SỰ TẬP HỢP CÁC CẤU TRÚC NANO NHƯ VẬT LIỆU SINH HỌC

SỰ TẬP HỢP CÁC CẤU TRÚC NANO NHƯ VẬT LIỆU SINH HỌC

LOGO SỰ TẬP HỢP CÁC CẤU TRÚC NANO NHƯ VẬT LIỆU SINH HỌC SELF-ASSEMBLY OF NANOSTRUCTURE AS BIOMATERIALS Nội dung Sự hấp thụ protein và đính tế bào lên SAM Màng đơn lớp tự tập hợp (SAM) Sợi nano tự tập hợp Giới thiệu về sự tự tập hợp Giới thiệu về sự tự tập hợp  Tự tập hợp là quá trình tự sắp xếp của phân tử xảy ra một cách độc lập trong tự nhiên. Ví dụ : sự tự tập hợp của màng lipid kép trong tế bào , micelle….  Các hệ thống sinh học sử dụng tự tập hợp để tạo thành các phân tử có cấu trúc khác nhau .  Mô phỏng theo sự tự tập hợp như tự nhiên là một chiến lược để tạo ra các vật liệu sinh học có cấu trúc theo ý muốn . Liên kết hydroLiên kết ion Liên kết Van der Waals Liên kết tạo keo Liên kết cộng hóa trị Sự tự tập Sự tự tập hợp hợp LOGO SỢI NANO SINH HỌC Tóm tắt Giới thiệu 1 Phương pháp tổng hợp 2 Ứng dụng 33  Gần đây, sợi nano đã đạt được sự chú ý ngày càng tăng bởi đặc tính độc đáo và có thể giao liên kết với các tế bào tương tự như khuôn nền ngoại bào( ECM ).  Vật liệu sinh học sợi nano có các tính chất cơ khí, điện, hóa chất, sinh học độc đáo. Giới thiệu Sợi nano sinh học cũng giống như hầu hết cái loại vật liệu nano khác. Tức là đều được chế tạo từ hai phương pháp thông dụng là :  Tổng hợp bằng phương pháp hóa học  Tổng hợp từ vật liệu tự nhiên Phương pháp tổng hợp  Phương pháp tổng hợp hóa học giúp tạo ra lượng lớn vật liệu nano với giá thành hợp lý.  Có thể bắt đầu với dung dịch muối và cho thêm hóa chất (như hydroxide). Sau khi sản phẩm ở trạng thái siêu bão hòa, quá trình kết tủa xảy ra .  Tính chất hạt phần lớn được xác định bởi tốc độ phản ứng, tốc độ phản ứng lại bị ảnh hưởng bởi nồng độ của các chất tham gia phản ứng, nhiệt độ, pH và thứ tự chất phản ứng cho vào dung dịch. Tổng hợp hóa học  Xi-Qiao Feng (Đại học Thanh Hoa, Bắc Kinh) và các cộng sự của ông ở Đại học Brown (Providence, Mỹ) đã chỉ ra rằng các sợi nano với đường kính từ 25 đến 100 nm có thể chiết suất từ các nguồn nguyên liệu thiên nhiên này bằng kỹ thuật siêu âm.  Feng cùng các cộng sự đã thành công trong việc chiết suất tơ nhện để tạo ra sợi nano với đường kính khoảng 30 nm bằng kỹ thuật siêu âm (tần số 20 kHz). Tổng hợp từ vật liệu tự nhiên [...]... các loại thuốc được tạo ra sẽ dựa trên vật liệu nano sinh học trong đó sợi nano sinh học có vai trò không nhỏ Ứng dụng MÀNG MỎNG ĐƠN LỚP THEO CÔNG NGHỆ TỰ TẬP HỢP (SELF-ASSEMBLED MONOLAYERS) LOGO Tóm tắt 1 Định nghĩa 2 Cấu tạo 3 Phân loại 4 Ứng dụng Định nghĩa  Là màng mỏng nano đơn lớp được hình thành bằng cách tự tập hợp có quy luật trên bề mặt của thể rắn Cấu tạo SAM Phần đầu (headgroup): đây... dùng kháng khuẩn cho hydroxyapatite TỰ TẬP HỢP PROTEIN ĐÍNH TẾ BÀO LÊN SAM LOGO Nội dung Sự hấp thụ protein lên bề mặt vật liệu Sự hấp thụ đặc hiệu protein lên SAM Sự đính tế bào lên SAM Ứng dụng trong cảm biến sinh học Sự hấp thụ protein lên bề mặt vật liệu Như c điểm : •Protein bị thay đổi liên tục và có thể bị biến tính •Protein hấp thụ lên bề mặt không đặc hiệu Sự hấp thụ protein lên SAM  Nếu nhóm...Ứng dụng  Vật liệu sinh học sợi nano có ứng dụng rộng rãi trong kỹ nghệ mô (tissue engineering) và sắp xếp tế bào (cell patterning), điện cực dùng trong chẩn đoán, và các thiết bị /vật liệu/ hạt nano sử dụng trong phân phối thuốc hoặc liệu pháp y học  Mihail Roco, chủ tịch của Nanoscale Science, Engineering and Technology Subcommittee tại NNI, tiên đoán vào năm 2015, ít nhất 1 nửa các loại thuốc... việc tạo SAM để tạo các nhóm chức hoạt động trên bề mặt vật liệu  Điều khiển hoạt tính bề mặt: dựa vào khả năng nhạy cảm điều kiện: diều khiển tính ưa nước, hiệu ứng hoạt tính sinh học ỨNG DỤNG  Điều chỉnh nhóm chức năng : một trong những ứng dụng của Sam là bảo vệ bề mặt kim loại chống oxy hóa và làm mềm hóa vật liệu Nhờ những nhóm chức này để chế tạo những vật liệu cảm biến, vật liệu kỹ thuật mẫu... thành màng nano đơn lớp Phần hai: là mạch alkyl dài, chính nhờ cấu trúc mạch alkyl này đã tạo được màng mỏng nano do lực liên kết Van Der Waals t Phần cuối: là nhóm chức năng giữ vai trò hoạt hóa bề mặt.Phân tử sinh học sẽ được gắn với nhóm chức năng này Cấu tạo SAM Phần đầu (headgroup): đây là phần quan trọng nhất có khả năng hấp phụ tạo liên kết với bề mặt đế phủ, là tiền đề để tạo thành màng nano đơn... collagen , fibronectin , laminin ⇒ phủ lên bề mặt các protein thuộc ECM  SAM-alkylsiloxanes có sự hiện diện của tripeptite Arg-Gly-Asp (RGD) thì các các thụ thể integrin của tế bào nguyên bào sợi sẽ đính lên Ứng dụng : Cảm biến sinh học SAM được phủ trên điện cực , một số đầu thu sinh học được gắn trên SAM như : Protein : emzyme , protein xác định chất kích thích… Kháng thể Acid nucleic Tế bào ... SAM-alkanethiols: Sam thiol có thế hình thành theo cách sắp xếp trong môi trường dung dịch hoặc thể khí, nhưng đa số trong dung dịch  Các giai đoạn: Dd thiol Đế Au Nhúng trong thời Gian 12-18h SAM trong dung dịch alkanethiol SAM-alkylsiloxanes  SAM-alkylsiloxanes:màng SAM-alkylsiloxanes hình thành do sự kết hợp giữa nhóm siloxane với nhóm chức –OH trên bề mặt của đế phủ bằng các hợp chất SiO2 ,Al2O3, mica, thủy tinh... phủ, là tiền đề để tạo thành màng nano đơn lớp Phần hai: là mạch alkyl dài, chính nhờ cấu trúc mạch alkyl này đã tạo được màng mỏng nano do lực liên kết Van Der Waals t Phần cuối: là nhóm chức năng giữ vai trò hoạt hóa bề mặt.Phân tử sinh học sẽ được gắn với nhóm chức năng này Phân loại PHÂN LOẠI  Dựa vào các yếu tố như phân tử hữu cơ tạo màng , dung môi hay ứng dụng mà có nhiều loại SAM khác nhau ... với các biosensor thì SAM chỉ hấp thụ một loại protein đặc hiệu mà không hấp thụ các protein khác , người ta sử dụng tương tác kháng nguyên – kháng thể  PEG có tác dụng kháng lại những hấp thụ không đặc hiệu VD : biotin-streptavidin… Hấp thụ protein đặc hiệu lên SAM Đính tế bào lên SAM  Trong cơ thể , các tế bào được đính vào ECM VD như : collagen , fibronectin , laminin ⇒ phủ lên bề mặt các. .. tương tác cộng hóa trị như tạo các liên kết amide,disulfide thì liên kết giữa protein và SAM sẽ bền hơn Bề mặt kháng hấp thụ protein  Một phương pháp kháng hấp thụ protein thành công là phủ lên bề mặt một lớp poly ( ethylene glycol ) với mật độ cao  Những nhóm oligo(ethylene glycol) dùng để kiểm soát các protein hấp thụ lên bề mặt  Mật độ PEG càng lớn và dây càng dài thì sự kháng hấp thụ càng hiệu . micelle….  Các hệ thống sinh học sử dụng tự tập hợp để tạo thành các phân tử có cấu trúc khác nhau .  Mô phỏng theo sự tự tập hợp như tự nhiên là một chiến lược để tạo ra các vật liệu sinh học có cấu. LOGO SỰ TẬP HỢP CÁC CẤU TRÚC NANO NHƯ VẬT LIỆU SINH HỌC SELF-ASSEMBLY OF NANOSTRUCTURE AS BIOMATERIALS Nội dung Sự hấp thụ protein và đính tế bào lên SAM Màng đơn lớp tự tập hợp (SAM) Sợi nano. (SAM) Sợi nano tự tập hợp Giới thiệu về sự tự tập hợp Giới thiệu về sự tự tập hợp  Tự tập hợp là quá trình tự sắp xếp của phân tử xảy ra một cách độc lập trong tự nhiên. Ví dụ : sự tự tập hợp của màng