2.3.1. Quy trình tổng hợp vật liệu
Trước đây, tổng hợp nano vàng dạng hình sao đã được thực hiện bằng phương pháp mầm trung gian với chất hoạt động bề mặt có khả năng kiểm soát hình dạng và kích thước hạt nano. Tuy nhiên việc sử dụng chất hoạt động bề mặt làm hạn chế một số ứng dụng của nano vàng trong y sinh. Do đó, đề tài này nghiên cứu tổng hợp nano vàng dạng hình sao thay thế chất hoạt động bề mặt bằng các polymer có tính tương hợp sinh học nhưng vẫn kiểm soát được hình dạng và kích thước hạt nano.
Dung dịch chitosan trong acetic acid được chuẩn bị bằng cách cân 0,2 g chitosan cho vào dung dịch acetic acid nồng độ 1,0 % (tt/tt), khuấy từ ở nhiệt độ 70
0C đến khi tan hoàn toàn, tiếp tục lọc thu được dung dịch chitosan. Tùy thuộc vào nồng độ chitosan sử dụng trong thí nghiệm, có thể pha loãng trước khi thực hiện phản ứng nhằm tránh sự phân hủy trong quá trình bảo quản.
Trong một thí nghiệm cụ thể: 2,0 mL dung dịch HAuCl4 2,5 mM được cho vào 5,0 mL dung dịch chitosan 0,1 % (kl/tt), khuấy từ với tốc độ 600 vòng/phút để dung dịch đồng nhất. Sau đó, thêm từ từ 0,5 mL dung dịch ascorbic acid 0,5 M vào hỗn hợp trên, dung dịch chuyển từ màu vàng nhạt trong suốt sang xanh dương đậm.
Tiếp tục thêm nước DI vào hệ dung dịch keo nhằm điều chỉnh thể tích vừa đủ 20 mL, để yên ở nhiệt độ phòng.
Khảo sát các yếu tố phản ứng như: thể tích HAuCl4 2,5 mM, nồng độ ascorbic acid, nồng độ chitosan, pH. Sản phẩm tạo thành được phân tích bởi các phương pháp UV–Vis, FE–SEM, TEM, XRD, DLS và thế zeta.
Hình 2.1. Quy trình tổng hợp nano vàng@chitosan bằng phương pháp khử một giai đoạn trong môi trường nước.
2.3.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp nano vàng dạng hình sao
Các yếu tố phản ứng được khảo sát gồm: nồng độ chitosan, thể tích HAuCl4
2,5 mM, nồng độ ascorbic acid, và điều kiện pH. Sản phẩm dung dịch keo nano vàng tạo thành được phân tích với các phương pháp hóa lý như UV-Vis, TEM, SEM, XRD, phân bố kích thước hạt theo DLS và thế zeta.
0,2 g chitosan 100 mL acetic acid 1 % (tt/tt)
khuấy từ 600 vòng/phút T: 70 0C
5,0 mL dung dịch chitosan 0,1 % 2,0 mL HAuCl4
2,5 mM
0,5 mL ascorbic acid 0,5 M
Dung dịch nano vàng@chitosan
thêm nước vừa đủ 20 mL Dung dịch chitosan
trong acetic acid
Bảng 2.2. Dữ liệu thông số khảo sát của các mẫu nano Au@chitosan Thông số
(ký hiệu mẫu)
Chitosan (C %, kl/tt)
HAuCl4
2,5 mM
Ascorbic acid M
pH
Nồng độ chitosan (CS 0-CS 0,2)
5,0 mL;
0-0,2 % 2,0 mL 0,5 mL;
0,5 M 3
Thể tích HAuCl4
(Au 0,5-Au 5) 0,06 % 0,5-5,0 mL 0,5 mL;
0,5 M 3
Ascorbic acid
(AA 0,1-AA 0,5) 0,06 % 2,0 mL 0,5 mL;
0,1-0,5 M 3 pH
(pH 1-pH 6) 0,06 % 2,0 mL 0,5 mL;
0,5 M 1-6
2.3.3. Khảo sát độ bền của nano vàng dạng sao trong dung dịch NaCl Dung dịch NaCl được pha với các nồng độ 0,1 M, 1,0 M, và 0,9 % (kl/tt) (~0,154 M) và được bảo quản bằng cách đậy nắp kín ở nhiệt độ phòng.
Dung dịch nano vàng dạng sao được tổng hợp như hình 2.1, điều chỉnh giá trị pH 1, pH 3, và pH 4, sau đó thêm 1,0 mL dung dịch NaCl đã chuẩn bị vào, lắc nhẹ để dung dịch ổn định.
Trong một thí nghiệm cụ thể: 5,0 mL chitosan 0,06 %, 2,0 mL HAuCl4 2,5 mM, điều chỉnh pH 3, thêm tiếp 0,5 mL AA 0,5 M, sau đó cho 1,0 mL NaCl 0,1 M, thêm nước DI vừa đủ 20 mL và lắc nhẹ.
Các mẫu tổng hợp được phân tích UV–Vis tại các vị trí bước sóng hấp thu cực đại để xác định độ bền của dung dịch keo nano vàng–chitosan trong môi trường có lực ion.
Hình 2.2. Quy trình khảo sát độ bền của nano Au@chitosan trong dung dịch muối NaCl với các nồng độ khác nhau
Dung dịch Au@chitosan
D
1,0 mL dung dịch NaCl 0,1 M
Dung dịch Au@chitosan/NaCl
D
UV-Vis
Để khảo sát độ bền của nano vàng dạng hình sao trong môi trường ion, cố định điều kiện phản ứng 5,0 mL chitosan 0,06 %, 2,0 mL HAuCl4 2,5 mM, 0,5 mL ascorbic acid 0,5 M, thay đổi nồng độ muối NaCl 0,1 M và 1,0 M tại các giá trị pH 1, 3, và 4. Đối với NaCl 0,9 %, khảo sát tại pH 1, 2, 3, 4, 5, và 6.
Bảng 2.3. Thành phần các chất trong phản ứng khảo sát độ bền của Au@chitosan trong dung dịch NaCl với các nồng độ khác nhau
Mẫu pH NaCl
Au1-NaCl 0,1
1
0,1 M
Au1-NaCl 0,9 0,9 %(~ 0,154 M)
Au1-NaCl 1,0 1,0 M
Au3-NaCl 0,1
3
0,1 M
Au3-NaCl 0,9 0,9 %(~ 0,154 M)
Au3-NaCl 1,0 1,0 M
Au4-NaCl 0,1
4
0,1 M
Au4-NaCl 0,9 0,9 %(~ 0,154 M)
Au4-NaCl 1,0 1,0 M