Nghiên cứu tổng hợp các hạt nano phát quang ZnSe ZnSe: X (X có thể là Mn, Ag, Cu), ZnSe:X/ZnS (core/shell) định hướng ứng dụng trong y sinh học :Báo cáo tổng kết đề tài Khoa học cấp trường

BỘ CÔNG THƯƠNG

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO KHOA HỌC TỔNG KẾT ĐỀ TÀI

KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI KH&CN

CẤP TRƯỜNG

Tên đề tài: Nghiên cứu tổng hợp các hạt nano phát quang ZnSe,

ZnSe:X (X có thể là Mn, Ag, Cu), ZnSe:X/ZnS (core/shell) định

hướng ứng dụng trong y sinh học.

Mã số đề tài: 184.HH01

Chủ nhiệm đề tài: ThS. Bùi Thị Diễm

Đơn vị thực hiện: Khoa Công nghệ Hóa học

TP Hồ Chí Minh, 1/2019

viii

PHẦN I. THÔNG TIN CHUNG ĐỀ TÀI

I. Thông tin tổng quát

1.1. Tên đề tài: Nghiên cứu tổng hợp các hạt nano phát quang ZnSe, ZnSe:X (X

có thể là Mn, Ag, Cu), ZnSe:X/ZnS (core/shell) định hướng ứng dụng trong y

sinh học.

1.2. Mã số: 184.HH01

1.3. Danh sách chủ trì, thành viên tham gia thực hiện đề tài

TT Họ và tên Đơn vị công tác Vai trò thực hiện đề tài

1 ThS. Bùi Thị Diễm Trường ĐH Công

nghiệp TP.HCM

Chủ nhiệm, chịu trách nhiệm toàn

bộ hoạt động, công việc của đề tài

1.4. Đơn vị chủ trì: Khoa Công nghệ Hóa học

1.5. Thời gian thực hiện:

1.5.1. Theo hợp đồng: từ tháng 01 năm 2018 đến tháng 12 năm 2018.

1.5.2. Gia hạn (nếu có):

1.5.3. Thực hiện thực tế: từ tháng 01 năm 2018 đến tháng 12 năm 2018

1.6. Những thay đổi so với thuyết minh ban đầu (nếu có): không có

(Về mục tiêu, nội dung, phương pháp, kết quả nghiên cứu và tổ chức thực hiện;

Nguyên nhân; Ý kiến của Cơ quan quản lý)

1.7. Tổng kinh phí được phê duyệt của đề tài: 22,0 triệu đồng.

II. Kết quả nghiên cứu

2.1. Đặt vấn đề

2.1.1. Tính cấp thiết của việc thực hiện đề tài

Các hạt nano phát quang (luminescent quantum dot) đã và đang được nghiên cứu

tổng hợp bằng nhiều phương pháp khác nhau, và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau

như trong sinh y học và thiết bị quang điện.

Căn cứ vào tính chất huỳnh quang của các hạt nano phát quang mà chúng trở thành

một trong những nguồn vật liệu cho việc chế tạo cảm biến sinh học trên cơ sở độ nhạy của

tính chất quang học sau khi đã gắn kết các kháng thể với các hạt nano phát quang qua hiệu

ứng truyền điện tử cộng hưởng.

Có nhiều nghiên cứu trên thế giới tổng hợp các hạt nano phát quang dựa trên nguyên

tố từ ca-đi-mi (Cd) cho hiệu suất phát quang cao, tuy nhiên ca-đi-mi lại độc hại và đang bị

ix

hạn chế trong việc ứng dụng trong môi trường sinh học và thải ra bên ngoài gây ô nhiễm

môi trường sau khi sử dụng.

Do đó, các nguyên tố khác đang được nghiên cứu để thay thế vật liệu ca-đi-mi nano

phát quang như là kẽm (Zn) hoặc tạo các lớp vỏ (shell) bao phủ bên ngoài lõi hạt nano để

tạo thành hạt core/shell hoặc hạt nano phát quang cấu trúc đa lớp (core/multi-shell).

Các hạt hạt nano phát quang dựa trên nguyên tố Zn có pha tạp kim loại bền nhiệt,

bền hóa học có tính quang điện tốt, thời gian sống lâu và hiệu suất huỳnh quang cao.

Khi thay đổi nồng độ kim loại trong các hạt nano phát quang thì làm dãy màu thay

đổi nên việc ứng dụng để dò tìm bệnh, virus và dùng trong quang điện tử được thuận lợi

hơn.

Tuy nhiên các phương pháp tổng hợp chỉ dừng lại ở phương pháp hữu cơ vì thế dựa

trên các mặt thuận lợi và bất lợi này chúng tôi nghiên cứu cho ra các sản phẩm này bằng

các phương pháp khác có tính kinh tế, hóa học xanh, bảo vệ môi trường và hướng tới ứng

dụng trong y sinh học.

Từ những lý do trên đây và trên cơ sở trang thiết bị sẵn có của Khoa Công Nghệ Hóa

Học và Viện Khoa Học Vật Liệu, chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu là: "Nghiên cứu tổng

hợp các hạt nano phát quang ZnSe, ZnSe:X (X có thể là Mn, Ag, Cu), ZnSe:X/ZnS,

(core/shell) định hướng ứng dụng trong y sinh học”

2.1.2. Tổng quan về các hạt nano phát quang và khả năng ứng dụng của chúng

Vi khuẩn E.coli O 157: H7 và S.aureus kháng methicillin (MRSA) là 2 tác nhân gây

bệnh thường gặp. Theo nghiên cứu của tác giả Bùi Thế Hiền (2001), trong số các tác nhân

gây ngộ độc thực phẩm, E.coli chiếm hơn 70%. MRSA chiếm hơn 45,24% trường hợp

nhiễm trùng tại Tp.HCM (Tạp chí y học dự phòng, tập XXI, số 6 (124)), đây cũng là

tác nhân gây nhiễm trùng bệnh viện, cộng đồng nguy hiểm vì khả năng gây tử vong cao

cho bệnh nhân, tiêu tốn nhiều thời gian trong điều trị. Để phát hiện các vi khuẩn này,

phương pháp nuôi cấy truyền thống vẫn được sử dụng như một chuẩn vàng, tuy nhiên, cần

3 – 5 ngày mới có thể thu được kết quả như mong muốn. Nhiều phương pháp sinh học

phân tử như PCR (polymerase chain reaction), realtime PCR, pentaplex PCR đã được áp

dụng để phát hiện nhanh vi khuẩn S.aureus MRSA và E.coli O 157: H7… (D. Jonas,

2002; Hassanain Al-Talib, 2009; Ralf M. Hagen, 2005). Tuy nhiên, kết quả âm tính

giả vẫn được ghi nhận trong nhiều trường hợp do có một số thành phần ức chế phản ứng

x

PCR khi dùng phương pháp này phát hiện trực tiếp vi khuẩn trong mẫu bệnh phẩm và thực

phẩm.

Để giải quyết các vần đề trên, hiện nay, ứng dụng công nghệ nano trong y sinh đang

được đầu tư nghiên cứu, một trong những hướng ứng dụng là chẩn đoán nhanh tác nhân vi

sinh gây bệnh bằng kỹ thuật nano.

Phát hiện nhanh và chính xác tác nhân gây bệnh là nhu cầu tất yếu trong bối cảnh

hiện nay tại Việt Nam, khi mà số trường hợp nhiễm trùng bệnh viện và ngộ độc thực phẩm

ngày một gia tăng. Việc chẩn đoán nhanh, đúng tác nhân sẽ góp phần hỗ trợ công tác điều

trị cho bác sĩ lâm sàng, góp phần định hướng trong công tác phòng chống dịch bệnh cho

khối y tế dự phòng và hơn hết bệnh nhân sẽ nhận được đúng phác đồ điều trị nhanh, góp

phần cải thiện sức khỏe.

Các hạt nano phát quang (LNPs) đã và đang được nghiên cứu tổng hợp bằng nhiều

phương pháp khác nhau trong và ngoài nước. Trong đó có 3 phương pháp chính: tổng hợp

trong môi trường hữu cơ, phương pháp tổng hợp chuyển pha từ hữu cơ đến pha nước và

trong môi trường nước.

Trong đó, các LNPs được phân tán tốt trong môi trường nước và sẽ dễ phân tán trong

hệ đệm sinh học thông qua chất ổn định bề mặt với 2 nhóm chức –SH (gắn với LNPs) và –

COOH (liên kết với phân tử nước), do đó dễ dàng tương tác với tác nhân sinh học như

kháng thể, tế bào sinh học. Các hạt nano sau khi tương tác với tác nhân sinh học sẽ cho ra

tín hiệu phát quang khác nhau so với sự phát quang đặc trưng của chúng (Wing-Cheung

Law, 2009). Do đó, quy trình phát hiện vi khuẩn và việc chế tạo cảm biến sinh học dựa

trên cơ sở độ nhạy của hệ vật liệu huỳnh quang sau khi đã gắn kết các kháng thể với các

LNPs qua hiệu ứng truyền điện tử cộng hưởng (Förster resonance energy transfer - FRET)

từ LNPs đến chất cầu nối và tác nhân sinh học (vi khuẩn, tế bào hay ADN).

Để đáp ứng nhu cầu tương thích sinh học và tăng hiệu suất phát quang của hệ nano

phát quang liên hợp với kháng thể, cấu trúc lõi/vỏ của ZnSe:X/ZnS đã được định hướng và

nghiên cứu tổng hợp trong môi trường nước, sử dụng các chất ban đầu đơn giản thay vì

dùng các hợp chất cơ – kim trong dung môi hữu cơ độc hại. Kỹ thuật mới này được nhóm

tác giả Bich Thi Luong, Nakjoong Kim tại Đại Học Hanyang, Hàn Quốc xây dựng (Bich

Thi Luong , 2012). Tuy nhiên các kết quả này cũng chưa được đưa vào nghiên cứu nhằm

ứng dụng trong việc phát hiện vi khuẩn.

xi

2.1.2. Tình hình nghiên cứu nano phát quang trong và ngoài nước:

• Ngoài nước:

Tác giả Phương pháp Sản phẩm Ứng dụng

Zhong Li, Chaoqing

Dong, Lichuan Tang,

Xin Zhu, Hongjin Chen

and Jicun Ren*

Môi trường nước

(Thực hiện ba bước,

phải rửa giữa các

bước tiến hành), ở

nhiệt độ 140

CdTe/CdS/ZnS

Bắt kháng thể

nhưng bị chết

trong thời gian

ngắn (1 giờ)

Vanessa Wood,

Jonathan E.Halpert,

Matthew J. Panzer,

Moungi G. Bawendi

and Vladimir Bulovic

Dung môi hữu cơ cơ

kim

ZnSe/ZnS:Mn/Zn

- Bắt được kháng

thể

- Dùng trong đèn

huỳnh quang

Bohua Dong, Lixin

Cao, Ge Su and Wei Liu

Môi trường nước

(Thực hiện hai bước,

phải rửa giữa các

bước tiến hành)

ZnSe/ZnS Dò tìm chửa bệnh

Bich Thi Luong, Eunsu

Hyeong, Seokhwan Ji

and Nakjoong Kim

Môi trường nước

(Thực hiện ba bước,

không rửa giữa các

bước tiến hành).

ZnSe/ZnS:Mn/ZnS Chưa ứng dụng

• Trong nước:

Tác giả Phương pháp Sản phẩm Ứng dụng

Dieu Thuy Ung Thi, Kim Chi

tran Thi, Thu Nga Pham, Duc

Nghia Nguyen2

, Duy Khang

Dinh3 and Quang Liem Nguyen

Môi trường nước (Thực

hiện ba bước, phải rửa

giữa các bước tiến hành),

ở nhiệt độ 140

CdTe và

CdSe

Nông nghiệp

xii

Tác giả Phương pháp Sản phẩm Ứng dụng

Nguyen Thi Minh, Nguyen

Hong Quang and Nguyen Thi

Quynh Hoa

Dung môi hữu cơ cơ kim

CdSe;

CdSe: Mn

Dừng lại

nghiên cứu từ

trường

Weon-Sik, Ung Dieu Thuy,

Quang Liem Nguyen

Môi trường nước

Chấm lượng

tử đơn bán

dẩn

Phát hiện virut

gây bệnh

(H5N1)

Nguyen Ngoc Hai, Nguyen Hai

Yen, Dương Thi Giang, Nguyen

Duc Nhat, Pham Thu Nga and

Dao Tran Cao

Dung môi hữu cơ cơ kim

Hệ phối trộn

chấm lượng

tử

CdZnSe/ZnS

Dùng cảm

biến sinh học

Vì vậy, trong đề tài này, tôi tiến hành tổng hợp chấm lượng tử phát quang dựa

trên nguyên tố Zn ít độc hại và sử dụng phương pháp tổng hợp trong môi trường

nước, đây là xu hướng tổng hợp thân thiện môi trường, điều kiện phản ứng đơn giản

và tiết kiệm chi phí hơn. Phương pháp tổng hợp này có sử dụng chất hoạt động bề

mặt là Polyvinyl alcohol (PVA), 3-Mercaptopropionic Acid (MPA), Hồ tinh bột

nhằm hỗ trợ quá trình phân tán, tăng cường độ phát quang và đặc biệt là tăng khả

năng thích ứng sinh học cho quá trình ứng dụng để nghiên cứu phát hiện nhanh vi

khuẩn, vi rút, nấm gây bệnh. Quantum Dot tổng hợp dựa trên nguyên tố Zn có pha

tạp kim loại (Mn, Cu, Ag) để tăng cường độ phát quang.

2.2. Mục tiêu

a. Mục tiêu tổng quát:

- Tổng hợp các hạt nano phát quang ZnSe, ZnSe:X (X có thể là Mn, Ag,

Cu), ZnSe:X/ZnS.

- Đánh giá khả năng ứng dụng của các hạt nano phát quang trong y sinh

học.

b. Mục tiêu cụ thể:

xiii

- Tổng hợp các hạt nano phát quang ZnSe trong môi trường nước.

- Khảo sát ảnh hưởng của kim loại và nồng độ của kim loại Mn, Ag, Cu

đến tính chất của các hạt nano phát quang ZnSe: X (X có thề là Mn, Ag,

Cu).

- Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình tổng hợp vật liệu nano.

- Khảo sát ảnh hưởng của chất hoạt động bề mặt (Polyvinyl alcohol (PVA),

3-Mercaptopropionic Acid (MPA), Hồ tinh bột đến một số tính chất của

vật liệu như: cấu trúc tinh thể, kích thước hạt và đặc biệt là tính chất

quang.

- Khảo sát hàm lượng tối ưu của kim loại pha tạp để mẫu có tính chất

quang tốt nhất.

- Tổng hợp các hạt core/shell để tạo vật liệu có độ bền và tính chất quang

tốt

- Đánh giá khả năng ứng dụng của các hạt nano có tính chất quang tốt nhất

trong lĩnh vực y sinh học.

2.3. Phương pháp nghiên cứu

Quy trình tổng hợp hạt nano phát quang ZnSe:X/ZnS được trình bày ở hình 1.

Thuyết minh quy trình:

Chuẩn bị hệ phản ứng: bình cầu 3 cổ có chứa hỗn hợp dung dịch như sau: 10

ml kẽm acetate 0.1 M, V ml dung dịch muối kim loại X 0.1 M (thể tích dung dịch

kim loại X thay đổi theo hàm lượng % kim loại pha tạp), 90 ml nước cất, và V ml

dung dịch chất hoạt động bề mặt 0.1 M. Hệ phản ứng được khuấy trộn đều và đuổi

không khí bằng khí N2 trong 30 phút, pH của dung dịch là 7, gia nhiệt độ hệ phản

ứng lên 90oC.

Dung dịch NaHSe được điều chế từ bột Se, NaBH4, và nước trong môi trường

chân không. Cân 0.04 g Se và 0.0386 g NaBH4 cho vào bình phản ứng, rút hết

không khí trong bình. Tiêm nhanh 0.3 ml nước cất vào bình phản ứng, phản ứng

xảy ra tức thì tạo thành dung dịch trong suốt ta thu được dung dịch NaHSe.

xiv

Hình 1: Sơ đồ quy trình tổng hợp nano phát quang ZnSe:X/ZnS

Phương trình phản ứng:

4NaBH4 + 2Se + 7H2O → 2NaHSe + Na2B4O7 + 14H2

Tiêm nhanh dung dịch NaHSe đã được điều chế vào hỗn hợp phản ứng trên, và

tiếp tục khuấy trộn tại nhiệt độ 90oC trong 4 h.

Phương trình phản ứng chính:

Zn2+ + HSe- + OH- → ZnSe + H2O

Giai đoạn bọc vỏ cần chuẩn bị: khuấy đều 0,1817g Zn(OAC)2.2H2O và 0,1992

g Na2S.9H2O trong 10 ml H2O rồi cho dung dịch vào bình phản ứng khuấy tiếp tục

trong 1h. Sản phẩm thu được sau phản ứng sẽ được để trong dung dịch 24h để ổn

định cấu trúc tinh thể. Sau đó tiến hành ly tâm để tách phần dung dịch, phần sản

phẩm rắn được rửa bằng isopropyl alcohol 2 – 3 lần rồi để khô tự nhiên sẽ thu được

sản phẩm và chuẩn bị cho việc phân tích sản phẩm.

xv

Phương pháp đo và phân tích mẫu:

− Chiếu đèn UV: Xác định nhanh các hạt nano có phát sáng khi bị kích thích

hay không

− Phương pháp đo độ hấp phụ electron (UV): Cho biết khả năng hấp thu bức

xạ phụ thuộc vào bước sóng hay tần số.

− Phương pháp đo phổ huỳnh quang (Photoluminescence, PL): công cụ để

nghiên cứu cấu trúc điện tử của các tâm định xứ (đôi khi rất phức tạp) và quá trình

truyền năng lượng giữa các tâm khác nhau trong chất bán dẫn.

− Phương pháp đo phổ hồng ngoại IR: Sử dụng để xác định định tính (nhận

biết chất), phân tích định lượng và đặc biệt xác định cấu trúc phân tử.

− Phương pháp phân tích nhiễu xạ tia X (XRD): xác định thành phần.

− Kính hiển thị điện tử truyền qua (TEM): Sử dụng chùm điện tử có năng

lượng cao chiếu xuyên qua mẫu vật rắn mỏng và sử dụng thấu kính điện tử để tạo

thành ảnh có độ phóng đại lớn (có thể tới hàng triệu lần), ảnh có thể tạo ra trên

màng huỳnh quang, hay trên film quang học, hay ghi nhận bằng các máy chụp kỹ

thuật số. Độ tương phản của ảnh hiển vi điện tử chủ yếu xuất phát từ khả năng tán

xạ điện tử của vật liệu.

2.4. Tổng kết về kết quả nghiên cứu

Nghiên cứu đã đạt được những kết quả cơ bản sau đây:

- Xây dựng thành công quy trình chế tạo các chấm lượng tử phát quang

- Tổng hợp các hạt nano phát quang ZnSe, ZnSe:X, (X có thề là Mn, Ag, Cu),

ZnSe:X/ZnS trong môi trường nước.

- Khảo sát ảnh hưởng của kim loại và nồng độ của kim loại Mn, Ag, Cu đến tính chất

của các hạt nano phát quang ZnSe: X (X có thề là Mn, Ag, Cu).

- Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình tổng hợp vật liệu nano.

- Khảo sát ảnh hưởng của chất hoạt động bề mặt (Polyvinyl alcohol (PVA), 3-

Mercaptopropionic Acid (MPA), Hồ tinh bột) đến một số tính chất của vật liệu

như: cấu trúc tinh thể, kích thước hạt và đặc biệt là tính chất quang.

- Khảo sát hàm lượng tối ưu của kim loại pha tạp để mẫu có tính chất quang

tốt nhất.

xvi

- Tổng hợp các hạt core/shell để tạo vật liệu có độ bền và tính chất quang tốt

- Đánh giá khả năng ứng dụng của các hạt nano có tính chất quang tốt nhất

trong lĩnh vực y sinh học.

2.5. Đánh giá các kết quả đã đạt được và kết luận

- Tổng hợp được các hạt nano phát quang (QDs) ZnSe, ZnSe:X, (X có thể là

Mn, Ag, Cu), ZnSe:X/ZnS sử dụng chất ổn định là (Polyvinyl alcohol (PVA), 3-

Mercaptopropionic Acid (MPA), Hồ tinh bột trong dung môi là nước. Quy trình

tổng hợp QDs sử dụng dung môi chính là nước, thời gian tổng hợp ngắn, không

dùng các dung môi hữu cơ độc hại, tiết kiệm năng lượng nên thân thiện môi trường.

Chất ổn định (Polyvinyl alcohol (PVA), 3-Mercaptopropionic Acid (MPA), hồ tinh

bột) có tác dụng hỗ trợ quá trình phân tán của hạt nano phát quang trong nước và

tương thích với các tế bào sinh học.

- Các hạt nano phát quang ZnSe: Mn, ZnSe:Mn/ZnS sử dụng chất ổn định

(Polyvinyl alcohol (PVA), 3-Mercaptopropionic Acid (MPA), hồ tinh bột) thu được

có màu phát quang là vàng cam và đỏ cam khi chiếu dưới ánh sáng đèn UV-365

nm. Các QDs ZnSe: Ag và ZnSe:Cu sử dụng chất ổn định 3-Mercaptopropionic

Acid (MPA), thu được có màu phát quang là vàng chanh khi chiếu dưới ánh sáng

đèn UV-365 nm.

- Khi thay đổi nồng độ kim loại pha tạp từ 1% đến 11% thì hầu như không ảnh

hưởng đến cấu trúc của tinh thể ZnSe:X (X: Mn, Ag, Cu). Cấu trúc của hạt là cấu

trúc giả kẽm. Quantum dot ZnSe:Mn có cường độ phát huỳnh quang tốt khi nồng độ

Mn pha tạp là 5%. Quantum dot ZnSe:Cu có cường độ phát huỳnh quang tốt khi

nồng độ Cu pha tạp là 3%. Quantum dot ZnSe:Ag có cường độ phát huỳnh quang

tốt khi nồng độ Ag pha tạp là 1%. Các hạt nano phát quang ZnSe:Mn có thời gian

sống (phát quang) lâu hơn các hạt nano ZnSe:Cu và ZnSe:Ag.

- Các hạt nano phát quang ZnSe:Mn/ZnS sử dụng chất ổn định 3-

Mercaptopropionic Acid (MPA) có cường độ phát huỳnh quang tốt khi nồng độ Mn

pha tạp là 5% và kích thước khoảng 10 nm. Các hạt nano phát quang ZnSe:Mn/ZnS

sử dụng chất ổn định Polyvinyl alcohol (PVA) có cường độ phát huỳnh quang tốt

tốt khi nồng độ Mn pha tạp là 3% và kích thước khoảng 18,56 nm. Các QDs

xvii

ZnSe:Mn/ZnS sử dụng chất ổn định Acid hồ tinh bột có cường độ phát huỳnh quang

tốt tốt khi nồng độ Mn pha tạp là 3% và kích thước khoảng 18 nm.

- Các hạt nano phát quang có cường độ phát quang tốt được đánh giá khả năng

ứng dụng trong lĩnh vực y sinh học. Các hạt nano phát quang cấu trúc

ZnSe:Mn(5%), ZnSe:Mn(5%)/ZnS sử dụng chất ổn định bề mặt 3-

Mercaptopropinic acid (MPA) cho kết quả rất tốt khi phát hiện vi khuẩn E.coli O

157: H7 và S.aureus kháng methicillin (MRSA).

2.6. Tóm tắt kết quả

Nghiên cứu đã tổng hợp được các hạt nano phát quang cấu trúc ZnSe:Mn(5%),

ZnSe:Mn(5%)/ZnS sử dụng chất ổn định bề mặt 3 Mercaptopropinic (MPA); các

hạt nano phát quang cấu trúc ZnSe:Mn(3%), ZnSe:Mn(3%)/ZnS sử dụng chất ổn

định bề mặt hồ tinh bột và các hạt nano phát quang cấu trúc ZnSe:Mn(5%),

ZnSe:Mn(3%)/ZnS sử dụng chất ổn định bề mặt Polyvinyl alcohol (PVA) có cường

độ phát quang cao. Các hạt nano phát quang cấu trúc ZnSe:Mn(5%),

ZnSe:Mn(5%)/ZnS sử dụng chất ổn định bề mặt 3-Mercaptopropinic acid (MPA)

cho kết quả rất tốt khi phát hiện vi khuẩn E.coli O 157: H7 và S.aureus kháng

methicillin (MRSA). Dựa trên cơ sở kết quả nghiên cứu đã dùng các hợp chất có 2

nhóm chức chứa thiol và carboxilic axit (HS-R–COOH), đặc biệt là dùng 3-

Mercaptopropionic acid (MPA) là cầu nối trực tiếp giữa các hạt nano và kháng thể.

MPA hoặc HS-R-COOH ít độc và với thiết kế này chi phí sẽ dễ chấp nhận nhờ vào

đơn giản hóa quá trình phát hiện và phân tích. Nhờ liên kết chặt chẽ giữa nhóm –

COOH và amin của vi khuẩn, tín hiệu phát quang của chấm lượng tử sau khi gắn

kết thay đổi, dựa trên sự khác biệt tính chất quang học (cường độ hay bước sóng)

của các hệ nano-vi khuẩn, vi khuẩn sẽ được phát hiện.

2.7. Abstract

Luminescent nanoparticles ZnSe:Mn(5%), ZnSe:Mn(5%)/ZnS using 3-

mercaptopropionic acid (MPA) surface stabilizer; luminescent nanoparticles

ZnSe:Mn(3%), ZnSe:Mn(3%)/ZnS using starch surface stabilizer and

luminescent nanoparticles ZnSe:Mn(5%), ZnSe:Mn(3%)/ZnS using polyvinyl

alcohol (PVA) surface stabilizer for high intensity luminescence. The

xviii

application of ZnSe:Mn(5%), ZnSe:Mn(5%)/ZnS using 3-mercaptopropionic

acid (MPA) surface stabilizer to detect E. coli O 157: H7 and MRSA showed

good results. Therefore, compounds containing thiol and carboxylic acid (HS-R￾COOH), particulary 3-Mercaptopropionic acid have been used is this design.

The application using MPA is less toxic and cost acceptable resulting in

simplification of detection and analysis. Due to the association between the

COOH group and the amine of the bacteria, the photoluminescence of quantum

dots after binding is altered. Based on the difference in optical properties

(intensity or wavelength) of the quantum dot systems and quantum dots-bacteria,

the bacteria can be detected efficiently.

III. Sản phẩm đề tài, công bố và kết quả đào tạo

3.1. Kết quả nghiên cứu (sản phẩm dạng 1, 2, 3)

TT Tên sản phẩm Yêu cầu khoa học/và chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật

Đăng ký Đạt được

1

Vật liệu

Hạt nano phát quang

được phân tán tốt

trong dung môi

Hạt nano phát quang

được phân tán tốt trong

dung môi (2 lít)

Hạt nano phát quang Hạt nano phát quang (20

gam)

2

Bài báo

Hội nghị hoặc Tạp

chí chuyên ngành hóa

học trong nước

Tạp chí hóa học

3

Kết quả tham gia

đào tạo đại học

Nhóm khoảng 2-3

sinh viên

Hoàn thành hướng dẫn 3

đề tài khóa luận cho sinh

viên khóa 10