Issuu

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG _____________________________________________ 4 DANH MỤC CÁC HÌNH _____________________________________________ 5

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT______________________________________ 7

LỜI CẢM ƠN _______________________________________________________ 8

U Y

MỞ ĐẦU ___________________________________________________________ 9

1. Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài ___________________ 9

2. Lý do chọn đề tài _________________________________________________ 13

ẠO

3. Mục tiêu đề tài ___________________________________________________ 15

4. Phương pháp, nội dung nghiên cứu __________________________________ 15

5. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu _____________________________________ 15

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

6. Cấu trúc báo cáo _________________________________________________ 15 Chương 1. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT ________________________________ 16

TR ẦN

1.1. Giới thiệu về công nghệ nano ______________________________________ 16 1.1.1. Khái niệm và nguồn gốc của công nghệ nano _____________________ 16

10 00

1.1.2. Vật liệu nano ________________________________________________ 16 1.1.3. Phương pháp tổng hợp vật liệu nano ____________________________ 17

1.1.3.1. Phương pháp từ trên xuống ________________________________ 17

1.1.3.2. Phương pháp từ dưới lên __________________________________ 17

Í-

1.2. Các hệ vận chuyển thuốc với kích thước nano ________________________ 18

-L

1.2.1. Khái niệm __________________________________________________ 18

ÁN

1.2.2. Phân loại ___________________________________________________ 19

IỄ N

ÀN

1.3. Hạt nano sắt từ _________________________________________________ 21 1.3.1. Giới thiệu về nang sắt từ ______________________________________ 21

1.3.2. Tính chất từ trong các hạt nano Fe3O4 __________________________ 22 1.3.3. Phương pháp tổng hợp hạt oxit sắt từ ___________________________ 24 1.3.4. Ứng dụng của hạt nano oxit sắt từ ______________________________ 24 1.3.4.1. Phân tích và chọn lọc tế bào, ADN __________________________ 24 1.2.4.2. Dẫn truyền thuốc_________________________________________ 26 1

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

1.4. Tổng quan về chè xanh ___________________________________________ 28 1.4.1. Đặc điểm cây chè ____________________________________________ 28 1.4.2. Thành phần hóa học của lá chè ________________________________ 28

1.4.2.1. Sơ lược về chất tanin trong lá chè ___________________________ 28

1.4.2.2. Phân loại và cấu tạo ______________________________________ 28

U Y

1.4.2.3. Tính chất của tanin _______________________________________ 30

1.4.2.4. Công dụng của tanin ______________________________________ 31

1.5. Tổng quan về APTES ____________________________________________ 32

ẠO

1.6. Curcumin ______________________________________________________ 33

1.6.1. Giới thiệu về curcumin _______________________________________ 33

1.6.2. Cấu trúc của curcumin _______________________________________ 34

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

1.6.3. Dược động học của curcumin __________________________________ 35 1.6.4. Tác dụng dược lý của curcumin ________________________________ 36

TR ẦN

1.6.5. Hoạt tính chống ung thư của curcumin __________________________ 37 Chương 2. PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM __________________________ 39

2.1. Tổng hợp và biến tính vật liệu _____________________________________ 39

10 00

2.1.1. Hóa chất ___________________________________________________ 39

2.1.2. Dụng cụ ____________________________________________________ 39

2.1.3. Quy trình định lượng chất khử trong dung dịch chiết lá chè ________ 39

Í-

2.1.4. Tổng hợp Fe3O4 nano bằng phương pháp “tổng hợp xanh” (Green

-L

Synthesis) với các tỉ lệ khác nhau _______________________________________ 40

ÁN

2.1.5. Quy trình biến tính Fe3O4 bằng APTES trong các dung môi khác nhau

___________________________________________________________________ 41

IỄ N

ÀN

2.1.6. Quy trình hấp phụ curcumin __________________________________ 42 2.1.7. Quy trình giải hấp phụ curcumin _______________________________ 43

2.2. Các phương pháp đặc trưng vật liệu________________________________ 43 2.2.1. Phương pháp nhiễu xạ tia X (X-ray Diffraction) __________________ 43 2.2.2. Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM) ________________________ 44 2.2.3. Phổ hồng ngoại (IR) __________________________________________ 45 2

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN _______________________________ 46 3.1. Định lượng chất khử trong dung dịch chiết lá chè ____________________ 46 3.2. Đặc trưng vật liệu oxit sắt từ Fe3O4 ________________________________ 46

3.2.1. Giản đồ XRD _________________________________________________ 47

3.2.2. SEM _________________________________________________________ 49

U Y

3.2.3. Phổ IR _______________________________________________________ 50

3.3. Biến tính bề mặt Fe3O4 bằng APTES trong các dung môi khác nhau _____ 51

3.3.1. Giản đồ XRD _______________________________________________ 51

ẠO

3.3.2. Phổ IR _____________________________________________________ 52

3.4. Đánh giá khả năng hấp phụ curcumin ______________________________ 53

3.4.1. Xây dựng đường chuẩn dung dịch curcumin _____________________ 53

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

3.4.2. Đánh giá khả năng hấp phụ curcumin___________________________ 54 3.5. Đánh giá khả năng giải hấp phụ curcumin __________________________ 56

TR ẦN

KẾT LUẬN ________________________________________________________ 57

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TÀI LIỆU THAM KHẢO ____________________________________________ 58

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

DANH MỤC CÁC BẢNG Tên bảng

Trang

Danh mục hóa chất dùng đề tài

Bảng 3.1

Các mẫu vật liệu đã điều chế được

Bảng 3.2

Mật độ quang của curcumin ở các nồng độ khác nhau

Bảng 3.3

Dung lượng hấp phụ của curcumin trên bề mặt vật liệu

Bảng 3.4

Phần trăm giải hấp curcumin của các mẫu sau khi hấp phụ

Bảng 2.1

Số hiệu

U Y

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ẠO

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

DANH MỤC CÁC HÌNH Trang

Các loại nano phân chia theo thành phần cấu tạo

Hình 1.2

Các loại nano phân chia theo tính chất bề mặt

Hình 1.3

Vị trí tứ diện và bát diện trong mạng tinh thể Fe3O4

Hình 1.4

Cấu trúc spinel đảo của Fe3O4

Hình 1.5

Đường cong từ hóa của vật liệu từ phụ thuộc vào kích thước

Hình 1.6

Nguyên tắc tách tế bào bằng từ trường

Hình 1.1

U Y

châm tạo ra một gradient từ trường xuyên tâm.

ẠO

Nguyên tắc tách tế bào bằng từ trường sử dụng bốn thanh nam

Hình 1.9

Công thức cấu tạo của 3-Aminopropyltriethoxysilane (APTES)

Hình 1.10

Các cách liên kết khác nhau của APTES với bề mặt chất nền

Hình 1.11

Cấu trúc của 3 loại curcuminoids chính trong củ nghệ

Hình 1.12

Dạng Keto-enol của curcumin

Hình 1.13

Cấu trúc một số chất chuyển hóa quan trọng của curcumin

Hình 1.14

Sơ đồ thuộc tính chống ung thư của nanocurcumin

Hình 2.1

Hình ảnh quy trình tổng hợp Fe3O4 nano

Hình 2.2

Hình ảnh quy trình biến tính bề mặt Fe3O4 bằng APTES

Hình 2.3

Hình ảnh quy trình hấp phụ curcumin

Hình 3.1

Thử từ tính của các mẫu vật liệu bằng nam châm vĩnh cửu

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

Nguyên lí dẫn thuốc dùng hạt nano từ tính

ÁN

Giản đồ XRD của một mẫu Fe3O4 đối chứng (a) và các mẫu vật

liệu tổng hợp (b)

27 32

Giản đồ XRD của mẫu 35:50-Fe3O4

Hình 3.4

Hình ảnh SEM của mẫu vật liệu 35:50 – Fe3O4

Hình 3.5

Phổ IR của các mẫu vật liệu

Hình 3.6

Hình ảnh chụp các mẫu phủ APTES

Hình 3.7

Giản đồ XRD của mẫu so sánh (a), 35:50-Fe3O4và các mẫu phủ

ÀN

Hình 3.3

Đ IỄ N

Hình 1.8

Hình 3.2

Hình 1.7

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

Tên hình

Số hiệu

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Phổ IR của 35:50-Fe3O4 và các mẫu biến tính bằng APTES

Hình 3.9

Đường chuẩn của dung dịch curcumin

Hình 3.10

Phổ IR của curcumin nguyên chất và các mẫu hấp phụ curcumin

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ẠO

U Y

Hình 3.8

APTES (b)

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT X-Ray Diffraction

Ifrared

SEM

Scanning Electron Microscopy

APTES

3-aminopropyltriethoxysilane

MNPs

Magnetic nanoparticles

PEG

Polyethylenglycol

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ẠO

U Y

XRD

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

LỜI CẢM ƠN Thay mặt các thành viên trong nhóm nghiên cứu, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban giám hiệu trường Đại Học Quy Nhơn, Ban chủ nhiệm Khoa Hóa, các giảng viên

trong trường, trong khoa đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để chúng em có thể hoàn thành đề

tài Nghiên cứu khoa học sinh viên.

U Y

Đặc biệt, em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS.Võ Viễn, người đã

trực tiếp hướng dẫn và tạo mọi điều kiện để chúng em có thể hoàn thành tốt đề tài nghiên

cứu khoa học này. Với sự quan tâm hướng dẫn tận tình của thầy, chúng em đã từng bước

ẠO

làm quen với quá trình nghiên cứu và đã có những thành quả nhất định. Trong suốt quá

trình được thầy hướng dẫn,chúng em cũng học được từ thầy rất nhiều về kiến thức chuyên

môn, tác phong làm việc và những điều bổ ích khác. Một lần nữa em xin gửi lời cảm ơn

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

đến thầy, chúc thầy luôn khỏe mạnh và thành công trong công việc. Bên cạnh đó, em xin chân thành cảm ơn các giảng viên phụ trách ở Trung tâm thí

TR ẦN

nghiệm thực hành, các anh chị cao học K18, K19 đã nhiệt tình giúp đỡ chúng em trong suốt quá trình thực nghiệm.

10 00

Cuối cùng, em cũng bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến những người thân trong gia đình và các bạn bè đã động viên giúp đỡ trong suốt quá trình thực hiện đề tài này.

Đề tài lần này là một đề tài khá mới, mặc dù đã rất cố gắng và nỗ lực nhưng vì hạn

chế về thời gian, kinh nghiệm cũng như kiến thức nên không thể tránh khỏi những thiếu

Í-

sót. Em rất mong nhận được sự thông cảm và góp ý của quý thầy cô để đề tài hoàn thiện

-L

và có hướng tiến bộ vươn xa hơn.

ÁN

Em xin chân thành cảm ơn!

Quy Nhơn, tháng 4 năm 2016

IỄ N

ÀN

Sinh viên

Nguyễn Thị Hồng Nhung

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

MỞ ĐẦU 1. Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài Cuối thập niên 80, công nghệ nano bắt đầu phát triển và thu được nhiều thành quả to

lớn nhờ vào những tính chất rất đặc biệt của chúng mà các vật liệu truyền thống không có

được. Tính đặc biệt của vật liệu nano có được là nhờ vào kích thước nhỏ bé của chúng.

U Y

Nhờ vào những thuộc tính mới lạ này mà vật liệu nano được ứng dụng không chỉ trong

nghiên cứu mà còn mở rộng phạm vi ứng dụng trong nhiều lĩnh vực: dùng hạt nano trong

công nghệ chế biến và bảo quản thực phẩm, làm sạch môi trường; ứng dụng trong ngành

ẠO

dược, chẩn đoán và điều trị bệnh. Dựa trên những đặc tính vật lý, hóa học, nhiệt học và cơ

học, các hạt nano siêu thuận từ mở ra tiềm năng lớn cho những ứng dụng y sinh: làm tác

nhân tăng độ tương phản trong máy cộng hưởng từ hạt nhân, phân tách và chọn lọc tế

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

bào, hiệu ứng đốt nhiệt và phân phát thuốc,... Trong tất cả các ứng dụng trên đòi hỏi hạt nano từ phải có độ bão hoà lớn, tương thích sinh học và được chức năng hóa bề mặt. Để

TR ẦN

đáp ứng được những yêu cầu trên thì sắt là vật liệu được ưu tiên nhất, sắt có độ bão hòa lớn nhất ở điều kiện nhiệt độ phòng, sắt không độc với cơ thể người và có tính ổn định khi

làm việc trong môi trường không khí nên các vật liệu như oxit sắt từ được nghiên cứu

10 00

nhiều để làm hạt nano từ tính. Hai loại oxit sắt ứng dụng nhiều trong y sinh học là

maghemite (γ - Fe2O3) và magnetite (Fe3O4), trong đó magnetite là vật liệu được dùng

phổ biến nhất. Bề mặt của các hạt này được cải biến thông qua việc bọc một vài lớp

Í-

nguyên tử của các polimer hữu cơ, kim loại (Au), các oxit vô cơ (như SiO2, Al2O3) và xa

-L

hơn nữa là chức hóa bằng việc gắn các các phân tử có hoạt tính sinh học khác nhau như

ÁN

chitosan, APTES, PEG, …

Hiện nay thế giới quan tâm nhiều đến việc ứng dụng hạt nano từ để chuẩn đoán và

ÀN

điều trị bệnh nhất là các căn bệnh ung thư. Để tăng tính tương thích sinh học, các hạt nano

được bao phủ bởi một loại hóa chất có tính phù hợp sinh học như là dextran, polyvinyl

IỄ N

alcohol (PVA), ... Đặc biệt đối với quá trình chữa trị ung thư, kháng thể được sử dụng

phải là kháng thể có khả năng vô hiệu hóa tế bào ung thư và ngăn chặn hình thành các tế bào ung thư mới, ngăn chặn di căn. Kháng thể curcumin là lựa chọn hoàn hảo cho việc điều trị ung thư vì theo nghiên cứu cho thấy rằng curcumin có tính chất chống ung thư, 9

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

chống ôxi hóa, chống viêm khớp, chống thoái hóa, chống thiếu máu cục bộ và kháng viêm. Curcumin làm vô hiệu hóa tế bào ung thư và ngăn chặn hình thành các tế bào ung thư mới. Curcumin có triển vọng trong việc chống ung thư, đặc biệt là ung thư trực tràng

[2].

Jinsong Liu và cộng sự [9] đã tiến hành điều chế và đặc trưng các hạt nano cation

U Y

curcumin để cải thiện sự hấp thu tế bào, nghiên cứu này cho thấy các hạt nano cation

curcumin, chitosan và poly( ε -caprolactone) đã được điều chế bằng phương pháp kết tủa

nano đơn giản. Curcumin phát triển trên nền hạt nano chitosan/poly( ε -caprolactone)

ẠO

(chitosan/PCL) phần lớn cho dạng cấu trúc cầu và có đường kính khác nhau trong khoảng

220 nm và 360 nm, với thế zeta khác biệt giữa +30 mV và 0 mV theo giá trị pH. Sự bao

bọc curcumin vào các hạt nano phù hợp với kết quả phân tích huỳnh quang. Nghiên cứu

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

sự nhả in vitro cho thấy khả năng nhả duy trì liên tục của curcumin từ các hạt nano trong suốt khoảng thời gian 5 ngày nghiên cứu. Kiểm tra độ độc tế bào in vitro phát hiện thấy

TR ẦN

nồng độ thuốc phụ thuộc vào khả năng tồn tại tế bào kháng lại các tế bào Hela và OCM-1 sau 48 giờ với thời kỳ ủ bệnh. Hơn nữa, nghiên cứu sự hấp thu tế bào in vitrocho thấy sự

hấp thu tế bào của curcumin được cải thiện mạnh do quá trình kết nang curcumin vào bên

10 00

trong các hạt cation chitosan/PCL. Do đó, phát triển các hạt cation chitosan/PCL có thể là

ứng cử viên triển vọng cho sự phân phối thuốc đối với các tế bào ưng thư.

M. Popova [11] và cộng sự đã sử dụng phương pháp mới điều chế hệ thống phân phối

Í-

thuốc có khả năng hòa tan kém dựa trên các hạt nano MCM-41 mao quản trung bình được

-L

chức năng hóa. Theo nghiên cứu này, silica MCM-41 với dạng cầu và kích thước hạt nhỏ

ÁN

(100 nm) đã được tổng hợp và biến tính bằng phương pháp sau tổng hợp (post-synthesis)

với các nhóm carboxylic và/hoặc amino. Phản ứng trạng thái rắn được áp dụng lần đầu

ÀN

cho việc tẩm thuốc mesalazine (5-aminosalicylic acid-5-ASA) kém tan. Quá trình tẩm

IỄ N

hoặc không tẩm thuốc trên chất mang silica được đặc trưng bằng XRD, TEM, hấp phụ vật lý N2, phân tích nguyên tố, phân tích nhiệt, FT-IR và phổ NMR trạng thái rắn. Việc tính toán lượng tử được sử dụng để dự đoán sự tương tác giữa phân tử thuốc và các nhóm chức của chất mang. Các hạt nano được phủ sau bằng natri alginate và phủ thay đổi tỷ lệ nhả mesalazine từ các hạt MCM-41-NH2 và MCM-41-NH2COOH. Đánh giá độ độc tế 10

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

bào trên tế bào giải phẫu ung thư tuyến liên quan đến việc phủ alginate làm giảm tính độc của mesalazin tẩm sau phủ (post-coated) so với mesalazine tinh khiết. Chức năng hóa, polyme phủ lên hệ mesoporous phù hợp hệ thống phân phối thuốc.

Daniel và cộng sự [12] đã tiến hành hấp phụ và nhả các phân tử thuốc từ vật liệu

silica dạng lập phương FDU-12 và dạng khối lục phương SBA-15 đã được kiểm tra bằng

U Y

việc chức năng hóa các tính chất bề mặt và cấu trúc hóa học. Bề mặt của mao quản trung

bình được lựa chọn chức năng hóa sử dụng 3-mercaptopropyl trimethoxysilane (MPTS)

và N-(2-aminoethyl)-aminopropyl dimethoxymethylsilane (APMS) tạo ra bề mặt silica

ẠO

điện tích âm và dương. Việc thử nghiệm quá trình hấp phụ và khả năng nhả thuốc cả chất

kháng sinh cefuroxime và các phân tử kháng sinh có nguồn gốc streptomyces đã được

nghiên cứu. Các phân tử thuốc được dẫn tới các bộ phận bên trong mesopores, kết quả

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

này được xác nhận sau khi phân tích định dạng chiều sâu XPS, và định hướng tới với việc tẩm đồng nhất. Cấu trúc lập phương 3D và kích thước rộng của mao quản hình cầu của

TR ẦN

vật liệu FDU-12 nâng cao khả năng tẩm kháng sinh trên đơn vị diện tích bề mặt và cho thấy sự nhả thuốc được duy trì hơn so với SBA-15 trong các điều kiện tương tự.

Nghiên cứu về nano từ trong y học tại Việt Nam

10 00

Ở Việt Nam hiện nay, nhu cầu chẩn đoán sớm một số bệnh nan y là rất lớn. Mặt khác,

bài toán sử dụng hợp lý một số thuốc đặc trị (tiết kiệm thuốc, trị đúng địa chỉ, giảm các

phản ứng phụ, tiết kiệm chi phí) cũng là vấn đề cần được giải quyết.

Í-

N. T. Khuat, và cộng sự [1] đã điều chế các hạt nano từ Fe3O4 bằng phương pháp

-L

đồng kết tủa, sau đó chức năng hóa bằng lớp kép bằng chất hoạt động bề mặt (lõi/axit

ÁN

oleic/natri dodecyl sulfat) để ứng dụng làm chất mang thuốc, các hạt nano từ phủ lớp kép

được tẩm thuốc kháng sinh chloramphenicol để khảo sát ảnh hưởng của quá trình nhả

ÀN

thuốc trên vi khuẩn Escherichia coli (E.coli). Nước hòa tan chloramphenicol và

chloramphenicol phủ các hạt nano từ tính. Nghiên cứu chỉ ra rằng các hạt nano từ tính nhả

IỄ N

thuốc kháng sinh từ từ, do đó, duy trì độ ổn định và ảnh hưởng của thuốc kháng sinh lâu

hơn so với thuốc kháng sinh hòa tan trong nước thông thường. Một nghiên cứu khác của C.V. Thach và cộng sự [3] đã sử dụng phương pháp đồng kết tủa để tổng hợp các hạt nano từ tính (MNPs) bằng phản ứng giữa dung dịch 11

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

FeCl2/FeCl3 với amoniac. Kích thước của hạt MNPs có thể được điều khiển từ 10nm đến 14,6nm bằng sự thay đổi nồng độ dung dịch. Các hạt siêu từ tính ở nhiệt độ phòng, sự từ tính bão hòa của MNPs tăng lên cùng với sự tăng nồng độ của các chất phản ứng. Các hạt

nano từ tính được phủ bằng đơn lớp axit oleic (OA) có bề mặt kỵ nước hoặc với lớp kép

axit oleic/natri dodecyl sulfat (OA/SDS) có bề mặt ưa nước. Các hạt phủ có thể được

U Y

phân tán trong n-hexan hoặc nước. OA/SDS phủ các hạt nano được sử dụng để tẩm thuốc

kháng sinh chloramphenicol.

Phạm Xuân Núi và cộng sự [4] đã tổng hợp các hạt nano từ tính chitosan-Fe3O4 bằng

ẠO

phương pháp đồng kết tủa sử dụng glutaraldehyde là tác nhân tạo liên kết ngang cho cố

định hóa enzyme lipase. Enzyme lipase được cố định trên cơ sở tạo liên kết peptit thông

qua cầu nối là glutaraldehyde với các hạt nano từ tính chitosan-Fe3O4. Đặc trưng của hệ

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

xúc tác được phân tích bằng các phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD), hiển vi điện tử quét (SEM), hiển vi điện tử truyền qua (TEM) và phổ hồng ngoại (FT-IR). Qua đặc trưng của

TR ẦN

phương pháp cho thấy enzyme lipase được cố định trên các hạt nano từ tính, các hạt có dạng vi cầu, với kích thước từ 12 - 15nm. Hệ xúc tác tổng hợp được sử dụng cho quá trình

trao đổi este hóa chéo thành metyl este với độ chuyển hóa 93% trong 30 giờ phản ứng, ở

10 00

nhiệt độ 40oC, sử dụng metanol cho quá trình phản ứng theo 3 giai đoạn và tỷ lệ mol

dầu/metanol là 1:4.

Nhóm nghiên cứu Hà Phương Thư và cộng sự ở Viện khoa học vật liệu [6] đã định

Í-

hướng nghiên cứu quy trình chế tạo và đánh giá tác động lên tế bào ung thư của hệ nano

-L

copolymer tương thích sinh học mang paclitaxel phối hợp curcumin với định hướng thử

ÁN

nghiệm in vitro và in vivo xác minh: độc tính, hiệu quả diệt tế bào ung thư do khởi phát

con đường chết theo chương trình, khả năng hướng đích lên tế bào ung thư và chuột thí

ÀN

nghiệm.

Nano curcumin là kết quả của đề tài nghiên cứu do PGS.TS Phạm Hữu Lý, Viện Hóa

IỄ N

học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam làm chủ nhiệm.Từ năm 2012 đã tạo ra sản phẩm nano curcumin bằng cách sử dụng sóng siêu âm cao tần, biến curcumin thành những phần tử kích thước nano nhằm nâng cao hiệu quả điều trị một số bệnh lý. Với kích thước siêu nhỏ (30nm - 100nm) giúp nano curcumin hòa tan tốt trong nước gấp nhiều lần, 12

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

đồng thời thẩm thấu vào máu nhanh hơn, phát huy hiệu quả điều trị gấp 40 lần so curcumin thông thường. Sản phẩm có tác dụng hỗ trợ tốt trong điều trị viêm loét dạ dày, tá tràng; phục hồi vết thương, vết loét, nhanh liền sẹo sau phẫu thuật; ngăn ngừa, hạn chế

sự tiến triển của khối u và phục hồi sức khỏe, làm đẹp làn da cho phụ nữ sau sinh.

2. Lý do chọn đề tài

U Y

Toàn cầu hiện có khoảng 23 triệu người đang sống chung với căn bệnh ung thư, trong

đó mỗi năm có hơn 14 triệu người mắc mới và 8,2 triệu người tử vong. Vì vậy, nhu cầu

dược liệu điều trị và ngăn ngừa ung thư là cần thiết. Tuy nhiên, phương pháp hóa trị liệu

ẠO

thường dùng lại không có tính đặc hiệu. Khi vào cơ thể, thuốc chữa bệnh sẽ không phân

bố tập trung nên các tế bào mạnh khỏe cũng sẽ bị ảnh hưởng, gây nên tác dụng phụ của

thuốc. Chính vì thế, việc sử dụng các hạt từ tính làm chất dẫn thuốc đến đúng vị trí cần

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

thiết cho cơ thể đang được chú trọng, đặc biệt là hạt có kích thước nano. Hạt nano với kích thước cực kì nhỏ kết hợp với các thành phần thuốc chuyên dụng sẽ dễ dàng lưu

TR ẦN

thông trong cơ thể người. Ứng dụng này được gọi là dẫn truyền thuốc bằng hạt từ tính và đã được nghiên cứu từ những năm 1970. Việc sử dụng ứng dụng này đem lại 2 lợi ích: thu

hẹp phạm vi phân bố của thuốc trong cơ thể nên làm giảm tác dụng phụ của thuốc và

10 00

giảm lượng thuốc điều trị.

Hạt nano từ tính được lựa chọn để sử dụng trong dược liệu thường là oxit sắt từ, vật

liệu này đuộc quan tâm đến không những chỉ về kích thước hạt nano mà còn là hiện tượng

Í-

từ tính bất thường gọi là siêu thuận từ. Oxit sắt từ được sử dụng nhiều trong lĩnh vực y

-L

sinh học, hạt nano Fe3O4 được xử lí biến tính bề mặt, một mặt làm tăng sự ổn định hóa

ÁN

học của các hạt nano, mặt khác có thể cải thiện tương thích sinh học của hạt nano.

Có nhiều cách để tổng hợp hạt nano oxit sắt từ nhưng trong đề tài nghiên cứu khoa

ÀN

học này chúng tôi sử dụng phương pháp “hóa học xanh”. “Hóa học xanh” (hay còn gọi

là hóa học bền vững) là một khái niệm chỉ một ngành hóa học và kỹ thuật khuyến khích

IỄ N

việc thiết kế các sản phẩm và quá trình giảm thiểu việc sử dụng và tạo ra các chất độc hại. Các nguồn tài nguyên thiên nhiên đang dần cạn kiệt, vấn đề ô nhiễm môi trường ngày càng tăng với nhiều hóa chất độc hại tồn tại trong môi trường, ảnh hưởng không nhỏ đến sức khỏe và cuộc sống của nhiều cộng đồng dân cư trên thế giới, đặc biệt đối với các 13

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

nước đang phát triển. Đứng trước những thách thức này, “hóa học xanh” sẽ là một hướng đổi mới quan trọng để giúp ngành công nghiệp hóa chất phát triển tiếp mà không lặp lại những sai lầm của quá khứ, giúp ngành hóa chất đi theo hướng phát triển bền vững, mang

lại những lợi ích tích cực cả về kinh tế, môi trường, xã hội và toàn nhân loại.

Trong vấn đề điệu trị ung thư, curcumin được ưu tiên lựa chọn làm thuốc đưa vào cơ

U Y

thể vì tính chất nổi trội của curcumin là làm vô hiệu hóa tế bào ung thư và ngăn chặn hình

thành các tế bào ung thư mới mà không làm ảnh hưởng đến các tế bào lành tính bên cạnh.

Curcumin can thiệp vào hoạt động sao chép của NF-κB là liên kết các bệnh viêm như ung

ẠO

thư. Curcumin có hoạt tính sinh học phong phú, như hoạt tính chống oxy hóa, chống

viêm, diệt khuẩn, chống ung thư, đặc biệt ung thư trực tràng [2]. Tuy nhiên, cucurmin rất

ít tan trong nước, không bền trong quá trình trao đổi chất, và dẫn đến hạn chế trong các

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ứng dụng lâm sàng. Các nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng để tăng tính tan trong nước và ứng dụng sinh học cho cucumin, các chất mang khác nhau được sử dụng để tạo viên thuốc

TR ẦN

dưới dạng mixen polymer, hạt nano lipit rắn, các hạt nano polymer, hạt vi cầu có khả năng phân hủy sinh học, lipit photpho, cyclodextrin. Vì lý do này, để gắn cucurmin lên bề

mặt chất mang thì hạt nano oxit sắt từ phải được biến tính bề mặt[3].

10 00

Sự biến đổi của bề mặt của các hạt nano Fe3O4 với các loại khác nhau của các polyme

sinh học đã được thực hiện để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của các ứng dụng y sinh

học. Nhiều polyme tự nhiên như PEG, APTES, chitosan, tinh bột, và PVA đã được sử

Í-

dụng như là những chất tiềm năng cho mục đích phủ lớp bề mặt [7].

-L

APTES (3-aminopropyltriethoxysilane), một aminosilane đang được nghiên cứu rộng

ÁN

rãi trong việc biến tính bề mặt để gắn các phần tử sinh học thực hiện các chức năng khác

nhau. Các hạt nano Fe3O4, khi được phủ với APTES sẽ có khả năng tương thích sinh học

ÀN

cao, độc tính thấp và tăng khả năng tương tác với các phần tử sinh học. Trong nghiên cứu

này, chúng tôi biến tính bề mặt oxit sắt từ bằng APTES. Các nhóm silane được gắn lên bề

IỄ N

mặt oxit sắt từ bằng liên kết cộng hóa trị và thông qua các nhóm amino hoạt hóa để kết hợp với curcumin [8]. Chính vì lí do trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu tổng hợp và biến tính Fe3O4 nano dùng làm chất mang curcumin trong điều trị bệnh” bằng phương 14

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

pháp “hóa học xanh” để điều chế các hạt nano từ tính. Sau đó nghiên cứu khả năng hấp phụ và giải hấp phụ curcumin của chúng. Từ đó đề xuất điều chế các hạt mang curcumin có tính chất từ dùng trong điều trị bệnh.

3. Mục tiêu đề tài

Tổng hợp và biến tính các hạt nano oxit sắt từ bằng APTES, nghiên cứu khả năng hấp 4. Phương pháp, nội dung nghiên cứu

Để thực hiện đề tài, chúng tôi sẽ thực hiện các phương pháp sau:

U Y

phụ và giải hấp phụ curcumin của chúng trong điều trị bệnh.

ẠO

- Tổng hợp nano Fe3O4 bằng cách dùng dung dịch chiết lá chè xanh cho tác dụng với

dung dịch Fe(NO3)3 trong các tỉ lệ khác nhau, sau đó biến tính bằng APTES.

- Đặc trưng vật liệu bằng các phương pháp hóa lý hiện đại như:

N H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

+ Phương pháp nhiễu xạ tia X. + Phương pháp phổ hồng ngoại IR.

TR ẦN

+ Phương pháp kính hiển vi điện tử quét SEM. - Đánh giá khả năng hấp phụ, giải hấp phụ của curcumin bằng phương pháp đo quang

10 00

UV-Vis. 5. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng: Tổng hợp và biến tính các hạt Fe3O4 nano từ bằng APTES dùng làm chất

mang curcumin.

Í-

- Phạm vi nghiên cứu: Tổng hợp và biến tính các hạt Fe3O4 nano bằng APTES dùng

-L

làm chất mang curcumin ứng dụng trong chữa bệnh quy mô phòng thí nghiệm.

ÁN

6. Cấu trúc báo cáo

Mẫu báo cáo gồm 3 chương:

ÀN

- Chương 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT - Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

IỄ N

- Chương 2: PHƯƠNG PHÁP VÀ THỰC NGHIỆM

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Chương 1. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1. Giới thiệu về công nghệ nano 1.1.1. Khái niệm và nguồn gốc của công nghệ nano

Tiền tố nano xuất hiện trong tài liệu khoa học lần đầu tiên vào năm 1908, khi

Lohmann sử dụng nó để chỉ các sinh vật nhỏ với đường kính 200 nanomet. Vào năm

U Y

1974, Tanigushi lần đầu tiên sử dụng thuật ngữ công nghệ nano hàm ý sự liên kết các vật

liệu cho kỹ thuật chính xác trong tương lai. Hiện tại trong khoa học tiền tố nano biểu thị

kích thước 1 phần tỷ mét.

ẠO

Công nghệ nano(nanotechnology) là ngành công nghệ liên quan đến việc thiết kế, phân tích, chế tạo và ứng dụng các cấu trúc, thiết bị và hệ thống bằng việc điều khiển hình

dáng, kích thước trên quy mô nanomet (nm, 1 nm = 10-9 m). Ranh giới giữa công nghệ

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

nano và khoa học nano đôi khi không rõ ràng, tuy nhiên chúng đều có chung đối tượng là vật liệu nano.

TR ẦN

1.1.2. Vật liệu nano

Vật liệu nano là vật liệu trong đó ít nhất một chiều có kích thước nanomet. Về trạng

thái của vật liệu, người ta phân chia thành ba trạng thái, rắn, lỏng và khí. Vật liệu nano

10 00

được tập trung nghiên cứu hiện nay, chủ yếu là vật liệu rắn, sau đó mới đến chất lỏng và

khí. Về hình dáng vật liệu, người ta phân ra thành các loại sau:

- Vật liệu nano không chiều (cả ba chiều đều có kích thước nano, không còn chiều tự

Í-

do nào cho điện tử), ví dụ: đám nano, hạt nano.

-L

- Vật liệu nano một chiều là vật liệu trong đó hai chiều có kích thước nano, điện tử

ÁN

được tự do trên một chiều, ví dụ: dây nano, ống nano.

- Vật liệu nano hai chiều là vật liệu trong đó một chiều có kích thước nano, hai chiều

ÀN

tự do, ví dụ: màng mỏng.

Ngoài ra còn có vật liệu có cấu trúc nano hay nanocomposite trong đó chỉ có một

IỄ N

phần của vật liệu có kích thước nanomet, hoặc cấu trúc của nó có nano không chiều, một chiều, hai chiều đan xen lẫn nhau. Vật liệu nano là đối tượng nghiên cứu của khoa học nano và công nghệ nano, nó liên kết hai lĩnh vực trên với nhau. Tính chất của vật liệu nano bắt nguồn từ kích thước của 16

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

chúng, từ vài nanomet đến vài trăm nanomet phụ thuộc vào bản chất vật liệu và tính chất cần nghiên cứu. Ngày nay vật liệu nano đang được quan tâm rất nhiều vì nó không thể thiếu trong

công nghệ hiện đại, là thành phần của nhiều máy móc, thiết bị điện, nó đi sâu vào trong

đời sống hiện đại và đang dần dần chiếm một ý nghĩa rất lớn đối với đời sống của con

U Y

người nhờ vào các tính chất đặc biệt của chúng mà các vật liệu truyền thống trước đó

không có được.

1.1.3.Phương pháp tổng hợp vật liệu nano

ẠO

Vật liệu nano được chế tạo bằng hai phương pháp: phương pháp từ trên xuống (top-

down) và phương pháp từ dưới lên (bottom-up). Phương pháp từ trên xuống là phương

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

phương pháp hình thành hạt nano từ các nguyên tử.

pháp tạo hạt kích thước nano từ các hạt có kích thước lớn hơn; phương pháp từ dưới lên là 1.1.3.1.Phương pháp từ trên xuống

TR ẦN

Nguyên lý: dùng kỹ thuật nghiền và biến dạng để biến vật liệu thể khối với tổ chức hạt thô thành cỡ hạt kích thước nano. Đây là các phương pháp đơn giản, rẻ tiền nhưng rất

hiệu quả, có thể tiến hành cho nhiều loại vật liệu với kích thước khá lớn (ứng dụng làm

10 00

vật liệu kết cấu). Trong phương pháp nghiền, vật liệu ở dạng bột được trộn lẫn với những

viên bi được làm từ các vật liệu rất cứng và đặt trong một cái cối. Máy nghiền có thể là

nghiền lắc, nghiền rung hoặc nghiền quay. Các viên bi cứng va chạm vào nhau và phá vỡ

Í-

bột đến kích thước nano. Kết quả thu được là vật liệu nano không chiều (các hạt nano).

-L

Phương pháp biến dạng được sử dụng với các kỹ thuật đặc biệt nhằm tạo ra sự biến dạng

ÁN

cực lớn(có thể >10) mà không làm phá huỷ vật liệu, đó là các phương pháp SPD (phương

pháp gia công biến dạng dẻo mãnh liệt (severe plastic deformation)) điển hình. Nhiệt

ÀN

độ có thể được điều chỉnh tùy thuộc vào từng trường hợp cụ thể. Nếu nhiệt độ gia công

lớn hơn nhiệt độ kết tinh lại thì được gọi là biến dạng nóng, còn ngược lại thì được gọi

IỄ N

là biến dạng nguội. Kết quả thu được là các vật liệu nano một chiều (dây nano) hoặc hai chiều (lớp có chiều dày nanomet). Ngoài ra, hiện nay người ta thường dùng các phương pháp quang khắc để tạo ra các cấu trúc nano. 1.1.3.2.Phương pháp từ dưới lên 17

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Nguyên lý: hình thành vật liệu nano từ các nguyên tử hoặc ion. Phương pháp từ dưới lên được phát triển rất mạnh mẽ vì tính linh động và chất lượng của sản phẩm cuối cùng. Phần lớn các vật liệu nano mà chúng ta dùng hiện nay được chế tạo từ phương pháp này.

Phương pháp từ dưới lên có thể là phương pháp vật lý, phương pháp hóa học hoặc kết hợp

cả hai.

U Y

•Phương pháp vật lý: là phương pháp tạo vật liệu nano từ nguyên tử hoặc chuyển pha.

Nguyên tử để hình thành vật liệu nano được tạo ra từ phương pháp vật lý: bốc bay

nhiệt (đốt, phún xạ, phóng điện hồ quang). Phương pháp chuyển pha: vật liệu được nung

ẠO

nóng rồi cho nguội với tốc độ nhanh để thu được trạng thái vô định hình, xử lý nhiệt để

xảy ra chuyển pha vô định hình - tinh thể (kết tinh) (phương pháp nguội nhanh). Phương

pháp vật lý thường được dùng để tạo các hạt nano, màng nano, ví dụ: ổ cứngmáy tính.

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

•Phương pháp hóa học: là phương pháp tạo vật liệu nano từ các ion. Phương pháp hóa học có đặc điểm là rất đa dạng vì tùy thuộc vào vật liệu cụ thể mà người ta phải thay

TR ẦN

đổi kỹ thuật chế tạo cho phù hợp. Tuy nhiên, chúng ta vẫn có thể phân loại các phương pháp hóa học thành hai loại: hình thành vật liệu nano từ pha lỏng (phương pháp kết

10 00

tủa, sol-gel,...) và từ pha khí (nhiệt phân,...). Phương pháp này có thể tạo các hạt nano, dây nano, ống nano, màng nano, bột nano,...

•Phương pháp kết hợp: là phương pháp tạo vật liệu nano dựa trên các nguyên tắc vật

lý và hóa học như: điện phân, ngưng tụ từ pha khí,... Phương pháp này có thể tạo các hạt

Í-

nano, dây nano, ống nano, màng nano, bột nano,...

-L

1.2. Các hệ vận chuyển thuốc với kích thước nano

ÁN

1.2.1. Khái niệm

Hệ vận chuyển thuốc kích thước nano là hệ được cấu tạo như các hạt nano có kích

ÀN

thước từ 1-1000 nm, với thiết kế thích hợp có vai trò như một phương tiện vận chuyển

IỄ N

chuyên biệt, đảm bảo vận chuyển các hoạt chất đến đích, được sử dụng để vận chuyển dược chất đến các bộ phận mong muốn trong cơ thể với liều lượng thích hợp và theo đúng thời gian mong muốn, đảm bảo được 3 yếu tố góp phần tạo nên tính an toàn và hiệu quả của thuốc: đúng nơi, đúng lúc và đúng liều. Các hệ vận chuyển thuốc có nhiều triển vọng là polymer-micelles, dendrimers, các hạt nano có nguồn gốc kim loại polymer, ceramic, 18

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

protein, virus, và các hạt nano liposome [14]. Các dược chất hoặc các tác nhân chẩn đoán sẽ được đưa vào bên trong liên kết hoá học hoặc gắn vào bề mặt của các hạt nano này. 1.2.2. Phân loại

Hiện nay các hạt nano vận chuyển thuốc thường được phân loại theo thành phần cấu

U Y

yếu là polyme, lipid và các hợp chất vô cơ, do vậy có thể phân thành 3 lớp lớn:

tạo, cấu trúc và đặc tính bề mặt của hạt nano. Thành phần cấu tạo của các hạt nano chủ

•Hạt nano polyme (polymeric nanoparticles)

•Hạt nano lipid (lipid nanoparticles)

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ẠO

•Hạt nano vô cơ (inorganic nanoparticles)

Hình 1.1. Các loại nano phân chia theo thành phần cấu tạo [13]

ÀN

Phân loại theo cấu trúc, các hạt nano có thể chia thành 3 dạng [15]:

IỄ N

•Hạt nano cấu trúc dạng màng bao: cấu tạo giống như túi (vesicle) hoặc nang

(capsule), gồm một thành phần polymer hoặc một màng đơn hay màng kép lipid bao quanh một lõi có thể ở trạng thái rắn, rắn-lỏng hoặc lỏng ưa nước hoặc ưa dầu. •Hạt nano cấu trúc dạng khung xốp (matrix): khung xốp polyme, lipid hoặc các hợp chất vô cơ phân bố đều bên trong hạt nano thường có dạng hình cầu. 19

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

•Hạt nano cấu trúc dạng phức hợp (complex): thường là một phức hợp đa thành phần giữa polymer hoặc lipid tích điện dương và hoạt chất tích điện âm (protein, peptit và axit nucleic) kết hợp với nhau nhờ tương tác điện tích.

Phân loại theo tính chất bề mặt của hạt nano, dựa trên các thay đổi bề mặt hạt nano

như: tính ưa dầu, hiệu ứng cản trở không gian và thành phần cấu tạo bề mặt nhằm hướng

U Y

hạt nano đến đích tác dụng. Các hạt nano này có thể được chia làm 3 loại:

•Hạt nano thụ động (pasive nanoparticles): bề mặt không có sự cản trở về mặt không

gian và thường ưa dầu. Các hạt nano này dễ dàng bị opsonin hóa bởi các protein huyết

ẠO

tương trong tuần hoàn và sau đó bị bắt giữ bởi tế bào thực bào đơn nhân có các receptor

bề mặt nhận biết đặc hiệu protein huyết tương, rồi di chuyển chủ yếu đến vùng gan, lách,

vì vậy các hạt nano này thường được gọi là hạt nano hướng gan lách.

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

•Hạt nano Stealth® (Stealth® nanoparticles): bề mặt hạt nano được bao phủ bởi lớp polymer ưa nước và linh động như polyethylenglycol (PEG), polysaccharide, poloxamer,

TR ẦN

poloxamine. Các hạt nano này thường liên kết cộng hóa trị với PEG trên bề mặt lên có thể gọi là hạt nano ghép PEG. Nhờ thay đổi cấu trúc bề mặt, các hạt nano này hầu như không

10 00

bị opsonin và bắt giữ thực bào. Do vậy thường được áp dụng để điều trị bệnh ngoài vùng gan lách.

•Hạt nano chủ động (active nanoparticles): Các hạt nano được gắn kết với các ligand

trên bề mặt nhằm nhận biết đặc hiệu các receptor ở mô và tế bào đích. Các hạt nano này

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

còn được gọi là hạt nano hướng đích.

Hình1.2. Các loại nano phân chia theo tính chất bề mặt[17] 20

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

1.3. Hạt nano sắt từ 1.3.1. Giới thiệu về nang sắt từ Oxit sắt từ Fe3O4 (Magnetite) được viết dưới dạng: Fe+2(Fe+3O2)2hoặc FeO.Fe2O3.

Trong đó, tỉ lệ Fe2+ và Fe3+ là 1:2. Hạt oxit sắt từ Fe3O4 có cấu trúc tinh thể ferit lập

phương cấu trúc spinel đảo, thuộc nhóm đối xứng Fd3m, hằng số mạng a=b=c= 0.8396nm.

U Y

Số phân tử trong một ô cơ sở Z=8, gồm 56 nguyên tử trong đó 8 ion Fe2+, 16 ion Fe3+ và

32 ion O2. Bán kính của nguyên tử oxi lớn(cỡ 1.32A°) do đó O2- trong mạng hầu như nằm

sát nhau tạo thành một mạng lập phương tâm mặt. Cấu trúc spinel có thể xem như được

ẠO

tạo ra từ mặt phẳng xếp chặt của các ion O2- với các lỗ trống tứ diện và bát diện được lấp

đầy bằng các ion kim loại. Các ion kim loại chiếm vị trí trống bên trong và chia làm hai

nhóm:

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

Nhóm các chỗ mạng 8A (nhóm A) gọi là chỗ tứ diện, loại này có số phối trí bằng bốn, mỗi ion kim loại được tạo bởi bốn ion O2-.

TR ẦN

Nhóm các chỗ mạng 16B (nhóm B) gọi là chỗ bát diện, loại này có số phối trí bằng

-L

Í-

10 00

sáu, mỗi ion kim loại được bao bởi sáu ion O2-.

ÁN

Hình1.3.Vị trí tứ diện và bát diện trong mạng tinh thể Fe3O4 [5]

Dựa trên quan điểm hóa trị phân chia ferit spinel thành các loại như sau: Spinel thường: Công thức chung có dạng Me[Fe2O4]= MeO.Fe2O3(dấu móc vuông

ÀN

được sử dụng để đại diện cho vị trí bát diện). Các cation kim loại Me2+ chiếm các vị trí tứ vị trí A và B là 2/3.

IỄ N

diện(A) và các ion Fe3+ chiếm các vị trí bát diện (B). Như vậy tỉ số ion O2- bao quanh các

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Spinel đảo: Các ferit có số ion Fe3+ đặt một nửa tại vị trí A, phần còn lại cùng với Me2+ chiếm vị trí B. Sự sắp xếp này được biểu thị cho các hợp chất như Fe3+ [Me2+Fe3+] O42-, ở đây Me2+ = Mn2+, Fe2+, Co2+, Cu2+, Ni2+.

Spinel hỗn hợp: Cation Me2+ và Fe3+ chiếm cả hai vị trí A và B. Kiểu cấu trúc này

được mô tả như sau: (Trong đó: x là tham số biểu thị mức độ spinel đảo)

U Y

Me1-x 2+Fex3+[Mex2+Fe2-x3+]O42

Với cấu trúc spinel đảo của Fe3O4, ion Fe3+ được phân bố một nửa ở nhóm A và một

ẠO

nửa ở nhóm B, còn các ion Fe2+ đều nằm ở nhóm B. Sự phân bố này phụ thuộc vào bán

kính các ion kim loại, sự phù hợp cấu hình electron của các ion kim loại và ion O2- và

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

năng lượng tĩnh điện của mạng.

Hình1.4. Cấu trúc spinel đảo của Fe3O4 [8]

1.3.2. Tính chất từ trong các hạt nano Fe3O4

-L

Í-

Magnetile (Fe3O4) thuộc loại vật liệu sắt từ. Vật liệu sắt từ thường thể hiện tính trễ từ

ÁN

do vật liệu có tính dị hướng theo trục tinh thể. Tuy nhiên, nếu kích thước vật liệu nhỏ đi,

chuyển động nhiệt sẽ có thể phá vỡ trạng thái trật tự từ giữa các hạt thì vật liệu sắt từ trở thành vật liệu siêu thuận từ. Đặc điểm quan trọng của vật liệu siêu thuận từ là có từ độ lớn

IỄ N

ÀN

khi có từ trường ngoài và mất hết từ tính khi từ trường ngoài bằng không. Đối với loại vật liệu sắt từ này, các mômen từ sắp xếp thành hai phân mạng phản song

song nhưng độ lớn mômen từ trong hai phân mạng không bằng nhau, dẫn đến từ độ tổng cộng khác không ngay cả khi từ trường ngoài bằng không và được gọi là từ độ tự phát.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Tồn tại nhiệt độ chuyển pha TC(nhiệt độ Curie), khi T>TC trật tự từ bị phá vỡ và vật liệu trở thành thuận từ. Đối với hạt sắt từ Fe3O4, hình dạng của vòng từ trễ được xác định một phần bởi kích

thước hạt. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng bản thân kích thước hạt cũng ảnh hưởng đến cấu

trúc đômen của vật liệu và từ đó ảnh hưởng đến đường cong từ hóa của vật liệu đó. Khi

U Y

hạt có kích thước lớn nó có cấu trúc đa đômen. Mỗi đômen có vecto từ độ hướng theo các

hướng khác nhau. Vì vậy cần có một từ trường ngoài đủ lớn để định hướng tất cả các

vecto từ độ của mỗi đômen theo hướng của từ trường ngoài, giá trị của lực kháng từ HC

ẠO

lớn. Khi kích thước của hạt từ giảm đến một giới hạn nhất định thì sự hình thành của các

đômen không còn mạnh và không còn được ưu tiên nữa. Lúc này hạt từ sẽ tồn tại như

những đơn đômen (single domain), ở giới hạn này giá trị của HC có giá trị cực đại, đường (஺.௄)భ/మ ఓబ .ெమ ೞ

TR ẦN

rC = 9.

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

cong từ hóa phình ra. Bán kính giới hạn để hạt tồn tại như một đơn đômen:

Trong đó: A là hằng số trao đổi, Klà hằng số dị hướng. Đối với vật liệu Fe3O4: A= 1,28×10-11 J/m, K = 1,1× 104 J/m3, tính được rC = 84

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

nm.

Hình1.5.Đường cong từ hóa của vật liệu từ phụ thuộc vào kích thước

Như vậy, ở kích thước dưới 84nm, hạt sẽ tồn tại như một đơn đômen, ở đó sẽ không

còn quá trình dịch vách đômen mà chỉ còn quá trình đảo từ trong hạt đơn đômen. Quá trình này bao gồm chuyển động quay của tất cả các mômen từ. Khi hạt từ đạt đến kích thước rất nhỏ nó trở thành trạng thái siêu thuận từ. Khi ấy, đường cong từ hóa của hạt siêu 23

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

thuận từ là một đường thuận nghịch, có từ dư Mr bằng không và giá trị của lực kháng từ Hc bằng không. 1.3.3. Phương pháp tổng hợp hạt oxit sắt từ

Về nguyên tắc, có thể tổng hợp hạt nano oxit sắt từ theo hai nhóm phương pháp [45]:

nhóm phương pháp từ trên xuống (Top-Down) và nhóm phương pháp từ dưới lên

U Y

(Bottom-Up). Nhóm phương pháp từ trên xuống gồm các phương pháp chia nhỏ vật liệu

thô như nghiền hành tinh, nghiền rung. Nhóm phương pháp từ dưới lên tập hợp các phân

tử, nguyên tử thành hạt kích thước nanomet. Nhóm này có thể được phân thành hai loại là

ẠO

các phương pháp vật lý (phún xạ, bốc bay...) và các phương pháp hóa học (kết tủa từ dung

dịch, hình thành từ pha khí, phương pháp điện hóa, phương pháp hóa siêu âm…).

Ngoài ra, chúng ta còn có thể tổng hợp được hạt nano Fe3O4 từ tác nhân khử là các phương pháp“tổng hợpxanh” (Green Synthesis).

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

dịch chiết tự nhiên: cây bạch đàn [15], vỏ trái bầu [16], dầu oliu [17]…, hay còn gọi là

TR ẦN

Trong đề tài này, chúng tôi trình bày chi tiết phương pháp “tổng hợpxanh”. Dùng chất khử là tanin được chiết từ lá trà xanh, sau đó khử Fe(NO3)3 thành nano oxit sắt từ.

1.3.4. Ứng dụng của hạt nano oxit sắt từ

10 00

1.3.4.1. Phân tích và chọn lọc tế bào, ADN

Trong y sinh học, người ta thường xuyên phải tách một loại thực thể sinh học nào đó

ra khỏi môi trường của chúng để làm tăng nồng độ khi phân tích hoặc cho các mục đích

Í-

khác. Phân tách tế bào sử dụng các hạt nano từ tính là một trong những phương pháp

-L

thường được sử dụng. Quá trình phân tách được chia làm hai giai đoạn: đánh dấu thực thế

ÁN

sinh học cần nghiên cứu; và tách các thực thể được đánh dấu ra khỏi môi trường bằng từ

trường. Việc đánh dấu được thực hiện thông qua các hạt nano từ tính. Hạt nano thường

ÀN

dùng là hạt oxit sắt từ. Các hạt này được bao phủ bởi một loại hóa chất có tính tương hợp

sinh học như dextran, polyvinyl alcohol (PVA),…Hóa chất bao phủ không những có thể

IỄ N

tạo liên kết với một vị trí nào đó trên bề mặt tế bào hoặc phân tử mà còn giúp cho các hạt nano phân tán tốt trong dung môi, tăng tính ổn định của chất lỏng từ. Giống như trong hệ miễn dịch, vị trí liên kết đặc biệt trên bề mặt tế bào sẽ được các kháng thể hoặc các phân tử khác như hooc-mon, axit folic tìm thấy. Các kháng thể sẽ liên kết với các kháng 24

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

nguyên. Đây là cách rất hiệu quả và chính xác để đánh dấu tế bào. Quá trình phân tách được thực hiện nhờ một gradient từ trường ngoài. Từ trường tạo một lực hút các hạt từ tính có mang các tế bào được đánh dấu. Các tế bào không được đánh dấu sẽ không được

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ẠO

U Y

giữ lại mà thoát ra ngoài.

TR ẦN

Hình1.6. Nguyên tắc tách tế bào bằng từ trường. (a) một nam châm được đặt ở bên ngoài để hút các tế bào đã được đánh dấu và loại bỏ các tế bào không được đánh dấu. (b) nam

ÁN

-L

Í-

10 00

châm có thể đặt vào một dòng chảy có chứa tế bào cần tách.

IỄ N

ÀN

Hình1.7. Nguyên tắc tách tế bào bằng từ trường sử dụng bốn thanh nam châm tạo ra một gradient từ trường xuyên tâm.

Sơ đồ phân tách tế bào đơn giản nhất được trình bày ở hình 1.6. Hỗn hợp tế bào và

chất đánh dấu (hạt từ tính bao phủ bởi một lớp chất hoạt động bề mặt hay polime) được trộn với nhau để các liên kết hóa học giữa chất đánh dấu và tế bào xảy ra. Sử dụng một từ trường ngoài là một nam châm vĩnh cửu để tạo ra một gradient từ trường giữ các hạt tế bào được đánh dấu lại. Hạn chế của phương pháp này là hiệu quả tách từ không cao. Để 25

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

tăng hiệu quả người ta thường dùng một gradient từ trường lớn tác động lên một dòng chảy có chứa các hạt nano từ tính cần tách lọc. Thông thường người ta cho một số sợi từ hóa hoặc tiểu cầu từ tính trong lòng các ống rồi bơm dung dịch có chứa hạt nano từ tính

và tế bào liên kết với hạt nano từ tính đi qua (hình 1.6b). Trong công trình, hạt nano từ

tính sẽ dùng ở các sợi, các sợi có vai trò như nơi giam giữ hạt nano từ tính và tế bào.

U Y

Phương pháp này có nhược điểm là hạt nano từ tính và tế bào có thể bị mất mát do bị tắc

trong đám sợi. Một phương pháp khác được sử dụng mà không cần sự có mặt của các

đám sợi đó là dùng một gradient từ trường xuyên tâm tạo bởi bốn thanh nam châm như

ẠO

hình 1.7. Gradient từ trường xuyên tâm làm các tế bào đánh dấu từ bị hút về phía thành

ống rất nhanh. Trong ứng dụng này dung dịch không chuyển động mà gradient từ trường

chuyển động so với dung dịch đứng yên. Phụ thuộc vào độ linh động từ tính của tế bào

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

đánh dấu từ tính mà các tế bào sẽ được tách ra khỏi dung dịch và được thu thập bằng một nam châm vĩnh cửu.

TR ẦN

Tách tế bào bằng từ trường đã được ứng dụng thành công trong y sinh học. Đây là một trong những phương pháp rất nhạy để có thể tế bào ung thư từ máu, đặc biệt là khi

nồng độ tế bào ung thư rất thấp, khó có thể tìm thấy bằng các phương pháp khác. Người

10 00

ta có thể phát hiện kí sinh trùng sốt rét trong máu bằng cách đo từ tính của kí sinh trùng

đánh dấu hoặc đánh dấu các tế bào hồng cầu bằng chất lỏng từ tính. Ngoài ra, với nguyên

tắc tương tự như phân tách tế bào, quá trình phân tách và làm giàu ADN cũng được thực

Í-

hiện nhờ hạt nano từ tính.

-L

1.2.4.2. Dẫn truyền thuốc

ÁN

Một trong những nhược điểm quan trọng nhất của hóa trị liệu đó là tính không đặc

hiệu. Khi vào trong cơ thể, thuốc chữa bệnh sẽ phân bố không tập trung nên các tế bào

ÀN

mạnh khỏe bị ảnh hưởng do tác dụng phụ của thuốc. Chính vì thế việc dùng các hạt từ

tính như là việc mang thuốc đến vị trí cần thiết trên cơ thể (thông thường dùng điều trị các

IỄ N

khối u,các tế bào ung thư) đã được nghiên cứu từ những năm 1970, những ứng dụng này được gọi là dẫn truyền thuốc bằng hạt từ tính. Có hai lợi ích cơ bản là: (i) thu hẹp phạm vi phân bố của các thuốc trong cơ thể nên làm giảm tác dụng phụ của thuốc; và (ii) giảm lượng thuốc điều trị. Hạt nano từ tính có tính tương hợp sinh học được gắn kết với thuốc 26

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

điều trị. Lúc này hạt nano có tác dụng như một hạt mang. Thông thường hệ thuốc/hạt tạo ra một chất lỏng từ và đi vào ccơ thể thông qua hệ tuần hoàn. Khi các hạt đi vào mạch máu, người ta dùng một từ trường ngoài rất mạnh để tập trung các hạt vào một vị trí nào

đó trên cơ thể. Khi hệ thuốc/hạt được tập trung tại vị trí cần thiết, quá trình nhả thuốc có

ơ chế hoạt động của các enzyme hoặc các tính chất sinh lý học do thể diễn ra thông qua cơ

U Y

các tế bào ung thư gây ra như độ pH, quá trình khuếch tán hoặc sự thay đổi của nhiệt độ.

ư trong phân tách tế Quá trình vật lý diễn ra trong việc dẫn truyền thuốc cũng tương tự như

bào. Các chất mang thường đđi vào các tĩnh mạnh hoặc động mạch nên các thông số thủy

ẠO

đ vai trò quan lực như thông lượng máu, nồng độ chất lỏng từ, thời gian tuần hoàn đóng

trọng như các thông số sinh lý học như khoảng cách từ vị trí của thuốc đến nguồn từ

th ớc ߤm (tạo trường, mức độ liên kết thuốc/hạt, và thể tích của khối u. Các hạt có kích thư

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

thành từ những hạt siêu thuận từ có kích thước nhỏ hơn) hoạt động hiệu quả hơn trong hệ thống tuần hoàn đặc biệt là ở các mạch máu lớn và các động mạch. Nguồn từ trường

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

thường là nam châm NdFeB có thể tạo ra một từ trường khoảng 0,2T.

Hình1.8. Nguyên lí dẫn thuốc dùng hạt nano từ tính [10]

Các hạt nano từ tính thường dùng là oxit sắt (magnetile Fe3O4, maghemite ߙ-Fe2O3)

ương hợp sinh học như bao phủ xung quanh bởi một hợp chất cao phân tử có tính tương ăng hóa bề mặt để có chitosan, PVA, dextran hoặc silica. Chất bao phủ có tác dụng chức năng thể liên kết với các phân tử khác như nhóm chức cacboxyl, biotin, avidin, cacbodiimide.…Nghiên cứu dẫn truyền thuốc đã được thử nghiệm rất thành công trên 27

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

động vật, đặc biệt nhất là dùng để điều trị u não. Việc áp dụng phương pháp này đối với người tuy đã có một số thành công. Nhưng còn rất khiêm tốn. 1.4. Tổng quan về chè xanh

1.4.1. Đặc điểm cây chè

Cây chè có tên khoa học là Camellia sinensis, xuất xứ từ Đông Á, Nam Á và Đông

U Y

Nam Á, nhưng ngày nay nó được trồng phổ biến ở nhiều nơi trên thế giới, trong các khu

vực nhiệt đới và cận nhiệt đới.

Nó là loại cây xanh lưu niên mọc thành bụi hoặc các cây nhỏ, thông thường được xén

ẠO

tỉa để thấp hơn 2 mét khi được trồng để lấy lá. Lá non có sắc xanh lục nhạt được thu

hoạch để sản xuất trà. Lá già thì chuyển sang màu lục sẫm. Tùy lứa tuổi mà lá chè có thể

dùng làm thành phẩm chè khác nhau vì thành phần hoá học trong lá khác nhau.

N H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

1.4.2. Thành phần hóa học của lá chè

Thành phần của lá chè gồm: Caffein; L-theanin; tanin; flavonol; tinh dầu và các axít

TR ẦN

đi cùng tinh dầu: Acetic, butyric, cafeic, caproic, palmitic, propionic, valeric…; các vitamin: tiền sinh tố A, B2, B3, B5, C; các nguyên tố vi lượng. Trong đó hàm lượng

tannin trong lá chè chiếm nhiều nhất: 27-34%.

10 00

1.4.2.1. Sơ lược về chất tanin trong lá chè

Tanin là những hợp chất tự nhiên thuộc nhóm pollyphenol phổ biến trong thực vật.

Chúng có vị chát, có tính thuộc da, phân tử lượng khoảng 1.000 - 5.000 đvc. Lượng tanin

Í-

trong chè nhiều hay ít phụ thuộc vào độ tuổi, thời kỳ hái, giống chè, điều kiện ngoại cảnh,

-L

phương pháp chế biến,…

ÁN

Lượng tanin phân bố không đều trên cùng một búp chè, tập trung nhiều ở búp

(39,9%), rồi đến lá non, lá một 36,8%, lá hai 36,1%, lá ba 29,25%, cọng già 25%, lá bánh

IỄ N

ÀN

tẻ, lá già,…

1.4.2.2. Phân loại và cấu tạo Hợp chất tanin được phân thành 2 loại: tanin thủy phân và tanin ngưng tụ. - Tanin thuỷ phân được hay còn gọi là tanin pyrogallic vì sau khi bị thuỷ phân, những

tanin thuộc nhóm này sẽ bị cắt ra thành phần đường, thường là glucose và một phần không phải đường là các acid, thường là axit gallic. Các axit gallic nối với nhau theo dây 28

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

nối depsid để tạo thành axit digallic, trigallic. Ngoài axit gallic người ta còn gặp các axit khác ví dụ axit ellagic, axit luteolic, dạng mở 2 vòng lacton của axit elagic, axit chebulic. Phần đường và phần không phải đường nối với nhau qua dây nối este nên người ta coi

loại này là những pseudoglycosid.

Đặc điểm chính của loại tanin này:

U Y

•Khi cất khô ở 1800C – 2000C thì thu được pyrogallol là chủ yếu.

•Cho kết tủa bông với chì axetat 10%.

•Cho kết tủa màu xanh đđen với muối sắt (III).

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ẠO

•Thường dễ tan trong nước.

β-1,2,3,4,6-pentagaloyl-O-D-glucozơ

ÁN

-L

Í-

Axit Gallic

ÀN

Naringenin Eriodictyol - Tanin không thuỷ phân được hay tanin ngưng tụ. Dưới tác dụng của axit hay enzym,

IỄ N

chúng dễ tạo thành tanin đỏ hoặc một sản phẩm trùng hợp gọi là phlobaphen rất ít tan trong nước. Phalobaphen ít tan trong nnước là sản phẩm của sự trùng hợp kèm theo oxi

hóa, do đóó tanin pyrocatechic còn được gọi là phlobatanin. Đặc điểm chủ yếu của loại tanin này là: •Khi cất khô cho pyrocatechin là chủ yếu, 29

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

•Cho kết tủa màu xanh đậm với muối sắt (III), •Cho kết tủa bông với nước brom

U Y

•Khó tan trong nước hơn pyrogallic.

Catechin (C)

ẠO

Epicatechin (EC)

1.4.2.3. Tính chất của tanin

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

Tanin có vị chát, làm ssăn da; tan được trong nước, kiềm loãng, cồn, glyxerol và

H Ư

axeton.

TR ẦN

- Thí nghiệm thuộc da của tanin: Lấy một miếng da sống chế sẵn ngâm vào dung dịch HCl 2% rồi rửa với nước cất, sau đó thả vào dung dịch tanin trong vòng 5 phút. Rửa lại với nước cất rồi nhúng vào dung dịch sắt (III) sunfat 1%. Miếng da sẽ chuyển sang màu

10 00

nâu hoặc nâu đen.

- Kết tủa với gelatin: Dung dịch tanin 0,5-1% khi thêm vào dung dịch gelatin 1% có

chứa 10% NaCl thì sẽ có kết tủa.

- Kết tủa với alkaloid: tanin tạo kết tủa với các alkaloid hoặc một số dẫn chất hữu cơ

Í-

có chứa nitơ khác như hexamethylen tetramin, dibazol…

-L

- Kết tủa với muối kim loại: tanin cho kết tủa với các muối kim loại nặng như chì,

ÁN

thủy ngân, kẽm, sắt.Tanin tạo kết tủa với muối sắt III (Fe3+), tuỳ loại mà cho màu xanh

đen (tanin thuỷ phân) hoặc xanh lá cây đậm (tanin ngưng tụ).

ÀN

- Phản ứng Stiasny(để phân biệt 2 loại tanin): Lấy 50ml dung dịch tanin, thêm 10ml

IỄ N

un nóng trong vòng 10 phút. Tanin pyrogallic không kết tủa còn formol và 5ml HCl đun tanin pyrocatechic thì cho kết tủa đỏ gạch. Nếu trong dung dịch có cả 2 loại tanin thì sau

khi lọc kết tủa, cho vào dịch lọc CH3COONa rồi thêm muối sắt (III), nếu có mặt tanin pyrogallic thì sẽ có kết tủa xanh đen. 30

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Tanin bị oxi hóa hoàn toàn dưới tác dụng của KMnO4 hoặc hỗn hợp cromic trong môi trường axit. - Tanin bị thủy phân dưới tác dụng của axit nóng, kiềm nóng hay enzyme Tannase

cho một phần là đường và một phần là các axit phenolic. Sự phân hủy của tanin có thể

xảy ra trong quá trình chiết, trích, tinh chế.

U Y

- So với các hợp chất thiên nhiên, tanin là chất có độ bền kém, nó chỉ thể hiện tính

bền trong môi trường axit. Độ bền của tanin phụ thuộc vào nhiều yếu tố như cấu trúc hóa

học của tanin, pH, nhiệt độ, thời gian, oxy, enzyme....

ẠO

1.4.2.4. Công dụng của tanin

Ở trong cây, tanin tham gia vào quá trình trao đổi chất, các quá trình oxi hóa khử, là

những chất đa phenol, tanin có khả năng kháng khuẩn, bảo vệ cho cây. Tác dụng chính

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

của tanin trong chè là tạo ra vị chát đặc trưng riêng của chè, tuy nhiên ngoài tác dụng đó thì chè còn mang lại các công dụng khác nữa như:

TR ẦN

- Do có tính tạo tủa với protein, khi tiếp xúc với niêm mạc, tổ chức da bị tổn thương hay vết loét, tanin sẽ tạo một màng mỏng, làm máu đông lại, ngừng chảy nên ứng dụng

làm thuốc đông máu và thuốc săn se da.

10 00

- Tanin có tính kháng khuẩn, kháng virus, được dùng trong điều trị các bệnh viêm

được dân gian sử dụng.

ruột, tiêu chảy mà búp ổi, búp sim, vỏ ổi và vỏ măng cụt là những dược liệu tiêu biểu đã

Í-

- Tanin dùng làm thuốc chữa bỏng, làm tiêu độc vì tanin có thể kết hợp với các độc tố

-L

do vi khuẩn tiết ra, cũng như với các chất độc khác như muối bạc, muối thủy ngân, muối

ÁN

chì, kẽm….Tanin tạo kết tủa với các alcaloid và các muối kim loại nặng này nên làm

giảm sự hấp thu của những chất này trong ruột, vì vậy được ứng dụng để giải độc trong

ÀN

những trường hợp ngộ độc alcaloid và kim loại nặng. Cũng vì lý do này, không nên uống

IỄ N

thuốc với nước chè. - Trong bào chế hiện đại, tanin được tinh chế rồi bào chế thành những chế phẩm như

dung dịch có nồng độ 1-2% hoặc thuốt bột, thuốc mỡ dùng ngoài 10-20%. - Tanin có ứng dụng quan trọng trong công nghệ thuộc da, làm cho da biến thành da thuộc không thối và bền, làm chất cầm màu trong nhuộm vải bông. Sở dĩ tanin được dùng 31

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

thuộc da là do cấu trúc hoá học của tanin có nhiều nhóm -OH phenol tạo được nhiều dây nối hydro với các mạch polypeptid của protein trong da. Phân tử tanin càng lớn thì sự kết hợp này càng chặt chẽ.

1.5. Tổng quan về APTES

3-aminopropyltriethoxysilane (APTES) là một aminosilane, thường được sử dụng

U Y

trong các quá trình silan hóa, gồm một đầu là nhóm chức amin –NH2, đầu còn lại là các

ẠO

nhóm chức akoxysilane liên kết với nguyên tử Silic.

Hình1.9. Công thức cấu tạo của 3-Aminopropyltriethoxysilane (APTES)

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

nh biến tính bề APTES đã được sử dụng rộng rãi cho chức năng phân tích sinh học, như mặt. Các chất nền đã được silan hoá với sự ổn định của APTES thì mật độ cố định cao,

TR ẦN

chống ăn mòn, chống phân hủy sinh học và tăng cường hiệu suất phân tích. APTES đóng vai trò là một chất siêu kết dính để neo phân tử sinh học đích trên bề mặt vật rắn và cũng

10 00

đóng vai trò như một tấm đệm, cho phép có nhiều khoảng không gian tự do hơn để các phân tử sinh học hoạt động. APTES có thể được hấp phụ trên vật liệu rắn, vật liệu điện

cực, vật liệu nano và vật liệu nano composite trong điều kiện nồng độ, dung môi, nhiệt độ

và thời gian khác nhau tùy vào những ứng dụng cụ thể. Sự silane hóa xảy ra trên bất kỳ

Í-

chất nền nào, thông thường là các chất nền có nhóm hydroxyl. Một số chất nền (ví dụ

-L

silica, agarose,…) đã có các nhóm hydroxyl, trong khi một số khác đòi hỏi một bước tiền

ÁN

xử lý bằng cách sử dụng dung dịch KOH/NaOH, axit hoặc xử lý plasma để đưa các nhóm

hydroxyl.

IỄ N

ÀN

APTES liên kết với chất nền theo ba cách khác nhau [19]:

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ẠO

U Y

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Hình1.10. Các cách liên kết khác nhau của APTES với bề mặt chất nền

1.6.Curcumin

1.6.1. Giới thiệu về curcumin

Í-

Polyphenol đóng một vai trò quan trọng trong việc duy trì sức khỏe và phòng bệnh.

-L

Polyphenol trong chế độ ăn uống của con người có nguồn gốc chủ yếu từ các loại rau, trái

ÁN

cây và các loại gia vị. Đồ uống và đồ dùng như cà phê, chè xanh và chè đen, cũng như sô-

cô-la, rượu vang đỏ, dầu ô liu, các loại hạt…,cũng giàu polyphenol. Nhiều loại trong số

ÀN

đó được sử dụng như là thuốc cho phòng chống dịch bệnh, cũng như duy trì tuổi trẻ và

IỄ N

tuổi thọ. Gần đây các nhiên cứu chỉ ra rằng, các chất có nguồn gốc tự nhiên này có khả

năng chống oxi hóa và chống viêm mạnh mẽ. Ngoài ra, nhiều trong số chúng đóng vai trò

quan trọng trong điều chỉnh hệ thống miễn dịch và hiện đang được nghiên cứu như các tác nhân bảo vệ hóa học, thần kinh, tim mạch, gan [21], [22]. 33

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Đặc biệt, củ nghệ, một ví dụ điển hình giàu polyphenol, đã được sử dụng trong nhiều thế kỉ trong y học cổ truyền Ấn Độ và y học cổ truyền Trung Quốc [20]. Hơn nữa củ nghệ cũng được sử dụng như một phụ gia thực phẩm và chất bảo quản. Curcumin là thành phần

polyphenol chính của củ nghệ được bán rộng rãi trên toàn thế giới. Củ nghệ được biết đến

ở Châu Âu vào thế kỉ 13 bởi Marco Polo và lần đầu tiên được công bố trên tạp chí Lancet

U Y

năm 1937. Curcumin cũng mới được nghiên cứu và thử nghiệm tiền lâm sàng giai đoạn I,

II, III trong 10-15 năm qua.

1.6.2. Cấu trúc của curcumin

ẠO

Màu vàng của nghệ chủ yếu là do sự hiện diện của curcuminoids polyphenolic, chiếm

khoảng 3% đến 5% của hầu hết các chế phẩm nghệ. Các chiết xuất từ cồn của củ nghệ hoặc

diferuloylmethane),

demethoxycurcumin

(curcumin

II),

và

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

curcumin

chủ yếu có chứa ba loại curcuminoids, cụ thể là chất curcumin (cũng được gọi là bisdemethoxycurcumin (curcumin III). Curcumin lần đầu tiên được chiết xuất bởi Vogel

TR ẦN

và Pelletier vào năm 1815 và cấu trúc của nó như diferuloylmethane được thiết lập vào năm 1910. Cấu trúc hóa học của nó đã được khẳng định trong năm 1973 bởi Roughley và

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

Whiting [23].

Hình1.11. Cấu trúc của 3 loại curcuminoids chính trong củ nghệ

Curcumin được sử dụng nhiều nhất không phải là curcumin tinh khiết, mà là một hỗn

hợp của curcumin (khoảng 77%), desmethoxy curcumin (khoảng 18%) và bisdesmethoxy curcumin (khoảng 5%) [24]. Trong số hơn 120 loài Curcuma được tìm thấy, chỉ có những loài C.aromatica, C.phaecaulis, C.zedoaria, C.xanthorrhiza, C.Mangga chứa hợp chất 34

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

curcuminoid. Trong số các curcuminoids, curcumin là chất hóa học chính và C.Longa là nguồn thu chính của curcumin [22]. Curcumin

tên

hóa

học:

(1E,6E)-1,7-bis(4-hydroxy-

3-methoxyphenyl)-1,6-

heptadiene-3,5-dione. Nó có trọng lượng phân tử 368,38; điểm nóng chảy 179-183°C; và

công thức hóa học C21H20O6. Theo điều kiện sinh lý, chất curcumin có thể tồn tại trong cả

ẠO

U Y

hai dạng enol và bis-keto, cùng tồn tại trong trạng thái cân bằng.

Hình1.12. Dạng Keto-enol của curcumin (Strimpakos and Sharma, 2008)

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

Curcumin dễ dàng hòa tan trong dimethylsulfoxide (DMSO), ethanol, acetone, nhưng nó ít hòa tan trong nước. Trong các dung dịch có tính axit và trung tính, cũng như trong

TR ẦN

trạng thái rắn, dạng keto chiếm ưu thế, và chất curcumin hoạt động như thể cho các nguyên tử H+. Ngược lại, trong điều kiện kiềm (pH ≥ 8), dạng enolic chiếm ưu thế, và

10 00

phần phenolic của phân tử đóng vai trò chủ yếu là thể cho electron [25]. 1.6.3. Dược động học của curcumin

Nghiên cứu sự hấp thu, phân bố, chuyển hóa và bài tiết của curcumin trong những

năm gần đây cho thấy curcumin trải qua một quá trình chuyển hóa nhanh chóng, và nó

Í-

được cho rằng là nguyên nhân chính gây ra sinh khả dụng thấp trong hệ tuần hoàn.

-L

Curcumin dùng đường uống với liều 1000 mg/kg chuột, kết quả khoảng 75% được bài tiết

ÁN

trong phân và số lượng không đáng kể được phát hiện trong nước tiểu [26]. Ravindranath

và cộng sự đã công bố các liều dùng đường uống phần lớn được bài tiết trong phân, trong

ÀN

khi khoảng 35% được bài tiết ở dạng không thay đổi và 65% được đào thải dưới dạng các này và các chất chyển hóa của nó được bài tiết qua mật, chủ yếu là glucoronides

tetrahydrocurcumin và hexahydrocurcumin (hình 1.3) [28;29].

IỄ N

chất chuyển hóa của curcumin [27]. Sau khi tiêm tĩnh mạch ở chuột, số lượng lớn các chất

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ẠO

U Y

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

H Ư

Hình1.13.Cấu trúc một số chất chuyển hóa quan trọng của curcumin

TR ẦN

Sự phối hợp của curcumin đường uống với piperine, một alkaloid được tìm thấy trong hạt tiêu đen (piper nigrum) và hạt tiêu dài (piper loanga), để tăng nồng độ curcumin trong

huyết thanh ở loài gặm nhấm. Trong một nghiên cứu sử dụng curcumin đường uống liều

10 00

cao ở chuột (2000 mg/kg), các nhà khoa học phát hiện ra rằng chính sự phối hợp cùng piperine làm tăng sinh khả dụng lên 154% [30]. Cơ chế của sự kết hợp này đến nay vẫn

chưa được làm rõ.

1.6.4. Tác dụng dược lý của curcumin

-L

Í-

Curcumin đã được công bố như là một trong những chất kháng viêm có nguồn gốc tự

ÁN

nhiên và hầu như không có tác dụng phụ.Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng curcumin có tác

dụng bảo vệ gan và thận, ngăn chặn huyết khối, nhồi máu cơ tim... Ngoài ra, hoạt tính chống oxi hóa mạnh mẽ, hoạt động kháng khuẩn, chống ung thư và kháng viêm cũng

IỄ N

ÀN

được công bố. Cơ chế kháng viêm của curcumin bao gồm: • Ức chế sự hoạt hóa của yếu tố phiên mã (NF)- κ B, quy định sự biểu hiện sản phẩm

của gen tiền viêm. • Giảm sự biểu hiện của cyclooxygenase-2 (COX-2), một loại enzyme liên kết với hầu hết các loại viêm. 36

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

• Giảm độ hoạt động và mức độ protein trong cảm ứng sinh tổng hợp enzyme nitric oxide (iNOS) thông qua việc giảm sự biểu hiện của gen iNOS. • Ức chế chuyển hóa axit arachidonic nhờ lipoxygenase và loại bỏ các gốc tự do tạo

ra trong con đường này.

• Giảm sự biểu hiện của các phân tử bám dính bề mặt tế bào khác nhau đã được liên

U Y

kết với viêm.

• Giảm sự biểu hiện của các cytokine viêm khác nhau, bao gồm cả TNF, IL-1, IL-6,

IL-8 và chemokines.

ẠO

• Curcumin là một chất chống oxi hóa mạnh, điều này góp phần vào hoạt động kháng

viêm của nó.

• Các nghiên cứu chỉ ra rằng các enzyme như COX-2 và iNOS biểu hiện quá mức có

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

liên quan trong chất sinh ung thư của nhiều khối u. Mặc dù nó không có ảnh hưởng trực tiếp trên tế bào của người, nhưng cần lưu ý rằng hoạt tính kháng khuẩn của curcumin có tiếp với ung thư ở người [31].

TR ẦN

khả năng ngăn chặn hóa học bởi vì ngày càng nhiều tác nhân gây bênh được liên kết trực

1.6.5. Hoạt tính chống ung thư của curcumin

10 00

Curcumin có khả năng ức chế sự tạo khối u, tác động đến hầu hết các giai đoạn của

quá trình hình thành và phát triển khối u.Trong giai đoạn đầu của bệnh, các tế bào bình

thường bị tác động bởi các gốc tự do và bị biến đổi thành các tế bào ung thư. Curcumin có

Í-

thể ngăn chặn quá trình này bằng cách bắt giữ các gốc oxy hóa khác nhau như: gốc

-L

hydroxyl OH•, gốc peroxyl ROO•, singlet oxygen, nitric oxide NO và peroxynitrite

ÁN

ONOO¯ [27]. Curcumin có khả năng bảo vệ lipid, hemoglobin và ADN khỏi quá trình

oxy hóa. Curcumin tinh khiết có hoạt tính kháng các ion oxy hóa mạnh hơn

ÀN

demethoxycurcumin (DMC) và bisdemethoxycurcumin [27]. Kết quả nghiên cứu của

Conney [24] cho thấy curcumin còn có tác dụng ức chế các chất gây ung thư benzo

IỄ N

pyrene (BaP) và 7,12-dimethylbenz anthracene (DMBA) trên da chuột. Curcumin được

chứng minh là có khả năng chống di căn đối với một vài loại tế bào ung thư đồng thời ức chế sự phát triển của tế bào ung thư. Khả năng làm giảm quá trình di căn này curcumin phụ thuộc vào nguồn gốc của khối u và loại khối u ác tính [25, 27]. 37

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ẠO

U Y

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

H Ư

Hình 1.14. Sơ đồ thuộc tính chống ung thư của nanocurcumin[32]

TR ẦN

Một tác dụng khác trong sử dụng curcumin trong điều trị ung thư là làm giảm các triệu chứng liên quan đến bệnh và cả đến các cách điều trị (hóa trị-xạ trị) như đau do bệnh lý thần kinh, trầm cảm, mệt mỏi, giảm cảm giác ngon miệng, mất ngủ. Tất cả những triệu

10 00

chứng đó đều có liên quan đến các yếu tố thúc đẩy viêm như (NF)- κ B, TNF, IL-1, IL-6

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

(Cleeland C.S. 2003; Chen H.W. 2004) [10].

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Chương 2. PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 2.1. Tổng hợp và biến tính vật liệu 2.1.1. Hóa chất

Trung Quốc

Etanol C2H5OH

Trung Quốc

Toluen C6H5CH3

Trung Quốc

APTES

Trung Quốc

ẠO

Việt Nam

Curcumin

Trung Quốc

H Ư

Kalipemanganat KMnO4

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

Natri hidroxit NaOH

U Y

Trung Quốc

Sắt (III) nitrat Fe(NO3)3

Nguồn gốc

Hóa chất

Bảng 2.1. Danh mục hóa chất dùng đề tài

Axit clohidric HCl Sắt (III) clorua FeCl3

Trung Quốc Trung Quốc

10 00

2.1.2. Dụng cụ

Trung Quốc

TR ẦN

Axit oxalic (COOH)2

- Cốc sứ, cối mã não.

- Bếp gia nhiệt, máy khuấy từ, máy lắc, tủ sấy, cân phân tích.

- Sinh hàn hồi lưu, bình cầu 2 cổ, bếp điện.

-L

(5 ml, 10 ml).

Í-

- Pipet (5 ml, 10 ml), ống đong, bình định mức, cốc thủy tinh (100ml, 250ml), buret

ÁN

2.1.3. Quy trình định lượng chất khử trong dung dịch chiết lá chè

Bước 1: Chè non sau khi được rửa sạch, cắt nhỏ cân lấy 10gam cho vào cốc thủy

ÀN

tinh 100ml, thêm vào 100ml nước cất, bọc kín miệng bằng nhựa mỏng. Đun nóng ở nhiệt

IỄ N

độ 90oC đến khi hỗn hợp sôi và dung dịch trong cốc chuyển sang màu đỏ nâu thì dừng đun (khoảng 30 phút). Lọc nóng dung dịch đến khi hết sạch tanin (thử bằng dung dịch muối FeCl3). Ghi lại thể tích dung dịch chè chiết được. Bước 2: Hút lấy 5ml dung dịch vừa chiết đem pha loãng 10 lần trong bình định mức 50ml. 39

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bước 3: Cho vào bình tam giác 100ml các dung dịch: 5ml dung dịch chiết vừa pha loãng + 5ml dung dịch HCl 0,1M + 40ml dung dịch KMnO45.10-3M. (Cho dung dịch KMnO45.10-3Mvào từ từ từng lượng nhỏ khoảng 5ml, vừa cho vào vừa lắc đều). Sau đó

để yên khoảng 30 giây để phản ứng xảy ra hoàn toàn. Chuẩn độ lượng dư dung dịch

KMnO45.10-3M bằng dung dịch axit oxalic 1M (dung dịch chuyển từ màu hồng nhạt sang

U Y

không màu). Thực hiện chuẩn 3 bình, ghi lại thể tích dung dịch axit oxalic ở mỗi lần

chuẩn.

Bước 4: Chuẩn độ mẫu trắng: Song song với chuẩn độ các mẫu dung dịch chiết,

ẠO

tiến hành chuẩn độ mẫu trắng. Cho vào bình tam giác 100ml các dung dịch sau: 5ml nước

cất + 5ml dung dịch HCl 0,1M + 40ml dung dịch KMnO4 5.10-3M. Lắc đều dung dịch,

sau đó tiến hành chuẩn độ bằng dung dịch axit oxalic 1M đến khi mất màu dung dịch

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

thuốc tím thì dừng lại. Thực hiện chuẩn 3 bình, ghi lại thể tích dung dịch axit oxalic mỗi lần chuẩn.

TR ẦN

2.1.4. Tổng hợp Fe3O4 nano bằng phương pháp “tổng hợp xanh” (Green Synthesis)với các tỉ lệ khác nhau

Bước 1: Chọn lá chè non, rửa sạch, cắt nhỏ và giã bằng cối sứ. Cân 10gam chè và

10 00

100ml nước cho vào cốc thủy tinh, đun 20 phút ở nhiệt độ 90°C, sau đó lọc lấy dung dịch

chiết.

Bước 2: Pha mẫu với các tỉ lệ:

Í-

• 25ml dung dịch chiết : 50ml Fe(NO3)3 0.01M

-L

• 30ml dung dịch chiết : 50ml Fe(NO3)30.01M

ÁN

• 35ml dung dịch chiết : 50ml Fe(NO3)3 0.01M

• 40ml dung dịch chiết : 50ml Fe(NO3)3 0.01M

ÀN

Bước 3: Gia nhiệt mẫu ở 60°C trong 20 phút, để nguội, sau đó chuẩn pH của mẫu Bước 4: Ly tâm và rửa mẫu bằng etanol, cô cạn mẫu ở 80°C trên bếp khuấy từ gia

nhiệttrong 1 giờ.

IỄ N

bằng dung dịch NaOH 1M cho đến pH=6.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ẠO

U Y

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

10 00

Hình 2.1. Hình ảnh quy trình tổng hợp Fe3O4 nano 2.1.5. Quy trình biến tính Fe3O4 bằng APTES trong các dung môi khác nhau

Bước 1: Nghiền oxit sắt từ bằng cối mã não, cân 0,1gam oxit sắt từ để chuẩn bị

biến tính bề mặt bằng APTES.

Í-

Bước 2:Pha 20ml dung dịch APTES theo tỉ lệ 2ml dung dịch APTES và 18 ml

-L

dung môi (các dung môi sử dụng là: H2O; etanol; toluene; etanol+H2O (1/1)), chuẩn dung

ÁN

dịch cho đến pH=4 bằng dung dịch axit axetic.

Bước 3: Cho 0,1gam oxit sắt từ và 20ml dung dịch APTES vào bình cầu 2 cổ, lắc

ÀN

đều, đun hồi lưu hỗn hợp trong 3 giờ.

IỄ N

Bước 4: Rửa mẫu thu được bằng etanol, sau đó sấy mẫu ở 50°C trong 12 giờ.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

U Y

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Hình 2.2. Hình ảnh quy trình biến tính bề mặt Fe3O4 bằng APTES

ẠO

2.1.6. Quy trình hấp phụ curcumin

Bước 1: Cho 0,02gam mẫu oxit sắt từ đã được biến tính bề mặt bằng APTES và

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

20ml dung dịch curcumin vào bình tam giác 250ml, sau đó khuấy trong 2 giờ 30 phút.

H Ư

Bước 2: Ly tâm 20 phút, lấy phần dung dịch đo UV-Vis để xác định nồng độ

TR ẦN

curcumin còn lại trong dung dịch, phần rắn sấy khô ở nhiệt độ 40°C.

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

Tiến hành hấp phụ curcumin từ 4 mẫu đã biến tính bằng APTES trên.

Hình 2.3. Hình ảnh quy trình hấp phụ curcumin 42

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

2.1.7. Quy trình giải hấp phụ curcumin Bước 1: Cho mẫu đã hấp phụ curcumin và 20ml dung dịch đệm photphat (pH=7.4) vào bình tam giác 250ml, khuấy trong 10 giờ.

Bước 2: Ly tâm mẫu thu được, lấy phần dung dịch đo UV-Vis, phần rắn sấy khô ở

nhiệt độ 40°C.

U Y

2.2. Các phương pháp đặc trưng vật liệu

2.2.1. Phương pháp nhiễu xạ tia X (X-ray Diffraction)

Nguyên tắc: Theo lý thuyết cấu tạo tinh thể, mạng tinh thể được xây dựng từ các

ẠO

nguyên tử hay ion phân bố đều đặn trong không gian theo một trật tự nhất định. Khi chùm

tia X tới bề mặt tinh thể và đi sâu vào bên trong mạng lưới tinh thể thì mạng lưới này

đóng vai trò như một cách tử nhiễu xạ đặc biệt. Các nguyên tử, ion bị kích thích bởi chùm

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

tia X sẽ thành các tâm phát ra các tia phản xạ. Mặt khác, các nguyên tử, ion này được phân bố trên các mặt phẳng song song.

TR ẦN

Mối liên hệ giữa độ dài khoảng cách hai mặt phẳng song song (d), góc giữa chùm tia X và mặt phẳng phản xạ (θ) và bước sóngλ được biểu thị bằng hệ phương trình Vulf-

Bragg: n: bậc nhiễu xạ

Trong đó:

10 00

2dsinθ = nλ

λ: Bước sóng của tia Rơnghen

Í-

d: khoảng cách giữa các mặt tinh thể

-L

θ: góc nhiễu xạ

ÁN

Phương trình Vulf- Bragg là phương trình cơ bản nghiên cứu cấu trúc tinh thể.

Từ hệ thức Vulf- Bragg có thể nhận thấy góc phản xạ tỉ lệ nghịch với d hay khoảng

ÀN

cách giữa hai nút mạng. Đối với vật liệu vi mao quản khoảng cách hai lớp cỡ vài chục nguyên tử nên góc quét 2θ thường > 5 độ, tuy nhiên đối với vật liệu mao quản trung bình

IỄ N

kích thước lớn hơn 20Å nên góc quét 2θ thường từ 0,50 trở lên. Thực nghiệm: Phổ nhiễu xạ tia X của các mẫu được đo trên nhiễu xạ kế Bruker D8 Advance với ống phát tia X của Cu có bước sóng λ (CuKα) = 1,5406 Å, công suất 40 kV, dòng 40 mA. Góc quét từ 50 đến 60o. Góc mỗi bước quét là 0,008o và thời gian mỗi bước 43

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

quét 0,6 giây. Các phép đo được thực hiện tại phòng Thí nghiệm phân tích, khoa Hóa học, Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội. 2.2.2. Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM)

Kính hiển vi điện tử quét (Scanning Electron Microscopy, thường viết tắt là SEM), là

một loại kính hiển vi điện tử có thể tạo ra ảnh với độ phân giải cao của bề mặt mẫu vật

U Y

bằng cách sử dụng một chùm điện tử (chùm các electron) hẹp quét trên bề mặt mẫu. Việc

tạo ảnh của mẫu vật được thực hiện thông qua việc ghi nhận và phân tích các bức xạ phát

ra từ tương tác của chùm điện tử với bề mặt mẫu vật.

ẠO

Nguyên lí hoạt động và sự tạo ảnh trong SEM như sau:

Việc phát các chùm điện tử trong SEM cũng giống như việc tạo ra chùm điện tử trong

kính hiển vi điện tử truyền qua, tức là điện tử được phát ra từ súng phóng điện tử (có thể

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

là phát xạ nhiệt, hay phát xạ trường), sau đó được tăng tốc. Tuy nhiên, thế tăng tốc của SEM thường chỉ từ 10 kV đến 50 kV vì sự hạn chế của thấu kính từ, việc hội tụ các chùm

TR ẦN

điện tử có bước sóng quá nhỏ vào một điểm kích thước nhỏ sẽ rất khó khăn. Điện tử được phát ra, tăng tốc và hội tụ thành một chùm điện tử hẹp (cỡ vài trăm Angstrong đến vài

nanomet) nhờ hệ thống thấu kính từ, sau đó quét trên bề mặt mẫu nhờ các cuộn quét tĩnh

10 00

điện. Độ phân giải của SEM được xác định từ kích thước chùm điện tử hội tụ, mà kích

thước của chùm điện tử này bị hạn chế bởi quang sai, chính vì thế mà SEM không thể đạt

được độ phân giải tốt như TEM. Ngoài ra, độ phân giải của SEM còn phụ thuộc vào

Í-

tương tác giữa vật liệu tại bề mặt mẫu vật và điện tử. Khi điện tử tương tác với bề mặt

-L

mẫu vật, sẽ có các bức xạ phát ra, sự tạo ảnh trong SEM và các phép phân tích được thực

ÁN

hiện thông qua việc phân tích các bức xạ này.

Mặc dù không thể có độ phân giải tốt như kính hiển vi điện tử truyền qua, nhưng kính

ÀN

hiển vi điện tử quét lại có điểm mạnh là phân tích mà không cần phá hủy mẫu vật và có

thể hoạt động ở chân không thấp. Một điểm mạnh khác của SEM là các thao tác điều

IỄ N

khiển đơn giản hơn rất nhiều so với TEM khiến cho nó rất dễ sử dụng. Một điều khác là

giá thành của SEM thấp hơn rất nhiều so với TEM, vì thế SEM phổ biến hơn rất nhiều so với TEM.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Thực nghiệm: Kỹ thuật chuẩn bị mẫu để ghi ảnh hiển vi điện tử quét và phân tích EDS cùng trên một thiết bị bao gồm rửa sạch mẫu bằng etanol, phân tán mẫu và sấy khô. Sau đó phủ một lớp vàng cực mỏng lên bề mặt mẫu đã phân tán. Mẫu được ghi ảnh trên

máy Nova NanoSEM 450 tại Khoa Vật lý, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, thuộc Đại

học Quốc gia Hà Nội.

U Y

2.2.3. Phổ hồng ngoại (IR)

Nguyên tắc: Với phân tử không thẳng hàng có N nguyên tử sẽ có 3N- 6 dao động

chuẩn, còn với phân tử thẳng hàng thì có 3N – 5. Mỗi dao động chuẩn ứng với một tần số

ẠO

dao động cơ bản. Năng lượng để làm chuyển các mức dao động này khá bé, tương đương

với năng lượng bức xạ hồng ngoại. Tuy nhiên không phải bất cứ phân tử nào cũng có khả

năng hấp phụ bức xạ hồng ngoại để có hiệu ứng phổ dao động. Người ta đã chứng minh

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

rằng chỉ có các phân tử khi dao động có gây ra sự thay đổi momen lưỡng cực điện mới có khả năng hấp phụ bức xạ hồng ngoại. Về mặt nguyên tắc, bằng thực nghiệm, người ta có

TR ẦN

thể xác định các bước sóng của bức xạ hồng ngoại tương ứng với các liên kết giữa các nguyên tử. Có nghĩa tại bước sóng đó, liên kết hấp thụ năng lượng bức xạ để chuyển sang

một mức dao động mới, mức dao động kích thích và bước sóng đó đặc trưng cho liên kết

10 00

tương ứng.

Người ta có thể dùng phổ hồng ngoại để phân tích định tính hoặc định lượng. Để phân

tích định tính, phổ của mẫu được so sánh với mẫu chuẩn. Hoặc để xác định cấu trúc, dựa

Í-

vào các phổ và so sánh với bảng chuẩn để tìm các nhóm chức hoặc các nhóm nguyên tử.

-L

Để phân tích định lượng, người ta dựa vào định luật hấp thụ ánh sáng Bouguer – Lambert

ÁN

– Beer. Đầu tiên xây dựng đường chuẩn theo một peak mạnh đặc trưng. Sau đó, so sánh

cường độ hấp thụ của peak tương ứng của mẫu phân tích với đường chuẩn.

ÀN

Thực nghiệm: Phổ hồng ngoại được ghi trên phổ kế IRAffinity-1S (Shimadzu) trong

khoảng 400 đến 4000 cm-1 tại Phòng máy quang phổ - Khoa Hóa - Trường Đại học Quy

IỄ N

Nhơn. Trước khi đo, mẫu được nghiền và ép viên với KBr.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Định lượng chất khử trong dung dịch chiết lá chè Từ 10g chè non ban đầu chiết được 167ml dung dịch chè.

Kết quả chuẩn độ:

32,740

32,750

32,740

V tb axit oxalic = V1 = 32,743 ml Bình 2

0,62

0,63

G N

0,65

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

V tb axit oxalic = V2 = 0,633ml

Bình 3

Bình 1

ẠO

+ Chuẩn độ mẫu dung dịch chiết: Vaxit oxalic (ml)

Bình 3

U Y

Bình 2

Vaxit oxalic (ml)

Bình 1

+ Chuẩn độ mẫu trắng:

∆V = V1 – V2 = 32,11 ml.

TR ẦN

∆V chính là thể tích dung dịch axit oxalic 1M tác dụng với lượng dung dịch KMnO45.10-3M đã tác dụng với dung dịch chiết.

Cứ 32,743 ml dung dịch axit oxalic tác dụng với 40ml KMnO45.10-3M.

10 00

Vậy 32,11 ml dung dịch axit oxalic tác dụng với x ml KMnO45.10-3M.

x = 39,227 ml

Ta có:

Í-

Cứ 5ml dung dịch chiết khử được 39,227 ml dung dịch KMnO45.10-3M.

-L

Vậy 1000ml dung dịch chiết, khử được y ml dung dịch KMnO45.10-3M.

ÁN

y = 7845,4 ml dung dịch KMnO45.10-3M, tức0,039 mol KMnO4.

*Kết luận:

ÀN

Vậy cứ 1000mldung dịch chiết lá chè sẽ khử được 0,039 mol KMnO4.

IỄ N

3.2. Đặc trưng vật liệu oxit sắt từ Fe3O4 Sau khi tiến hành tổng hợp Fe3O4 dạng nano với các tỉ lệ dung dịch chiết lá chè và

dung dịch Fe(NO3)3 khác nhau, chúng tôi đã thu được 4 mẫu vật liệu được thống kê trong bảng sau: 46

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bảng 3.1. Các mẫu vật liệu đã điều chế được Thể tích dung dịch chiết

Thể tích dung dịch

(ml)

Fe(NO3)3 0.01M (ml)

25:50-Fe3O4

30:50-Fe3O4

35:50-Fe3O4

40:50-Fe3O4

U Y

Kí hiệu mẫu

STT

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ẠO

Khảo sát sơ bộ ban đầu về từ tính của vật liệu bằng nam châm vĩnh cửu (Hình 3.1).

Hình 3.1. Thử từ tính của các mẫu vật liệu bằng nam châm vĩnh cửu

Qua hình trên ta thấy, với tỉ lệ dung dịch chiết:dung dịch Fe(NO3)3 = 25:50 hoàn toàn

không tạo ra hạt có từ tính, tỉ lệ 30:50 và 40:50 có hình thành nhưng rất ít, và tỉ lệ 35:50 là

Í-

tỉ lệ tối ưu để tổng hợp nên các hạt có từ tính.

-L

3.2.1. Giản đồ XRD

ÁN

Để đặc trưng thành phần pha của các mẫu tổng hợp, kỹ thuật nhiễu xạ tia X cũng được

đặc trưng và kết quả được chỉ ra trong hình 3.2. Để so sánh, giản đồ của một mẫu Fe3O4

ÀN

trong tài liệu tham khảo [15] cũng được thể hiện. Có thể thấy rằng trong bốn mẫu tổng

IỄ N

hợp, mẫu 35:50-Fe3O4có các pic phù hợp tài liệu công bố. Các mẫu còn lại vẫn thấy có xuất hiện các pic tương ứng với các mặt 220, 311, 400, 333 và 440, tuy nhiên có cường độ không lớn. Điều này cho thấy hàm lượng Fe3O4 trong 3 mẫu này không cao. Điều này phù hợp với kết quả thử từ tính ở hình 3.1. 47

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ẠO

U Y

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

10 00

Hình 3.2.Giản đồ XRD của một mẫu Fe3O4 đối chứng (a) [15] và các mẫu vật liệu tổng hợp (b)

Để khảo sát chi tiết mẫu tốt nhất, 35:50-Fe3O4, giản đồ nhiễu xạ tia X của mẫu này

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

cũng được trình bày rõ hơn trong hình 3.3.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ẠO

U Y

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Hình 3.3.Giản đồ XRD của mẫu 35:50-Fe3O4

Kết quả cho thấy các mặt (220), (311), (222),(511) và (440) của Fe3O4 đã quan sát rõ

10 00

ở góc 2θ = 30,121;35,741; 37,341;57,541 và 62,581 tương ứng, kết quả này hoàn toàn phù hợp với dữ liệu của tinh thể Fe3O4 kết tinh theo hệ lập phương (nhóm không gian:

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

3.2.2. SEM

Fd3m). Tuy nhiên, độ tinh thể Fe3O4 vẫn còn thấp.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

ẠO

U Y

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

Hình 3.4.Hình ảnh SEM của mẫu vật liệu 35:50 – Fe3O4

H Ư

Hình thái của mẫu tốt nhất được thể hiện trong hình 3.4. Kết quả SEM cho thấy vật

TR ẦN

liệu 35:50-Fe3O4tổng hợp thu được dưới dạng hạt hình cầu với kích thước khoảng 50 nm.

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

3.2.3. Phổ IR

Hình 3.5. Phổ IR của các mẫu vật liệu 50

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Phổ hồng ngoại của các mẫu tổng hợp được trình bày trong hình 3.5. Có thể dễ dàng nhận thấy rằng, mẫu 35:50-Fe3O4có peak đặc trưng rất rõ của liên kết Fe–O ở tần số 580 cm-1, trong lúc đó, các mẫu còn lại hầu như không xuất hiện peak này. Kết quả này phù

hợp với kết quả XRD thu được ở trên rằng hàm lượng Fe3O4 trong mẫu 35:50-Fe3O4là

lớn nhất. Ngoài ra, các mẫu còn xuất hiện các peak trong khoảng từ 3446cm-1 – 3503cm-1

U Y

là dao động của các nhóm –OH. Nhóm này có thể do H2O hoặc các tâm OH tại các vị trí

khuyết tật của mạng trên bề mặt Fe3O4 [8].

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ẠO

3.3. Biến tính bề mặt Fe3O4 bằng APTES trong các dung môi khác nhau

TR ẦN

Hình 3.6. Hình ảnhchụp các mẫu phủ APTES Từ ảnh chụp cho thấy màu của các mẫu phủ hầu như giống nhau – màu nâu đỏ.

10 00

3.3.1. Giản đồ XRD

Giản đồ XRD của các mẫu phủ APTES được trình bày trong hình 3.7. Kết quả chỉ ra

rằng nhìn chung cấu trúc không đổi, các pic đặc trưng của Fe3O4 vẫn tồn tại, tuy nhiên độ

tinh khiết không còn cao như trong mẫu chưa phủ và có xuất hiện nhiều pic lạ. Điều này

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

chứng tỏ, quá trình phủ có thể làm ảnh hưởng phần nào đến cấu trúc Fe3O4.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ẠO

U Y

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

(b)

10 00

Hình 3.7. Giản đồ XRD của mẫu so sánh [15] (a),35:50-Fe3O4và các mẫu phủ APTES

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

3.3.2. Phổ IR

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ẠO

U Y

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

10 00

Hình 3.8. Phổ IR của 35:50-Fe3O4 và các mẫu biến tính bằng APTES Từ hình 3.8 ta thấy, mẫu 35:50-Fe3O4-APTES-C6H5CH3xuất hiện các peak dao động

ở 2920 cm-1 và 2851 cm-1chứng tỏ sự có mặt của các nhóm –CH2 và –CH3 trong APTES,

các mẫu còn lại không có sự hiện diện của các peak này. Peak ở ~ 1631 cm-1cho thấy có

Í-

dao động của các nhóm N–H trong APTES.

-L

Qua phổ IR ta thấy 4 mẫu phủ APTES có các tần số dao động gần như giống nhau,

ÁN

đều minh chứng sự có mặt của APTES trên Fe3O4, tuy nhiên mẫu với dung môi toluen

dường như là sự hiện diện của APTES được phủ lên bề mặt rõ rệt hơn.

ÀN

3.4. Đánh giá khả năng hấp phụ curcumin

IỄ N

3.4.1. Xây dựng đường chuẩn dung dịch curcumin Bảng 3.2. Mật độ quang của curcumin ở các nồng độ khác nhau (bước sóng 428 nm)

C (mg/l)

0,227

0,358

0,475

0,648

0,783

0,947

1,068

1,178

1,276 1,508

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Từ bảng số liệu trên, xây dựng được đường chuẩn của dung dịch curcumin là: A = 0,1419C + 0,0737

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ẠO

U Y

Trong đó, A: mật độ quang, C: nồng độ

Hình 3.9. Đường chuẩn của dung dịch curcumin

10 00

ăng hấp phụ curcumin 3.4.2. Đánh giá khả năng Áp dụng công thức tính dung llượng hấp phụ:

q = (಴బష಴).ೇ ೘

trong đó:

-L

Í-

q: dung lượng hấp phụ (mg/g),

ÁN

Co: nồng độ dung dịch cucurmin ban đầu (mg/l),

C: nồng độ dung dịch cucurmin sau thời gian t hấp phụ (mg/l), V: thể tích dung dịch cucurmin dùng để hấp phụ (l), dung lượng hấp phụ của các mẫu vật liệu tính được như sau (Bảng 3.3)

IỄ N

ÀN

m: khối lượng chất hấp phụ đã dùng (g),

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

(mg/l)

(mg/g)

Cur–35:50–Fe3O4–APTES–H2O

10,063

8,372

1,691

16,80

Cur–35:50–Fe3O4–APTES–C2H5OH

10,077

9,203

0,874

8,67

Cur–35:50–Fe3O4–APTES–C6H5CH3

10,035

9,076

0,958

9,55

Cur–35:50–Fe3O4–APTES–C2H5OH:H2O=1:1

10,260

9,541

Bảng 3.3.Dung lượng hấp phụ của curcumin trên bề mặt vật liệu

7,00

U Y

Tên mẫu

ẠO

0,719

Bảng 3.3 cho thấy, trong cùng điều kiện về thời gian, lượng mẫu, nồng độ và thể tích

n ớc cho kết của dung dịch curcumin, vật liệu được biến tính bởi APTES trong dung môi nư

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

quả tốt nhất 1,69 mg/g. Điều này cho thấy rằng trong 4 dung môi dùng để phủ, dung môi

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

nước cho kết quả tốt nhất.

Hình 3.10. Phổ IR của curcumin nguyên chất và các mẫu hấp phụ curcumin 55

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Để minh chứng sự hấp phụ curcumin, các mẫu sau hấp phụ được đặc trưng phổ hồng ngoại. Sự hiện diện của curcumin được tìm thấy bởi các peak ~ 2924 cm-1 đặc trưng cho dao động của nhóm –C-O-CH3, các vòng thơm dao động trong khoảng tần số 1518 cm-1

và peak ở ~ 1628 cm-1đánh dấu sự có mặt của các dao động C–H trong vòng thơm [18].

Khi quan sát kỹ, có thể thấy các mẫu phủ đều có các pic đặc trưng cho curcumin. Tuy

U Y

nhiên có thể vì dung lượng hấp phụ bé nên cường độ các pic trong phổ IR không rõ ràng.

3.5. Đánh giá khả năng giải hấp phụ curcumin

Như đã trình bày trong phần Thực nghiệm, để đánh giá khả năng giải hấp, vật liệu sau

ẠO

hấp phụ được khuấy trong dung dịch đệm 10 giờ. Kết quả giải hấp phụ được thể hiện qua

஼బ ି஼

× 100%

ଶ௑

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

Công thức: % giải hấp =

bảng 3.4.

H Ư

Trong đó: X là nồng độ curcumin sau khi giải hấp (mg/l)

TR ẦN

C0 là nồng độ dung dịch curcumin ban đầu (mg/l) C là nồng dộ dung dịch curcumin sau thời gian t hấp phụ (mg/l)

Bảng 3.4. Phần trăm giải hấp curcumin của các mẫu sau khi hấp phụ Phần trăm

(X)

(%)

Cur–35:50–Fe3O4–APTES–H2O

0,221

26,08

Cur–35:50–Fe3O4–APTES–C2H5OH

0,256

58,55

Cur–35:50–Fe3O4–APTES–C6H5CH3

0,256

53,38

Cur–35:50–Fe3O4–APTES–C2H5OH:H2O=1:1

0,326

90,78

ÁN

-L

Í-

10 00

Nồng độ (mg/l)

Mẫu

Từ bảng trên ta thấy, trong dung dịch đệm photphat (pH=7,4), sau 10 giờ thì mẫu

ÀN

Cur–35:50–Fe3O4–APTES–C2H5OH:H2O=1:1giải hấp được tốt nhất 90,78%, kém nhất

IỄ N

là mẫu Cur–35:50–Fe3O4–APTES–H2O26,08%. Mặc dù mẫu Cur–35:50–Fe3O4–

APTES–H2Okhả năng hấp phụ là tốt nhất nhưng lại giải hấp kém nhất. Kết quả trên có thể cho thấy rằng mẫu có dung lượng hấp phụ tốt do tồn tại nhiều tâm có ái lực tốt với curcumin nên khó giải hấp, trong lúc đó, các mẫu có dung lượng thấp thì ngược lại. 56

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

KẾT LUẬN Từ các kết quả thu được ở trên, một số kết luận được rút ra như sau: 1. Đã tìm được điều kiện tối ưu để điều chế Fe3O4 bằng phương pháp hóa học xanh,

trong đó dùng dịch chiết lá chè như một chất khử. Điều kiện tối ưu là tỉ lệ thể tích dịch

chiết lá chè/dung dịch Fe(NO3)30,01M bằng 35/50.

U Y

2. Đã phủ thành công APTES trên Fe3O4 trong 4 dung môi khác nhau. Tuy nhiên,

trong 4 dung môi (H2O, etanol, toluene và etanol + H2O), dung môi tốt nhất là H2O.

3. Các vật liệu phủ có khả năng hấp phụ và giải hấp phụ curcumin, trong đó vật liệu

ẠO

hấp phụ tốt (trong dung môi nước) có khả năng giải hấp kém, vật liệu hấp phụ kém (hỗn

hợp dung môi nước và etanol) có khả năng giải hấp tốt.

4. Chúng tôi đã tổng hợp và biến tính bề mặt các hạt nano Fe3O4 có thể dùng làm chất

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

mang curcumin dùng trong chữa bệnh.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] N. T. Khuat, V. A. T. Nguyen, T.-N. Phan, C. V. Thach, N. H. Hai ADN N. Chau, Extension of the Inhibitory Effect of Chloramphenicol on Bacteria by Incorporating It

into Fe3O4 Magnetic Nanoparticles, J. Korean Phys. Soc., 52 (2008) 1323-1326.

[2] N. H. Hai, N. D. Phu, N. H. Luong, N. Chau, H. D. Chinh, L. H. Hoang and D. L.

U Y

Leslie-Pelecky, Mechanism for Sustainable Magnetic Nanoparticles under Ambient

Conditions, J. Korean Phys. Soc., 52 (2008) 1327-1331.

[3] C. V. Thach, N. H. Hai and N. Chau, Size Controlled Magnetite Nanoparticles

ẠO

and Their Drug Loading Ability, J. Korean Phys. Soc., 52 (2008) 1332-1335.

[4] Phạm Xuân Núi, Nguyễn Ngọc Sơn, Lê Thị Cúc, Tổng hợp và đặc trưng xúc tác

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

dầu dậu nành, Tạp chí dầu khí, Số 11/2013, tr. 37-42.

enzyme lipase cố định trên nano từ tính ứng dụng cho quá trình chuyển hóa biodiesel từ [5] Nguyễn Cửu Khoa, Báo cáo chuyên đề Vật liệu nano polymer ứng dụng trong: Y

TR ẦN

dược, vật liệu mới, TP. Hồ Chí Minh 8/2012.

[6] Phuong Thu Ha, Mai Huong Le, Thi My Nhung Hoang, Thi Thu Huong Le, Tuan

10 00

Quang Duong, Thi Hong Ha Tran, Dai Lam Tran and Xuan Phuc Nguyen, Preparation and anti-cancer activity of polymer-encapsulated curcumin nanoparticles, Adv. Nat. Sci:

Nanosci. Nanotechnol. 3 035002

anti-inflammatory agent, against neurodegenerative, cardiovascular,

Í-

curcumin, the

[7] Aggarwal, B. B., & Harikumar, K. B. (2009). Potential therapeutic effects of

-L

pulmonary, metabolic, autoimmune and neoplastic diseases. The International Journal of

ÁN

Biochemistry & Cell Biology, 41(1), 40–59.

[8] Sasikala Sundar, Ramalashmi Mariappan, Shakkthivel Piraman, Synthesis and

ÀN

characterization of amine modified magnetite nanoparticles as carries of Curcumin-

IỄ N

anticancer drug, Powder Technology (2014), 5-7. [9] Jinsong Liu, et al., Preparation and characterization of cationic curcumin

nanoparticles for improvement of cellular uptake, Carbohydrate Polymers 90 (2012) 16– 22.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

[10]. Tianyi Wang et al, Potential application of functional porous TiO2 nanoparticles in light-controlled drug release and targeted drug delivery, Acta Biomaterialia Vol. 13 (2015) 354-363.

[11] M. Popova et al., New method for preparation of delivery systems of poorly

soluble drugs on the basis of functionalized mesoporous MCM-41 nanoparticles,

U Y

Microporous and Mesoporous Materials 198 (2014) 247–255.

[12] Daniel Carmona, Francisco Balas, Jesus Santamaria, Pore ordering and surface

properties of FDU-12 and SBA-15 mesoporous materials and their relation to drug

ẠO

loading and release in aqueous environments, Materials Research Bulletin 59 (2014)

311–322.

[13] Shaikh J, Ankola DD, Beniwal V, Singh D, Ravi Kumar MNV (2009),

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

Nanoparticle encapsulation improves oral bioavailability of curcumin by at least 9fold when compared to curcumin administered with piperine as absorption enhancer, Eur. J.

TR ẦN

Pharm. Sci, 37, 223-230.

[14] Wahlstrom B, Blennow GA (1978), Study on the fate of curcumin in the rat,

Acta Pharmacol. Toxicol. (Copenh), 43, 86-92.

10 00

[15] Prasad Cheera, Sreenivasulu Karlapudi, Gangahara Selloa, Venkatesswarlu

Ponneri (2016), A facial green synthesis of spherical Fe3O4 magnetic nanoparticles and

their effect on degradation of methylene blue in aqueous solution, 84-85.

Í-

[16] Maria Martinez-Cabanas, Marta Lopez-Garcia, Jose L. Barriada, Roberto

-L

Herrero, Manuel E. Sastre de Vincente (2016), Green synthesis of iron oxide

87.

ÁN

nanoparticles. Development of magnetic hybric materials for efficient As(V) removal, 85-

ÀN

[17] Zarrin Es’haghi, Fatemeh Vafaeinezhad, Sara Hooshmand (2016), Green

synthesis of magnetic iron nanoparticless coated by olive oil and verifying its efficiency in

IỄ N

extraction of nickel from environmental samples via UV-vis spectrophotometry, 403-408. [18] John A. Howarter, Jeffrey P. Youngblood (2006), Optimization of Silica Silanization by 3-Aminopropyltriethoxysilane, 11142-11143.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

[19] Sandeep Kumar Vashist, Edmond Lam, Sabahudin Hrapovic, Keith B. Male and John

Luong,

Immobilization

Antibodies

and

Enzymes

3‑Aminopropyltriethoxysilane-Functionalized Bioanalytical Platforms for Biosensors

and Diagnostics.

[20] Đặng Thị Minh Lụa (2012), Nghiên cứu tạo phức hệ nano tích hợp curcumin,

U Y

Luận văn thạc sĩ khoa học, Viện khoa học và công nghệ Việt Nam.

[21] Conney A, 2003, Enzyme induction and dietary chemicals as approaches to

cancer chemoprevention: The seventh DeWitt S, Goodman lecture, Cancer Res, 63, 7005-

ẠO

7031.

[22] Aggarwal BB, Surh YJ, Shishodia S, Eds, 2007, Advances in experimental

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

Health and Disease, Springer: New York, NY, USA.

medicine and biology, In The Molecular Target and Therapeutic Uses of Curcumin in [23] Roughley PJ, Whiting DA, 1973, Experiments in the biosynthesis of curcumin, J.

TR ẦN

Chem. Soc. Perkin Trans. 1, 20, 2379-2388.

[24] Basnet P, Tho I, Skalko-Basnet N. Curcumin, 2010, A Wonder Drug of 21st

Century: Liposomal Delivery System Targeting Vaginal Inflammation, 5th International

10 00

Congress on Complementary Medicine Research, Tromsø, Norway, Abstract Number

A9M2K9C.

[25] Jovanovic SV, Steenken S, Boone CW, Simic MG, 1999, H-atom transfer is a

Í-

preferred antioxidant mechanism of curcumin, J. Am. Chem. Soc, 121, 9677-9681.

-L

[26] Wahlstrom B, Blennow GA, 1978, Study on the fate of curcumin in the rat, Acta

ÁN

Pharmacol. Toxicol. (Copenh), 43, 86-92.

[27] Ravindranath V, Chandrasekhara N, 1981, In vitro studies on the intestinal

ÀN

absorption of curcumin in rats, Toxicology, 20, 251-257.

[28] Ravindranath V, Chandrasekhara N, 1981, Metabolism of curcumin: Studies with

IỄ N

curcumin, Toxicology, 22, 337-344. [29] Holder GM, Plummer JL, Ryan AJ, 1978, The metabolism and excretion of curcumin (1,7-bis-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-1,6- heptadiene-3,5dione) in the rat, Xenobiotica, 8, 761-768. 60

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

[30] Shoba G, Joy D, Joseph T, Majeed M, Rajendran R, Srinivas PS, 1998, Influence of piperine on the pharmacokinetics of curcumin in animals and human volunteers, Planta Med, 64, 353-356.

[31] Strimpakos AS, Sharma RA, 2008, Curcumin: Preventative and therapeutic

properties in laboratory studies and clinical trials, Antioxid. Redox Sign, 10, 511-545.

U Y

[32] Kurien BT, Scofield RH, 2009, Oral administration of heat-solubilized curcumin

for potentially increasing curcumin bioavailability in experimental animals, Int. J.

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ẠO

Cancer, 125, 1992-1993.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial