Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.4Thử nghiệm trên tếbào sống ung thưvú
Trên cơ sở hiệu ứng quang nhiệt của đơn hạt nano vàng bán nguyệt trong glycerol đã được nghiên cứu ở trên, trong phần này tôi trình bày thí nghiệm đầu tiên về ứng dụng hiệu ứng quang nhiệt đó trên tế bào sống ung thư vú trong phòng thí nghiệm (in vitro). Các tế bào ung thư được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm đảm bảo có chất lượng tốt và hệ kính hiển vi nghiên cứu được đặt trong môi trường nhiệt độ 37oC và được bổ sung 5% CO2 để chắc chắn rằng trong quá trình làm thí nghiệm tế bào ung thư vẫn sống. Các tế bào được chuẩn bị đặt trên tiêu bản thủy tinh, sau đó các hạt nano vàng bán nguyệt được tiêm vào. Khi đó các hạt nano theo cơ chế thẩm thấu sẽ bám trên màng tế bào. Dưới tác dụng của laser chiếu đến từng hạt nano vàng sẽ trở thành những đầu dò nguồn nano nhiệt sinh ra xung quanh hạt nano. Bước đầu tôi làm thí nghiệm với tế bào ung thư dưới tác dụng chỉ riêng laser xanh đỏ (led laser) khi không có mặt hạt nano vàng. Kết quả cho thấy, hình thái bề mặt và cấu trúc của tế bào không có sự thay đổi đáng kể nào. Chúng ta có thể quan thấy hiện tượng này dưới kính hiển vi trường sáng trong thời gian chiếu 5 phút hình 4.1a và 4.1b. Tiếp theo, lặp lại thí nghiệm trên khi có mặt của hạt nano vàng trong tế bào. Thời gian chiếu laser trong 5 phút. Kết quả cho thấy rõ ràng có sự biến đổi về hình thái bề mặt của màng tế bào ung thư sau khi chiếu 5 phút ở mật độ công suất 1,3.104/cm2. Quan sát trên hình 4.1c và 4.1d cho thấy rõ sự thay đổi này. Điều này chứng tỏ, dưới tác dụng của laser đỏ ở bước sóng 650 nm các hạt nano vàng bán nguyệt đã hấp thụ năng lượng quang và chuyển thành nhiệt gây nên sự biến đổi về hình thái màng tế bào.
Hình 4.1. Hiệu ứng quang nhiệt của các hạt nano vàng bán nguyệt trên tế bào
sống ung thư vú. a) và b)- ảnh kính hiển vi trường sáng TBUT trước và sau khi chiếu laser 650 nm không có mặt của hạt nano. c) và d) ảnh kính hiển vi trường sáng TBUT trước và sau khi chiếu laser 650 nm với sự có mặt của hạt nano vàng bánnguyệt.
Dựa trên các nghiên cứu hiệu ứng quang nhiệt ở phần trên, tôi có thể kết luận rằng nhiệt độ do các hạt nano sinh ra khi có chiếu laser đỏ là tiệm cận đến 40oC dẫn đến thay đổi hình thái màng tế bàosống.
Do điều kiện thời gian hạn hẹp, nên tôi chưa thực hiện đầy đủ được các thí nghiệm theo dự định. Trong thời gian tới, tôi dự kiến sẽ nghiên cứu một cách đầy đủ và có hệ thống hơn, như: nghiên cứu ảnh hưởng về thời gian chiếu laser đến tế bào, ảnh hưởng của liều lượng các hạt nano có mặt trong tế bào. Đặc biệt là đo đạc, xác định nhiệt độ chính xác từ xa trong tế bào là một vấn đề rất lớn mà nhóm tác giả muốn hướng đến. Đây là một vấn đề rất thời sự, thú vị và cũng rấtphứctạpbởivìmôitrườngtếbàolàmộtmôitrườngphứchợp(complex
media). Môi trường bị ảnh hưởng bởi nhiều thông số vật lý, hóa học, sinh học mà trong đó hai yếu tố quan trọng đó là hệ số nhớt và hệ số đàn hồi. Hiện nay, theo hiểu biết của tôi thì chưa có nghiên cứu nào tìm ra mối liên hệ cụ thể minh bạch giữa nhiệt độ và độ nhớt cũng như hệ số đànhồi.
KẾT LUẬN
- Đề tài đã chế tạo thành công các hạt nano vàng bán nguyệt là hạt nano lai hóa giữa tính chất từ và tính chất quang. Kích thước trung bình các hạt nano vàng bán nguyệt là190nm.
- Phổ tán xạ Plasmon bề mặt của các hạt nano vàng có 2 đỉnh ở các bước sóng khoảng 555nm và 648nm. Kết quả này rất phù hợp với lý thuyếtMie - vị trí đỉnh phổ phụ thuộc vào hình dạng và kích thước của hạt nano. - Kết quả về nghiên cứu quang nhiệt đối với dùng laser xanh kích thích, nhiệt
độ cục bộ do một hạt nano vàng bán nguyệt trong glycerol sinh ra tăng 5,5oC và đối với laser đỏ nhiệt độ cục bộ này tăng tương ứng 18oC so với nhiệt độ phòng. Nhiệt độ cục bộ tăng tuyến tính với mật công suất của laser chiếu đến hạt nano. Hiệu suất chuyển đổi quang thành nhiệt phụ thuộc vào việc lựa chọn bước sóng laser kích thích, phụ thuộc vào mật độ công suất laser chiếu vào hạtnano.
- Bước đầu đã thử nghiệm hiệu ứng quang nhiệt của các hạt nano chế tạo được trên tế bào ung thư vú trong phòng thí nghiệm. Kết quả cho thấy các hạt nano mà nhóm chế tạo có hiệu ứng quang nhiệt tốt, nhiệt độ sinh ra từ hạt nano là thay đổi hình thái cấu trúc màng tế bào ung thư. Nếu số hạt nano và cường độ laser chiếu đủ lớn thì có thể diệt được tế bào ung thư bằng nhiệt độ do chính các hạt nano này sinh ra dưới chiếu sáng kích thích. - Nghiên cứu thành công các tính chất quang nhiệt của các hạt nano sẽ hứa
hẹn mở ra một hướng mới trong điều trị căn bệnh ung thư-Điều trị trúng đích. Đây là một liệu pháp đầy hứa hẹn trong tương lai phát triển để thay thế cho các phương pháp điều trị thông thường (phẫu thuật, xạ trị, hóa trị). Những lợi thế mà phương mới sẽ đem lại là điều trị không xâm lấn nghĩa là không ảnh hưởng đến tế bào lành,đây là điểm mạnh của công nghệ nano mà những phương pháp truyền thống không cóđược.