Phần 2 Tổng quan tài liệu
2.4. Nano bạc và các ưng dụng trong phòng và trị bệnh
Công nghệ nano là một khoa học phát triển nhanh chóng của sản xuất và sử dụng các hạt có kích cỡ nano đo ở nanomet (1nm = 1 phần tỷ của một mét).
Trong chăn nuôi gia súc và gia cầm, công nghệ nano hướng chủ yếu vào việc ngăn ngừa bệnh vì bệnh là yếu tố nguy cơ nhất gây tác hại đến năng suất và hiệu quả chăn nuôi. Muốn ngăn ngừa bệnh thì việc làm tăng sức đề kháng của động vật cũng như làm sạch môi trường nuôi là những biện pháp quan trọng. Một số nguyên tố khoáng vi lượng ở dạng kích thước nano đã được dùng khá phổ biến như một phụ gia thức ăn chăn nuôi trong việc nâng cao năng lực miễn dịch của lợn hay gia cầm. Các nguyên tố vi khoáng dạng nano đi vào cơ thể bằng con đường hấp thu trực tiếp cho nên có tỷ lệ lợi dụng cao hơn rất nhiều so với các nguyên tố vi khoáng vô cơ thông thường. Các nghiên cứu khoa học cho biết nếu tỷ lệ sử dụng các nguyên tố vô cơ là 30% thì tỷ lệ này đối với các nguyên tố dạng nano lên tới gần 100% (Huang et al., 2014).
Các ứng dụng của nano bạc (NSP-AgNP)
Trong thú y, công nghệ nano hướng vào chiến lược phá vỡ những con đường truyền bệnh và hạn chế các bệnh truyền nhiễm của gia súc và gia cầm. Các thuốc vô trùng mới và những chất phủ bề mặt các thiết bị chuồng nuôi bằng chất liệu nano (nanocoating) đã được nghiên cứu và ứng dụng vào sản xuất. Các chất phủ bề mặt này vừa dễ làm sạch , vừa có tính sát khuẩn.
Việc phát hiện và chẩn đoán bệnh bằng các công cụ nano cũng đã được áp dụng trong nhân y cũng như trong thú y. Nhờ các chip thử sử dụng công nghệ
nano với chức năng kép, vừa có tác dụng bắt giữ, vừa phát hiện vi khuẩn bệnh đã được phát triển và cho kết quả rất nhanh so với các phép thử cổ điển. Ví dụ, với công cụ cũ việc phát hiện vi khuẩn trong máu của người bệnh bị nhiễm trùng cần 2-5 ngày thì với công cụ mới (sử dụng công nghệ nano) công việc này chỉ mất 30 phút, có nghĩa là tốc độ phát hiện nhanh hơn tới 100 lần (Huang et al., 2014). Kỹ thuật keo vàng miễn dịch (immune colloidal gold technique) dựa trên công nghệ tách miễn dịch từ (immunomagnetic separation technology) đã được sử dụng và thành công trong việc phát hiện một quần thể trực khuẩn gây hôn mê (Vibrio choleras). Công nghệ microarray oligonucleotide với màng nitrocellulose như một chất mang và nhuộm nano vàng đã được chỉ ra là một phương pháp phát hiện nhanh và chính xác đối với các vi khuẩn E. coli, Samonella, Shigella, V. cholera, V.parahaemolyticus,Proteus, Listeria monocytogenes, Bacillus cereus List Rand, Clostridium botulium và Campylobacter jejuni (Zhang et al., 2013). Phép thử nano-PCR đã được phát triển để phát hiện virus sốt lợn châu Phi; sự khuếch đại được nâng cao một cách hiệu quả nhờ các hạt nano vàng sử dụng như một chất điều giải nhiệt trong hệ thống khuếch đại.Độ nhậy của phương pháp nano- PCR lớn hơn 1000 lần so với phương pháp PCR thông thường và đặc biệt không có phản ứng chéo với các vi khuẩn khác như E.coli, porcine circovirus type II hay các virus như giả dại, tai xanh hay sốt cổ điển của lợn (Cui et al., 2014). Bạc đã được sử dụng để điều trị bệnh y tế trong hơn 100 năm do thuộc tính của nó kháng khuẩn và kháng nấm tự nhiên. Các hạt nano bạc thường đo 25nm. Các hạt Nano bạc có diện tích mặt rất lớn, gia tăng tiếp xúc của chúng với vi khuẩn hoặc nấm, và nâng cao hiệu quả diệt khuẩn và diệt nấm.
Nano bạc khi tiếp xúc với vi khuẩn và nấm bất lợi sẽ ảnh hưởng đến chuyển hóa tế bào và ức chế sự phát triển của tế bào. Nano bạc ức chế hô hấp, quá trình trao đổi chất cơ bản của hệ thống truyền và vận chuyển chất nền trong các màng tế bào vi khuẩn. Ion Bạc có ái lực rất mạnh đối với các nhóm chức mang điện tích âm trong cơ thể phân tử sinh học như nhóm –SH, -COOH,… cũng như các nhóm chức tích điện âm khác trong khắp tế bào vi khuẩn. Chính phản ứng liên kết đó đã làm thay đổi cấu trúc của các đại phân tử sinh học, làm chúng trở nên mất tác dụng trong tế bào. Vì vậy hầu như các vi sinh vật không thể có khả năng chống lại tính sát khuẩn của nano bạc. Nano bạc ức chế sự nhân và tăng trưởng của các vi khuẩn và nấm gây nhiễm trùng, mùi, ngứa và lở loét.
Không độc; Không kích thích; Không dị ứng; Không dung sai;Ưa nước
Nhờ những tính năng này, Nano bạc được xem là chất kháng khuẩn tự nhiên an toàn và hiệu quả. Hiệu quả trong việc làm sạch khuẩn của những sản phẩm có ứng dụng công nghệ Nano bạc đã được giới chuyên môn kiểm chứng và công nhận. Hơn nữa, những sản phẩm được ứng dụng công nghệ này không gây kích ứng cho người dùng và vật nuôi và đó là những tính năng ưu việt và vượt trội hoàn toàn hơn so với các sản phẩm khử trùng diệt khuẩn sử dụng hóa chất được hại cho cây trồng và vật nuôi.
Đối với thủy sản, Nano bạc khi phân tán trong môi trường ao nuôi chúng sẽ phòng và diệt nguồn bệnh trong ao nuôi, ổn định màu nước, khử mùi hôi tanh của nước, đặc biệt đối với những ao có chất thải hữu cơ từ phân gia súc và gia cầm, hạn chế cá ăn nổi và các bệnh như đốm đỏ, đốm trắng, bệnh nấm thủy my, nấm mang, nấm bào tử…
Đối với chăn nuôi, Nano bạc cũng được sử dụng như một loại thuốc sát khuẩn chuồng trại, khử mùi hôi chuồng trại, tiêu diệt mầm bệnh, các loại vi khuẩn, vi rút có hại cho vật nuôi, cực kỳ hiệu quả trong việc phòng dịch và dập dịch, và hoàn toàn không độc hại cho người và vật nuôi. Đối với thủy sản, Nano bạc khi phân tán trong môi trường ao nuôi chúng sẽ phòng và diệt nguồn bệnh trong ao nuôi, ổn định màu nước, khử mùi hôi tanh của nước, đặc biệt đối với những ao có chất thải hữu cơ từ phân gia súc và gia cầm, hạn chế cá ăn nổi và các bệnh như đốm đỏ, đốm trắng, bệnh nấm thủy my, nấm mang, nấm bào tử… (Huang et al., 2014).
Trường Đại học Copenhaghen – Đan Mạch đang tiến hành nghiên cứu nano sinh học, được gọi là “nanobiotics”, đặc biệt là những nghiên cứu về nano bạc (Nanobiotic Silver) ứng dụng trong ngành chăn nuôi gia cầm. Những nghiên cứu này của Đại học Copenhaghen đã kết hợp với Đại học Warsaw từ năm 2007. Bạc (Edahiro) và những ion của nó từ lâu đã được biết là có tính kháng khuẩn.
Công nghệ nano đã tạo ra được những hạt bạc có kích thước nano (Nanobiotic-Ag) có đặc tính sinh học cao, độc tính thấp và không có tính kháng thuốc. Không những thế Nanobiotic-Ag còn có thể tăng hoạt động chuyển hoá tế bào, từ đó dẫn đến tăng tốc độ sinh trưởng của động vật. Các nhà khoa học của các trường đại học trên dự kiến Nanobiotic có thể thay thế kháng sinh cũng như các thuốc chống cầu trùng (coccidiostate) vào năm 2010.