a) Bọc hạt nano silica bằng bovine serum albumin (BSA)
Cỏc dung dịch hạt silica cú nhúm chức -NH2, -OH, -SH chế tạo theo cỏch trờn thường hơi cú tớnh axit với pH khoảng từ 5 đến 6, do đú dung dịch này thường bị vẩn đục trong cỏc mụi trường cú tớnh bazơ hoặc trung tớnh do cỏc hạt silica bị kết đỏm. Vấn đề đặt ra là phải làm sao để cỏc hạt này cú thể sử dụng được trong cỏc mụi trường cú pH khỏc nhau. Phương ỏn bọc BSA được lựa chọn do tiếp thu cỏc kết quả bọc hạt nano vàng của nhúm nghiờn cứu [131]. Nhờ được bọc BSA, cỏc hạt nano silica sau khi chế tạo sẽ ổn định hơn rất nhiều. Hơn nữa, việc bọc vỏ BSA sẽ tạo ra mụi trường thuận lợi để hạt silica tồn tại trong cơ thể sống phục vụ cho mục đớch nhận biết khối u sau này.
Hỡnh 2.7. Sơ đồ minh họa quỏ trỡnh bọc BSA lờn hạt nano silica
Mẫu được chọn để bọc BSA là hạt nano silica cú nhúm chức -OH trờn bề mặt.
Quy trỡnh bọc hạt: Pha BSA trong dung dịch đệm MES (axit 2-(N- morpholino)etansulfonic), khuấy từ trong 30 phỳt. BSA pha trong MES được đưa vào dung dịch nano silica sau khi đó chế tạo xong. Hỗn hợp nano silica - BSA trong MES được khuấy từ khoảng 30 phỳt ở 40C cho tới khi dung dịch trở nờn trong suốt. Sau đú để ổn định trong tối ở 40C trong thời gian 1-2 ngày. BSA được hấp phụ trực tiếp lờn bề mặt hạt nano silica.
Với mục đớch tỡm lượng BSA đủ để bọc kớn hạt, một dóy 16 mẫu với lượng BSA khỏc nhau đó được chế tạo (Bảng 2.1)
Bảng 2.1. Thớ nghiệm xỏc định lượng BSA đủ để bọc hạt
STT BSA (mg) BSA (MES) (μl) SiO2 -OH (ml) MES (μl) 1. 0,0 0 1 150 2. 0,1 10 1 140 3. 0,2 20 1 130 4. 0,3 30 1 120 5. 0,4 40 1 110 6. 0,5 50 1 100 7. 0,6 60 1 90 8. 0,7 70 1 80 9. 0,8 80 1 70 10. 0,9 90 1 60 11. 1,0 100 1 50 12. 1,1 110 1 40 13. 1,2 120 1 30 14. 1,3 130 1 20 15. 1,4 140 1 10 16. 1,5 150 1 0
Mẫu sau khi chế tạo được chia làm 2 phần, một phần cho vào trong mụi trường nước và phần cũn lại cho vào mụi trường PBS 4,5X (là hỗn hợp dung dịch gồm NaCL (0,15 M) 87,0g; KH2PO4 2,0g; Na2HPO4 29,0g; NaN3 2,0g pha trong 4,5 lớt nước cất). Sau 24 giờ, cỏc mẫu được đo phổ hấp thụ và huỳnh quang.
b) Bọc hạt nano silica bằng Streptavidin (SA)
Xuất phỏt từ yờu cầu gắn kết hạt nano lờn cỏc phõn tử sinh học khỏc nhau đó được biotin húa (vớ dụ DNA), thớ nghiệm bọc SA lờn hạt nano silica đó được thực hiện.
Cú hai cỏch bọc SA: trực tiếp và giỏn tiếp. Hạt nano silica được sử dụng để bọc SA cú nhúm chức –OH (SiO2-OH), kớch thước trung bỡnh 110 nm.
- Bọc trực tiếp: SA được hấp phụ trực tiếp lờn bề mặt hạt SiO2-OH.
- Bọc giỏn tiếp: Đầu tiờn bọc hạt silica với BSA (SiO2@BSA). Sau đú kớch hoạt nhúm –COOH của SA bằng EDC nhằm tỏc dụng với cỏc nhúm –NH2 trờn BSA. Gắn kết SA đó kớch hoạt với SiO2@BSA thụng qua liờn kết amide được mụ tả trờn Hỡnh 2.8 và Hỡnh 2.9.
Hỡnh 2.9. Mụ hỡnh quỏ trỡnh bọc SA bằng cỏch trực tiếp (a) và giỏn tiếp (b)
- Tớnh toỏn lượng SA dựng để bọc hạt nano silica:
Ta cú diện tớch bề mặt một hạt SiO2-OH trung bỡnh là: *d*d = 38013 nm2. Diện tớch bề mặt một phõn tử SA là 50 nm2. Để bọc kớn một hạt SiO2-NH2 cần khoảng 760 phõn tử SA. Tuy nhiờn do SA cú giỏ thành cao nờn chỳng tụi khụng bọc kớn SA theo số liệu tớnh toỏn, mà chỉ đớnh 50 phõn tử SA trờn một hạt SiO2-OH. Cỏc vị trớ cũn trống sẽ được bọc bằng BSA (thụ động húa cỏc vị trớ cũn dư bằng BSA là cỏch thường dựng trong sinh học)
+ Bọc trực tiếp:
- Lấy 0,5 mg SA pha trong 500 àl MES 0,01M vortex cho tan; lấy 30 àl SA pha trong MES cho vào 1ml SiO2-OH (nồng độ 7.1012hạt/ml) ủ lắc 2 giờ trong tối.
- Cho 1,5 mg BSA vào dung dịch trờn, khuấy từ 30 phỳt rồi để ở 40C trong 24 giờ.
+ Bọc giỏn tiếp
Hỡnh 2.8. Phương trỡnh phản ứng tạo liờn kết amide
+ a)
- Bọc BSA cho hạt SiO2-OH với quy trỡnh như bọc BSA ở phần trờn.
- Pha 0,1 mg EDC trong 10 àl H2O vortex cho tan sau đú cho vào 30 àl SA pha trong MES ủ lắc 15 phỳt ở 4oC. Cho dung dịch SA vào dung dịch SiO2- OH@BSA ủ lắc trong 2 giờ, ở 4oC trong tối.