xây dựng quy trình công nghệ chế tạo vật liệu oxit sắt nono và phức nhằm khảo sát khả năng ứng dụng trong y sinh học

1 SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO NGHIỆM THU ĐỀ TÀI NGHỊÊN CỨU KHCN CẤP SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH 2006-2008 Tên đề tài: XÂY DỰNG QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO VẬT LIỆU OXIT SẮT NANÔ VÀ PHỨC NHẰM KHẢO SÁT KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG Y SINH HỌC Chủ nhiệm đề tài: GS. TSKH NGUYỄN CÔNG HÀO Cơ quan chủ trì: Phân viện Hóa học các HCTN tại TP HCM TP HỒ CHÍ MINH 2008 2 BÁO CÁO KẾT QUẢ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC& CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH 1. Tên đề tài: Xây dựng qui trình công nghệ chế tạo vật liệu oxit sắt nano và phức nhằm khảo sát khả năng ứng dụng trong y sinh học 2. Chủ nhiệm đề tài: GS.TSKH Nguyễn Công Hào 3. Cơ quan chủ trì đề tài: Phân Viện Hóa học các Hợp chất thiên nhiên tại TP Hồ Chí Minh 4. Cơ quan quản lý đề tài: Sở Khoa học và Công nghệ TP H ồ Chí Minh 5. Danh sách các cán bộ tham gia chính trong đề tài: TT Họ và tên Học vị/chức danh KH Ngành chuyên môn Đơn vị công tác 1 Nguyễn Cửu Thị Hương Giang TS Sinh học phân tử Phân viện Hóa HCTN 2 Trần Hòang Hải TS, PGS Vật lý vật liệu y sinh Phân viện Vật lý 3 Đòan thị Kim Dung ThS Vật liệu nanô Phân viện Vật lý 4 Phạm Đình Hùng TS,PGS Hóa học hữu`cơ PTN nanô ĐH QG TP HCM 5 Lê Quốc Minh TS,PGS Giám đốc Vật liệu công nghệ nanô và ứng dụng Liên Hi ệp KHSX IMAG 6 Phạm Ngọc Hoa TS, Trưởng Khoa Bác sỹ Bệnh viện Chơ Rẫy TP HCM 7 Nguyễn Phương Dung TS Dược sỹ ĐH Y dược TP HCM 8 Nguyễn Phương Nam ThS Tin Sinh học ĐH KHTN PV HH CHCTN 3 MUC LUC Trang PHẦN TỔNG QUAN 1 PHẦN 1: NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP OXIT SẮT KÍCH THƯƠC NANÔ ỨNG DỤNG LÀM TĂNG ĐỘ NÉT HÌNH ẢNH TRONG CỘNG HƯƠNG TỪ 5 I.1. Mở đầu I.2. Tổng hợp các hạt nanô oxit sắt Fe 3 O 4 6 I.2.1. Các thiết bị thực nghiệm 6 I.2.2. Hóa chất 6 I.2.3. Qui trình tổng hợp hạt 6 I.3. Kết quả thực nghiệm 8 I.3.1. Phổ nhiễu xạ tia X 8 I.3.2. Đường cong từ hóa 9 I.3.3. Ảnh kính hiển vi điện tử quét (SEM) 11 I.4. Tổng hợp chất lỏng từ 14 I.4.1. Thiết bị thực nghiệm 14 I.4.2. Hóa chất 14 I.4.3. Quy trình tổng hợp 15 I.4.4. Kết quả đo tính chất từ và phân tích cấu trúc 17 I.4.5. Phân tích cấu trúc hạt 17 I.4.6. Khảo sát tính chất từ 18 I.4.7. Dạng hình học và kích thước 19 I.5. Ứng dụng và kiểm nghiệm 20 I.5.1. Thử nghiệm độc tính cấp 21 I.5.2. Kiểm nghiệm chất sinh nhiệt 23 I.5.3. Chụp ảnh cộng hưở ng từ 26 I.6. Kết luận phần I 28 Phần II: NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP GLUCONAT MỘT SỐ MUỐI KIM LOẠI ỨNG DỤNG TRONG PHÒNG CHỐNG BỆNH THIẾU MÁU DO THIẾU SẮT 29 II.1. Nội dung nghiên cứu 29 II.2. Phương pháp nghiên cứu 29 II.3. Nghiên cứu tổng hợp canxi gluconat 30 II.3.1. Tổng hợp canxi gluconat bằng phương pháp khuấy từ 30 II.3.2. Tổng hợp canxi gluconat bằng phương pháp vi sóng 34 II.3.3. Tổng hợp canxi gluconat b ằng kỹ thuật siêu âm 37 II.3.4. Một số hằng số vật lý và phân tích phổ của canxi gluconat 39 II.4. Nghiên cứu tổng hợp sắt gluconat 41 II.4.1. Tổng hợp Sắt (II) gluconat 41 II.4.2. Tổng hợp Sắt (III) gluconat 44 II.5. Nghiên cứu tổng hợp Đồng (II) gluconat 46 II 6. Nghiên cứu tổng hợp Mangan (II) gluconat 48 II.7. Nghiên cứu tác dụng bổ huyết của BM1, BM2, BM3 và BM4 52 II.7.1. Phương pháp, phương tiện 52 II.7.2. Kết quả thử nghiệm BM1,BM2 54 4 II.7.3. Kết luận phần thử nghiệm BM1 và BM2 57 II.7.5. Kết quả thực nghiệm khảo sát tác dụng BM3 và BM4 58 II.7.6. Kết luận thử nghiệm BM3 và BM4 61 II.8. Qui trình pha chế thuốc bổ máu phục vụ cho thử nghiệm sinh học 62 II.9. Kết luận phần II 64 Phần III: PHẦN KẾT LUẬN 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 PHỤ LỤC 68 5 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Trang Bảng 1.1. Các mẫu hạt Fe3O4 được đưa đi khảo sát 07 Bảng 1.2. Các mẫu đã tiến hành thực nghiệm 16 Bảng 1.3. Kết quả theo dõi thân nhiệt trong 03 ngày 25 Bảng 1.4. Kết quả thử nghiệm chất sinh nhiệt 25 Bảng 2.1. Các nhân tố phản ứng trong tổng hợp canxi gluconat 31 Bảng 2.2. Kềt quả tối ưu hóa tổng hợp canxi gluconat b ằng phương pháp leo dốc 31 Bảng 2.3. Bảng biến thiên của hiệu suất canxi gluconat theo nhiệt độ 33 Bảng 2.4. Bảng biến thiên của hiệu suất canxi gluconat theo thời gian phản ứng 34 Bảng 2.5. Khảo sát tổng hợp canxi gluconat bằng vi sóng theo thời gian phản ứng 35 Bảng 2.6. Khảo sát phản ứng tổng hợp canxi gluconat bằng thanh Siêu âm theo thời gian phản ứng 37 Bảng 2.7. Khả o sát phản ứng tổng hợp canxi gluconat bằng bồn siêu âm theo thời gian phản ứng 38 Bảng 2.8. Kết quả phân tích 13 C NMR canci gluconat 39 Bảng 2.9. Kết quả phân tích phổ 1 H NMR 40 Bảng 2.10. Biến thiên của hiệu suất phản ứng tổng hợp sắt (II) theo nhiệt độ và thời gian phản ứng 42 Bàng 2.11. Biến thiên của hiệu suất phản ứng tổng hợp Sắt (II) gluconat theo nhiệt độ và thời gian phản ứng. 45 Bang 2.12. Biến thiên của hiệu suất phản ứng tổng hợp Sắt (III) gluconat theo nhiệt độ và thời gian phản ứng. 45 Bảng 2.13 Kh ảo sát phản ứng tổng hợp Mangan(II) gluconat theo nhiệt độ 49 Bảng 2.14. Khảo sát phản ứng tổng hợp Mangan (II) gluconat theo thời gian 50 Bảng 2.15. Số lượng hồng cầu(triệu/mm 3 ) chuột nhắt trước và sau điều trị 54 Bảng 2.16. Trị số Hct(%) của chuột nhắt trước và sau điều trị 55 Bảng 2.17. Trị số Hb(%) của chột nhắt trước và sau khi tiêm APH 56 Bảng 2.18. Trọng lượng lách (g) chuột nhắt trước và sau điều trị 14 ngày 57 Bảng 2.19. Số lượng hồng cầu (triệu/mm 3 ) chuột nhắt trước và sau điều trị 58 Bảng 2.20. Trị số Hct(%) của chuột nhắt trước và sau điều trị 59 Bảng 2.21. Trị số Hb(%) của chột nhắt trước và sau khi tiêm APH 60 Bảng 2.22. Trọng lượng lách (g) chuột nhắt sau điều trị 14 ngày 61 6 DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ Đồ thị 2.1. Biến thiên hiệu suất tổng hợp canxi gluconat theo nhiệt độ phản ứng 33 Đồ thị 2.2. Biến thiên hiệu suất tổng hợp canxi gluconat theo thời gian phản ứng 34 Đồ thị 2.3. Biến thiên hiệu suất tổng hợp mangan(II) gluconat theo nhiệt độ phản ứng 49 Đổ thị 2.4. Biểu diễn hiệu suất tổng hợp mangan (II) gluconat theo th ời gian phản ứng 50 Đồ thị 2.5. Số lượng hồng cầu (triệu/mm 3 ) chuột nhắt trước và sau điều trị 54 Đồ thị 2.6. Trị số Hct(%) của chuột nhắt trước và sau điều trị 55 Đồ thị 2.7. Trị số Hb(%) của chuột nhắt trước và sau khi tiêm APH 56 Đồ thị 2.8. Trọng lượng lách (g) chuột nhắt sau điều trị 56 Đồ thị 2.9. Số lượng hồng cầu (triệu/mm 3 ) chuột nhắt trước và sau điều trị 58 Đồ thị 2.10. Trị số Hct(%) của chuột nhắt trước và sau điều trị 59 Đồ thị 2.11. Trị số Hb(%) của chột nhắt trước và sau khi tiêm APH 60 Đồ thị 2.12. Trọng lượng lách (g) chuột nhắt sau điều trị 61 DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1.1. Sơ đồ tổng hợp hạt nano bằng phương pháp đồng kết tủa 7 Hình 1.2. Ph ổ nhiễu xạ của mẫu hạt C15 8 Hình 1.3. Phổ nhiễu xạ của mẫu hạt C 65 8 Hình 1.4. So sánh đường cong từ hóa của C9 và C10 9 Hình 1.5. Đường cong từ hóa của hai mẫu C9 và C42 10 Hình 1.6. Các đường cong từ hóa của các mẫu C55, C65, C75 10 Hình 1.7. Ảnh SEM của các mẫu C19 và C15 11 Hình 1.8. Ảnh SEM của các mẫu C9 và C42 11 Hình 1.9. Ảnh SEM của các mẫu C55, C65 và C75 12 Hình 1.10. Ảnh TEM của các mẫu có kích cỡ khác nhau 13 Hình 1.11. Phổ nhiễu xạ tia X của các mẫu H4,H8,H9,H11,H12 17 Hình 1.12. Ảnh TEM của mẫu H4 đã phủ starch 20 Hình 1.13. Ảnh FESEM của mẫu H4 đã phủ starch 20 Hình 1.14. Lấy thân nhiệt của Thỏ 26 Hình 1.15. Gan Thỏ trước khi tiêm chất lỏng từ 26 Hình 1.16. Gan Thỏ sau khi tiêm 2 phút 27 Hình 1.17. Gan Thỏ sau khi tiêm 15 phút 27 Hình 1.18. Xương sống Thỏ khi chưa tiêm chất lỏng từ 27 Hình 1.19. Xương sống Thỏ sau khi tiêm 18 phút 27 1 PHẦN TỔNG QUAN Trong những năm gần đây công nghệ nanô đã phát triển mạnh mẽ trên thế giới, nhiều thành tựu đã được ứng dụng trong các ngành kinh tế và trong đời sống. Một trong những lĩnh vực đang được thế giới quan tâm và được các nhà khoa học cũng như chính phủ các nước đầu tư cho nghiên cứu ứng dụng là phục vụ cho lĩnh vực y sinh học nhằm bảo vệ sức kh ỏe con người [1]. Các hạt nano từ đã được quan tâm nghiên cứu vì các ứng dụng của chúng trong nhiều lĩnh vực như làm bộ nhớ dung lượng cao, …từ tính, chất hấp thụ sóng viba…đặc biệt là trong lĩnh vực sinh y học như chẩn đoán và điều trị các bệnh nan y như ung thư, các phép tách chiết tế bào, DNA, protein, phân phối thuôc đến đúng các mô bệnh, nâng nhiệt cục bộ tại các mô bệnh để diệt t ế bào ung thư và trươc hết là chẩn đoán chính xác căn bệnh ung thư khi còn sơ khai nhờ chụp ảnh cộng hưởng từ nhờ các chất tương phản nano từ. Giới thiệu về cộng hưởng từ (MR)và ảnh cộng hưởng từ (MRI): Tạo ảnh cộng hưởng từ là một kỹ thuật hiện đại, cho ta thấy hình ảnh của cơ thể dưạ trên nguyên lý của cộng hưởng từ hạt nhân (NMR). Đó là sự khác nhau về cường độ của tín hiệu mà mỗi mô trong cơ thể tạo ra tương ứng với xung của tần số vô tuyến. Nếu ta đặt một từ trường mạnh B 0 không thay đổi lên một tập hợp các proton như hạt nhân hydrogen trong phân tử nước, thì mômen từ spin của proton sẽ chuyển động tuế sai xung quanh trục z của từ trường với tần số Larmor : 00 B γ ω = Sau đó ta đặt thêm một từ trường xung biến thiên với tần số vô tuyến vuông góc với từ trường ngoài đúng bằng với tần số larmor thì sẽ có sự hấp thụ cộng hưởng xảy ra, Các proton sẽ chuyển lên các mức năng lượng cao hơn. Khi ngắt xung tần số vô tuyến thì có sự hồi phục của proton về trạng thái ban đầu và phát ra một lượng nhỏ của bức xạ điện từ được các cuộn dò phát hiện và chuyển thành hình ảnh. Hai tác nhân ảnh hưởng đến ảnh của cộng hưởng từ là mật độ proton và các hằng số thời gian hồi phục từ dọc (T1) và ngang (T2). Trong 1 mm 3 có gần 6.6 x 10 19 proton. Khi có hiện tượng cộng hưởng xảy ra thì chỉ cần có 2 x 10 14 proton trên 1 mm 3 nước tham gia quá trình này thì tín hiệu do chúng gây ra cũng đủ để nhận biết trên ảnh cộng hưởng từ. Nếu từ trường ngoài hướng dọc theo trục z thì các thời gian hồi phục dọc ( hay spin- mạng) và hồi phục ngang (hay spin-spin) lên hệ với các tín hiệu hồi phục có dạng: m z = m ( ) 1 /- 1 Tt e− m x,y = m sin () 2 / 0 Tt et − + φω t- thời gian, ( hằng số pha). T1 đặc trưng cho sự mất mát nhiệt cho môi trường xung quanh. T2 đặc trưng cho sự lệch pha của proton với từ trường xoay chiều. Chất lượng của ảnh cộng hưởng từ có thể tăng cường bằng các chất tương phản. Nguyên lý về chất tương phản là làm sao để thay đổi được các hằng số T1 và T2. Bằng cách giảm T1 là ta đã tăng độ khuếch đại của tín hiệu lên. Bằng cách giảm T2 là ta đã tăng tính tương phản của ảnh. Bằng cách dùng các chất tương phản từ tính thì ta có thể làm giảm được các hằng số T1 và T2. 2 Ferrit kích thước hạt nanô được quan tâm đến từ lâu bởi khả năng gắn kết với các chất có hoạt tính sinh học như enzym, kháng nguyên, DNA. Đây cũng là hướng có nhiều triển vọng ứng dụng trong y sinh học. Trong các vật liệu nanô có từ tính, chúng ta thấy rất nhiều tác dụng trên có thể thu được với ôxit sắt hai (II) và ba (III). Các ôxit sắt có những ứng dụng rất có triển vọng như: dùng ôxit sắt nanô để đánh dấu và phân lập tế bào, chữa bệnh theo phương thức nâng nhiệt cục bộ bởi từ trường, phân phối thuốc và đặc biệt, nâng cao chất lượng hình ảnh của cộng hưởng từ hạt nhân MRI [2]. Đượ c tập trung nghiên cứu ứng dụng trong y sinh học như vậy, có lẽ vì ôxit sắt rất thân thiện với thế giới sinh học, trong đó có con người. Sắt có trong thành phần của máu, vì vậy từ lâu khi bị thiếu máu người ta phải uống thuốc chứa sắt để khỏi bệnh! Gần đây đã có những thông báo tổng hợp hạt ôxit sắt nanô và xử lí bề mặt của chúng nhằm sử dụng làm vật liệu sinh học và các loại “thuốc” trị bệnh khác nhau [3]. • Tình hình nghiên cứu ngoài nước Trước đây có nhiều tác giả nghiên cứu tổng hợp ferrit kích thước nanô trong các điều kiện khác nhau như điều chế từ Fe(OH) 2 ở 90 o C [4], hay tổng hợp ở nhiệt độ phòng [5]. Cả hai công trình trên đều tiến hành trong mội trường kiềm mạnh pH=10-12. Gần đây có tác giả đã công bố phương pháp tổng hợp ferrit kích thước nanô ở trong khoảng 3-20 o C, pH=7-9, với điều kiện này phù hợp với các phân tử sinh học nhạy cảm như trypsin, avidin. Tuy nhiên với kích thước của ferrit cở 10 nm thì từ lực quá nhỏ khó tách chúng ra khỏi nước do đó cần điều chế kích thước lớn hơn. Tác giả Tada M. và cộng sự [6] đã thành công trong việc điều chế ferrit kích thước 30 nm khá phù hợp với việc nghiên cứu gắn kết với các chất có hoạt tính sinh học. Hatanaka và cộ ng sự cũng đã thành công trong việc gắn kết FITC-avidin lên hạt ferrit nanô kích thước nhỏ 10 nm [7]. Một số tác giả khác lại đưa ra phương pháp tổng hợp ferrit kích thước nanô nhờ phản ứng đồng kết tủa giưa hai dung dịch FeCl 2 và FeCl 3 bằng pipet nhỏ giọt 0,04 ml/giây và vòi phun áp điện kích cỡ 50 µm, tốc độ 0,01 ml/giây[8]. Kích thược hạt thu được khi dùng pipet nhỏ giọt là 5-8 nm, khi dùng vòi phun áp điện là từ 3 đến 5 nm. Một công trình nghiên cứu đáng chú ý nữa là tổng hợp ferrit kích thước nanô có điều chỉnh kích cỡ trong các dung dịch điện ly khác nhau [9]. Hầu hết các chất tương phản đều là các chất thuận từ. Chất tăng cường tương phản đầu tiên được đưa ra thị trường là chromium-EDTA, nhưng do tính bền trong thời gian quá dài, nên đã hạn chế sử dụng trong lâm sàng. Hiện nay trên thị trường đang lưu hành chất axit gadolium-diethylenetriamine pentaacetic ( Gd- DTPA) với tên gọi là Magnetvist, cũng là chất thuận từ ( PM). Một loại khác của chất tương phản được quan tâm rấ t nhiều là các hạt nanô siêu thuận từ. Bởi vì các chất siêu thuận từ không có độ từ hóa còn dư khi ngắt từ trường ngoài. Khi sử dụng các chất này thì các hằng số thời gian hồi phục được rút ngắn rất nhiều so với chất tương phản thuận từ như Gd-DTPA. Các chất tăng cường tính tương phản cho ảnh của cộng hưởng từ là các hạt nano ôxyt sắt siêu thuận từ hiện đang được quan tâm. Chẳng hạn các chất FeridexI.V, được hãng Advance Magnetics tung ra thị trường, đã đựơc sử dụng chụp ảnh gan, rối loạn túi mật. Một chất tương phản ôxít sắt khác có tên Resovit được sủ dụng chụp các khối u.[10,11] Các chất tương phản ôxit sắt siêu thuận từ có một sức hấp dẫn đối với các nghiên 3 cứu và điều trị bệnh vì chúng ít gây độc hại khi hoạt động trong cơ thể, sau khi điều trị thì chúng sẽ tự phân hủy qua đường gan. Độ từ hóa bão hòa của chúng lớn nên dễ diều khiển bằng từ trường ngoài. Tùy theo từng bộ phận trong cơ thể mà người ta sử dụng các hạt có kích thước khác nhau. Chẳng hạn, chụp ảnh ruột: đường kính trung bình của hạt không nhỏ hơ n 300 nm, chụp ảnh gan, lách: đường kính từ 80 – 150 nm, ảnh u bạch huyết: 20 – 40 nm, ảnh tủy xương : 20 nm… Kích thước của các hạt phụ thuộc vào các phương pháp tổng hợp: phương pháp vật lý , phương pháp hóa học và chiều dày lớp phủ bên ngoài. Lớp phủ bên ngoài phải có tính thích nghi sinh học, Chẳng hạn: Polyethylene glycol (PEG), Dextran, Polyvinylpyrrolidone (PVP), Fatty acids, Polyvinyl alcohol (PVA) , Polyacrylic acid, … Các chất tương phản ảnh cộng hưởng từ được sử dụng qua đường uống, tiêm vào tĩnh mạch ho ặc tiêm thẳng vào bộ phân cần chụp, tùy theo từng bộ phận trong cơ thể[12]. Người ta cũng đã nghiên cứu khả năng gắn kết các chất có hoạt tính sinh học như enzym, kháng nguyên, DNA lên các hạt ferrit kích thước nanô [13]. Tuy nhiên công trình nghiên cứu sự gắn kết của aptamer lên ferrit kích thước nanô còn chưa được khảo sát. Đây chính là nội dung chúng tôi thấy cần tiếp tục nghiên cứu. Việc chế tạo ra các tổ hợp vật liệu nanô có gắ n kết các chất mang hoạt tính sinh học cao có rất nhiều ý nghĩa. Một số công trình nghiên cứu nghiên cứu theo hướng sử dụng vật liệu cấu trúc nanô trong chẩn đoán nhanh dịch bệnh. Trong đó có đề cập đến khả năng tận dụng các tính chất của các hạt ferrit kích thước nanô dước tác động của các chất có hoạt tính sinh học như axit nucleic hay protein và virus [14]. Khi tạo ra được các tổ hợp aptamer với ferrit kích thước nanô chẳng nh ững có khả năng góp phần chẩn đoán sớm ung thư và các bệnh do virus gây ra mà aptamer còn có khả năng dẫn các hạt sắt từ nhỏ đến gần tế bào ung thư để tiêu diệt chúng. Hơn thế nữa nếu như gắn kết được các thuốc chữa ung thư hiên đang dùng như taxol lên đó có khả năng tạo ra thuốc hoá trị liệu đặc hiệu chỉ tấn công lên tế bào ung thư .Đây là các nội dung đã chuyển sang NCCB[15]. Nghiên cứu nâng cao thể lực cũng có liên quan mật thiết đến sự gia tăng hồng huyết cầu trong máu. Từ lâu những chứng bệnh thiếu máu do thiếu sắt đã được điều trị bằng các viên thuốc chứa sắt. Trong danh mục các biệt dược điều trị căn bệnh này có trên 10 lọai khác nhau nhưng họat chất chính vẫn là muối của sắt nh ư Sắt sunphat, Sắt fumarat, Sắt gluconat. Thời gian cuối người ta nghiên cứu sử dụng nhiều hợp chất phức sắt khác nhau trong đó có Sắt gluconat, sản phẩm điều chế từ muối sắt với gluconic acid. Theo nghiên cứu của bệnh viện Massachusetts General Hospital tại Boston trong các năm 1999-2002 cho thấy sử dụng sắt gluconat an tòan hơn là dùng Sắt dextran [16]. Việc nghiên cứu tiếp tục đang được triển khai và trong đó công nghệ ch ế tạo sắt gluconat hiệu suất cao chất lượng tốt cũng là một nội dung đáng quan tâm trong đề tài nghiên cứu về oxitsắt nanô. Gần đây có một số công trình nghiên cứu sâu hơn về hoạt tính sinh học của các muối gluconat Sắt, Đồng, Mangan, đặc biệt là khả năng phòng trị bệnh ung thư [23] 4 • Tình hình nghiên cứu trong nước Trong một số năm qua, nhất là từ khi chương trình khoa học cơ bản trọng điểm về khoa học và công nghệ nanô do Giáo sư Viện sỹ Nguyễn Văn Hiệu đề xuất và được nhà nước phê duyệt cho triển khai năm 2004-2005, hàng loạt các nghiên cứu vật liệu nanô và ứng dụng đã xuất hiện. Trong lĩnh vực Vật lý và Khoa học Vật liệu, tại hội nghị Vật lý toàn quốc, họ p vào đầu tháng 11 năm 2005, Hà Nội, chúng ta thấy có khá nhiều báo cáo của các tập thể khoa học lớn liên quan đến vật liệu ôxit sắt dạng hạt nanô và ứng dụng. Như các báo cáo của nhóm nghiên cứu của GS Thân Đức Hiền, ITIMS, ĐH Bách Khoa Hà nội về chất lỏng từ, GS Nguyễn Hữu Đức, ĐH Công nghệ, PGS Trần Hoàng Hải, Phân Viện Vật lý, TP HCM, TS Nguyễn Hoàng Hải, ĐHKHTN, ĐHQG Hà nội về chế tạo dịch keo c ủa ôxit sắt dạng hạt nanô và triển vọng ứng dụng trong y sinh học [17]. Theo hướng tổng hợp vật liệu gắn liền với kĩ thuật tương thích sinh học, gần đây còn có công trình của GS Nguyễn Công Hào và TS Nguyễn Cửu Thị Hương Giang nghiên cứu chế tạo tổ hợp ôxit sắt nanô được bao bọc bằng phân tử ADN, tạo nên một siêu phân tử (vật liệu lai hữu cơ - vô cơ cấu trúc nanô), có kh ả năng tương thích sinh học cao[18]. Từ vài năm trước đây, tập thể khoa học của PGS Lê Quốc Minh và GS.TSKH Nguyễn Phú Thuỳ, đã tổng hợp thành công nanocomposite của ôxit sắt trong nền solgel, từ đấy có thể chế tạo màng mỏng chứa hạt sắt (kim loại) nanô, trong mạng silica [19]. Thời gian qua, Viện Khoa học Vật liệu, Viện Khoa học Côngnghệ Việt nam, đã tổ chức một số khảo sát ban đầu v ề khả năng tổng hợp dung dịch keo (dịch keo huyền phù) nanô của ôxit sắt và bari sunphat định hướng ứng dụng trong công nghệ chuẩn đoán và điều trị [20]. Phân Viện Vật lý tại Tp. Hồ Chí Minh trong hơn hai năm nay đã bắt đầu vào việc nghiên cứu công nghệ nanô, đặc biệt đi sâu vào việc tổng hợp các hạt nanô siêu thuận từ ôxit sắt: các loại hạt nanô ferit spinel: M Fe2O4 ( M= Fe, Co, Ni, Zn, Chúng tôi đã thi ết lập quy trình công nghệ tổng hợp các hạt nanô siêu thuận từ oxit sắt với sự phân bố kích thước hạt theo các yêu cầu . Bước đầu đã phủ một số hợp chất có tính thích nghi sinh học để phục vụ cho các công việc nghiên cứu trong y sinh học, đặc biệt trong việc chẩn đóan chính xác và điều trị các bệnh nan y như ung thư.[21,22]. Nắm bắt nhu cầu cấp thiêt của ngành y tế của nước ta trong chu ẩn đoán và điều trị bệnh , cụ thể trong lĩnh vực chuẩn đoán hình ảnh cộng hưởng từ, hiện tại phải nhập ngoại hoàn toàn hoá phẩm dịch tương phản các loại ( khoảng 50.000 liều /năm 2005) phục vụ cho tất cả các cơ sở y tế có thi ết bị MRI. Trong đề tài nghiên cứu này, đầu tiên chúng tôi sẽ tâp trung tổng hợp các hợp chất tăng cường tính tương phản ảnh cộng hưởng từ nhằm mục đích thay thế cho các chất phải nhập từ nước ngoài. Tiếp đến chúng tôi nghiên cứu khả năng gắn kết giữa ferrit kích thước nanô với DNA và nucleotid khác nhau nhằm tạo ra các chất mang thuốc đến tế bào đích, phục vụ phương pháp hoá trị liệu đặ c hiệu trong điều trị bệnh nan y. Đồng thời triển khai ứng dụng phức Sắt với các ligan khác nhau như Sắt gluconat, Sắt dextran (nhu cầu 200.000 liều/năm 2005)v.v đã được nghiên cứu nhằm sớm đưa vào sản xuất thử dược phẩm “ chống thiếu máu” ở Việt nam. [...]... là thiết bị khu y đơn giản, dễ thực hiện và đã được đề cập trong các tài liệu tham khảo của các tác giả trước Q trình khảo sát mở đầu từ việc quy hoạch thực nghiệm Quy hoạch thực nghiệm phản ứng tổng hợp canxi gluconat Nhằm khảo sát những y u tố ảnh hưởng đến phản ứng tổng hợp canxi gluconat, chúng tơi tiến hành xác định phương trình hồi quy về hiệu suất phản ứng bằng ma trận mở rộng của phương pháp... mét.Các vật liệu có kích thước nano thể hiện những thuộc tính khơng giống với vật liệu khối tương ứng, đồng thời kích thước và bề mặt có ảnh hưởng rất lớn đến tính chất của vật liệu [1] Đặc biệt , cơng nghệ nanơ đã và đang có nhiều ứng dụng quan trọng trong khoa học đời sống và chăm sóc sức khỏe con người Các nhà khoa học ng y càng bị cuốn hút khi nghiên cứu hạt nano từ đặc biệt trong lĩnh vực y – sinh học. .. lỏng từ Fe3O4 vào trong gan nhiều hơn ) Tương tự, hình 1.19 cũng thể hiện độ tương phản tốt hơn hình 1.18 Điều n y chứng tỏ, chất lỏng từ cũng hiện diện trong xương sống của Thỏ I.6: KẾT LUẬN PHẦN I 1 Quy trình tạo hạt: Đã x y dựng quy trình tổng hợp các hạt nanơ ơxít sắt Fe3O4 siêu thuận từ với các kích thước hạt được phân bố trong vùng kích thước: a 4 - 7 nm b 8 - 12 nm c 16 - 20 nm 2 Quy trình bọc lớp... 8 - 12 nm c 16 - 20 nm 2 Quy trình bọc lớp thích nghi sinh học: Đã x y dựng được quy trình bọc các hạt nanơ ơxít sắt bằng lớp polimer hữu cơ có họat tính sinh học Starch 3 Q trình thử nghiệm trên động vật: Chúng tơi đã thử nghiệm trên chuột và thỏ và theo dõi các động vật đã thử nghiệm trong 30 ng y, kết quả cho th y rằng : Thỏ (thử chí nhiệt tố) và Chuột (thử độc tính cấp) với LD0 vẫn sống bình thường,... xem xét sử dụng thiết bị nào là hiệu quả trong phản ứng n y Sản phẩm sau khi điều chế được tinh chế sạch và xác định điểm nóng ch y, đo độ quay cực [α]D, phân tích bằng phổ IR, UV- Vis, 1H- NMR và 13C-NMR II.3 1 Tổng hợp canxi gluconat bằng phương pháp khu y từ Chúng tơi bắt đầu khảo sát điều kiện tối ưu sử dụng cho phản ứng tổng hợp canxi gluconat bằng m y khu y từ đ y là thiết bị khu y đơn giản,... khơng và khi có từ trường ngồi thi nhanh chóng đạt giá trị bão hòa và có độ lớn để có thể sử dụng trong y sinh học Để thực hiện điều kiện các hạt khơng độc hại và có tính thích nghi sinh học thì phải bọc các hạt bằng các lớp phủ polymer từ các chất hữu cơ hay vơ cơ khơng độc hại và có tính thích nghi sinh học mà các nhà sản xuất trên thế giới đã lưu hành trên thị trường.Các quy trình tạo hạt ơxit sắt. .. Như v y khi tăng nồng độ OH- sẽ làm kích thước hạt tăng lên Tiếp theo ta cũng khảo sát ảnh hưởng các điều kiện phản ứng đến kích thước hạt Fe3O4 Y u tố khảo sát đầu tiên là dung dịch phản ứng được sục khí trơ trong q trình phản ứng Hình 1.8: Ảnh SEM của các mẫu C9 và C42 11 Ảnh SEM của hai mẫu C9 và C42 cho ta th y kích thước trung bình của hạt nhỏ hơn và phân bố đồng đều hơn khi q trìnhphản ứng được... phản ứng bằng phần mềm StatGraphics Plus 4.0 - Sản phẩm được xác định một số hằng số vật lý như đo điểm nóng ch y, độ quay cực và được nhận danh bằng phổ IR, UV-Vis, 1H-NMR, 13C-NMR II 2 2 Tổng hợp sắt (II), sắt (III), đồng (II), mangan(II) gluconat - Khảo sát nhiệt độ phản ứng và thời gian khu y cơ học, xác định điều kiện mà phản ứng cho độ chuyển hóa tốt nhất - Cách tính hiệu suất phản ứng: CaSO4 sinh. .. lượng chất độc (mg) trong 1mm3 khơng khí hoặc 1 lít nước có thể g y chết 50% cá thể thí nghiệm LD50 và LC50 càng thấp chứng tỏ độ độc tính càng cao 3.Độc mạn tính (độc trường diễn) : chỉ khả năng tích luỹ chất độc trong cơ thể, khả năng g y đột biến, g y ung thư hoặc qi thai, dị dạng 4 Liều chết viết tắt là LD(lethal dose) : là liều g y chết con vật dùng thuốc Liều chết khơng áp dụng thử cho người mà... 500mg/kg, nồng độ khảo sát 60mg/ml và 40mg/ml trên 3 chuột: tương ứng với 500 lần liều sử dụng ở người (0,1ml/10g) 2/3 chuột còn sống sau khi tiêm 14 ng y thử nghiệm 1/3 chuột chết ngay sau khi tiêm 22 - Liều 600mg/kg, nồng độ khảo sát 60mg/ml (trên 8 chuột) : tương ứng với 600 lần liều sử dụng ở người (0,1ml/10g) 6/8 chuột chết sau khi tiêm - Liều 750mg/kg, 0,2ml/10g nồng độ khảo sát 40mg/ml (trên . X Y DỰNG QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO VẬT LIỆU OXIT SẮT NANÔ VÀ PHỨC NHẰM KHẢO SÁT KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG Y SINH HỌC Chủ nhiệm đề tài: GS. TSKH NGUYỄN CÔNG HÀO Cơ quan chủ. nghệ chế tạo vật liệu oxit sắt nano và phức nhằm khảo sát khả năng ứng dụng trong y sinh học 2. Chủ nhiệm đề tài: GS.TSKH Nguyễn Công Hào 3. Cơ quan chủ trì đề tài: Phân Viện Hóa học các Hợp. vọng ứng dụng trong y sinh học. Trong các vật liệu nanô có từ tính, chúng ta th y rất nhiều tác dụng trên có thể thu được với ôxit sắt hai (II) và ba (III). Các ôxit sắt có những ứng dụng