Nghiên cứu tổng hợp xanh nano bạc trong gel nha đam và ứng dụng trong tạo màng kháng khuẩn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP XANH NANO BẠC TRONG GEL NHA ĐAM VÀ ỨNG DỤNG TRONG TẠO MÀNG KHÁNG KHUẨN Ngành: Công Nghệ Sinh Học Chuyên ngành: Công Nghệ Sinh Học Giảng viên hướng dẫn : TS Nguyễn Thái Ngọc Uyên ThS Trần Thị Ngọc Mai Sinh viên thực : Huỳnh Trần Thùy Dương MSSV: 1311100232 Lớp: 13DSH02 TP Hồ Chí Minh, 2017 LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đề tài nghiên cứu mà em trực tiếp thực hướng dẫn TS Nguyễn Thái Ngọc Uyên Ths Trần Thị Ngọc Mai Tất số liệu, kết trình bày đồ án tốt nghiệp hồn tồn trung thực, khách quan khơng chép số liệu cơng trình nghiên cứu Nếu có sai sót em xin hồn tồn chịu trách nhiệm trước Hội đồng kỷ luật trường Thành phố Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2017 Sinh viên thực Huỳnh Trần Thùy Dương LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Công Nghệ Tp Hồ Chí Minh thầy khoa Công Nghệ Sinh Học – Thực phẩm – Môi trường trường Đại học Cơng Nghệ Tp Hồ Chí Minh khoa Vật liệu Polymer Composite trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Tp Hồ Chí Minh tận tình dạy, giúp đỡ truyền đạt cho em kiến thức quý giá suốt trình nghiên cứu vừa qua Đặc biệt, em xin gửi lời cám ơn chân thành đến cô Nguyễn Thái Ngọc Uyên Trần Thị Ngọc Mai– người tận tình hướng dẫn hết lòng giúp đỡ cho em suốt trình thực đồ án Em xin cám ơn gia đình bạn bè ln bên cạnh, nguồn cổ vũ động viên tinh thần to lớn suốt trình học tập thực đồ án tốt nghiệp Mặc dù cố gắng nhiều trình thực đồ án khó tránh khỏi sai sót, mong q thầy bạn xem xét góp ý để em rút kinh nghiệm q báu cho q trình cơng tác học tập sau Xin chân thành cảm ơn! Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2017 Sinh viên Huỳnh Trần Thùy Dương Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iv DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ v DANH MỤC CÁC BẢNG vi MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Tình hình nghiên cứu Mục đích nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Các kết đạt Kết cấu đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 1- TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan màng bao sinh học 1.1.1 Giới thiệu màng bao sinh học 1.1.2 Đặc điểm phương pháp tạo màng 1.1.3 Một số ứng dụng màng sinh học 1.2 Tổng quan Chitosan 1.2.1 Định nghĩa Chitosan 1.2.2 Cấu trúc chitosan 1.2.3 Các tính chất chitosan 10 1.2.4 Một số ứng dụng chitosan 11 1.3 Tổng quan hạt nano bạc 13 1.3.1 Giới thiệu nguyên tử bạc 13 1.3.2 Đặc tính kháng khuẩn bạc 14 1.3.3 Cơ chế kháng khuẩn bạc 14 1.3.4 Giới thiệu hạt nano bạc 15 1.3.5 Các phương pháp tạo hạt nano bạc 16 1.3.6 Độc tính 19 i Đồ án tốt nghiệp 1.3.7 Ứng dụng hạt nano bạc 20 1.4 Cây nha đam 20 1.4.1 Giới thiệu nha đam 20 1.4.2 Thành phần hóa học 21 1.4.3 Một số ứng dụng nha đam 25 CHƯƠNG – VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26 2.1 Thời gian địa điểm 26 2.2 Vật liệu thiết bị nghiên cứu 26 2.3 Quy trình nghiên cứu 27 2.3.1 Quy trình thực 27 2.3.2 Thuyết minh quy trình 29 2.4 Phương pháp phân tích AgNP tạo thành 31 2.4.1 Phương pháp phổ hấp thu phân tử vùng sóng UV-Vis 31 2.4.2 Xác định hình thái AgNP kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) 32 2.4.3 Xác định cấu trúc AgNP phổ tán xạ lượng tia X, EDS 32 2.5 Phương pháp nghiên cứu lệ 1-2 làm mẫu tối ưu để đảm bảo giá trị mật quang trị λmax= 0,7503 Hình 3.4 Ảnh hưởng tỉ lệ dịch chiết nha đam – AgNO3 lên hình thành AgNP 3.2 Kết chụp phổ tán xạ lượng tia X - EDS xác định có mặt Ag mẫu 44 Đồ án tốt nghiệp Thành phần Phần trăm khối lượng (%) Phần trăm nguyên tố (%) CK 78.47 97.03 Ag L 21.53 2.97 Tổng 100.00 100.00 Hình 3.5 Ảnh EDS xác định có mặt Ag Ghi chú: - C K: lượng Carbon hợp chất chứa mẫu - Ag L: AgNP có mặt mẫu Qua quan sát hình 3.5 kết chụp EDS cho thấy mẫu tạo thành có AgNP, hàm lượng Ag chiếm 21,53% khối lượng so với lượng C có mẫu , chiếm 2,97% tổng số nguyên tử so với nguyên tử Carbon có mẫu Như theo phân tích kết q trình sử dụng tác nhân khử dịch chiết nha đam để tổng hợp hạt AgNP xảy có hạt AgNP tạo thành Nhưng so với kết nghiên cứu (Shakeel Ahmed cộng sự, 2016) kết tạo 45 Đồ án tốt nghiệp 3,85% AgNP lượng AgNP tạo so với nghiên cứu họ Quy trình tiến hành tương tự với Shakeel Ahmed cộng kết có khác biệt điều kiện sinh trưởng khác nha đam hóa chất sử dụng khác 3.3 Kết xác định kích thước AgNP phương pháp kính hiển vi điện tử Hình 3.6 Kết ảnh chụp kính hiển vi điện tử truyền qua TEM Từ hình 3.6 cho thấy hạt AgNP tổng hợp từ dung dịch AgNO3 với tác nhân khử dịch chiết nha đam có dạng hình cầu hình dạng thường gặp AgNP nghiên cứu trước Theo kết nghiên cứu (S Medda Cộng sự, 2015) hạt khơng đồng hình dạng ví dụ hình chữ nhật, hình tam giác hình cầu phân bố đồng đều, điều tương đương với kết hình 3.6 46 Đồ án tốt nghiệp Đồ thị 3.5 Mật độ phân bố hạt AgNP dung dịch Qua phân tích đồ thị 3.5 phục lục ta thấy hạt AgNP tạo thành có kích thước khơng đồng đường kính chủ yếu hạt 2,1 nm (chiếm 6,3% tổng số hạt), kích thước chiếm tỉ lệ nhiều thứ hai 2,4 nm (chiếm 5,3 tổng số hạt) Độ dao động đường kính hạt lớn từ 2,1 – 3,8 nm Chính độ dao động lớn kích thước hạt AgNP khơng đồng làm cho kết phân tích UV-vis khơng cho đỉnh cao nghiên cứu (S Medda Cộng sự, 2015) Độ phân bố kích thước hạt xử lí phần miềm IMAGEJ 3.4 Khảo sát tính chất kháng khuẩn dung dịch AgNP Kết khảo sát khả kháng khuẩn dung dịch AgNP 47 Đồ án tốt nghiệp ( a) Salmonella ( b) bacillus subtilis ( c) Escherichia coli (d) Staphylococcus aureus Hình 3.7 Kết kháng khuẩn dung dịch AgNP với chủng Theo quan sát hình 3.7 ta thấy đĩa sau nuôi cấy 24h 37°C chủng vi khuẩn Staphylococcus aureus Escherichia coli khơng xuất vịng trịn kháng khuẩn mà vi khuẩn mọc tràn lan đĩa, dung dịch AgNP khơng có hoạt 48 Đồ án tốt nghiệp tính kháng khuẩn chủng vi khuẩn Trên đĩa Bacillus subtilis cho đường kính vịng kháng 12 mm, cịn Salmonella có đường kính vịng kháng 10 mm Kết chứng tỏ hoạt tính kháng khuẩn AgNP tổng hợp từ dịch chiết nha đam chủng Bacillus subtilis Salmonella Do dung dịch AgNP gel nha đam có họat tính kháng khuẩn chủng Bacillus subtilis Salmonella Theo kết nghiên cứu ( L Durairaj Sadhasivam, TR, 2014) dịch chiết nha đam kết hợp với AgNO3 tạo AgNP khảo sát kháng khuẩn có đường kính 15nm cho vùng ức chế Escherichia coli Bacillus subtilis Từ kết luận dung dịch AgNP cho kết kháng cao kết qảu nghiên cứu ( L Durairaj Sadhasivam, TR, 2014), cho đường kính vịng kháng Bacillus subtilis 12 mm, Salmonella 10 mm Kết khảo sát khả kháng khuẩn màng CS- AgNP trình bày đây: Staphylococcus aureus Escherichia coli Hình 3.8 Kết kháng khuẩn màng CS-AgNP với 3% chitosan 49 ... số ứng dụng chitosan 11 1.3 Tổng quan hạt nano bạc 13 1.3.1 Giới thiệu nguyên tử bạc 13 1.3.2 Đặc tính kháng khuẩn bạc 14 1.3.3 Cơ chế kháng khuẩn bạc. .. đồ án nghiên cứu chưa hoàn chỉnh, chúng tơi kiến nghị cần nghiên cứu mở rộng cách toàn diện như: + Nghiên cứu tổng hợp hạt nano bạc từ dung dịch AgNO3 tác nhân khử dịch chiết phận khác nha đam. .. thiệu hạt nano bạc 15 1.3.5 Các phương pháp tạo hạt nano bạc 16 1.3.6 Độc tính 19 i Đồ án tốt nghiệp 1.3.7 Ứng dụng hạt nano bạc 20 1.4 Cây nha đam