Sản phẩm của quá trình cố định CDI trên bề mặt M3_SG-O được đặt tên là M3_SG-O-C. Để kiểm chứng mẫu M3_SG-O-C có tồn tại các dao động đặc trưng của CDI, chúng tôi tiến hành đo và so sánh phổ FT-IR của M3_SG-O và M3_SG- O-C.
Kết quả nhận được thể hiện qua hình 4.20 dưới đây cho thấy rằng sau khi đã chức năng hóa bề mặt hạt Fe3O4@SiO2/GPS-O bằng CDI vẫn giữ được dao động đặc trưng của Fe3O4 tại số sóng 579 cm-1, ngoài ra cũng xuất hiện các dao động đặc trưng của SiO2 và GPS được thống kê qua bảng 4.9.
M3_SG-O
Tuy nhiên, với phép phân tích phổ FT-IR này, chúng tôi chưa thể kết luận rằng CDI gắn thành công lên bề mặt Fe3O4@SiO2/GPS-O và các khảo sát mà chúng tôi đề xuất đó là khảo sát bằng phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng TGA, phổ cộng hưởng từ hạt nhân NMR.
4.6.Gắn kết BSA với mẫu Fe3O4@SiO2/GPS-O và Fe3O4@SiO2/GPS-O-CDI
Mẫu hạt M3_SG-O-C (Fe3O4@SiO2/GPS-O-CDI) được sử dụng để tiếp tục thực hiện quy trình quan trọng cuối cùng, đó là gắn kết với protein BSA. Bên cạnh đó, nhằm xác định rõ thêm vai trò của CDI nên chúng tôi cũng tiến hành gắn BSA lên bề mặt hạt M3_SG-O (Fe3O4@SiO2/GPS-O).
Chúng tôi tiến hành pha các mẫu dung dịch A gồm hạt M3_SG-O-C và dung dịch đệm PBS có nồng độ 10 mg/ml, dung dịch B gồm protein BSA và dung dịch đệm PBS có nồng độ 300 µg/ml theo như bảng 3.2 và tiến hành đo OD theo quy trình hình 3.14 được nêu tại mục 3.2.6 và kết quả được thể hiện qua bảng 4.10.
Số sóng (cm-1) 1740 1342 947 799
Dao động (C-O) (C-H) (Si-OH) (O-Si-O)
Số sóng (cm-1) 1093 461 2854 2924
Dao động as (Si-O-Si) δ (Si-O-Si) s (CH3) as (CH2)
Bảng 4.10. ết quả đo OD của mẫu M3_SG-O và M3_SG-O-C .
Mẫu Mẫu đối chứng M3_SG-O M3_SG-O-C
M3_SG-O-C - + + BSA + + + OD 0.364 0.297 0.195 µg BSA/mg hạt - 2.351 13.072 Trong đó: (+): Dương tính (có). (-): Âm tính (không).
Dựa vào kết quả đo OD ở bảng 4.10 ta thấy rằng mẫu hạt ôxít sắt chưa được chức năng hóa bề mặt bằng CDI (M3_SG-O) chỉ bắt giữ được 2,351 µg BSA/ml hạt và mẫu hạt ôxít sắt đã được chức năng hóa bề mặt bằng CDI (M3_SG-O-C) đã bắt giữ được 13.072 µg BSA/ml hạt cho thấy rõ sự chênh lệch về hiệu suất bắt giữ protein của 2 mẫu. Mẫu M3_SG-O-C có hiệu suất cao hơn 5 lần so với hiệu suất bắt protein của mẫu M3_SG-O, chứng minh đó là vai trò của CDI. Chính vì vậy, chúng tôi có cơ sở kết luận rằng CDI có tồn tại trên bề mặt hạt M3_SG-O.
KẾT LUẬN
Với kết quả đo mật độ quang đã cho thấy quá trình bắt giữ protein BSA của mẫu M3_SG-O-Clà 13.072 µg BSA/ml hạt. Con số này chưa phải là kết quả mà chúng tôi mong muốn, tuy nhiên đây là một hướng nghiên cứu mới nhóm chúng tôi đang triển khai, với những hạn chế về thời gian cũng như tài liệu tham khảo đã tạo nên không ít những khó khăn trong việc đo đạc và phân tích kết quả. Luận văn “ CHỨC NĂNG HÓA BỀ MẶT HẠT NANÔ ÔXÍT SẮT TỪ Fe3O4 VỚI 1,1’-CACBONYLDIIMIDAZOL (CDI) NHẰM ỨNG DỤNG TRONG CẤY GHÉP TỦY“ đã đạt được những kết quả như sau:
Xây dựng được hệ thí nghiệm tạo hạt nanô ôxít sắt trong môi trường khí trơ bằng phương pháp đồng kết tủa.
Xác định được sự ảnh hưởng của nhiệt độ và môi trường kết tủa cũng như nhiệt độ và môi trường sấy lên sự chuyển pha tinh thể của ôxít sắt từ pha Fe3O4 sang pha γ- Fe2O3. Sự chuyển pha của Fe3O4 rất nhạy với nhiệt độ dù ở một khoảng nhiệt độ rất nhỏ.
Với điều kiện kết tủa là 50°C trong khí Argon và sấy khô ở 50°C trong chân không đã thu được hạt nanô ôxít sắt có pha tinh thể Magnetite - Fe3O4 có kích thước khá trung bình khoảng 13 nm, hạt tròn và đồng đều, đặc biệt có tính siêu thuận từ với độ từ hóa cực đại là 70 emu/g có khả năng ứng dụng trong y sinh học.
Tạo được cấu trúc lõi vỏ với phần lõi là các hạt Fe3O4 đã xử lý axít oleic để giúp các hạt không kết tụ vào nhau, phần vỏ là SiO2 có độ dày trung bình 50 nm nhưng vẫn giữ được tính siêu thuận từ với độ từ hóa bão hòa cực đại là 27 emu/g.
Chức năng hóa bề mặt cấu trúc lõi/vỏ ở trên với CDI và tạo ra được nhóm chức cần thiết để liên kết bắt giữ Protein.
Mục tiêu hướng đến cấy ghép tủy và chúng tôi chưa có điều kiện lấy tủy máu nên chúng tôi lấy protein giả lập, theo chúng tôi nghiên cứu để phân tách tế bào ghép
tủy thì cần những nhóm chức CDI. Nếu gắn được protein trên CDI thì những thành phần tương tự trong tủy sẽ có khả năng.
Hạt nanô từ được chức năng hóa bởi CDI có khả năng bắt giữ được Protein A với hệu suất 13 µg Protein/ml hạt.
HƢỚNG PHÁT TRIỂN
Các kết quả mà đề tài đạt được chỉ là những kết quả của bước đầu, vẫn còn những hạn chế mà trong tương lai nhóm nghiên cứu cần phải khắc phục, Vì vậy, chúng tôi đã nêu ra các đề xuất sau:
Các hạt nanô ôxít sắt có kích thước đồng đều và tròn tuy nhiên độ phân tán vẫn chưa tốt nên chúng tôi điều khiển các thông số thí nghiệm nhằm cải thiện hiệu quả phản ứng, tạo ra được hạt ôxít sắt phân tán tốt hơn.
Lớp vỏ SiO2 của hạt Fe3O4@SiO2 vẫn còn khá dày và phần lõi vẫn còn rất nhiều hạt trần ôxít sắt Fe3O4 kết tụ lại với nhau thành đám, từ đó chúng tôi đưa ra một số thay đổi về các thông số như: tỉ lệ TEOS, độ pH thích hợp, nhằm giảm thiểu độ dày lớp vỏ SiO2 cũng như bọc được ít hạt hơn nhằm tăng độ từ tính cao hơn nữa. Với mong muốn bắt được protein với hiệu suất cao hơn nên chúng tôi sẽ cải thiện
quy trình gắn GPS, cố định CDI lẫn cả quy trình gắn kết protein BSA nhằm khai thác triệt để các ưu điểm của GPS và CDI, ví dụ như cắt giảm thời gian gắn GPS và tăng thời gian phản ứng giữa hạt và BSA .
Bổ sung và kết hợp nhiều phương pháp khảo sát phân tích như NMR, TGA, XPS nhằm thu được kết quả có độ tin cậy hơn.
Đồng thời trong tương lai chúng tôi sẽ nghiên cứu và xây dựng quy trình khảo sát độc tính của hạt nanô ôxít sắt với mục đích xác định độ tương thích sinh học và độc tố của hạt nanô trước khi được đưa vào cơ thể.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
[1] Thân Đức Hiền, Lưu Tuấn Tài (2008), Từ học và vật liệu từ, NXB Bách Khoa Hà Nội, Hà Nội.
[2] Lê Thụy Thảo (2013), Tổng hợp hạt nanô ôxít s t có cấu trúc lõi/vỏ, Luận văn tốt nghiệp đại học, Đại học Khoa Học Tự Nhiên, Tp Hồ Chí Minh.
[3]Nguyễn Phú Thùy (2004), Vật Lý Các Hiện Tượng Từ, NXB Đại Học Quốc Gia, Hà Nội.
[4] Nguyễn Hoàng Hải, Cấn Văn Thạch, Nguyễn Hoàng Lương, Nguyễn Châu, Khuất Thị Thu Nga, Nguyễn Thị Vân Anh, Phan Tuấn Nghĩa (2008), “Sử dụng hạt nanô từ tính mang thuốc để tăng cường khả năng ức chế vi khuẩn của thuốc kháng sinh Chloramphenicol“, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, tr.192-204.
[5] Bùi Đức Long (2009), Tổng hợp các hạt nanô từ có các lớp phủ polymer tương th ch sinh học để ứng dụng trong y sinh học, Luận văn Thạc sĩ Vật Lý, Đại học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh, Tp Hồ Chí Minh.
[6] Nguyễn Đức Nghĩa (2007), Hóa Học Nanô Công Nghệ Nền Và Vật Liệu Nguồn, NXB Khoa Học Tự Nhiên Và Công Nghệ, Hà Nội.
[7] Lê Thúy Hòa (2011), Tổng hợp hạt oxít s t γ –Fe2O3 bằng phương pháp đồng kết tủa, Luận văn tốt nghiệp đại học, Đại học Khoa Học Tự Nhiên, Tp Hồ Chí Minh. [8] Hoàng Văn Sơn (2006), Chẩn đ án nanô, Tạp chí thông tin Y Dược.
[9] Nguyễn Thị Hồng Nhung (2012), Tổng hợp hạt nanô Fe2O3/SiO2, Luận văn tốt nghiệp đại học, Đại học Khoa Học Tự Nhiên, Tp Hồ Chí Minh.
Tiếng Anh
[10] Pankhurst, Q.A., J. Connolly, S.K. Jones, and J. Dobson, J. Phys. D: Appl. Phys, 36 (2003) R167.
[11] Hai, N.H., R. Lemoine, S. Remboldt, M. Strand, J.E. Shield, D. Schmitter, R.H. Kraus Jr, M. Espy, and D.L. Leslie-Pelecky, J. Magn. Magn. Mater, 293 (2005) 75.
[12] Ling Zhang, Rong He, Hong-Chen Gu, Oleic acid coating on the monodisperse magnetite nanoparticles, Institute for Micro and Nano Science and Technology, Shanghai Jiaotong University, 200030 Shanghai, China .
[13] Tartaj, P., M.d.P. Morales, S. Veintemillas-Verdaguer, T. Gonzalez-Carreno, and C.J. Serna, J. Phys. D: Appl. Phys., 36 (2003) R182.
[14] S.P Sidhu (1988), Transformation of trace element-substituted maghemite to hematite, Punjab Agricultural University, India.
[15] Dr. Jin Zhang , Dr. Jose Herrera , Dr. Elizabeth Gillies (2012), Study on the inbteractions between nano materials and proteins, The University of Western Ontario London, Ontario, Canada.
[16] Rosensweig, R.E., Ferrohydrodynamics. (1985), Cambridge: Cambridge University Press.
[17] Sugimoto (2000), Synthesis, Characterisation and Mechanism of Growth, New York: Marcel Dekker.
[18] Nguyen Thi Khanh Thuyen (2007), Surface functionalization of nano-magnetic particle with beta cyclodextrin and its use in bio-molecule refolding process, degree of master of engineering, National University of Singapore, Singapore.
[19] Jana Wotschadlo, Tim Liebert, Joachim H. Clement, Nils Anspach, Stephanie Hoppener, Tobias Rudolph, Robert Mu¨ller, Felix H. Schacher, Ulrich S. Schubert, Thomas Heinze (2013), Biocompatible Multishell Architecture for Iron Oxide Nanoparticles, Macromol. Biosci, 13, pp. 93–105.
[20]Babes L, Denizot B, Tanguy G, Le Jeune JJ & Jallet P. (1999). Synthesis of iron oxide nanoparticles used as MRI contrast agents: A parametric study. Journal of Colloid and Interface Science, 212(2):474-482.
[21] Gu FX, Karnik R, Wang AZ, Alexis F, Levy-Nissenbaum E, Hong S, Langer RS & Farokhzad OC. (2007). Targeted nanôparticles for cancer therapy. Nanô Today, 2(3):14-21.
[22] Wenguang Y. Tonglai Z, Jianguo Z, Jinyu G & Ruifeng W. (2007), The preparation methods of magnetite nanoparticles and their morphology, Progress in Chemistry, 19(6):884-892.
[23] Ye, F.; Muhammed (2011), Synthesis of Nanostructured and Hierarchical Materials for bioapllications,Lic. Thesis, Royal Institute of Technology, ICT School, Stockholm, 10; 1619; pp. 31-34.
[24] Cornell, R.M.; Schwertmann (2000), Iron Oxides in the Laboratory : Preparation and Characterization, Willey-Woch, ISBN 3-527-29669-7, Weinheim, Germany, pp. 55-60.
[25] Ming Ma, Ning Gu (2002), “Prep r ti n nd ch r cteriz ti n f gnetite nanôp rticles c ted b in sil ne”, Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects 212, pp. 219 – 226.
[26] Meera Basa (2009), Synthesis & Characterization of Silica Coated Iron oxide Nanoparticles by Sol-Gel Technique, For the degree of master of science in chemistry, National Institute of Technology, Rourkela.
[27] Aleksandr Marinin (2012), Synthesis and characterization of superparamagnetic iron oxide nanôparticles coated with silica , Bachelor Thesis, School of Information and Communication Technology, Royal Institute of Technology.
[28] Vogt, C.M.; Toprak, M.; Muhammed, M.; Laurent, S. (2010), Engineered core- shell nanoparticles for biomedical applications, Lic. Thesis, Royal Institute of Technology, ICT School, Stockholm, pp. 1-9.
[29] Alvarez, G. S.; Muhammed, M. (2004), Synthesis, characterisation and applications of iron oxide nanparticles, Doctoral Thesis, Royal Institute of Technology, ICT School, Stockholm, pp. 27-28.