Mặc dù đồng là một nguyên tố vi lượng cần thiết cho cơ thể, song dư lượng đồng vượt quá giới hạn cho phép có thể gây đau bụng, buồn nôn, tiêu chảy và có thể dẫn đến tổn thương mô và bệnh tật. Trên thực tế, việc hấp thụ một lượng lớn đồng vào cơ thể có thể gây xuất huyết đường tiêu hóa, thiếu máu, nhiễm độc tế bào gan và suy thận cấp (Agarwal et al., 1993). Do đó, việc đánh giá mức độ bị rửa trôi nano đồng nhằm mục đích xác nhận mức độ an toàn của dịch lọc dựa trên các tiêu chuẩn nước uống đã được ban hành.
Mức độ bị rửa trôi nano đồng được đánh giá bằng cách bơm 1 L nước cất qua màng PET – nano đồng (mẫu t10) với tốc độ bơm đạt 0,83 ml/phút. Dịch lọc thu được sẽ được xác định hàm lượng đồng bằng phương pháp ICP – MS. Kết quả cho thấy hàm lượng đồng tìm thấy trong dịch lọc đạt 0,62 mg/L, phù hợp với tiêu chuẩn lượng đồng cho phép trong nước uống (< 2 mg/L) do Tổ Chức Y Tế Thế Giới (WHO) ban hành. Từ kết quả trên có thể thấy rõ hiệu quả của quá trình xử lí bề mặt sợi PET trong dung dịch kiềm đến khả năng giữ chặt hạt nano đồng. Cụ thể, các vết trầy xước, lõm trên bề mặt sợi PET (Hình 3.2) chứa các gốc COO‾ kết hợp với quá trình xử lí với TEA (Hình 3.12) và PVP góp phần liên kết với hạt nano đồng thông qua lực hút tĩnh điện và liên kết phối trí (coordinate bond). Do đó, hạt nano đồng khó bị rửa trôi hơn và hàm lượng đồng trong dịch lọc sau cùng bị giảm thiểu.
Tất cả kết quả trên khẳng định dịch lọc qua màng PET – nano đồng có hàm lượng đồng nằm trong vùng an toàn theo tiêu chuẩn của WHO. Theo đó, màng lọc PET – nano đồng (mẫu t10) có thể xem là mẫu an toàn.
48
CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Thông qua nghiên cứu trên, một số kết luận có thể được đưa ra như sau:
a) Thời gian ngâm trong dung dịch kiềm làm giảm khối lượng và cấu trúc cơ lí của màng PET.
b) Hạt nano đồng với 2 cấu trúc đặc biệt (Cu2O và Cu – CuO) được tổng hợp thành công bằng phương pháp khử hoá học, sử dụng sodium hypophosphite là chất khử và polyvinyl pyrrolidone (PVP) làm chất bao.
c) Lượng nano đồng bám dính lên màng PET tỉ lệ thuận với nồng độ CuSO4 ban đầu và bão hoà ở giá trị nồng độ cao hơn 1M. Đồng thời, khả năng kháng E. coli của màng PET – nano đồng tỉ lệ thuận với nồng độ CuSO4 ban đầu. d) Lượng nano đồng bám dính lên màng PET tỉ lệ thuận với hàm lượng chất bao
(%PVP), bão hoà ở giá trị 1 – 1,2% và giảm ở giá trị cao hơn 1,2%. Đồng thời, khả năng kháng E. coli của màng PET – nano đồng tỉ lệ thuận với hàm lượng chất bao và giảm ở giá trị cao hơn 0,8%.
e) Khả năng kháng E. coli của màng PET – nano đồng với thời gian phản ứng đạt 10 phút cao hơn so với màng PET – nano đồng với thời gian phản ứng đạt 45 phút. Mẫu t10 cho khả năng kháng E. coli, S. aureus cao nhất có thể đạt được tương ứng là 99,98% (giảm gần 4 log cfu/ml) và 100% (giảm gần 4,6 log cfu/ml).
f) Các hạt nano đồng bám trên mẫu t10 có kích thước trong khoảng từ 150 – 300 nm chiếm chủ yếu. Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến khả năng kháng khuẩn của hạt nano đồng như kích thước, bản chất và hình thái hạt. Do đó, không thể chỉ dựa vào 1 yếu tố để đánh giá khả năng kháng khuẩn của hạt nano.
g) Hàm lượng nano đồng bị rửa trôi trong dịch lọc đạt 0,62 mg/L, nằm trong giới hạn cho phép của tiêu chuẩn nước uống do WHO ban hành.
49 Từ những kết luận trên, màng lọc PET – nano đồng cho thấy khả năng kháng vi khuẩn tốt, an toàn và có tiềm năng ứng dụng vào việc lọc thực phẩm dạng lỏng. Tuy nhiên, trước khi áp dụng vào thực tế, một số yếu tố sau cần phải được nghiên cứu thêm:
a) Khảo sát khả năng kháng khuẩn của màng PET – nano đồng trên các đối tượng vi sinh vật và các dạng thực phẩm khác nhau.
b) Tiến hành chụp TEM hình thái tế bào vi khuẩn sau khi bị lọc qua màng PET – nano đồng nhằm đánh giá mức độ tổn thương tế bào.
c) Khảo sát ảnh hưởng của các loại chất bao, chất khử, nhiệt độ phản ứng đến khả năng kháng khuẩn của màng PET – nano đồng.
d) Khảo sát hiệu quả tổng hợp hạt nano và khả năng kháng khuẩn của màng PET – nano đồng sử dụng phương pháp khử hoá học kết hợp với các phương pháp vật lí khác.
e) Đánh giá sự biến đổi về mặt cơ lí của màng lọc PET – nano đồng và lựa chọn loại màng có hiệu quả lọc cao và khả năng cố định hạt nano tốt.
50
TÀI LIỆU THAM KHẢO
A. Seth. (2011). Antimicrobial and phytochemical analysis of common Indian spices against food borne pathogens. Advanced BioTech, 11(5), 22-27.
Abbas, K. A. (2009). The recent advances in the nanotechnology and its applications in food processing: A review. J Food Agric Environ, 7(3-4), 14-17.
Adams, M. (2009). Staphylococcus aureus and other pathogenic Gram-positive cocci. In I. F. Pathogens. Woodhead Publishing.
Agarwal, S. K., Tiwari, S. C., & Dash, S. C. (1993). Spectrum of poisoning requiring haemodialysis in a tertiary care hospital in India. The International journal of
artificial organs, 16(1), 20-22.
Ahmad, T., Wani, I. A., Manzoor, N., Ahmed, J., & Asiri, A. M. (2013). Biosynthesis, structural characterization and antimicrobial activity of gold and silver nanoparticles.
Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 107, 227-234.
Ajitha, B., Reddy, Y. A. K., Reddy, P. S., Jeon, H. J., & Ahn, C. W. (2016). Role of capping agents in controlling silver nanoparticles size, antibacterial activity and potential application as optical hydrogen peroxide sensor. RSC advances, 6(42), 36171-36179. Al-Sabagh, A. M. (2016). Egyptian Journal of Petroleum. Greener routes for recycling of
polyethylene terephthalate, 25(1), 53-64.
Arakha, M., Saleem, M., Mallick, B. C., & Jha, S. (2015). The effects of interfacial potential on antimicrobial propensity of ZnO nanoparticle. Scientific reports, 5, 9578.
Bali, R. R. (2006). The synthesis of metallic nanoparticles inside live plants. International
Conference on Nanoscience and Nanotechnology, 224-227.
Baringhaus, J., Ruan, M., Edler, F., Tejeda, A., Sicot, M., Taleb-Ibrahimi, A., ... & Tegenkamp, C. (2014). Exceptional ballistic transport in epitaxial graphene nanoribbons. Nature, 506(7488), 349-354.
Bell C, Kyriakides A. (1998). E. coli - practical approach to organism and its control in foods. Blackie Academic and professional : New York.
Bönnemann, H., & Richards, R. M. (2001). Nanoscopic metal particles− synthetic methods and potential applications. European Journal of Inorganic Chemistry, 10, 2455- 2480.
51 Buettner, G. R. (1998). Catalytic metals, ascorbate and free radicals: combinations to avoid.
Radiation research, 145(5), 532-541.
C.Chellarama, G. A. (2014). Significance of Nanotechnology in Food Industry, 109 – 113. Camargo, P. H. C., Satyanarayana, K. G., & Wypych, F. (2009). Nanocomposites: synthesis,
structure, properties and new application opportunities. Materials Research, 12(1), 1-39.
Charles P. Poole, I. F. (2013). Introduction. In Introduction to nanotechnology (pp. (1): 1 - 7). Canada: A John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey.
Chattopadhyay, D. P. (2014). Nano metal particles: Synthesis, characterization and application to textiles. Manufacturing Nanostructures, 184-215.
Chau, C. F. (2015). An Introduction to Food Nanotechnology 34. In Handbook of Food
Chemistry (p. 1087).
Chen, H. W. (2006). Nanotechnology in nutraceuticals and functional foods. J. Food Tech., 60(3): 30–36.
Chen, L., Zheng, L., Lv, Y., Liu, H., Wang, G., Ren, N., ... & Boughton, R. I. (2010). Chemical assembly of silver nanoparticles on stainless steel for antimicrobial applications. Surface and Coatings Technology, 204(3), 3871-3875.
D. Lai, L. T. (2013). Synthesis of highly stable dispersions of copper nanoparticles using sodium hypophosphite. Journal of applied polymer science, 128(3), 1443-1449. D. S. McKay, E. K.-K. (1996). Zare, Search for past life on Mars: Possible relic biogenic
activity in Martian meteorite ALH8400. In Science (pp. Vol 273, 924 - 930).
Dag, G. E., Lisbeth, B. M., & Jan, A. (2014). Copper. In Handbook on the Toxicology of
Metals (Fourth Edition) (pp. 765-786). Academic Press.
Damm, C., Munstedt, H., & Rösch, A. (2008). The antimicrobial efficacy of polyamide 6/silver-nano-and microcomposites. Materials Chemistry and Physics, 108(1), 61- 66.
Dang, T. M. D., Le, T. T. T., Fribourg-Blanc, E., & Dang, M. C. (2011). Synthesis and optical properties of copper nanoparticles prepared by a chemical reduction method.
Advances in Natural Sciences: Nanoscience and Nanotechnology, 2(1), 015009.
Dankovich, T. A., & Smith, J. A. (2014). Incorporation of copper nanoparticles into paper for point-of-use water purification. Water research, 63, 245-251.
52 De, J., Ramaiah, N., & Vardanyan, L. (2008). Detoxification of toxic heavy metals by marine
bacteria highly resistant to mercury. Marine Biotechnology, 10(4), 471-477. Doyle, M. (2006). Nanotechnology: A Brief Literature Review. Food Research, 10.
Eljamal, R., Eljamal, O., Khalil, A. M., Saha, B. B., & Matsunaga, N. (2018). Improvement of the chemical synthesis efficiency of nano-scale zero-valent iron particles. Journal
of environmental chemical engineering, 6(4), 4727-4735.
Emami-Karvani, Z., & Chehrazi, P. (2011). Antibacterial activity of ZnO nanoparticle on gram-positive and gram-negative bacteria. African journal of microbiology research, 5(12), 1368-1373.
Fan, Q. (2008). Fabric chemical testing. In Fabric testing (pp. 125-147). Woodhead Publishing.
Fed. Am. Soc. Exptl. Biol (FASEB). (1977). Evluation of the heatlh aspects of
hypophosphites as food ingredients. U.S. Dcpt. of Commerce.PB-274-476,.
Fletcher, A. (2006). Nanotech food conference targets future opportunities. Available from http://www.foodnavigator.com/news/ng.asp?id¼67113.
G. Bachir raho, B. Abouni. (2015). The Battle Against Microbial Pathogens: Basic Science, Technological Advances and Educational Programs. In Chapter: Escherichia coli
and Staphylococcus aureus most common source of infection (p. (pp.11)).
G. Georgopoulos et al. (2001). Environmental copper: its dynamics and human exposure issues. Journal of Toxicology and Environmental Health, Part B: Critical Reviews, 4(4), 341-394.
G. Wirtanen, S. S. (2016). Biofilm Risks . In Handbook of Hygiene Control in the Food Industry (Second Edition). Elsevier Ltd. All rights reserved.
Gulati, S., Sachdeva, M., & Bhasin, K. K. (2018). Capping agents in nanoparticle synthesis: Surfactant and solvent system. In AIP Conference Proceedings (Vol. 1953, p. 030214). AIP Publishing LLC.
Guogang Ren, D. H.-R. (2009). Characterisation of copper oxide nanoparticles for antimicrobial applications. International Journal of Antimicrobial Agents. , 33: 587– 590.
Halbus, A. F., Horozov, T. S., & Paunov, V. N. (2019). Controlling the antimicrobial action of surface modified magnesium hydroxide nanoparticles. Biomimetics, 4(2), 41.
53 Han, M., Mathews, S., Mucklich, F., & Solioz, M. (2016). Physicochemical properties of copper important for its antibacterial activity and development of a unified model.
Biointerphases, 11(1), 018902.
Hans, M., Erbe, A., Mathews, S., Chen, Y., Solioz, M., & Mücklich, F. . (2013). Role of copper oxides in contact killing of bacteria. Langmuir, 29(52), 16160-16166. He, Y., Ingudam, S., Reed, S., Gehring, A., Strobaugh, T. P., & Irwin, P. (2016). Study on
the mechanism of antibacterial action of magnesium oxide nanoparticles against foodborne pathogens. Journal of nanobiotechnology, 14(1), 54.
Hiremath, P. N. (2019). Material Attributes and Their Impact on Wet Granulation Process Performance. In Handbook of Pharmaceutical Wet Granulation (pp. 263–315). Hong, K. H. (2006). Preparation of antimicrobial poly (vinyl alcohol) nanofibers containing
silver nanoparticles. . Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics, 44(17), 2468-2474.
Howard C. Berg . (2004). E. coli in Motion. USA: Springer-Verlag New York, Inc.
Hsieh, Y. a. (2007). Innovations in food technology for health. Asia. Pac. J. Clin. Nut, 16: 65–73.
Hwang, H. J. (2016). All-photonic drying and sintering process via flash white light combined with deep-UV and near-infrared irradiation for highly conductive copper nano-ink. . Scientific reports, 6, 19696.
I. Borgia, B. B. (2002). Heterogeneous distribution of metal nanocrystals in glazes of historial pottery. Appl. Surface Sci, 185, 206–216.
Jan T.Poolman. (2017). Escherichia coli. In International Encyclopedia of Public Health
(Second Edition) (pp. 585 - 593). Elsevier Inc. All rights reserved.
Kaper, J. N. (2004). Pathogenic Escherichia coli. Nat. Rev. Microbiol, 2, 123–140.
Kariduraganavar, M. Y. (2014). Polymer Synthesis and Processing. In Natural and Synthetic
Biomedical Polymers (pp. 1–31).
Kiên, N., Hương, T., & Thuỷ, D. (2017). Ảnh hưởng độc tính của vật liệu nano đồng (Cu) đến sự sinh trưởng của Daphnia magna Strauss. TAP CHI SINH HOC, 39(2), 245- 251.
Kim, K. S. (2013). Meningitis-associated Escherichia coli. Escherichia Coli, 305–330. Koutmos, M., & Coucouvanis, D. (2006). Metal Clusters as Ligands. Substitution of Fe Ions
54 Kumar, L. Y. (2015). Role and adverse effects of nanomaterials in food technology. . Journal
of toxicology and health, 2(1), 2.
Kumar, V. V. (2016). Antimicrobial studies of metal and metal oxide nanoparticles. In
Surface chemistry of nanobiomaterials. (pp. 265-300). William Andrew Publishing.
Kumari, S., Panigrahi, A., Singh, S. K., & Pradhan, S. K. (2019). Synthesis of Graphene by Reduction of Graphene Oxide Using Non-Toxic Chemical Reductant. In Materials
Science and Engineering (pp. 143-150). Singapore: Springer.
Landner, L., & Lindestrom, L. (1999). Copper in society and in the environment. Swedish
Environmental Research Group (MFG) (SCDAS-72188).
Lee, Y. C. (2008). Large-scale synthesis of copper nanoparticles by chemically controlled reduction for applications of inkjet-printed electronics. Nanotechnology, 19(41), 415604.
Lemire, J., Harrison, J., & Turner, R. (2013). Antimicrobial activity of metals: mechanisms, molecular targets and applications. Nature Reviews Microbiology, 11(6), 371-384. Li, H., Chen, Q., Zhao, J., & Urmila, K. (2015). Enhancing the antimicrobial activity of
natural extraction using the synthetic ultrasmall metal nanoparticles. Scientific
reports, 5, 11033.
Li, J., Li, Q., Ma, X., Tian, B., Li, T., Yu, J., ... & Hua, Y. (2016). Biosynthesis of gold nanoparticles by the extreme bacterium Deinococcus radiodurans and an evaluation of their antibacterial properties. International journal of nanomedicine, 11, 5931. Long, S. E. (1989). Determination of trace elements in waters and wastes by inductively
coupled plasma-mass spectrometry: Method 200. 8. Version 4. 0 (No. PB-90- 215450/XAB). Environmental Protection Agency, Cincinnati, OH (USA): Environmental Monitoring Systems Lab.
M.C. Roco, .. (1999). Nanoparticles and nanotechnology research. Kluwer Academic Publishers, pp 1 - 6.
Mageswari, A. S. (2016). Nanomaterials: classification, biological synthesis and characterization. In In Nanoscience in Food and Agriculture 3 (pp. pp. 31-71). Springer, Cham.
Mason, T. G. (2006). Nanoemulsions: formation, structure, and physical properties. Journal
55 Masuo, H., Kiyoshi, N., Makio, N., & Toyokazu, Y. . (2007). Basic properties and measuring methods of nanoparticles. In H. K. Masuo, Nanoparticle technology handbook (1 ed., pp. 5-47). Elsevier Science & Technology Books.
McNaught, A. D. (1987). Compendium of Chemical Terminology (Vol. 1669). Blackwell Scientific Publications.
Meghana, S., Kabra, P., Chakraborty, S., & Padmavathy, N. (2015). Understanding the pathway of antibacterial activity of copper oxide nanoparticles. RSC advances, 5(16), 12293-12299.
Menamo, D. S., Ayele, D. W., & Ali, M. T. (2017). Green synthesis, characterization and antibacterial activity of copper nanoparticles using L-ascorbic acid as a reducing agent. Ethiopian Journal of Science and Technology, 10(3), 209-220.
Mittapally, S., Taranum, R., & Parveen, S. (2018). Metal ions as antibacterial agents. Journal
of Drug Delivery and Therapeutics, 8(6-s), 411-419.
Mohanraj, V. J., & Chen, Y. (2006). Nanoparticles-a review. Tropical journal of
pharmaceutical research, 5(1), 561-573.
Molteni, C., Abicht, H., & Solioz, M. (2010). Killing of bacteria by copper surfaces involves dissolved copper. Appl. Environ. Microbiol., 76(12), 4099-4101.
Morabito, S. . (2015). Developments in improving the safety of sprouts. In I. A. Safety. Woodhead Publishing.
Nagavarma, B. V. (2012). Different techniques for preparation of polymeric nanoparticles- a review. Asian J. Pharm. Clin. Res, 5(3), 16-23.
Nandakumar, R., Santo, C., Madayiputhiya, N., & Grass, G. (2011). Quantitative proteomic profiling of the Escherichia coli response to metallic copper surfaces. Biometals, 24(3), 429-444.
Nano.gov, n. (n.d.). The United States National Nanotechnology Initiative. [Online] Available at:https://www.nano.gov [Accessed 6 5 2018].
NataroJP, K. J. (1998). Diarrheagenic Escherichia coli. Clinical Microbiology Reviews, 11(1), 142.
Ngo, Q. B. et al. (2014). Effects of nanocrystalline powders (Fe, Co and Cu) on the germination, growth, crop yield and product quality of soybean (Vietnamese species DT-51). Advances in Natural Sciences: Nanoscience and Nanotechnology, 5(1), 015016.
56 Nguyen, V. T., & Trinh, K. S. (2019). In situ deposition of copper nanoparticles on polyethylene terephthalate filters and antibacterial testing against Escherichia coli and Salmonella enterica. Brazilian Journal of Chemical Engineering, 36(4), 1553- 1560.
Nguyen, V. T., & Trinh, K. S. (2020). Effects of Synthetic Procedures and Postsynthesis Incubation pH on Size, Shape, and Antibacterial Activity of Copper (I) Oxide Nanoparticles. Journal of Chemistry, 2020.
Niu, Z., & Li, Y. (2014). Removal and utilization of capping agents in nanocatalysis.
Chemistry of Materials, 26(1), 72-83.
Ohiienko, O. &. (2018). New approach for more uniform size of Cu and Cu-CuO (core- shell) nanoparticles by double-salt reduction. Materials Chemistry and Physics, 218, 296-303.
Ohring, M. (2001). Materials science of thin films. Elsevier.
Ong, H. R., Khan, M. R., Ramli, R., & Yunus, R. M. (2014). Synthesis of copper nanoparticles at room temperature using hydrazine in glycerol. Applied Mechanics
and Materials, 481, 21-26.
Palza, H. (2015). Antimicrobial polymers with metal nanoparticles. International journal of
molecular sciences, 16(1), 2099-2116.
Palza, H. (2015). Antimicrobial polymers with metal nanoparticles. International journal of
molecular sciences, 16(1), 2099-2116.
Pang, J. Z. (2016). Synthesis of ethylene glycol and terephthalic acid from biomass for producing PET. In Green Chemistry, (pp. 18(2), 342-359).
Pawar, R. C., & Lee, C. S. (2015). Nanomaterial-Based Photocatalysis. In Heterogeneous
Nanocomposite-Photocatalysis for Water Purification (pp. 25-41). Elsevier.