M Ở ĐẦU
6. Tổng quan tài liệu
2.6.2. Tiến hành thử nghiệm keonano bạc đối với nấm
* Phương pháp thử:
Bước 1: Chuẩn bị mẫu keo nano bạc với nồng độ 5µg/ml
Bước 2: Chuẩn bị dung dịch vi khuẩn với nồng độ 8,9.106÷ 9,1.106 (CFU/ml) Bước 3: Tiến hành thử nghiệm
- Các ống nghiệm được phân phối môi trường nuôi cấy vi khuẩn hàm lượng 15ml.Để nghiên cứu khả năng diệt vi khuẩn, người tatiến hành như sau: - Đưa vào mỗi ống nghiệm 1 ml dung dịch E. coli(8,9.106 CFU/ml); 1ml dung dịch S.Typhi(9,1. 106 CFU/ml); 1ml dung dịch S. Aureas(4,9.106 CFU/ml)
- Cho lần lượt vào mỗi ống nghiệmdung dịch nano bạc với nồng độ hạt nano 5 µg/ml. Sau đó, các ống nghiệm được nuôi cấy 48 giờ, ở nhiệt độ 37 ◦C
2.6.2. Tiến hành thử nghiệm keo nano bạc đối với nấm * Phương pháp thử: * Phương pháp thử:
Bước 1: Chuẩn bị mẫu keo nano bạc với nồng độ 5µg/ml
Bước 2: Chuẩn bị dung dịch nấm với nồng độ 5,9.105 đến 9.105 (CFU/ml) Bước 3: Tiến hành thử nghiệm
- Các ống nghiệm được phân phối môi trường nuôi cấy nấm hàm lượng 15ml. Để nghiên cứu khả năng diệt nấm, người ta tiến hành như sau:
- Đưa vào mỗi ống nghiệm 1 ml dung dịch dịch nấm A. Niger ( 5,9.105CFU/ml); Nấm C. albicans (9,0.105 CFU/ml)
- Cho lần lượt vào mỗi ống nghiệm dung dịch keo nano bạc với nồng độ5 µg/ml. Sau đó, các ống nghiệm được nuôi cấy 120 giờ, ở nhiệt độ 37 ◦C
CHƯƠNG 3
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ HÓA LÝ
3.1.1. Xác định độ ẩm ban đầu của mẫu
Độ ẩm của nguyên liệu mẫu lá sảđược xác định và trình bày ở bảng 3.1 Bảng 3.1 Kết quả xác định độẩm trong lá sả STT m0(g) m1(g) m2(g) Độẩm W(%) (%) 1 25,681 30,681 26,307 87,48 2 28,118 33,118 28,747 87,42 3 32,588 37,588 33,207 87,62 4 28,707 33,707 29,327 87,60 5 31,166 36,116 31,791 87,50 87,52
Nhận xét: Độ ẩm trung bình trong mẫu lá sả tươi là = 87,52%. Với kết quảđộẩm của lá sả, chúng tôi không bảo quản nguyên liệu trong thời gian dài mà thu hái mẫu lá sả già tươi và xử lý mẫu lá sả cho từng buổi thí nghiệm.
3.1.2. Xác định hàm lượng tro
Hàm lượng tro của mẫu lá sảđược xác định và trình bày ở bảng 3.2 Bảng 3.2. Kết quả xác định hàm lượng tro trong mẫu lá sả
STT m(g) m1(g) m2(g) Hàm lượng tro X(%) (%) 1 5,000 25,681 25,880 3,98 2 5,000 28,118 28,281 3,26 3 5,000 32,588 32,776 3,76 4 5,000 28,707 28,897 3,80 5 5,000 31,166 31,306 2,80 3,52
Nhận xét:Hàm lượng tro trung bình trong mẫu lá sả rất thấp, chiếm khoảng 3,52% khối lượng lá sả.
3.2.KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐIỀU KIỆN TẠO DỊCH CHIẾT NƯỚC
LÁ SẢ
3.2.1. Kết quả đo phổ IR của tinh dầu sả
Tiến hành thu tinh dầu sả trong thiết bị chiết. Lấy phần tinh dầu thu được, đem đo phổ hồng ngoại chuyển hóa Fourier tại Viện Hóa học – Viện công nghệ Việt Nam. Kết quảđo phổ FT-IR ở hình 3.1.
Hình 3.1.Phổ FT-IR của tinh dầu sả
Nhận xét: Dựa vào kết quả phổ FT- IR của tinh dầu sả ta thấy xuất hiện các đỉnh hấp thu như sau:
Pic: 3464 cm-1: dao động hóa trị của nhóm –OH Pic: 1640 cm-1: dao động hóa trị của nhóm C = O
Pic: 1388 cm-1: dao động biến dạng của nhóm –OH
Như vậy, trong tinh dầu sả có chứa các nhóm chức hyđroxy( -OH), nhóm cacbonyl (C = O).
Sau khi xác định các nhóm chức có trong dịch chiết nước sả chanh. Chúng tôi đã nghiên cứu ảnh hưởng các thông số như thời gian chiết, tỉ lệ lá sả/nước, để tìm điều kiện tối ưu tạo dịch chiết lá sả.
Hình 3.2. Đun sôi hỗn hợp lá sả/nước Hình 3.3. Mẫu dịch chiết nước lá sả
3.2.2. Ảnh hưởng của thời gian chiết
Để khảo sát sự phụ thuộc của khả năng tạo dịch chiết lá sả tối ưu(nghĩa là tạo ra dịch chiết có khả năng tổng hợp lượng nano bạc tốt nhất) vào thời gian chiết, chúng tôi đã tiến hành thí nghiệm với các thông số như sau:
- Tỉ lệ rắn/lỏng: 80gam/200ml nước cất - Nồng độ dung dịch AgNO3: 1mM
- Tỉ lệ dịch chiết/dung dịch AgNO3: 1:4 (5ml dịch chiết/ 20ml dd AgNO31mM)
- Nhiệt độ tạo nano bạc: nhiệt độ phòng - Thời gian tạo nano bạc: 24 giờ
Đối với thông số thời gian chiết, các giá trị biến thiên: t = 5 phút, 15phút, 20 phút, 25 phút, 30 phút.
Kết quả khảo sát sự phụ thuộc của khả năng tạo dịch chiết lá sả tối ưu vào thời gian chiết được biểu diễn ở bảng 3.3, hình 3.4, hình 3.5.
Bảng 3.3. Kết quả khảo sát thời gian chiết
Hình 3.4. Phổ UV-Vis mẫu nano bạc khảo sát thời gian chiết ởđiều kiện nhiệt độ phòng, t = 24h ; pH = 8
Thời gian chiết Mật độ quang (Abs) 5 phút 0,058697 15 phút 0,13996 20 phút 0,15949 25 phút 0,17986 30 phút 0,17645
Hình 3.5. Sự thay đổi màu sắc trong quá trình tạo nano bạc khi khảo sát thời gian chiết ởđiều kiện nhiệt độ phòng, t = 24h ; pH = 8
Nhận xét:
Từ kết quả của hình 3.4và bảng 3.3 của các mẫu nano bạc cho thấy khi tăng thời gian chiết từ 5 ÷25 phút thì mật độ quang tăng lên và đạt giá trị mật độ quang cao nhất ở 25 phút.Nếu tiếp tục tăng thời gian 30phút chưng ninh thì mật độ quang giảm. Điều này được giải thích là ở thời gian chưng ninh 25 phút tạo ra một complex lượng chất khử thích hợp nhất để khử lượng ion bạc lớn nhất tạo hạt nano bạc. Khi tăng thời gian chiết có thể tách ra nhiều hợp chất không có lợi cho quá trình tạo nano bạc hoặc tạo ra lượng chất khử nhiều làm cho quá trình tạo nano bạc xảy ra nhanh, các hạt nano bạc tạo thành chuyển động nhanh, va chạm mạnh tạo thành hạt có kích thước lớn hơn gây
hiện tượng keo tụ và làm giảm số lượng hạt ở kích thước nano làm giảm mật độ quang.Vì vậy, chúng tôi chọn thời gian chiết tối ưu 25 phút.
3.2.3. Ảnh hưởng của tỉ lệ rắn/lỏng
Để khảo sát sự phụ thuộc của khả năng tạo dịch chiết lá sả tối ưu phụ thuộc vào tỉ lệ khối lượng lá sả so với thể tích nước, chúng tôi đã tiến hành thí nghiệm với các thông số sau:
- Đối với thông số tỉ lệ rắn/lỏng, cố định thể tích nước V= 200ml, các giá trị khối lượng lá sả biến thiên như sau: m = 10 gam, 20 gam, 30 gam, 40gam, 50 gam,60 gam, 70 gam, 80gam.
- Các thông số khác cốđịnh như mục 3.2.1. Kết quả khảo sát sự phụ thuộc của khả năng tạo dịch chiết lá sả tối ưu vào tỉ lệ rắn / lỏng được biểu diễn ở bảng 3.4, hình 3.6, hình 3.7 Bảng 3.4: Kết quả khảo sát tỉ lệ rắn –lỏng Khối lượng lá sả(g)/VH2O Mật độ quang (Abs) 10g/200ml 0.18237 20g/200ml 0.25383 30g/200ml 0.20630 40g/200ml 0.20672 50g/200ml 0.25761 60g/200ml 0.19164 70g/200ml 0.14018 80g/200ml 0.08528
Hình 3.6.Phổ UV-Vis mẫu nano bạc khảo sát tỉ lệ rắn-lỏng ởđiều kiện nhiệt
độ phòng, t = 24h ; pH = 8
Hình 3.7. Sự thay đổi màu sắc trong quá trình tạo nano bạc khi khảo sát tỉ lệ
rắn/lỏng ởđiều kiện nhiệt độ phòng, t = 24h ; pH = 8
Từ kết quả hình 3.6 và bảng 3.4 cho thấy tỉ lệ rắn – lỏng là 50g/200ml thì mật độ quang đo được là cao nhất (Amax = 0,25761) ở bước sóng 450nm, nghĩa là lượng nano bạc tạo thành là lớn nhất và nếu tiếp tục tăng khối lượng mẫu lá sả thì giá trị mật độ quang giảm dần. Nguyên nhân khi tăng khối lượng lá sả từ 10g đến 50g tạo ra lượng chất khử tăng lên làm quá trình khử ion bạc tăng tạo ra lượng lớn hạt ở kích thước nano làm tăng mật độ quang. Nhưng khi tăng khối lượng lá sả lớn hơn 50g tạo ra lượng chất khử nhiều, quá trình khử ion bạc xảy ra nhanh, va chạm mạnh dễ kết đám, hạt tạo thành có kích thước lớn hơn làm giảm số lượng hạt ở kích thước nano làm giảm mật độ quang. Vì vậy, chúng tôi chọn tỉ lệ rắn- lỏng tối ưu là 50g/200ml.
3.3. KẾT QUẢ KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ
TRÌNH TỔNG HỢP KEO NANO BẠC
Từ kết quả nghiên cứu điều kiện tối ưu tạo dịch chiết lá sả, chúng tôi đã sử dụng dịch chiết lá sả theo điều kiện trên để khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sinh tổng hợp keo nano bạc.
3.3.1. Ảnh hưởng của tỉ lệ dịch chiết/dung dịch AgNO3
Để khảo sát sự phụ thuộc của khả năng tạo dung dịch keo nano bạc phụ thuộc vào tỉ lệ thể tích dịch chiết lá sả so với thể tích dung dịch AgNO3, chúng tôi đã tiến hành thí nghiệm với các thông số như sau:
- Đối với thông số tỉ lệ dịch chiết/dung dịch AgNO3, cố định thể tích dịch chiết V = 5ml, thể tích dd AgNO3 giá trị biến thiên như sau:
V = 5ml, 10ml, 15ml, 20ml, 25 ml.
- Các thông số khác cốđịnh như mục 3.2.2.
Kết quả khảo sát sự phụ thuộc của khả năng tạo dịch chiết lá sả tối ưu vào tỉ lệ dịch chiết/dung dịchAgNO3được biểu diễn ở bảng 3.5, hình 3.8, hình 3.9
Bảng 3.5: Kết quả khảo sát tỉ lệ dịch chiết/ dung dịch AgNO3
Tỉ lệ dịch chiết/ddAgNO3 Mật độ quang(Abs)
1:1 (5ml/ 5ml) 0,16710
1:2 (5ml/10ml) 0,17120
1:3 (5ml/15ml) 0,33107
1:4 (5ml/20ml) 0,34432
1:5 (5ml/25ml) 0,26973
Hình 3.8.Phổ UV-Vis mẫu nano bạc khảo sát tỉ lệ dịch chiết/dung dịch gNO3
Hình 3.9.Sự thay đổi màu sắc trong quá trình tạo nano bạc khi khảo sát tỉ lệ
dịch chiết/ dung dịch AgNO3ởđiều kiện nhiệt độ phòng, t = 24h ; pH = 8
Nhận xét:
Từ kết quảở hình 3.8 và bảng 3.5 cho thấy khi thay đổi tỉ lệ dịch chiết lá sả/ddAgNO3 (từ tỉ lệ 1:1 đến 1:5). Trong khoảng tỉ lệ 1:1 đến 1:4 nhận thấy giá trị mật độ quang đo được tăng dần và có giá trị cao nhất ở tỉ lệ 1:4 (5ml dịch chiết/20mlddAgNO31mM) nghĩa là lượng nano bạc tổng hợp được nhiều nhất.Nếu tiếp tục tăng tỉ lệ thể tích dịch chiết/ddAgNO3 thì giá trị mật độ quang giảm.Nguyên nhân ở tỉ lệ 1:4 ứng với lượng chất khử thích hợp để khử ion bạc tạo hạt nano bạc tốt nhất chứng tỏ sự gia tăng số lượng hạt nano bạc tạo thành trong dung dịch và được bảo vệ bởi các chất khử có trong dịch chiết.Nếu tăng tỉ lệ dịch chiết/ddAgNO3 1:5 thì giá trị mật độ quang giảm nghĩa là lượng AgNO3 tăng, chất bảo vệ không đủ để bảo vệ hạt nano bạc tạo thành nên các hạt nano kết đám (keo tụ) làm tăng kích thước hạt, giảm số lượng hạt nano bạc tạo ra, làm giảm mật độ quang. Như vậy, chúng tôi chọn tỉ lệ dịch chiết/ddAgNO3 tối ưu là tỉ lệ 1:4, đảm bảo giá trị mật độ quang cao và hạt nano tổng hợp được không bị keo tụ.
3.3.2. Ảnh hưởng của pH môi trường tạo nano bạc
Để khảo sát sự phụ thuộc của khả năng tạo dung dịch keo nano bạc phụ thuộc vào tỉ lệ thể tích dịch chiết lá sả so với thể tích dung dịch AgNO3, chúng tôi đã tiến hành thí nghiệm với các thông số như sau:
- Đối với thông số pH môi trường biến thiên như sau: pH = 6, pH = 7, pH = 8, pH = 9.
- Tỉ lệ dịch chiết/ dd AgNO3 1mM = 1:4 - Các thông số khác cốđịnh như mục 3.3.1.
Kết quả khảo sát sự phụ thuộc của khả năng tạo dịch chiết lá sả tối ưu vào sự thay đổi giá trị pH môi trường được biểu diễn ở bảng 3.6, hình 3.10, hình 3.11.
Bảng 3.6.Kết quả khảo sát giá trị pH môi trường
Điều chỉnh pH môi trường Mật độ quang (Abs)
pH = 6 0,2380
pH = 7 0,4841
pH = 8 0,4319
Hình 3.10.Phổ UV-Vis mẫu keonano bạc khảo sát giá trị pH môi trường ở điều kiện nhiệt độ phòng, t = 24h
Hình 3.11.Sự thay đổi màu sắc trong quá trình tạo nano bạc khi khảo sát giá trị pH môi trường ởđiều kiện nhiệt độ phòng, t = 24h
Nhận xét:
Từ kết quả ở hình 3.10 và bảng 3.6 cho thấy pH môi trường tăng dần từ 6 đến 7 thì giá trị mật độ quang đo được tăng dần và đạt giá trị cao nhất khi
pH = 7, nghĩa là lượng nano bạc tổng hợp được tốt nhất. Nếu tiếp tục tăng pH môi trường lớn hơn 7, thì lượng nano bạc tạo ra quá nhanh, dẫn đến hiện tượng keo tụ, hạt nano bạc có kích thước lớn, làm giảm giá trị mật độ quang. Như vậy, chúng tôi chọn giá trị pH môi trường bằng 7, đảm bảo giá trị mật độ quang cao và dung dịch keo hạt nano bạc tổng hợp được bền, không bị keo tụ.
Cơ chế
Qua phân tích phổ IR của tinh dầu sả, chúng tôi nhận thấy trong tinh dầu sả có chứa những chất khử có các nhóm chức hyđroxyl (–OH), nhóm cacbonyl (-C=O).
Trên cơ sở đó, chúng tôi đề nghị cơ chế có thể có cho quá trình khử ion bạc từ dung dịch bạc nitrat bằng tác nhân khử dịch chiết nước lá sả.Trong dịch chiết nước lá sả có nhóm cacbonyl tham gia trực tiếp khử ion bạc thành bạc đồng thời dựa vào thế oxy hóa khử của dạng keto/enol, nhóm hyđroxyl (-OH) cũng tham gia khử ion bạc thành bạc được giải thích như sau
Ta có E = ϕ+0 −ϕ−0 = 0,8 – (-1,22) = 2,02(V) > 0
Dựa vào giá trị E > 0 chứng tỏ nhóm hyđroxyl(- OH) có tham gia khử ion bạc thành bạc.
Hay dạng enol ⇔ dạng keto + 2e + 2H+ (1) Ag+ + e Ag (2)
Vì vậy, khi pH thấp, nồng độ H+ lớn, thì (1) chuyển sang trái nên khả năng tốc độ phản ứng oxi hóa Ag+ Ag giảm. Khi pH tăng thì (1) chuyển sang phải, tốc độ phản ứng oxi hóa Ag+ Ag tăng, lượng nano bạc tổng hợp nhiều hơn. Cơ chế phản ứng này phù hợp với kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH đến quá trình tạo nano bạc.
3.3.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ tạo nano bạc
Để khảo sát sự phụ thuộc của khả năng tạo nano bạc phụ thuộc vào nhiệt độ tạo nano bạc, chúng tôi đã tiến hành thí nghiệm với các thông sốsau:
- Đối với thông số nhiệt độ tạo nano bạc biến thiên như sau: t0C = 300C, 400C, 500C, 600C, 700C, 800C. - Các thông số khác cốđịnh như mục 3.3.2.
Kết quả khảo sát sự phụ thuộc của khả năng tạo dịch chiết lá sả tối ưu vào sự thay đổi nhiệt độ tạo nano bạc được biểu diễn ở bảng 3.7, hình 3.12, hình 3.13.
Bảng 3.7: Khảo sát nhiệt độ tạo nano bạc Nhiệt độtạo nano bạc Mật độ quang
( Abs) 300C 0,038173 400C 0,35596 500C 0,52647 600C 0,63007 700C 0,58252 800C 0,57330
Hình 3.12.Phổ UV-Vis mẫu nano bạc khi khảo sát nhiệt độởđiều kiện pH =7, t = 24h
Hình 3.13.Sự thay đổi màu sắc trong quá trình tạo nano bạc khi khảo nhiệt
Nhận xét: Từ kết quả hình 3.12 và bảng 3.7 cho thấy khi nhiệt độtăng dần từ 300C đến 600C thì giá trị mật độ quang đo được tăng dần, nghĩa là lượng nano bạc tổng hợp được tăng và đạt giá trị lớn nhất ở nhiệt độ 600C. Nếu tiếp tục tăng nhiệt độ lớn hơn 600C thì giá trị mật độ quang giảm. Nguyên nhân là do khi tăng nhiệt độ quá mức giới hạn của phản ứng, các hạt nano bạc sau khi hình thành, chuyển động hỗn độn va chạm vào nhau tạo hạt có kích thước lớn hơn làm giảm số lượng các hạt nano bạc nên giá trị mật độ quang giảm.
Như vậy, chúng tôi chọn giá trị nhiệt độ 600C, đảm bảo giá trị mật độ quang cao, dung dịch chứa hạt nano tổng hợp được bền, không bị keo tụ.
3.3.4. Ảnh hưởng của thời gian tạo keo nano bạc
Để khảo sát sự phụ thuộc của khả năng tạo nano bạc phụ thuộc vào thời gian tạo keo nano bạc, chúng tôi đã tiến hành thí nghiệm với các thông số như sau:
- Đối với thông số thời gian tạo nano bạc biến thiên như sau : t = 60 phút, 120 phút, 180 phút, 240 phút, 300 phút, 360 phút, 1440 phút.
- Các thông số khác cốđịnh như mục 3.3.3.
Kết quả khảo sát sự phụ thuộc của khả năng tạo dịch chiết lá sả tối ưu