5. Điểm mới của đề tài
3.3 Kết quả phân tích cấu trúc CQDs tải hợp chất được chiết từ cây tai tượng Ấn
Kết quả phân tích XRD được trình bày trên hình (3.8).
10 20 30 40 50 60 70 80 500 1000 1500 2000 % T cm-1
CQDs 6h tai hop chat duoc chiet tu cay tai tuong An
CQDs 6h
Hình 3.7 Phổ XRD của mẫu CQDs 6 h trước và sau khi tải hợp chất được chiết từ cây tai tượng Ấn
Hình (3.8) trình bày các giản đồ nhiễu xạ tia X của mẫu CQDs 6 h sau khi tải hợp chất của cây tai tượng Ấn và được so sánh với giản đồ XRD của mẫu CQDs 6 h trước khi tải. Phân tích XRD cho thấy các peak nhiễu xạ của CQDs bị thay đổi trong mẫu CQDs có tải hợp chất của cây tai tượng Ấn. Kết quả này chứng tỏ việc thêm cao chiết nước của cây tai tượng Ấn để tổng hợp CQDs tải hợp chất của cây tai tượng Ấn đã làm biến
50
đổi cấu trúc mạng tinh thể của CQDs 6 h. Có thể nhận thấy các peak (2θ = 28,4278 (d = 0,3137 nm); 40,5530 (d = 0,2223 nm); 50,2468 (d = 0,1814 nm); 58,8275 (d = 0,1569 nm) trong mẫu CQDs tổng hợp trong 6 h nhọn, sắc nét nhưng khi thêm hợp chất chiết từ cây tai tượng Ấn thì các peak rộng, đỉnh peak thấp và tù hơn, vị trí góc 2 theta thay đổi (2θ ~ 13,3272 (d = 1,3276 nm); ~ 30,9872 (d = 0,5767 nm); ~ 42,8885 (d = 0,4214 nm); ~ 55,5256 (d = 0,3307 nm). Theo [71], tai tượng Ấn là một vật liệu polyme hữu cơ có độ kết tinh mạng tinh thể kém, phổ XRD của nó chỉ thể hiện peak tù ở 2θ ở khoảng (20º–30º). Do vậy, việc thêm vật liệu với cấu trúc không có sự sắp xếp tuần hoàn trật tự trong mạng tinh thể (hợp chất chiết từ cây tai tượng Ấn) cản trở sự giao thoa của tia X cho vật liệu kết tinh mạng tinh thể (CQDs) dẫn tới sự giảm cường độ và tăng bề rộng của peak nhiễu xạ.
Kết quả phân tích FT-IR được trình bày trên hình (3.9).
Hình 3.8 Phổ FT-IR của mẫu CQDs 6 h trước và sau khi tải hợp chất được chiết từ cây tai tượng Ấn
Từ đồ thị hình (3.9) ta thấy số lượng các peak tín hiệu ở mẫu CQDs 6 h ban đầu và mẫu sau khi tải cao lên là như nhau. Tuy nhiên cường độ tín hiệu của mẫu sau khi được tải cao lên yếu hơn so với ban đầu. Theo kết quả phân tích FT-IR của bột lá tai tượng Ấn được nghiên cứu bởi S. Karthikvà cộng sự [71] cũng cho các đỉnh peak gần với kết quả
51
phân tích FT-IR của hai mẫu CQDs 6 h trước và sau khi tải cao chiết của cây tai tượng Ấn. Tuy nhiên, cường độ tín hiệu của mẫu bột lá tai tượng Ấn cũng thấp hơn so với mẫu CQDs 6 h, đây có thể là nguyên nhân làm giảm cường độ peak của mẫu CQDs sau khi tải cao chiết tai tượng Ấn hoặc có thể do sự che phủ các vị trí hoạt động gốc tự do nhóm –OH ở vị trí orthor của vòng benzenyl làm các nhóm chức bề mặt bị giảm dẫn đến cường độ các peak bị giảm.
Từ kết quả phân tích XRD, FT-IR của mẫu CQDs 6 h có tải hợp chất của cây tai tượng Ấn và so sánh với mẫu CQDs 6 h trước khi tải, cũng như mẫu bột lá cây tai tượng Ấn đã chứng tỏ đề tài đã đạt được mục tiêu trong việc tổng hợp chấm lượng tử carbon tải hợp chất của cây tai tượng Ấn.
Hoạt tính sinh học của CQDs tải hợp chất được chiết từ cây tai tượng Ấn
3.3.1.1 Khả năng kháng oxi hóa của CQDs trước và sau khi tải cao nước tai tượng Ấn
Khả năng trung hòa gốc tự do DPPH
Bảng 3.9 Phần trăm ức chế gốc tự do DPPH của mẫu CQDs trước và sau khi tải cao nước cây tai tượng Ấn
STT Nồng độ (μg/mL)
Phần trăm ức chế (IC50%)
Trước khi tải cao Sau khi tải cao
1 10,00 17,47 ± 3,89 32,02 ± 4,17
2 25,00 44,07 ± 0,48 54,63 ± 1,45
3 50,00 76,47 ± 0,94 74,80 ± 0,84
4 100,00 80,25 ± 1,73 79,97 ± 1,20
52
Hình 3.9 Khả năng trung hòa gốc tự do DPPH của CQDs trước và sau khi tải cao tai tượng Ấn
Kết quả cho thấy khả năng kháng oxi hóa của mẫu CQDs trước và sau khi tải cao đều tăng lên một cách rõ rệt khi tăng dần nồng độ. Khả năng trung hòa gốc tự do DPPH của mẫu CQDs sau khi tải cao chiết cao hơn so với mẫu ban đầu khi tăng dần nồng độ từ (10-25) 𝜇g/mL. Khả năng bắt gốc tự do DPPH của mẫu CQDs ban đầu cao hơn so với mẫu sau khi tải cao lênkhi nồng độ tăng từ (50-100) 𝜇g/mL. Từ đồ thị hình (3.10) cho biết giá trị IC50 của hai mẫu là không chênh lệch nhiều. IC50 của mẫu CQDs ban đầu là 28 𝜇g/mL và của mẫu CQDs sau được tải cao là 22 𝜇g/mL và thấp hơn giá trị IC50 của mẫu CQDs được tổng hợp bằng nước millipore (IC50 = 60 𝜇g/mL) [72] và ngang nhau với CQDs được tổng hợp bằng nước cất hai lần (IC50 = 26 𝜇g/mL) của Chunduri[60].
Năng lực khử
Bảng 3.10 Kết quả phép đo năng lực khử hai mẫu CQDs 6 h trước và sau khi tải cao
Mẫu Độ hấp thu quang ở các nồng độ (𝒎g/mL)
0,1 0,5 1,0
Trước khi tải cao 0,355 ± 0,011 1,383 ± 0,033 2,920 ± 0,024
Sau khi tải cao 0,229 ± 0.006 0,806 ± 0,021 1,447 ± 0,004
Khi tăng dần nồng độ thì độ hấp thu quang tại 700 nm của hai mẫu CQDs đều tăng lên. Từ bảng (3.9) cho thấy kết quả đo độ hấp thu quang của hai mẫu có sự chênh lệch đáng
53
kể. Tại nồng độ 1,0 mg/mL độ hấp thu quang của mẫu CQDs ban đầu (2,920) gấp hai lần so với mẫu CQDs sau khi tải cao (1,447).
Như vậy so sánh tổng thể về khả năng kháng oxi hóa của hai mẫu CQDs ta thấy rằng mẫu ban đầu có hoạt tính tốt hơn. Điều này có thể do mẫu cao bao phủ lấy lên bề mặt các hạt CQDs dẫn đến việc che lấp các vị trí hoạt động gốc tự do như 2 nhóm –OH ở vị trí orthor của vòng benzenyl.
3.3.1.2 Xác định tổng hàm lượng polyphenol
Bảng 3.11 Hàm lượng polyphenol có trong mẫu CQDs 6 h trước và sau khi tải cao tai tượng Ấn
Mẫu Trước khi tải cao Sau khi tải cao
Tổng hàm lượng polyphenol (mg GAE/g mẫu khô)
105,509 ± 1,630 59,346 ± 2,005
Từ thực nghiệm ta thấy tổng hàm lượng polyphenol của hai mẫu khác xa nhau. Hàm lượng polyphenol trong mẫu ban đầu (105,509 mg GAE g mẫu khô) cao hơn so với mẫu CQDs sau khi được tải cao lên (59,346 mg GAE/g mẫu khô).
54
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
KẾT LUẬN
Từ nguyên liệu rẻ tiền, dễ tìm thấy và phương pháp tổng hợp đơn giản, dễ thực hiện, thân thiện với môi trường chúng tôi đã tổng hợp thành công và khảo sát thời gian tổng hợp tốt nhất (6 h) để hình thành nên chấm lượng tử carbon từ mụn sơ dừa bằng phương pháp thủy nhiệt. Chấm lượng tử carbon tổng hợp được với hoạt tính kháng oxi hóa cao, không độc và có tính ứng dụng cao trong ngành y học.
Cả hai cao chiết của lá tai tượng ấn với hai dung môi là ethnaol (99,5%) và nước đều thể hiện hoạt tính chống oxi hóa là khá tốt. Kết quả cho thấy tai tượng Ấn là nguồn hợp chất chống oxi hóa tiềm năng với nhiều hợp chất tự nhiên như polyphenol, flavonoid, quinone, alkaloid. Kết quả định lượng cho thấy lá cây tai tượng ấn chứa hàm lượng polyphenol cao 34,69 ± 1,99 (cao ethanol) và 54,57 ± 3,55 (cao nước). Từ phép đo kháng khuẩn cho thấy cả hai mẫu cao đều không cho hoạt tính kháng khuẩn E.coli ở các nồng độ khác nhau 50,00; 10,00; 5,00; 1,00 mg/mL. Cao chiết của lá – nước cất cho hoạt tính tốt hơn so với cao chiết lá – ethanol vì vậy nó được dùng để tải lên chấm lượng tử carbon.
Từ việc sử dụng chấm lượng tử carbon tổng hợp được từ mụn sơ dừa bằng phương pháp thủy nhiệt và trích ly nóng hợp chất từ cây tai tượng Ấn, chúng tôi đã tổng hợp thành công chấm lượng tử carbon tải hợp chất được chiết từ cây tai tượng Ấn thông qua các kết quả phân tích XRD và FT-IR. Các kết quả phân tích hoạt tính kháng oxi hóa của mẫu chấm lượng tử sau khi tải cao chiết cho thấy giảm đi so với mẫu chấm lượng tử ban đầu. Điều này có thể do sự che phủ các vị trí hoạt động gốc tự do như 2 nhóm –OH ở vị trí orthor của vòng benzenyl. Cao chiết tai tượng Ấn chưa qua phân lập nên tồn tại rất nhiều hợp chất, việc hợp chất nào được tải lên chấm lượng tử carbon cũng như cơ chế hình thành của chúng vẫn chưa được nghiên cứu. Vì vậy trong tương lai, đây cũng được xem như một hướng đi mới hướng tới việc tải thành công một hợp chất sinh học có hoạt tính cao lên chấm lượng tử carbon ứng dụng trong y học.
55
KIẾN NGHỊ
Thay đổi phương pháp thủy nhiệt trong quá trình tổng hợp chấm lượng tử carbon bằng phương pháp vi sóng, nhằm rút ngắn thời gian phản ứng cũng như gia tăng hiệu suất phát quang. Đồng thời khảo sát thời gian, lựa chọn điểm tối ưu để tổng hợp và áp dụng những phương pháp xử lý bề mặt nhằm tăng hiệu suất phát quang chấm lượng tử carbon. Thay phương pháp trích lý nóng bằng ngâm dầm trong quá trình điều chế cao chiết. Tiến hành cô lập các phân đoạn, xác định công thức hóa học cũng như hoạt tính kháng oxi hóa của mỗi phân đoạn. Khảo sát ảnh hưởng của mỗi loại dung môi và điều kiện tối ưu về thời gian, hàm lượng mẫu để thu được các phân đoạn có hoạt tính cao nhất.
Thay đổi phương pháp tải cao lên CQDs bằng phương pháp vi sóng. Đồng thời khảo sát ảnh hưởng của thời gian, nồng độ của tác chất đến hiệu suất tải.
56
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] E. Bedon and G. J. L. Hatfield, "An investigation of the antiviral activities of Podophyllum Peltatun," vol. 45, no. 6, p. 725, 1982.
[2] J. S. Reddy et al., "Wound healing effects of Heliotropium indicum, Plumbago zeylanicum and Acalypha indica in rats," vol. 79, no. 2, pp. 249-251, 2002.
[3] G. Drummen, "Quantum dots—from synthesis to applications in biomedicine and life sciences," ed: International Journal of Molecular Sciences, 2010, pp. 154-163. [4] M. Reed et al., "Observation of discrete electronic states in a zero-dimensional semiconductor nanostructure," Physical Review Letters, vol. 60, no. 6, pp. 535-537, 1988.
[5] C. S. Kumar, Nanotechnologies for the life sciences. Wiley-VCH, 2005.
[6] J. W. d. Roszek B., Geertsma RE. , "Nanotechnology for medical applications,"
RIVM report 265001001, 2005.
[7] R. E. Bailey, A. M. Smith, and Nie, "Quantum dots in biology and medicine," vol. 25, no. 1, pp. 1-12, 2004.
[8] W. J. Parak et al., "Biological applications of colloidal nanocrystals," vol. 14, no. 7, p. R15, 2003.
[9] T. CHI, "Hiệu ứng kích thước ảnh hưởng lên tính chất quang của CdS, CdSe và CuInS2," ed: luận án Tiến sĩ Khoa học vật liệu, Viện khoa học và công nghệ Việt Nam, Hà Nội, 2010.
[10] W. J. A. Zhong and b. chemistry, "Nanomaterials in fluorescence-based biosensing," vol. 394, no. 1, pp. 47-59, 2009.
[11] I. L. Medintz et al., "Self-assembled nanoscale biosensors based on quantum dot FRET donors," vol. 2, no. 9, p. 630, 2003.
[12] U. Hasegawa et al., "Nanogel-quantum dot hybrid nanoparticles for live cell imaging," vol. 331, no. 4, pp. 917-921, 2005.
[13] A. Månsson et al., "In vitro sliding of actin filaments labelled with single quantum dots," vol. 314, no. 2, pp. 529-534, 2004.
[14] C.-A. J. Lin et al., "Bioanalytics and biolabeling with semiconductor nanoparticles (quantum dots)," vol. 17, no. 14, pp. 1343-1346, 2007.
[15] H. Tada et al., "In vivo real-time tracking of single quantum dots conjugated with monoclonal anti-HER2 antibody in tumors of mice," vol. 67, no. 3, pp. 1138-1144, 2007. [16] E. Goldman et al., "Luminescent Quantum Dot‐Adaptor Protein‐Antibody Conjugates for Use in Fluoroimmunoassays," vol. 229, no. 1, pp. 407-414, 2002. [17] X. Xu et al., "Electrophoretic analysis and purification of fluorescent single- walled carbon nanotube fragments," vol. 126, no. 40, pp. 12736-12737, 2004.
[18] Y.-P. Sun et al., "Quantum-sized carbon dots for bright and colorful photoluminescence," vol. 128, no. 24, pp. 7756-7757, 2006.
57
[19] S. N. Baker and G. A. J. A. C. I. E. Baker, "Luminescent carbon nanodots: emergent nanolights," vol. 49, no. 38, pp. 6726-6744, 2010.
[20] H. Li et al., "Carbon nanodots: synthesis, properties and applications," vol. 22, no. 46, pp. 24230-24253, 2012.
[21] J. Shen et al., "Graphene quantum dots: emergent nanolights for bioimaging, sensors, catalysis and photovoltaic devices," vol. 48, no. 31, pp. 3686-3699, 2012. [22] P. Mirtchev et al., "Solution phase synthesis of carbon quantum dots as sensitizers for nanocrystalline TiO 2 solar cells," vol. 22, no. 4, pp. 1265-1269, 2012. [23] X. Zhang et al., "Color-switchable electroluminescence of carbon dot light- emitting diodes," vol. 7, no. 12, pp. 11234-11241, 2013.
[24] S.-T. Yang et al., "Carbon dots as nontoxic and high-performance fluorescence imaging agents," vol. 113, no. 42, pp. 18110-18114, 2009.
[25] S.-T. Yang et al., "Carbon dots for optical imaging in vivo," vol. 131, no. 32, pp. 11308-11309, 2009.
[26] H. Tao et al., "In vivo NIR fluorescence imaging, biodistribution, and toxicology of photoluminescent carbon dots produced from carbon nanotubes and graphite," vol. 8, no. 2, pp. 281-290, 2012.
[27] A. B. Bourlinos et al., "Gd (III)-doped carbon dots as a dual fluorescent-MRI probe," vol. 22, no. 44, pp. 23327-23330, 2012.
[28] H. Li et al. , "Nucleic acid detection using carbon nanoparticles as a fluorescent sensing platform," vol. 47, no. 3, pp. 961-963, 2011.
[29] M. Zheng et al., "Integrating oxaliplatin with highly luminescent carbon dots: an unprecedented theranostic agent for personalized medicine," vol. 26, no. 21, pp. 3554- 3560, 2014.
[30] J. Kim et al., "Transfection and intracellular trafficking properties of carbon dot- gold nanoparticle molecular assembly conjugated with PEI-pDNA," vol. 34, no. 29, pp. 7168-7180, 2013.
[31] G. A. Pesewu et al., "Antibacterial activity of plants used in traditional medicines of Ghana with particular reference to MRSA," vol. 116, no. 1, pp. 102-111, 2008. [32] L. L. J. J. o. F. S. Zaika, "Spices and herbs: their antimicrobial activity and its determination 1," vol. 9, no. 2, pp. 97-118, 1988.
[33] P. Basu, "Trading on traditional medicines," ed: Nature Publishing Group, 2004. [34] Đ. H. Bích và đồng nghiệp, "Cây thuốc và động vật làm thuốc ở Việt Nam," vol. 2, ed: Khoa học và Kỹ thuật, 2006, pp. 772-773.
[35] R. Chopra et al., "Glossary of Indian medicinal plants, New Delhi," 1956. [36] S. P. Hiremath et al., "Post-coital antifertility activity of Acalypha indica L," vol. 67, no. 3, pp. 253-258, 1999.
[37] C. J. L. Khare, New Delhi, "Indian Medicinal Plants-An Illustrated Dictionary. 1st Indian Reprint Springer (India) Pvt," vol. 28, 2007.
58
[38] D. Jagatheeswari et al., "Acalypha indica L-An important medicinal plant: A review of its traditional uses and pharmacological properties," vol. 3, no. 1, pp. 19-22, 2013.
[39] R. P. Rastogi et al., Compendium of Indian Medicinal Plants: 1985-1989. Central Drug Research Institute and Publications & Information Directorate …, 1990.
[40] K. M. Nadkarni, [Indian materia medica]; Dr. KM Nadkarni's Indian materia medica: with Ayurvedic, Unani-Tibbi, Siddha, allopathic, homeopathic, naturopathic & home remedies, appendices & indexes. 1. Popular Prakashan, 1996.
[41] M. Vaishnava et al., "Constituents of Cassia fistula roots," vol. 64, no. 1, 1993. [42] A. Gomes et al., "Herbs and herbal constituents active against snake bite," 2010. [43] V. Mahesh et al., "Anthraquinones and kaempferol from Cassia species section fistula," vol. 47, no. 4, pp. 733-733, 1984.
[44] R. Meena and S. J. I. J. o. C. KALIDHAR, "Section B, Organic including Medicinal," vol. 37, no. 12, pp. 1314-1315, 1998.
[45] A. Nahrsted et al., "Flavonoids from Acalypha indica," vol. 77, no. 6, pp. 484- 486, 2006.
[46] M. A. Rahman et al., "Analgesic and antiinflammatory activity of methanolic extract of Acalypha indica Linn," vol. 23, no. 3, pp. 256-258, 2010.
[47] A. Mullick et al., "In-vitro assay of antioxidant and antibacterial activity of leaf extract and leaf derived callus extract of Acalypha indica L.," vol. 3, pp. 504-510, 2013. [48] V. Narwade et al., "Detection of Flavonoids from Acalypha indica L," 2011. [49] B. J. T. l. Halliwell, "Free radicals, antioxidants, and human disease: curiosity, cause, or consequence?," vol. 344, no. 8924, pp. 721-724, 1994.
[50] R. J. Rubin et al., "The economic impact of Staphylococcus aureus infection in New York City hospitals," vol. 5, no. 1, p. 9, 1999.
[51] S. Kannan and M. J. B. o. M. S. Sundrarajan, "Biosynthesis of Yttrium oxide nanoparticles using Acalypha indica leaf extract," vol. 38, no. 4, pp. 945-950, 2015. [52] S. Karthik et al., "Acalypha indica–mediated green synthesis of ZnO nanostructures under differential thermal treatment: Effect on textile coating, hydrophobicity, UV resistance, and antibacterial activity," vol. 28, no. 12, pp. 3184- 3194, 2017.
[53] S. Kannan and M. J. A. p. t. Sundrarajan, "Green synthesis of ruthenium oxide nanoparticles: Characterization and its antibacterial activity," vol. 26, no. 6, pp. 1505- 1511, 2015.
[54] S. S. N. J. I. J. o. E. Tharani and A. Sciences, "Green synthesis of zirconium