5. Nội dung nghiờn cứu
1.3.4. Chế tạo cỏc hạt nano bỏn dẫn phõn tỏn trong mụi trường nước
Nghiờn cứu, chế tạo cỏc hạt nano trong mụi trường nước định hướng sinh học hay cũng chớnh là việc đưa ứng dụng của chấm lượng tử vào sử dụng trong y - sinh học là hướng nghiờn cứu mang tớnh thời sự hiện nay. Để hướng đến những ứng dụng này thớ cỏc chấm lượng tử phải cú khả năng phõn tỏn trong mụi trường nước vỡ mụi trường sinh học chủ yếu là nước. Mặt khỏc, cỏc chấm lượng tử muốn đỏnh dấu được cỏc đối tượng sinh học như ADN, protein, khỏng thể, tế bào… thỡ chỳng phải gắn kết được với cỏc đối tượng sinh học đú. Vỡ vậy cỏc chấm lượng tử phải cú cỏc nhúm chức húa học thớch hợp để cú thể phõn tỏn được trong nước và gắn kết với cỏc phõn tử sinh học, do đú chỳng phải cú lớp hợp sinh ưa nước bao quanh.
Hỡnh 1.10. Mụ hỡnh chấm lượng tử cho cỏc ứng dụng đỏnh dấu sinh học [10]
Hỡnh 1.10 trỡnh bày mụ hỡnh phổ biến của cỏc chấm lượng tử sử dụng trong đỏnh dấu sinh học. Lừi chấm lượng tử là vật liệu bỏn dẫn với phỏt xạ huỳnh quang của nú dựng để đỏnh dấu. Vỏ là một chất bỏn dẫn cú độ rộng vựng cấm lớn hơn lừi để khụng làm ảnh hưởng đến phỏt xạ của lừi; đồng thời nõng cao hiệu suất phỏt xạ của lừi nhờ hạn chế cỏc liờn kết treo và cỏc trạng thỏi bề mặt. Và bề mặt chấm lượng tử là phõn tử cú cỏc nhúm chức giỳp chấm lượng tử phõn tỏn tốt trong dung dịch (gọi là cỏc phõn tử ligands ưa nước). Cỏc chấm lượng tử này thường cú kớch thước trờn dưới 10 nm.
Một cỏch tiếp cận để cú được cỏc nano tinh thể phục vụ cho cỏc ứng dụng đỏnh dấu sinh học là chế tạo chỳng trực tiếp trong mụi trường nước. Như đó giới thiệu, Deng và cộng sự đó phỏt triển một phương phỏp khỏ an toàn và giảm sự độc hại của cỏc húa chất khi nghiờn cứu chế tạo cỏc chấm lượng tử CdSe trực tiếp trong mụi trường nước sử dụng citrate, rỳt ngắn bớt thời gian chế tạo và giảm độ độc hại so với cỏc chấm lượng tử chế tạo trong dung mụi hữu cơ truyền thống. Theo phương phỏp này, cỏc mầm tinh thể chấm lượng tử CdSe được tạo thành ngay trong nước nhờ cỏc phõn tử citrate, kớch thước của cỏc chấm lượng tử CdSe phụ thuộc vào điều kiện chế tạo như nồng độ citrate và độ pH của dung dịch ban đầu [16]. Hỡnh 1.11 trỡnh bày phổ hấp thụ và huỳnh quang của cỏc hạt nano CdSe/CdS phõn tỏn trong nước theo kết quả nghiờn cứu của Deng. Cú thể thấy cường độ và cực đại phỏt xạ của phổ huỳnh quang phụ thuộc nhiều vào điều kiện chế tạo. Cỏc chấm lượng tử chế tạo theo phương phỏp này cú thể ứng dụng đỏnh dấu huỳnh quang trực tiếp lờn cỏc đối tượng sinh học và trở thành cỏc chất dỏn nhón huỳnh quang quan trọng dựng trong cảm biến sinh học và hiện ảnh.
Với những yờu cầu ngày càng cao của cuộc sống thỡ chấm lượng tử trở thành một chất đỏnh dấu sinh học mới đồng hành cựng với phương phỏp đỏnh dấu truyền thống, mang lại sự đa dạng, phong phỳ cho những kỹ thuật phục vụ lợi ớch con người, bổ sung thờm những ứng dụng tiờn tiến hiện đại mà phương phỏp truyền thống chưa cú được. Cụ thể ngày nay cỏc nhà nghiờn cứu đó tạo ra cỏc ứng dụng nổi bật từ chấm lượng tử trong mụi trường sinh học như: cảm biến sinh học, chất đỏnh dấu huỳnh quang cỏc tế bào, chất theo dừi cỏc tế bào, những ứng dụng trong in vivo và in vitro trong phộp thử miễn dịch, dẫn thuốc và truyền thuốc chữa bệnh.
Đề tài luận văn sẽ thực hiện việc nghiờn cứu chế tạo cỏc hạt nano CdSe/CdS và CdS/ZnS trực tiếp trong mụi trường nước sử dụng citrate làm chất điều khiển kớch thước. Quy trỡnh chế tạo sẽ được trỡnh bày chi tiết trong chương 2.
Hỡnh 1.11. Phổ hấp thụ và huỳnh quang của cỏc hạt nano chấm lượng tử CdSe/CdS chế tạo trực tiếp trong mụi trường nước sử dụng citrate để điều khiển kớch thước [16]