Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.4. Định hướng ứng dụng của hạt nano MnFe2O4@Ag bọc PMAO
3.4.3. Chụp ảnh cộng hưởng từ
Mẫu hạt nano lai MFA10@PMAO cũng đã được thử nghiệm làm chất tương phản hình ảnh MRI bằng cách sử dụng thiết bị chụp MRI như đã trình bày ở chương 2. Hình 3.21 hiển thị ảnh chụp MRI của mẫu MFA10@PMAO ở các nồng độ từ C1 – C5 tương ứng 50, 75, 100, 125 và 150 µg/ml. Kết quả
cho thấy tất cả các giếng chứa hạt nano MFA10@PMAO đều xuất hiện màu sắc tối hơn khi chụp ảnh ở chế độ trọng T2 (T2 là thời gian hồi phục ngang spin
– spin) với các giá trị TE (Time Echo – thời gian thu tín hiệu lớn nhất) khác nhau trong khi giếng chỉ chứa nước (mẫu đối chứng chứa aga 1,5 %) vẫn sáng và khơng thể nhận ra sự khác biệt. Có thể thấy rằng sự tương phản thay đổi rất
rõ ràng khi thay đổi một lượng nhỏ nồng độ của các hạt lai MFA10@PMAO. Ngoài ra, khi chụp ảnh MRI ở chế độ trọng T2, để thu được tín hiệu giá trị TE thường được chọn 60 ms. Tuy nhiên có thể thấy ở đây khi TE= 15 ms, cường
độ tín hiệu thu được vẫn khá tốt. Trong trường hợp này giá trị TE khá nhỏ và gần với giá trị TE được sử dụng khi chụp ở chế độ trọng T1 (thường TE = 11 ms), điều này cho thấy hạt nano lai MFA10@PMAO có tiềm năng ứng dụng trong chụp ảnh MRI theo cả 2 chế độ trọng T1 và T2.
Bên cạnh đó, có thể thấy rằng mẫu lai MFA10@PMAO cho khả năng tương phản tốt ở nồng độ rất thấp (cỡ µg/ml), điều đó có ý nghĩa trong việc
giảm hàm lượng chất lỏng từ đưa vào cơ thể khi được tiến hành ứng dụng trong thực tiễn.
Hình 3.21. Ảnh chụp MRI của mẫu lai MFA10@PMAO theo chế độ trọng T2
với các chế độ chụp khác nhau và cường độ tín hiệu thu được tương ứng. Từ những kết quả thu được cho thấy hạt nano lai MnFe2O4@Ag bọc PMAO hiện tại sẽ là một ứng cử viên đầy triển vọng như một tác nhân tương phản trong chụp ảnh MR đồng thời kết hợp với liệu pháp quang - từ nhiệt trị ứng dụng trong chuẩn đoán và điều trị ung thư.
KẾT LUẬN CHUNG
Hạt nano mangan ferit MnFe2O4 với các hình thái và kích thước khác nhau đã được tổng hợp thành công bằng phương pháp phân hủy nhiệt trong dung môi hữu cơ ở nhiệt độ cao. Ảnh hưởng của các thơng số thí nghiệm như nồng độ tiền chất, nhiệt độ phản ứng, nồng độ chất hoạt động bề mặt đã được nghiên cứu một cách hệ thống. Các hạt nano thu được thể hiện đặc tính siêu thuận từ ở nhiệt độ phòng, từ độ bão hòa lớn (67 emu/g) mức độ tinh thể hóa cao với sai số kích thước hạt khoảng 7 - 10 %.
Trên cơ sở hạt nano mangan ferit chế tạo được, hệ lai MnFe2O4@Ag đã được tổng hợp thành công bằng phương pháp seed - growth. Các phép phân tích như TEM, XRD, EDX, UV-vis đã xác nhận sự hình thành của lớp vỏ Ag trên bề mặt hạt nano từ mangan ferit. Từ độ bão hòa của mẫu sau khi bọc Ag khoảng 10 – 29 emu/g và vẫn đáp ứng từ khá tốt.
Chuyển pha thành công hạt nano lai MnFe2O4@Ag từ dung môi hữu cơ sang dung môi nước bằng tác nhân chuyển pha PMAO. Hệ thu được có khả năng phân tán và ổn định tốt trong mơi trường có khoảng pH rộng (pH = 2 –
14) và nồng độ muối NaCl lớn (250 mM). Kết quả này cho thấy hạt nano lai MnFe2O4@Ag bọc PMAO đáp ứng tốt về độ bền trong điều kiện sinh lý.
Kết quả khảo sát ứng dụng của hạt nano MnFe2O4@Ag bọc PMAO trong chụp ảnh cộng hưởng từ (MRI) và liệu pháp quang – từ nhiệt trị cho thấy đây là vật liệu đầy hứa hẹn cho ứng dụng chuẩn đoán và điều trị ung thư nhờ tiềm năng chụp ảnh MRI theo cả 2 chế độ T1, T2 và khả năng chuyển hóa nhanh năng lượng từ, quang thành nhiệt năng dưới tác dụng của từ trường xoay chiều kết hợp chiếu laze. Ngoài ra hạt nano MnFe2O4@Ag bọc PMAO còn cho thấy tiềm năng trong ứng dụng kháng khuẩn với khả năng thu hồi dễ dàng sau xử lý cho mục đích tái sử dụng.
DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN VĂN
1. Nguyễn Thị Ngọc Linh, Lê Thị Thanh Tâm, Lê Thế Tâm, Ngô Thanh Dung, Phạm Hồng Nam, Nguyễn Văn Đàm Thiên, Nguyễn Hoa Du, Phan Ngọc Hồng, Lê Trọng Lư “Nghiên cứu chế tạo và khảo sát độ bền của
chất lỏng từ mangan ferit trong nước”, Tạp chí Hóa học, 2018, 56 (6E2),
214-219.
2. Nguyen Thi Ngoc Linh, Trinh Đinh Kha, Le Thi Thanh Tam, Le Trong Lu, Le The Tam, Ngo Thanh Dung, Vo kieu Anh, “Antibacterial activity of
nano silver solution prepared in organic solvent at low temperature”,
Journal of Analytical Science, 2019, 4A, 106-111.
3. Nguyễn Thị Ngọc Linh, Ngô Thanh Dung, Lê Thế Tâm, Lê Thị Thanh
Tâm, Đào Thị Thu Hà, Trần Đại Lâm, Lê Trọng Lư “Nghiên cứu chế tạo
hạt nano Ag đơn phân tán trong dung mơi hữu cơ”, Tạp chí Hóa học,
DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN
1. P. H. Nam, L. T. Lu, P. H. Linh, D. H. Manh, Le Thi Thanh Tam, N. X. Phuc, P. T. Phong and In-Ja Lee, “Polymer coated-cobalt ferite
nanoparticles: Synthesis, Characterisation and Toxicity for Hyperthermia Applications”, New J. Chem. (2018), 42(17), 14530-14541.
2. Le T. T. Tam, Nguyen V. Hung, Doan T. Tung, Ngo T. Dung, Hoang T.
Dung, Pham T. Nam, Phan N. Minh, Phan N. Hong and Le T. Lu, “Synthesis and electrochemical properties of porous CNTs-ferrite hybrid
nanostructures for supercapacitor”, Vietnam journal of Science and
Technology, 2019, 57(1), 58-66.
3. Nguyen Thi Ngoc Linh, Trinh Đinh Kha, Le Thi Thanh Tam, Le The Tam,
Hoang Yen Nhi, Ngo Thanh Dung, Vo Kieu Anh, Le Trong Lu, “Study on
fabrication of Fe3O4@Ag hybrid nanoparticles and its antibacterial activity”, Journal of Analytical Science, 2019, 4A, 112-116.
4. Nguyen T. N. Linh, Ngo T. Dung, Le T. T. Tam, Tran D. Lam, Nguyen X.
Phuc, Nguyen T. K. Thanh and Le T. Lu, “New insight into the Synthesis
and Property of Hollow Fe3O4-Ag/Au Hybrid Nanostructures for T1-T2 dual mode MRI Imaging and Dual Magnetic/Photo Heating”, Proceedings
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Agnihotri S., Mukherji S., Mukherji S., 2014, Size-controlled silver nanoparticles synthesized over the range 5–100 nm using the same protocol and their antibacterial efficacy, RSC Advances, 4, 3974–3983. 2. Alvarez M. M., Khoury J. T., Schaaff T. G., Shafigullin M. N., Vezmar I.,
Whetten R. L., 1997, Optical Absorption Spectra of Nanocrystal Gold Molecules, The Journal of Physical Chemistry B, 101, 3706–3712.
3. Amarjargal A., Tijing L. D., Im I. T., Kim C. S., 2013, Simultaneous preparation of Ag/Fe3O4 core–shell nanocomposites with enhanced magnetic moment and strong antibacterial and catalytic properties,
Chemical Engineering Journal, 226, 243–254.
4. Anker J. N., Hall W. P., Lyandres O., Shah N. C, Zhao J., Van Duyne R. P., 2009, Biosensing with plasmonic nanosensors, Nature Materials, 7, 442
- 453.
5. Ayyappan S., Pablo G., Rosaria B., Niccolo S., Giammarino P., Simone N., Liberato M., Teresa P., 2016, CoxFe3–xO4 Nanocubes for theranostic applications: Effect of cobalt content and particle size, Chemistry of
Materials, 28, 1769–1780.
6. Bane M., Mallick S., Paul A., Chattopadhyay A., Ghosh S. S., 2010, Heightened reactive oxygen species generation in the antimicrobial activity of a three component iodinated chitosan - silver nanoparticle composit, Langmuir, 26, 5901-5908.
7. Barrasa. J. G., Lopez-de-Luzuriaga J. M., Monge M., 2010, Silver nanoparticles: synthesis through chemical methods in solution and biomedical applications, Central European Journal of Chemistry, 9, 7–19. 8. Boubker M., Anca M., Julian C., Sebastien L., Marie L. L., Gougeon M., Chaudret B., Respaud M., 2011, Optimal size of nanoparticles for magnetic hyperthermia: A combined theoretical and experimental study,
9. Buschow K. H. J., de Boer F. R., 2004, Physics of Magnetism and
Magnetic Materials, KluwerAcademic/PlenumPublishers.
10. Chang S. S., Shih C. W., Chen C. D., Lai W. C., Wang C. R. C.,1999, The Shape Transition of Gold Nanorods, Langmuir, 15, 701–709.
11. Chen C. C., Lin Y. P., Wang C. W., Tzeng H. C., Wu C. H., Chen Y. C., Chen C. P., Chen L. C., Wu Y. C., 2006, DNA-gold nanorod conjugates for remote control of localized gene expression by near infrared irradiation, Journal of the American Chemical Society, 128, 3709-3715. 12. Chen Y., Gao N., Jiang J., 2013, Surface Matters: Enhanced bactericidal
property of core-shell Ag-Fe2O3 nanostructures to their heteromer counterparts from one-pot synthesis, Small, 9, 3242 – 3246.
13. Deraz. N. M, Alarifi. A., 2012, Controlled Synthesis, Physicochemical and Magnetic Properties of Nano-Crystalline Mn Ferrite System,
International Journal of Electrochemical Science, 7, 5534-5543.
14. Faraji M., Yamini Y., Rezaee M., 2010, Magnetic nanoparticles: Synthesis, stabilization, functionalization, characterization, and applications, Journal of the Iranian Chemical Society, 7, 1-37.
15. Frenkel J., Dorfman J., 1930, Spontaneous and Induced Magnetisation in Ferromagnetic Bodies, Nature, 126, 274-275.
16. Gao J., Zhang B., Gao Y., Pan Y., Zhang X., Xu B., 2007, Fluorescent Magnetic Nanocrystals by Sequential Addition of Reagents in a One-Pot Reaction: A Simple Preparation for Multifunctional Nanostructures,
Journal of the American Chemistry Society, 129, 11928–11935.
17. Ghandoor H. E., Zidan H. M., Mostafa M. H., Khalil M. I., Ismail M., 2012, Synthesis and some physical properties of magnetite (Fe3O4) nanoparticles,
International Journal of Electrocchemical Science, 7, 573–5745.
18. Gilchrist R.K., Shorey W.D., Hanselman R.C., Parrott J.C., Taylor C.B., 1957, Selective inductive heating of lymph nodes, Annala of Surgery, 146, 596 – 606.
19. Hao R., Xing R., Xu Z., Hou Y., Gao S., Sun S., 2010, Synthesis, functionalization, and biomedical applications of multifunctional magnetic nanoparticles, Advanced Materials, 22, 2729-2742.
20. He S., Zhang H., Delikanli S., Qin Y., Swihart M. T., Zeng A., 2009, Bifunctional magneto-optical FePt-CdS hybrid nanoparticles. The Journal
of Physical Chemistry C, 113, 87–90.
21. Hola K., Markova Z., Zoppellaro G., Tucek J., Zboril R., 2015, Tailored functionalization of iron oxide nanoparticles for MRI, drug delivery, magnetic separation and immobilization of biosubstances, Biotechnology
Advances, 33, 1162 – 1176.
22. Huang J. H., Parab H. J., Liu R. S., Lai T. C., Hsiao M., Chen C.H., Sheu H. S., Chen J. M., Tsai D. P, Hwu Y. K., 2008, Investigation of the growth mechanism of iron oxide nanoparticles via a seed-mediated method and its cytotoxicity studies, The Journal of Physical Chemistry C, 112, 15684- 15690.
23. Huang X., El-Sayed I. H., Qian W., El-Sayed M. A., 2006, Cancer Cell Imaging and Photothermal Therapy in the Near-Infrared Region by Using Gold Nanorods, Journal of the American Chemical Society, 128, 2115– 2120.
24. Huy T. Q., Quy N. V., Le A. T., 2013, Silver nanoparticles: synthesis, properties, toxicology, applications and perspectives, Advances in Natural
Sciences: Nanoscience and Nanotechnology, 4, 033001 - 033020.
25. Jain P. K., Huang X., El-Sayed I. H., El-Sayed M. A., 2008, Noble metals on the nanoscale: Optical and photothermal properties and some applications in imaging, sensing, biology, and medicine, Accounts of
Chemical Research, 41, 1578–1586.
26. Krutyakov Y. A., Kudrinskiy A. A., Olenin A. Y., Lisichkin G. V., 2008, Synthesis and properties of silver nanoparticles: advances and prospects, Russian Chemical Reviews, 77, 233–257.
27. Lamer V. K., Dinegar R. H., 1950, Theory, production and mechanism of formation of monodispersed hydrosols, Journal of the American
Chemistry Society, 72, 4847–4854.
28. Lara H. H., Nunez N. V. A., Turrent L. I., Padilla C. R., 2010, Mode of antiviral action of silver nanoparticles against HIV – 1, Journal of
Nanobiotechnology, 8, 1.
29. Liang X. J., Shi H. W., Jia X. C., Yang Y. X., Liu X. N., 2011, Dispersibility, shape and magnetic properties of nano-Fe3O4 particles,
Materials Sciences and Applications, 2, 1644–1653.
30. Lin H. Y., Chen Y. F., Wu J. G., Wang D. I., chen C. C., 2006, Carrier transfer induced photoluminescence change in metal-semiconductor core- shell nanostructures, Applied Physics Letters, 88, 161911–161913.
31. Lin M., Huang J., Zhang J., Wang L., Xiao W., Yu H., Li Y., Li H., Yuan C., Hou X., 2013, The therapeutic effect of PEI Mn0.5Zn0.5Fe2O4 nanoparticles/pEgr1-HSV-TK/GCV associated with radiation and magnet- induced heating on hepatoma, Nanoscale, 5, 991–1000.
32. Lu A. H., Salabas E. L., Schüth F., 2007, Magnetic nanoparticles: synthesis, protection, functionalization, and application, Angewandte
Chemie International Edition, 46, 1222 - 1244.
33. Lu L. T., Dung N. T., Tung L. D., Thanh C. T., Quy O. K., Chuc N. V., Maenosono S., Thanh N. T., 2015, Synthesis of magnetic cobalt ferrite nanoparticles with controlled morphology, monodispersity and composition: the influence of solvent, surfactant, reductant and synthetic conditions, Nanoscale, 7, 19596 - 19610.
34. Lukyanchuk B., Zheludev N. I., Maier S. A., Halas N. J., Nordlander P., Giessen H., Chong C. T., 2010, The Fano resonance in plasmonic nanostructures and metamaterials, Nature Materials, 9, 707–715.
35. Masashige S., 2002, Functional magnetic particles for medical application. Journal of Bioscience and Bioengineering, 94, 606-613.
36. Obaidat I. M., Issa B., Haik Y., 2015, Magnetic properties of magnetic nanoparticles for efficient hyperthermia, Nanomaterials, 5, 63–89.
37. Pal S., Tak Y. K., Song J. M., 2007, Does the antibacterial activity of silver nanoparticles depend on the shape of the nanoparticle? A study of the gram-negative bacterium Escherichia coli., Applied and
Environmental Microbiology, 73, 1712–1720.
38. Pankhurst Q. A., Thanh N. T. K., Dobson J., 2009, Progress in applications of magnetic nanoparticles in biomedicine, Journal of physics
D-applied physics, 42, 224001.
39. Pankhurst Q.A., Connolly J., Jones S. K., Dobson J., 2003, Applications of magnetic nanoparticles in biomedicine, Journal of Physics D: Applied
Physics, 36, 167 - 181.
40. Paramasivam G., Kayambu N., Rabel A. M., Sundramoorthy A. K., Sundaramurthy A., 2017, Anisotropic noble metal nanoparticles: Synthesis, surface functionalization and applications in biosensing, bioimaging, drug delivery and theranostics, Acta Biomaterialia, 49, 45–65.
41. Park J., Lee E., Hwang N. M., Kang M., Kim S. C., Hwang Y., Park J. G., Noh H. J., Kim J. Y., Park J. H., Hyeon T., 2005, One-nanometer-scale sizecontrolled synthesis of monodisperse magnetic iron oxide nanoparticles, Angewandte Chemie International Edition, 44, 2873–2877. 42. Prucek R., Tucek J., Kilianova M., Panacek A., Kvitek L., Filip J., Kolar
M., Tomankova K., Zboril R., 2011, The targeted antibacterial and antifungal properties of magnetic nanocomposite of iron oxide and silver nanoparticles, Biomaterials, 32, 4704–4713.
43. Quintela M. A., Hueso L. E., Rivas J. R., 2003, Intergranular
magnetoresistnce in nanomanganites, Nanotechnology, 14, 212-219. 44. Rafique M. Y., Qing P. L., Javed Q., Iqbal M. Z., Mei Q. H., Farooq M.
H., Gang G. Z., Tanveer M., 2013, Growth of monodisperse nanospheres of MnFe2O4 with enhanced magnetic and optical properties, Chinese
45. Ritter J. A., Ebner A. D., Daniel K. D., Stewart K. L., 2004, Application of high gradient magnetic separation principles to magnetic drug targeting.
Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 280, 184-201.
46. Sajanlal P. R., Sreeprasad T. S., Samal A. K., Pradeep T., 2011, Anisotropic nanomaterials: Structure, growth, assembly, and functions,
Nano Reviews, 2, 1–62.
47. Sankar R., Karthik A., 2013, Origanum vulgare mediated biosynthesis of silver nanoparticles for its antibacterial and anticancer activity, Colloids
and Surfaces B: Biointerfaces, 108, 80-84.
48. Santhoshkumar T., Rahuman A. A., Bagavan A., Marimuthu S., Jayaseelan C., Kirthi A. V., Kamaraj C., Rajakumar G., Zahir A. A., Elango G., Velayutham K., Iyappan M., Siva C., Karthik L., Ra K. V. B., 2012, Evaluation of stem aqueous extract and synthesized silver nanoparticles using Cissus quadrangularis against Hippobosca maculata and Rhipicephalus (Boophilus) microplus, Experimental Parasitology, 132, 156–165.
49. Sanguesa. C. D., Urbina R. H., Figlarz M., 1992, Synthesis and characterization of fine and monodisperse silver particles of uniform shape, Journal of Solid State Chemistry, 100 (2), pp. 272–280.
50. Sau T. K., Rogach A. L., Jackel F., Klar T. A., Feldmann J., 2010, Properties and applications of colloidal nonspherical noble metal nanoparticles, Advanced Materials, 22, 1805–1825.
51. Shams S. F., Ghazanfari M. R., Schmitz-Antoniak C., 2019, Magnetic- Plasmonic Heterodimer Nanoparticles: Designing Contemporarily Features for Emerging Biomedical Diagnosis and Treatments, Nanomaterials, 9, 97.
52. Smolensky E. D., Neary M. C., Zhou Y., Berquo T. S., Pierre V. C., 2011, Fe3O4@organic@Au: core–shell nanocomposites with high saturation magnetisation as magnetoplasmonic MRI contrast agents, Chemical
53. Sotiriou G. A., Hirt A. M., Lozach P. Y., Teleki A., Krumeich F., Pratsinis S. E., 2011, Hybrid, Silica-Coated, Janus-Like Plasmonic-Magnetic Nanoparticles, Chemistry of Materials, 23, 1985–1992.
54. Stafford S., Serrano R. G., Gunko Y., 2018, Multimodal magnetic - Plasmonic nanoparticles for biomedical applications, Applied Sciences, 8, 97.
55. Tartaj P., Morales M. P., Verdaguer S. V., Carreno T. G., Serna C. J., 2003, The preparation of magnetic nanoparticles for applications in biomedicine, Journal of Physics D: Applied Physics, 36, 182 - 197.
56. Tsuji T., Iryo K., Watanabe N., Tsuji M., 2002, Preparation of silver nanoparticles by laser ablation in solution: Influence of laser wavelength on particle size, Applied Surface Science, 202, 80–85.
57. Tung L. M., Cong N. X., Huy L. T., 2016, Synthesis characterization of superparamagnetic Fe3O4-Ag hybrid nanoparticles and their application for hightly effective bacteria inactivation, Journal of Nanoscience and
Nanotechnology, 16, 5902-5912.
58. Williams D. B., Carter C. B., 1996, Transmission Electron Microscopy: