Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật hóa học: Nghiên cứu tổng hợp và khảo sát điều kiện kháng khuẩn của vật liệu nanocomposite bạc trên cơ sở graphene oxit

ĈҤ,+Ӑ&48Ӕ&*,$7+¬1+3+Ӕ+Ӗ&+Ë0,1+ 75ѬӠ1*ĈҤ,+Ӑ&%È&+.+2$

1*8<ӈ17+$1++ѬѪ1*

1*+,Ç1&Ӭ87Ә1*+Ӧ39¬.+Ҧ26È7Ĉ,ӄ8 ,ӊ1.+È1*.+8Ҭ1&Ӫ$9Ұ7/,ӊ8NANOCOMPOSITE

%Ҥ&75Ç1&Ѫ6Ӣ*5$3+(1(2;,7

(Synthesis and investigation of antibacterial conditions of graphene oxide±based silver nanocomposites)

&KX\rQQJjQK.Ӻ7+8Ұ7+Ï$+Ӑ& 0mVӕ

/8Ұ19Ă17+Ҥ&6Ƭ

73+Ӗ&+Ë0,1+WKiQJQăP

NHIӊM VӨ LUҰ19Ă17+Ҥ&6Ƭ

+ӑWrQKӑFYLrQ1JX\ӉQ7KDQK+ѭѫQJ

06+91Jj\WKiQJQăPVLQK1ѫLVLQK7S+&0 &KX\rQQJjQK.ӻWKXұW+yDKӑF0mVӕ

I TÊN Ĉӄ TÀI:

Tên tiӃng ViӋt: Nghiên cӭu tәng hӧp và khҧR ViW ÿLӅu kiӋn kháng khuҭn cӫa

vұt liӋu nanocomposite bҥFWUrQFѫVӣ graphene oxit

Tên tiӃng Anh: Synthesis and investigation of antibacterial conditions of graphene

oxide-based silver nanocomposites

II NHIӊM VӨ VÀ NӜI DUNG:

2.1 7әQJTXDQ

Vұt liӋu graphite, graphene oxit, nano bҥc, vұt liӋu nanocomposite bҥc/graphene oxit, Fѫ FKӃ kháng khuҭn, vi khuҭn, các yӃu tӕ ҧQK KѭӣQJ ÿӃn sӵ phát triӇn cӫa vi khuҭn

2.2 7KӵFQJKLӋP

- Tәng hӧp và phân tích cҩu trúc±hình thái±ÿһc tính cӫa graphene oxit, nano bҥc, bҥc/graphene oxit;

- Thӱ nghiӋm và so sánh khҧ QăQJNKiQJNKXҭn cӫa các vұt liӋu;

- Khҧo sát ҧQKKѭӣng cӫa các yӃu tӕ nӗQJÿӝ, thӡi gian tiӃp xúc, mұWÿӝ vi khuҭn và pH lên khҧ QăQJNKiQJNKXҭn cӫa vұt liӋu Ag/GO vӟi tӹ lӋ tiӅn chҩt phù hӧp

III NGÀY GIAO NHIӊM VӨ: 11/02/2019

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIӊM VӨ: 02/06/2019 V CÁN BӜ +ѬӞNG DҮN: TS HOÀNG MINH NAM

75ѬӠ1*ĈҤ,+Ӑ&%È&+.+2$

&Ӝ1*+Ñ$;­+Ӝ,&+Ӫ1*+Ƭ$9,ӊ71$0 ĈӝFOұS- 7ӵGR- +ҥQKSK~F

LӠI CҦM Ѫ1

Ĉҫu tiên, tác giҧ xin gӱi lӡi cҧPѫQÿӃQJLDÿuQKYjQJѭӡLWKkQÿmOX{QTXDQWkPÿӝng viên và tҥo mӑL ÿLӅu kiӋn thuұn lӧi cho tác giҧ trong suӕt thӡi gian thӵc hiӋn luұQYăQQj\

Tác giҧ xin chân thành cҧPѫQ3*6.TS Mai Thanh Phong và TS NguyӉn Hӳu HiӃu ÿmÿӏQKKѭӟng và tҥRÿLӅu kiӋn thuұn lӧi cho tác giҧ thӵc hiӋn luұQYăQQj\

Tác giҧ xin bày tӓ lòng biӃWѫQÿӕi vӟi TS Hoàng Minh Nam và PGS TS Cao Hӳu 1JKƭDQJѭӡi Thҫ\ÿmWUӵc tiӃSKѭӟng dүn nghiên cӭu khoa hӑc, giúp tác giҧ cұp nhұt nhiӅu kiӃn thӭc mӟi hӳu ích trong suӕt quá trình nghiên cӭu

Xin chân thành cҧP ѫQ FiF QJKLrQ Fӭu viên, hӑF YLrQ Yj FiF ÿӗng nghiӋp trong Phòng thí nghiӋm TrӑQJÿLӇPĈ+4*± HCM Công nghӋ Hóa hӑc & Dҫu khí (CEPP), 7UѭӡQJĈҥi hӑc Bách Khoa và Phòng Hóa Lý Vi Sinh, Khoa Xét NghiӋm Sinh Hӑc Lâm Sàng, ViӋQ 3DVWHXU 7S +&0 ÿm QKLӋW WuQK JL~S ÿӥ tác giҧ trong suӕt quá trình hӑc tұp và thӵc hiӋn luұQYăQ

7iFJLҧ

1JX\ӉQ7KDQK+ѭѫQJ

Cҩu trúc±hình thái±ÿһc tính cӫa GO, Ag/PVP Yj $J*2 ÿѭӧc phân tích bҵng FiF SKѭѫQJ SKiS SKә hӗng ngoҥi biӃQ ÿәi Fourier, nhiӉu xҥ tia X, phә Raman, kính hiӇQYLÿLӋn tӱ truyӅn qua, kính hiӇQYLÿLӋn tӱ quét, phә tán sҳFQăQJOѭӧng tia X, và phә TXDQJÿLӋn tӱ tia X

Các vұt liӋu GO, Ag/PVP, và Ag/*2 ÿѭӧc thӱ nghiӋm khҧ QăQJ NKiQJ NKXҭn

ÿӕi vӟi hai loҥi vi khuҭn *UDP GѭѫQJ Staphylococcus aureus ATCC 25923) và Gram âm (Salmonella enterica ATCC 35664 và Pseudomonas aeruginosa ATCC

27853) Sӱ dөng hai SKѭѫQJ SKiS ÿR PұW ÿӝ TXDQJ Yj ÿӃm khuҭn lҥF ÿӇ tìm ra vұt liӋu phù hӧp, có khҧ QăQJNKiQJNKXҭn cao nhҩt

Thông qua các kӃt quҧ phân tích cҩu trúc±hình thái±ÿһc tính và kӃt quҧ kháng khuҭn, luұQ YăQ Qj\ ÿm tìm ra tӹ lӋ tiӅn chҩt AgNO3:GO=1:1 là phù hӧp ÿӇ tәng hӧp vұt liӋu Ag/GO4 có khҧ QăQJ WLrX GLӋW KѫQ  YL NKXҭn KӃt quҧ thӱ nghiӋPFNJQJFKRWKҩy Ag/GO4 có khҧ QăQJNKiQJNKXҭQFDRKѫQWLӅn chҩt GO và

vұt liӋX$J393$J*2ÿѭӧc chӑQÿӇ thӵc hiӋn khҧo sát tiӃp theo

ҦQK Kѭӣng ÿәng thӡi cӫa các yӃu tӕ thӡi gian tiӃp xúc, nӗQJ ÿӝ vұt liӋu, pH, nhiӋW ÿӝ, và mұW ÿӝ vi khuҭQ ÿӃn khҧ QăQJ NKiQJ NKXҭn cӫa vұt liӋu Ag/GO4 FNJQJÿѭӧc khҧo sát bҵQJ SKѭѫQJ SKip quy hoҥch thӵc nghiӋm theo hai mô hình Placket±Burman và Box±%HKQNHQĈҫu tiên, mô hình Placket±Burman giúp sàng lӑc ÿӇ tìm ra yӃu tӕ ҧQKKѭӣQJÿiQJNӇ ÿӃn khҧ QăQJNKiQJNKXҭn cӫa vұt liӋX6DXÿy sӱ dөng mô hình Box±%HKQNHQÿӇ WuPUDÿLӅu kiӋn phù hӧp ÿӇ hiӋu quҧ kháng khuҭn cӫa Ag/GO là cao nhҩt

ABSTRACT

In this thesis, graphene oxide (GO) was synthesized by improved Hummers method

Silver/graphene oxide (Ag/GO) nanocomposites were synthesized by in situ method

with five different AgNO3:GO ratios (0.25:1.00; 0.50:1.00; 0.75:1.00; 1.00:1.00; and 1.25:1.00) Glucose has been selected as a chemical reducing agent for reducing Ag+into silver nanoparticles (AgNPs) Simultaneously, silver nanoparticles (AgNPs) were also synthesized by surface substance polyvinylpyrrolidone (Ag/PVP) to compare with Ag/GO nanocomposites

The characterization of GO, Ag/PVP, and Ag/GO samples were analyzed by Fourier transform infrared spectroscopy, transmission electron microscopy (TEM), X±ray diffraction, Raman spectroscopy, scanning electron microscope (SEM), energy dispersive X±ray spectroscopy (EDX) and X±ray photoelectron spectroscopy (XPS)

GO, Ag / PVP, and Ag / GO materials have been tested for antibacterial

performance for two types of Gram-positive bacteria (Staphylococcus aureus ATCC 25923) and Gram negative (Salmonella enterica ATCC 35664 and Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853) Use two methods of measuring optical density and counting

colonies to find out suitable materials which have the highest antibacterial

With the results of the characterization analysis and antibacterial activity, this study found out activity than AgNO3:GO precursor ratio of 1.00:1.00 was suitable in order to synthesize Ag/GO4 material which was capable of killing more than 99.9% bacteria Testing result also shows that Ag/GO4 had higher antibacterial GO precursor and Ag/PVP material Thus, Ag/GO4 was selected for the further experiments

Simultaneous effects of the contact time, material concentration, pH, temperature, and bacteria density on antibacterial activity of Ag/GO4 material were also investigated by full factorial experimental design according to Placket±Burman and Box±Behnken design First of all, Placket±Burman design support selecting to find out factors affecting significantly on antibacterial activity of the material Afterwards, Box±Behnken model was used to obtain relevant experimental condition so that antibacterial efficiency of Ag/GO was the best

LӠ,&$0Ĉ2$1

Tác giҧ [LQ FDP ÿRDQ OXұQ YăQ Qj\ Oj F{QJ WUuQK QJKLrQ Fӭu thӵc sӵ cӫa cá nhân tác giҧ Yj ÿѭӧc thӵc hiӋQ Gѭӟi sӵ Kѭӟng dүn cӫa TS Hoàng Minh Nam, Phòng TN TrӑQJÿLӇPĈ+4*± HCM Công nghӋ Hóa hӑc và DҫXNKt&(33 7UѭӡQJĈҥi hӑc Bách Khoa và PGS.TS Cao HӳX1JKƭD±Khoa Xét NghiӋm Sinh Hӑc Lâm Sàng, ViӋn Pasteur Tp HCM

Các sӕ liӋu, kӃt quҧ nghiên cӭu, và kӃt luұn trong luұQ YăQ Qj\ Oj KRjQ WRjQ trung thӵFFKѭDWӯQJÿѭӧc công bӕ trong bҩt cӭ mӝWF{QJWUuQKQjRNKiFWUѭӟFÿk\

Tác giҧ xin chӏu trách nhiӋm vӅ nghiên cӭu cӫa mình

2

7iFJLҧ

1JX\ӉQ7KDQK+ѭѫQJ

1.1.2.1.1.2.1 Tәng hӧp GO tӯ Gi 3

1.1.2.2 Tәng hӧp Ag/GO tӯ GO và AgNO3 4

Ӭng dөng cӫa Ag/GO trong kháng khuҭn 5

1.1.3 &ѫFKӃ kháng khuҭn cӫa Ag/GO 6

1.1.4.1.2 Vi khuҭn 7

1.3 ҦQKKѭӣng cӫa mӝt sӕ yӃu tӕ ÿӃn sӵ phát triӇn cӫa vi khuҭn 8

ҦQKKѭӣng cӫa nӗQJÿӝ chҩt diӋt khuҭn 8

1.3.1 ҦQKKѭӣng cӫa thӡi gian tiӃp xúc 9

1.3.2 ҦQKKѭӣng cӫa pH 9

1.3.3.1.4 Tình hình nghiên cӭXWURQJQJRjLQѭӟc và tính cҩp thiӃt cӫDÿӅ tài 9

Tình hình nghiên cӭu 9

1.4.1.1.4.1.1 Tình hình nghiên cӭXQJRjLQѭӟc 9

1.4.1.2 Tình hình nghiên cӭXWURQJQѭӟc 10

Tính cҩp thiӃt 11

1.4.2.1.5 Mөc tiêu, nӝLGXQJSKѭѫQJSKiSQJKLrQFӭu, và tính mӟi cӫa nghiên cӭu 11

Mөc tiêu 11

1.5.1 Nӝi dung 111.5.2.

3KѭѫQJSKiSQJKLrQFӭu 12

1.5.3.3KѭѫQJSKiSWәng hӧp vұt liӋu 12

3KѭѫQJSKiSSKkQWtFKFҩu trúc±hình thái±ÿһc tính cӫa vұt liӋu 12

3KѭѫQJSKiSWKӱ nghiӋm khҧ QăQJNKiQJNKXҭn cӫa vұt liӋu 16

3KѭѫQJSKiSFKRNKҧRViWÿLӅu kiӋn kháng khuҭn 21

Tính mӟi cӫa nghiên cӭu 24

1.5.4.&+ѬѪ1*7+ӴC NGHIӊM 25

+yDFKҩWGөng cө, thiӃt bӏYjÿӏDÿLӇm 25

Hóa chҩt 25

2.1.1 Dөng cө và thiӃt bӏ 25

2.1.2 ĈӏDÿLӇm thӵc hiӋn luұQYăQ 26

2.1.3.2.2 Thí nghiӋm 26

Tәng hӧp GO 26

2.2.1.7әQJKӧSQDQRFRPSRVLWH$J*2 27

2.2.2 Tәng hӧp Ag/PVP 28

2.2.3.2.3 Phân tích cҩu trúc±hình thái±ÿһc tính cӫa vұt liӋu 29

2.4 So sánh khҧ QăQJNKiQJNKXҭn cӫa các vұt liӋu GO, AgNPs, và Ag/GO 30

Khҧ QăQJ NKiQJ NKXҭn cӫa vұt liӋu Ag/GO vӟi các tӹ lӋ AgNO3:GO khác 2.4.1.nhau 30

Khҧ QăQJNKiQJNKXҭn cӫa Ag/GO so vӟi các vұt liӋu GO và Ag/PVP 30

2.4.2.2.4.2.1 Chuҭn bӏ dӏch vi sinh vұt thӱ nghiӋm (N) 30

2.4.2.2 Cҩy chuyӅn chӫng gӕc (stock) 31

2.4.2.3 Chuҭn bӏ chӫng làm viӋc 31

2.4.2.4 Chuҭn bӏ dung dӏch thҭPÿӏnh (Nv) 32

2.4.2.5 Chuҭn bӏ mүu 32

3KѭѫQJSKiSWUXQJKRjSKDORmQJ 33

2.5 Khҧo sát các yӃu tӕ ҧQKKѭӣQJÿӃn khҧ QăQJNKiQJNKXҭn 34

Quy trình thí nghiӋm khҧo sát 34

2.5.1 Sàng lӑc các yӃu tӕ ҧQKKѭӣng theo mô hình Plackett ± Burman 34

2.5.2 TӕLѭXKyDÿLӅu kiӋn kháng khuҭn theo mô hình Box±Behnken 35

2.5.3 Xӱ lý sӕ liӋu 36

2.5.4.&+ѬѪ1*.ӂT QUҦ VÀ BÀN LUҰN 37

3.1 Cҩu trúc±hình thái±ÿһc tính cӫa vұt liӋu 37

Phә FTIR 37

3.1.1 GiҧQÿӗ XRD 37

3.1.2 Ҧnh TEM 38

3.1.3 Phә Raman 41

3.1.4 Phә EDS 42

3.1.5 Ҧnh SEM 44

3.1.6 Phә XPS 45

3.1.7.3.2 Khҧ QăQJNKiQJNKXҭn cӫa các vұt liӋu 47

Khҧ QăQJNKiQJNKXҭn cӫa các vұt liӋu Ag/GO vӟi các tӹ lӋ AgNO3:GO khác 3.2.1.nhau 47

Khҧ QăQJNKiQJNKXҭn cӫa vұt liӋu Ag/GO4 so vӟi GO và Ag/PVP 49

3.2.1.3.3 ҦQK Kѭӣng cӫa các yӃu tӕ ÿӃn khҧ QăQJ NKiQJ NKXҭn S aureus cӫa vұt liӋu Ag/GO4 51

MӭFÿӝ ҧQKKѭӣng cӫa các yӃu tӕ theo mô hình Plackett±Burman 51

3.3.1 TӕLѭXKyDÿLӅu kiӋn kháng khuҭn theo mô hình Box±Behnken 54

3.3.2.3.3.2.1 ҦQKKѭӣQJÿӗng thӡi cӫa pH và nӗQJÿӝ Ag/GO4 58

3.3.2.2 ҦQKKѭӣQJÿӗng thӡi cӫa nӗQJÿӝ Ag/GO4 và mұWÿӝ vi khuҭn 60

3.3.2.3 ҦQKKѭӣQJÿӗng thӡi cӫa pH và mұt ÿӝ vi khuҭn 61

&+ѬѪ1*.ӂT LUҰN VÀ KIӂN NGHӎ 63

DANH MӨC HÌNH

Hình 1.1: &ҩXWU~FFӫD*2 3

Hình 1.2: Quy trình tәng hӧp GO tӯ *LWKHRSKѭѫQJSKiS+XPPHUVFҧi tiӃn 4

Hình 1.3: &ѫFKӃWәQJKӧSYұWOLӋXQDQRFRPSRVLWH$J*2WKHRSKѭѫQJSKiSin situ 5Hình 1.4: KҧQăQJNKiQJNKXҭQFӫDFiFYұWOLӋXWUrQFѫVӣgraphene 6

Hình 1.5: &ѫFKӃ kháng khuҭn cӫa Ag/GO 7

Hình 1.6: Nguyên lý hoҥWÿӝng cӫDPi\ÿR)7,5 12

Hình 1.7: 6ѫÿӗ nhiӉu xҥ tia X 13

Hình 1.8: Nguyên tҳc hoҥWÿӝQJPi\ÿR7(0 14

Hình 1.9: Nguyên lý hoҥWÿӝQJPi\ÿRSKә Raman 15

Hình 1.10: ThiӃt kӃ Box±Behnken cho ba yӃu tӕ 23

Hình 2.6: Quy trình thí nghiӋm khҧo sát khҧ QăQJNKiQJNKXҭn cӫa vұt liӋu 34

Hình 3.1: Phә FTIR cӫa GO và các vұt liӋu nano Ag/GO 37

Hình 3.2: GiҧQÿӗ XRD cӫa vұt liӋu GO và các vұt liӋu Ag/GO 38

Hình 3.3: Ҧnh TEM cӫa vұt liӋu GO, Ag/PVP, và các vұt liӋu Ag/GO 39

Hình 3.4: BiӇXÿӗ phân bӕ NtFKWKѭӟc AgNPs cӫa các vұt liӋu Ag/GO và Ag/PVP 40

Hình 3.5: Phә Raman cӫa vұt liӋu GO và các vұt liӋu Ag/GO 42

Hình 3.6: Phә UV-Vis cӫa Ag/GO5 43

Hình 3.7: Ҧnh tán xҥ QăQJOѭӧng tia X cӫa vұt liӋu GO và Ag/GO4 44

Hình 3.8: Ҧnh FE±SEM cӫa vұt liӋu (a) GO và (b) Ag/GO4 ӣ ÿӝ SKyQJÿҥi khác nhau 45

Hình 3.9: Phә XPS cӫa vұt liӋu GO và Ag/GO4 46

Hình 3.10: KӃt quҧ thӱ nghiӋm khҧ QăQJNháng khuҭn cӫa các vұt liӋu Ag/GO 48

Hình 3.11: KӃt quҧ thӱ nghiӋm kháng khuҭn bҵQJSKѭѫQJSKiSÿӃm khuҭn lҥFÿӕi vӟi vi khuҭn S aureus 50

Hình 3.12: KӃt quҧ thӱ nghiӋm kháng khuҭn bҵQJSKѭѫQJSKiSÿӃm khuҭn lҥFÿӕi vӟi

Hình 3.13: Khҧ QăQJGLӋt khuҭn tӯ thӵc nghiӋPYjSKѭѫQJWUuQKKӗi quy 57

Hình 3.14: Sӵ ҧQKKѭӣng cӫa các yӃu tӕ ÿӃn khҧ QăQJNKiQJNKXҭn cӫa Ag/GO4 58

Hình 3.15: ҦQKKѭӣng cӫa nӗQJÿӝ và pH 59

Hình 3.16: Hình mô tҧ quá trình hình thành các ion Ag+ tiêu diӋt vi khuҭn 60

Hình 3.17: ҦQKKѭӣng cӫa nӗQJÿӝ Ag/GO4 và mұWÿӝ vi khuҭn 60

Hình 3.18: ҦQKKѭӣng cӫa mұWÿӝ vi khuҭn và pH 61

Hình 3.19: Khҧo sát ҧQKKѭӣng cӫDS+P{LWUѭӡQJÿӃn sӵ phát triӇn cӫa vi khuҭn 62

DANH MӨC BҦNG

BҧQJ&iFSKѭѫQJSKiSWәng hӧp GO 3

Bҧng 1.2: Các vi khuҭn thӱ nghiӋm 8

Bҧng 1.3: Thành phҫQP{LWUѭӡng TSA 18

Bҧng 1.4: Thành phҫn dung dӏch pha loãng 18

BҧQJ'zQJÿҫu tiên cӫa ma trұn Hadamard khi N=12; 20; 24 22

Bҧng 2.1: Các hóa chҩt sӱ dөng 25

Bҧng 2.2: Thành phҫn khӕLOѭӧng các chҩt sӱ dөng tәng vұt liӋu Ag/GO 28

Bҧng 2.3: Các biӃn trong ma trұn Plackett±Burman 34

Bҧng 2.4: Các thí nghiӋm sàng lӑc 35

Bҧng 2.5: Bӕ trí thí nghiӋm theo mô hình Box±Behnken 36

Bҧng 3.1: So sánh kӃt quҧ NtFKWKѭӟc AgNPs vӟi các nghiên cӭXWUѭӟFÿy 41

Bҧng 3.2: KӃt quҧ phân tích thành phҫn các nguyên tӕ cӫa các vұt liӋu Ag/GO 43

Bҧng 3.3: Giá trӏ IC50, MIC, và MBC cӫa vұt liӋu Ag/GO4 49

Bҧng 3.4: Khҧ QăQJ NKiQJ NKXҭn cӫa mӝt sӕ viӋu liӋu AgNPs Yj $J13V WUrQ Fѫ Vӣ graphene 49

Bҧng 3.5: KӃt quҧ thí nghiӋm theo mô hình Plackett±Burman 51

Bҧng 3.6: KӃt quҧ phân tích ANOVA 52

Bҧng 3.7: HӋ sӕ ҧQKKѭӣng cӫa các yӃu tӕ khҧo sát 54

Bҧng 3.8: Các giá trӏ hӋ sӕ WѭѫQJTXDQ 54

Bҧng 3.9: KӃt quҧ quy hoҥch thӵc nghiӋm theo mô hình Box±Behnken 55

Bҧng 3.10: KӃt quҧ phân tích ANOVA 56

Bҧng 3.11: Các giá trӏ hӋ sӕ WѭѫQJTXDQ5 57

BҧQJ  'XQJ OѭӧQJ KҩS SKө Wӯ WKt QJKLӋP NLӇP FKӭQJ WKHR P{ SKӓQJ Yj WKӵFQJKLӋP 58

DANH MӨC CÁC TӮ VIӂT TҲT

MIC Minimal inhibitory concentration 1ӗQJÿӝӭFFKӃWӕLWKLӇX MBC Minimum bactericidal concentration 1ӗQJÿӝWLrXGLӋWWӕLWKLӇX

IC50 Inhibitor concentration 50 % 1ӗQJÿӝӭFFKӃ VӵSKiWWULӇQFӫDYLNKXҭQ

FTIR Fourier transform infrared spectroscopy

3KәKӗQJQJRҥLFKX\ӇQKyDFourier

TEM Transmission electron microscopy tQKKLӇQYLÿLӋQWӱ WUX\ӅQTXD ROS

MӢ ĈҪU

Khoa hӑc công nghӋ ngày càng phát triӇn, cuӝc sӕng cӫDFRQQJѭӡLQJj\FjQJÿѭӧc nâng cao Nhӳng thành tӵu nәi bұWWURQJOƭQKYӵc hóa hӑc, công nghӋ sinh hӑc, và y GѭӧFÿmJL~SJLҧm thiӇu bӋnh tұW7X\QKLrQKjQJQăPYүn có hàng triӋXQJѭӡi chӃt do tình trҥng nhiӉm khuҭn

ViӋc sӱ dөng chҩt kháng sinh là giҧi pháp phә biӃQÿӇ ÿҭy lùi các bӋnh do vi khuҭn Jk\UD7X\QKLrQSKѭѫQJSKiSÿLӅu trӏ bҵQJFiFNKiQJVLQKWK{QJWKѭӡQJÿmWUӣ nên kém hiӋu quҧ, do viӋc lҥm dөng kháng sinh và sӵ xuҩt hiӋn các chӫng vi khuҭn kháng kháng sinh, tiêu diӋt các vi khuҭn có lӧL Jk\ VX\ QKѭӧFFѫ WKӇ YjJLD WăQJ QJX\ Fѫkháng thuӕc dүQÿӃn hiӋu quҧ ÿLӅu trӏ NpPWăQJFKLSKtFKăPVyFVӭc khӓe Quá trình nghiên cӭX FiF SKѭѫQJ SKiS ÿLӅu trӏ mӟi tiêu tӕn nhiӅu thӡi gian, tiӅn bҥc, và công sӭF QrQ ÿDQJ Fy [X Kѭӟng hҥn chӃ, khiӃn cho công tác phòng và chӳa bӋnh thêm nhiӅXNKyNKăQ9uYұ\[XKѭӟng chӃ tҥo các vұt liӋu kháng khuҭn có hiӋu quҧ ÿDQJÿѭӧc quan tâm nghiên cӭu và ѭXWLrQphát triӇQKjQJÿҫu

NhiӅu kӃt quҧ nghiên cӭu cho thҩy các vұt liӋu nano kim loҥi, oxit kim loҥi, graphene, graphene oxit có khҧ QăQJNKiQJNKXҭn tӕWĈӗng thӡi, sӵ kӃt hӧp giӳa các vұt liӋu này có thӇ tҥo ra vұt liӋu nanocomposite vӟi khҧ QăQJNKiQJNKXҭQÿѭӧFWăQJFѭӡng so vӟi các vұt liӋXÿѫQOҿ Ngoài ra, mӝt sӕ nghiên cӭu cho thҩy vұt liӋu Ag/GO có khҧ QăQJ WѭѫQJ WKtFK VLQK KӑF FDR ÿӝc tính tӃ bào thҩp, có thӇ ӭng dөng trong nhiӅXOƭQKYӵFNKiFQKDXÿһc biӋt là trong y tӃ Vì vұ\ÿӅ WjLÿѭӧc chӑQÿӇ nghiên cӭu

trong luұQYăQQj\ là: ³NGHIÊN CӬU TӘNG HӦP VÀ KHҦ26È7Ĉ,ӄU KIӊN KHÁNG KHUҬN CӪA VҰT LIӊU NANOCOMPOSITE BҤ& 75Ç1 &Ѫ 6Ӣ GRAPHENE OXIT´

&+ѬѪ1*TӘNG QUAN 1.1 Vұt liӋu nanocomposite bҥc/graphene oxit

Giͣi thi͏u 1.1.1

Vұt liӋu composite là vұt liӋX ÿѭӧc tәng hӧp tӯ hai hay nhiӅu vұt liӋu khác nhau nhҵm mөFÿtFKWҥo ra mӝt vұt liӋu mӟLFyWtQKQăQJѭXYLӋWKѫQKҷn vұt liӋu riêng rӁ EDQ ÿҫu Vұt liӋX QDQRFRPSRVLWH ÿѭӧc cҩu tҥo tӯ các tiӅn chҩt Fy NtFK WKѭӟc nano Nanocomposite bҥc/graphene oxit (silver/graphene oxide-Ag/*2  ÿѭӧc tҥo thành tӯ nano bҥc và tҩm graphene oxit

Nano bҥc (silver nanoparticles±AgNPs) bao gӗm các nguyên tӱ Ag liên kӃt vӟi nhau tҥo nên cҩu trúc tinh thӇ Vӟi mӛLSKѭѫQJSháp tәng hӧp khác nhau, AgNPs có cҩX WU~F Yj NtFK WKѭӟc hҥW NKiF QKDX Ĉѭӡng kính cӫa mӝt tinh thӇ $J13V WKѭӡng trong khoҧng 10±100 nm [1,2] AgNPs có thӇ phân tán tӕt WURQJ QѭӟF QKѭ thӇ hiӋn ӣ hình 1.1 7X\QKLrQ$J13VFyNtFKWKѭӟc nhӓ, QăQJOѭӧng bӅ mһt lӟn nên Fy [X Kѭӟng kӃt hӧp lҥL ÿӇ giҧm thiӇX QăQJ Oѭӧng bӅ mһW WURQJ TXi WUuQK ÿLӅu chӃ dүQ ÿӃn khҧ QăQJ NKiQJ NKXҭn bӏ suy giҧm dҫQ ĈӇ khҳc phөF QKѭӧF ÿLӇm này, phҧi tìm mӝt vұt liӋu giúp әQÿӏQKNtFKWKѭӟc AgNPs ÿӇ duy trì hiӋu quҧ kháng khuҭn

Trong luұQ YăQ Qj\ JUDSKHQH R[LW Oj Yұt liӋu có nguӗn gӕc tӯ FDFERQ Yj ÿѭӧc tәng hӧp tӯ graphite (Gi) Gi hay còn gӑi là than chì, là mӝt dҥng thù hình cӫa cacbon Gi có cҩXWU~FÿDOӟp, mӛLÿѫQ Oӟp bao gӗm các nguyên tӱ cacbon liên kӃt vӟi nhau tҥo thành mҥQJOѭӟi dҥng tә ong CiFÿѫQOӟp liên kӃt vӟi nhau bҵng lӵFWѭѫQJWiF\Ӄu Van der Waals và khoҧng cách giӳa các lӟp khoҧng 0,34 nm [3,4]

Gi bӏ oxy hóa, các nhóm chӭc chӭD R[\ ÿѭӧc hình thành và chèn vào giӳa các ÿѫQ Oӟp trong cҩu trúc Gi giúp nâng rӝng khoҧng cách giӳa các lӟp Sҧn phҭm cӫa TXiWUuQKR[\KyD*Lÿѭӧc gӑi là graphite oxit (GiO) [5]

*UDSKHQH R[LW *2  ÿѭӧc tҥo ra tӯ quá trình tách lӟp GiO GO có cҩu trúc nano hai chiӅu (2D), vӟi chiӅu dày bҵng mӝt nguyên tӱ cacbon GO có cҩu trúc dҥng tә ong Gj\ÿһFÿѭӧc mô tҧ theo mô hình Lerf±.OLQRZVNLQKѭWKӇ hiӋn ӣ hình 1.1 [6] Trên bӅ mһt và các cҥnh, GO có nhӳng nhóm chӭc chӭD R[\ QKѭ Oj HSR[LGH ±O±), hydroxyl (±OH), carboxylic (±COOH), và carbonyl (±C=O) Các nhóm chӭc này có tính phân cӵc giúp cho GO có khҧ QăQJ SKkQ WiQ WӕW WURQJ Qѭӟc [7], có diӋn tích bӅ mһt lӟQYjÿӝc tính tӃ bào thҩS'Rÿy, GO có thӇ là nӅn tҧng cho sӵ phát triӇn và әQÿӏnh các hҥt nano kim loҥi

Hình 1.1: &ҩXWU~FFӫD*2

3K˱˯QJ pháp t͝ng hͫp 1.1.2

Vұt liӋu Ag/GO có thӇ ÿѭӧc tәng hӧS WKHR KDL SKѭѫQJ SKiS FKtQK ÿӗng kӃt tӫa

(ex situ) và phӕi trӝn (in situ) 3KѭѫQJSKiSex situ có thӇ kiӇPVRiWÿѭӧc tӹ lӋ bҥc và

GO dӉ GjQJKѫQ7X\ QKLrQNKҧ QăQJSKkQWiQÿӗQJÿӅu AgNPs lên chҩt nӅn là rҩt

khó 7URQJNKLÿySKѭѫQJSKiSin situ FyѭXÿLӇm là các hҥWQDQRÿѭӧc hình thành và

phân tán khá ÿӗQJ ÿӅu trên chҩt nӅQ TX\ WUuQK ÿѫQ JLҧn, dӉ GjQJ ÿLӅu chӍnh kích WKѭӟc cӫa các hҥt nano [8]

Trong nghiên cӭu này, vұt liӋX $J*2 ÿѭӧc tәng hӧp bҵQJ SKѭѫQJ SKiS in situ

7KHRÿy$J*2ÿѭӧc tәng hӧSTXDKDLJLDLÿRҥn chính: (1) tәng hӧp GO tӯ Gi; (2) tәng hӧp Ag/GO tӯ GO và AgNO3

1.1.2.1 T͝ng hͫp GO tͳ Gi

Mӝt sӕ SKѭѫQJ pháp sӱ dөQJÿӇ tәng hӧS*2ÿѭӧc liӋt kê ӣ bҧng 1.1 [9,10] Bҧng 1.1&iFSKѭѫQJSKiSWәng hӧp GO

pháp Brodie

Staudenmaier và Hofmann

Hummers và Offeman

Hummers cҧi biên

Hummers cҧi tiӃn

Tác nhân oxy hóa

HNO3, KClO3

H2SO4,HNO3, KClO3

H2SO4, NaNO3, KMnO4

H2SO4,NaNO3, KMnO4

H2SO4, H3PO4,KMnO4NhiӋWÿӝ 25 oC 25 oC 35 oC 35 oC 50 oC

7URQJFiFSKѭѫQJSKiSWәng hӧS*2SKѭѫQJSKiS+XPPHUVFҧi tiӃQÿDQJÿѭӧc sӱ dөng phә biӃn hiӋn nay vӟLѭXÿLӇm [11]:

x Quá trình phҧn ӭng không tӓa nhiӅu nhiӋt

Hình 1.2: 4X\WUuQKWәQJKӧS*2Wӯ*LWKHRSKѭѫQJSKiS+XPPHUVFҧLWLӃQ

1.1.2.2 T͝ng hͫp Ag/GO tͳ GO và AgNO3

Các ion bҥF ÿѭӧc phân tán vào trong huyӅn phù GO Nhӡ các tác nhân khӱ: chҩt hóa hӑc, nhiӋt, tia bӭc xҥ, v.v mҫm tinh thӇ bҥc hình thành và phát triӇn trên chҩt nӅn

GO tҥo vұt liӋX$J*24XiWUuQKKuQKWKjQK$J*2ÿѭӧc mô tҧWURQJKunh 1.3 Ĉҫu WLrQ*2ÿѭӧFSKkQWiQYjRQѭӟF6DXÿyFiFLRQAg+ ÿѭӧc thêm vào và liên kӃt vӟi FiFYQJJLjXÿLӋn tӱ và các nhóm chӭc chӭa oxy Cuӕi cùng, các tác nhân khӱ sӁ khӱ các ion Ag+ thành nguyên tӱ bҥc, mҫm tinh thӇ nano bҥFÿѭӧc hình thành và phát triӇn trên các tҩm GO

Hình 1.3: &ѫFKӃWәQJKӧSYұWOLӋXQDQRFRPSRVLWH$J*2WKHRSKѭѫQJSKiSin situ

Mӝt sӕ chҩt khӱ mӟL ÿѭӧc nghiên cӭX QKѭ YLWDPLQ & ÿѭӡng saccharide, polyphenol, v.v là nhӳng chҩWNK{QJÿӝc hҥi, thân thiӋn vӟi P{LWUѭӡng, và giá thành thҩp [12,13] 'RÿyWURQJQJKLrQFӭu này, JOXFRVHÿѭӧc chӑn làm chҩt khӱ ion Ag+ 3KѭѫQJWUuQK(1.1) thӇ hiӋn phҧn ӭng giӳa glucose và AgNO3

Hình 1.4: KҧQăQJNKiQJNKXҭQFӫDFiFYұWOLӋXWUrQFѫVӣgraphene

Trong cҩu trúc Ag/*2 $J13V ÿѭӧc cӕ ÿӏnh lên các tҩm GO giúp nâng rӝng khoҧng cách giӳa các lӟp GO Ĉӗng thӡL*2OjQѫLFӕ ÿӏnh, giúp hҥn chӃ sӵ kӃt tө AgNPs KӃt quҧ là vұt liӋu mӟi tҥo thành có hoҥt tính kháng khuҭQFDRKѫQ Yұt liӋu tiӅn chҩt

Ag/GO là vұt liӋu có khҧ QăQJWѭѫQJWKtFKVLQKKӑFFDRÿӕi vӟi tӃ bào bҥch cҫu và hӗng cҫu cӫD ÿӝng vұt có vú Nghiên cӭX ÿӝc tính cҩp tính trên chuӝW ÿm FKR WKҩy khônJ Fy ÿӝc tính trӵc tiӃp hoһc gián tiӃS ÿӕi vӟi vұt chӫ Vұt liӋu Ag/GO có tiӅm QăQJӭng dөQJQKѭPӝt tác nhân kháng khuҭn trӵc tiӃSNK{QJÿӝc hҥi trong các sҧn phҭPQKѭEăQJGiQYӃWWKѭѫQJWKXӕc bôi, mӻ phҭm, màng lӑFQѭӟc, v.v [15]

&˯FK͇ kháng khu̱n cͯa Ag/GO 1.1.4

&ѫ FKӃ kháng khuҭn cӫa Ag/GO ÿѭӧc thӇ hiӋQ QKѭ KuQK 1.5 [16] Ĉҫu tiên, khi SKkQWiQYjRP{LWUѭӡng, vұt liӋu Ag/GO giҧi phóng ra các ion Ag+ xuyên qua màng tӃ bào vi khuҭn Khi xâm nhұp vào tӃ bào, Ag+ WѭѫQJWiFYӟi các nhóm thiol trong cҩu trúc các phân tӱ enzym và các phân tӱ ADN ӣ nhân tӃ bào, gây rӕi loҥn và ӭc chӃ khҧ QăQJ VLQKWUѭӣng cӫa vi khuҭn [17] Bên cҥQKÿyFiFKҥt AgNPs có khҧ QăQJKuQKthành các gӕc tӵ GR QKѭ VXSHUR[LW K\GUR SHUR[LW Jk\ SKi Kӫy màng tӃ bào cӫa vi khuҭn [18] Ngoài Fѫ FKӃ kháng khuҭn cӫD $J13V $J*2 FzQ Fy Fѫ FKӃ kháng khuҭn vұt lý cӫD*2ÿyOjWѭѫQJWiF trӵc tiӃp giӳa GO và màng tӃ bào cӫa vi khuҭn &ѫFKӃ này chӫ yӃu do sӵ tiӃp xúc giӳa màng tӃ bào cӫa vi khuҭn vӟi các cҥnh cӫa vұt liӋu Sӵ tiӃp xúc trӵc tiӃp này sӁ phá vӥ màng tӃ bào cӫa vi khuҭn Khi màng tӃ bào bӏ vӥ, dӏch bào sӁ tràn ra ngoài màng [19] Ngoài ra, các tҩm Ag/GO còn có khҧ QăQJF{lұSYjQJăQFKһn quá trình phân ly cӫa vi khuҭn [20] Vì vұy, vұt liӋu Ag/GO có khҧ QăQJNKiQJNKXҭQFDRKѫQFiFYұt liӋu tiӅn chҩt

RibosomADNEnzym/LrQNӃWYӟLULERVRP,

/LrQNӃWYӟL$'1,

ӭFFKӃVӵQKkQÿ{L 3KiKӫ\PjQJWӃEjR9{KLӋXKyDHQ]\P

Hình 1.5: &ѫFKӃ kháng khuҭn cӫa Ag/GO

Trong nghiên cӭu này, vұt liӋu sau khi tәng hӧSÿѭӧc thӱ nghiӋm khҧ QăQJNKiQJkhuҭQÿӕi vӟi cҧ hai loҥi vi khuҭQ*UDPkPYj*UDPGѭѫQJ

1.2 Vi khuҭn

Vi khuҭn có thӇ ÿѭӧc phân biӋW*UDPkPYj*UDPGѭѫQJGRVӵ khác nhau cҩu tҥo và tính chҩt cӫa màng tӃ bào Vi khuҭn *UDP GѭѫQJ Fy PjQJ SHSWLGRJO\FDQ Gj\không có màng ngoài tӃ bào, giӳ lҥi màu tím thuӕc nhuӝP 7URQJ NKL ÿy, vi khuҭn Gram âm có màng peptidoglycan mӓng kҽp giӳa lӟp màng tӃ bào bên trong và bên ngoài cӫa vi khuҭn, không thӇ giӳ lҥi màu thuӕc nhuӝP VDX Eѭӟc khӱ màu 'R ÿyWURQJÿӅ tài này, tiӃn hành nghiên cӭu khҧ QăQJNKiQJNKXҭn cӫD$J*2ÿӕi vӟi cҧ hai loҥi khuҭn Gram âm và *UDPGѭѫQJÿѭӧc liӋt kê ӣ EҧQJ1.2

Bҧng 1.2: Các vi khuҭn thӱ nghiӋm

1 Staphylococcus aureus (S aureus)

Là nhӳng cҫu khuҭn có ÿѭӡng kính tӯ 0,8±1,0 µm, bҳWPjX*UDPGѭѫQJ Tө cҫu vàng thuӝc loҥi dӉ nuôi cҩy, phát triӇn ÿѭӧc ӣ nhiӋW ÿӝ 10±45°C và nӗng ÿӝ muӕi cao tӟi 10%

Gây ra ngӝ ÿӝc cҩp tính sau khi ăQ SKҧi thӭF ăQnhiӉP ÿӝc tӕ tө cҫu tӯ 2±8 giӡ, có thӇ gây ra nhiӉm trùng các vӃt WKѭѫQJYY

(S enterica)

Là giӕng vi khuҭn hình que, trӵc khuҭn Gram âm, kӏ khí tùy nghi không tҥo bào tӱ, sinh sӕng trong ÿѭӡng ruӝWFyÿѭӡng kính khoҧng 0,7±1,5 µm, dài tӯ 2±5 µm và có vành lông rung hình roi [22]

Gây ra các bӋnh QKѭ WKѭѫQJ KjQnhiӉm trùng máu, và ngӝ ÿӝc thӵc phҭm Các triӋu chӭng nhiӉP ÿӝc: tiêu chҧy, nôn mӱa, buӗn nôn

(P aeruginosa)

Là trӵc khuҭn hiӃu khí Gram âm, hình dҥng thҷng hoһF KѫL FRQJ QKѭQJkhông xoҳQ  ÿҫu tròn,

0,5±1 µm x 1,5±5 µm P aeruginosa là loài vi khuҭn

kháng thuӕc phә biӃn [21]

Gây nhiӅu bӋnh khác nhau trên QJѭӡi: viêm ÿѭӡng hô hҩp, nhiӉm trùng ÿѭӡng máu, v.v

1.3 ҦQKKѭӣng cӫa mӝt sӕ yӃu tӕ ÿӃn sӵ phát triӇn cӫa vi khuҭn

̪QKK˱ͧng cͯa n͛QJÿ͡ ch̭t di͏t khu̱n 1.3.1

NӗQJÿӝ và thӡi gian tiӃp xúc chҩt diӋt khuҭn phө thuӝc vào bҧn chҩt cӫa chҩt diӋt khuҭn NӃu nӗQJÿӝ quá thҩp, hiӋu quҧ sӁ giҧm, còn nӗQJÿӝ quá cao, sӁ WăQJQJX\FѫKѭKҥi dөng cө YjJk\ÿӝFFKRQJѭӡi sӱ dөng Màng sinh chҩt cӫa vi khuҭn có tính

thҭm thҩu chӑn lӑc Tùy theo nӗQJÿӝ chҩt diӋt khuҭQPjFK~QJOjPWăQJKRһc giҧm khҧ QăQJWKҭm thҩu cӫa tӃ EjRÿӕi vӟi các ion nhҩW ÿӏnh, ӭc chӃ các enzyme có mһt

[iFÿӏnh thӡi gian tiӃS[~Fÿӫ ÿӇ chҩt diӋt khuҭn phát huy tác dөng hiӋu quҧ nhҩt

̪QKK˱ͧng cͯa pH 1.3.3

S+P{LWUѭӡQJWiFÿӝng trӵc tiӃp lên sӵ VLQKWUѭӣng cӫa các vi sinh vұWÿDQJVLQKsӕng, OjPWăQJKRһc giҧm khҧ QăQJWKҭm thҩu cӫa tӃ bào, ӭc chӃ hoҥt tính các enzyme có mһt trên thành tӃ bào Mӝt sӕ vi khuҭn có thӇ phát triӇQWUrQP{LWUѭӡng acid hoһc kiӅm, QKѭQJSKҫn lӟn các vi khuҭQѭDS+WUXQJWtQKhoһc kiӅm yӃu tӯ ÿӃn 8,00 Tuy nhiên, hҫu hӃt các loҥi vi khuҭQÿӅu có thӇ phát triӇn ӣ ÿӝ pH trong khoҧng tӯ 4,0 ÿӃn 9,0 Do tính thҩm qua màng sinh chҩWWѭѫQJÿӕi thҩp và vai trò cӫa hӋ thӕng chҩt ÿӋm nӝi bào giúp cho viӋc duy trì pH nӝi bào әQÿӏnh Các ion H+

OjPWKD\ÿәi trҥng WKiLÿLӋn tích trên thành tӃ bào vi khuҭn, ҧQKKѭӣQJÿӃn trҥQJWKiLÿLӋn ly cӫa phân tӱ

các chҩWGLQKGѭӥng [23,24] Mӛi sinh vұWÿӅu có khoҧng S+VLQKWUѭӣng tӕt nhҩt S areus có thӇ phát triӇn ӣ pH 4,5±9,3, tӕt nhҩt ӣ pH 7±7,5 [25] P aeruginosa có khҧ QăQJSKiWWULӇn ӣ pH 4,0±8,5, tӕt nhҩt ӣ pH 7±7,5 [26], S enterica có thӇ phát triӇn ӣ pH 5±9, phát triӇn tӕt ӣ pH 5,5±6,0 [27]

Vi khuҭQWKѭӡng sinh ra các chҩt thҧi có tính acid hay kiӅPÿӇ OjPWKD\ÿәi pH môi WUѭӡng sӕng Chúng lên men nguӗn carbonhydrat WURQJP{LWUѭӡng tҥo ra các acid hӳu FѫYj Fy WKӇ oxy hóa các hӧp chҩWOѭXKXǤnh dҥng khӱ ÿӇ sinh ra acid sulfuric hay phân giҧi các acid amin sinh ra NH3 tҥR UD P{L WUѭӡng kiӅm S aureus có khҧ QăQJ

hoàn nguyên nitrate thành nitrite S enterica có khҧ QăQJVLQK+2S [28]

1.4 Tình hình nghiên cӭXWURQJQJRjLQѭӟc và tính cҩp thiӃt cӫDÿӅ tài

Tình hình nghiên cͱu 1.4.1

1.4.1.1 Tình hình nghiên cͱXQJRjLQ˱ͣc

Trên thӃ giӟLÿmFyQKLӅu công trình nghiên cӭu vӅ vұt liӋXQDQRFRPSRVLWHWUrQFѫsӣ graphene nói chung và vұt liӋu Ag/GO nói riêng Các vұt liӋu này ӭng dөng trong

nghiên cӭu vӅ ҧQKKѭӣQJÿӗng thӡi cӫa mӝt sӕ yӃu tӕ QKѭQӗQJÿӝ Ag/GO, thӡi gian tiӃp xúc, pH, nhiӋWÿӝ, và mұWÿӝ vi khuҭQÿӃn hiӋu quҧ kháng khuҭn cӫa Ag/GO vүn FKѭDQKLӅu công bӕ

™ Nghiên cӭu cӫa nhóm tác giҧ Brazil vӅ hӑat tính sinh hӑc cӫa Bio-AgNPs/GO, vұt liӋXÿѭӧc tәng hӧp bҵQJSKѭѫQJSKiSH[- situ Sӵ hҩp phө cӫa Bio-AgNPs lên các tҩP *2 ÿm ÿѭӧc xác nhұn bҵng ҧQK 7(0 tFK WKѭӟc trung bình cӫa các hҥt Bio-AgNPs gҳn trên bӅ mһW*2ÿmÿѭӧc tìm thҩy là khoҧng 2-10nm Các hoҥWÿӝng kháng khuҭn cӫa nanocomposite Bio-*2$Jÿmÿѭӧc thӱ nghiӋm trên vi khuҭQ*UDPGѭѫQJvà Gram âm KӃt quҧ WKX ÿѭӧc gҫn QKѭ  ӭc chӃ các vi khuҭn Gram âm (P aeruginosa, S Typhimurium, S enteritidis, và E coli) QKѭQJ giҧm thҩS KѫQ ӣ vi khuҭn *UDP GѭѫQJ 6 DXUHXV Yj % &HUHXV) do sӵ khác biӋt trong cҩu trúc thành tӃ bào vi khuҭn Nghiên cӭu còn cho thҩy nanocomposite Bio-GOAg không ҧQKKѭӣng ÿӃn bӅ mһt thép không gӍ[29]

™ Liu et al (2011a) cho thҩ\ÿӝng hӑc kháng khuҭn cӫa nanocomposites Ag/GO kháng khuҭn tӕWKѫQVRYӟi AgNPs[30]

™ &DLHWDOFNJQJEiRFiRUҵng AgNPs gҳn trên rGO vӟi polyethyleneimine (PEI-rGOAg) cho thҩy hoҥWÿӝng kháng khuҭQFDRKѫQ$J13VәQÿӏnh bӣi polyvinyl pyrrolidine (PVP-AgNPs)[31]

™ Roe et al 2008 còn cho thҩy các hҥt Nano kim loҥi gҳn vӟL*2WѭѫQJWKích vӟi tӃ bào sinh hӑc, NK{QJ Jk\ ÿӝc cho tӃ bào cӫD FRQ QJѭӡL Yj NK{QJ ÿӝc cho môi WUѭӡng Ngoài nhӳng lӧi thӃ nêu trên, Bio-*2$JQDQRFRPSRVLWH FNJQJ ÿѭӧc sӱ dөng QKѭ Pӝt tác nhân antibiofilm thay thӃ mà không có nhӳQJ WiF ÿӝng bҩt lӧi cӫa vi khuҭn kháng tKѭӡng xuyên do kháng sinh, chҩt khӱ WUQJ Yj FiF WiF QKkQ WKѭӡng ÿѭӧc sӱ dөQJÿӇ loҥi bӓ YjQJăQFKһn sӵ hình thành cӫa màng sinh hӑc[32]

1.4.1.2 Tình hình nghiên cͱXWURQJQ˱ͣc

Ӣ ViӋt Nam, vұt liӋX QDQRFRPSRVLWHWUrQ FѫVӣ graphene vүn còn là loҥi vұt liӋu mӟi ÿDQJWURQJTXiWUuQKQJKLrQFӭu Mӝt sӕ kӃt quҧ cӫa các nhóm nghiên cӭu trong Qѭӟc vӅ vұt liӋXWUrQFѫVӣ graphene:

™ 7UѭӡQJ Ĉҥi hӑc Khoa hӑc Tӵ nhiên±Ĉҥi hӑc Quӕc gia T.p Hӗ &Kt 0LQK ÿmphát triӇQSKѭѫQJSKiSEyFWiFKYjNKӱ graphite oxit (GiO) bҵng polyethylene oxit và poly(ethyleneglycol)[33]

™ ViӋn Khoa hӑc Vұt liӋu thuӝc ViӋn Hàn lâm Khoa hӑc và Công nghӋ ViӋt Nam: Tәng hӧp vұt liӋu nano graphene oxit tӯ nguӗn nguyên liӋu graphite ViӋt Nam làm phө gia giҧm thҧLQѭӟc cho dung dӏch khoan ӣ nhiӋWÿӝ cao; Tәng hӧp graphene oxit±Fe3O4 ÿӇ xӱ lý chҩt màu hӳXFѫ[34]

™ PTN Trӑng ÿLӇPĈ+4*±HCM Công nghӋ Hóa hӑc và Dҫu khí (CEPP): Tәng hӧp Ge bҵQJSKѭѫQJSKiSYLsóng[35]; Tәng hӧp Fe3O4/graphene oxit, silica/graphene R[LW QDQRFRPSRVLWH ÿӇ xӱ Oê Qѭӟc thҧi nhiӉm kim loҥi nһng[36,37]; Tәng hӧp graphene oxit±MnFe2O4 ÿӇ loҥi bӓ Cd (II) trong Qѭӟc[38]; &KӃ WҥRDNDJDQHLWHJUDSKHQH R[LW ÿӇ KҩS SKө 1L2+ trong Qѭӟc[39]; 7әQJ KӧS JUDSKHQH

aerogel[40,41]; Tәng hӧp vұt liӋu ZnO/GO, ZnO/Ge ӭng dөng kháng khuҭn S aureus

và E coli[42]; Tәng hӧp vұt liӋu Ag/rGO ӭng dөng kháng khuҭn[43,8]

Tính c̭p thi͇t 1.4.2

AgNPs có khҧ QăQJ NKiQJ NKXҭn cao ÿѭӧc ӭng dөng trong nhiӅX OƭQK Yӵc khác nhau Tuy nhiên, hiӋu quҧ kháng khuҭn cӫa AgNPs có thӇ giҧm theo thӡi gian do hiӋn Wѭӧng kӃt tө cӫa AgNPs Chính vì vұy, trong nghiên cӭu này sӱ dөng GO làm chҩt әn ÿӏnh cho AgNPs GO có vai trò là chҩt nӅn cӕ ÿӏnh AgNPs JL~SWăQJFѭӡng tính әn ÿӏnh và hҥn chӃ sӵ kӃt tө cӫa AgNPs Ngoài ra, AgNPs OjPWăQJNKRҧng cách giӳa các tҩm GO, WăQJ diӋn tích bӅ mһt tiӃp xúc giӳa vұt liӋu và vi khuҭn, tӯ ÿy WăQJkhҧ QăQJkháng khuҭn cӫa Ag/GO 7KrP YjR ÿy NKҧ QăQJ NKiQJ NKXҭn cӫa Ag/GO còn phө thuӝc nhiӅXYjRWiFÿӝng cӫa các yӃu tӕ QKѭnӗQJÿӝ Ag/GO, thӡi gian tiӃp xúc, pH, nhiӋWÿӝ, và mұWÿӝ vi khuҭQ'Rÿyvҩn ÿӅ ÿһt ra là ngoài viӋc tәng hӧSÿѭӧc vұt liӋu liӋu Ag/GO có khҧ QăQJNKiQJNKXҭn cao, thì viӋFWuPUDÿLӅu kiӋn phù hӧSÿӇ nâng cao hiӋu quҧ kháng khuҭn cӫa vұt liӋXFNJQJrҩt cҫn thiӃt

1.5 Mөc tiêu, nӝi dung, SKѭѫQJSKiSnghiên cӭu, và tính mӟi cӫa nghiên cӭu

Mͭc tiêu 1.5.1

Tәng hӧp thành công vұt liӋu nanocomposite Ag/GO có khҧ QăQJNKiQJNKXҭn và ÿѭDra ÿLӅu kiӋn phù hӧSÿӇ nâng cao khҧ QăQJNKiQJNKXҭn cӫa Ag/GO

N͡i dung 1.5.2

Nӝi dung 1: Tәng hӧp và phân tích cҩu trúc±hình thái±ÿһc tính cӫa vұt liӋu GO,

AgNPs, và Ag/GO

Nӝi dung 2: Thӱ nghiӋm và so sánh khҧ QăQJ NKiQJ NKXҭn cӫa các vұt liӋu GO,

*2SKKѫS

Nӝi dung 3: Khҧo sát ҧQKKѭӣng cӫa nӗQJÿӝ Ag/GO, thӡi gian tiӃp xúc, pH, nhiӋt

ÿӝ, và mұWÿӝ vi khuҭQÿӃn hiӋu quҧ kháng khuҭn cӫa Ag/GO phù hӧSWuPÿѭӧc ӣ nӝi dung 2

3K˱˯QJSKiSnghiên cͱu 1.5.3

1.5.3.1 3K˱˯QJSKiSW͝ng hͫp v̵t li͏u

 Tәng hӧp GO bҵQJSKѭѫQJSKiS+XPPHUVFҧi tiӃn [7];

 Tәng hӧp AgNPs khӱ hóa hӑc bҵng chҩt khӱ glucose[44];

 Tәng hӧp nanocomposite Ag/GO bҵQJ SKѭѫQJ SKiS in situ [8] vӟi chҩt

khӱ glucose Tӹ lӋ vұt liӋu tiӅn chҩt AgNO3:GO sӱ dөng lҫQ Oѭӧt là 0,25:1,00; 0,50:1,00; 0,75:1,00; 1,00:1,00; và 1,25:1,00

1.5.3.2 3K˱˯QJSKáp phân tích c̭u trúc±hình thái±ÿ̿c tính cͯa v̵t li͏u

™ Phә hӗng ngoҥi biӃQÿәi Fourier (Fourier Transform Infrared Spectroscopy±FTIR)

Nguyên tҳcSKѭѫQJSKiSQj\Gӵa vào hiӋu ӭng là các hӧp chҩt hay nhóm chӭc có

khҧ QăQJKҩp thu chӑn lӑc nhiӉu xҥ hӗng ngoҥi Vì vұ\NKL[iFÿӏQKÿѭӧFEѭӟc sóng hҩp thu thì có thӇ [iFÿӏQKÿѭӧc hӧp chҩt hay nhóm chӭc tӗn tҥi trong vұt liӋu

Máy quang phә thӃ hӋ mӟLÿѭӧc chӃ tҥo theo kiӇu biӃQÿәi Fourier Các loҥi phә kӃ này là loҥi tӵ ghi, hoҥWÿӝng theo nguyên tҳFQKѭhình 1.6 Chùm tia hӗng ngoҥi phát ra tӯ nguӗQ ÿѭӧc chia thành hai phҫn, mӝWÿLTXDPүu (2) và mӝWP{LWUѭӡng ÿR¶ UӗLÿѭӧc bӝ tҥRÿѫQVҳc (3) tách thành tӯng bӭc xҥ có tҫn sӕ khác nhau và chuyӇn ÿӃQÿҫu cҧm biӃQĈҫu cҧm biӃn so siQKFѭӡQJÿӝ hai chùm tia và chuyӇn thành tín hiӋXÿLӋQFyFѭӡQJÿӝ tӹ lӋ vӟi phҫn bӭc xҥ bӏ hҩp thө bӣi mүX'zQJÿLӋQFyFѭӡng ÿӝ rҩt nhӓ nên phҧi nhӡ bӝ khuӃFKÿҥL WăQJOrQQKLӅu lҫQWUѭӟc khi chuyӇn sang bӝ phұn tӵ ghi (6) vӁ lên bҧn phә hoһFÿѭDYjRPi\WtQKÿӇ xӱ lý rӗi in ra phә

Hình 1.6: Nguyên lý hoҥWÿӝng cӫDPi\ÿR)7,5

Ӭng dөng: Xác ÿӏnh sӵ có mһt cӫa cӫa các nhóm chӭc trong cҩu trúc cӫa các vұt

liӋu GO, AgNPs, và Ag/GO

™ NhiӉu xҥ tia X (X Ray Diffaction±XRD)

Nguyên tҳc: nhiӉu xҥ WLD ; Oj SKѭѫQJ SKiS SKkQ WtFK GQJ ÿӇ [iF ÿӏnh cҩu trúc

tinh thӇ cӫa vұt liӋX 3KѭѫQJ SKiS Qj\ Fy WKӇ tiӃQ KjQK ÿR WURQJ P{L WUѭӡng bình WKѭӡng, ҧQKWKXÿѭӧc bҵng tӕFÿӝ chөp nhanh, rõ nét trên mӝt detector hiӋQÿҥi có thӇ ÿӃm tӟi mӝt photon mà không có nhiӉu xҥ và mӝt thuұt toán có thӇ phөc hӗi lҥi cҧ ҧnh cӫa mүu Nguyên tҳc cӫa nhiӉu xҥ WLD;ÿѭӧc trình bày ӣ hình 1.7

&ѫVӣ cӫDSKѭѫQJSKiSQKLӉu xҥ tia X là dӵa vào hiӋQWѭӧng nhiӉu xҥ cӫa chùm tia X trên mҥQJOѭӟi tinh thӇ Khi bӭc xҥ WLD;WѭѫQJWiFYӟi vұt chҩt sӁ có hiӋu ӭng tán xҥ ÿjQKӗi vӟLFiFÿLӋn tӱ cӫa các nguyên tӱ trong vұt liӋu có cҩu trúc tinh thӇ sӁ dүn ÿӃn hiӋQWѭӧng nhiӉu xҥ tia X[45]

Ӭng dөng: ;iFÿӏnh các nhiӉu xҥ ÿһFWUѭQJFӫa GO, AgNPs, và Ag/GO

Hình 1.7: 6ѫÿӗ nhiӉu xҥ tia X

™ Kính hiӇQYLÿLӋn tӱ truyӅn qua (Transmission Electron Microscopy-TEM) Nguyên tҳc: kính hiӇQ YL ÿLӋn tӱ truyӅn qua hoҥW ÿӝng theo nguyên tҳF QKѭ KuQK

1.8

MӝWFKPWLDÿLӋn tӱ hҽSÿѭӧc phát ra tӯ V~QJSKyQJÿLӋQWKѭӡng là các catot bӏ ÿӕWQyQJÿӇ cung cҩSFKRÿLӋn tӱ ÿӝQJQăQJWKRiWUDNKӓi liên kӃt vӟi kim loҥi catot WKѭӡng là W, Pt) Sau khi ra khӓLFDWRWÿLӋn tӱ di chuyӇn tӟi anot rӛQJYjÿѭӧc gia tӕc OrQVDXÿyWұp trung lҥi tҥo thành chùm tia hҽp nhӡ vào các thҩXNtQKÿLӋn tӱ và chiӃu xuyên qua vұt rҳQ6DXÿyFKPWLDOҥLÿѭӧc hӝi tө mӝt lҫn nӳa nhӡ vào các vұt kính FNJQJOjFiFWKҩu kính ÿLӋn tӱ CuӕLFQJFK~QJÿѭӧFSKyQJÿҥi thông qua mӝt sӕ thҩu kính trung gian vӟLÿӝ SKyQJÿҥi lӟn và kӃt quҧ ÿѭӧc thӇ hiӋn trên màn hình quan sát Các thҩu kính và vұWNtQKÿѭӧc sӱ dөQJÿӅXOjNtQKÿLӋn tӱ YuWURQJSKѭѫQJSKiSQj\sӱ dөQJFKPÿLӋn tӱ ÿӇ thay thӃ cho ánh sáng nhìn thҩy nên không thӇ sӱ dөng thҩu kính thӫ\WLQKÿѭӧc[45]

Ӭng dөng: XiF ÿӏQK NtFK WKѭӟc và sӵ phân bӕ AgNPs trong các vұt liӋu

QDQRFRPSRVLWH $J*2 NtFK WKѭӟc các hҥt AgNPs khi không kӃt hӧp vӟi GO (Ag/PVP)

™ Phә Raman

Nguyên tҳc: Quang phә Raman xuҩt hiӋQGRWѭѫQJWiFJLӳa ánh sáng vӟi các phân

tӱ Do sӵ WѭѫQJ WiF Qj\ Pj Oӟp vӓ ÿLӋn tӱ cӫa các nguyên tӱ trong phân tӱ bӏ biӃn dҥng tuҫn hoàn và sӁ dүQÿӃn làm sai lӋch vӏ trí cӫa các hҥt nhân nguyên tӱ trong phân tӱ Hay nói cách khác là các nguyên tӱ trong phân tӱ bӏ GDRÿӝng Tán xҥ Raman cho SKpS [iF ÿӏnh thông tin vӅ mӭF QăQJ OѭӧQJ GDR ÿӝng cӫa nguyên tӱ, phân tӱ hay mҥng tinh thӇ Các mӭF QăQJ OѭӧQJ ÿһF WUѭQJ GQJ ÿӇ phân biӋt nguyên tӱ này vӟi nguyên tӱ khác cho phép phân tích thành phҫn cҩu trúc cӫa mүu vұt Mӝt mүXWKѭӡng

Hình 1.8: Nguyên tҳc hoҥWÿӝQJPi\ÿR7(0

ÿѭӧc chiӃu sáng bӣi mӝt chùm laser trong vùng tӱ ngoҥi (UV), khҧ kiӃn (Vis) hoһc hӗng ngoҥi gҫn (NIR) Ánh sáng tán xҥ ÿѭӧc thu vào mӝt thҩXNtQKYjÿѭӧFÿLTXDEӝ lӑc nhiӉu hoһc quang phӕ kӃ ÿӇ thu phә Raman cӫa mүXQKѭKuQK 1.9

1JXӗQNtFKWKtFK±

tia laze %ӝFKӑQOӑFEѭӟF

0i\WtQKYjSKҫQPӅP[ӱOêHình 1.9: Nguyên lý hoҥWÿӝQJPi\ÿRSKә Raman

Ӭng dөng: XiFÿӏQKFiFÿӍQKÿһFWUѭQJ'* ÿӝ khuyӃt tұt cӫa GO, AgNPs, và

Ag/GO

™ Phә tán sҳFQăQJOѭӧng tia X (Energy-dispersive X-ray spectroscopy±EDS)

Phә tán xҥ QăQJOѭӧng tia X hay Phә tán sҳFQăQJOѭӧng là kӻ thuұt phân tích thành phҫn hóa hӑc cӫa vұt rҳn dӵa vào viӋc ghi lҥi phә tia X phát ra tӯ vұt rҳQGRWѭѫQJWiFvӟi các bӭc xҥ (mà chӫ yӃu là chùm ÿLӋn tӱ FyQăQJOѭӧng cao trong các kính hiӇn vi ÿLӋn tӱ)

Nguyên tҳc: kӻ thuұt EDX chӫ yӃXÿѭӧc thӵc hiӋn trong các kính hiӇQYLÿLӋn tӱ ӣ

ÿyҧnh vi cҩu trúc vұt rҳQÿѭӧc ghi lҥi thông qua viӋc sӱ dөQJFKPÿLӋn tӱ FyQăQJOѭӧQJFDRWѭѫQJWiFYӟi vұt rҳQ.KLFKPÿLӋn tӱ FyQăQJOѭӧng lӟQÿѭӧc chiӃu vào vұt rҳn, nó sӁ ÿkP[X\rQVkXYjR nguyên tӱ vұt rҳQYjWѭѫQJWiFYӟi các lӟSÿLӋn tӱ bên trong cӫa nguyên tӱ7ѭѫQJWiFQj\GүQÿӃn viӋc tҥo ra các tia X có Eѭӟc sóng ÿһc WUѭQJWӍ lӋ vӟi nguyên tӱ sӕ (Z) cӫa nguyên tӱ theo ÿӏnh luұt Mosley[46] Tҫn sӕ tia X SKiWUDOjÿһFWUѭQJYӟi nguyên tӱ cӫa mӛi chҩt có mһt trong chҩt rҳn ViӋc ghi nhұn phә tia X phát ra tӯ vұt rҳn sӁ cho thông tin vӅ các nguyên tӕ hóa hӑc có mһt trong mүXÿӗng thӡi cho các thông tin vӅ tӍ phҫn các nguyên tӕ này

Ӭng dөng: ;iFÿӏnh thành phҫn các nguyên tӕ C, O, và Ag trong vұt liӋu GO và

™ Kính hiӇQYLÿLӋn tӱ quét (Scanning Electron Microscope±SEM)

SEM là mӝt loҥi kính hiӇQ YL ÿLӋn tӱ có thӇ tҥo ra ҧnh vӟL ÿӝ phân giҧi cao bҵng cách sӱ dөng mӝWFKPÿLӋn tӱ hҽp quét trên bӅ mһt mүu Sӵ tҥo ҧnh cӫa mүu thông qua viӋc ghi nhұn và phân tích các bӭc xҥ phát ra tӯ WѭѫQJWiFFӫDFKPÿLӋn tӱ vӟi bӅ mһt mүu

Nguyên tҳc: &KPÿLӋn tӱ ÿѭӧFÿLӅu khiӇn bҵng các thҩXNtQKÿLӋn tӯ ÿѭӧc quét

lên bӅ mһt vұt chҩWNKLFiFÿLӋn tӱ tӟi bӅ mһt mүu, chúng bӏ tán xҥ ÿjQKӗi và không ÿjQKӗi bӣi các nguyên tӱ trong mүu làm phát xҥ các loҥLÿLӋn tӱ YjVyQJÿLӋn tӯ

Ӭng dөng: ;iFÿӏnh cҩu trúc bӅ mһt cӫa vұt liӋu GO và Ag/GO

™ Phә TXDQJÿLӋn tӱ tia X (X±ray photoelectron Spectroscopy±XPS)

;36OjNƭWKXұt phân tích tính chҩt trên bӅ mһt vұt liӋXWKѭӡQJÿѭӧFGQJÿӇ xác ÿӏnh thành phҫQFѫEҧn, trҥng thái hóa hӑc, trҥng WKiLÿiӋn tӱ cӫa các nguyên tӕ trên bӅ mһt cӫa vұt liӋX;36ÿѭӧc dӵa trên lý thuyӃt vӅ hiӋu ӭQJTXDQJÿLӋn Bҵng cách ghi lҥL QăQJ Oѭӧng liên kӃt cӫD FiF ÿLӋn tӱ phóng ra tӯ mӝt bӅ mһt mүu, sau khi bӅ mһt mүu bӏ chiӃu bӣi mӝWWLD;WURQJÿLӅu kiӋn chân không rҩt cao (UHV)

Nguyên tҳc: khi bӅ mһt cӫa mӝt tҩm kim loҥi bӏ chiӃu bӣi bӭc xҥ ÿLӋn tӯ có tҫn sӕ

lӟQ KѫQ Wҫn sӕ QJѭӥQJ FiF ÿLӋn tӱ sӁ hҩp thө QăQJ Oѭӧng tӯ các photon và sinh ra GzQJTXDQJÿLӋQ&iFÿLӋn tӱ phát xҥ UDGѭӟi tác dөng cӫa bӭc xҥ ÿLӋn tӯ gӑi là quang ÿLӋn tӱ

Ӭng dөng: [iFÿӏQKQăQJOѭӧng liên kӃt giӳa các nguyên tӕ trong vұt liӋu GO và

 Cho dung dӏch mүu thӱ tiӃp xúc vӟi mӝWOѭӧng vi khuҭn [iFÿӏnh ӣ nhiӋWÿӝ 25±1oC, thӡi gian là 5 phút Sau ÿy, trung hoà bҵng SKѭѫQJSKiSSKDORmQJ

 Song song tiӃn hành các kiӇP VRiW ÿLӅu kiӋn thӱ nghiӋm, kiӇm soát chҩt trung hoà và thҭPÿӏQKSKѭѫQJSKiSWKӱ nghiӋm

 ;iF ÿӏnh sӕ Oѭӧng vi khuҭn còn sӕng, sӕ Oѭӧng vi khuҭn bӏ diӋt Tӯ các thông sӕ WUrQ[iFÿӏnh tӹ lӋ diӋt khuҭn (%) hay tӹ lӋ giҧm (R)

™ Thuұt ngӳ

 Kháng khuҭn: Khҧ QăQJӭc chӃ, kìm hãm sӵ phát triӇn cӫa vi sinh vұt trong các sҧn phҭm kháng khuҭQGѭӟi tác dөng cӫa hoҥt chҩt kháng khuҭn có trong thành phҫn cӫa sҧn phҭm

 DiӋt khuҭn: sҧn phҭm có khҧ Qăng giӃt chӃt vi khuҭn, bào tӱ GѭӟLÿLӅu kiӋn [iFÿӏnh

 Trung hòa: Quá trình bҩt hoҥt hoһc ӭc chӃ khҧ QăQJ NKiQJ Qҩm cӫa sҧn phҭm Có thӇ sӱ dөQJSKѭѫQJSKiSSKDORmQJKoһc dùng các hóa chҩWÿӇ ӭc chӃ, bҩt hoҥt, nhҵm mөFÿtFKOjPJLҧm khҧ QăQJNKiQJNKXҭn cӫa sҧn phҭm sau thӡi gian tiӃp xúc

 Tác nhân trung hòa: Mӝt quá trình hoһc hóa chҩt sӱ dөQJÿӇ bҩt hoҥt,trung hòa hoһc làm giҧm tác nhân kháng khuҭn

 Vi khuҭn: WURQJSKѭѫQJSKiSQj\EDRJӗm cҧ vi khuҭn gram âm, vi khuҭn JUDPGѭѫQJ

™ Tài liӋu tham chiӃu

EN 1040:2005 (E): Chemical disinfectants and antiseptics Quantitative suspension test for the evaluation of basic bactericidal activity of chemical disinfectants and antiseptics Test method and requirements (phase 1)

EN 12353:2013: Chemical disinfectants and antiseptics Preservation of test organisms used for the determination of bactericidal (including Legionella), mycobactericidal, sporicidal, fungicidal and virucidal (including bacteriophages) activity

ASTM E1054: Standard Test Methods for Evaluation of Inactivators of Antimicrobial Agents

ASTM 2315±16: Standard Guide for Assessment of Antimicrobial Activity Using a

™ 0{LWUѭӡng nuôi cҩy và thuӕc thӱ ¾ 1JX\rQWҳFFKXQJ

 Các hoá chҩt sӱ dөQJÿzLKӓi ӣ dҥng muӕi khan, dҥng ngұPQѭӟc có thӇ sӱ dөQJQKѭQJFҫn tính toán lҥi khӕLOѭӧng sӱ dөng cho phù hӧp

 Thuӕc thӱ và hoá chҩt tinh khiӃt và thích hӧp cho phân tích vi sinh vұWÿҧm bҧo không ҧQKKѭӣQJKD\Jk\ÿӝc cho vi sinh vұt

Trypton, pancreatic digest of casein 15

Soya peptone, papaic digest of Soybean meal 5

TiӋt trùng bҵng autoclave sau khi tiӋWWUQJÿLӅu chӍnh pH trong khoҧng 7,0±0,2

¾ &KҩWWUXQJKRjSKѭѫQJSKiSOӵDFKӑQOjtrung hòa pha loãng ¾ 'XQJGӏFKSKDORmQJ

¾ &KӫQJYLVLQKYұWWKӱQJKLӋP

Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853; Salmonella enterica ATTC 35664; Staphylococcus aureus ATCC25923

™ Tính kӃt quҧ

¾ *L̫L WKtFKFiFWKX̵WQJͷYjFKͷYL͇WW̷W

 N và Nv ÿҥi diӋn cho dӏch vi khuҭn kiӇm tra và dӏch thҭPÿӏQK1Dÿҥi diӋn cho dung dӏch kiӇm tra diӋt nҩm, A (chӭQJ FiF ÿLӅu kiӋn thӱ nghiӋm), B (chӭng trung hòa), C (thҭP ÿӏQK SKѭѫQJ SKiS  ÿҥi diӋn cho các dung dӏch kiӇm chӭng trong thӱ nghiӋm

 N, Nv, Nvo, Na, A, B, C là sӕ tӃ bào tính trên mL cӫa các dung dӏch

 7URQJSKѭѫQJSKiSWUXQJKzDSKDORmQJ9c là giá trӏ sӕ Oѭӧng CFU/1 mL mүu

N0 sӕ tӃ bào/mL trong dӏch kiӇm tra tҥi thӡLÿLӇm bҳWÿҫu tiӃp xúc (t=0) và N0 =N/10 Vd: N = 1,9363x108 Æ N=1,9 x108

CFU/mL Tӯ ÿk\[iFÿӏQKÿѭӧc giá trӏ ܰ :

A, B, C là sӕ Oѭӧng vi sinh vұt còn VӕQJ trong quá trình kiӇm chӭQJFiFÿLӅu kiӋn

(A), quá trình trung hoà (B) và thҭP ÿӏQK SKѭѫQJ SKiS &  Wҥi thӡL ÿLӇm kӃt thúc

thӡi gian tiӃp xúc t (A), hoһc 5 phút (B) hoһc 30 phút (C) Chúng là giá trӏ Vc cӫa các dung dӏch A, B, C

Tính toán A,B, C theo công thӭc:

 Chӭng trung bình các sӕ ÿӃm hai nӗQJÿӝ liên tөc dùng trong tính toán phҧi nҵm trong khoҧng 5 và 15 (ví dө minh hoҥ)

 Ví dө: 10-5 kӃt quҧ ÿӃPÿѭӧc là 165 và 150 10-6 kӃt quҧ ÿӃPÿѭӧc là 25 và 20

1.5.3.4 PK˱˯QJSKiSFKRNK̫RViWÿL͉u ki͏n kháng khu̱n

Chӑn mӝt vi khuҭQ ÿҥi diӋQ ÿӇ khҧo sát các yӃu tӕ ҧQK KѭӣQJ ÿӃn khҧ QăQJ kháng khuҭn cӫa vұt liӋu Ag/GO phù hӧS WuP ÿѭӧc 1ăP \Ӄu tӕ ҧQK Kѭӣng là thӡi gian tiӃp xúc, nӗQJÿӝ vұt liӋu, pH, nhiӋWÿӝ, và mұWÿӝ vi khuҭQÿѭӧc khҧo sát bҵQJ SKѭѫQJ SKiS TX\ KRҥch thӵc nghiӋm theo hai mô hình Placket±Burman và Box±Behnken

¾ Mô hình Placket±Burman

Thí nghiӋPQj\WKѭӡQJÿѭӧc tiӃQKjQKWURQJJLDLÿRҥQÿҫu cӫa mӝt nghiên cӭu có nhiӅu yӃu tӕ ҧQKKѭӣQJÿӃQÿiSӭng MөFÿtFKFӫa thí nghiӋm là tìm ra các yӃu tӕ có ҧQKKѭӣng mҥnh nhҩWÿӃQÿiSӭQJÿӇ WURQJFiFJLDLÿRҥQVDXQJѭӡi nghiên cӭu có thӇ giҧm bӟt sӕ yӃu tӕ khҧo sát, giҧm bӟt sӕ nghiӋm thӭFYjÿѫQYӏ thí nghiӋm

1JѭӡLWDWKѭӡQJGQJSKѭѫQJSKiSWKLӃt kӃ kӃt hӧp yӃu tӕ giҧm 2k-pYjSKѭѫQJpháp thiӃt kӃ Plackett±%XUPDQÿӇ xây dӵng các thí nghiӋm sàng lӑc

Thí nghiӋPÿѭӧc thiӃt kӃ WKHRSKѭѫQJSKiSQj\FyPӝt sӕ ÿһFÿLӇm sau:

x Sӕ nghiӋm thӭc N là mӝt bӝi sӕ cӫa 7K{QJWKѭӡng ta chӑn N là sӕ gҫn vӟi sӕ yӃu tӕ khҧo sát k nhҩt (N>k)

x Các yӃu tӕ chӍ ÿѭӧc khҧo sát ӣ hai mӭc là mӭc cao và mӭc thҩp Trong ma trұn

yӃu tӕ mã hóa, các mӭF Qj\ WKѭӡQJ ÿѭӧc ký hiӋu là + và í WKD\ Yu  Yj í1

QKѭWKHRTX\ѭӟFWK{QJWKѭӡng)

x 1KѭYұy, ma trұn yӃu tӕ mã hóa là mӝt ma trұn trӵc giao, có k cӝt và N dòng,

chӍ chӭa các sӕ hҥQJ  Yj í ÿѭӧc biӇu diӉn bҵng + và í theo thӭ tӵ) Ma

trұQQj\FzQÿѭӧc gӑi là ma trұn Hadamard

3DOH\   ÿm WuP ÿѭӧc các thuұW WRiQ ÿӇ xây dӵng ma trұn Hadamard cho ÿӃn N=100 (ngoҥi trӯ N=92) Tuy vұy, khi N=2m, vӟi m là mӝt sӕ nguyên, thì ma trұn +DGDPDUG WѭѫQJWӵ QKѭPDWUұn yӃu tӕ mã hóa (MYM) trong SKѭѫQJSKiS NӃt hӧp yӃu tӕ giҧm Vì vұy thuұt toán này không bao gӗPFiFWUѭӡng hӧp N=8 ; 16 ; 32 ; 64

Ĉӕi vӟLFiFWUѭӡng hӧp N=12 ; 20 ; 240<0WѭѫQQJӭng vӟi N±1yӃu tӕ ÿѭӧc xây dӵQJQKѭVDX

x 'zQJ ÿҫu tiên ÿѭӧc lҩy tӯ bҧng 1.5 Dòng này còn ÿѭӧc gӑi là dòng "khóa" (key) hay phҫn tӱ sinh (generator)

x Dòng thӭ KDLWKXÿѭӧc bҵng cách dӏch dòng thӭ nhҩt sang bên phҧi mӝt vӏ trí Vӏ WUtÿҫu tiên cӫa dòng này sӁ là vӏ trí cuӕi cùng cӫDGzQJÿҫu tiên

x Các dòng tiӃSWKHRFKRÿӃn dòng N±1 WKXÿѭӧc theRFiFKWѭѫQJWӵGzQJGѭӟi WKXÿѭӧc bҵng cách dӏch dòng trên liӅn kӅ sang bên phҧi mӝt vӏ trí; vӏ WUtÿҫu tiên cӫDGzQJGѭӟi sӁ là vӏ trí cuӕi cùng cӫa dòng trên liӅn kӅ

x Toàn bӝ dòng N có giá trӏ Ojíÿѭӧc biӇu diӉn bҵng í)

x Khi N1í1, chӍ cҫn sӱ dөng mӝt phҫn cӫa ma trұQQj\WѭѫQJӭng vӟi k cӝt, N dòng.

Bҧng 1.5: 'zQJÿҫu tiên cӫa ma trұn Hadamard khi N=12; 20; 24 N=12 + + í + + + í í í + í

N=20 + + í í + + + + í + í + í í í í + + í

N=24 + + + + + í + í + + í í + + í í + í + í í í í

¾ Mô hình Box±Behnken

&iFSKѭѫQJSKiSWKLӃt kӃ theo mô hình Box±%HKQNHQWKѭӡng có ba mӭF“ÿӇ ÿҧm bҧo mô tҧ ÿѭӧc các mô hình bұc hai Box-Behnken cho sӕ Oѭӧng thí nghiӋm ít, có khҧ QăQJP{Wҧ mӝWFiFKWѭѫQJÿӕi chính xác các hiӋu ӭng chính và sӵ WѭѫQJWiFgiӳa hai yêu tӕ[47]

ThiӃt kӃ Box±Behnken cho p yӃu tӕ ÿѭӧc xây dӵng dӵa trên mӝt thiӃt kӃ hӝp NK{QJÿҫ\ÿӫ3KѭѫQJSKiSEӕ cөc ÿѭӧc mô tҧ QKѭKuQK1JRjLFiFÿLӇm thành phҫn trên khӕi hӝSFiFÿLӇm trung tâm cҫQÿѭӧc lұp lҥLÿӇ có thӇ ѭӟc tính các tham sӕ cӫa mô hình

Quy hoҥch thӵc nghiӋm theo thiӃt kӃ Box±Behnken[48] ™ ;iFÿӏnh sӕ Oѭӧng yӃu tӕ cҫn khҧo sát: p

;iFÿӏnh miӅn biӃn thiên:

ܼ௜௠௜௡ ൏ ܼ௜ ൏ ܼ௜௠௔௫Ǣ ‹ ൌ ͳǣ ’ (1.11) WURQJ ÿy ܼ௜௠௜௡: mӭc thҩp (mӭF Gѭӟi) cӫa yӃu tӕ thӭ i; ܼ௜: giá trӏ cӫa yӃu tӕ thӭ i; ܼ௜௠௔௫: mӭc cao (mӭc trên) cӫa yӃu tӕ thӭ i

™ Tâm quy hoҥch:

ܼ௜଴ ൌ ͲǡͷǤ ൫ܼ௜௠௔௫൅ ܼ௜௠௜௡൯ (1.12) WURQJÿyܼ௜଴: giá trӏ FѫVӣ cӫa yӃu tӕ thӭ i

Hình 1.10: ThiӃt kӃ Box±Behnken cho ba yӃu tӕ

ĈLӇm tâm cӫa quy hoҥch có tӑDÿӝ (ܼଵ଴, ܼଶ଴«ܼ௣଴)

ĈӇ viӋF WtQK WRiQ ÿѭӧc thӵc hiӋn thuұn lӧi, chuyӇn hӋ trөc tӵ nhiên ܼଵǡ ܼଶǡ ǥ ܼ௣sang hӋ trөc không thӭ nguyên (hӋ mã hóa) Vӟi:

ݔ௜ ൌ  ʹǤ ሺܼ௜ െ ܼ௜

ܼ௜௠௔௫െ ܼ௜௠௜௡ (1.13) Trong hӋ trөc không thӭ nguyên ta có mӭc trên là 1, mӭFGѭӟi là ±1, giá trӏ FѫVӣ là 0 TӑDÿӝ cӫDÿLӇm tâm trùng vӟi gӕc hӋ trөc tӑDÿӝ

Chӑn dҥQJSKѭѫQJWUuQKKӗi quy: ݕ ൌ  ߚ଴൅ ෍ ߚ௜ݔ௜

 (1.14)

WURQJÿyݕKjPÿiSӭng; ߚ଴: hӋ sӕ tӵ do; ߚ௜: hӋ sӕ mô tҧ ҧQKKѭӣng tuyӃn tính cӫa các tham sӕ ݔ௜; ߚ௜௜: hӋ sӕ mô tҧ ҧQKKѭӣng bұc hai cӫa các tham sӕ ݔ௜; ߚ௜௝: hӋ sӕ mô tҧ ҧQKKѭӣQJWѭѫQJWiFWX\Ӄn tính giӳa các tham sӕ ݔ௜; ߝ: sai sӕ

™ Xây dӵng ma trұn quy hoҥch thӵc nghiӋm theo Box±Behnken cho p yӃu tӕ

 Thӵc hiӋn N thí nghiӋm:

ܰ ൌ ʹǤ ݌Ǥ ሺ݌ െ ͳሻ  ൅  ܥ௢ (1.15) WURQJÿy&0: sӕ Oѭӧng thí nghiӋm tҥi tâm

 7tQKWRiQ[iFÿӏnh các hӋ sӕ hӗi quy: kiӇPÿӏnh sӵ FyQJKƭDFӫa các hӋ sӕ hӗi quy

Tính mͣi cͯa nghiên cͱu 1.5.4

Các vұt liӋu QDQRFRPSRVLWH WUrQ Fѫ Vӣ graphene ÿm Yj ÿDQJ ÿѭӧc nghiên cӭu ӭng dөng, thu hút sӵ quan tâm cӫa rҩt nhiӅu nhà nghiên cӭu Tuy nhiên, các nghiên cӭu vӅ ӭng dөng vұt liӋu Ag/GO WURQJOƭQKYӵc kháng khuҭn và ҧQKKѭӣng cӫa mӝt sӕ yӃu tӕ ÿӃn khҧ QăQJNKiQJNKXҭn cӫa Ag/GO vүQFKѭDQKLӅu trên thӃ giӟi nói chung và ViӋt Nam nói riêng ĈӅ tài ÿmQJKLrQcӭu SKѭѫQJSKiSWәng hӧp vұt liӋu Ag/GO vӟi quy trình ÿѫQJLҧn và thân thiӋn vӟLP{LWUѭӡng Sҧn phҭm tҥo ra ít chҩWÿӝc hҥi Ngoài ra, ÿӅ WjLFNJQJÿmQJKLrQFӭu mӭFÿӝ ҧQKKѭӣng cӫa mӝt sӕ yӃu tӕ ÿӃn khҧ QăQJNKiQJkhuҭn cӫa Ag/GO NӃu có khҧ QăQJ NKiQJ NKXҭn cao thì Ag/GO có tiӅP QăQJ ӭng dөng WURQJOƭQKYӵc kháng khuҭn ÿһc biӋt là kháng khuҭn trong y tӃ

&+ѬѪ1*THӴC NGHIӊM 2.1 +yDFKҩWGөng cө, thiӃt bӏ, YjÿӏDÿLӇm

Hóa ch̭t 2.1.1

Các hóa chҩt sӱ dөng trong luұQYăQÿѭӧc trình bày ӣ bҧng 2.1 Bҧng 2.1: Các hóa chҩt sӱ dөng

6 Dung dӏch ammoniac NH4OH Lӓng d = 8,8 g/mL Trung Quӕc

11

Poly

(vinylpyrrolidone) (C6H9NO)n Rҳn 99 % Trung Quӕc

Dͭng cͭ và thi͇t b͓ 2.1.2

Hình 2.1:BӇ siêu âm 1200W Hình 2.2: Máy ly tâm 2000 vòng/phút

Ĉ͓DÿL͋m th͹c hi͏n lu̵QYăQ 2.1.3

Các thí nghiӋm tәng hӧp vұt liӋX ÿѭӧc thӵc hiӋn tҥi Phòng thí nghiӋm TrӑQJÿLӇPĈҥi hӑc Quӕc gia Hӗ Chí Minh Công nghӋ Hóa hӑc và Dҫu khí (CEPP), 7UѭӡQJĈҥi hӑc Bách Khoa-Ĉ+4*73+ӗ Chí Minh

Các thí nghiӋm thӱ nghiӋm khҧo sát khҧ QăQJNKiQJNKXҭn cӫa các vұt liӋXÿѭӧc thӵc hiӋn tҥi phòng Hóa Lý Vi Sinh, Khoa Xét NghiӋm sinh hӑc Lâm Sàng, ViӋn Pasteur TP Hӗ Chí Minh

2.2 Thí nghiӋm

T͝ng hͫp GO 2.2.1

GO tәng hӧS WKHR SKѭѫQJ SKiS +XPPHUs cҧi tiӃn[7,42], gӗP KDL JLDL ÿRҥn: oxy hóa Gi và tách lӟp GiO QX\WUuQKÿѭӧc thӇ hiӋn ӣ hình 2.3

Hình 2.3: Quy trình tәng hӧp GO

ThuyӃt minh quy trình: Thêm 3 g Gi vào hӛn hӧp acid ÿұP ÿһc H2SO4/H3PO4(360:40 mL) TiӃp theo, thêm tӯ tӯ 18 g KMnO4 và khuҩy ӣ nhiӋWÿӝ ӣ 10oC 6DXÿyhӛn hӧSÿѭӧc khuҩ\ÿӅu và giӳ ӣ nhiӋWÿӝ 50 oC trong 12 giӡ Hӛn hӧSÿѭӧFÿѭDYӅ nhiӋWÿӝ phòng, thêm 500 mL Qѭӟc cҩt và 15 mL H2O2 30 % Hӛn hӧp tӯ màu vàng nâu chuyӇQ VDQJ PjX YjQJ ViQJ ÿѭӧF ÿHP O\ WkP  USP