Phần 2 Tổng quan tài liệu
2.2. Các nghiên cứu về nuôi cấy in vitro cây hoa hồng và một số cây trồng
2.2.5. Công nghệ nano trong nuôi cấy in vitro
Theo Shin HS et al. (2004), tác dụng diệt khuẩn của ion bạc được thể hiện ở chỗ ion bạc có khả năng biến đổi cấu trúc tế bào. Các ion bạc sẽ kết hợp và tác dụng với nhóm sulfate của enzyme có trong màng tế bào và làm biến đổi hình thái của màng dẫn đến việc cố định enzyme từ đó gây tổn thương cho màng tế bào của vi khuẩn, giúp ion bạc xâm nhập vào trong cơ thể của vi khuẩn dễ hơn. Bên trong cơ thể của vi khuẩn các hạt ion bạc sẽ tiếp tục tác dụng với các bộ phận khác của tế bào bằng việc tác dụng với nhóm sulfate và các vị trí hoạt động của enzyme. Chính sự tương tác đó là ngun nhân để khử hoạt tính của enzyme dẫn đến giết dần vi khuẩn. Ngồi ra các ion bạc cịn có khả năng liên kết với các base của DNA và trung hịa điện tích của gốc phosphate trong tế bào. Ion bạc tác dụng với DNA làm cho vi khuẩn không thể tái tạo mARN để sao chép tạo các protein mới. Biến đổi đó sẽ làm cho vi khuẩn phát triển chậm và cuối cùng sẽ bị tiêu diệt. Các hạt nano bạc có kích thước từ 1 – 10 nm thì thể hiện tác động rất mạnh đối với vi khuẩn. Do ở kích thước nhỏ thì khả năng tác động và thâm nhập của hạt nano bạc qua lớp màng của vi khuẩn là rất tốt. Vì thế, tác dụng diệt khuẩn ở bên trong cơ thể vi khuẩn là rất hiệu quả. Đồng thời, ở kích thước nano thì diện tích bề mặt của hạt nano là lớn hơn rất nhiều so với khối hạt của nó. Cho nên khả năng tương tác với vi khuẩn thông qua việc tiếp xúc bề mặt tăng lên. Nếu kích thước của hạt nano bạc càng nhỏ thì càng tốt. Bởi vì, kích thước càng nhỏ thì đặc tính diệt khuẩn đã nêu trên là rất lớn. Khi các hạt nano kim loại ở kích thước 5nm chúng sẽ có khả năng gây nên các hiệu ứng điện tử tức là sự biến đổi cấu trong trúc điện tử của bề mặt. Do đó, khả năng hoạt động của bề mặt hạt nano phân tử được tăng cường mạnh mẽ. Kích thước hạt nano giảm thì phần trăm tiếp xúc của các phân tử tương tác tăng lên. Các hạt nano bạc thường có dạng hình khối, số lượng các mặt hình khối cho thấy khả năng tác dụng với vi khuẩn ở mức độ cao hay thấp. Số lượng mặt càng nhiều thì khả năng diệt khuẩn càng cao. Đồng thời, trong quá trình sử dụng hạt nano bạc thường ở trong dung dịch phân tán. Nơi mà một lượng nhỏ ion bạc đã được che dấu và đóng góp một phần cho khả năng diệt khuẩn của phân tử nano bạc.
Theo J. Montag et al. (2006), nghiên cứu cơ chế tác động của đồng ôxit và đồng sunphat lên bào tử đỉnh của Venturia inaequalis được phân lập từ vỏ táo.
Các kết quả được đánh giá bằng 2 phương pháp nhuộm huỳnh quang: Fluorescein diacetate (FDA) cho thấy hoạt tính esterase, tính tồn vẹn của
màng bào tử và cyanoditolyl tetrazolium chloride (CTC) được đưa vào để kiểm tra sự tồn vẹn của chuỗi hơ hấp ty lạp. Dung dịch đồng sunphat hoặc đồng ôxit được phun lên bào tử đỉnh với nồng độ 1, 10, 25 mol/l sau 24h, kết quả cho thấy các bào tử đỉnh đều không nảy mầm ở các nồng độ trên. Với ơxit đồng thấy có biểu hiện một số huỳnh quang dư khi nhuộm FDA, trong khi đó chúng khơng phát huỳnh quang khi nhuộm bằng CTC. Điều đó chứng tỏ thuốc trừ nấm từ đồng diệt các bào tử bằng cách ức chế sự hô hấp ti thể.
Theo Humberto H. Lara et al. (2009), đã nghiên cứu tác dụng diệt khuẩn của hạt nano bạc đến các vi khuẩn kháng thuốc. Dung dịch huyền phù nano bạc đã tiêu diệt được các vi khuẩn kháng thuốc Pseudomonas aeruginosa , Escherichia coli O157: H7 và Streptococcus pyogenes kháng với erythromycin. Nghiên cứu cho thấy nano bạc có thể tiêu diệt được các vi khuẩn Gram âm và Gram dương.
Nguyễn Thị Thành Loan và cs. (2010). Nghiên cứu chế tạo vật liệu khử
khuẩn AG/TIO2 kích thước nano và đánh giá hiệu lực diệt khuẩn E. Coli. Thí
nghiệm thực hiện như sau, vật liệu nano Ag/TiO2 được điều chế ở nhiệt độ thấp bằng natri Citrat làm chất khử. Kết quả cho thấy, kích thước hạt trung bình của TiO2 trong số các vật liệu nano này khoảng 80-120 nm, và kích thước hạt trung bình của nano bạc là khoảng 10 nm. Bằng hoạt tính kháng khuẩn thấy rằng tỷ lệ ức chế tăng trưởng đối với E. coli là 100% như ban đầu trong nồng độ E. coli là
2,6 x 106 CFU/ml và thời gian tiếp xúc là 10 phút.
Theo Ali Sorooshzadeh et al. (2012), nghiên cứu ảnh hưởng của nano bạc đến sự phát triển của nghệ tây trong điều kiện ngập úng. Khỉ xử lý nano bạc với nồng độ 50–100 ppm giúp tăng trưởng chiều cao cây, chiều dài của rễ, trọng lượng của lá…
Theo A.A.Rostami and A.Shahsavar (2009) đã bổ sung nồng độ nano bạc (0, 4, 8, 16 mg/l) vào môi trường nuôi cấy cành Olive, theo dõi trong 30 ngày. Kết quả ở nồng độ 4mg/l môi trường 100% mô cấy không nhiễm và trên 90% mơ cấy phát triển bình thường. Ngâm mẫu trong các nồng độ nano bạc (0, 100, 200, 300, và 400 mg/l) sau khi rửa mẫu với ethanol 70% và Clorox 10% với thời gian tiếp xúc 1 giờ. Kết quả cho thấy: Ngâm mẫu trong các nồng độ nano bạc sau khi rửa với ethanol 70% và Clorox 10%, hoàn toàn ngăn chặn các loại nấm và vi khuẩn nhiễm bẩn. Tuy nhiên, nano bạc cũng ảnh hưởng đến khả năng phát triển
của mô cấy ô liu và rất ít mơ cấy phát triển (nano bạc ở nồng độ 100 mg/L chỉ gần 20% mô cấy phát triển).
Theo Nabeel K.Al-Ani (2011), đã ngiên cứu sử dụng nano để tăng hiệu quả khử trùng in vitro đối với cây lá máu. Khi bổ sung vào môi trường nano bạc với nồng độ 4, 8, 12 mg/l cho thấy tỷ lệ chồi không nhiễm đạt từ 45-100%. Tuy nhiên ở nồng độ 4 mg/l, cây phát triển tốt nhất ở 28 ngày.
Theo Kamran Safavi et al. (2011), nghiên cứu khả năng kháng khuẩn của nano bạc và đánh giá sử dụng nano bạc trong môi trương nuôi cấy cơ bản cho thấy, ở nồng độ 50 mg/l bổ sung vào môi trường MS có khả năng kiểm sốt hồn toàn vi khuẩn.
Theo Masoud Fakhrfeshani et al. (2012), đã nghiên cứu khả năng khử
trùng mẫu nuôi cấy hoa huệ ở các nồng độ 25, 50, 100, 200 ppm với thời gian tương ứng 15, 30, 60, 180 phút. Kết quả cho thấy ở nồng độ 200 ppm và thời gian 60 phút cho tỷ lệ mẫu sạch bệnh là 89,1%.
Theo Hediat M. H. Salama (2012), nghiên cứu ảnh hưởng của nano bạc trong khử trùng mẫu lạc và ngô. Khi bổ sung vào môi trường nuôi cấy hạt nồng độ nano bạc 20, 40, 60, 80, 100 ppm thấy từ nồng độ 20 đến 60 ppm làm tăng chiều dài của chồi, diện tích bề mặt lá, hàm lượng prôtêin và cacbohidrat. Ở nồng độ 40 – 60 ppm làm tăng tuổi thọ của cành và gốc.
Theo Saber Shokri et al. (2014), nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ nano
bạc khác nhau trong việc loại bỏ vi khuẩn và dịch phenol của hoa hồng (Rosa hybrida L.) trong nuôi cấy mô. Kết quả nghiên cứu cho thấy, việc sử dụng nồng độ nano tương ứng 0, 100, 200, 400 ppm để ngâm ngập mẫu hoặc bổ sung vào môi trường nuôi cấy nano với nồng độ 0, 50, 100, 150 ppm làm giảm khả năng nhiễm khuẩn từ 70% đến 17,5%, tỷ lệ mẫu sạch trong môi trường nuôi cấy bổ sung 150 ppm là 87,5%, tỷ lệ sống sót trong tổng số mẫu sạch ở nồng độ này là 100%. Còn ở nồng độ 200 ppm khi khử trùng mẫu là 80% và tỷ lệ sống trong tổng số mẫu sạch là 90%, ở nồng độ 400 ppm tỷ lệ mẫu sạch là 90%, nhưng tỷ lệ mẫu sống sạch là 75%.
Theo Emad A. Ewais et al. (2015), đã tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng
của các hạt nano bạc biosynthesized (BạcNPs) vào tăng trưởng, giải phẫu học, và protein và DNA của Solanum nigrum. Môi trường MS + 3.0 mg/l NAA + 5.0 mg/l BA bổ sung thêm nano bạc với các nồng đô 0, 2, 4, 8 mg/l được đánh giá
tác động cảm ứng mô sẹo từ các mẫu cấy lá của Solanum nigrum. Kết quả cho thấy sau 10 ngày ở môi trường không bổ sung nano bạc đã xuất hiện mô sẹo nhỏ màu trắng, xanh trong khi đó sau 10-13 ngày trên các mơi trường có bổ sung nano bạc đã xuất hiện mô sẹo lớn hơn, có màu trắng, xanh hoặc vàng. Ở môi trường bổ sung 8mg/l nano bạc mơ sẹo xốp có màu trắng xanh.
Theo Ahmadian M et al. (2015), cho kết quả khử trùng mẫu cây cẩm
chướng (Dianthus caryophyllus L.), sau khi khử trùng bằng 70% ethanol và 2.5% Clorox, sử dụng 200 ppm nano bạc trong thời gian 20 phút là tốt nhất.