điều chế nano bạc bằng phương pháp hóa siêu âm

Một số công bố cho rằng nano bạc có khả năng kháng trên 600 loại vi khuẩn và vi rút khác nhau trong đó có cả vi rút HIV 4.. Ngoài những ứng dụng trong nghành công nghệ cao, trong y học,

ĐIỀU CHẾ NANOBẠC BẰNG PHƯƠNG PHÁP HOÁ SIÊU ÂM (SONOCHEMICAL) DÙNG ĐỂ TẨM CÁC VẬT LIỆU VẢI CHỐNG KHUẨN HIỆU

NĂNG CAO.

Phạm Trung Sản, Trương Anh Khoa Nguyễn Hoàng, Vũ Thị Chính Tâm Huỳnh Hoàng Như Khánh, Thái Thị Hoà

Viện nghiên cứu và ứng dụng công nghệ Nha Trang

Giới thiệu

Bạc được biết đến như một trong những chất sát trùng tự nhiên có tính kháng khuẩn cao và ít độc nhất, không ảnh hưởng đến sức khoẻ của con người Đặc biệt

là hạt bạc có kích thước nanomet (1-100nm) có khả năng kháng khuẩn vượt trội Một số công bố cho rằng nano bạc có khả năng kháng trên 600 loại vi khuẩn và vi rút khác nhau trong đó có cả vi rút HIV (4) Ngoài những ứng dụng trong nghành công nghệ cao, trong y học, ngày nay trên thế giới nano bạc được sử dụng rất hiệu quả trong việc sản xuất ra các vật dụng kháng khuẩn cho con người sử dụng hàng ngày (quần áo, bít tất, lót giầy vv) vừa có ý nghĩa bảo vệ môi trường vừa ngăn ngừa một số vi khuẩn gây bệnh ảnh hưởng đến con người

Việt Nam là một nước nhiệt đới gió mùa, khí hậu nóng ẩm là điều kiện thuận lợi cho việc sinh sôi và phát triển của các loài vi khuẩn gây bệnh ảnh hưởng đến sức khoẻ con người Việc tìm một biện pháp hạn chế ngăn ngừa các vi khuẩn có hại để bảo vệ cộng đồng là rất cần thiết và đang được xã hội quan tâm Chế tạo vật dụng mà con người sử dụng hàng ngày từ vật liệu vải tẩm nano bạc có tính kháng khuẩn cao là một trong những hướng nghiên cứu mới ở Việt Nam - Ứng dụng công nghệ nano trong cuộc sống Đây cũng là xuất xứ của nghiên cứu này

Phần thực nghiệm:

 Điều chế nanobạc thành phần dung dịch gồm:

 - 50 ml dung dịch AgNO3 0.02N

 - 3 ml Chitôsan 2%,

 - 100ml dung dịch NaBH4 (20mg/100ml)

Khảo sát một số loại chất khử : natri critrate,

vitaminC (acid ascolic), natri borohydric để tìm ra loại chất khử phù hợp nhất cho quá trình điều chế nano bạc

Bằng phương pháp hoá siêu âm: Cho chitôsan vào

dung dịch AgNO3 siêu âm trong 5 phút sau đó cho NaBH4 vào với tốc độ từ 2-3 giọt/s Sau khi phản ứng kết thúc tiếp tục siêu

âm thêm 5 phút để cho phản ứng xảy ra hoàn toàn

Bằng phương pháp khuấy từ: Cho chitôsan vào dung

dịch AgNO3 khuấy từ trong 5 phút sau đó cho NaBH4 vào với tốc độ từ 2-3 giọt/s Sau khi phản ứng kết thúc tiếp tục khuấy từ thêm 5 phút để cho phản ứng xảy ra hoàn toàn

Kích thước hạt nano bạc được xác định bằng SEM.

Kỹ thuật tẩm nano bạc trên vải côt tông: Vải ( cốt tông

100% chưa qua hồ, hoặc vải xô được hấp vô trùng tại 120o

C trong 20 phút, để nguội rồi sau đó nhúng vào dung dịch keo nanô bạc ở nhiều nồng độ khác nhau Các mẫu vải được sấy khô trong tủ sấy ở nhiệt độ 70oC cho đến khô, sau đó sấy ở nhiệt độ 120oC trong 5 phút

Kỹ thuật đánh giá khả năng của vải phủ nano bạc:

được đánh giá bằng phương pháp kháng sinh đồ Phương pháp này dựa trên kỹ thuật kitby-Bauer

Kỹ thuật kiểm tra nồng độ bạc trên vải sau các lần giặt được xác định bằng máy hấp thụ nguyên tử ASS

Kết quả và thảo luận

Sau khi khảo sát một số loại chất thử như: natri critrate, vitaminC (acid ascolic), natri borohydric ở nhiều nồng độ Ag+ khác nhau với chất khử NaBH4 khi có chất ổn định là chitôsan thì việc điều chế nanobạc sẽ cho kích thước nhỏ hơn và có thể điều chế ở nồng độ cao tới

750 ppm

Nano bạc được điều chế có màu vàng đậm, trong và không có hiện tượng kết tủa Màu nano bạc khuấy từ có màu vàng đậm hơn màu của nano bạc siêu âm Kết quả SEM cho thấy hạt nano bạc siêu âm có kích thước trung bình nhỏ hơn 15nm (hình1) So với khuấy từ có kích thuớc trung bình là 35nm (hình 2)

Hình 1: Nano bạc bằng siêu âm Hình 2: Nano bạc bằng khuấy từ

Như vậy với cùng một nồng độ cùng một chất khử

và cùng một điều kiện, điều chế nano bạc bằng phương pháp siêu âm (sonochemical) kích thước của hạt nano nhỏ hơn phương pháp khuấy từ thông thường

Bảng 1 : Sự suy giảm hàm lượng bạc trong sợi vải theo

số lần giặt :

Số lần giặt ( lần) 1 10 20 30

Khuâý từ (ppm) 32 28 25 22

Khả năng hấp thụ nano bạc điều chế bằng phương pháp hóa siêu âm lên vải tốt hơn phương pháp hóa thông thường

Sự suy giảm của hàm lượng bạc trong vải:

Siêu âm : 13%

Khuấy từ : 31%

Kết quả thử nghiệm vi sinh cho thấy các mẫu vải được tẩm qua dung dịch nano bạc đều cho khả năng kháng khuẩn, tùy thuộc vào nồng độ của dung dịch keo nano bạc :

(100ppM) :

Hình ảnh ức chế vi khuẩn đối với vải được tẩm nano bạc ở nồng độ cao( 500ppM) :

Bảng 2: Kết quả kháng sinh đồ khuẩn E.coli

Nồng độ (ppm) 100 200 300 400 500 600 Siêu âm (mm) 22,7 24,5 25,2 26,3 27,7 28,8 Khuấy từ(mm) 22,5 22,6 22,7 23,5 24 24,2

Bảng 3 : Kết quả kháng sinh đồ tổng vi khuẩn hiếu khí

Nồng độ (ppm) 100 200 300 400 500 600 Siêu âm (mm) 23 24,5 26 27 29 32 Khuấy từ(mm) 22,7 22,9 23,2 25 26,5 28

Kết quả thử nghiệm bảng 2 và bảng 3 cho thấy:

• Vải được tẩm nano bạc siêu âm ở nồng độ 200 ppm đã cho khả năng kháng khuẩn rõ ràng

• Vải được tẩm nano bạc khuấy từ ở nồng độ 400ppm

mới cho khả năng kháng khuẩn rõ ràng

Bảng 4 : Khảo sát khả năng kháng khuẩn theo thời gian

tại mẫu 500ppm :

Thời điểm phơi mẫu E.coli Tổng vi khuẩn hiếu khí

(PCA) Ngay sau khi chế tạo 26,7 29

Sau 1 tháng 26,7 31,2

Hiệu lực khử trùng có xu hướng ổn định với khuẩn E.coli và tăng với tổng vi khuẩn hiếu khí

KẾT LUẬN

Điều chế nano bạc bằng phương pháp hóa siêu âm cho kích thước hạt nano bạc có kích thước nhỏ 15nm

Có độ hấp phụ, độ phân tán đều hơn và khả năng kháng khuẩn cao hơn nhiều so vố phương pháp hóa thông thường

Tẩm vải trong các dung dịch nano bạc có nồng độ khác nhau để chế tạo các loại băng gạc dùng cho việc điều trị bỏng và các vết thương nhiễm trùng khác

Cũng như việc tẩm một số vật dụng như bít tất, lót giầy có tính năng kháng khuẩn cao, chống hôi và sử dụng trong thời gian dài mà tính năng kháng khuẩn không bị mất đi

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Slavin H.(2006) ionic silver – the powerful defense

against viruse and other microbes Health Freedom New, vol.24, N 3, 22-29

Revina A A., Kezikov A.N., Alekseev A V et al

(2005) Radiazionno-khimicheskii sintez stabilnykh chastziz metall Zhurnal Nanotekhnika, N4,

105-111,2005

Egorova E M., Revina A A (2002) Opticheskie

svoiistva I razmery nanochastziz serebra v

miziliarnykh rastvorakh Kolloidnyi zhurnal, T.64, N3, 334-345

Demling R H., burrel R.E (2006) The benifical effects

of nanocrystalline siver as a topical antimicrobial

agent

www.nano.Ag\dressing infrom\roberh-demling 7/11/ 2006

Costterton W (2005) ‘ Innovations : Studying Slime” Bethesda, MD : national institutes of Hearth;

http://ehp.niehs.nih.gov/docs/1998/106-12/innovations html

Gibbins B anh Warner L A new silver nanotechnology chemistry can prevent the formation of life-threatening biofilms on medical devices

http://www.cmdm.com/article.php/articleID/2167/

25/12/2006

Gibbins B (2005) The antimicrobial benefits of silver anh the relevance of microlattice technology ostomy Wound Management, Vol 49, N6

Cẩm nang vi sinh vật y học Dịch giả Lê Huy Chính

NXB Y học Hà Nội, 2005

Thanks you