Đánh giá khả năng tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh bằng nano vàng ở kích thước khác nhau trên cơ sở hiệu ứng quang nhiệt

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

HOÀNG THỊ DUYÊN

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TIÊU DIỆT VI KHUẨN GÂY BỆNH

BẰNG NANO VÀNG Ở KÍCH THƯỚC KHÁC NHAU

TRÊN CƠ SỞ HIỆU ỨNG QUANG NHIỆT

LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÍ

THÁI NGUYÊN - 2020

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

HOÀNG THỊ DUYÊN

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TIÊU DIỆT VI KHUẨN GÂY BỆNH

BẰNG NANO VÀNG Ở KÍCH THƯỚC KHÁC NHAU

TRÊN CƠ SỞ HIỆU ỨNG QUANG NHIỆT

Ngành: Quang học

Mã số: 8440110

LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÍ

Cán bộ hướng dẫn khoa học: 1. TS. NGUYỄN THỊ LUYẾN

2. TS. TRẦN QUANG HUY

THÁI NGUYÊN - 2020

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đề tài “Đánh giá khả năng tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh

bằng nano vàng ở kích thước khác nhau trên cơ sở hiệu ứng quang nhiệt” là

công trình nghiên cứu của tôi dưới sự giúp đỡ về mặt chuyên môn và hướng

dẫn khoa học của TS. Nguyễn Thị Luyến và TS. Trần Quang Huy. Các số liệu

và kết quả nghiên cứu trong luận văn là hoàn toàn trung thực và chưa được

công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Nội dung của luận văn là một phần

trong dự án nghiên cứu được tài trợ bởi Quỹ phát triển Khoa học và Công

nghệ quốc gia, mã số: 108.99-2020.08. Những tài liệu tham khảo đều đã được

công bố trên các tạp chí và các trang web uy tín. Các trích dẫn đều được liệt

kê đầy đủ trong danh mục tài liệu tham khảo của luận văn.

Thái Nguyên, ngày 30 tháng 11 năm 2020.

Tác giả luận văn

Hoàng Thị Duyên

ii

LỜI CẢM ƠN

Để có thể hoàn thành được đề tài này, trước tiên tôi xin chân thành cảm

ơn các thầy cô giáo trong Khoa Vật lý và Công nghệ - Trường Đại học Khoa

học - Đại học Thái Nguyên đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi trong

quá trình học tập và nghiên cứu tại đây.

Đặc biệt, tôi xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc tới TS. Nguyễn Thị Luyến

và TS. Trần Quang Huy, những người thầy đã tạo mọi điều kiện tốt nhất cho

tôi, trực tiếp hướng dẫn và chỉ bảo tận tình tôi trong suốt quá trình thực hiện

luận văn.

Tôi xin chân thành cảm ơn anh Nguyễn Xuân Quang, nghiên cứu sinh

tại Viện nghiên cứu nano - Trường Đại học Phenikaa đã nhiệt tình hướng dẫn

tôi các phương pháp chế tạo mẫu, sử dụng các loại máy đo và hướng dẫn tôi

phân tích các kết quả.

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô và các anh

chị em ở Viện nghiên cứu nano - Trường Đại học Phenikaa đã tạo điều kiện

thuận lợi giúp đỡ tôi trong suốt quá trình làm thực nghiệm tại đây.

Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè và các đồng

nghiệp ở Trường THPT Bắc Kạn đã luôn ủng hộ và cổ vũ để tôi hoàn thành

tốt luận văn của mình.

Luận văn được sự hỗ trợ của của đề tài nghiên cứu cơ bản được Quỹ

Phát triển Khoa học và Công nghệ quốc gia, mã số: 108.99-2020.08

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, tháng 11 năm 2020

Tác giả luận văn

Hoàng Thị Duyên

iii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ..............................................................................................i

LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................ii

MỤC LỤC........................................................................................................iii

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT......................................... v

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ....................................................... vi

DANH MỤC BẢNG BIỂU .............................................................................ix

MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1

Chương 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT....................................................... 4

1.1. Vật liệu nano kim loại................................................................................ 4

1.1.1. Giới thiệu chung...................................................................................... 4

1.1.2. Hiệu ứng quang nhiệt.............................................................................. 5

1.1.3. Hiệu ứng quang nhiệt của hạt nano kim loại .......................................... 6

1.2. Vật liệu nano vàng...................................................................................... 6

1.2.1. Giới thiệu chung về nano vàng ............................................................... 6

1.2.2. Đặc tính quang của nano vàng ................................................................ 7

1.3. Các phương pháp chế tạo hạt nano vàng ................................................. 10

1.4. Ứng dụng của nano vàng trong y sinh học............................................... 14

1.5. Kết luận .................................................................................................... 15

Chương 2: PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM......................................... 16

2.1. Vật liệu, hóa chất, trang thiết bị............................................................... 16

2.1.1. Vật liệu, hóa chất................................................................................... 16

2.1.2. Thiết bị .................................................................................................. 16

2.2. Quy trình chế tạo hạt nano vàng .............................................................. 18

2.3. Khảo sát các đặc tính quang học của hạt nano vàng................................ 19

2.3.1. Phương pháp đo phổ hấp thụ UV-vis.................................................... 19

2.3.2. Phổ tán xạ Raman.................................................................................. 20

iv

2.3.3. Đo quang phổ huỳnh quang (PL).......................................................... 23

2.4. Khảo sát hình thái bề mặt, cấu trúc tinh thể và độ ổn định của mẫu ....... 25

2.4.1. Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM) ............................................. 25

2.4.2. Phương pháp phân tích thành phần (EDX)........................................... 27

2.4.3. Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua (TEM)................................... 28

2.4.4. Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD)...................................................... 29

2.4.5. Phương pháp đo thế Zeta ...................................................................... 31

2.5. Phương pháp ly tâm phân đoạn................................................................ 33

2.6. Khảo sát hiệu ứng quang nhiệt của dung dịch nano vàng........................ 35

2.7. Đánh giá khả năng kháng khuẩn của các hạt nano vàng ở kích thước

khác nhau......................................................................................................... 36

2.7.1. Kỹ thuật kháng sinh đồ khoanh giấy khuếch tán .................................. 36

2.7.2. Kỹ thuật cấy đếm .................................................................................. 38

2.8. Kết luận .................................................................................................... 38

Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.................................................... 39

3.1. Phổ hấp thụ UV-vis.................................................................................. 39

3.2. Hình ảnh TEM.......................................................................................... 40

3.3. Giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD) ................................................................. 42

3.4. Phân tích thành phần bằng EDX.............................................................. 43

3.5. Kết quả thế Zeta ....................................................................................... 44

3.6. Nano vàng từ ly tâm phân đoạn ............................................................... 46

3.7. Hiệu ứng quang nhiệt của nano vàng....................................................... 49

3.8. Diệt vi khuẩn có sự hỗ trợ của nano vàng dựa trên hiệu ứng quang nhiệt..... 50

3.9. Kết luận .................................................................................................... 53

KẾT LUẬN CHUNG .................................................................................... 54

KIẾN NGHỊ...................................................Error! Bookmark not defined.

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 55