Nghiên cứu chế tạo vật liệu nano vàng dạng hình sao và bước đầu khảo sát khả năng gắn kết phần tử protein

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Tống Thị Hồng NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU NANO VÀNG DẠNG HÌNH SAO VÀ BƯỚC ĐẦU KHẢO SÁT KHẢ NĂNG GẮN KẾT PHÂN TỬ PROTEIN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT Thành phố Hồ Chí Minh - 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Tống Thị Hồng NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU NANO VÀNG DẠNG HÌNH SAO VÀ BƯỚC ĐẦU KHẢO SÁT KHẢ NĂNG GẮN KẾT PHÂN TỬ PROTEIN Chuyên ngành : Hóa vơ Mã số : 8440113 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN THỊ PHƯƠNG PHONG Thành phố Hồ Chí Minh - 2020 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan luận văn với đề tài “Nghiên cứu chế tạo vật liệu nano vàng dạng hình bước đầu khảo sát khả gắn kết phân tử protein” cơng trình nghiên cứu riêng tơi hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Thị Phương Phong Các kết nghiên cứu đề tài hoàn toàn trung thực chưa công bố cơng trình nghiên cứu trước Một vài số liệu, kết trích dẫn lại từ báo nêu rõ phần tài liệu tham khảo Tác giả Tống Thị Hồng LỜI CẢM ƠN Lời tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới giáo viên hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Thị Phương Phong hướng dẫn tận tình, theo sát, động viên giúp đỡ tơi suốt q trình làm luận văn Cơ trao cho kho tàng kiến thức quý báu kinh nghiệm tốt để hồn thành cơng trình nghiên cứu cách tốt Tơi xin chân thành cảm ơn đến Thầy Cơ khoa Hóa trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh tận tình giảng dạy truyền đạt cho tơi kiến thức chuyên sâu chuyên ngành suốt thời gian học tập để tơi có tảng kiến thức hỗ trợ lớn cho tơi hồn thành luận văn thạc sĩ Tôi xin gửi lời cảm ơn đến TS Võ Quốc Khương-Bộ mơn Hóa lýTrường Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh hỗ trợ tối đa giúp đỡ q trình thực nghiệm hồn thành luận văn Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè ln hỗ trợ tơi khuyến khích liên tục suốt hai năm học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan Lời cảm ơn Mục lục Danh mục từ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình ảnh MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu vật liệu nano vàng 1.1.1 Tính chất quang 1.1.2 Các phương pháp tổng hợp vật liệu nano vàng 1.1.3 Ứng dụng nano vàng giới 12 1.1.4 Ứng dụng nano vàng nước 16 1.2 Giới thiệu chitosan 17 1.2.1 Công thức cấu tạo 17 1.2.2 Tính chất chitosan 18 1.2.3 Các ứng dụng chitosan 19 1.3 Giới thiệu heparin 24 1.4 Tính đề tài 26 Chương THỰC NGHIỆM 27 2.1 Nguyên liệu, hóa chất thiết bị 27 2.1.1 Nguyên liệu hóa chất 27 2.1.2 Thiết bị, dụng cụ 27 2.2 Nội dung thực đề tài 28 2.3 Phương pháp tổng hợp giai đoạn nano vàng dạng hình với chitosan 28 2.3.1 Quy trình tổng hợp vật liệu 28 2.3.2 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình tổng hợp nano vàng dạng hình 29 2.3.3 Khảo sát độ bền nano vàng dạng dung dịch NaCl 30 2.4 Gắn kết vật liệu nano vàng dạng với phân tử heparin 31 2.4.1 Quy trình gắn kết heparin 31 2.4.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến khả gắn kết heparin 32 2.5 Bước đầu đánh giá khả gắn kết protein BSA 32 2.5.1 Quá trình gắn kết protein BSA với hạt nano Au@chitosan 32 2.5.2 Đánh giá khả gắn kết Au@chitosan-TPP-BSA phương pháp quang phổ UV-Vis 33 2.5.3 Đường chuẩn protein theo phương pháp Bradford 33 2.5.4 Xác định hiệu suất khả gắn kết protein hạt nano Au@chitosan 34 2.6 Đánh giá đặc tính hóa lý hệ nano vàng 35 2.6.1 Phương pháp đo quang phổ tử ngoại khả kiến (UV–Vis) 35 2.6.2 Phương pháp kính hiển vi điện tử quét SEM (Scaning Electron Microscopy) 35 2.6.3 Phương pháp chụp ảnh kính hiển vi điện tử truyền qua TEM (Transmission Electron Microscopy) 35 2.6.4 Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) 36 2.6.5 Phương pháp phổ hồng ngoại FT–IR (Fourrier Transformation Infrared) 36 2.6.6 Phương pháp phân tích kích thước hạt (DLS) 36 2.6.7 Phương pháp đo zeta 37 2.6.8 Phương pháp sắc ký thẩm thấu gel GPC (Gel Permeation Chromatography) 37 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 39 3.1 Đánh giá tính chất chất bảo vệ chitosan 39 3.1.1 Kết phân tích FT-IR 39 3.1.2 Kết phân tích GPC 39 3.2.3 Kết phân tích FE-SEM 40 3.2.4 Kết phân tích XRD 41 3.2 Tổng hợp nano vàng với chất bảo vệ chitosan 42 3.2.1 Ảnh hưởng chitosan 42 3.2.2 Ảnh hưởng tiền chất HAuCl4 45 3.2.3 Ảnh hưởng ascorbic acid 49 3.2.4 Ảnh hưởng pH 51 3.2.5 Phổ FTIR nano vàng dạng với chitosan 59 3.2.6 Cơ chế đề nghị cho trình tổng hợp nano vàng với chitosan 61 3.2.7 Độ bền hạt nano vàng với chất bảo vệ chitosan môi trường ion 61 3.2.8 Độ bền hạt nano vàng với chất bảo vệ chitosan môi trường dung dịch muối sinh lý 63 3.3 Khả gắn kết heparin 64 3.4 Khả gắn kết protein BSA hạt nano vàng - chitosan 68 3.4.1 Đánh giá khả liên kết Au@chitosan-protein phương pháp quang phổ UV-Vis 68 3.4.2 Đường chuẩn protein theo Bradford 70 3.4.3 Nồng độ gắn kết protein vật liệu nano Au@chitosan 71 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 74 DANH MỤC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT AA Ascorbic acid BSA Bovine serum albumin CTAB Cetyl trimethyl ammonium bromide CTAC Cetyl trimethyl ammonium chloride DD Độ deacetyl hóa DLS Động học tán xạ ánh sáng (Dynamic light scattering) DMSO Dimethyl sunfoxide DNA Deoxyribonucleic acid FE-SEM Kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường (Field Emission Scanning Electron Microscopy) FT-IR Quang phổ hồng ngoại (Flurier Transform Infrarer) GPC Sắc ký thẩm thấu gel (Gel permeation chromatography) HEPES 4–(2–hydroxyethyl)–1–piperazineethanesulfonic acid HR-TEM Kính hiển vi điện tử truyền qua độ phân giải cao (High-resolution Transmission Electron Microscopy) NaBH4 Sodium borohydride NMR Cộng hưởng từ hạt nhân (Nuclear magnetic resonance) PCL Polylactic acid PVP Polyvinyl pyrrolidone SDS Sodium đoecyl sulphate SERS Phương pháp tăng cường tán xạ Raman (Surface enhanced Raman spectroscopy) SPR Cộng hưởng plasmon bề mặt (Surface Plasmon Resonance) SRB Sulforhodamine B TMSCN Trimethylsilyl cyanide TPP Tripolyphosphate UV-Vis Quang phổ tử ngoại-khả kiến (Ultra violet-visible) XRD Nhiễu xạ tia X (X-Ray diffraction) DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Danh mục hóa chất 27 Bảng 2.2 Dữ liệu thông số khảo sát mẫu nano Au@chitosan 30 Bảng 2.3 Thành phần chất phản ứng khảo sát độ bền Au@chitosan dung dịch NaCl với nồng độ khác 31 Bảng 3.1 Kết UV-Vis mẫu nano Au tổng hợp với chitosan nồng độ khác thay đổi từ đến 0,20 % (kl/tt) 44 Bảng 3.2 Bước sóng đỉnh hấp thụ cực đại UV–Vis mẫu nano Au với thể tích HAuCl4 thay đổi từ 0,5–5,0 mL 46 Bảng 3.3 Bước sóng đỉnh hấp thụ cực đại UV–Vis mẫu nano Au với nồng độ ascorbic acid thay đổi từ – 0,6 M 49 Bảng 3.4 Bước sóng đỉnh hấp thụ cực đại UV–Vis mẫu nano Au với pH thay đổi từ đến 53 Bảng 3.5 Bước sóng đỉnh hấp thụ cực đại UV–Vis mẫu nano Au với pH thay đổi từ đến 55 Bảng 3.6 Kết kích thước trung bình hạt nano vàng điều kiện pH khác (từ đến 6) theo phương pháp DLS 59 Bảng 3.7 Dữ liệu phổ FT-IR mẫu nano Au@chitosan mẫu chitosan nguyên chất 60 Bảng 3.8 Kết bước sóng cường độ hấp thu cực đại UV–Vis mẫu nano Au pH 1, 3, môi trường NaCl với nồng độ 0,1 1,0 M 62 Bảng 3.9 Kết bước sóng cường độ hấp thu cực đại UV–Vis nano Au môi trường NaCl 0,9 % (~ 0,154 M) giá trị pH khác 64 Bảng 3.10 Kết bước sóng cường độ hấp thu cực đại UV–Vis mẫu nano Au@chitosan-heparin với nồng độ heparin khác từ đến 5000 UI/mL giá trị pH 3, 66 Bảng 3.11 Kết UV-Vis mẫu nano Au@chitosan-BSA với nồng độ nano Au@chitosan-TPP tương ứng 0,25 mg/mL, nồng độ protein BSA thử nghiệm: (mẫu đối chứng); 0,25; 0,5; 0,75; 1,0 1,5 mg/mL 69 Bảng 3.12 Kết độ hấp thu dung dịch protein với nồng độ khác thay đổi từ 0, 10, 20, 30, 40, đến 50 μg/mL 70 Bảng 3.13 Kết khảo sát hiệu suất khả gắn kết protein vật liệu nano Au@chitosan-TPP với nồng độ khác thay đổi từ 0,25 đến 2,0 mg/mL 72 PL8 Phụ lục Kết DLS hệ nano Au@chitosan-heparin pH PL9 Phụ lục Kết DLS hệ nano Au@chitosan-heparin pH PL10 Phụ lục 10 Kết DLS hệ nano Au@chitosan-heparin pH PL11 Phụ lục 11 Kết DLS hệ nano Au@chitosan-heparin pH PL12 Phụ lục 12 Kết zeta hệ nano Au@chitosan pH PL13 Phụ lục 13 Kết zeta hệ nano Au@chitosan pH PL14 Phụ lục 14 Kết zeta hệ nano Au@chitosan pH PL15 Phụ lục 15 Kết zeta hệ nano Au@chitosan pH PL16 Phụ lục 16 Kết zeta hệ nano Au@chitosan pH PL17 Phụ lục 17 Kết zeta hệ nano Au@chitosan-heparin pH PL18 Phụ lục 18 Kết zeta hệ nano Au@chitosan-heparin pH PL19 Phụ lục 19 Kết zeta hệ nano Au@chitosan-heparin pH PL20 Phụ lục 20 Kết zeta hệ nano Au@chitosan-heparin pH PL21 Phụ lục 21 Kết zeta hệ nano Au@chitosan-heparin pH PL22 Phụ lục 22 Kết zeta hệ nano Au@chitosan-heparin pH ...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Tống Thị Hồng NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU NANO VÀNG DẠNG HÌNH SAO VÀ BƯỚC ĐẦU KHẢO SÁT KHẢ NĂNG GẮN KẾT PHÂN TỬ PROTEIN Chun... trường vật liệu nano trở thành định hướng cần thiết trình phát triển phương pháp tổng hợp Chính vậy, đề tài ? ?Nghiên cứu chế tạo vật liệu nano vàng dạng hình bước đầu khảo sát khả gắn kết phân tử protein? ??... zeta Khảo sát độ ổn định dung dịch keo nano vàng@ chitosan môi trường NaCl Khảo sát khả gắn kết nano vàng@ chitosan với phân tử heparin, protein BSA 2.3 Phương pháp tổng hợp giai đoạn nano vàng dạng