diện tích bề mặt do giảm kích thước nên có những khác biệt về đặc tính với các vật liệu ở kích thước thước lớn hơn (vật liệu truyền thống) [1]

Hình 1.1 Kích thước các vật thể

Công nghệ nano là đại diện mang tính ứng dụng thực tế để phát triển công nghệ liên quan đến vật liệu ở quy mô nanomet Công nghệ nano vào thời gian hiện nay được ứng dụng trong đa dạng các ngành như khoa học bề mặt, chế tạo vi mô [2], kỹ thuật phân tử [3],… dựa trên việc sản xuất và sử dụng nhiều cấu trúc và thiết bị với chức năng phù hợp với kích thước nhỏ từ các phân tử đến kích thước hạt nhân Công nghệ nano mang đến sức ảnh hưởng lớn trong việc thay đổi cái nhìn của mọi người và nó có tiềm năng giải quyết nhiều vấn đề trên toàn thế giới [4]

1.1.1 Nguồn gốc hình thành của công nghệ nano

Hiện nay, về nguồn gốc hình thành chính xác của công nghệ nano vẫn còn là một ẩn số Công nghệ nano trong lịch sử đã được nhiều nhà khoa học và vị bác sĩ Theophrastus von Hohenheim người Thụy Sĩ ứng dụng trong y học, sử dụng các hạt nano Vàng để điều trị các bệnh khác nhau

Sau đó, Richard Feynman – nhà vật lí học người Mỹ đã có một bài phát biểu năm 1959 mà vài năm sau đó đã kích thích nền tảng khái niệm của công nghệ nano Feynman đã mô tả một quá trình phát triển khả năng điều khiển các nguyên tử và phân tử riêng lẻ bằng cách sử dụng một bộ công cụ chính xác với kích thước nhỏ

Khái niệm về công nghệ nano sau đó được sử dụng do một nhà nghiên cứu – Nario Taniguchi vào năm 1974 để nghiên cứu khả năng chế tạo ra cấu trúc của vi mạch điện tử dạng vi hình nhưng vẫn còn hạn chế trong việc tiếp cận đến mọi người [5]

1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM

Tong hop nano Ag Au bang dich chiet cay An Xoa lam vat lieu xuc tac cho phan ung chuyen hoa chat huu co va khang khuanTong hop nano Ag Au bang dich chiet cay An Xoa lam vat lieu xuc tac cho phan ung chuyen hoa chat huu co va khang khuanTong hop nano Ag Au bang dich chiet cay An Xoa lam vat lieu xuc tac cho phan ung chuyen hoa chat huu co va khang khuanTong hop nano Ag Au bang dich chiet cay An Xoa lam vat lieu xuc tac cho phan ung chuyen hoa chat huu co va khang khuan

Tong hop nano Ag Au bang dich chiet cay An Xoa lam vat lieu xuc tac cho phan ung chuyen hoa chat huu co va khang khuanTong hop nano Ag Au bang dich chiet cay An Xoa lam vat lieu xuc tac cho phan ung chuyen hoa chat huu co va khang khuanTong hop nano Ag Au bang dich chiet cay An Xoa lam vat lieu xuc tac cho phan ung chuyen hoa chat huu co va khang khuanTong hop nano Ag Au bang dich chiet cay An Xoa lam vat lieu xuc tac cho phan ung chuyen hoa chat huu co va khang khuan Tong hop nano Ag Au bang dich chiet cay An Xoa lam vat lieu xuc tac cho phan ung chuyen hoa chat huu co va khang khuanTong hop nano Ag Au bang dich chiet cay An Xoa lam vat lieu xuc tac cho phan ung chuyen hoa chat huu co va khang khuanTong hop nano Ag Au bang dich chiet cay An Xoa lam vat lieu xuc tac cho phan ung chuyen hoa chat huu co va khang khuanTong hop nano Ag Au bang dich chiet cay An Xoa lam vat lieu xuc tac cho phan ung chuyen hoa chat huu co va khang khuan

113Monday, June 10, 20248:57:32 PM8:57:32 PM113Monday, June 10, 20248:57:32 PM8:57:32 PM113Monday, June 10, 20248:57:32 PM8:57:32 PM

113Monday, June 10, 20248:57:33 PM8:57:33 PM113Monday, June 10, 20248:57:33 PM8:57:33 PM113Monday, June 10, 20248:57:33 PM8:57:33 PM Tong hop nano Ag Au bang dich chiet cay An Xoa lam vat lieu xuc tac cho phan ung chuyen hoa chat huu co va khang khuanTong hop nano Ag Au bang dich chiet cay An Xoa lam vat lieu xuc tac cho phan ung chuyen hoa chat huu co va khang khuanTong hop nano Ag Au bang dich chiet cay An Xoa lam vat lieu xuc tac cho phan ung chuyen hoa chat huu co va khang khuanTong hop nano Ag Au bang dich chiet cay An Xoa lam vat lieu xuc tac cho phan ung chuyen hoa chat huu co va khang khuan

Tong hop nano Ag Au bang dich chiet cay An Xoa lam vat lieu xuc tac cho phan ung chuyen hoa chat huu co va khang khuanTong hop nano Ag Au bang dich chiet cay An Xoa lam vat lieu xuc tac cho phan ung chuyen hoa chat huu co va khang khuanTong hop nano Ag Au bang dich chiet cay An Xoa lam vat lieu xuc tac cho phan ung chuyen hoa chat huu co va khang khuanTong hop nano Ag Au bang dich chiet cay An Xoa lam vat lieu xuc tac cho phan ung chuyen hoa chat huu co va khang khuan Tong hop nano Ag Au bang dich chiet cay An Xoa lam vat lieu xuc tac cho phan ung chuyen hoa chat huu co va khang khuanTong hop nano Ag Au bang dich chiet cay An Xoa lam vat lieu xuc tac cho phan ung chuyen hoa chat huu co va khang khuanTong hop nano Ag Au bang dich chiet cay An Xoa lam vat lieu xuc tac cho phan ung chuyen hoa chat huu co va khang khuanTong hop nano Ag Au bang dich chiet cay An Xoa lam vat lieu xuc tac cho phan ung chuyen hoa chat huu co va khang khuan Tong hop nano Ag Au bang dich chiet cay An Xoa lam vat lieu xuc tac cho phan ung chuyen hoa chat huu co va khang khuanTong hop nano Ag Au bang dich chiet cay An Xoa lam vat lieu xuc tac cho phan ung chuyen hoa chat huu co va khang khuanTong hop nano Ag Au bang dich chiet cay An Xoa lam vat lieu xuc tac cho phan ung chuyen hoa chat huu co va khang khuanTong hop nano Ag Au bang dich chiet cay An Xoa lam vat lieu xuc tac cho phan ung chuyen hoa chat huu co va khang khuan

113Tong hop nano Ag Au bang dich chiet cay An Xoa lam vat lieu xuc tac cho phan ung chuyen hoa chat huu co va khang khuanMonday, June 10, 2024

Từ bài phát biểu của Feynman, G Binning và H Rohrer là hai nhà nghiên cứu tại công ty IBM đã soi thấy được nguyên tử bằng kính hiển vi hay còn gọi là “scanning tunelling microscope, STM” do chính hai ông phát minh vào năm 1981

Dần đến đầu những năm 2000, công nghệ nano đã được chú trọng và đã được các nhà nghiên cứu khoa học chú ý tới Thúc đẩy tiềm năng phát triển, ứng dụng đa dạng trong nhiều các ngành nghề và có nhiều bước tiến vượt trội [6]

Giới thiệu về hạt nano

Hạt nano là các hạt có kích thước từ 1 – 100 nanomet Được phân loại dựa trên đường kính mà các hạt này được chia ra thành hạt siêu mịn, hạt mịn và các hạt thô Hạt nano được nghiên cứu ngày càng sâu và rộng do nó mang nhiều tiềm năng để vươn lên cũng như phát triển một cách mạnh mẽ trong tương lai cũng như tính ứng dụng cao trong điện tử, y học và quang học [8]

1.2.2 Tính chất của hạt nano

Khi được ánh sáng chiếu vào với các bước sóng cụ thể, các hạt nano sẽ gây ra dao động kết hợp của các trường điện từ của ánh sáng với các electron tự do tạo ra dao động lưỡng cực dọc theo phương của điện trường của ánh sáng gọi là cộng hưởng Plasmon bề mặt

Khi kích thước của kim loại lớn hơn quãng đường di chuyển tự do của điện tử thì dao động này sẽ bị ngăn chặn bởi các sai lệch của các mạng tinh thể, nhưng khi quãng đường di chuyển tự do của điện tử lớn hơn kích thước kim loại thì sẽ xuất hiện hiện tượng dao động cộng hưởng giữa điện tử với ánh sáng chiếu vào Do đó có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến tính chất quang của kim loại như kích thước, mật độ của hạt và cả ảnh hưởng của môi trường xung quanh

Kim loại có mật độ điện tử tự do cao nên điện trở nhỏ, kim loại có tính dẫn điện tốt

Sự tán xạ của điện tử vào các sai lệch của mạng tin thể và tán xạ với dao động nhiệt của nút mạng tạo ra điện trở của kim loại Dựa vào định luật Ohm, ta thấy được đường I-U tuyến tính Do cấu trúc của vùng năng lượng bị rời rạc cấu trúc của vùng năng lượng làm giảm dần kích thước của vật liệu và gây ra hiệu ứng lượng tử làm cho I-U không còn tuyến tính nữa mà xuất hiện hiệu ứng chắn Coulomb [6-7]

Do sự bù trừ cặp điện tử nên các kim loại như Vàng, Bạc có tính nghịch từ, khi kích thước giảm từ sự bù trừ trên sẽ bị phá vỡ nên vật liệu trở nên có từ tính tương đối mạnh [7], [9]

Trong mạng tinh thể của vật liệu, mức độ liên kết giữa các nguyên tử quyết định nhiệt độ nóng chảy của vật liệu Vật liệu có kích thước hạt nano càng nhỏ thì nhiệt độ nóng chảy cũng sẽ càng nhỏ [10]

1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM

Các phương pháp tổng hợp nano

Có 2 phương pháp phổ biến để tổng hợp ra nano kim loại thường là “Từ trên xuống” và “Từ dưới lên”

Hình 1.3 Hai phương pháp tổng hợp nano 1.3.1 Từ trên xuống (Top Down) Đây là phương pháp dùng kỹ thuật chia nhỏ vật liệu có kích thước lớn hơn kích thước nano từ thể khối, hạt thô bằng kỹ thuật nghiền cơ học hoặc sử dụng kỹ thuật biến dạng về kích thước nano

Kỹ thuật nghiền, đây là phương pháp tiến hành chia nhỏ hay phá vỡ các vật liệu có kích thước lớn về kích thước nano và sản phẩm thu được là vật liệu nano ở dạng không chiều hay còn gọi là các hạt nano

Kỹ thuật biến dạng, người ta dùng phương pháp ép, cán hay đùn thủy lực cũng để chia nhỏ vật liệu về kích thước nano, các phương pháp này được thực hiện tại nhiệt độ thích hợp cho mỗi trường hợp cụ thể khác nhau Nếu thực hiện ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ phòng thì người ta gọi đây là phương pháp biến dạng nóng, còn ngược lại thực hiện ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ phòng thì gọi là biến dạng nguội Vật liệu thu được sau biến dạng sẽ ở dạng một chiều là dây nano hoặc hai chiều là màng nano

Phương pháp từ trên xuống khá đơn giản và rẻ tiền, tránh được quá trình bay hơi Tuy nhiên, xét về mặt hạn chế thì khi dùng phương pháp này dễ gây nhiễm tạp chất và kích thước hạt không đồng đều, diện tích bề mặt hạt nhỏ hơn so với phương pháp từ dưới lên

1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM

1.3.2 Từ dưới lên (Bottom Up) Đây là phương pháp tạo thành vật liệu bằng việc kết hợp các nguyên tử hoặc ion với kích thước nhỏ hơn cỡ nanomet Phương pháp này được áp dụng rộng rãi do dễ dàng kiểm soát được sản phẩm cuối Vì vậy ta thu được vật liệu có kích thước hạt, hình dạng sản phẩm có chất lượng cao hơn phương pháp từ trên xuống

Phương pháp này yêu cầu sử dụng các tác chất là phức cơ kim hay muối kim loại thích hợp khi đó các tác chất sẽ bị phân hủy hay khử và áp dụng được ở trạng thái rắn, lỏng, khí

1.3.3 Từ dịch chiết thực vật – hóa học xanh Đây là phương pháp mới dùng để tổng hợp nano đi theo hướng bền vững thuộc lĩnh vực hóa học xanh, thân thiện với môi trường Phương pháp này sử dụng chiết suất từ các loài thực vật làm tác nhân khử thay vì các hóa chất độc hại Với nhiều ưu điểm mang lại như quy trình thực hiện đơn giản, mang tính kinh tế cao và mang lại hoạt tính hóa học cao [11]

Kim loại Bạc (Ag)

Bạc có nguồn gốc từ tiếng LaTinh với tên nguyên bản là Argentum, được kí hiệu là

Ag Trong bảng tuần hoàn hóa học, Bạc thuộc nhóm IB hay còn gọi là nhóm kim loại chuyển tiếp với cấu hình electron [Kr]4d 10 5s 1 (chu kì 5, nhóm 11, phân lớp d), với số nguyên tử khối là 107,8682 (g/mol)

Bạc được tìm thấy ở dạng nguyên chất tại các mỏ khoáng vật chloragyrit hay mỏ argentit với hai đồng vị là 109 Ag với 48%, 107 Ag với 52%, được biết đến tính năng nổi trội nhất trong hầu hết các kim loại là khả năng dẫn nhiệt và dẫn điện cao Bạc không tan trong nước và không tan cả trong môi trường kiềm, bền với không khí; dễ dàng tan trong HNO3 tạo ra AgNO3 [17]

Nano Bạc trong thực tế tồn tại ở dạng rắn hoặc dung dịch Với dung dịch nano Bạc hay còn gọi là keo Bạc thì dung dịch này luôn có màu, tùy theo kích thước của hạt và nồng độ dung dịch mà màu sắc của nó được thể hiện từ đỏ sẫm đến vàng [18]

Bảng 1.1 Tính chất vật lý của kim loại Bạc

Màu sắc Ánh kim trắng bóng

Mật độ (g.cm -3 tại 0℃ và 101 kPa) 10,49

Nhiệt lượng nóng chảy (K.J.mol -1 ) 11,28

1.4.2 Khả năng xúc tác của nano Bạc

Bạc ở dạng nano được sử dụng làm chất xúc tác thay cho các xúc tác hóa học do mang lại hiệu quả cao vì Bạc ở kích thước nano có diện tích bề mặt lớn và tính oxi hóa cao

Theo các nghiên cứu trước đó, nano Bạc được dùng làm chất xúc tác cho các phản ứng:

“phản ứng tổng hợp Formandehit” [19], “phản ứng epoxi hóa Ethylene” [20], “phản ứng oxi hóa Styrene” [21], “phản úng khử 4-Ntrophenol” [21] Trong các phản ứng biến đổi chất hữu cơ và một số phản ứng cộng Nucleophin, với khả năng oxi hóa cao, người ta thường dùng muối Bạc làm chất xúc tác trong các tổng hợp hóa học [22]

Hiệu quả của ion Bạc khi làm chất xúc tác phụ thuộc vào các phương pháp tiền xử lí và các tâm hoạt tính, cấu trúc bề mặt của hạt nano [23] Thích hợp phát triển theo hướng hóa

1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM

113Tong hop nano Ag Au bang dich chiet cay An Xoa lam vat lieu xuc tac cho phan ung chuyen hoa chat huu co va khang khuanMonday, June 10, 2024 học xanh, thân thiện với môi trường do nano Bạc có khả năng tái sử dụng, không thải chất độc hại ra môi trường bên ngoài, mang tính chọn lọc xúc tác cao

1.4.3 Khả năng kháng khuẩn của nano Bạc

Kim loại Vàng (Au)

Vàng có nguồn gốc từ tiếng LaTinh với tên nguyên bản là Aurum, được kí hiệu là Au

Trong bảng tuần hoàn hóa học, Vàng thuộc nhóm kim loại chuyển tiếp với cấu hình electron [Xe]4f 14 5d 10 6s 1 (chu kì 6, nhóm 11, phân lớp d), với số nguyên tử khối là 196,97 (g/mol)

Vàng tồn tại trong tự nhiên ở dạng nguyên chất tinh khiết với dạng đồng vị bền 197 Au trong các trầm tích hay mạch đất, có màu vàng ánh đỏ, có tính dẻo, dễ uốn, dễ dát mỏng

Vàng không tác dụng với hầu hết các loại axit, nhưng lại bị hòa tan với aqua regia (nước cường toan) thành axit cloroauric, hỗn hợp của axit clohydric và axit nitric tạo thành tetracloroaurat, dung dịch kiềm xyanua được áp dụng trong việc khai thác và mạ điện Vàng có tính dẫn điện, dẫn nhiệt tốt

Vàng là kim loại quý hiếm và đắt tiền lại không bị ảnh hưởng bởi độ ẩm, nhiệt độ, oxi và đa số các chất ăn mòn, rất lý tưởng cho việc sản xuất tiền xu và đồ trang sức

Nano Vàng trong thực tế tồn tại ở dạng rắn hoặc dung dịch Với dung dịch nano Vàng hay còn gọi là keo Vàng thì dung dịch này luôn có màu, tùy theo kích thước của hạt và nồng độ dung dịch mà màu sắc của nó được thể hiện thường có màu tím sẫm Nano vàng có diện tích bề mặt lớn và dễ dàng thay đổi các mục tiêu phân tử hoặc các chỉ thị sinh học cụ thể và được ứng dụng trong y - sinh học Đặc tính của nano Vàng phụ thuộc vào hình dáng cũng

1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM

113Tong hop nano Ag Au bang dich chiet cay An Xoa lam vat lieu xuc tac cho phan ung chuyen hoa chat huu co va khang khuanMonday, June 10, 2024 như kích thước của chúng, dựa trên nền tảng này mà nano Vàng được ứng dụng phát triển vào các lĩnh vực nổi trội như xúc tác, năng lượng và sinh học

Bảng 1.2 Tính chất vật lý của kim loại Vàng

Màu sắc Ánh kim vàng

Mật độ (g.cm -3 tại 0℃ và 101 kPa) 19,3

Nhiệt lượng nóng chảy (K.J.mol -1 ) 12,55

1.5.2 Khả năng xúc tác của nano Vàng

Theo nhà vật lý – Olivier Pluchery tại Viện Khoa học nano tại Pháp, nguyên tố này sở hữu vô số tính năng độc đáo khi được tiến hành chia nhỏ thành phân tử ở trạng thái với kích thước nanomet Đầu tiên chúng sẽ chuyển từ màu vàng sang màu đỏ hoặc màu tím nhạt Sự chuyển màu này xảy ra do các hạt nano vàng, không giống như các thanh vàng hoặc vàng ở dạng miếng thông thường chúng không hấp thụ ánh sáng với các bước sóng trong vùng quang phổ [32]

Giới thiệu về vi khuẩn

Staphylococcus aureus (với tên viết tắt là S aureus) là vi khuẩn thuộc Gram dương, tồn tại ở dạng hình cầu thuộc họ Micrococcaceae

S aureus khi gặp các điều kiện môi trường thuận lợi do suy giảm miễn dịch thì chúng sẽ trở thành tác nhân có thể gây ra nhiều loại bệnh nhiễm trùng, thường gặp nhất là ở đường hô hấp và có tiềm ẩn việc gây ra nhiều loại bệnh, bao gồm nhiễm trùng da, viêm màng não, nhiễm khuẩn huyết, viêm xoang, viêm tai, viêm họng, nhiễm trùng tụ cầu mắc phải ở bệnh viện, hội chứng da phồng rộp,…

S aureus cũng có trên cơ thể của chó, mèo và ngựa, và nó gây phù chân ở gia cầm

Chúng có thể ở trên mặt đất trong vài giờ và gây kích ứng ở vùng da bị thương Ở trẻ sơ sinh,

S aureus tạo ra hội chứng bong da do tụ cầu (SSSS)

Hình 1.10 Vi khuẩn Staphylococcus aureus 1.6.2 Vi khuẩn Gram âm (Gr (-))

Escherichia coli (với tên viết tắt là E coli) là vi khuẩn Gram âm hay vi khuẩn đại tràng thuộc Gram âm, tồn tại rất nhiều trong mọi môi trường sống trên Trái Đất, thường có mặt trong thực phẩm, nguồn nước, hay kí sinh trong ruột già của người và trong đa số các loài thú đẳng nhiệt Mặc dù chúng là loại vi khuẩn ký sinh nhưng phần lớn các chủng E.coli là vô hại; Tuy nhiên, một số chủng gây ngộ độc thực phẩm và rối loạn đường ruột Trong vài trường hợp cụ thể, chúng hỗ trợ sản xuất vitamin K2 và bảo vệ chống lại sự xâm nhập của các bệnh nhiễm trùng khác, tạo thành một mối quan hệ cộng sinh

1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM

Hình 1.11 Vi khuẩn Escherichia coli

Với lượng Plasmid khoảng từ 55-60 kbp thường thấy ở Salmonella Enteritidis Những vi khuẩn kỵ khí (Anaerobes facultative) dễ thích nghi này cũng đã phát triển để tồn tại trong điều kiện thiếu oxy, cho phép chúng phát triển, sinh sản mạnh mẽ trong nhiều môi trường khác nhau Mặt khác, Salmonella enteritidis được tìm thấy rộng rãi trong vật chủ, nơi nó có thể dễ dàng lây lan qua chế biến thức ăn hoặc nhân đôi ở những nơi thiếu sạch sẽ

Hình 1.12 Vi khuẩn Salmonella Enteritidis

Pseudomonas aeruginosa – còn có tên gọi là trực khuẩn mủ xanh, đây là một loại vi khuẩn hiếu khí thuộc Gram âm với kích thước mảnh và nhỏ từ 1,5 – 3 μm Loại vi khuẩn này có thể tồn tại trong cơ thể người, động vật hay ngoài tự nhiên như đất, ven biển hoặc đầm lầy Nhờ mang một khả năng đặc biệt đó là tiết ra các chất nhờn bao bọc bên ngoài, nên loại khuẩn này có thể tồn tại trong những môi trường khắc nghiệt và kháng hầu hết những chất kháng sinh Khuẩn này còn là một mầm bệnh cơ hội gây nên các bệnh nhiễm trùng như nhiễm khuẩn tiêu hóa, hô hấp, viêm màng não và viêm tai giữa,… đặc biệt có tỉ lệ tử vong cao nhất là nhiễm trùng huyết

1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM

Tổng quan về cây An Xoa

1.7.1 Giới thiệu về cây An Xoa

An Xoa là cây dược liệu thuộc họ Parasolaceae, chi Helicteres với tên khoa học là Helicteres hirsuta Lour Ngoài ra còn được gọi theo cách khác là: Tổ kén cái, dó lông, tổ kén lông

Hình 1.14 Bụi cây An Xoa

An Xoa là một loại thảo dược quý, thường được tìm thấy trong rừng, ở những nơi có đất ẩm ướt và nhiều ánh sáng An Xoa thuộc cây thân gỗ với thân thường thấp khoảng 1,2 mét trở xuống và mọc theo bụi

Lá hình bầu dục và nhọn ở đầu, cây có màu xanh thường dài khoảng 6 – 10cm Lá có một lớp lông mỏng, mịn, màu trắng trên bề mặt rất khó nhận biết bằng mắt thường

Hoa không phát triển thành nhóm mà mọc ở nách lá – nơi mà chúng mọc đơn lẻ Hoa màu tím với 5 cánh thường có kích thước khá nhỏ Hoa khi còn trên cây có màu xanh lục nhưng khi hái xuống, phơi khô sẽ chuyển sang màu nâu sẫm Quả có dạng hình trụ dài khi đậu quả, có lông phát triển xung quanh giống như sâu róm

An xoa được xem là một vị thuốc của người Campuchia có từ rất lâu đời và vẫn được sử dụng cho đến ngày nay Cây An Xoa phân bố ở các nước Nam Á như Campuchia, Việt

1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM

Nam, Thái Lan, Philippin, Malaixia, Ấn Độ và ở Nam Trung Quốc Loại cây này thường mọc hoang trong rừng thường có thể được tìm thấy ở các vùng đồi núi, trên các sườn núi, cây bụi, ven rừng nên chúng ta có thể hái vào bất cứ thời điểm nào trong năm Ở Việt Nam, loài này có thể được tìm thấy ở tất cả các vùng đồi núi của đất nước và phân bố nhiều nhất là ở Bình Phước và các vùng núi phía Bắc Ở miền Bắc, cây thường được tìm thấy ở các tỉnh Tuyên Quang, Yên Bái, Bắc Cạn, Lai Châu, Hòa Bình, Quảng Ninh,… Ở miền Nam, cây xuất hiện phần lớn là ở các tỉnh ở Tây Ninh, Bình Dương, Lâm Đồng, Bình Phước,… Ở miền Trung là nơi có nhiều cây An Xoa, nhất là ở các tỉnh Quảng Bình, Quảng Trị, Nghệ An,…

Ngoài ra, còn một số lượng nhỏ cây An Xoa được tìm thấy ở rừng núi ở các tỉnh thành khác Ở vùng đồng bằng, nơi ven sông, ven suối, các vùng đất phù sa hay thậm chí ở các tường rào

Dựa vào các đặc điểm về màu sắc và hình dáng mà người ta phân loại thành cây An Xoa trắng và An Xoa tím

Các phương pháp chiết dịch từ thực vật

Phương pháp này sử dụng kỹ thuật ngâm các nguyên liệu thực vật vào dung môi tương ứng ở nhiệt độ thấp, thực hiện tác động vật lí như khuấy, lắc Chất phân tích sẽ được giải phóng khỏi chất nền rắn Tiến hành lọc để lấy dịch chiết cùng với chất phân tích

Tiến hành thực nghiệm: Chuẩn bị các nguyên liệu cần thiết, tiến hành rót dung môi vào bình chiết Sau khi ngâm trong một khoảng thời gian cụ thể, lọc để thu được dịch chiết và dùng dung môi thích hợp để rửa nguyên liệu

Các phương pháp ngâm: sử dụng 2 phương pháp ngâm động hoặc ngâm tĩnh, lạnh hoặc nóng, nhiều lần hoặc một lần Ưu điểm: Phương pháp này dễ thực hiện và khá đơn giản với các thiết bị đơn giản và rẻ tiền

Nhược điểm: Thực hiện thủ công, năng suất mang lại không cao Cần phải chiết xuất nhiều lần để thu được dịch chiết mong muốn; Nếu không, dịch chiết sẽ bị loãng, lãng phí dung môi và thời gian

Phương pháp này sử dụng một dòng dung môi liên tục đi qua chất cần phân tích trong một khoảng thời gian thích hợp để các chết cần phân tích được chiết ra hoàn toàn ra khỏi mẫu rắn.

Phân tích đặc trưng của dung dịch nano vàng, bạc bằng các phương pháp phân tích hóa lý

1.9.1 Phương pháp đo quang phổ UV – VIS

Phương pháp đo quang phổ UV – VIS là phương pháp được thực hiện dựa trên hiệu ứng hấp thụ gây ra bởi các bức xạ điện từ tương tác với các thành phần phân tử vật chất để định lượng, phân tích, định tính các chất có màu và các dung dịch keo trong dải bức xạ gần cực tím (vùng tử ngoại) hoặc trong vùng ánh sáng trong khoảng nhìn thấy được (vùng khả kiến) tương ứng với khoảng bước sóng từ 200nm – 800nm

Hình 1.18 Vùng bước sóng khả kiến

1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM

Hiện tượng hấp thu các bức xạ điện từ này chịu sự chi phối của định luật Bouger Lambert – Beer

𝐼 0 : Cường độ của tia tới 𝐼: Cường độ của tia phản xạ tương ứng 𝑙: Độ dày truyền quang (𝑐𝑚)

𝐶: Nồng độ của dung dịch cần đo (𝑚𝑜𝑙/𝑙)

𝜀: Hằng số tỉ lệ hay còn gọi là độ hấp thu phân tử gam với thứ nguyên là (𝑙 𝑚𝑜𝑙 𝑐𝑚⁄ ), với mỗi chất khác nhau sẽ cho các hằng số tỉ lệ khác nhau

Nhờ những tiến bộ đáng kể trong phương pháp phân tích, hiện nay người ta có thể xác định nhiều hợp chất trên một dải nồng độ rất rộng bằng cách sử dụng các phương pháp đo quang phổ Đây được xem như là một trong những phương pháp phân tích được phát triển tốt nhất vì nó được thực hiện dễ dàng, đáng tin cậy và được sử dụng rộng rãi trong kiểm soát và sản xuất hóa chất, luyện kim, hóa sinh, nghiên cứu môi trường và còn được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác

Hình 1.19 Thiết bị đo quang phổ UV – Vis

1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM

THỰC NGHIỆM

Mục tiêu và nội dung nghiên cứu

Tổng hợp nano Ag, Au với tác nhân khử là dịch chiết cây An Xoa bằng phương pháp khử hóa học, nano sau khi được tổng hợp có khả năng ứng dụng làm vật liệu xúc tác cho phản ứng chuyển hóa chất hữu cơ và nghiên cứu khả năng kháng lại một số vi khuẩn

− Trích ly dịch chiết từ cây An Xoa

− Tiến hành tổng hợp nano Ag, Au

− Khảo sát các thông số và điều kiện tối ưu của quá trình chiết dịch

− Sử dụng phương pháp luân phiên từng biến để khảo sát các điều kiện tối ưu của quá trình tổng hợp nano

− Xác định và đánh giá các sản phẩm của toàn bộ quá trình bằng cách sử dụng các phương pháp phân tích hiện đại như UV – Vis, SEM, TEM, DLS, XRD, FT – IR, EDX, ZETA

− Khảo sát đặc tính xúc tác của nano trong phản ứng chuyển hóa chất hữu cơ

− Khảo sát tính kháng khuẩn với một số loại vi sinh vật

Nguyên liệu, hóa chất và thiết bị

− Cây An Xoa được lấy từ vùng núi rừng tỉnh Quãng Ngãi

+ Staphylococcus aureus subsp Aureus ATCC 25923

+ Salmonella enterica subsp Enterica serovar Typhimurium ATCC 14028

− Dung dịch bạc nitrat (AgNO3) 0,1N

− Dung dịch axit cloroauric (HAuCl4.3H2O) 2mM

− Nước cất 1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM

2.2.3 Tính toán và pha chế hóa chất

• Pha 1000ml dung dịch axit cloroauric (HAuCl4) 2mM

Cân 0,3980g vàng nguyên chất đã chia nhỏ sau khi được dát mỏng Tiến hành hút 3ml HClđđ vào becher trong tủ hút Chờ hỗn hợp phản ứng cho đến khi ngưng sôi, sau đó cho thêm vào hỗn hợp 1ml HNO3 đậm đặc Đun nhẹ trên bếp cho đến khi vàng tan hoàn toàn, để nguội hỗn hợp, sau đó mang hỗn hợp đi định mức ở bình định mức 1 lít (hòa tan đến khoảng

500 – 600ml 2 lần bằng nước cất, tiếp theo chỉnh pH đến khoảng 4 – 5 rồi thêm nước cất định mức đến vạch)

• Pha 1000ml dung dịch bạc nitrat (AgNO3) 0,1N

Sử dụng 1 ống fixanal bạc nitrat (AgNO3) 0,1N cho vào bình định mức có thể tích 1000ml, thêm nước cất vào rồi định mức đến vạch, sau đó lắc đều để thu được dung dịch AgNO3 0,1N Để khảo sát những nồng độ thấp hơn, ta chỉ cần pha loãng dung dịch AgNO3 0,1N này

Chứa trong lọ thủy tinh tối màu để tránh ánh nắng và đậy kín nắp

Chú ý: Dung dịch phải được bảo quản trong lọ tối màu

• Pha 25ml dung dịch NaBH4 1M

Tiến hành cân một lượng 0,965g NaBH4 rắn vào becher, rồi định mức với bình định mức 25ml bằng nước cất, lắc đều để thu được dung dịch NaBH4 1M, sử dụng trong 1 lần tiến hành thí nghiệm

• Pha 250ml dung dịch 4 – nitrophenol 0,2mM

Cân một lượng 0,007g 4 – nitrophenol rắn cho vào becher, sau đó định mức với bình định mức 250ml bằng nước cất, lắc đều để thu được dung dịch 4 – nitrophenol 0,2mM

• Pha 100ml dung dịch methylene blue 100ppm

Cân một lượng 0,01g methylene blue rắn cho vào becher 100ml, tiến hành định mức với bình định mức 250ml bằng nước cất và lắc đều để thu được dung dịch methylene blue 100ppm

• Pha 100ml dung dịch bromocresol green 50ppm

Cân một lượng 0,005g bromocresol green rắn cho vào becher, tiến hành định mức với bình định mức 100ml bằng nước cất và lắc đều để thu được dung dịch bromocresol green 50ppm

1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM

Chuẩn bị dịch chiết cây An Xoa

Sau khi thu hái, lá và thân cây An Xoa sẽ được bảo quản rồi dùng dần bằng cách chia nhỏ rồi phơi khô

Tiến hành chiết dịch: Cân khoảng 5g cây An Xoa khô cho vào becher chữa sẵn 300 mL nước cất, tiến hành đun trên bếp điện với 90 o C trong vòng 1 giờ, sau đó đem lọc bỏ cặn và lá cây

An Xoa ta thu được dịch chiết

Lọc Cây An Xoa khô

Hình 2.1 Sơ đồ chiết dịch cây An Xoa

1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM

Khảo sát các thông số tối ưu của quá trình tổng hợp nano Bạc

2.4.1 Khảo sát tỉ lệ giữa dịch chiết và dung dịch AgNO 3 trong phản ứng tổng hợp nano

Tổng hợp nano Bạc bằng cách cho dịch chiết và dung dịch AgNO3 phản ứng với nhau trong điều kiện:

+ Thời gian: 60 phút + Nhiệt độ: 80 o C + Nồng độ: 0,5mM + Khảo sát tỉ lệ dịch chiết và dung dịch Ag + cho phản ứng lần lượt ở các nồng độ:

2:1, 1:1, 1:2, 1:5, 1:10 Để xác nhận sự hình thành của nano Bạc trong dung dịch keo ở điều kiện tỉ lệ tốt nhất, mang các mẫu thí nghiệm đi đo UV – Vis với phổ của nano Bạc xuất hiện với peak đặc trưng ở khoảng 420nm

Bảng 2.2 Các thông số của phản ứng khảo sát tỉ lệ giữa dịch chiết và dung dịch AgNO3

Tỉ lệ dịch chiết và Ag + 2:1 1:1 1:2 1:5 1:10

Sau khi thực hiện xong quá trình khảo sát và kết quả được đánh giá bằng phương pháp đo UV – Vis Chọn được thông số tối ưu với mẫu có peak cao nhất tại bước sóng khoảng 420nm

Chọn được tỉ lệ giữa dịch chiết và dung dịch AgNO3 tối ưu cho phản ứng là: (𝑎: 𝑏) 𝐴𝑔 ∗ 1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM

2.4.2 Khảo sát nhiệt độ tối ưu cho phản ứng tổng hợp nano Bạc

+ Tỉ lệ dịch chiết và dung dịch Ag + : (𝑎: 𝑏) 𝐴𝑔 ∗ + Nồng độ dung dịch Ag + : 0,5mM

+ Khảo sát nhiệt độ cho phản ứng lần lượt ở các nhiệt độ: 60℃, 70℃, 80℃, 90℃, 100℃ Để xác nhận sự hình thành của nano Bạc trong dung dịch keo ở điều kiện nhiệt độ tốt nhất, mang các mẫu thí nghiệm đi đo UV – Vis với phổ của nano Bạc xuất hiện với peak đặc trưng ở khoảng 420nm

Bảng 2.3 Các thông số của phản ứng khảo sát nhiệt độ

Tỉ lệ dịch chiết và Ag + (𝑎: 𝑏) 𝐴𝑔 ∗ (𝑎: 𝑏) 𝐴𝑔 ∗ (𝑎: 𝑏) 𝐴𝑔 ∗ (𝑎: 𝑏) 𝐴𝑔 ∗ (𝑎: 𝑏) 𝐴𝑔 ∗

Sau khi thực hiện xong quá trình khảo sát và kết quả được đánh giá bằng phương pháp đo UV – Vis Chọn được thông số tối ưu với mẫu có peak cao nhất tại bước sóng khoảng 420nm Chọn được nhiệt độ tối ưu cho phản ứng là: 𝑇 𝐴𝑔 ∗

2.4.3 Khảo sát thời gian tối ưu cho phản ứng tổng hợp nano Bạc

+ Nhiệt độ: 𝑇 𝐴𝑔 ∗ + Tỉ lệ dịch chiết và dung dịch Ag + : (𝑎: 𝑏) 𝐴𝑔 ∗ + Nồng độ dung dịch Ag + : 0,5mM

+ Khảo sát thời gian cho phản ứng lần lượt ở các mốc thời gian: 60 phút, 75 phút,

Sau khi thực hiện xong quá trình khảo sát và kết quả được đánh giá bằng phương pháp đo UV – Vis Chọn được thông số tối ưu với mẫu có peak cao nhất tại bước sóng khoảng 420nm Chọn được nhiệt độ tối ưu cho phản ứng là: 𝑡 𝐴𝑔 ∗

1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM

Khảo sát các thông số tối ưu của quá trình tổng hợp nano Vàng

2.5.1 Khảo sát tỉ lệ giữa dịch chiết và dung dịch HAuCl 4 3H 2 O trong phản ứng tổng hợp nano Vàng

Tổng hợp nano Vàng bằng cách cho dịch chiết và dung dịch HAuCl4.3H2O phản ứng với nhau trong điều kiện:

+ Thời gian: 30 phút + Nhiệt độ: 80 o C + Nồng độ: 0,5mM + Khảo sát tỉ lệ dịch chiết và dung dịch Au 3+ cho phản ứng lần lượt ở các nồng độ:

2:1, 1:1, 1:2, 1:5, 1:10 Để xác nhận sự hình thành của nano Vàng trong dung dịch keo ở điều kiện tỉ lệ tốt nhất, mang các mẫu thí nghiệm đi đo UV – Vis với phổ của nano Vàng xuất hiện với peak đặc trưng ở khoảng 560nm

Bảng 2.6 Các thông số của phản ứng khảo sát tỉ lệ giữa dịch chiết và dung dịch

Tỉ lệ dịch chiết và Au 3+ 2:1 1:1 1:2 1:5 1:10

Sau khi thực hiện xong quá trình khảo sát và kết quả được đánh giá bằng phương pháp đo UV – Vis Chọn được thông số tối ưu với mẫu có peak cao nhất tại bước sóng khoảng 560nm

Chọn được tỉ lệ giữa dịch chiết và dung dịch HAuCl4.3H2O tối ưu cho phản ứng là:

(𝑎: 𝑏) 𝐴𝑢 ∗ 1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM

2.5.2 Khảo sát nhiệt độ tối ưu cho phản ứng tổng hợp nano Vàng

Tổng hợp HhL_AuNPs bằng cách cho dịch chiết và dung dịch HAuCl4.3H2O phản ứng với nhau trong điều kiện:

+ Tỉ lệ dịch chiết và dung dịch Au 3+ : (𝑎: 𝑏) 𝐴𝑢 ∗ + Nồng độ dung dịch Au 3+ : 0,5mM

+ Khảo sát nhiệt độ cho phản ứng lần lượt ở các nhiệt độ: 50℃, 60℃, 70℃, 80℃, 90℃, 100℃ Để xác nhận sự hình thành của nano Vàng trong dung dịch keo ở điều kiện nhiệt độ tốt nhất, mang các mẫu thí nghiệm đi đo UV – Vis với phổ của nano Vàng xuất hiện với peak đặc trưng ở khoảng 560nm

Bảng 2.7 Các thông số của phản ứng khảo sát nhiệt độ

Tỉ lệ dịch chiết và Au 3+ (𝑎: 𝑏) 𝐴𝑢 ∗ (𝑎: 𝑏) 𝐴𝑢 ∗ (𝑎: 𝑏) 𝐴𝑢 ∗ (𝑎: 𝑏) 𝐴𝑢 ∗ (𝑎: 𝑏) 𝐴𝑢 ∗ (𝑎: 𝑏) 𝐴𝑢 ∗

Sau khi thực hiện xong quá trình khảo sát và kết quả được đánh giá bằng phương pháp đo UV – Vis Chọn được thông số tối ưu với mẫu có peak cao nhất tại bước sóng khoảng 560nm Chọn được nhiệt độ tối ưu cho phản ứng là: 𝑇 𝐴𝑢 ∗

2.5.3 Khảo sát thời gian tối ưu cho phản ứng tổng hợp nano Vàng

Tổng hợp nano Vàng bằng cách cho dịch chiết và dung dịch HAuCl4.3H2O phản ứng với nhau trong điều kiện:

+ Nhiệt độ: 𝑇 𝐴𝑢 ∗ + Tỉ lệ dịch chiết và dung dịch Au 3+ : (𝑎: 𝑏) 𝐴𝑢 ∗ + Nồng độ dung dịch Au 3+ : 0,5mM

+ Khảo sát thời gian cho phản ứng lần lượt ở các mốc thời gian: 30 phút, 40 phút,

Sau khi thực hiện xong quá trình khảo sát và kết quả được đánh giá bằng phương pháp đo UV – Vis Chọn được thông số tối ưu với mẫu có peak cao nhất tại bước sóng khoảng 560nm Chọn được nhiệt độ tối ưu cho phản ứng là: 𝑡 𝐴𝑢 ∗

1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM

Quy trình khảo sát tổng quát

Khảo sát nồng độ tối ưu

Khảo sát nhiệt độ tối ưu

Khảo sát thời gian tối ưu

Khảo sát tỉ lệ tối ưu

Khảo sát khả năng làm xúc tác của các hạt nano Vàng và Bạc

2.7.1 Khảo sát phản ứng giữa NaBH 4 và 4-nitrophenol khi có xúc tác nano Bạc, nano

Tiến hành thực hiện quá trình khử 4-nitrophenol (4-NP) với NaBH4 khi có mặt các hạt nano Bạc và nano Vàng để đánh giá hoạt tính xúc tác của các hạt nano này; Phản ứng này thường được sử dụng như một phản ứng đặc trưng khi nghiên cứu đánh giá hoạt tính xúc tác

Thực hiện phản ứng với 2,5 mL 4-nitrophenol nồng độ 0,2 mM và 0,5 mL NaBH4 nồng độ 1M Sử dụng máy đo quang phổ để phân tích, đưa ra kết quả khi không có mặt xúc tác nano và khi có mặt 0,03mL xúc tác nano Bạc hoặc vàng trong các khoảng thời gian khác nhau Dựa vào kết quả phân tích, ta thấy được peak tại bước sóng 400 nm của 4-NP giảm

1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM

113Tong hop nano Ag Au bang dich chiet cay An Xoa lam vat lieu xuc tac cho phan ung chuyen hoa chat huu co va khang khuanMonday, June 10, 2024 dần thay vào đó là sự hình thành peak của 4-aminophenol (4-AP) tại bước sóng khoảng 290 nm

Lặp lại quy trình trên với các nhiệt độ 30, 40, 50, 60, 70 để tính được giá trị năng lượng hoạt hóa của phản ứng phân hủy chất màu

2.7.2 Khảo sát phản ứng giữa NaBH 4 và methylene blue khi có xúc tác nano Bạc, nano

Tiến hành thực hiện quá trình khử methylene blue (MB) với NaBH4 khi có mặt các hạt nano Bạc và nano Vàng để đánh giá hoạt tính xúc tác của các hạt nano này; Phản ứng này thường được sử dụng như một phản ứng đặc trưng khi nghiên cứu đánh giá hoạt tính xúc tác

Thực hiện phản ứng với 2,5 mL MB nồng độ 100ppm và 0,5 mL NaBH4 nồng độ 1M

Sử dụng máy đo quang phổ để phân tích, đưa ra kết quả khi không có mặt xúc tác nano và khi có mặt 0,03mL xúc tác nano Bạc hoặc Vàng trong các khoảng thời gian khác nhau Dựa vào kết quả phân tích, ta thấy được peak tại bước sóng 664 nm của MB giảm dần và cuối cùng là mất màu hoàn toàn

Lặp lại quy trình trên với các nhiệt độ 30, 40, 50, 60, 70 để tính được giá trị năng lượng hoạt hóa của phản ứng phân hủy chất màu

2.7.3 Khảo sát phản ứng giữa NaBH 4 và bromocresol green khi có xúc tác nano Bạc, nano Vàng

Tiến hành thực hiện quá trình khử bromocresol green (BG) với NaBH4 khi có mặt các hạt nano bạc và nano vàng để đánh giá hoạt tính xúc tác của các hạt nano này; Phản ứng này thường được sử dụng như một phản ứng đặc trưng khi nghiên cứu đánh giá hoạt tính xúc tác

Thực hiện phản ứng với 2,5 mL BG nồng độ 50ppm và 0,5 mL NaBH4 nồng độ 1M

Sử dụng máy đo quang phổ để phân tích, đưa ra kết quả khi không có mặt xúc tác nano và khi có mặt 0,03mL xúc tác nano Bạc hoặc Vàng trong các khoảng thời gian khác nhau Dựa vào kết quả phân tích, ta thấy được peak tại bước sóng 616 nm của BG giảm dần và cuối cùng là mất màu hoàn toàn

Lặp lại quy trình trên với các nhiệt độ 30, 40, 50, 60, 70 để tính được giá trị năng lượng hoạt hóa của phản ứng phân hủy chất màu.

Ứng dụng kháng khuẩn của nano Bạc và nano Vàng

Các mẫu nano sau khi được tổng hợp với các thông số tối ưu thì mang đi xử lí, khảo sát khả năng kháng lại các loại vi khuẩn theo quy trình sau:

Chọn chủng vi khuẩn Tạo môi trường Tăng sinh Kháng khuẩn

Hình 2.4 Quy trình kháng khuẩn tổng quát

1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM

2.8.1 Bước 1: Chọn chủng vi khuẩn

+ Staphylococcus aureus subsp Aureus ATCC 25923

+ Salmonella enterica subsp Enterica serovar Typhimurium ATCC 14028

2.8.2 Bước 2: Tạo môi trường Để thực hiện được quá trình tăng sinh và kháng khuẩn thì ta phải tiến hành tạo môi trường BHI và MHA

BHI (Brain Heart Infusion): được dùng với mục đích tăng sinh vi sinh vật BHI được pha loãng với nước cất theo tỉ lệ chuẩn của nhà sản xuất là 37𝑔/𝑙 và bảo quản ở nhiệt độ từ

MHA (Mueller Hinton Agar bổ sung mật độ chủng (10 6 – 10 8 CFU)): dùng để đổ đĩa và phục vụ cho quá trình kháng khuẩn Hiện nay, nó được sử dụng phổ biến hơn trong kỹ thuật khuếch tán đĩa Kirby-Bauer cho kiểm tra thường quy về độ nhạy của các vi khuẩn dễ cấy MHA được pha loãng với nước cất theo tỉ lệ chuẩn của nhà sản xuất là 37𝑔/𝑙 và bảo quản ở nhiệt độ từ 15 − 25℃

2.8.3 Bước 3: Tăng sinh vi khuẩn

Thực hiện quá trình tăng sinh bên trong tủ cấy cùng các dụng cụ phục vụ cho quá trình phải được khử trùng một cách tuyệt đối

Cho vào ống Falcon 1 lượng 5ml môi trường BHI sau đó dùng que (đã được hơ trên đèn cồn) để lấy mẫu vi khuẩn cho vào ống chứa BHI rồi khuấy đều, đậy nắp sau đó quấn siêu lại

Thực hiện tăng sinh bằng cách cho ống chứa chủng vi sinh vật đang được tăng sinh vào tủ lắc trong 24 giờ liên tục

2.8.4 Bước 4: Tiến hành kháng khuẩn với các nano đã được tổng hợp Ở bước này, ta sử dụng phương pháp khuếch tán trên đĩa thạch, thực hiện thí nghiệm

3 lần để thu được kết quả trung bình

Bắt đầu từ mẫu nguyên nano (mẫu tối ưu), ta thực hiện pha loãng thành các mẫu có nồng độ giảm dần:

Mẫu 1: Mẫu nano tối ưu Mẫu 2: Pha loãng với nước cất 2 lần từ mẫu 1 Mẫu 3: Pha loãng với nước cất 2 lần từ mẫu 2 Dùng MHA làm môi trường cho việc đổ đĩa bằng cách cho từ từ MHA vào khoảng 1/3 chiều cao đĩa

1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM

KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

Khảo sát các thông số ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp nano Bạc

3.1.1 Khảo sát tỉ lệ giữa dịch chiết và dung dịch AgNO 3 trong quá trình tổng hợp nano

Hình 3.1 Phổ UV-Vis tỉ khảo sát tỉ lệ giữa dịch chiết và dung dịch AgNO3 trong quá trình tổng hợp HhL_AgNPs

Hình 3.2 Hình ảnh HhL_AgNPs với các tỉ lệ khác nhau

Nhận xét: Dựa vào kết quả của phổ UV-Vis thu được, ta nhận thấy có sự xuất hiện đỉnh hấp thu của HhL_AgNPs tại khoảng bước sóng từ 410 đến 440 nano mét Các tỉ lệ giữa dịch chiết và dung dịch AgNO3 khác nhau cho ra các đỉnh hấp thu với cường độ HhL_AgNPs khác nhau Trong bài nghiên cứu này, khi ta tăng dần lượng Ag + thì hàm lượng nano cũng tăng, tuy nhiên khi tăng đến lượng tỉ lệ 1:10 thì các hạt nano vừa hình thành lại keo tụ với

2:1 1:1 1:2 1:5 1:10 1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM

113Tong hop nano Ag Au bang dich chiet cay An Xoa lam vat lieu xuc tac cho phan ung chuyen hoa chat huu co va khang khuanMonday, June 10, 2024 nhau rồi sa lắng làm giảm độ hấp thu của dung dịch HhL_AgNPs Vì vậy ta chọn được tỉ lệ 1:5 (dịch chiết:Ag + ) là tỉ lệ tối ưu nhất với có cường độ HhL_AgNPs nhiều nhất

3.1.2 Khảo sát nhiệt độ của phản ứng trong quá trình tổng hợp nano Bạc

Hình 3.3 Phổ UV-Vis khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng đến quá trình hình thành HhL_AgNPs

60 độ 70 độ 80 độ 90 độ 100 độ

Hình 3.4 Hình ảnh HhL_AgNPs với các nhiệt độ phản ứng khác nhau

Nhận xét: Kết quả phổ cho ta thấy, khi nhiệt độ tăng dần từ 60℃ đến 100℃ thì cường độ HhL_AgNPs đo được cũng tăng dần và đạt được giá trị tối ưu tại mức nhiệt độ 90℃

Nhưng khi tăng tiếp nhiệt độ lên 100℃ thì các phần tử sẽ chuyển động nhanh dần hơn nữa, các va chạm cũng tăng dẫn đến các hạt nano hình thành dễ dàng bị keo tụ làm giảm mật độ hấp thu Vì vậy, giá trị nhiệt độ được cho là tối ưu cho quá trình hình thành HhL_AgNPs trong bài nghiên cứu này là 90℃

100 độ 1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM

Khảo sát các thông số ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp nano Vàng

3.2.1 Khảo sát tỉ lệ giữa dịch chiết và dung dịch HAuCl 4 3H 2 O trong quá trình tổng hợp nano Vàng

Hình 3.10 Phổ UV-Vis tỉ khảo sát tỉ lệ giữa dịch chiết và dung dịch HAuCl4.3H2O trong quá trình tổng hợp HhL_AuNPs

Hình 3.11 Hình ảnh dung dịch HhL_AuNPs với các tỉ lệ khác nhau

Nhận xét: Dựa vào kết quả của phổ UV-Vis thu được, ta nhận thấy có sự xuất hiện đỉnh hấp thu của HhL_AuNPs tại khoảng bước sóng từ 510 đến 590 nano mét Các tỉ lệ giữa dịch chiết và dung dịch HAuCl4.3H2O khác nhau cho ra các đỉnh hấp thu với cường độ HhL_AuNPs khác nhau Trong bài nghiên cứu này, khi ta tăng dần lượng Au 3+ thì hàm lượng nano cũng tăng, tuy nhiên khi tăng đến lượng tỉ lệ 1:20 thì các hạt nano vừa hình thành lại keo tụ với nhau rồi sa lắng làm giảm độ hấp thu của dung dịch HhL_AuNPs Vì vậy ta chọn được tỉ lệ 1:10 (dịch chiết:Au 3+ ) là tỉ lệ tối ưu nhất với có cường độ HhL_AuNPs nhiều nhất

1:1 1:2 1:5 1:10 1:20 1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM

3.2.2 Khảo sát nhiệt độ của phản ứng trong quá trình tổng hợp nano Vàng

Hình 3.12 Phổ UV-Vis khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng đến quá trình hình thành HhL_AuNPs

60 độ 70 độ 80 độ 90 độ 100 độ

Hình 3.13 Hình ảnh HhL_AuNPs với các nhiệt độ phản ứng khác nhau

Nhận xét: Kết quả phổ cho ta thấy, khi nhiệt độ tăng dần từ 50℃ đến 100℃ thì cường độ HhL_AgNPs đo được cũng tăng dần và đạt được giá trị tối ưu tại mức nhiệt độ 90℃

Nhưng khi tăng tiếp nhiệt độ lên 100℃ thì các phần tử sẽ chuyển động nhanh dần hơn nữa, các va chạm cũng tăng dẫn đến các hạt nano hình thành dễ dàng bị keo tụ làm giảm mật độ hấp thu Vì vậy, giá trị nhiệt độ được cho là tối ưu cho quá trình hình thành HhL_AuNPs trong bài nghiên cứu này là 90℃

100 độ 1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM

Kết quả đánh giá, phân tích các đặc trưng của nano Bạc và nano Vàng

Hình 3.19 Kết quả đo XRD

Sau khi phân tích với phương pháp XRD của 2 mẫu HhL_AuNPs và HhL_AgNPs vừa tổng hợp, ta thu được phổ với các peak đặc trưng của mẫu HhL_AuNPs tại các đỉnh 38,18;

44,35; 64,66; 77,57 và của mẫu HhL_AgNPs tại các đỉnh 38,04; 44,05; 64,37; 77,28 ở góc đo 2-theta Các đỉnh này trong cấu trúc tinh thể FCC [3,12,21] lần lượt tương ứng với các mặt (111), (200), (220) và (311) với đỉnh của mặt (111) cả 2 mẫu HhL_AuNPs và HhL_AgNPs thu được đều là cao nhất Điều đó cho thấy các nano này có độ tinh thể hướng về mặt (111), do vậy khi muốn xác định kích thước hạt hay kích thước hạt trung bình, ta dựa vào chiều rộng của mặt (111)

Theo phương trình Debye – Scherrer:

𝑑 là đường kính trung bình của hạt (nm)

𝛽 = (/180) 𝑥 𝐹𝑊𝐻𝑀 (full width at half maximum)

𝜆 là nguồn bức xạ tia X (𝜆 = 0.1540 𝑛𝑚)

Ta xác định được kích thước hạt trung bình của AuNPs và AgNPs trong 2 mẫu được tổng hợp lần lượt là 12,4 nm và 10,06 nm

1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM

3.3.2 Kết quả đo quang phổ hồng ngoại (FT – IR)

Hình 3.20 Kết quả đo FT – IR

Kết quả phân tích với phương pháp đo FI – IR của mẫu dịch chiết cây An Xoa và các mẫu HhL_AuNPs và HhL_AgNPs ta thấy được có sự xuất hiện của các đỉnh phổ tương ứng với các nhóm chức cũng như các liên kết đặc trưng như hình 3.20 Sau quá trình tổng hợp với dịch chiết của cây An Xoa, các hạt HhL_AuNPs và HhL_AgNPs cho kết quả với các peak phổ gần như giống với các peak của dịch chiết lỏng Kết quả phổ cho thấy có sự hiện diện của nhóm chức −𝑂𝐻 (hydroxyl) được biểu diễn với dao dộng dãn đặc trưng trong khoảng 3450 (𝑐𝑚 −1 ) , chứng minh sự có mặt của polyphenol, glucid và một số phân tử nước [45] Liên kết 𝐶 = 𝑂 của keton được biểu thị bằng đỉnh phổ 1665 (𝑐𝑚 −1 ) [46] Các liên kết 𝐶 = 𝐶 trong các hợp chất thơm được liên kết với cực đại ở 1400 cm-1 [47] Liên kết

C – O của ete và nhóm chức 𝐶𝑂𝑂 − axit cacboxylic tương ứng được đặc trưng bởi các cực đại tại 1114 (𝑐𝑚 −1 ) và 1135 (𝑐𝑚 −1 ), tương ứng [48] Nhóm 𝐶 − 𝐻 cũng xuất hiện tại peak 2948 (𝑐𝑚 −1 ), Thành phần hữu cơ chiết xuất từ cây An Xoa đóng vai trò như một chất ổn định cũng như chất khử hiệu quả cho các mẫu AgNPs và AuNPs, như được thể hiện bởi phổ FTIR

3.3.3 Kết quả đo phổ tán xạ năng lượng tia X (EDX) Để xác đỉnh được các thành phần nguyên tố có trong các mẫu HhL_AuNPs và HhL_AgNPs, ta tiến hành chụp phổ EDX Kết quả là một biểu đồ biểu thị năng lượng ion hóa (keV) với cường độ của tia X

HhL_AuNPs 1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM

Kết quả ứng dụng hoạt tính xúc tác và năng lượng hoạt hóa của nano Bạc

Hình 3.29 Hình ảnh của phản ứng NaBH4 + 4-NP (a) và sau khi phản ứng kết thúc với sự có mặt của xúc tác HhL_AgNPs (b)

Hình 3.30 Phổ UV-Vis về suy giảm hàm lượng 4-NP phản ứng với NaBH4 với xúc tác

HhL_AgNPs ở 30 ℃ (a) và động học bậc nhất của phản ứng (b)

Trong bài nghiên cứu này, NaBH4 được sử dụng với nồng độ cao và nồng độ HhL_AgNPs được sử dụng làm xúc tác thì lại thấp hơn rất nhiều lần so với chất màu Do vậy, tốc độ phản ứng được xem là độc lập với NaBH4 và với chất xúc tác Sự suy giảm về hàm lượng 4-NP là phản ứng bậc nhất với nồng độ chất màu Động học phản ứng có thể được thể hiện bằng phương trình

𝑘 là hằng số tốc độ bậc nhất (𝑠 −1 )

𝑡 là thời gian phản ứng (s)

1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM

𝐴 0 là độ hấp thu của dung dịch 4-NP+NaBH4 tại thời điểm t = 0

𝐴 𝑡 là độ hấp thu của dung dịch 4-NP+NaBH4 tại thời điểm t

Giá trị mật độ quang có thể thu được từ độ hấp thụ của cực đại ở khoảng 400 nm Ta xác định được hằng số k thông qua giá trị hệ số góc của đường tuyến tính như đồ thị [49]

Dung dịch 4-NP có màu vàng nhạt chuyển sang màu vàng đậm hơn sau khi thêm NaBH4 do có sự hình thành ion 4-nitrophenolat trong môi trường kiềm vừa phải, ngay cả khi không xảy ra sự phân hủy Màu của dung dịch trở nên nhạt dần và biến mất sau khi thêm HhL_AgNPs vào hỗn hợp phản ứng Sự thay đổi độ hấp thu được quan sát bằng phương pháp quang phổ UV-Vis như hình 3.30a mô tả sự giảm dần của độ hấp thu của hỗn hợp phản ứng theo thời gian Quá trình phân hủy 4-NP để tạo ra 4-aminophenol có thể được nhìn thấy bằng sự giảm độ hấp thụ ở đỉnh 400 nm và sự xuất hiện của đỉnh mới tăng dần ở 300 nm (4-AP) Qua đó đã chứng minh rằng sự phân hủy 4-NP khi sử dụng xúc tác HhL_AgNPs được hoàn thành khi độ hấp thu gần bằng 0 ở giá trị bước sóng khoảng 400 nm

Từ mối quan hệ tuyến tính giữa ln (𝐴 𝑡 ) với thời gian 𝑡 của phản ứng ta xác định được giá trị của hằng số tốc độ phản ứng 𝑘 = 0,00316 (𝑠 −1 ) như hình 3.30b

Tiến hành khảo sát phản ứng tương tự với các nhiệt độ tăng dần từ 40 ℃ đến 70 ℃, cho ra các kết quả 𝑘 (𝑠 −1 ) tương ứng:

Hình 3.31 Phổ UV-Vis về suy giảm hàm lượng 4-NP trong phản ứng với NaBH4 có xúc tác HhL_AgNPs ở các nhiệt độ tăng dần

1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM

Kết quả ứng dụng hoạt tính xúc tác của nano Vàng

Hình 3.44 Hình ảnh của phản ứng NaBH4 + 4-NP (a) và sau khi phản ứng kết thúc với sự có mặt của xúc tác HhL_AuNPs (b)

Hình 3.45 Phổ UV-Vis về suy giảm hàm lượng 4-NP phản ứng với NaBH4 với xúc tác

HhL_AuNPs ở 30 ℃ (a) và động học bậc nhất của phản ứng (b)

Trong bài nghiên cứu này, NaBH4 được sử dụng với nồng độ cao và nồng độ HhL_AuNPs được sử dụng làm xúc tác thì lại thấp hơn rất nhiều lần so với chất màu Do vậy, tốc độ phản ứng được xem là độc lập với NaBH4 và với chất xúc tác Sự suy giảm về hàm lượng 4-NP là phản ứng bậc nhất với nồng độ chất màu Động học phản ứng có thể được thể hiện bằng phương trình

𝑘 là hằng số tốc độ bậc nhất (𝑠 −1 )

𝑡 là thời gian phản ứng (s)

𝐴 0 là độ hấp thu của dung dịch 4-NP+NaBH4 tại thời điểm t = 0

𝐴 𝑡 là độ hấp thu của dung dịch 4-NP+NaBH4 tại thời điểm t 1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM

Giá trị mật độ quang có thể thu được từ độ hấp thụ của cực đại ở khoảng 400 nm Ta xác định được hằng số k thông qua giá trị hệ số góc của đường tuyến tính như đồ thị [49]

Dung dịch 4-NP có màu vàng nhạt chuyển sang màu vàng đậm hơn sau khi thêm NaBH4 do có sự hình thành ion 4-nitrophenolat trong môi trường kiềm vừa phải, ngay cả khi không xảy ra sự phân hủy Màu của dung dịch trở nên nhạt dần và biến mất sau khi thêm HhL_AuNPs vào hỗn hợp phản ứng Sự thay đổi độ hấp thu được quan sát bằng phương pháp quang phổ UV-Vis như hình 3.45a mô tả sự giảm dần của độ hấp thu của hỗn hợp phản ứng theo thời gian Quá trình phân hủy 4-NP để tạo ra 4-aminophenol có thể được nhìn thấy bằng sự giảm độ hấp thụ ở đỉnh 400 nm và sự xuất hiện của đỉnh mới tăng dần ở 300 nm (4-AP) Qua đó đã chứng minh rằng sự phân hủy 4-NP khi sử dụng xúc tác HhL_AuNPs được hoàn thành khi độ hấp thu gần bằng 0 ở giá trị bước sóng khoảng 400 nm

Từ mối quan hệ tuyến tính giữa ln (𝐴 𝑡 ) với thời gian 𝑡 của phản ứng ta xác định được giá trị của hằng số tốc độ phản ứng 𝑘 = 0,00288 (𝑠 −1 ) như hình 3.45b

Tiến hành khảo sát phản ứng tương tự với các nhiệt độ tăng dần từ 40 ℃ đến 70 ℃, cho ra các kết quả 𝑘 (𝑠 −1 ) tương ứng:

Hình 3.46 Phổ UV-Vis về suy giảm hàm lượng 4-NP trong phản ứng với NaBH4 có xúc tác HhL_AuNPs ở các nhiệt độ tăng dần 1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM

Kết quả hoạt tính kháng khuẩn của nano Vàng và nano Bạc

Các mẫu nano Vàng và nano Bạc được tổng hợp với các điều kiện tối ưu được khảo sát sẽ được đánh giá hoạt tính kháng khuẩn với phương pháp khuếch tán đĩa thạch

− Đánh giá trên các loại vi khuẩn + Vi khuẩn gram dương (+)

1 Staphylococcus aureus subsp Aureus (S.aureus) + Vi khuẩn gram âm (-)

2 Salmonella enterica subsp Enterica serovar Typhimurium (Salmonella)

− Các kí hiệu trên đĩa bao gồm:

( + ) Mẫu dương: dung dịch clorin 0,5%

( – ) Mẫu âm: nước cất L0: Mẫu nguyên nano với nồng độ ban đầu của Vàng là 1mM, Bạc là 0,25mM L1: Pha loãng mẫu L0 2 lần với nước cất

L2: Pha loãng mẫu L1 2 lần với nước cất (loãng hơn mẫu nguyên 4 lần)

Hình 3.59 Kết quả vòng kháng khuẩn với vi khuẩn S.aureus của mẫu nano Bạc (a) và nano Vàng (b) 1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM

Hình 3.60 Kết quả vòng kháng khuẩn với vi khuẩn E.coli của mẫu nano Bạc (a) và nano

Hình 3.61 Kết quả vòng kháng khuẩn với vi khuẩn Salmonella của mẫu nano Bạc (a) và nano Vàng (b) 1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM1132410068:57:31 PM8:57:31 PM

Định dạng
Số trang	113
Dung lượng	25 MB