Với các yêu cầu ngày càng cao trong quá trình xét nghiệm, chẩn đoán bệnh và phân tách/lấy mẫu bệnh phẩm, theo sự phát triển các hướng nghiên cứu người ta thêm thành phần chấm lượng tử (QDs) vào cấu trúc vật liệu nanocomposite Fe3O4/SiO2 với mục đích sử dụng tính chất huỳnh quang của các chấm lượng tử dưới tia tử ngoại (UV) để tạo ra các chất chỉ thị màu (thuốc nhuộm).
Một số công trình nghiên cứu về vật liệu này như công trình “Magnetic Iron Oxide Nanoparticles: Synthesis and Surface Functionalization Strategies” của nhóm tác giả Wu
W, He Q, Jiang C - Nanoscale Res Lett (2008) [67]. Kích thước hạt tương đối nhỏ và đồng đều (~30 nm), phân tán tương đối tốt (Hình 1.8)
Hình 1.8. Mô hình và ảnh TEM của vật liệu Fe3O4/QDs/SiO2 [67]
Công trình “Multifunctional Iron Oxide Nanoparticles for Diagnostics, Therapy and Macromolecule Delivery” của nhóm tác giả Swee Kuan Yen, Parasuraman Padmanabhan, Subramanian Tamil Selvan (2013) [68]. (Hình 1.9)
Hình 1.9. Ảnh HRTEM, PL, UV-Vis và EDP của Fe3O4/CdSe/SiO2 [68]
Các kết quả đạt được của công trình: Vật liệu tạo được có từ tính, quan sát ảnh HRTEM cho thấy vật liệu tổng hợp được có cấu trúc lõi/vỏ (core/shell) và kích thước
~ 15 nm, phổ UV-Vis và PL cho thấy vật liệu hấp thụ bước sóng tử ngoại và phát ra ánh sáng màu lục (~630 nm). Ảnh EDP cho thấy các vân nhiễu xạ đặc trưng của Fe3O4
và CdSe.
Tóm lại:
Có thể nhận thấy, lớp vỏ bọc SiO2 đã làm rất tốt việc giới hạn kích thước cho vật liệu nanocomposite tạo được (kích thước ~ 10 - 20 nm) nhưng đồng thời cũng làm giảm diện tích bề mặt, không làm giảm nhiều độ từ hóa bão hòa, không làm thay đổi thành phần pha vật liệu, độ phân tán tương đối tốt, tuy nhiên đã làm suy giảm hiệu suất huỳnh quang của các chấm lượng tử khá nhiều (độ hấp thụ ~ 0.3 a.u). Bên cạnh đó, việc đính kháng nguyên/kháng thể lên bề mặt chưa thật sự thuận lợi, không thể hình thành cơ chế nhả/thải thuốc linh hoạt. Thời gian gần đây, một số hướng nghiên cứu trên thế giới quan tâm đến việc thay lớp vỏ bọc “thụ động” SiO2 bằng các loại vật liệu polymer thông minh có nguồn gốc thiên nhiên, có khả năng tự hủy sinh học…để hình thành lớp vỏ bọc “chủ động” với các cơ chế dẫn/nhả/thải thuốc linh hoạt, không làm suy giảm hiệu suất huỳnh quang của thành phần chấm lượng tử bên trong, đồng thời dễ đính kháng nguyên/kháng thể lên bề mặt với một diện tích lớn hơn nhiều so với vật liệu SiO2. Hơn thế nữa, một số công trình còn kết hợp cả 2 loại vỏ bọc là SiO2 và polymer, tạo nên những hướng nghiên cứu vô cùng đặc sắc.