Trên cơ sở các vật liệu đã chế tạo chúng tôi khảo sát một cách hệ thống các đặc trưng quang học của các hạt nano vàng dạng cầu, dạng thanh và cấu trúc lõi/vỏ
Các hạt nano vàng dạng cầu dưới 10 nm có phổ hấp thụ cộng hưởng plasmon là một dải rộng với độ rộng bán phổ rất lớn, đỉnh hấp thụ nằm trong dải từ 505-510 nm; các hạt có kích thước lớn hơn, phổ hấp thụ plasmon có một đỉnh cộng hưởng với độ rộng bán phổ nhỏ hơn rất nhiều so với độ bán rộng phổ của các hạt nhỏ. Các hạt càng lớn thì đỉnh cộng hưởng càng dịch về phía sóng dài; khi kích thước các hạt trên khoảng 140 nm thì phổ hấp thụ cộng hưởng plasmon xuất hiện thêm một đỉnh ở phía sóng dài là kết quả của sự tương tác giữa ánh sáng với các mode dao động bậc cao. Các tính toán lý thuyết về tiết diện dập tắt, tán xạ và hấp thụ phụ thuộc kích thước hạt hoàn toàn phù hợp với các kết quả thu được từ thực nghiệm.
Khảo sát được sự phụ thuộc của phổ cộng hưởng plasmon của các dung dịch hạt vào tỷ lệ đường kính lõi và độ dày lớp vỏ. Kết quả cho thấy khi lượng hạt mầm vàng đủ lớn để phủ kín bề mặt hạt lõi thì phổ cộng hưởng plasmon có hai tần số cộng hưởng và dịch về phía sóng dài (800nm-900nm) khi tỷ lệ lõi/vỏ tăng. Từ đó rút ra các bộ thông số cho quy trình chế tạo các hạt nano SiO2/Au có kích thước và phổ hấp thụ plasmon phù hợp với các ứng dụng cụ thể.
24
Phổ cộng hưởng plasmon của các thanh nano vàng có hai đỉnh đặc trưng tương ứng với các mode dao động của điện tử theo hai trục của thanh. Luận án đã khảo sát được sự phụ thuộc của vị trí đỉnh cộng hưởng plasmon theo chiều dọc vào tỉ lệ các cạnh của thanh. Đồng thời, nghiên cứu được sự phụ thuộc của tính chất quang của thanh nano vàng vào chiết suất của môi trường bao quanh chúng.
3. Ứng dụng
Luận án trình bày các kết quả ứng dụng của các cấu trúc nano vàng chế tạo được theo hai hướng ứng dụng chính của chúng trong y sinh là chẩn đoán và điều trị bệnh. Cụ thể là: sử dụng các hạt nano vàng cấu trúc lõi/vỏ để hiện ảnh đặc hiệu tế bào ung thư BT – 474 và khảo sát hiệu ứng chuyển đổi quang nhiệt trên mô sống của các thanh nano vàng và hạt nano vàng cấu trúc lõi/vỏ. Kết quả nghiên cứu cho thấy nhờ đặc tính tán xạ mạnh ánh sáng trong vùng khả kiến mà các hạt nano SiO2/Au cho hiệu tốt trong việc hiện ảnh tế bào. Đồng thời nhờ vào sự hấp thụ mạnh ánh sáng hồng ngoại gần của các thanh nano vàng và hạt nano cấu trúc lõi/vỏ SiO2/Au, nhiệt độ của môi trường xung quanh chúng tăng lên từ 40C đến 120C khi được chiếu sáng bằng laser 808 nm.
Kiến nghị
Qua các kết quả nhận được từ việc thực hiện luận án này cho thấy tiềm năng của các hạt nano vàng trong các ứng dụng chẩn đoán và điều trị ung thư bằng liệu pháp quang nhiệt tại Việt Nam. Để chuẩn bị cho việc điều trị bằng phương pháp mới này thì các nghiên cứu tiền lâm sàng, nghiên cứu in vivo cần tiến hành để rút ra quy trình điều trị ung thư như: liều chiếu, thời gian chiếu và lượng hạt sử dụng để có thể hoàn toàn phá hủy khối u mà không làm ảnh hưởng tới các mô lành xung quanh.
Đồng thời với việc đó thì có thể nghiên cứu tạo các hạt vàng đa chức năng vừa mang thuốc điều trị ung thư vừa có thể hướng đích chủ động để đồng thời phát huy tác dụng kép khi sử dụng hạt này trong hiệu ứng quang nhiệt để điều trị ung thư.
25
DANH MỤC CÁC BÀI BÁO ĐÃ XUẤT BẢN LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
1. Tran Hong Nhung, Nghiem Thi Ha Lien, Emmanuel Fort, Le Quang Huan, Nguyen Thi Quy, Do Quang Hoa, Vu Thi Thuy Dương, La Thi Huyen, Nguyen Thanh Phuong, Nguyen Thi Tuyen, Do Thi Hue,
“Biofunctionalisation of gold nanoparticles for biomedical applications”, IWNA 2011, November 10-12, 2011, Vung Tau, Viet Nam.
2. Thi Ha Lien Nghiem, Tuyet Ngan Le, Thi Hue Do, Thi Thuy Duong Vu, Quang Hoa Do, and Hong Nhung Tran “Preparation and characterization of silica - gold core - shell (SiO2 @ Au) nanoparticles”, advances in Optics photonics spectroscopy and applications VII, ISSN 1859-4271
3. Thi Ha Lien Nghiem, Thi Hue Do, Van Tuyen Nguyen, Thi Hai
Nguyen, Thi My An Nguyen, Duong Vu, Quang do Hoa,Thi Thuy Duong Vu and Hong Nhung Tran, “Synthesis and biofunctionalization of gold nanoshells for biomedical applications”, advances in Optics photonics spectroscopy and applications VIII, ISSN 1859-4271
4. Do Thi Hue, Nghiem Thi Ha Lien and Tran Hong Nhung, “Synthesis and characterization of fine colloidal gold nanoparticles”, the second academic conference on natural science for master and phD students from Cambodia, Laos, Malaysia and Viet Nam, 2012. ISBN 978-604- 913-088-5
5. T.H.L.Nghiem, T.N. Le, T.H.Do, T.T.D. Vu, Q.H.Do, and H. TN. Tran, “Preparation and characterization of silica–gold core–shell nanoparticles”, J.Nanoparticle Res., vol. 15, no. 11, Nov. 2013.
26
6. Thi Hue Do, Thi Thuy Nguyen, Thi Ha Lien Nghiem and Hong
Nhung Tran “Synthesis and optical characterization of small diameter gold nanoshells for biomedical applications”, The 3rd Academic Conference on Natural Science for Master and PhD Students From Cambodia - Laos - Malaysia - Viet Nam, 11-15 November 2013, Phnom Penh, Cambodia, ISBN 978-604-913-088-5.
7. Đỗ Thị Huế, Nguyễn Thị Bích Ngọc, Vũ Văn Sơn , Vũ Thị Thùy Dương, Nguyễn Trọng Nghĩa , Đỗ Quang Hòa, Trần Hồng Nhung, và Nghiêm Thị Hà Liên, “ Chế tạo nano vàng dạng thanh cho các ứng dụng trong y sinh”, the International Conference on Applied & Engineering Physics, October 2015 in Hanoi, Vietnam.
8. Đỗ Thị Huế, Nguyễn Thị Bích Ngọc, Vũ Dương, Vũ Văn Sơn,
Nguyễn Trọng Nghĩa , Đỗ Quang Hòa, Trần Hồng Nhung và Nghiêm Thị Hà Liên, “ Chế tạo nano bạc dạng thanh định hướng ứng dụng trong y sinh”, the International Conference on Applied & Engineering Physics, October 2015 in Hanoi, Vietnam.
9. Đỗ Thị Huế, Chu Việt Hà, Nghiêm Thị Hà Liên, Trần Hồn Nhung, “Chế tạo nano vàng dạng thanh cho các ứng dụng trong y sinh”, tạp chí Khoa học Công Nghệ Thái Nguyên, 155 (10), 2016.
10. Trong Nghia Nguyen, Thi Hue Do, Dinh Hoang Nguyen, Duong
Vu, Quang Hoa Do, Hong Nhung Tran, and Thi Ha Lien Nghiem, “Enhanced absorption and fluorescence of gold nanoclusters using initial alkali concentrations”, Applied Physics Express 9, 2016
11. Nguyen Van Minh, Do Thi Hue, Nghiem Thi Ha Lien, Vu Thu
Hien, Vu Ngoc Hung, Chu Manh Hoang, “Self-assembly of close- packed monolayer of silica nanospheres on silicon substrate with infrared irradiation”, Proceeding of the third international conference on
27
advaned materials and nanotechnology, (2016), ISBN 978-604-95- 0010-7.
12. Do Thi Hue, Vu Thi Thuy Duong, Nguyen Trong Nghia,
Tran Hong Nhung, Nghiem Thi Ha Lien, “Seeded growth synthesis of gold nanorods for photothermal application” Vietnam Journal of Science and Technology 56 (2) 148-157, 2018.
13. V.T.T.Duong, Anh D. phan, Nghiem T. H. Lien, Do T. Hue, Do Q. Hoa, Do T. Nga, Tran H. Nhung, and Nguyen A. Viet. “Near – infrared photothermal response of plasmonic gold – coated nanoparticles in tissues”. Phys.status solidi A, 2017,1700564.