CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN
2.4. Bố trí thí nghiệm
2.4.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm
34 Các thí nghiệm được bố trí theo s đồ sau:
Sơ đồ 2.3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm.
2.4.2. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đun lên sự tạo thành dịch Ag-NP
Thông số cố định: thể tích nước cất dùng để đun mẫu, khối lượng mẫu, dịch chiết, nồng độ và thể tích dung dịch AgNO3, thời gian và nhiệt độ khuấy tạo Ag-NP.
Thông số khảo sát:
Thời gian đun (phút)
0 10 20 30
Mục tiêu khảo sát: xác định thời gian đun tối ưu nhất tạo dịch chiết thông ua việc đo UV-vis, TEM và EDX.
Nha đam
TN 1: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đun lên sự hình thành Ag-NP.
TN 2: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đun lên sự hình thành Ag-NP.
TN 3: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian khuấy lên sự hình thành Ag-NP.
TN 4: Khảo sát ảnh hưởng của dịch chiết nha đam – AgNO
3
lên sự hình thành Ag-NP.
Phân tích Ag-NP được tạo thành bằng phư ng pháp đo UV- VIS, chụp EDX, chụp TEM.
Ag-NP
TN 5: Tạo màng bán thấm CS-Ag-NP.
TN 6: Khảo sát tính chất kháng khuẩn của màng.
TN 7: Khảo sát khả năng hấp thu dung dịch điệm của màng bán thấm.
TN 8: Khảo sát tốc độ truyền h i nước của màng bán thấm.
Màng bán thấm CS-Ag-NP
Gọt vỏ, xay nhuyễn, thu dịch chiết
35
2.4.3. Khảo ảnh hưởng của nhiệt độ đun lên sự hình thành Ag-NP
Thông số cố định: khối lượng mẫu, thể tích nước cất dùng để đun mẫu, thời gian đun mẫu, thể tích và nồng độ dung dịch AgNO3, dịch chiết, nhiệt độ khuấy.
Thông số khảo sát:
Nhiệt độ đun (C)
Nhiệt độ phòng 80 100
Mục tiêu khảo sát: xác định nhiệt độ đun tối ưu nhất tạo Ag-NP thông qua việc đo UV-vis, TEM và EDX.
2.4.4. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian khuấy lên sự hình thành Ag-NP
Thông số cố định: khối lượng mẫu, thể tích nước cất dùng để đun mẫu, thời gian đun mẫu, thể tích và nồng độ dung dịch AgNO3, nhiệt độ đun tạo dịch chiết, nhiệt độ khuấy.
Thông số khảo sát:
Nhiệt độ đun (Phút)
30 40 50
Mục tiêu khảo sát: xác định thời gian khuấy tối ưu nhất tạo Ag-NP thông qua việc đo UV-vis, TEM và EDX.
2.4.5. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ dịch chiết nha đam-AgNO3 lên sự hình thành Ag-NP
Thông số cố định: khối lượng mẫu, thể tích nước cất dùng để đun mẫu, thời gian đun mẫu, thể tích và nồng độ dung dịch AgNO3, nhiệt độ đun tạo dịch chiết, nhiệt độ khuấy và thời gian khuấy.
Thông số khảo sát: tỷ lệ dịch chiết nha đam-AgNO3: 1-1, 1-2, 1-4.
Tỷ lệ dịch chiết nha đam-AgNO3
1-0 (đối chứng) 0-1 (đối chứng) 1-1 1-2 1-4
Mục tiêu khảo sát: xác định thời gian khuấy tối ưu nhất tạo Ag-NP thông qua việc đo UV-vis và TEM và EDX.
36
2.4.6. Phương pháp phân tích Ag-NP được tạo thành
2.4.6.1. Phương pháp phổ hấp thu phân tử vùng sóng UV-VIS
Đây là phư ng pháp phân tích sử dụng phổ hấp thụ hoặc phản xạ trong phạm vi vùng cực tím cho tới vùng ánh sáng nhìn thấy được. Khi tiến hành đo mẫu trên máy quang phổ hấp thu sẽ cho một dạng phổ có đỉnh hấp thu xác định tư ng ứng với từng chất khác nhau.
Do các thuộc tính quang học của dung dịch chứa hạt nano phụ thuộc vào hình dạng, kích thước và nồng độ của hạt nên ta có thể sử dụng UV-vis để xác định. Ag-NP sẽ cho đỉnh hấp thu bước sóng ánh sáng khoảng 405 – 410 nm. Như vậy từ bước sóng của đỉnh hấp thu ta có thể dự đoán được đó có phải là Ag-NP hay không. Ag-NP chỉ có một bề mặt plasmon duy nhất nên trong phổ UV-vis của chúng chỉ xuất hiện 1 đỉnh duy nhất. Người ta xử dụng tính chất này để xác định hình dạng của Ag-NP.
Tiến hành:
Tiến hành đo mật độ quang A của dung dịch nghiên cứu với λ trong khoảng bước sóng 300 – 800 nm, sau đó lập đồ thị hệ toạ độ A – λ. Đồ thị này có cực đại Amax ứng với giá trị λmax gọi là cực đại hấp thụ. Việc đo A ở λmax cho kết quả phân tích có độ nhạy và độ chính xác tốt nhất.
Chuẩn bị mẫu phân tích: Mẫu phân tích dạng lỏng là dung dịch Ag-NP. Cho mẫu vào cuvet chọn vùng bước sóng 300 – 800 nm,tiến hành đo trên thiết bị đo UV-vis Jasco-V670 tại phòng thí nghiệm Hóa lý ứng dụng của trường Đại hoc khoa học tự nhiên Thành phố Hồ Chí Minh.
Ghi nhận kết uả.
2.4.6.2. Xác định sự có mặt của Ag-NP bằng phổ EDX
Khi chùm điện tử có mức năng lượng cao được chiếu vào vật rắn, nó sẽ đâm xuyên sâu vào nguyên tử vật rắn và tư ng tác với các lớp điện tử bên trong của nguyên tử
Tư ng tác này dẫn đến việc tạo ra các tia X có bước sóng đặc trưng tỉ lệ với nguyên tử số (Z) của nguyên tử tuân theo định luật Mosley: Tần số của tia X phát ra là đặc
37
trưng với nguyên tử của mỗi chất có mặt trong chất rắn. Việc ghi nhận phổ tia X phát ra từ vật rắn sẽ cho ta các thông tin về các nguyên tố hoá học có mặt trong mẫu. Đồng thời cho các thông tin về tỉ lệ phần trăm của các nguyên tố này.
Mẫu được gửi đi đo EDX tại khu công nghệ cao quận 9 Thành phố Hồ Chí Minh.
Kết quả được thực hiện trên máy Hitachi's S-4800 FE-SEM
2.4.6.3. Xác định hình thái Ag-NP bằng kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) (transmission electron microscopy)
TEM là một thiết bị nghiên cứu vi cấu trúc vật rắn, sử dụng chùm điện tử có năng lượng cao chiếu xuyên qua mẫu vật rắn mỏng và sử dụng các thấu kính từ để tạo ảnh với độ phóng đại lớn, ảnh có thể tạo ra trên màn huỳnh quang hay trên film quang học hay ghi nhận bằng các máy chụp kỹ thuật số. Nguyên tắc truyền sáng của thiết bị này tư ng tự như nguyên tắc của kính hiển vi quang học truyền qua, ngoại trừ việc sử dụng bức xạ điện tử thay cho bức xạ khả kiến.
Khả năng tạo ra những bức ảnh thật của các cấu trúc nano với độ phân giải rất cao (tới cấp độ nguyên tử) chỉ là một khả năng phổ thông của TEM. TEM có khả năng xác định kích thước hạt cũng như hình thái bề mặt hay sự phân bố của Ag-NP tạo thành nhờ có độ phân giải tốt vào khoảng 0,1 – 1 nm. Các mẫu đo TEM được chuẩn bị bằng cách một giọt mẫu hạt Ag-NP được nhỏ vào lưới đồng phủ bằng cacbon và để khô ở nhiệt độ phòng, các mô hình vi mô thu được bằng cách sử dụng TEM hoạt động ở 80 kV.
Mẫu được gửi đi chụp TEM tại Trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh.
Kết quả chụp được thực hiện trên máy JEM-1400, sản xuất tại Nhật Bản Độ phân bố và kích thước hạt được xử lí trên phần miềm IMAGEJ 2.4.7. Tạo màng bán thấm CS-Ag-NP
Cố định các thông số tối ưu tạo thành Ag-NP.
38
Thêm 10 ml dung dịch Ag-NP cho vào bình định mức 100 ml sau đó định mức bằng dung dịch chitosan 3, 5, 7% cho tới vạch
Sau đó cho ra cốc thủy tinh khuấy cho đến khi các thành phần hòa lẫn vào nhau. Sau khi dung dịch đã hòa lẫn vào nhau thì đem đi sấy ở 50C trong 3 giờ. Sau đó lấy ra cho dung dịch xút (2 g NaOH + 0,05 g Na2CO3) ngâm trong 24 giờ rồi dùng nước cất để rửa xút. Cuối cùng sử dụng phư ng pháp sấy thăng hoa (hoặc sấy ở 40-50C cho đến khi khô) để làm bốc h i toàn bộ nước trong hỗn hợp tạo thành màng bán thấm CS-Ag- NP
Mục tiêu: Tạo màng CS-Ag-NP
2.4.8. Khảo sát tính chất của màng bán thấm CS-Ag-NP 2.4.8.1. Khảo sát tính chất kháng khuẩn
Khảo sát trên các chủng vi khuẩn thường nhiễm vào vết thư ng nhất là:
Staphylococcus aureus và Escherichia coli.
Tăng sinh vi khuẩn trước 24 giờ trong ống nghiệm chứa môi trường Nutrient Broth Trang 0,1 ml dịch nuôi cấy vi khuẩn trên môi trường Nutrient Agar
Cắt màng thành hình tròn có đường kính 6 mm Dùng cây đục thạch đục lỗ có đường kính 6 mm Đặt màng màng vào trong lỗ thạch.
Sử dụng đối chứng là gạc BCT KOCARBONAG Ủ 24 giờ ở 37C sau đó đọc kết quả
Mục tiêu là: khảo sát khả năng tạo vòng kháng khuẩn của màng trên đĩa thạch 2.4.8.2. Độ hấp thu đệm phosphate
Cân 20010 mg màng đặt trong dung dịch đệm phosphate pH = 7.4.
Sau từng khoảng thời gian, lấy màng ra, đặt nhẹ lên khăn giấy để thấm nước trên bề mặt và ngay lập tức cân màng. Cho tới khi khối lượng không đổi (đạt trạng thái hấp thu cân bằng).
Làm 3 mẫu và lấy trung bình.
39 Công thức tính:
E = m - m0
m x 100 Ghi chú:
E: Độ hấp thu dung dịch đệm phosphate (%).
m0: Khối lượng ban đầu của mẫu (g).
m: Khối lượng lúc độ hấp thu của mẫu bão hòa (g).
2.4.8.3. Tốc độ truyền hơi nước
Chuẩn bị hộp kín, nhiệt độ phòng, đo nhiệt độ.
Tạo môi trường có nhiệt độ và độ ẩm ổn định (nhiệt độ phòng và độ ẩm khoảng 40%). Bão hòa độ ẩm bằng muối MgCl2.
Cốc (ống bi) chứa 15ml nước cất, cố định màng trên miệng cốc. Cân mo (khối lượng ban đầu của cốc)
Để cốc và màng vào hộp bão hòa ẩm.
Cân cốc sau mỗi 8 giờ.
Công thức tính tốc độ truyền h i nước:
WVT = G
A x t Ghi chú:
WVT: Tốc độ truyền h i nước (g/mm2.ngày).
G: Độ chênh lệch khối lượng lúc đầu so với lúc cân bằng (g).
A: Diện tích của màng (mm2).
t: thời gian tiến hành (ngày).
40