Sau khi kiểm tra độ tinh khiết, dung dịch nano vàng được ủ và chức năng hóa với kháng thể đa dòng kháng E.coli O157 theo thường quy mô tả ở phần phương pháp 2.4. Mục đích của quá trình này nhằm kiểm tra khả năng gắn kết và
hợp cuối cùng của nano vàng –kháng thể, sản phẩm này được lưu giữ ở 40C để sẵn sàng cho quá trình thử nghiệm.
Hình 3.15. Cộng hợp nano vàng sau khi chức năng hóa với kháng thể đa dòng
kháng vi khuẩn E.coli O157.
Hoạt tính của cộng hợp nano vàng-kháng thể được đánh giá bằng cách ủ với dung dịch chứa vi khuẩn E.coli O157 ở nồng độ 106 cfu/mL, sau đó xác nhận sự gắn đặc hiệu của phức hợp chủng vi khuẩn này thông qua kính hiển vi điện tử truyền qua. Hình 3.16 cho thấy hình ảnh TEM của vi khuẩn E.coli khi chưa gắn kết với hạt nano vàng (Hình 3.16; ảnh trái), sau khi ủ 20 phút với cộng hợp nano vàng-kháng thể, các hạt vàng đã gắn kết đặc hiệu xung quanh vi khuẩn E.coli (Hình 3.16; ảnh phải). Kỹ thuật miễn dịch hiển vi điện tử là một trong những kỹ thuật kinh điển được sử dụng để đánh dấu vị trí kháng nguyên của các mầm bệnh [54], [55]. Kỹ thuật này sử dụng các hạt nano vàng có kích thước xác định như 5 nm, 10 nm hoặc 15 nm gắn với protein A hoặc kháng thể kháng tác nhân gây bệnh, trong đó hạt nano vàng đóng vai trò là chất chỉ thị. Ngoài ra, với việc chủ động được nguồn hạt nano vàng sạch và độ ổn định chính là chìa khóa để tạo ra cộng hợp ứng dụng trong các kỹ thuật sắc ký miễn dịch để phát hiện nhanh tác nhân gây bệnh [56], [57]. Theo tra cứu trên nguồn Scopus [https://www.scopus. com], mặc dù kỹ thuật sắc ký miễn dịch đã được giới thiệu vào những năm đầu thập niên 60, nhưng sau đó 30 năm, cùng với sự phát triển của công nghệ nano, kỹ thuật này mới được quan tâm và phát triển mạnh mẽ cho tới ngày nay. Đến nay, đã có hơn 1.800 công
trình công bố liên quan, trong đó gần 88% công trình sử dụng nano vàng làm chất chỉ thị [58]. Kết quả nghiên cứu đã cho thấy hạt vàng chế tạo bằng phương pháp điện hóa đã được chức năng tốt với kháng thể. Đây chính là cơ sở để mở rộng khả năng sử dụng hạt nano vàng khi chức năng hóa với các loại kháng thể kháng mầm bệnh khác nhau, phục vụ mục đích chẩn đoán cũng như điều trị hướng đích [59], [60], [61].
Vi khuẩn E.coli không gắn với hạt nano vàng
Các hạt nano vàng gắn xung quanh vi khuẩn E.coli
Hình 3.16.Vi khuẩn E.coli O157 trước (ảnh trái) và sau khi gắn kết với cộng hợp nano vàng gắn kháng thể (ảnh phải).
3.3. Kết luận
Chương này đã trình bày các kết quả để chứng minh nano vàng có thể chế tạo thành công bằng phương pháp điện hóa từ vàng khối. Đây là phương pháp hiệu quả, đơn giản và thân thiện với môi trường. Nghiên cứu này cũng đã khảo sát các đặc trưng quang học, kích thước của nano vàng chế tạo theo yếu tố ảnh hưởng như điện áp, nồng độ natri citrate và thời gian chế tạo. Những kết quả thử nghiệm ban đầu đã chứng minh khả năng chức năng hóa hạt nano vàng chế tạo được với kháng thể để đánh dấu kháng nguyên vi khuẩn E.coli O157.
KẾT LUẬN CHUNG
Luận văn đã đạt được những mục tiêu đề ra với những kết quả chính sau:
1.Đã chế tạo thành công nano vàng từ lá vàng khối khối trong nước cất, chỉ thông qua 1 bước sử dụng nguồn điện áp một chiều. Nano vàng chế tạo được có độ sạch cao, hạt nano vàng có hình cầu, đồng nhất và dải phân bố kích thước hẹp dưới 20 nm, ổn định trong thời gian ít nhất 6 tháng lưu giữ ở 40C.
2. Nano vàng được chế tạo bằng phương pháp điện hóa với mức điện áp: 6V – 15 V, nồng độ natri citrate: 0,08% - 0,12% và thời gian chế tạo: 1-3 giờ. Các đặc trưng quang học và kích thước đã được khảo sát theo các điều kiện chế tạo khác nhau, dung dịch nano vàng chế tạo được chỉ có 1 đỉnh hấp thụ tại bước sóng nằm trong dải: 528 nm - 538 nm.
3.Đã thử nghiệm và chức năng hóa thành công hạt nano vàng chế tạo được với kháng thể kháng E.coli O157 và chứng minh được khả năng đánh dấu kháng nguyên vi khuẩn E.coli O157 bằng kỹ thuật miễn dịch hiển vi điện tử.
KIẾN NGHỊ
- Khảo sát sự ảnh hưởng của điện thế và nồng độ natri citrate ở dải rộng đến các đặc tính quang, kích thước của nano vàng bằng phương pháp điện hóa từ vàng khối.
- Nghiên cứu các đặc tính quang của hạt nano vàng được chức năng hóa để ứng dụng trong chẩn đoán và điều trị bệnh hướng đích.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Gold crystalline. <https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=5147>. 2. Ogarev V.A., Rudoi V.M., and Dement’eva O. V. (2018). Gold
Nanoparticles: Synthesis, Optical Properties, and Application. Inorganic
Materials: Applied Research, 9(1), 134–140.
3. Tiwari P., Vig K., Dennis V., et al. (2011). Functionalized Gold
Nanoparticles and Their Biomedical Applications. Nanomaterials, 1(1), 31–63.
4. Yeh Y.-C., Creran B., and Rotello V.M. (2012). Gold nanoparticles:
preparation, properties, and applications in bionanotechnology. Nanoscale,
4(6), 1871–1880.
5. Nguyễn Q.Đ., Nguyễn B.T., and Trần M.H. (2012). Nghiên cứu chế tạo hạt Nano vàng bằng phương pháp ăn mòn Laser và triển vọng ứng dụng trong y sinh. Tạp chí khoa học và công nghệ, 89, 331–335.
6. Huang C.-J., Chiu P.-H., Wang Y.-H., et al. (2006). Electrochemically Controlling the Size of Gold Nanoparticles. Journal of The Electrochemical
Society, 153(12), D193.
7. Jha R.K., Jha P.K., Chaudhury K., et al. (2014). An emerging interface between life science and nanotechnology: present status and prospects of reproductive healthcare aided by nano-biotechnology. Nano Reviews, 5(1), 22762.
8. An L., Wang Y., Tian Q., et al. (2017). Small gold nanorods: Recent advances in synthesis, biological imaging, and cancer therapy. Materials,
10(12), pii: E1372.
9. Sengani M., Grumezescu A.M., and Rajeswari V.D. (2017). Recent trends and methodologies in gold nanoparticle synthesis – A prospective review on drug delivery aspect. OpenNano, 2, 37–46.
10. Mafune F., Kohno J.Y., Takeda Y., et al. (2002). Full physical preparation of size-selected gold nanoparticles in solution: Laser ablation and laser- induced size control. Journal of Physical Chemistry B, 106(31), 7575– 7577.
11. Song J.Y., Jang H.K., and Kim B.S. (2009). Biological synthesis of gold nanoparticles using Magnolia kobus and Diopyros kaki leaf extracts.
Process Biochemistry, 44(10), 1133–1138.
12. Molnár Z., Bódai V., Szakacs G., et al. (2018). Green synthesis of gold nanoparticles by thermophilic filamentous fungi. Scientific Reports, 8(1), 1–12.
13. Dong S.A. and Zhou S.P. (2007). Photochemical synthesis of colloidal gold nanoparticles. Materials Science and Engineering B: Solid-State Materials
for Advanced Technology, 140(3), 153–159.
14. Wang L., Wei G., Guo C., et al. (2008). Photochemical synthesis and self- assembly of gold nanoparticles. Colloids and Surfaces A: Physicochemical
and Engineering Aspects, 312(2–3), 148–153.
15. Huang S., Ma H., Zhang X., et al. (2005). Electrochemical Synthesis of Gold Nanocrystals and Their 1D and 2D Organization. The Journal of
Physical Chemistry B, 109(42), 19823–19830.
16. Zou C., Yang B., Bin D., et al. (2017). Electrochemical synthesis of gold nanoparticles decorated flower-like graphene for high sensitivity detection of nitrite. Journal of Colloid and Interface Science, 488, 135–141.
17. Singh S., Jain D.V.S., and Singla M.L. (2013). One step electrochemical synthesis of gold-nanoparticles-polypyrrole composite for application in catechin electrochemical biosensor. Analytical Methods, 5(4), 1024–1032. 18. Cojocaru P., Vicenzo A., and Cavallotti P.L. (2007). Electrochemical
Synthesis of Silver and Gold Nanoparticles. ECS Transactions, 67–77, 67– 77.
19. Gold properties. <https://www.sigmaaldrich.com/technical- documents/articles/materials-science/nanomaterials/gold- nanoparticles.html>.
20. Thuc D.T., Huy T.Q., Hoang L.H., et al. (2016). Green synthesis of colloidal silver nanoparticles through electrochemical method and their antibacterial activity. Materials Letters, 181, 173–177.
21. Thuc D.T., Huy T.Q., Hoang L.H., et al. (2017). Antibacterial Activity of Electrochemically Synthesized Colloidal Silver Nanoparticles Against Hospital-Acquired Infections. Journal of Electronic Materials, 46(6), 3433–3439.
22. Roco M.C. (2011). The long view of nanotechnology development: The National Nanotechnology Initiative at 10 years. Journal of Nanoparticle
Research, 13(2), 427–445.
23. Wichlab. <http://www.wichlab.com/research>.
24. Park J., Joo J., Soon G.K., et al. (2007). Synthesis of monodisperse
spherical nanocrystals. Angewandte Chemie - International Edition, 46(25), 4630–4660.
26. Gold. <http://www.rsc.org/periodic-table/element/79/gold>.
27. Gold colloids. <http://www.tedpella.com/gold_html/gold-colloids- wcopy.jpg>.
28. Kane J., Ong J., and Saraf R.F. (2011). Chemistry, physics, and engineering of electrically percolating arrays of nanoparticles: A mini review. Journal
of Materials Chemistry, 21(42), 16846–16858.
29. Hvolbæk B.., Janssens T.V.W.., Clausen B.S.., et al. (2007). Catalytic activity of Au nanoparticles. Nano Today, 2(4), 14–18.
30. Dykman L.A. and Khlebtsov N.G. (2011). Gold nanoparticles in biology and medicine: recent advances and prospects. Acta naturae, 3(2), 34–55. 31. Cordeiro M., Carlos F.F., Pedrosa P., et al. (2016). Gold nanoparticles for
diagnostics: Advances towards points of care. Diagnostics, 6(4). 32. Verma M.S., Rogowski J.L., Jones L., et al. (2015). Colorimetric
biosensing of pathogens using gold nanoparticles. Biotechnology Advances,
33(6), 666–680.
33. Kimling J., Maier M., Okenve B., et al. (2006). Turkevich Method for Gold Nanoparticle Synthesis Revisited.pdf. Journal of Physical Chemistry B,
110(95 mL), 15700–15707.
34. Ahmed S., Annu, Ikram S., et al. (2016). Biosynthesis of gold nanoparticles: A green approach. Journal of Photochemistry and
Photobiology B: Biology, 161, 141–153.
35. Compostella F., Pitirollo O., Silvestri A., et al. (2017). Glyco-gold nanoparticles: Synthesis and applications. Beilstein Journal of Organic
Chemistry, 13, 1008–1021.
36. Zhou J., Ralston J., Sedev R., et al. (2009). Functionalized gold
nanoparticles: Synthesis, structure and colloid stability. Journal of Colloid
and Interface Science, 331(2), 251–262.
37. Thuy N.T., Huy T.Q., Nga P.T., et al. (2013). A new nidovirus (NamDinh virus NDiV): Its ultrastructural characterization in the C6/36 mosquito cell line. Virology, 444(1–2), 337–342.
38. Van Man N., Nguyen H.T., Lien H.T.P., et al. (2001).
Immunocytochemical characterization of viruses and antigenic
macromolecules in viral vaccines. Comptes Rendus de l’Academie des
Sciences - Serie III, 324(9), 815–827.
39. Nehl C.L. and Hafner J.H. (2008). Shape-dependent plasmon resonances of gold nanoparticles. Journal of Materials Chemistry, 18(21), 2415–2419. 40. Eustis S. and El-Sayed M.A. (2006). Why gold nanoparticles are more
precious than pretty gold: Noble metal surface plasmon resonance and its enhancement of the radiative and nonradiative properties of nanocrystals of different shapes. Chemical Society Reviews, 35(3), 209–217.
41. Hu M., Chen J., Li Z.Y., et al. (2006). Gold nanostructures: Engineering their plasmonic properties for biomedical applications. Chemical Society
Reviews, 35(11), 1084–1094.
42. Haiss W., Thanh N.T.K., Aveyard J., et al. (2007). Determination of size and concentration of gold nanoparticles from UV-Vis spectra. Analytical
Chemistry, 79(11), 4215–4221.
43. Martínez J., A. Chequer N., L. González J., et al. (2013). Alternative metodology for gold nanoparticles diameter characterization using PCA technique and UV-VIS spectrophotometry. Nanoscience and
Nanotechnology, 2(6), 184–189.
44. Amendola V. and Meneghetti M. (2009). Size evaluation of gold
nanoparticles by UV-vis spectroscopy. Journal of Physical Chemistry C,
113(11), 4277–4285.
45. Suchomel P., Kvitek L., Prucek R., et al. (2018). Simple size-controlled synthesis of Au nanoparticles and their size-dependent catalytic activity.
Scientific Reports, 8(1), 1–11.
46. Liu Y.C., Lin L.H., and Chiu W.H. (2004). Size-controlled synthesis of gold nanoparticles from bulk gold substrates by sonoelectrochemical methods. Journal of Physical Chemistry B, 108(50), 19237–19240. 47. Fiume M.M., Heldreth B.A., Bergfeld W.F., et al. (2014). Safety
Assessment of Citric Acid, Inorganic Citrate Salts, and Alkyl Citrate Esters as Used in Cosmetics. International Journal of Toxicology, 33, 16S–46S. 48. Yao H. and Kimura K. (2007). Field Emission Scanning Electron
Microscopy for Structural Characterization of 3D Gold Nanoparticle Superlattices. Modern Research and Educational Topics in Microscopy, 568–575.
49. Lin P.C., Lin S., Wang P.C., et al. (2014). Techniques for physicochemical characterization of nanomaterials. Biotechnology Advances, 32(4), 711– 726.
50. Murawska M., Wiatr M., Nowakowski P., et al. (2013). The structure and morphology of gold nanoparticles produced in cationic gemini surfactant systems. Radiation Physics and Chemistry, 93, 160–167.
51. Kumar A., De A., Saxena A., et al. (2014). Environmentally benign
52. Krishnamurthy S., Esterle A., Sharma N.C., et al. (2014). Yucca-derived synthesis of gold nanomaterial and their catalytic potential. Nanoscale
Research Letters, 9(1), 1–9.
53. Soltani Nejad M., Hosein G., Bonjar S., et al. (2015). Biosynthesis of gold nanoparticles using streptomyces fulvissimus isolate Biosynthesis of gold nanoparticles by Streptomyces fulvissimus. Nanomed J, 2(2), 153–159. 54. Delgado A. V., González-Caballero F., Hunter R.J., et al. (2005).
Measurement and Interpretation of Electrokinetic Phenomena (IUPAC Technical Report). Pure and Applied Chemistry, 77(10), 1753–1805. 55. Clogston J. and Patri A. (2011). Zeta potential measurement. Methods Mol
Biol. 63–70.
56. El-Moamly A.A. (2014). Immunochromatographic Techniques : Benefits for the Diagnosis of Parasitic Infections. Austin Chromatography, 1(4), 1– 8.
57. Rusmini F., Zhong Z., and Feijen J. (2007). Protein Immobilization Strategies for Protein Biochips. Biomacromolecules, 8(6), 1775–1789. 58. Huy T.Q., Huyền hạm T.M., Thủy N.T., et al. (2016). Sự phát triển của kỹ
thuật sắc ký miễn dịch trong phát hiện vi khuẩn gây bệnh. Tạp chí Y học dự
phòng, 26(15), 9–20.
59. Lu F., Doane T.L., Zhu J.J., et al. (2012). Gold nanoparticles for diagnostic sensing and therapy. Inorganica Chimica Acta, 393, 142–153.
60. Bagheri S., Yasemi M., Safaie-Qamsari E., et al. (2018). Using gold nanoparticles in diagnosis and treatment of melanoma cancer. Artificial
Cells, Nanomedicine, and Biotechnology, 0(0), 1–10.
61. Mieszawska A.J., Mulder W.J.M., Fayad Z.A., et al. (2013). Multifunctional Gold Nanoparticles for Diagnosis and Therapy of Disease.pdf. Molecular pharmaceutics, 10, 831–847.