BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI
VŨ HỒNG PHÚC MÃ SINH VIÊN: 1201478
NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP NANO TITAN DIOXID ỨNG DỤNG LÀM TIỂU PHÂN MANG THUỐC HƯỚNG ĐÍCH KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ
HÀ NỘI – 2017
BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI
VŨ HỒNG PHÚC MÃ SINH VIÊN: 1201478
NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP NANO TITAN DIOXID ỨNG DỤNG LÀM TIỂU PHÂN MANG THUỐC HƯỚNG ĐÍCH KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Người hướng dẫn: 1. TS. Phạm Bảo Tùng 2. TS. Phạm Thị Thu Trang Nơi thực hiện: 1. Bộ môn Bào Chế 2. ĐH Công Nghệ, ĐH QGHN
HÀ NỘI – 2017
www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com
LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới và chân thành nhất tới: TS. Phạm Bảo Tùng
Ơ H N
Là những người thầy đã tận tình hướng dẫn, động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện khóa luận này.
UY
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô cùng anh chị kĩ thuật viên trên bộ môn
Q . P
Bào chế – trường Đại học Dược Hà Nội đã luôn quan tâm, đưa ra những lời khuyên
T
O Ạ Đthầy cô của trường Đại Tôi cũng gửi lời cảm ơn tới bạn My, ban Vân cùng các G N học Công Nghệ và Đại học Khoa Học Tự Nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội đã tạo Ư H điều kiện tốt nhất cho tôi về trang thiết bị, máy móc cũng như nhiệt tình hướng dẫn N và hỗ trợ trong thời gian tôi thực nghiệm tại Ầ trường. Tôi xin cảm ơn Ban giám hiệu nhà TRtrường, phòng Đào tạo cùng các bộ môn Bmôn Vật Lý – Hóa Lý, Bộ môn Hóa Đại Cương như Bộ môn Công Nghiệp Dược, Bộ 0 0 Vô Cơ… và cán bộ, nhân viên 0 trường Đại học Dược Hà Nội dã dạy bảo, giúp đỡ tôi 1 A nghiên cứu tại trường. trong suốt quá trình học tập, Ó Cuối cùng, tôiHxin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, anh chị, bạn bè và các em sinh viênÍ luôn ở bên động viên, giúp đỡ tôi trong những lúc khó khăn trong L học tập, nghiên cứu cũng như cuộc sống. ÁN Hà Nội, ngày 17 tháng 05 năm 2017 O T Sinh viên N ĐÀ
www.daykemquynhon.ucoz.com MailBox : nguyenthanhtuteacher@hotmail.com
quý báu, tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất trong suốt quá trình tôi thực hiện nghiên cứu trên bộ môn.
N Ễ I
D
Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
N
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
TS. Phạm Thị Thu Trang
Vũ Hồng Phúc
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com
MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG
Ơ H N
ĐẶT VẤN ĐỀ…….……………………………………….…………….….…………………….………1
UY
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN .....................................................................................2
1.1. Vài nét về tiểu phân nano vô cơ ........................................................................ 2
Q . P
1.1.1. Khái quát về tiểu phân nano vô cơ ............................................................... 2
T
www.daykemquynhon.ucoz.com MailBox : nguyenthanhtuteacher@hotmail.com
1.1.2. Một số phương pháp tạo liên kết dược chất hoặc tác nhân chức năng hóa bề mặt với tiểu phân nano vô cơ. ............................................................................. 3
O Ạ Đ 1.2. Vài nét về titan (IV) dioxid ................................................................................ 4 1.2.1. Công thức, dạng thù hình .............................................................................. 4 NG 1.2.2. Tính chất lý hóa ............................................................................................ 5 HƯ 1.2.3. Tính chất xúc tác quang hóa (photocatalyst) N ................................................ 5 Ầ 1.2.4. Các phương pháp tổng hợp nano R TiO ......................................................... 6 T 1.2.5. Ưu – nhược điểm .......................................................................................... 9 B 0 1.3. Ứng dụng của Titan dioxid0 ................................................................................ 9 0 1.3.1. Ứng dụng trong đời 1 sống xã hội, sinh học.................................................... 9 A 1.3.2. Ứng dụng trong ngành Dược ...................................................................... 11 Ó H 1.4. Một số nghiên- cứu sử dụng TiO làm chất mang đưa thuốc hướng đích. .. 14 Í TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................16 L CHƯƠNG 2. ĐỐI 2.1. Nguyên vật liệu, thiết bị ................................................................................... 16 N ÁNguyên vật liệu ........................................................................................... 16 2.1.1. O T2.1.2. Máy móc, thiết bị sử dụng .......................................................................... 16 N À Đ 2.2. Nội dung nghiên cứu .......................................................................................... 18 2
2
ỄN
DI
N
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
2.3. Phương pháp nghiên cứu................................................................................. 18 2.3.1. Phương pháp tổng hợp ................................................................................ 18 2.3.2. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp TiO2 từ TTIP . 20 2.3.3. Các phương pháp đánh giá ......................................................................... 20 2.3.4. Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm ..................................................... 24
Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ............................................................25 3.1. Xây dựng quy trình tổng hợp tiểu phân nano TiO2 ...................................... 25 3.1.1. Tổng hợp tiểu phân nano TiO2 từ TiCl4...................................................... 25
Ơ H 3.2.1. Đánh giá thông qua phổ nhiễu xạ tia X ...................................................... 36N 3.2.2. Đánh giá thông qua kính hiển vi FE–SEM ................................................. UY37 Q 39 3.3. Sơ bộ đánh giá khả năng gắn acid folic lên tiểu phân TiO ......................... . P 3.3.1. Đánh giá trực tiếp khả năng gắn acid folic lên tiểu phân TiO T ................... 39 Ophổ FT/IR ...... 40 3.3.2. Đánh giá khả năng tương tác giữa acid folic với TiO qua Ạ Đ TiO .................. 42 3.3.3. Đánh giá gián tiếp khả năng gắn acid folic lên tiểu phân KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ……………………………………………………………………. 44 NG TÀI LIỆU THAM KHẢO HƯ N PHỤ LỤC Ầ TR B 0 0 0 1 A Ó H Í L ÁN TO N À Đ 3.2. Đánh giá một số đặc tính của tiểu phân TiO2 ................................................ 36
2
www.daykemquynhon.ucoz.com MailBox : nguyenthanhtuteacher@hotmail.com
2
2
2
N Ễ I
N
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
3.1.2. Tổng hợp tiểu phân nano TiO2 từ TTIP ...................................................... 26
D
Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Tên đầy đủ
Tên viết tắt
DMSO
Dimethyl sulfoxid
DOX
Doxorubicin
DĐVN IV
www.daykemquynhon.ucoz.com MailBox : nguyenthanhtuteacher@hotmail.com
F.A FE–SEM IC50 KTTP Kl/kl PAC PDI PEO PEG PEI SD
ÁN
TOTiO
TNFα
ỄN
DI
N À Đ
2
N
Chất diện hoạt
Dược điển Việt Nam IV Acid folic
Q . P
UY
T
O Ạ (field emission scanning electron microscopy)Đ Nồng độ ức chế 50% đối tượng thử (inhibitory NG concentration 50%) Kích thước tiểu phân (kích thước thủy HƯđộng học) N Khối lượng/ khối lượng Ầ Paclitaxel TR B Chỉ số đa phân tán0 (polydispersity index) 0 0 Polyethylen oxid 1 A glycol Polyethylen Ó H Polyethylenimin Í L - Độ lệch chuẩn Kính hiển vi điện tử quét trường phát xạ
Yếu tố hoại tử khối u alpha (tumor necrosis factor) Titan dioxid
TLTK
Tài liệu tham khảo
TTIP
Titan tetra isopropoxid
TEM
Kính hiển vi điện tử truyền qua (transmision electron microscopy)
UV XRD
Ơ H N
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
CDH
Tia cực tím (Ultraviolet) Phổ nhiễu xạ tia X (X–ray diffraction)
Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Đặc điểm các dạng tinh thể của TiO2 .........................................................5 Bảng 1.2. Một số cấu trúc nano TiO2 và phương pháp tổng hợp................................8 Bảng 1.3.Nồng độ và vai trò của TiO2 trong một số dạng bào chế và chế phẩm. ....12
Ơ H N
N
UY
Bảng 2.2. Máy móc, thiết bị sử dụng ........................................................................16
Q . P
Bảng 3.1. KTTP và PDI với các thiết bị siêu âm khác nhau ....................................31 Bảng 3.2. Sự phụ thuộc của KTTP và PDI của TiO2 vào thời gian siêu âm ............33
T
O Ạ Đ pháp .................38 Bảng 3.4. Kích thước tiểu phân nano khi xác định bằng 2 phương G N Bảng 3.5. Độ hấp thụ của dung dịch acid folic ở nồng độ 6 µg/ml ..........................43 Ư H Bảng 3.6. Độ hấp thụ của dung dịch acid folic trước và sau khi gắn TiO ...............43 N Ầ TR B 0 0 0 1 A Ó H Í L ÁN TO N À Đ
www.daykemquynhon.ucoz.com MailBox : nguyenthanhtuteacher@hotmail.com
Bảng 3.3. Một số đặc tính về phổ nhiễu xạ tia X của 2 mẫu TiO2 thương mại và
TiO2 tổng hợp được ...................................................................................................37
2
N Ễ I
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
Bảng 2.1. Các nguyên vật liệu sử dụng .....................................................................16
D
Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1. Cấu trúc các dạng tinh thể của TiO2 ...........................................................4 Hình 1.2. Cơ chế xúc tác quang hóa của TiO2 ............................................................6
Ơ H N
Hình 1.4. Cơ chế chắn tia UV của TiO2 ....................................................................11
UY
Hình 1.5. Cơ chế tạo phức của Daunorubicin với TiO2 ............................................15
Q . P
Hình 2.1. Công thức hóa học của titan tetra isopropoxid (TTIP) .............................19 Hình 2.2. Sơ đồ tổng quát tổng hợp tiểu phân nano TiO2 từ TTIP ...........................19
O Ạ Đ
T
www.daykemquynhon.ucoz.com MailBox : nguyenthanhtuteacher@hotmail.com
Hình 2.3. 4 giai đoạn cơ bản của quá trình phủ quay................................................22 Hình 2.4. Đồ thị biểu diễn nhiệt độ và thời gian ủ đế kính phủ TiO2 .......................22
G N Hình 3.2. Hình ảnh cốc hòa tan TTIP và isopropanol với các tỉ lệ khác nhau .........26 Ư H Hình 3.3. Đồ thị biểu diễn KTTP và thế Zeta với pH khác nhau .............................27 N Hình 3.4. Mẫu tổng hợp khi pH dung dịch BẦ lần lượt là 5, 6, 7 (pha loãng 10 lần) .28 TRvà sau 24 giờ (b) với pH =1 và pH =2 .28 Hình 3.5. Mẫu TiO ngay sau tổng hợp (a) Bthế Zeta của TiO thương mại với pH môi Hình 3.6. Đồ thị biểu diễn KTTP và 0 0 0 trường phân tán khác nhau ........................................................................................ 29 1 Hình 3.7. Đồ thị biểu diễnAKTTP và PDI với các tỉ lệ khảo sát khác nhau ..............30 Ó Hình 3.8. Đồ thị biểuHdiễn sự phụ thuộc KTTP và PDI vào cường độ siêu âm........32 Í Hình 3.9. Đồ thị biểu diễn sự phụ phuộc KTTP vào loại và nồng độ CDH phối hợp L vào dung dịch B ........................................................................................................34 N Á Hình 3.10. Mẫu TiO bị kết tụ khi cho natri lauryl sulfat .........................................34 TO3.11. Tiểu phân TiO bị vón cục sau sấy 60 C trong 3 giờ ..............................36 Hình NHình 3.12. Phổ nhiễu xạ tia X của mẫu TiO tổng hợp và TiO thương mại ...........36 À Đ Hình 3.1. KTTP trung bình của TiO2 tổng hợp từ TiCl4 ...........................................25
2
2
2
o
2
2
ỄN
DI
N
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
Hình 1.3. Hình ảnh huỳnh quang của FMN–TiO2 ....................................................10
2
Hình 3.13. Hình ảnh tiểu phân TiO2 qua kính hiển vi FE–SEM...............................37 Hình 3.14. Sự khác nhau về màu sắc giữa 2 đế kính phủ quay ở cùng điều kiện .....39 Hình 3.15. Phổ IR của các mẫu đo ............................................................................41 Hình 3.16. Quang phổ hấp thụ của acid folic ở nồng độ 10,0 µg/ml ........................42 Hình 3.17. Đồ thị biểu diễn tương quan giữa độ hấp thụ và nồng độ acid folic .......42
Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com
ĐẶT VẤN ĐỂ Công nghệ nano ra đời đã thúc đẩy mạnh mẽ quá trình nghiên cứu và phát triển để ứng dụng vào các ngành khoa học nói chung và ngành y – dược nói riêng, phục
Ơ H N
Các tiểu phân nano vô cơ với ưu điểm ổn định, bền vững với nhiều tác nhân
UY
kích thích, đồng thời thể hiện một số tính chất điện, từ, quang đặc biệt đã được nghiên
cứu kĩ và ứng dụng trong rất nhiều ngành khoa học, như môi trường, năng lượng, vật
Q . P
liệu… Trên thế giới, việc nghiên cứu và ứng dụng các tiểu phân nano vô cơ trong
T
O Ạ ĐMột số hướng nghiên ảnh hoặc nhiệt trị liệu, tiểu phân bạc có tính kháng khuẩn cao… G N cứu đã được thương mại hóa thành các sản phẩm như Endorem , Aurimune, Optisol Ư H (Oxonica), Resovist … Tuy vậy, ở Việt Nam, so với việc nghiên cứu các tiểu phân N polyme, việc nghiên cứu tiểu phân nano vô Ầ cơ vẫn còn nhiều hạn chế, chưa thu hút R được nhiều nhà khoa học. Trong ngànhTDược, TiO với ưu điểm khả năng phản xạ B ánh nắng và tia UV tốt, tính ổn định0cao, giá thành rẻ nên từ lâu đã được sử dụng rộng 0 kem chống nắng [5] và dùng làm tá dược bao… 0 rãi trong các chế phẩm mỹ phẩm, 1 A còn có nhiều tiềm năng ứng dụng khác trong ngành Không dừng lại ở đó, TiO Ó y – dược. Công bố đầu H tiên liên quan đến việc bao phủ bề mặt cấy ghép bằng TiO Í [17]. Sau đó số lượng công trình nghiên cứu và trích dẫn được vào những năm 1990 L - chóng, từ những năm 2000 trở về đây, đặc biệt là nghiên cứu ứng dụng tăng lên nhanh N của tiểuÁphân TiO kích thước nano với khả năng xúc tác quang hóa. TOĐể bước đầu nghiên cứu ứng dụng tiểu phân TiO trong ngành Dược, định Nhướng làm chất mang đưa thuốc, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu À Đ
www.daykemquynhon.ucoz.com MailBox : nguyenthanhtuteacher@hotmail.com
ngành y – dược cũng đạt được những thành tựu nhất định, điển hình là ứng dụng tiểu phân vàng trong tiêu diệt tế bào ung thư, tiểu phân oxid sắt từ trong chẩn đoán hình ®
®
2
2
2
2
2
ỄN
DI
N
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
vụ nâng cao chất lượng cuộc sống con người.
tổng hợp nano titan dioxid ứng dụng làm tiểu phân mang thuốc hướng đích”, với các mục tiêu sau: 1. Nghiên cứu tổng hợp nano titan dioxid 2. Đánh giá một số đặc tính của tiểu phân titan dioxid tổng hợp được 3. Sơ bộ đánh giá khả năng gắn acid folic lên tiểu phân.
1
Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Vài nét về tiểu phân nano vô cơ 1.1.1. Khái quát về tiểu phân nano vô cơ
Ơ H N
vài trăm nanomet và thành phần chứa nguyên tố kim loại (hoặc bán dẫn). Có thể
UY
phân loại tiểu phân nano vô cơ thành một số nhóm chính như sau: nano kim loại (Au,
Ag…), nano oxid ( ZnO, TiO2…), nano từ tính (magnetic) (Fe3O4) và nano bán dẫn
Q . P
(CdS, chấm lượng tử..) [11]. Tuy nhiên, cách phân loại trên chỉ là tương đối, một
www.daykemquynhon.ucoz.com MailBox : nguyenthanhtuteacher@hotmail.com
T
O Ạ Đ khi xét trên một đơn vị khối lượng [11]. Chúng có thể dễGdàng tổng hợp với vùng đa phân tán thấp, có thể được chức năng hóa bề mặt với N các mục đích khác nhau: làm Ư Hchẩn đoán hình ảnh…[5], [11]. giá mang dược chất, đưa thuốc tác dụng tại đích, Nổn định khi liên kết, trong khi lớp Khi đó, vùng lõi tiểu phân vô cơ thể hiện tính Ầ bên ngoài có thể giúp cải thiện điện tích TRvà tính kị nước của tiểu phân. Đồng thời, B tiểu phân nano vô cơ còn thể hiện0tính chất điện, từ, quang đặc biệt [11], [43] và 0đích bằng cách kiểm soát kích thước, hình dạng, 0 có thể được điều chỉnh tùy mục 1 bề mặt của tiểu phân nanoA [43]. Khi đóng vai trò là hệ chất mang đưa thuốc, tiểu phân Ó nano vô cơ cho phépH hiệu quả điều trị tốt hơn với liều thấp hơn và giảm tác dụng phụ Í dụng của thuốc, tăng nồng độ ở mô đích. [43], tăng sinh khả L - cùng với những ưu điểm thì chúng cũng có những nhược điểm Tuy nhiên, ÁNđặt ra thách thức cho các nhà bào chế, như tiểu phân nano kim loại thường nhất định, O cóTđộc tính cao hơn dạng muối cùng loại [5]; chúng không có khả năng phân hủy Nsinh học, dẫn đến nguy cơ tích lũy trong cơ thể; nhiều tiểu phân khá trơ về mặt À Đ tiểu phân có thể được xếp vào một hay nhiều nhóm khác nhau.
Tiểu phân nano vô cơ có nhiều ưu điểm nổi bật, như có diện tích bề mặt lớn
ỄN
DI
N
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
Tiểu phân nano vô cơ nói chung là tiểu phân có kích cỡ từ vài chục đến
lý hóa, nên việc chức năng hóa bề mặt tiến hành khá phức tạp, cần nhiều hóa chất, thiết bị đặc biệt…Trong đó, thách thức lớn nhất là tìm phương pháp liên kết các
tiểu phân nano vô cơ với các dược chất, hoặc các tác nhân hướng đích. Hiện nay, một số phương pháp mới có khả năng giải quyết khó khăn trên, được trình bày chi tiết ở mục 1.1.2.
2
Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com
1.1.2. Một số phương pháp tạo liên kết dược chất hoặc tác nhân chức năng hóa bề mặt với tiểu phân nano vô cơ. 1.1.2.1 Phương pháp sử dụng tương tác đồng hóa trị và/ hoặc liên kết cộng hóa trị
Ơ H N
tiểu phân nano vô cơ với các chất khác (phân tử thuốc hoặc tác nhân chức năng hóa
UY
bề mặt), nhờ tận dụng được một nhóm chức năng cụ thể của phân tử thuốc/ tác nhân
để tạo liên kết tương tác đồng hóa trị (covalent – like interaction) và/ hoặc liên kết
Q . P
cộng hóa trị. Khi đó, tiểu phân được chức năng hóa có tính ổn định cao hơn và
T
O Ạ Đ với bề mặt tiểu phân nano thông qua tương tác kể trên cònG một đầu của phân tử chứa N folic. Ví dụ như sử dụng nhóm chức có thể liên kết với nhóm hướng đích như acid Ư H PEG-SH để tạo liên kết Au-S- trong tổng hợp Au-S-PEG-TNFα [36] hoặc sử dụng 3N aminopropyl triethoxysilan (APTES) tạo liên kết để tạo liên kết TiO -O Si- trong Ầ tổng hợp TiO -O Si-F.A [19]. TR Btác tĩnh điện yếu 1.1.2.2 Phương pháp sử dụng tương 0 0với bề mặt tiểu phân bằng tương tác tĩnh điện hoặc 0 Thuốc có thể được liên kết 1 tương tác thụ thể – phối tửA(receptor - ligand) [11]. Tiểu phân nano vô cơ trong một Ó hệ phân tán keo có thể hình thành lớp điện kép sau khi tiếp xúc với muối citrat hoặc H alkylamoni, làm Ítiểu phân tích điện. Sau đó có sự tương tác giữa các tiểu phân mang L điện tích trái dấu để hình thành liên kết giữa tiểu phân nano vô cơ với thuốc, hoặc ÁNVí dụ như với các protein dư thừa nhóm NH (do có nhiều lysin) sẽ tương chất mang. O tácTtĩnh điện không chọn lọc với tiểu phân nano vàng tích điện âm do được bao quanh Nbởi muối citrat [10]. Ngoài ra, có thể dựa trên tương tác thụ thể – phối tử, chẳng hạn À Đ
www.daykemquynhon.ucoz.com MailBox : nguyenthanhtuteacher@hotmail.com
dễ dàng kiểm soát tính hướng đích. Trong trường hợp này, phân tử đóng vai trò trung
gian liên kết thường chứa các nhóm chức năng khác nhau, một trong số đó tương tác
2
2
3
3
2
ỄN
DI
N
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
Đây là một trong những phương pháp được sử dụng nhiều nhất để liên kết
như liên kết giữa avidin/streptavidin – biotin [32]. 1.1.2.3 Phương pháp bẫy hoặc bao gói
Phương pháp bẫy hoặc bao gói thường được áp dụng khi bào chế tiểu phân nano vô cơ có cấu trúc xốp hoặc rỗng, và tác nhân chức năng hóa có kích thước nhỏ, dễ dàng lọt vào trong các lỗ xốp hoặc trong lòng tiểu phân nano. Phương pháp này
3
Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com
có ưu điểm là hạn chế khả năng phân hủy thuốc, protein… do không phải tham gia vào các phản ứng hóa học mà chỉ là tương tác vật lý – sự hấp phụ của dược chất lên bề mặt hoặc trong lòng chất mang hoặc cố định chất mang.
Ơ H N
với các dược chất chống ung thư có nồng độ cao không tan trong nước. Hệ được tạo
UY
ra bằng cách tạo lớp vỏ kị nước của acid oleic xung quanh lõi tiểu phân vô cơ rồi hòa tan dược chất vào đó. Lớp vỏ ngoài chứa các phân tử pluronic có thể hòa tan
Q . P
trong nước được [24].
T
O Ạ Đ tiểu phân khác như sẽ được tích lũy trong khoang rỗng và duy trì giải phóng. Các G N nano SiO và TiO cũng có thể được bào chế với cấu trúc xốp và rỗng hoặc dạng ống Ư H nhằm mục đích tương tự trên. N 1.2. Vài nét về titan (IV) dioxid Ầ 1.2.1. Công thức, dạng thù hình TR B(IV) oxid) có công thức phân tử là TiO , khối Titan dioxid (hoặc gọi là titan 0 0 lượng phân tử là 79.88 g/mol 0 [39]. TiO tồn tại ở 2 dạng thù hình là dạng vô định 1 A ở dạng tinh thể, TiO cũng có 3 dạng tinh thể khác nhau: hình và dạng tinh thể. Riêng Ó anatase, rutile, brookite H và được minh họa ở hình 1.1 [48]. Í L ÁN TO N À Đ
www.daykemquynhon.ucoz.com MailBox : nguyenthanhtuteacher@hotmail.com
Tiểu phân nano vàng và sắt oxid với cấu trúc rỗng và xốp rất phù hợp cho các
phân tử thuốc nhỏ khuếch tán vào trong cấu trúc và được bao lưu giữ lại [13]. Thuốc
2
2
2
2
2
N Ễ I
N
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
Jain và cộng sự đã tiến hành bào chế tiểu phân nano oxid sắt từ được liên kết
D
Hình 1.1. Cấu trúc các dạng tinh thể của TiO2 Ghi chú: anatase (a), rutile (b), brookite (c) 4
Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com
Brookite là dạng thù hình rất khó tổng hợp được, cấu trúc phức tạp, có sự liên kết giữa các cạnh và góc trong mạng tinh thể [4]. Trong khi đó, anatase và rutile là hai dạng quan trọng có nhiều ứng dụng trong thực tế. Cả hai được hình thành bởi
Ơ H N
cấu hình bát diện (octahedra) với mức độ biến dạng khác nhau [18]. Dạng anatase bị
UY
biến dạng mạnh nên mức đối xứng của hệ thấp hơn, tinh thể dạng hình hạt; còn rutile
ít biến dạng hơn và tinh thể có dạng hình que [4]. Rutile là dạng tinh thể ổn định về
Q . P
nhiệt động học hơn, nhưng dạng anatase lại có hoạt tính xúc tác quang mạnh hơn và
T
O Ạ Đ Bảng 1.1. Đặc điểm các dạng tinh thể của TiO G N Anatase Rutile Brookite Ư Độ bền Mức trung gian H Bền nhất Kém bền nhất N Trọng lượng riêng [27] [39] Ầ 3,9 – 4,2 3,8 – 4,1 4,08 – 4,18 R T (g/cm ) B5 – 6 Độ cứng Mohs [27] [39] 6–7 5,5 – 6 0 0 Chỉ số khúc xạ [39] 10 2,55 2,76 2,5 A Độ rộng vùng cấm [48] Ó 3,2 3,0 3,3 H (band-gap) (eV) Í L 1.2.2. Tính chất lý hóa N ÁTiO tồn tại ở dạng bột màu trắng, không mùi, không vị, không hút ẩm. TiO O T nóng chảy ở 1855 C, thực tế không tan trong H SO loãng, HCl, HNO , các dung môi N À Đ hữu cơ và nước nhưng tan được trong HF và H SO đặc nóng [39]. TiO nóng chảy
www.daykemquynhon.ucoz.com MailBox : nguyenthanhtuteacher@hotmail.com
thường được sử dụng trong các ứng dụng của ngành dược. Ở nhiệt độ khoảng 600 – 800oC [21], dạng anatase và brookite chuyển thành dạng rutile.
2
3
2
2
o
ỄN
DI
2
4
2
3
4
N
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
cấu trúc cơ bản gồm một nguyên tử titan bao quanh bởi sáu nguyên tử oxi trong
2
trong kiềm tạo chất lỏng nhẹ, khi làm lạnh thì kết tinh dưới dạng muối MeTiO3, MeTiO4. Khi hòa tan TiO2 trong muối oxid tạo thành các TiX4 [4]. 1.2.3. Tính chất xúc tác quang hóa (photocatalyst) Khi TiO2 được kích thích bởi ánh sáng có năng lượng lớn hơn năng lượng
vùng cấm (band gap) (3,2 eV với anatase và 3,0 eV với rutile), TiO2 hoạt động như 5
Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com
một tế bào điện hóa thu nhỏ, làm chuyển điện tử từ vùng hóa trị (valence band – VB) lên vùng dẫn (conduction band – CB) làm xuất hiện cặp điện tử tự do (e-) và lỗ trống (h+) [4], [18], [38]: TiO2 (h+ + e-)
(1)
H2O + TiO2 (h+)
*
(2)
OH + H+ + TiO2
O2 + e
O2*-
O2*- + H+
HO2*
2 HO2*
H2 O2 + O 2
UY(4) (3)
Q . P
T
(5)
(6) O Ạ species – ROS) Quá trình này sinh ra các gốc tự do oxi hóa (reactive oxygen Đ như các hydro peroxid, peroxy tự do… có khả năng tiêu diệt các tế bào ung thư. Cơ G N [18]. chế xúc tác quang hóa của TiO được minh họa ở hình 1.2 Ư H N Ầ TR B 0 0 0 1 A Ó H Í L ÁN TO Hình 1.2. Cơ chế xúc tác quang hóa của TiO N À Đ 1.2.4. Các phương pháp tổng hợp nano TiO H2O2 + O2*-
www.daykemquynhon.ucoz.com MailBox : nguyenthanhtuteacher@hotmail.com
Ơ H N
*
OH + OH- + O2
2
2
N Ễ I
D
N
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
TiO2 + hυ
2
Tiểu phân nano TiO2 được tổng hợp bằng nhiều cách khác nhau, như phương pháp sol – gel, thủy nhiệt, lắng đọng hơi hóa học, lắng đọng hơi vật lý [12]…Với điều kiện thời gian, hóa chất và trang thiết bị hiện có, chúng tôi thực hiện tổng hợp nano TiO2 dựa trên nguyên tắc của phương pháp sol – gel và phương pháp thủy phân TiCl4 trong nước. 6
Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com
❖ Phương pháp sol – gel: Nguyên tắc của phương pháp dựa trên phản ứng thủy phân các titan alkoxid có công thức chung là Ti(OR)4 (trong đó R có thể là các gốc hydrocacbon như ethyl, biểu diễn ngắn gọn như sau:
UY
Ti(OR)4 + H2O
Ti(OH)4 + 4 ROH
(thủy phân)
Ti(OH)4
TiO2.nH2O + (2-n) H2O
(ngưng tụ)
Q . P
Ơ H N
Trong quá trình phản ứng, KTTP tạo ra phụ thuộc một số yếu tố như: tỉ lệ mol
T
O Ạ Đứng. tính của tiểu phân tạo ra, như chất diện hoạt hay nhiệt độ phản G N ❖ Phương pháp thủy phân TiCl trong nước: Ư H Nguyên tắc của phương pháp dựa trên phản ứng tạo dung dịch trung gian có N dạng TiOX (trong đó X thường là gốc Cl ),Ầ sau đó thủy phân dung dịch TiOX với R xúc tác nhiệt độ. Phản ứng hóa học xảy T ra có thể biểu diễn ngắn gọn như sau: BTiOX + HCl TiX + H O 0 0 TiO(OH) + 2HCl 0 TiOX + 2H O TiO .nH O + 2HCl 1 A ứng, kích thước cũng như dạng thù hình của TiO tạo Trong quá trình phản Ó thành phụ thuộc vàoH pH dung dịch phản ứng, nhiệt độ và thời gian phản ứng cũng Í gian nung tủa TiO [29]. như nhiệt độ và thời L Ngoài- ra, một số dạng cấu trúc nano TiO đặc biệt có thể được tổng hợp N Ánhững dựa trên phương pháp khác, như anot hóa điện cực… Chi tiết một số cấu trúc O T TiO và phương pháp tổng hợp được trình bày tại bảng 1.2. nano N À Đ
www.daykemquynhon.ucoz.com MailBox : nguyenthanhtuteacher@hotmail.com
r = [H2O]/[Ti] và pH dung dịch phản ứng. Kích thước nhỏ được tạo ra khi tỉ lệ r cao và vùng pH thấp (pH acid) [33]. Ngoài ra, một số yếu tố khác cũng ảnh hưởng tới đặc
4
-
2
4
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
N Ễ I
N
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
isopropyl…), sau đó ngưng tụ các sản phẩm tạo thành TiO2. Phản ứng xảy ra có thể
D
7
Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com
Bảng 1.2. Một số cấu trúc nano TiO2 và phương pháp tổng hợp
www.daykemquynhon.ucoz.com MailBox : nguyenthanhtuteacher@hotmail.com
Phương pháp
Phương pháp tổng hợp
Cấu trúc
đánh giá
Tiểu phân Thủy phân TTIP trong HNO3 1M. Sau 2 giờ, điều chỉnh pH bằng nano
NaOH, ly tâm lấy tủa, sấy và nung 450oC trong 3 giờ.
NG
Tiểu phân Phương pháp sol – gel, dùng poloxame 407 như một tác nhân nano xốp
XRD, TEM XRD, SEM,
tạo cấu trúc. Ly tâm lấy tủa, sấy 200oC/24h.
BET HƯ
UY
.QKết quả P T
OTinh thể anatase, KTTP Ạ Đ khoảng 12 nm Tinh thể anatase, KTTP 150 nm, lỗ xốp 2 – 3 nm
Tiểu phân nano rỗng có kích N TEM, Ầ nano rỗng khuấy từ. Loại lõi SiO bằng dung dịch NH rồi ly tâm và sấy.R FE–SEM thước khoảng 50 nm T Foil titan (lá titan) được đặt trong dung dịch điện phân có Tinh thể và/ hoặc B nước/ 0 0F) hoặc một không có nước với lượng nhỏ ion flo (HF, NaF, NH vô định hình. Bề dày 0 Ống nano XRD, SEM 1 số dung môi hữu cơ như dimethyl sulfoxid (DMSO), ethylen 0,5 – 300 µm, đường kính A glycol... Thực hiện quá trình anot hóa điệnÓ cực anot là lá titan. 10 – 300 nm, H Lớp anot Í Nguyên tắc tổng hợp tương tự tạo ống Tinh thể và/ hoặc vô định L nano, nhưng thực hiện quá TiO có trình anot hóa 3 bước trong dung dịch ethylen glycol chứa NH F XRD, SEM hình. Bề dày 2,1 µm, đường N lỗ xốp Á kl/kl). (0,38% kl/kl) và H O (1,79% kính lỗ 65 nm. O nano T Nxạ tia X), SEM (kính hiển vi điện tử quét), TEM (kính hiển vi điện tử truyền qua), FE-SEM (kính Ghi chú: XRD (phổ nhiễu À Đ hiển vi điện tử quét trường phát xạ, BET (máy xác định diện tích bề mặt Brunauer – Emmett – Teller). N 8 Ễ I D Tiểu phân Tạo dung dịch keo SiO2, bổ sung TTIP, ethanol, acetonitril và 2
2
4
Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
[14], [44] [45]
[28]
3
4
2
TLTK
[22]
[25]
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
N
Ơ H N
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com
1.2.5. Ưu – nhược điểm 1.2.5.1 Ưu điểm • TiO2 thường được coi như không gây kích ứng, không độc hại nên được
Ơ H N
• Khả năng tương thích sinh học, ổn định hóa học cao – bền với nhiều tác nhân
UY
kích thích thông thường, độc tính thấp [18], độc tính của TiO2 sẽ giảm khi kết
Q . P
hợp cùng với các polyme.
• TiO2 có thể được tổng hợp ở dạng sợi, dạng ống, dạng rỗng hoặc dạng xốp để
T
O Ạ • Bản thân tiểu phân nano TiO cũng có khả năng ức chế, tiêu diệt vi khuẩn, Đ virus, nấm và một số dòng tế bào ung thư [9], [30]G . N 1.2.5.2 Nhược điểm Ư H • Tiểu phân nano TiO chỉ thể hiện hoạt tính xúc tác quang hóa dưới điều kiện N Ầ ánh sáng có năng lượng lớn hơn độ rộng vùng cấm (thường là tia UV), do đó R gây khó khăn khi ứng dụng rộng T rãi TiO dựa trên tính chất này. B 0thấy khả năng gây độc cho tế bào cũng như • Có những nghiên cứu cho 0 0 khả năng gây ung thư,1tuy nhiên còn chưa rõ ràng. A tương đối trơ với nhiều tác nhân nên khó khăn trong việc • Tiểu phân nano TiO Ó Hbề mặt (gắn các nhóm hướng đích, dược chất). chức năng hóa Í 1.3. Ứng dụngLcủa Titan dioxid 1.3.1. Ứng dụng trong đời sống xã hội, sinh học N ÁTiO là một trong những chất màu trắng được sử dụng rộng rãi nhất, được O T ứng dụng trong công nghệ sơn, mực in, thực phẩm, kem đánh răng…Ngoài ra, TiO N À Đ còn được ứng dụng trong chế tạo vật liệu xúc tác xử lý môi trường ô nhiễm
www.daykemquynhon.ucoz.com MailBox : nguyenthanhtuteacher@hotmail.com
thuốc có thể kết hợp trên bề mặt hoặc bên trong lòng chất mang [18]. 2
2
2
2
2
2
N Ễ I
D
N
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
sử dụng rộng rãi trong thực phẩm, đồ uống và thuốc bôi tại chỗ [39].
không khí, nước thải, phủ lên các bề mặt có thể tự làm sạch, nguyên liệu chế tạo pin mặt trời. Trong y học, TiO2 được sử dụng trong nha khoa, thẩm mỹ, cấy ghép răng do độ bền và khả năng tương thích sinh học cao, hoặc sử dụng để khử trùng bệnh viện do cơ chế sinh gốc tự do tiêu diệt vi sinh vật.
9
Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com
Trong sinh học, TiO2 được nghiên cứu nhằm mục đích tạo ra chế phẩm có thể hỗ trợ quan sát tế bào, giúp phát hiện sớm những bất thường ở cấp độ tế bào hoặc chẩn đoán sớm bệnh, nhất là các bệnh hiểm nghèo, góp phần giảm chi phí y tế. Đồng
Ơ H N
Với sự tiến bộ của công nghệ nano, các thuốc nhuộm huỳnh quang hoặc cộng hưởng
UY
từ gắn nhãn các tiểu phân nano, ống nano hoặc đầu dò nano (nanoprobes) được tạo ra giúp quan sát hình ảnh tế bào chi tiết nhất thông qua phân tích huỳnh quang
Q . P
hoặc cộng hưởng từ (MRI) [18].
T
O Ạ Đcứu đã quan sát được mononucleotid – FMN) và nạp doxorubicin. Nhóm nghiên G N hình ảnh huỳnh quang nội bào của FMN-TiO (xanh lá cây) trong tế bào ung thư vú Ư H BT – 20 khi hạt nhân được nhuộm DAPI (4’-6-diamidino-2-phenylindol) (xanh da N cũng quan sát được sự vận chuyển trời), minh họa ở hình 1.3 [46]. Đồng thời, nhóm Ầ doxorubicin trong tế bào ung thư BT - 20. TR B 0 0 0 1 A Ó H Í L ÁN TO Hình 1.3. Hình ảnh huỳnh quang của FMN–TiO N À Bên cạnh đó, TiO còn được nghiên cứu trong việc chế tạo cảm biến sinh học. Đ
www.daykemquynhon.ucoz.com MailBox : nguyenthanhtuteacher@hotmail.com
K.C.Wu và cộng sự đã tổng hợp tiểu phân nano TiO2 dạng xốp được chức
năng hóa bề mặt bằng một phân tử huỳnh quang chứa nhóm phosphat (flavin
2
2
N Ễ I
D
N
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
thời, hình ảnh tế bào cũng cho phép đánh giá tiên lượng bệnh, hiệu quả điều trị.
2
Thiết kế và chế tạo cảm biến sinh học có liên quan rất nhiều đến các ứng dụng trong chẩn đoán bệnh (ví dụ như xác định lượng glucose trong máu), giám sát an toàn thực phẩm (các chất tồn dư có hại trong thực phẩm). Tuy nhiên, nếu thiết bị được thu nhỏ lại, diện tích bề mặt hoạt động sẽ bị hạn chế và tín hiệu phát hiện thấp. TiO2 dưới nhiều dạng khác nhau: tiểu phân nano, ống nano, mạng lưới sol – gel (sol – gel matrix) 10
Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com
có thể được liên kết với các loại protein khác nhau (kháng thể, enzym…) để có thể tạo các thiết bị cảm biến điện hóa [18]. Ruey-an Doong và cộng sự đã chế tạo cảm biến để phát hiện glutamat trong
Ơ H N
sol – gel TiO2 kết hợp với carboxy seminaphthorhodamin-1-dextran (SNARF-1-
UY
dextran) – chất nhuộm màu huỳnh quang. Cảm biến được chế tạo ra có dải phát hiện và giới hạn phát hiện lần lượt là từ 0,04 – 10 mM và 5,5 µM với mẫu nước và từ 0,02
Q . P
– 10 mM và 6,7 µM với mẫu sinh học [15].
T
O Ạ Đ vỏ nang… với các micromet) trong các chế phẩm mỹ phẩm, hoặc hỗn dịch bao phim, G N mục đích khác nhau. Hiện nay, khi công nghệ nano phát triển, TiO dạng bột nano Ư H ngày càng được ưu tiên sử dụng hơn do vừa tăng cường được vai trò, vừa không gây N cảm giác “thô ráp” so với dạng bột mịn, nângẦcao tính thẩm mỹ cho sản phẩm. R trong các sản phẩm kem chống nắng TiO từ lâu đã được chấp nhận sử Tdụng Btrò ngăn cản tia UV. Khi sử dụng, TiO khá an và một số loại mỹ phẩm khác với vai 0 0 có khả năng thấm qua da. Chúng hoạt động như 0 toàn, bền với nhiều tác nhân, không 1 A ánh nắng và tia UV chiếu tới giúp bảo vệ, ổn định làn da những “chiếc ô” phản xạ lại Ó dưới những tác độngH bất lợi [39]. Cơ chế chắn tia UV của TiO được minh họa trong hình 1.4 [20]. Í -L ÁN TO N À Đ
www.daykemquynhon.ucoz.com MailBox : nguyenthanhtuteacher@hotmail.com
1.3.2. Ứng dụng trong ngành Dược
TiO2 sử dụng trong ngành Dược ở dạng bột mịn hoặc siêu mịn (kích thước vài
2
2
2
2
N Ễ I
N
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
nước và mẫu sinh học, dựa trên việc cố định glutamat dehydrogenase trong mạng lưới
D
Hình 1.4. Cơ chế chắn tia UV của TiO2 11
Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com
Trong các chế phẩm bào chế, TiO2 còn được sử dụng với vai trò như một chất tạo màu trắng, hoặc làm chất cản quang trong hỗn dịch bao phim [40], viên nén bao đường và viên nang cứng gelatin [1], [39] cũng như viên nang mềm gelatin [2]. Bảng 1.3.Nồng độ và vai trò của TiO2 trong một số dạng bào chế và chế phẩm.
Ơ H STT Nồng độ TiO sử dụng Vai trò TLTK N và chế phẩm Y 1 Viên nang mềm Khoảng 0,05% vỏ nang U Q . 2 Viên nang cứng Chất màu, chất cản P T [2] quang cho vỏ nang 3 Viên bao phim (*) O Ạ 4 Viên bao đường Đ Kem Chất lọc khoáng G 5 2 – 25% Nvô cơ, chống UV chống nắng Ư Tổng nồng độ các chấtH N 6 Son môi màu từ 0,5 – 3%Ầ(son TR(son mờ) bóng); 3 – 8% [7] Chất màu vô cơ B 0 Dầu gội đầu, 0 0 kem đánh răng, 1 7 (*) chế phẩm làm A Ó sạch da H Í L Ghi chú: (*)-Chưa tìm được nồng độ sử dụng tham khảo ÁKhiNcông nghệ nano đang có những bước tiến vượt bậc, tiểu phân TiO dạng nano TOđược nghiên cứu với nhiều tiềm năng ứng dụng mới, điển hình là ứng dụng Ntrong liệu pháp quang động học để điều trị ung thư và đóng vai trò làm chất mang À Đ
N
Dạng bào chế
2
N Ễ I
D
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
www.daykemquynhon.ucoz.com MailBox : nguyenthanhtuteacher@hotmail.com
2
đưa thuốc [18].
❖ Liệu pháp quang động học trong điều trị ung thư (photodynamic therapy for cancer): Nguyên tắc của liệu pháp là sử dụng một chất nhạy cảm với ánh sáng, thường là porphyrin, được tiêm vào bệnh nhân khoảng 48 giờ trước khi thực hiện thủ thuật.
12
Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com
Sau đó, tia laze được chiếu xuyên qua nội soi và hoạt hóa porphyrin, giúp tiêu diệt tế bào ung thư. Biện pháp này ngày càng được công nhận như là một giải pháp thay thế và hứa hẹn điều trị không xâm lấn cho bệnh ung thư [6].
Ơ H N
trống, phản ứng với nước hoặc gốc OH- tạo ra các gốc tự do, phá hủy cấu trúc
UY
khối u. Nhiều nghiên cứu in vitro cũng cho thấy khả năng tiêu diệt một số dòng tế bào của TiO2 như ung thư biểu mô tuyến giáp (SPC-A1) [18]…
Q . P
Nhược điểm của TiO2 nói chung, trong nghiên cứu ứng dụng phương pháp này
T
O Ạ Đ vấn đề này, nhiều tính định hướng tập trung vào các vị trí của khối u. Để giải quyết G N nghiên cứu đã tìm cách hấp phụ phân tử mang màu (như clorin E6…) hoặc pha tạp Ư H kim loại (Pt, Fe…), phi kim (C, N…) để tăng khả năng kích thích TiO ở vùng có Nđược biến tính bề mặt bằng việc gắn bước sóng lớn hơn [18]. Ngoài ra, TiO cũng Ầ R một số kháng thể đơn dòng (IL13α2R …)T[41] hoặc acid folic để định hướng tập trung B nồng độ cao ở các tế bào ung thư. 0 0 đích: 0 ❖ Chất mang đưa thuốc hướng 1 A tác dụng tại đích cấu trúc nano có nhiều ưu điểm như Hệ vận chuyển thuốc Ó tăng cường hiệu quả, Hgiảm liều điều trị, hạn chế tác dụng không mong muốn của thuốc, nhất là đốiÍ với các thuốc điều trị ung thư nên thu hút được nhiều nhóm nghiên L cứu. Trong đó, TiO được cho là có tiềm năng lớn. TiO có thể được tổng hợp ở dạng ÁNống, dạng rỗng hoặc dạng xốp để thuốc có thể kết hợp trên bề mặt hoặc bên sợi, dạng TOlòng chất mang [18]. Và dựa vào tính chất xúc tác quang hóa của tiểu phân trong NTiO , ta có thể kiểm soát giải phóng dược chất thông qua ánh sáng chiếu tới. Một số À Đ
www.daykemquynhon.ucoz.com MailBox : nguyenthanhtuteacher@hotmail.com
nói riêng là TiO2 chỉ chịu kích thích của ánh sáng có bước sóng UV (vốn có thể gây hại cho cơ thể và chiếm tỉ lệ nhỏ trong lượng ánh sáng chiếu tới) đồng thời chưa có
2
2
2
2
2
ỄN
DI
N
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
TiO2 khi được chiếu sáng ở bước sóng thích hợp, sẽ tạo ra các electron và lỗ
nghiên cứu về việc sử dụng TiO2 làm chất mang đưa thuốc hướng đích được trình bày trong mục 1.4.
13
Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com
1.4. Một số nghiên cứu sử dụng TiO2 làm chất mang đưa thuốc hướng đích. Venkatasubbu G.D và cộng sự đã nghiên cứu tổng hợp tiểu phân nano TiO2 làm chất mang gắn paclitaxel. Tiểu phân sau tổng hợp được phủ bề mặt bằng PEG,
Ơ H N
nghiệm in vitro cho thấy 90% paclitaxel được giải phóng trong 50 giờ đầu tiên, trong
UY
đó có hiện tượng giải phóng ồ ạt giai đoạn đầu. Khi thử độc tính trên dòng tế bào
HepG2, nhóm nghiên cứu đã xác định giá trị IC50 của tiểu phân TiO2 gắn thuốc (TiO2-
Q . P
PEG-F.A-PAC) thấp hơn chưa gắn thuốc (TiO2-PEG-F.A) (22,75 µg.ml-1 so với 59,6
T
O Ạ Đ paclitaxel đơn thuần [14], [44]. Nghiên cứu tạo tiền đề để G tìm hiểu sâu hơn khả năng của TiO khi làm chất mang đưa thuốc điều trị ung thư. N Ư H Wang.T và cộng sự tiến hành tổng hợp tiểu phân nano TiO dạng lỗ xốp làm N chất mang gắn paclitaxel. Tiểu phân TiO sauẦ tổng hợp được gắn với polyethylenimin (PEI), acid folic, fluorescein isothiocyanat TR(chất phát quang) và paclitaxel. Hiệu suất B mang thuốc của hệ đạt 23,7%. Khả0năng giải phóng dược chất từ hệ sau 3 giờ tăng 0 nhanh khi tăng thời gian chiếu0tia UV (từ 3,2% khi không chiếu UV lên 73,4% khi 1 chiếu UV trong 15 phút). A Nguyên nhân có thể do cấu trúc PEI cồng kềnh, ngăn cản Ó giải phóng dược chấtH nhưng khi được chiếu tia UV thì PEI bị phá hủy, giúp giải phóng Í in vivo trên chuột cho thấy hệ gắn acid folic ban đầu phân bố dược chất. Thử nghiệm L - và thận nhưng sau đó tập trung ở các khối u, chứng tỏ acid folic có ái chủ yếu ở gan N lực lớnÁvới thụ thể folat trên khối u [45]. Nghiên cứu mở ra một hướng bào chế hệ TO đưa thuốc hướng đích, kiểm soát giải phóng bằng ánh sáng, đặc biệt là trong điều trị N các bệnh ung thư nông (như ung thư da). À Đ
www.daykemquynhon.ucoz.com MailBox : nguyenthanhtuteacher@hotmail.com
µg.ml-1) và TiO2 đơn thuần (61,25 µg.ml-1). Kết quả thử nghiệm in vivo trên chuột cho thấy, hoạt tính chống ung thư của tiểu phân TiO2-PEG-F.A-PAC cao hơn
2
2
2
ỄN
DI
N
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
rồi gắn với acid folic và paclitaxel. Hiệu suất mang thuốc cao nhất đạt 60%. Qua thử
Zhang H. và cộng sự đã bào chế hệ chứa daunorubicin với chất mang là TiO2
thông qua phản ứng tạo phức được mô tả trong hình 1.5 hoặc bằng liên kết tĩnh điện giữa daunorubicin mang điện tích dương và TiO2 mang điện tích âm ở pH 7,4. Hiệu suất mang thuốc của hệ đạt 65,46% ± 6,82% và hiệu suất nạp thuốc đạt 20,63% ± 3,55%. Khả năng giải phóng daunorubicin phụ thuộc vào thời gian và pH môi trường,
14
Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com
trong đó tốc độ giải phóng sau 48 giờ ở pH 6 (67%) và pH 5 (86%) cao hơn nhiều so với pH 7,4 (18%). Thử độc tính trên dòng tế bào K562 cho thấy hệ daunorubicin – TiO2 có độc tính trên tế bào ung thư mạnh hơn so với daunorubicin đơn thuần. Đồng
www.daykemquynhon.ucoz.com MailBox : nguyenthanhtuteacher@hotmail.com
(apoptosis) hơn là hoại tử tế bào [47].
NG
B 0 0
N Ầ TR
O Ạ Đ
Q . P
UY
Ơ H N
T
HƯ
Hình 1.5. Cơ chế tạo phức của Daunorubicin với TiO2
10
Hệ mang thuốc daunorubicin – TiO2 bào chế được giúp giảm giải phóng thuốc
A Ó khoảng 5,0 – 6,8 [5]).Tuy H nhiên, hệ chưa chức năng hóa bề mặt tiểu phân bằng cách gắn nhóm hướngÍ đích hoặc hạn chế thực bào (như dùng các polyme thân nước PEG, - Lgắn lên bề mặt) để nâng cao hơn hiệu quả điều trị. PEO bao hoặc ÁỞ NViệt Nam, tiểu phân TiO đã được tập trung nghiên cứu trong một số lĩnh TO vực như vật liệu, năng lượng, môi trường… Trong đó, nhóm nghiên cứu của trường N đại học Khoa Học Tự Nhiên – Đại Học Quốc Gia Hà Nội đã ứng dụng thành công À Đ trong hệ tuần hoàn (pH khoảng 7,4) và tăng giải phóng thuốc tại các khối u (pH
2
ỄN
DI
N
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
thời, hệ mang thuốc tiêu diệt tế bào ung thư bằng cách gây chết theo chương trình
công nghệ nano vào sản xuất chế phẩm thương mại khẩu trang nano TiO2 diệt khuẩn. Tuy nhiên, trong công nghệ y sinh, những nghiên cứu về tiểu phân nano TiO2 chưa được quan tâm so với tiềm năng ứng dụng to lớn của nó. Do đó, nghiên cứu thực hiện đề tài này để góp phần bước đầu tổng hợp nano TiO2 ứng dụng làm tiểu phân mang thuốc hướng đích.
15
Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Nguyên vật liệu, thiết bị 2.1.1. Nguyên vật liệu
Nguồn gốc
Tiêu chuẩn chất lượng
1
Acid folic
Trung Quốc
DĐVN IV
2
Acid nitric
Trung Quốc
DĐVN IV
3
Benzalkonium clorid
Trung Quốc
4
Ethanol
Trung Quốc
O Ạ Đ DĐVN IV
5
Isopropanol
Trung Quốc
DĐVN IV
6
Natri hydroxid
Trung Quốc
DĐVN IV
7
Natri lauryl sulfat
8
Nước tinh khiết
9
Poloxame 407
10
Titan (IV) clorid
11
TiO2 dạng bột nano (P25)
12
TiO2 dạng hỗn dịch nano
www.daykemquynhon.ucoz.com MailBox : nguyenthanhtuteacher@hotmail.com
Tên nguyên liệu
13
ỄN
DI
Ơ H N
STT
N À Đ
T14O
ÁN
Í L -
Ó H -
A
NG
Q . P
T
Nhà sản xuất
HƯ
B 0 0
N Quốc Trung Ầ TRBộ môn Bào Chế
10
Titan tetra isopropoxid (TTIP)
UY
Nhà sản xuất DĐVN IV
Trung Quốc
Nhà sản xuất
Trung Quốc
Nhà sản xuất
Degussa
Nhà sản xuất
Man Solar
Nhà sản xuất
Aladin
Nhà sản xuất
(Trung Quốc) Triton X-100
Sigma
Nhà sản xuất
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
N
Bảng 2.1. Các nguyên vật liệu sử dụng
2.1.2. Máy móc, thiết bị sử dụng Bảng 2.2. Máy móc, thiết bị sử dụng STT
Tên thiết bị, máy móc
Hãng
1
Bể rửa siêu âm
Wiseclean – Wisd – Hàn Quốc
16
Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com
2
Cân phân tích
Sartorious PB121S – Đức
3
Cân kỹ thuật
Sarturious – Đức
Kính hiển vi điện tử quét trường phát
www.daykemquynhon.ucoz.com MailBox : nguyenthanhtuteacher@hotmail.com
4
microscopy – FE–SEM)
Y U Controller B170 – Đức Q . Chkawai DH – 252B TP Zetasizer ZS90 –O Malvern – Anh Ạ Đ D8 Advance – Bruker – Đức G N WS – 650MZ – 23MPPB – Mỹ Ư H
Lò nung
6
Máy hút ẩm
7
Máy đo kích thước tiểu phân
8
Máy nhiễu xạ tia X (XRD)
9
Máy phủ quay
11 12 13 14
TO
15
N À Đ 17 16
D
Hitachi S – 4800 – Nhật Bản
5
10
N Ễ I
xạ (Field emission scanning electron
18
N Ầ Fourier (Fourier transform infrared R T spectroscopy – FT/IR)B 0 0 Máy khuấy từ gia nhiệt 10 A cầm tay Máy siêu âm Ó H ly tâm lạnh Máy Í L Máy đo pH ÁN Máy đo quang UV–VIS Máy quang phổ hồng ngoại biến đối
FT/IR – Jasco – 6700 – Nhật Bản RCT basic – IKA – Đức QSONICA Sonicator Q500 UNIVERSAL 320R Mettler toledo – Mỹ U–1900 Hitachi – Nhật
Tủ sấy tĩnh
BD/ED – BINDER
Tủ sấy chân không
LVO 2040
Ơ H N
N
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
Các dụng cụ khác: cốc có mỏ, đũa thủy tinh, pipet pasteur
17
Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com
2.2. Nội dung nghiên cứu Để đạt được những mục tiêu đề ra, nghiên cứu đã thực hiện các nội dung sau: ➢ Nghiên cứu tổng hợp tiểu phân nano TiO2 ➢ Sơ bộ đánh giá khả năng gắn của acid folic lên tiểu phân TiO2 2.3. Phương pháp nghiên cứu 2.3.1. Phương pháp tổng hợp 2.3.1.1 Tổng hợp tiểu phân nano TiO2 từ TiCl4
O Ạ Đ
Q . P
UY
Ơ H N
T
www.daykemquynhon.ucoz.com MailBox : nguyenthanhtuteacher@hotmail.com
TiCl4 là chất lỏng rất dễ hút ẩm và tỏa nhiệt mạnh khi gặp hơi ẩm ở nhiệt độ thường, nên cần tạo dung dịch trung gian chứa TiOCl2 có thể dễ dàng bảo quản và sử
NG
dụng cho những lần thí nghiệm sau.
Ư H Bước 1: Tính toán lượng TiCl sử dụng để thu được khoảng 30 ml dung dịch TiOCl N 1M theo phương trình phản ứng: Ầ TiCl + H O TiOCl + 2HCl [29] TR B Nhỏ từ từ TiCl vào cốc có mỏ 1000ml chứa khoảng 30,0 ml nước cất đã đông đá (00 5 C) đến khi thể tích TiCl đạt 0 khoảng 3,7 ml. Bảo quản dung dịch TiOCl 1M trong 1 A độ 0-5 C. ngăn đá tủ lạnh, duy trì nhiệt Ó Bước 2: Đong chínhH xác khoảng 5,0 ml dung dịch TiOCl 1M, bổ sung thêm nước Í để được 10,0 ml dung dich TiOCl 0,5M. Tiến hành đun cách cất (nhiệt độ phòng) L - 100 C trong 6 giờ để thu được hỗn dịch chứa nano TiO . Phương thủy ở điều kiện ÁNứng thủy phân được trình bày ở mục 1.2.4 với X là gốc Cl . Sau đó, để trình phản TOvề nhiệt độ phòng, pha loãng với nước cất thích hợp và tiến hành đo kích thước nguội Ntiểu phân. À Đ Cách tiến hành:
4
4
2
2
2
4
o
4
2
o
2
2
o
2
-
ỄN
DI
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
N
➢ Đánh giá một số đặc tính của tiểu phân tổng hợp được
2.3.1.2 Tổng hợp tiểu phân nano TiO2 từ titan tetra isopropoxid (TTIP)
Bản chất của quá trình tổng hợp TiO2 từ TTIP dựa trên phương pháp sol – gel là quá trình thủy phân TTIP trong nước và ngưng tụ để tạo thành sản phẩm. Phương trình phản ứng được trình bày ở mục 1.2.4 với gốc R là isopropyl.
18
Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com
UY
Ơ H N
Q . Qua tham khảo khảo tài liệu [33], nghiên cứu đề xuất phương pháp P tổng hợp T tiểu phân TiO được tóm tắt qua hình 2.2: O Ạ Đ NG HƯ N Ầ TR B 0 0 0 1 A Ó H Hình 2.2. -Sơ đồ tổng quát tổng hợp tiểu phân nano TiO từ TTIP Í L Chi tiết các bước - tổng hợp như sau: Bước 1: Nhỏ ÁN từ từ một lượng thể tích TTIP vào cốc có mỏ chứa 10,0 ml isopropanol (0-5O T C) đang được khuấy từ với tốc độ 500 vòng/phút trong thời gian 15s. Tiếp tục khuấy từ trong 5 phút để hỗn hợp đồng nhất. Dung dịch tạo thành (gọi là dung dịch N ĐÀ A) được bảo quản trong ngăn đá tủ lạnh, duy trì nhiệt độ 0-5 C. Hình 2.1. Công thức hóa học của titan tetra isopropoxid (TTIP)
www.daykemquynhon.ucoz.com MailBox : nguyenthanhtuteacher@hotmail.com
2
2
o
N Ễ I
D
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
N
o
Bước 2: Đong 20,0 ml dung dịch HNO3 hoặc NaOH với các pH khác nhau (gọi là
dung dịch B) vào cốc có mỏ 100 ml. Dung dịch B có thể có hoặc không có chất diện hoạt tùy điều kiện khảo sát. Tiến hành phản ứng ở nhiệt độ thường. Bước 3: Tiến hành phản ứng:
19
Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com
• Tạo tiểu phân nano: Phối hợp trực tiếp dung dịch A vào dung dịch B trong thời gian 20s và tỉ lệ thể tích theo điều kiện khảo sát, kết hợp khuấy từ với tốc độ 500 vòng/phút. Sau phối hợp, duy trì khuấy từ trong 5 phút và tiến hành 2.3.2. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp TiO2 từ TTIP ❖ Dung dịch A: Tỉ lệ thể tích của TTIP/isopropanol
UY
Ơ H N
❖ Dung dịch B: pH dung dịch B, tỉ lệ thể tích của dung dịch A/dung dịch B, loại và lượng chất diện hoạt trong dung dịch B.
www.daykemquynhon.ucoz.com MailBox : nguyenthanhtuteacher@hotmail.com
❖ Các yếu tố kĩ thuật: • Thiết bị siêu âm • Cường độ và thời gian siêu âm tạo hỗn dịch
DI
T
Ư H 2.3.3.1 Đánh giá kích thước tiểu phân trung bình và phân bố kích thước tiểu phân Nkhi tổng hợp bằng máy đo kích thước Ầ Xác định kích thước tiểu phân nano sau TR hợp được để ổn định về nhiệt độ phòng tiểu phân Zetasizer ZS90. Mẫu sau khi tổng B và pha loãng bằng nước cất vừa đủ0được điều chỉnh pH giống pH của mẫu để “count 0 0 rate” đạt từ 200 – 400 kcps, tiến 1 hành đo mẫu và ghi lại giá trị KTTP và PDI để xử lý kết quả (mỗi mẫu đo 3 lầnAvà lấy giá trị trung bình). Ó 2.3.3.2 Đánh giá thếH Zeta Í Thế Zeta Lđược xác định bằng máy đo kích thước tiểu phân Zetasizer ZS90 để xác định sự tích điện bề mặt tiểu phân [5]. Tiến hành pha loãng mẫu tương tự như N Á trong trường hợp đo kích thước tiểu phân. Tiêm mẫu vào cuvet đo Zeta bằng xilanh O 1,0Tml sao cho không có bọt khí trong cuvet. Tiến hành đo mẫu và ghi lại giá trị thế NZeta để xử lý kết quả (mỗi mẫu đo 3 lần và lấy giá trị trung bình). À Đ 2.3.3. Các phương pháp đánh giá
ỄN
NG
O Ạ Đ
Q . P
N
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
phân tán bằng bể siêu âm hoặc máy siêu âm cầm tay, thu được hỗn dịch nano.
2.3.3.3 Đánh giá cấu trúc tiểu phân thông qua phổ nhiễu xạ tia X
Phân tích phổ nhiễu xạ tia X được thực hiện trên máy D8 Advance – Bruker – Đức tại khoa Hóa, đại học Quốc Gia Hà Nội với các thông số: ống phát làm anot Cu làm việc tại điện áp 40 kV, cường độ dòng điện 40 mA, tấm lọc Nikel hấp thụ bức xạ CuKβ, bức xạ phân tích CuKα có λ = 0,15406 nm. Detector bán dẫn SOL–X.
20
Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DấyKèmQuyNhƥn
www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com
Mẍu TiO2 táť•ng hᝣp đưᝣc ly tâm 10000 vòng/phĂşt trong 20 phĂşt, lẼy tᝧa sẼy chân khĂ´ng 45oC trong 4 giáť?. Báť™t sau sẼy đưᝣc sáť d᝼ng Ä‘áťƒ Ä‘o pháť• XRD. Mẍu đưᝣc đạt trĂŞn khay nháťąa, quĂŠt gĂłc 2đ?œƒ (2–theta) tᝍ 20 – 80 Ä‘áť™.
Ć H N
HĂŹnh dấng vĂ kĂch thĆ°áť›c tiáťƒu phân đưᝣc Ä‘ĂĄnh giĂĄ báşąng kĂnh hiáťƒn vi Ä‘iᝇn táť
UY
quĂŠt trĆ°áť?ng phĂĄt xấ (FE–SEM) Hitachi S4800 tấi viᝇn Khoa háť?c Váşt liᝇu, viᝇn HĂ n
lâm Khoa h�c và Công nghᝇ Viᝇt Nam. Mẍu h᝗n dᝋch đưᝣc gắn trên m᝙t giå đo phᝧ
Q . P
máť™t láť›p rẼt máť?ng platinum Ä‘áťƒ trĂĄnh tĂch t᝼ Ä‘iᝇn tĂch, sau Ä‘Ăł đưᝣc Ä‘Ć°a vĂ o buáť“ng chân
T
O áş Ä? lĂŞn tiáťƒu phân nano NghiĂŞn cᝊu tiáşżn hĂ nh sĆĄ báť™ Ä‘ĂĄnh giĂĄ hiᝇu quả gắn acid folic G N TiO theo 3 phĆ°ĆĄng phĂĄp: ĆŻ H PhĆ°ĆĄng phĂĄp 1: Ä?ĂĄnh giĂĄ tráťąc tiáşżp khả năng gắn acid folic lĂŞn TiO thĂ´ng qua sáťą N quan sĂĄt mĂ u lĂŞn Ä‘áşż kĂnh đưᝣc phᝧ 1 láť›p TiOẌ báşąng phĆ°ĆĄng phĂĄp phᝧ quay. CĂĄch tiáşżn hĂ nh: TR B BĆ°áť›c 1: ChuẊn báť‹ Ä‘áşż kĂnh thᝧy tinh0cĂł kĂch thĆ°áť›c 1,5 cm x 1,5 cm, ráťa sấch vĂ siĂŞu 00Ä‘áťƒ lĂ m Ä‘áşż phᝧ quay TiO . âm váť›i ethanol tuyᝇt Ä‘áť‘i, sẼy1 khĂ´ BĆ°áť›c 2: Pha háť—n dáť‹ch phᝧAquay váť›i tᝉ lᝇ 0,5ml háť—n dáť‹ch nano TiO thĆ°ĆĄng mấi : 0,5 Ă“ ml ethanol tuyᝇt Ä‘áť‘i H : 1 giáť?t Triton X-100 (sáť d᝼ng cho khoảng 8-10 mẍu phᝧ quay). - KTTP = 301,5 Âą 5,6 nm váť›i PDI = 0,225 Âą 0,011. Ă? Mẍu thĆ°ĆĄng mấi cĂł L BĆ°áť›c 3: Tiáşżn hĂ nh phᝧ 1 láť›p TiO lĂŞn Ä‘áşż kĂnh thᝧy tinh báşąng phĆ°ĆĄng phĂĄp phᝧ quay N áť&#x; táť‘c đ᝙à 1000 vòng/phĂşt trong 120s, sáť d᝼ng mĂĄy phᝧ quay WS – 650MZ – 23MPPB O tấiTtrĆ°áť?ng đấi háť?c Khoa Háť?c Táťą NhiĂŞn, Ä?HQG HĂ Náť™i. PhĆ°ĆĄng phĂĄp phᝧ quay dáťąa NtrĂŞn nguyĂŞn tắc: dĆ°áť›i tĂĄc d᝼ng cᝧa láťąc ly tâm, háť—n dáť‹ch đưᝣc trải Ä‘áť u trĂŞn mạt pháşłng Ă€ Ä?
www.daykemquynhon.ucoz.com MailBox : nguyenthanhtuteacher@hotmail.com
không và tiến hà nh đo tấi điᝇn thế gia tᝑc 2kV.
2.3.3.5 SĆĄ báť™ Ä‘ĂĄnh giĂĄ khả năng gắn acid folic lĂŞn tiáťƒu phân nano TiO2
2
2
2
2
2
2
áť„N
DI
N
Dáş Y KĂˆM QUY NHĆ N OFFICIAL ST&GT : Ä?/C 1000B TRẌN HĆŻNG Ä?áş O TP.QUY NHĆ N
2.3.3.4 Ä?ĂĄnh giĂĄ hĂŹnh dấng vĂ kĂch thĆ°áť›c tiáťƒu phân thĂ´ng qua kĂnh hiáťƒn vi FE–SEM
đế. Cåc giai đoấn cᝧa quå trÏnh phᝧ quay đưᝣc minh h�a trong hÏnh 2.3 [23]. Sau đó,
Ä‘áşż kĂnh đưᝣc ᝧ nhiᝇt, sáť d᝼ng lò nung Controller B170 tấi báť™ mĂ´n HĂła Ä?ấi CĆ°ĆĄng – VĂ´ CĆĄ, trong Ä‘iáť u kiᝇn đưᝣc mĂ´ tả áť&#x; hĂŹnh 2.4. BĆ°áť›c 4: Cân chĂnh xĂĄc khoảng 300 mg acid folic cho vĂ o cáť‘c cĂł máť? 100 ml đưᝣc báť?c kĂn báşąng giẼy bấc, trĂĄnh ĂĄnh sĂĄng. Ä?ong chĂnh xĂĄc 20,0 ml DMSO cho vĂ o cáť‘c,
21
Giáť›i thiᝇu trĂch Ä‘oấn báť&#x;i GV. Nguyáť…n Thanh TĂş
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com
bịt kín miệng cốc để tránh bay hơi DMSO. Khuấy từ ở tốc độ 300 vòng/phút đến khi acid folic tan hết. Nhúng mảnh kính thủy tinh đã phủ quay vào dung dịch trên trong 24 giờ (bịt kín miệng cốc). Sau 24 giờ, lấy mảnh kính ra, rửa với ethanol 90o 5 lần
www.daykemquynhon.ucoz.com MailBox : nguyenthanhtuteacher@hotmail.com
NG
O Ạ Đ
Q . P
T
HƯ
N Ầ TRdung dịch lên đế và dàn đều xung quanh Ghi chú: (a) giai đoạn nhỏ B gia tốc quay (b) giai đoạn 0 0 0 (c) giai 1 đoạn quay với tốc độ ổn định A giai đoạn ngừng quay và bay hơi (làm khô) (d) Ó H 600 Í 500 L 500 N Á 400
N Ễ I
D
N À Đ
Nhiệt độ (oC)
Hình 2.3. 4 giai đoạn cơ bản của quá trình phủ quay
TO
UY
Ơ H N
350
300
250
200
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
N
đến dung dịch rửa không còn màu vàng, để khô ngoài không khí và quan sát.
150
100 0
10
20
30
40 50 60 70 Thời gian (phút)
80
90
100
Hình 2.4. Đồ thị biểu diễn nhiệt độ và thời gian ủ đế kính phủ TiO2 22
Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com
Phương pháp 2: Đánh giá khả năng tương tác giữa acid folic với TiO2 thông qua phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (Fourier transform infrared spectroscopy – FT/IR). Cách tiến hành:
Ơ H N
(bọc kín bằng giấy bạc, tránh ánh sáng) với dung môi là DMSO. Dung dịch thu được gọi là dung dịch X.
UY
Bước 2: Hút chính xác 10,0 ml dung dịch X cho vào cốc có mỏ 100 ml (bọc kín bằng
Q . P
giấy bạc) đã đựng sẵn chính xác khoảng 100 mg bột TiO2 (Degusa P25). Bịt kín
T
O Ạ Đ45 C trong 4 giờ. Sau Bước 3: Tủa thu được ở đáy ống ly tâm được sấy chân không ở G N đó, tủa được nghiền mịn và trộn với bột KBr với tỉ lệ thích hợp để dập thành viên Ư H nén, tiến hành đo phổ FT/IR trên máy FT/IR – Jasco – 6700 tại Viện Công Nghệ Nmại và acid folic nguyên liệu cũng Dược Phẩm Quốc Gia. Bột nano TiO thương Ầ được tiến hành đo phổ FT/IR tương tự như TRtrên. So sánh tương quan giữa ba phổ đã B đo và rút ra kết luận. 0 0 Phương pháp 3: Đánh giá gián0tiếp khả năng gắn acid folic lên TiO thông qua xác 1 định nồng độ trước và sauA của dung dịch acid folic sau khi gắn TiO Ó Cách tiến hành: H Í phương pháp định lượng dung dịch acid folic trong dimethyl Bước 1: Xây dựng L sulfoxid (DMSO): Á➢ NXác định bước sóng hấp thụ cực đại: Pha loãng dung dịch X (ở bước 1, TO phương pháp 2, mục 2.2.3.5) bằng DMSO thành dung dịch có nồng độ N chính xác khoảng 10,0 µg/ml. Tiến hành quét phổ trong dải bước sóng từ À Đ
www.daykemquynhon.ucoz.com MailBox : nguyenthanhtuteacher@hotmail.com
miệng cốc, duy trì khuấy từ ở nhiệt độ thường với tốc độ 300 vòng/phút trong 36 giờ. Sau 36 giờ, lấy khoảng 4ml hỗn dịch để ly tâm 10000 vòng/phút trong 20 phút. o
2
2
2.
ỄN
DI
N
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
Bước 1: Cân chính xác khoảng 200 mg acid folic hòa tan trong bình định mức 20 ml
200 – 400 nm, lựa chọn bước sóng cực đại (λmax) mà tại đó có độ hấp thụ A lớn nhất.
➢ Xây dựng đường chuẩn biểu thị mối tương quan giữa nồng độ acid folic và độ hấp thụ: Pha dãy các dung dịch chuẩn có nồng độ trong khoảng từ 4
23
Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com
µg/ml – 12 µg/ml. Tiến hành đo độ hấp thụ của các dung dịch chuẩn ở bước sóng λmax, xây dựng đường chuẩn. ➢ Đánh giá độ lặp lại: Tiến hành pha loãng dung dịch acid folic có nồng độ
Ơ H N
100 µg/ml. Lặp lại quy trình trên 6 lần, tính giá trị trung bình, độ lệch chuẩn (SD) và độ lệch chuẩn tương đối (RSD). Yêu cầu RSD ≤ 2%.
UY
Bước 2: Xác định hiệu suất gắn acid folic lên TiO2: Lấy khoảng ½ dịch phía trên sau
Q . P
khi thực hiện bước 2, phương pháp 2 ở mục 2.2.3.5, lọc hai lần qua màng nylon 0,45
T
O Ạ Đ folic (pha loãng 1000 lần) rồi tiến hành đo quang ở bước G sóng λ với mẫu trắng là N dung dịch DMSO. Ư H công thức: Hiệu suất gắn acid folic với TiO được xác định bằng N Ầ % acid folic gắn = x 100% R T Trong đó, C và C lần lượt là nồng độ acid folic (mg/ml) trong dung dịch X và dung B 0 dịch Y. 0 0 2.3.4. Phương pháp xử lý số1liệu thực nghiệm A Các kết quả được tính toán và xử lý thống kê bằng phần mềm Excel 2016 Ó H Í L ÁN TO N À Đ
www.daykemquynhon.ucoz.com MailBox : nguyenthanhtuteacher@hotmail.com
µm, thu được dung dịch Y. Pha loãng dung dịch X (ở bước 1, phương pháp 2, mục 2.2.3.5) và dung dịch Y với cùng hệ số pha loãng đến nồng độ tuyến tính của acid max
2
Cx −Cy Cx
x
N Ễ I
y
N
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
chính xác khoảng 6 µg/ml từ dung dịch gốc có nồng độ chính xác khoảng
D
24
Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial