Nghiên cứu, tổng hợp hạt nano ôxit sắt từ fe3o4 phủ sio2 cấy kháng thể đơn dòng hpv18 nhằm chuẩn đoán bệnh ung thư cổ tử cung

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HỒ CHÍ MINH  NGUYỄN THỊ THANH PHƯƠNG NGHIÊN CỨU, TỔNG HỢP HẠT NANO ÔXIT SẮT TỪ Fe3O4 PHỦ SiO2 CẤY KHÁNG THỂ ĐƠN DỊNG HPV18 NHẰM CHUẨN ĐỐN BỆNH UNG THƯ CỔ TỬ CUNG Chuyên ngành: VẬT LÝ KỸ THUẬT LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH – NĂM 2014 Trang i ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Thị Thanh Phương MSHV: 12120802 Ngày, tháng, năm sinh: 05/04/1982 Nơi sinh: Đồng Nai Chuyên ngành: Vật lý kỹ thuật Mã số : 604417 I TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu tổng hợp hạt nano oxit sắt từ Fe3O4 phủ SiO2 cấy kháng thể đơn dòng HPV18 lên hạt nano từ tính nhằm chẩn đốn bệnh Ung thư cổ tử cung II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Tổng quan hạt nanô ôxit sắt siêu thuận từ Fe3O4 chất lỏng từ - Đại cương kháng thể kháng nguyên Ung thư cổ tử cung - Thực nghiệm tổng hợp hạt nanô từ Fe3O4 bước đầu cấy kháng thể đơn dịng HPV18 lên hạt nano từ tính nhằm chẩn đoán bệnh ung thư cổ tử cung - Kết biện luận - Kết luận hướng phát triển đề tài tương lai III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 20/01/2014 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 30/06/2014 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : PGS TS TRẦN HOÀNG HẢI Tp HCM, ngày 30 tháng 08 năm 2014 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) (Họ tên chữ ký) PGS TS Trần Hoàng Hải TRƯỞNG KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG (Họ tên chữ ký) Trang ii CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : PGS TS Trần Hoàng Hải (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét : TS Huỳnh Quang Linh (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét : TS Phạm Thị Hải Miền (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày 30 tháng 08 năm 2014 Trang iii Trước tiên, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành sâu sắc đến thầy hướng dẫn PGS.TS Trần Hoàng Hải _ Viện Vật lý Tp HCM_ tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức bổ ích tạo điều kiện thuận lợi làm việc phịng thí nghiệm Vật liệu Cơng nghệ nano giúp tơi hồn thành luận văn Thầy TS Huỳnh Quang Linh động viên thực lại luận văn Quý thầy, cô giảng dạy thời gian học tập truyền đạt kiến thức hữu ích làm tảng cho tơi Tơi xin chân thành cảm ơn anh, chị, em phòng thí nghiệm Vật liệu Cơng nghệ nano giúp đỡ chia xẻ kinh nghiệm quý báu cho tơi q trình tiến hành thực nghiệm Cuối xin cảm ơn người thân gia đình, bạn bè - người ln bên cạnh động viên, khuyến khích, ủng hộ giúp đỡ suốt trình học tập HVTH Nguyễn Thị Thanh Phương Trang iv TÓM TẮT Đề tài đưa phương pháp để chẩn đoán sớm bệnh liên quan đến bệnh ung thư thiết bị phân tích thông thường phương pháp ELISA Dựa tương tác kháng thể kháng nguyên loại tương ứng với loạ i tế bào ung thư dựa tính chất hạt nano siêu thuận từ nhằm tăng mật độ tế bào ung thư Đề tài nghiên cứu đính kháng thể lên bề mặt hạt nano từ tí nh có lớp phủ có tính tăng cường gắn kết kháng thể lên bề mặt hạt nano từ tính Trang v MỤC LỤC Bìa i Nhiệm vụ luận văn thạc sĩ ii Cơng trình iii Lời cảm ơn iv Tóm tắt luận văn v Mục lục vi Danh sách hình vẽ ix Danh sách bảng biểu xii MỞ ĐẦU PHẦN TỔNG QUAN CHƯƠNG LÝ THUYẾT VỀ TỪ HỌC, VẬT LIỆU TỪ VÀ CÁC HẠT NANÔ ÔXIT SẮT SIÊU THUẬN TỪ Fe3O4 1.1 CƠ SỞ TỪ TÍNH TRONG CÁC LOẠI VẬT LIỆU TỪ 1.1.1 Mômen từ quỹ đạo điện tử 1.1.2 Mômen từ spin điện tử 1.1.3 Mômen từ nguyên tử 1.1.4 Các khái niệm 1.2 Đường cong từ trễ phân loại vật liệu từ 1.2.1 Chu trình từ trễ vật liệu sắt từ feri từ 1.2.2 Vật liệu thuận từ 1.2.3 Vật liệu nghịch từ 1.2.4 Vật liệu sắt từ 10 1.2.5 Vật liệu phản sắt từ 10 1.2.6 Vật liệu feri từ (ferit) 10 1.3 Tính chất siêu thuận từ 11 1.3.1 Bản chất đơn đômen tính chất siêu thuận từ 11 1.3.2 Siêu thuận từ 13 Trang vi 1.3.3 Hạt nanơ Ơxit sắt từ Fe3O4 14 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CHẤT LỎNG TỪ 18 2.1 KHÁI NIỆM 18 2.2 ĐẶC TRƯNG CỦA CHẤT LỎNG TỪ 18 2.2.1 Sự cân nồng độ hạt từ 18 2.2.2 Độ ổn định 19 2.2.3 Từ độ chất lỏng từ 19 2.2.4 Khối lượng riêng chất lỏng từ 20 2.2.5 Độ nhớt chất lỏng từ 20 2.3 TƯƠNG TÁC TRONG CHẤT LỎNG TỪ 21 2.3.1 Tương tác hạt từ - hình thành chuỗi 21 2.3.2 Tương tác thành phần chất lỏng từ 22 CHƯƠNG ỨNG DỤNG CỦA HẠT NANÔ ÔXIT SẮT TỪ Fe3O4 VÀ CHẤT LỎNG TỪ TRONG LĨNH VỰC Y SINH HỌC 24 3.1 Tăng tính tương phản cho ảnh cộng hưởng từ 24 3.2 Phân tách chọn lọc tế bào 27 3.3 Dẫn truyền thuốc 29 3.4 Nâng thân nhiệt cục 31 3.5 Dùng hạt nanô từ để khử độc 32 CHƯƠNG ĐẠI CƯƠNG VỀ KHÁNG THỂ VÀ KHÁNG NGUYÊN 33 4.1 Định nghĩa 33 4.2 Cấu trúc điển hình 33 4.3 Lớp Immunoglobulin (Ig) 34 4.4 Vai trò kháng thể 35 4.5 Ái lực kháng thể với kháng nguyên 36 4.6 Kháng thể đa dòng đơn dòng 37 CHƯƠNG UNG THƯ CỔ TỬ CUNG 39 5.1 Bệnh Ung thư cổ tử cung 39 5.1.1 Ung thư cổ tử cung 39 5.1.2 Công nghệ thiết bị chẩn đốn bệnh gồm có 40 5.1.2.1 Các phương pháp tế bào học 40 5.1.2.2 Phương pháp sinh học phân tử 41 Trang vii 5.2 Phương pháp xét nghiệm miễn dịch ELISA 41 5.2.1 Định nghĩa 41 5.2.2 Nguyên lý ELISA 41 5.2.3 Các phương pháp ELISA 43 5.2.3.1 Phương pháp Sanwich ELISA 43 5.2.3.2 Phương pháp gián tiếp (Indirect ELISA) 44 5.2.3.3 Phương pháp trực tiếp (Direct ELISA) 46 5.2.3.4 Phương pháp cạnh tranh 46 5.2.4 Khả ứng dụng ELISA 47 5.2.5 Máy đọc ELISA 47 PHẦN THỰC NGHIỆM – KẾT QUẢ 48 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 48 6.1 MỤC ĐÍCH 48 6.2 NỘI DUNG THỰC NGHIỆM 48 6.2.1 Tổng hợp hạt nano oxít sắt từ Fe3O4 bọc silica oxide 48 6.2.1.1 Dụng cụ hoá chất 48 6.2.1.2 Tiến hành thí nghiệm 49 6.2.2 Chức hoá bề mặt hạt nano Fe3O4@SiO2 49 6.2.2.1 Dụng cụ hoá chất 49 6.2.2.2 Tiến hành thí nghiệm 50 6.2.3 Thực nghiệm gắn kháng thể lên hạt nano từ tính 52 6.2.3.1 Gắn kháng thể ứng với tế bào ung thư cổ tử cung 52 6.2.3.1.1 Thiết bị hóa chất 52 6.2.3.1.2 Quá trình thực nghiệm 53 CHƯƠNG KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ BIỆN LUẬN 56 7.1 Khảo sát cấu trúc pha kích thước hạt hạt nanô ôxit sắt từ 56 7.2 Kết phủ silica lên hạt nano từ 58 7.2.1 Phân tích cấu trúc pha 58 7.2.2 Tính chất từ hạt nano Fe3O4 phủ SiO2 59 7.2.3 Phân tích liên kết 59 Trang viii 7.2.4 Phân tích hình thái kích thước hạt nano từ Fe 3O4 phủ SiO2 60 7.3 Kết cấy kháng thể tế bào ung thư cổ tử cung HPV18 63 PHẦN KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 Trang ix DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1.1 Quĩ đạo chuyển động điện tử xung quanh hạt nhân Trang Hình 1.2 Chu trình từ trễ vật liệu sắt từ Trang 10 Hình 1.3 Mơ hình cấu trúc mơmen từ chất thuận từ Trang 11 Hình 1.4 Cấu trúc từ vật liệu phản sắt từ Trang 12 Hình 1.5 Trật tự mômen từ chất (a) nghịch từ, (b) thuận từ, (c) Trang 13 sắt từ, (d) phản sắt từ, (e) feri từ Hình 1.6 Bảng phân loại từ tính theo ngun tố Trang 13 Hình 1.7 Đường biểu diễn lực kháng từ HC theo kích thước hạt Trang 15 Hình 1.8 Đường cong từ hóa vật liệu siêu thuận từ Trang 16 Hình 1.9 Cấu trúc tinh thể ferit thường gặp Trang 17 Hình 1.10 Sự xếp spin phân tử sắt từ Fe3O4 Trang 18 Hình 1.11 Sự định hướng hạt siêu thuận từ có từ trường Trang 20 từ trường bị ngắt Hình 3.1 Ảnh MRI gan chưa có chất SPION tăng Trang 27 cường chất SPION Hình 3.2 Sơ đồ phân tách tế bào đơn giản Trang 29 Hình 3.3 Việc phân phối thuốc thể theo phương pháp truyền Trang 30 Trang x ... Nghiên cứu tổng hợp hạt nano oxit sắt từ Fe3O4 phủ SiO2 cấy kháng thể đơn dòng HPV18 lên hạt nano từ tính nhằm chẩn đốn bệnh Ung thư cổ tử cung II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Tổng quan hạt nanô ôxit. .. cương kháng thể kháng nguyên  Thế Ung thư cổ tử cung  Thực nghiệm tổng hợp hạt nanô từ Fe3O4 bước đầu cấy kháng thể đơn dịng HPV18 lên hạt nano từ tính nhằm chẩn đoán bệnh ung thư cổ tử cung  Kết... học Nghiên cứu kháng thể, kháng nguyên Ung thư cổ tử cung Chế tạo hạt ơxít sắt từ Fe3O4 có kích thư? ??c nano với độ tinh khiết cao Tổng hợp hạt Nanô ôxit sắt từ Fe3O4 phủ SiO2 bước đầu cấy kháng thể