Nghiên cứu tổng hợp và khảo sát tính chất của các hạt nano trên cơ sở các vật liệu bán dẫn, vật liệu từ, kim loại; bước đầu thử nghiệm trong sinh học, y dược học

Đề tài : Nghiên cứu tổng hợp và khảo sát tính chất của các hạt nano trên cơ sở các vật liệu bán dẫn, vật liệu từ, kim loại; bước đầu thử nghiệm trong sinh học, y dược học thuộc công trình nghiên cứu khoa học cấp bộ

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

NHIỆM VỤ HTQT VỀ KH&CN THEO NGHỊ ĐỊNH THƯ

BÁO CÁO TỔNG HỢP

KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI Nghiên cứu tổng hợp và khảo sát tính chất của các hạt nano trên cơ

sở các vật liệu bán dẫn, vật liệu từ, kim loại; bước đầu thử nghiệm

trong sinh học, y dược học (Hợp đồng số 38/355/2008/HĐ-NĐT ký ngày 25/4/2008)

Cơ quan chủ trì đề tài: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên

8485

Hà Nội - 2010

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

NHIỆM VỤ HTQT VỀ KH&CN THEO NGHỊ ĐỊNH THƯ

BÁO CÁO TỔNG HỢP

KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI Nghiên cứu tổng hợp và khảo sát tính chất của các hạt nano trên cơ

sở các vật liệu bán dẫn, vật liệu từ, kim loại; bước đầu thử nghiệm

trong sinh học, y dược học (Hợp đồng số 38/355/2008/HĐ-NĐT ký ngày 25/4/2008)

Hà Nội, ngày 30 tháng 8 năm 2010

BÁO CÁO THỐNG KÊ KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

I THÔNG TIN CHUNG

1 Tên đề tài: Nghiên cứu tổng hợp và khảo sát tính chất của các hạt nano

trên cơ sở các vật liệu bán dẫn, vật liệu từ, kim loại; bước đầu thử nghiệm

trong sinh học, y dược học

Mã số đề tài: Hợp đồng số 38/355/2008/HĐ-NĐT ký ngày 25/4/2008 Thuộc:

- Độc lập: Nhiệm vụ HTQT về KH&CN theo Nghị định thư

2 Chủ nhiệm đề tài:

Họ và tên: Nguyễn Ngọc Long

Ngày, tháng, năm sinh: 16-3-1943 Nam/ Nữ: Nam

Học hàm, học vị: PGS TS

Chức danh khoa học: Giảng viên cao cấp Chức vụ

Điện thoại: Tổ chức: 35582216-07 (Trung tâm Khoa học Vật liệu) Nhà riêng: 37843486 Mobile: 0913038005

Fax: E-mail: longnn@vnu.edu.vn (hoặc

ngocnglong@gmail.com)

Tên tổ chức đang công tác: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên,

Đại học Quốc gia Hà Nội

Địa chỉ tổ chức: 334 Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội

Địa chỉ nhà riêng: 11 đường Trung Yên 3, Trung Hòa, Cầu Giấy, Hà

Nội

3 Tổ chức chủ trì đề tài:

Tên tổ chức chủ trì đề tài: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên,

Đại học Quốc gia Hà Nội

Điện thoại: 38585277 (Phòng KH-CN) Fax: 38583061

E-mail: dhkhtnhn@hus.vnu.vn

Website: www.hus.edu.vn

Địa chỉ: 334 Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội

Họ và tên thủ trưởng tổ chức: PGS TS Bùi Duy Cam (Hiệu Trưởng)

Số tài khoản: 301.01.036.1

Ngân hàng: Kho bạc nhà nước Đống Đa, Hà nội

Tên cơ quan chủ quản đề tài: Đại học Quốc gia Hà Nội

II TÌNH HÌNH THỰC HIỆN

1 Thời gian thực hiện đề tài:

- Theo Hợp đồng đã ký kết: từ tháng 4 năm 2008 đến tháng 4 năm 2010

- Thực tế thực hiện: từ tháng 4 năm 2008 đến tháng 10 năm 2010

- Được gia hạn (nếu có):

c) Kết quả sử dụng kinh phí theo các khoản chi:

Đối với đề tài:

3 Các văn bản hành chính trong quá trình thực hiện đề tài:

(Liệt kê các quyết định, văn bản của cơ quan quản lý từ công đoạn xác định nhiệm vụ, xét chọn, phê duyệt kinh phí, hợp đồng, điều chỉnh (thời gian, nội dung, kinh phí thực hiện nếu có); văn bản của tổ chức chủ trì đề tài, dự án (đơn, kiến nghị điều chỉnh nếu có)

Số

TT

Số, thời gian ban

thuyết minh đề tài THUYẾT MINH NHIỆM VỤ HỢP TÁC QUỐC TẾ

Về Khoa học và Công nghệ theo nghị định thư

2 18/2/2008 chỉnh sửa

Thuyết minh theo ý kiến

của Hội đồng xét duyệt

THUYẾT MINH NHIỆM VỤ HỢP

19/1/2010

Công văn đề nghị điều chỉnh việc thực hiện Nhiệm vụ Nghị định thư Việt Nam- Israel

của Trường ĐH KHTN, do Phó Hiệu trưởng Nguyễn Hoàng Lương ký

tháng 12 năm 2009 Công văn V/v đề nghị điều chỉnh việc thực hiện Nhiệm vụ Nghị định thư Việt

Nam-Israel

của ĐHQG HN, do Trưởng Ban KHCN Nguyễn Cao Huần ký

ngày 22/3/2010 và điều chỉnh kinh phí của nhiệm vụ hợp

tác KHCN theo NĐT trưởng Lê Đình Tiến ký, cho phép gia hạn đến hết tháng

10 năm 2010 và chuyển 6,8 triệu đ kinh phí đón đoàn vào, bổ sung cho kinh phí đoàn ra thành 113 triệu đ

4 Tổ chức phối hợp thực hiện đề tài:

Nội dung tham gia chủ yếu

Sản phẩm chủ yếu đạt được

Ghi chú*

và protein, Khoa Sinh học, Trường ĐHKHTN Hà Nội

Ứng dụng hạt nano vàng nhận biết tế bào ung thư

vú, hạt nano từ tính tinh sạch DNA, chẩn đoán virut viêm gan B

Ứng dụng hạt nano bán dẫn phát hiện DNA của virut viêm gan B

5 Cá nhân tham gia thực hiện đề tài:

(Người tham gia thực hiện đề tài thuộc tổ chức chủ trì và cơ quan phối hợp, không quá 10 người kể cả chủ nhiệm)

Nội dung tham gia chính

Sản phẩm chủ yếu đạt được

Ghi chú*

1 PGS TS Nguyễn

Ngọc Long

PGS TS Nguyễn Ngọc Long

Xây dựng đề cương, thuyết minh nhiệm vụ; Lắp đặt hệ thiết

bị hóa-siêu âm, điện hóa-siêu âm; Chế

Như cột bên

tạo các hạt nano vàng, các hạt nano bán dẫn ZnS; Xử lý

số liệu, viết báo

Báo cáo giữa kỳ, Báo cáo tổng kết

Nguyễn Hoàng

Lương

GS TSKH Nguyễn Hoàng Lương

Lắp đặt hệ thiết bị hóa-siêu âm, điện hóa-siêu âm; Chế tạo các hạt nano từ tính; Xử lý số liệu, viết báo

Như cột bên

Như cột bên

4 TS Nguyễn

Hoàng Hải

PGS TS Nguyễn Hoàng Hải

Lắp đặt hệ thiết bị hóa-siêu âm, điện hóa-siêu âm; Chế tạo các hạt nano từ tính, chức năng hóa

bề mặt; Xử lý số liệu, viết báo

Như cột bên

5 ThS Lưu Mạnh

Quỳnh

ThS Lưu Mạnh Quỳnh

Chế tạo các hạt nano vàng, chức năng hóa

bề mặt, thử nghiệm ứng dụng các chấm lượng tử để nhận biết virut viêm gan

B

Như cột bên

6 PGS TS Lê thị

Thanh Bình PGS TS Lê thị Thanh Bình Thư ký đề tài; Chế tạo các hạt nano bán

dẫn ZnS

Như cột bên

7 PGS TS Phạm

Thu Nga PGS TS Phạm Thu Nga Chế tạo các hạt nano bán dẫn

CdSe/ZnS, chức năng hóa bề mặt

Như cột bên

8 Không đăng ký PGS TS Phan

Tuấn Nghĩa

Thử nghiệm ứng dụng các hạt nano

Au, Fe 3 O 4 để nhận biết ung thư vú; làm sạch DNA, chẩn đoán virut viêm gan

B

Như cột bên

9 Không đăng ký TS Nguyễn Thị

Vân Anh

Thử nghiệm ứng dụng các hạt nano

Au, Fe 3 O 4 để nhận biết ung thư vú; làm

Như cột bên

đoán virut viêm gan

B

10 Không đăng ký TS Kim Thị

Phương Oanh Thử nghiệm ứng dụng hạt nano bán

dẫn phát hiện DNA của virut viêm gan B

Như cột bên

1 Lắp đặt hệ thiết bị tổng hợp các

hạt nano bằng phương pháp

hóa-siêu âm và phương pháp điện

hóa-siêu âm, phương pháp vi

sóng (kinh phí từ đề tài châu Âu).

Đã lắp đặt hệ thiết bị tổng hợp các hạt nano bằng phương pháp hóa- siêu âm và phương pháp điện hóa- siêu âm, phương pháp vi sóng (kinh phí từ đề tài châu Âu)

2 Cử 1 cán bộ sang làm việc tại

phòng thí nghiệm của GS

Gedanken trong 3 tháng để tìm

hiểu và tiếp thu công nghệ tổng

hợp hạt nano bằng các phương

pháp nêu trên (sử dụng nguồn

kinh phí từ đề tài châu Âu)

Đã cử 1 cán bộ sang làm việc tại phòng thí nghiệm của GS Gedanken trong 3 tháng để tìm hiểu và tiếp thu công nghệ tổng hợp hạt nano bằng các phương pháp nêu trên (sử dụng nguồn kinh phí từ đề tài châu Âu)

3 Cử 1 đoàn 3 cán bộ đi công tác

ngắn hạn mỗi người 7 ngày, tại

Anh (Anh là thành viên đề tài

châu Âu), để học về hoạt hóa bề

măt các hạt nano

Đã cử 1 đoàn 2 cán bộ thực tập tại

ĐH Nottingham (Anh là thành viên đề tài châu Âu), mỗi người

20 ngày 1-21/7/2010 để học về chức năng hóa bề măt các hạt nano

Phia bạn đề nghị tăng thời gian ở Anh, nên phải giảm

số người, vì không đủ kinh phí

4 Mời 1 GS nước ngoài sang HN 5

ngày trao đôit KH Không thực hiện

Kinh phí

bù cho đoàn ra

7 Tình hình tổ chức hội thảo, hội nghị:

8 Tóm tắt các nội dung, công việc chủ yếu:

(Nêu tại mục 15 của thuyết minh, không bao gồm: Hội thảo khoa học, điều tra khảo sát trong nước và nước ngoài)

1 Xây dựng đề cương, thuyết minh

nhiệm vụ

4/2007 - 12/2007

4/2007 - 4/2008 được duyệt

NN Long

2 Lắp đặt hệ thiết bị chế tạo hạt

nano bằng phương pháp hóa-siêu

âm, điện hóa-siêu âm

4/2008 - 12/2008

4/2008 - 12/2008

NH Hải, NN Long, NH Lương

3 Chế tạo các hạt nano vàng 6/2008 -

12/2008

6/2008 - 12/2008

NN Long, LV

Vũ, Lưu Mạnh Quỳnh

NH Lương,

NH Hải

6 Tìm hiểu khả năng ứng dụng và

bước đầu thử nghiệm ứng dụng

các hạt nano trong sinh, y học

12/2008 - 12/2009 12/2008 - 10/2010 PT Nghĩa, NTV Anh,

KTP Oanh,

LM Quỳnh và tất cả các thành viên khác

7 Báo cáo định kỳ, Báo cáo nghiệm

thu

3/2010 - 4/2010

9/2010 - 10/2010

NN Long

III SẢN PHẨM KH&CN CỦA ĐỀ TÀI

1 Sản phẩm KH&CN đã tạo ra:

Thực tế đạt được

1 Hạt nano vàng mg 5 mg trong dung

môi

5 mg trong dung môi

Vượt mức (Số lượng tùy theo yêu cầu)

Vượt mức (Số lượng tùy theo yêu cầu)

(Số lượng tùy theo yêu cầu)

Ghi chú

1 Quy trình chế tạo hạt nano

vàng (với quy mô phòng thí

nghiệm)

Quy trình ổn định, lặp lại Quy trình ổn định, lặp lại

2 Quy trình chế tạo hạt nano

3 Quy trình chế tạo hạt nano từ

tính Fe 3 O 4 với quy mô phòng

thí nghiệm

Quy trình ổn định, lặp lại

Quy trình ổn định, lặp lại

4 Quy trình thử nghiệm ứng

dụng các hạt nano trong

sinh, y học để tách chiết

DNA, chẩn đoán viruts viêm

gan B, tế bào ung thư vú với

quy mô phòng thí nghiệm

Quy trình ổn định, lặp lại

Quy trình ổn định, lặp lại

kế hoạch đạt được

1 Nguyen Ngoc Long, Le Van Vu, Chu Dinh

Kiem, Sai Cong Doanh, Cao Thi Nguyet,

Pham Thi Hang, Nguyen Duy Thien, Luu

Manh Quynh, Synthesis and optical

properties of colloidal gold

nanoparticles

Journal of Physics Conference

Series 187 (2009) 012026 (8pp)

DNA enrichment by functionalized

magnetic nanoparticles for on-site and

fast detection of virus in biomedical

application

Journal of Physics Conference

Series 187 (2009) 012059 (6pp)

Long, Le Van Vu, Nguyen Hoang Hai,

Phan Tuan Nghia and Nguyen Thi Van

Anh, Metallic nanoparticles: synthesis,

characterization and application

Nanotechnology 8, Nos 3/4/5

(2011) 227-240 (SCI)

Xuan Dai and Nguyen Ngoc Long,

Electrochemical biosensor for glucose

detection using zinc oxide

nanotetrapods

Nanotechnology 8, Nos 3/4/5

(2011) 300-311 (SCI)

5 Tran Thi Quynh Hoa, Ngo Duc The,

Stephen McVitie, Nguyen Hoang Nam, Le

Van Vu, Ta Dinh Canh and Nguyen Ngoc

Long, Optical properties of Mn-doped

ZnS semiconductor nanoclusters

synthesized by a hydrothermal process

(2011)308-314 (SCI)

and Nguyen Hoang Hai, Structural and

optical properties of ZnS nanoparticles

Long, Le Van Vu, Nguyen Hoang Hai,

Luu Manh Quynh, Phan Tuan Nghia and

Nguyen Thi Van Anh, Synthesis and

characterization of metallic

nanoparticles

VNU Journal of Science, Mathematics – Physics, Vol 25 (2009), pp 221-230

1 Nguyen Ngoc Long, Le Van Vu, Chu Dinh

Kiem, Sai Cong Doanh, Cao Thi Nguyet,

Pham Thi Hang, Nguyen Duy Thien,

Synthesis and optical properties of

colloidal gold nanoparticles

Proceedings of the ASEAN Worshop on Advanced Materials Science and

APCTP-Nanotechnology (AMSN2008) - Nha Trang, Vietnam –

September 15-21, 2008, pp 257-262

Luu Manh Kien, Nguyen Chau, Nguyen

Ngoc Long, Nguyen Hoang Hai, Effects

of the preparation temperatures on the

properties of iron oxide nanoparticles

produced by sonochemistry

Proceedings of the ASEAN Worshop on Advanced Materials Science and

APCTP-Nanotechnology (AMSN2008) - Nha Trang, Vietnam –

September 15-21, 2008, pp 761-766

1 Luu Manh Quynh, Tran Quoc Tuan,

Nguyen Hoang Luong, Nguyen Ngoc

Long, Nguyen Hoang Hai, Tran Thi Thanh

Thoa, Nguyen Thi Van Anh, Phan Tuan

Nghia, SYNTHESIS OF GOLD

NANOPARTICLES AND

CONJUGATING THEM WITH

TRASTUZUMAB FOR EARLY

DETECTION OF BREAST CANCER

CELLS

Kỷ yếu Hội nghị VLCR và KHVL toàn quốc lần thứ 6, Đà Nẵng, 8-11 tháng 11 năm 2009, trang 921-924

2 Nguyễn Duy Thiện, Chu Đình Kiểm,

Nguyễn Ngọc Long, NGHIÊN CỨU CHẾ

TẠO THANH NANO VÀNG TỪ VÀNG

KIM LOẠI BẰNG PHƯƠNG PHÁP

ĐIỆN HÓA SIÊU ÂM

Kỷ yếu Hội nghị VLCR và KHVL toàn quốc lần thứ 6, Đà Nẵng, 8-11 tháng 11 năm 2009, trang 549-552

Xuan Đại, Nguyen Ngoc Long,

ELECTROCHEMICAL BIOSENSOR

FOR GLUCOSE DETECTION USING

ZINC OXIDE NANOTETRAPODS

Kỷ yếu Hội nghị VLCR và KHVL toàn quốc lần thứ 6, Đà Nẵng, 8-11 tháng 11 năm 2009, trang 917-920

Nguyen Hoang Nam, Ta Dinh Canh and

Nguyen Ngoc Long,

PHOTOCATALYTIC PROPERTIES OF

ZnS SYNTHESIDED BY

HYDROTHERMAL METHOD

Kỷ yếu Hội nghị VLCR và KHVL toàn quốc lần thứ 6, Đà Nẵng, 8-11 tháng 11 năm 2009, trang 684-687

Nguyen Hoang Nam, Ta Dinh Canh and

Nguyen Ngoc Long, OPTICAL

6 Vu Thi Hong Hanh, Vu Duc Chinh, Khong

Cat Cuong, Nguyen Thi Minh Hieu,

Nguyen Xuan Nghia, Nguyen Van Hung,

Pham Thu Nga, INVESTIGATION OF

THE FABRICATION AND OPTICAL

PROPERTIES OF “GIANT”

CdSe/ZnSe/ZnS AND CdSe/CdS/ZnS

MULTISHELL QUANTUM DOTS

Kỷ yếu Hội nghị VLCR và KHVL toàn quốc lần thứ 6, Đà Nẵng, 8-11 tháng 11 năm 2009, trang 220-224

7 Vu Duc Chinh, Nguyen Thi Minh Hieu,

Vu Thi Hong Hanh, Le Van Luong,

Nguyen Hai Yen, Nguyen Xuan Nghia,

Phan Tien Dung, Pham Thu Nga,

SURFACE FUNCTIONALIZATION OF

MULTISHELL CdSe QUANTUM DOTS

FOR WELL WATER DISPERSION AND

Kỷ yếu Hội nghị VLCR và KHVL toàn quốc lần thứ 6, Đà Nẵng, 8-11 tháng 11 năm 2009, trang 225-229

Các bài báo sẽ tham dự Hội nghi quốc tế tổ chức

1 Tran Thi Quynh Hoa, Le Thi Thanh Binh,

Nguyen Ngoc Long, Vu Thi Hong Hanh,

Vu Duc Chinh, Pham Thu Nga,

SYNTHESIS AND

PHOTOLUMINESCENCE OF ZnS:Mn

AND ZnS:Mn/ZnS

The 5th International Workshop

on Advanced Materials Science and Nanotechnology

(IWAMSN2010) - Hanoi, Vietnam - November 09-12,

cáo)

2 Nguyen Duy Thien, Tran Quoc Tuan,

Nguyen Ngoc Long, and Le Van Vu,

SYNTHESIS OF GOLD

NANOPARTICLES FROM BULK

METALLIC GOLD BY A

SONOELECTROCHEMICAL METHOD

The 5th International Workshop

on Advanced Materials Science and Nanotechnology

(IWAMSN2010) - Hanoi, Vietnam - November 09-12,

2010 (đã được chấp nhận báo cáo)

d) Kết quả đào tạo:

Số lượng

Số

TT

Cấp đào tạo, Chuyên

hoạch Thực tế đạt được

Ghi chú

(Thời gian kết thúc)

1

Phương pháp điều chế dung

dịch nano kim loại quý dạng

keo bằng điện hóa siêu âm

Không đăng ký Đã đăng ký

Bằng độc quyền giải pháp hữu ích

2 Đánh giá về hiệu quả do đề tài mang lại:

a) Hiệu quả về khoa học và công nghệ:

(Nêu rõ danh mục công nghệ và mức độ nắm vững, làm chủ, so sánh với trình độ công nghệ so với khu vực và thế giới…)

1) Đã làm chủ quy trình chế tạo và nghiên cứu các tính chất của các hạt nano

các loại: các hạt nano vàng (dạng cầu và dạng thanh), các hạt nano bán dẫn ZnS:Mn, CdSe, các hạt nano cấu trúc lõi vỏ ZnS:Mn/ZnS, CdSe/ZnS, các hạt

nano từ tính Fe3O4 Đã tiến hành hoạt hóa bề mặt các hạt nano các loại bằng các nhóm chức hữu cơ để có thể gắn kết với các thực thể sinh học, nhằm phục

vụ việc thử nghiệm ứng dụng các hạt nano trong sinh y học

Các kết quả nhận được là tin cậy Một số kết quả là mới, hiện đại, đạt trình độ quốc tế, có ý nghĩa khoa học đã được công bố trên tạp chí quốc tế có uy tín trong danh mục SCI

2) Đã thử nghiệm ứng dụng có hiệu quả các hạt nano vào một số vấn đề cụ

thể trong sinh y học:

• Đã thử nghiệm gắn kết các loại hạt nano vàng (Ci*GNps, BH4*GNps, EDC*GNps) do đề tài chế tạo với kháng thể herceptin bằng liên kết ion hoặc liên kết cộng hóa trị, kháng thể herceptin làm nhiệm vụ dẫn đường cho các hạt vàng tìm đến các tế bào ung thư vú dòng KPL4 (có biểu hiện quá mức thụ thể HER2), nhờ đó có thể tạo ảnh và giúp nhận biết tế bào ung thư vú Ảnh tế bào ung thư vú được quan sát bằng kính hiển vi huỳnh quang, hiển vi trường tối và bằng bản đồ phân bố nguyên tố vàng nhận được nhờ phép đo phổ tán sắc năng lượng thực hiện trên kính hiển

vi điện tử quét Thực nghiệm đã chứng tỏ các phức hệ hạt vàng-herceptin chỉ gắn kết đặc hiệu với tế bào ung thư vú KPL4, mà không gắn kết với

tế bào ung thư loại khác, thí dụ tế bào ung thư Hela

• Đã thử nghiệm ứng dụng hạt nano từ tính Fe3O4 bọc silica làm tinh sạch phân tử DNA của virut viêm gan B (HBV) đến nồng độ có thể thực hiện phản ứng nhân bản gen PCR, sau đó thực hiện phép đo điện di, giúp chẩn đoán chính xác các mẫu máu bệnh phẩm bị nghi nhiễm virut viêm gan B Kết quả cho thấy hạt từ Mag-Si-Nps do đề tài chế tạo có khả năng tinh sạch DNA của virut gây bệnh viêm gan HBV từ mẫu huyết thanh,

và cho sản phẩm tinh sạch có độ nhạy cao hơn khi tinh sạch bằng kit Qiamp DNA Mini Kit của hãng Qiagen Đã ứng dụng hạt nano từ tính

Fe3O4 làm tinh sạch phân tử DNA của siêu vi khuẩn Herpes và làm giàu

vi khuẩn Salmonella

• Đã thử nghiệm ứng dụng hạt nano bán dẫn (chấm lượng tử - QDs) CdSe/ZnS để nhận biết DNA của virut viêm gan B (HBV) Một đoạn DNA của virut HBV được gắn cố định lên trên bề mặt một phiến vàng Hạt QDs CdSe/ZnS được gắn với DNA đặc trưng của virut HBV và với DNA đặc trưng của virut gây bệnh đốm trắng ở tôm WSSV (dùng làm đối chứng âm) Kết quả chứng tỏ chúng tôi đã bước đầu thành công trong việc ứng dụng hạt QDs CdSe/ZnS để đánh dấu sự có mặt của DNA virut viêm gan B trong dung dịch

• Đã thử nghiệm ứng dụng cấu trúc nanotetrapod ZnO để chế tạo cảm biến sinh học điện hóa, nhằm xác định nồng độ đường glucose trong dung dịch Độ nhạy trong việc xác định nồng độ đường glucose của cảm biến sinh học điện hóa do đề tài chế tạo tương đương với kết quả công bố ở nước ngoài (Nội dung này không đăng ký trong thuyết minh)

Các kết quả thử nghiệm ứng dụng các hạt nano vào sinh y học là mới đối với trong nước, mở ra triển vọng ứng dụng công nghệ nano vào thực tiễn cuộc sống

b) Hiệu quả về kinh tế xã hội:

(Nêu rõ hiệu quả làm lợi tính bằng tiền dự kiến do đề tài, dự án tạo ra so với các sản phẩm cùng loại trên thị trường…)

Nếu được tiếp tục nghiên cứu, một số kết quả có thể biến thành sản phẩm thương mại (các bộ kit chuẩn), thay thế một phần sản phẩm nhập ngoại

c) Hiệu quả về hợp tác quốc tế

Hiệu quả lớn nhất là thông qua việc tổ chức đoàn ra, tham quan, thực tập ngắn hạn, các cán bộ khoa học Việt Nam được trực tiếp tiếp cận thực tiễn và trao đổi với các chuyên gia hàng đầu về các vấn đề khoa học hiện đại, nhờ đó

mà nắm bắt vấn đề rất nhanh (trăm nghe không bằng một thấy), tạo điều kiện cho việc triển khai nghiên cứu vấn đề đó tại Việt Nam

Tạo được mối quan hệ hợp tác lâu dài với đối tác nước ngoài

Phía đối tác nước ngoài hỗ trợ kinh phí mua một số thiết bị nghiên cứu

3 Tình hình thực hiện chế độ báo cáo, kiểm tra của đề tài, dự án:

Số

Thời gian thực hiện

Ghi chú

(Tóm tắt kết quả, kết luận chính, người chủ trì…)

I Báo cáo định kỳ

ứng dụng sinh học có khó khăn vì hóa chất đặt mua từ nước ngoài về chậm

II Kiểm tra định kỳ

Lần 1 30/10/2009 Nội dung, tiến độ triển khai

thực hiện đảm bảo kế hoạch, tuy nhiên phần thử nghiệm sinh học gặp khó khăn vì không chủ động

III Nghiệm thu cơ sở 1/11/2010 Đầy đủ về số lượng, khối

lượng, chủng loại các sản phẩm KH&CN chính so với đăng ký theo Thuyết minh và Hợp đồng Các sản phẩm chính đạt mức chất lượng và yêu cầu khoa học so với mức

đã đăng ký theo Thuyết minh

BÁO CÁO ĐÁNH GIÁ TÓM TẮT CÁC NỘI DUNG HỢP TÁC QUỐC TẾ

TRONG NHIỆM VỤ NGHỊ ĐỊNH THƯ

I THÔNG TIN TỔNG QUAN:

1 TÊN NHIỆM VỤ: Nghiên cứu tổng hợp và khảo sát tính chất của các hạt nano trên cơ sở các vật

liệu bán dẫn, vật liệu từ, kim loại; bước đầu thử nghiệm trong sinh học, y dược học

2 THỜI GIAN THỰC HIỆN:

Bắt đầu: tháng 4 năm 2008

Kết thúc: tháng 10 năm 2010

3 ĐỐI TÁC VIỆT NAM:

a Tên cơ quan chủ trì Việt Nam (tên, địa chỉ, website):

Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội

Điện thoại: 38585277 (Phòng KH-CN) Fax: 38583061

E-mail: dhkhtnhn@hus.vnu.vn

Website: www.hus.edu.vn

Địa chỉ: 334 Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội

b Chủ nhiệm đề tài (tên, điện thoại cơ quan, fax, email, điện thoại di động):

PGS TS Nguyễn Ngọc Long, 35582216-07 (Trung tâm Khoa học Vật liệu), di động: 0913038005 E-mail: longnn@vnu.edu.vn (hoặc ngocnglong@gmail.com )

c 05 cán bộ khác trực tiếp tham gia nghiên cứu (tên, điện thoại cơ quan, fax, email, điện thoại di động)

Số

TT Họ và Tên

Điện thoại

di động Email

4 ĐỐI TÁC NƯỚC NGOÀI:

a Tên Cơ quan đối tác nghiên cứu nước ngoài (tên, địa chỉ, website)

Trường Đại học Bar-Ilan, Israel, Ramat-Gan, Israel, 52900

b Chủ nhiệm đề tài (tên, điện thoại cơ quan, fax, email, điện thoại di động)

GS TS Aharon Gedanken, Điện thoại cơ quan: 972-3-5318315, Email: gedanken@mail.biu.ac.il

c 05 cán bộ khác trực tiếp tham gia

Kent, Anh, Canterbury,

Kent CT2 7NJ, UK

Đại học Nottingham, Anh, NG7

6 KINH PHÍ CỦA ĐỐI TÁC (ƯỚC TÍNH)

- Kinh phí được hỗ trợ từ đề tài châu Âu (SELECNANO): 400.000.000 đ VN

II KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ:

1 CÁC NỘI DUNG CHÍNH ĐÃ TRIỂN KHAI CỦA PHÍA VIỆT NAM:

a Chế tạo và nghiên cứu các tính chất của các hạt nano các loại: các hạt nano vàng (dạng cầu và dạng thanh), các hạt nano bán dẫn ZnS:Mn, CdSe, các hạt nano cấu trúc lõi vỏ ZnS:Mn/ZnS, CdSe/ZnS, các hạt nano từ tính Fe 3 O 4 Tiến hành hoạt hóa bề mặt các hạt nano các loại bằng các nhóm chức hữu cơ để có thể gắn kết với các thực thể sinh học, nhằm phục vụ việc thử nghiệm ứng dụng các hạt nano trong sinh y học

b Thử nghiệm ứng dụng có hiệu quả các hạt nano vào một số vấn đề cụ thể trong sinh y học:

• Thử nghiệm ứng dụng hạt nano vàng để nhận biết tế bào ung thư vú dòng KPL4

• Thử nghiệm ứng dụng hạt nano từ tính Fe 3 O 4 bọc silica làm tinh sạch phân tử DNA của virut viêm gan B (HBV) để chẩn đoán các mẫu máu bệnh phẩm bị nghi nhiễm virut viêm gan B

• Thử nghiệm ứng dụng hạt nano bán dẫn (chấm lượng tử - QDs) CdSe/ZnS để nhận biết DNA của virut viêm gan B (HBV)

• Thử nghiệm ứng dụng cấu trúc nanotetrapod ZnO để chế tạo cảm biến sinh học điện hóa, nhằm xác định nồng độ đường glucose trong dung dịch

2 CÁC NỘI DUNG HỢP TÁC CHÍNH VỚI ĐỐI TÁC:

a Trao đổi học thuật, kết quả nghiên cứu

b 2 cán bộ đi thực tập ngắn hạn tại Trường Đại học Nottingham để tìm hiểu về chức năng hóa bề mặt các hạt nano

c Đối tác nước ngoài hỗ trợ kinh phí mua một số thiết bị nhỏ để xây dựng hệ chế tạo hạt nano bằng phương pháp hóa siêu âm, điện hóa siêu âm và vi sóng

3 CÁC KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC:

a Kết quả KH&CN (mẫu, sản phẩm, giống, mô hình trình diễn; bí quyết/quy trình công nghệ, phần

1 Đã chế tạo và nghiên cứu các tính chất của các hạt nano các loại: các hạt nano vàng (dạng cầu và dạng thanh), các hạt nano bán dẫn ZnS:Mn, CdSe, các hạt nano cấu trúc lõi vỏ ZnS:Mn/ZnS, CdSe/ZnS, các hạt nano từ tính Fe 3 O 4 Đã tiến hành hoạt hóa bề mặt các hạt nano các loại bằng các nhóm chức hữu cơ để có thể gắn kết với các thực thể sinh học, nhằm phục vụ việc thử nghiệm ứng dụng các hạt nano trong sinh y học

2 Đã thử nghiệm ứng dụng có hiệu quả các hạt nano vào một số vấn đề cụ thể trong sinh y học:

• Đã thử nghiệm gắn kết các loại hạt nano vàng (Ci * GNps, BH 4 GNps, EDC * GNps) do đề tài chế tạo với kháng thể herceptin bằng liên kết ion hoặc liên kết cộng hóa trị, kháng thể herceptin làm nhiệm vụ dẫn đường cho các hạt vàng tìm đến các tế bào ung thư vú dòng KPL4 (có biểu hiện quá mức thụ thể HER2), nhờ đó có thể tạo ảnh và giúp nhận biết tế bào ung thư vú Ảnh tế bào ung thư vú được quan sát bằng kính hiển vi huỳnh quang, hiển vi trường tối và bằng bản đồ phân bố nguyên tố vàng nhận được nhờ phép đo phổ tán sắc năng lượng thực hiện trên kính hiển

vi điện tử quét Thực nghiệm đã chứng tỏ các phức hệ hạt vàng-herceptin chỉ gắn kết đặc hiệu với tế bào ung thư vú KPL4, mà không gắn kết với tế bào ung thư loại khác, thí dụ tế bào ung thư Hela

• Đã thử nghiệm ứng dụng hạt nano từ tính Fe 3 O 4 bọc silica làm tinh sạch phân tử DNA của virut viêm gan B (HBV) đến nồng độ có thể thực hiện phản ứng nhân bản gen PCR, sau đó thực hiện phép đo điện di, giúp chẩn đoán chính xác các mẫu máu bệnh phẩm bị nghi nhiễm virut viêm gan B Kết quả cho thấy hạt từ Mag-Si-Nps do đề tài chế tạo có khả năng tinh sạch DNA của virut gây bệnh viêm gan HBV từ mẫu huyết thanh, và cho sản phẩm tinh sạch có độ nhạy cao hơn khi tinh sạch bằng kit Qiamp DNA Mini Kit của hãng Qiagen Đã ứng dụng hạt nano từ tính

Fe 3 O 4 làm tinh sạch phân tử DNA của siêu vi khuẩn Herpes và làm giàu vi khuẩn Salmonella

• Đã thử nghiệm ứng dụng hạt nano bán dẫn (chấm lượng tử - QDs) CdSe/ZnS để nhận biết DNA của virut viêm gan B (HBV) Một đoạn DNA của virut HBV được gắn cố định lên trên bề mặt một phiến vàng Hạt QDs CdSe/ZnS được gắn với DNA đặc trưng của virut HBV và với DNA đặc trưng của virut gây bệnh đốm trắng ở tôm WSSV (dùng làm đối chứng âm) Kết quả chứng tỏ chúng tôi đã bước đầu thành công trong việc ứng dụng hạt QDs CdSe/ZnS để đánh dấu

sự có mặt của DNA virut viêm gan B trong dung dịch

• Đã thử nghiệm ứng dụng cấu trúc nanotetrapod ZnO để chế tạo cảm biến sinh học điện hóa, nhằm xác định nồng độ đường glucose trong dung dịch Độ nhạy trong việc xác định nồng độ đường glucose của cảm biến sinh học điện hóa do đề tài chế tạo tương đương với kết quả công bố

ở nước ngoài (Nội dung này không đăng ký trong thuyết minh)

• Công bố 5 bài báo trên tạp chí quốc tế (3 bài trong tạp chí SCI), 2 bài trên tạp chí quốc gia,

4 bài báo cáo hội nghị quốc tế, 7 bài trong hội nghị quốc gia

b Nâng cao năng lực cán bộ KH&CN của Việt Nam (số lượng cán bộ được đào tạo, bằng cấp, số đoàn trao đổi, số lớp tập huấn, hội thảo, hội nghị, )

Hai cán bộ đi thực tập ngắn hạn, mỗi người 20 ngày tại Trường Đại học Nottingham, để học phương pháp và tiến hành thí nghiệm chức năng hóa bề mặt hạt nano, (trước đó một cán bộ đi thực tập tại Israel 3 tháng để học các phương pháp hóa siêu âm, điện hóa siêu âm và vi sóng để chế tạo hạt nano các loại, 4 lượt cán bộ đi hội thảo kinh phí do đề tài nghiên cứu châu Âu SELECNANO hỗ trợ)

Hỗ trợ đào tạo 1 NCS (sẽ bảo vệ trong năm 2011), 1 học viên cao học (sẽ bảo vệ trong năm 2011), hướng dẫn 5 khóa luận tốt nghiệp cử nhân

c Tranh thủ trang thiết bị nghiên cứu khoa học hiện đại của đối tác (đối tác hỗ trợ trang thiết bị, hoặc cán bộ khoa học Việt Nam được nghiên cứu, sử dụng trang thiết bị hiện đại của đối tác để phân tích, làm thí nghiệm, )

Đối tác hỗ trợ 400.000.000 đ VN, mua một số dụng cụ và hóa chất để xây dựng hệ chế tạo hạt nano bằng phương pháp hóa siêu âm, điện hóa siêu âm và vi sóng

d Một số kết quả khác

a Đánh giá về chất lượng kết quả KH&CN của Nhiệm vụ (có thể so sánh với một số nội dung nghiên cứu có liên quan được tiến hành trong nước từ trước đến nay)

Các kết quả nghiên cứu là tin cậy Một số kết quả là mới, hiện đại, đạt trình độ quốc tế, có ý nghĩa khoa học đã được công bố trên tạp chí quốc tế có uy tín trong danh mục SCI

b Ứng dụng vào thực tiễn đời sống (sản xuất, kinh doanh)

Các kết quả thử nghiệm ứng dụng các hạt nano vào sinh y học là mới đối với trong nước, mở ra triển vọng ứng dụng công nghệ nano vào thực tiễn cuộc sống

c Đánh giá về năng lực và tính tiên tiến (đi trước, kinh nghiệm) của đối tác nước ngoài

Israel, Anh, Đức là các đối tác đi đầu trong việc chế tạo và ứng dụng các hạt nano trong sinh y học

d Nêu và đánh giá về tầm quan trọng của vai trò hỗ trợ của đối tác nước ngoài (rút ngắn thời gian

nghiên cứu trong nước, kết quả thu được có chất lượng tương đương quốc tế, )

Việc được thực tập ngắn hạn ở nước ngoài rất có lợi, giúp cán bộ trẻ rút ngằn được thời gian mầy

mò tìm hiểu vấn đề nghiên cứu, vì tìm hiểu qua tài liệu sẽ khó khăn hơn nhiều so với việc tận mắt nhìn thấy nước ngoài họ làm thế nào

III ĐỀ XUẤT KIẾN NGHỊ:

1 NHỮNG VẤN ĐỀ TỒN TẠI TRONG QUÁ TRÌNH HỢP TÁC VỚI ĐỐI TÁC NƯỚC

NGOÀI

a Kinh phí dành cho đoàn vào và đoàn ra quá eo hẹp

b Cơ chế quản lý tài chính quá chặt chẽ, làm mất tính tự chủ và làm giảm nhiệt tình của các nhà khoa học trong việc nghiên cứu

2 KIẾN NGHỊ GIẢI PHÁP

a Tăng kinh phí dành cho đoàn vào và đoàn ra

b Quản lý chặt sản phẩm đầu ra, tăng tính tự chủ cho nhà khoa học trong quá trình thực hiện nhiệm

vụ

3 DỰ KIẾN CÁC NỘI DUNG SẼ TRIỂN KHAI TIẾP THEO (trên cơ sở kế thừa các kết quả của

Nhiệm vụ, về triển khai trong nước cũng như với đối tác nước ngoài)

Tiếp tục nghiên cứu để có thể chế tạo các bộ (kit) chẩn đoán virut viêm gan B, tế bào ung thư vú dạng thương phẩm

MỤC LỤC

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt XXVIIIDanh mục các bảng XXIXDanh mục các hình vẽ, đồ thị XXX

Chương 2: CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CỦA

HẠT NANO VÀNG

17

2.1.1 Chế tạo hạt nano vàng hình cầu bằng phương pháp hóa khử 17

2.1.1.1 Khử bằng trisodium citrate (Na3C6H5O7.2H2O) 17

2.1.2 Chế tạo hạt nano kim loại vàng bằng phương pháp quang hóa 192.1.3 Chế tạo thanh nano kim loại vàng bằng phương pháp nuôi 20

mầm

2.1.4 Chế tạo thanh nano vàng từ vàng kim loại khối bằng phương

pháp điện hóa siêu âm

23

2.2.1 Các hạt nano vàng chế tạo bằng phương pháp hóa khử 252.2.2 Hạt nano vàng chế tạo bằng phương pháp quang hóa 282.2.3 Thanh nano vàng chế tạo bằng phương pháp nuôi mầm 292.2.4 Thanh nano vàng chế tạo từ vàng kim loại khối bằng phương

pháp điện hóa siêu âm

3.1.1.1 Chế tạo hạt nano ZnS bằng phương pháp thủy nhiệt 33

3.1.1,2 Chế tạo hạt nano ZnS:Mn bằng phương pháp thủy nhiệt 34

3.1.1.3 Chế tạo hạt nano ZnS bằng phương pháp điên hóa siêu âm 35

3.1.1.4 Chế tạo hạt nano lõi/vỏ ZnS:Mn/ZnS bằng phương pháp

hóa ướt

36

3.1.2 Chế tạo hạt nano (chấm lượng tử) CdSe, CdSe/ZnS 38

3.1.2.1 Chế tạo hạt nano CdSe bằng phương pháp phân hủy nhiệt 38

3.1.2.2 Chế tạo hạt nano lõi/vỏ CdSe/ZnS bằng phương pháp phân

hủy nhiệt

41

3.2.1.3 Tính chất của các hạt nano ZnS chế tạo bằng phương pháp

điện hóa siêu âm

47

3.2.1.4 Tính chất của các hạt nano cấu trúc lõi/vỏ ZnS:Mn/ZnS chế

tạo bằng phương pháp hóa ướt

48

3.2.2 Tính chất của các hạt nano (chấm lượng tử) CdSe, CdSe/ZnS 50

3.2.2.1 Tính chất của các hạt nano (chấm lượng tử) CdSe 50

3.2.2.2 Tính chất của các hạt nano cấu trúc lõi/vỏ CdSe/ZnS 52

3.3 Chức năng hóa bề mặt hạt nano bán dẫn CdSe/ZnS bằng

4.1.3 Chế tạo hạt nano Fe3O4 bọc silica 57

4.2 Tính chất của các hạt nano từ tính Fe 3 O 4 do đề tài chế tạo 58

4.2.1 Tính chật của các hạt nano từ tính Fe3O4 chế tạo bằng phương

pháp hóa siêu âm

59

4.2.2 Tính chất của hạt nano từ tính Fe3O4 chế tạo bằng phương

pháp đồng kết tủa

60

Chương 5: THỬ NGHIỆM ỨNG DỤNG CÁC VẬT LIỆU CẤU

TRÚC NANO TRONG SINH Y HỌC

62

5.1 Thử nghiệm ứng dụng các hạt nano vàng để phát hiện tế

bào ung thư vú

62

5.1.2.1 Nguyên liệu, hóa chất và thiết bị kiểm tra 65

5.1.2.2 Tạo phức hệ hạt vàng - herceptin thông qua liên kết ion 65

5.1.2.3 Tạo phức hệ hạt vàng-herceptin thông qua liên kết cộng

5.1.3 Gắn kết phức hệ hạt vàng-herceptin với tế bào ung thu vú 70

5.1.3.1 Nuôi cấy dòng tế bào ung thư vú KPL4 biểu hiện quá mức

5.1.3.3 Thí nghiệm kiểm chứng sự gắn kết của phức hệ hạt

vàng-herceptin với tế bào ung thư vú dòng KPL4 bằng kính hiển vi quang

học

73

5.1.3.4 Thí nghiệm kiểm chứng sự gắn kết của phức hệ hạt

vàng-herceptin với tế bào ung thư vú dòng KPL4 bằng phổ tán sắc năng

lượng tia X

78

5.1.3.5 Thí nghiệm khẳng định sự gắn kết đặc hiệu của phức hệ hạt

vàng-herceptin với dòng tế bào ung thư vú KPL4 bằng cách so sánh

với dòng tế bào ung thư Hela

84

5.2 Thử nghiệm ứng dụng các hạt nano từ Fe 3 O 4 bọc silica để

tinh sạch DNA và phát hiện virus viêm gan B (HBV)

88

5.2.1 Tinh sạch DNA của virus HBV từ huyết thanh bằng hạt nano

từ Fe3O4 bọc silica

88

5.2.1.2 Các bước thí nghiệm tinh sạch DNA của virus HBV 89

5.2.1.3 Đánh giá khả năng tinh sạch và làm giầu DNA trong dung

dịch bằng hạt từ bọc silica, dùng DNA chuẩn biết trước nồng độ và

đo nồng độ sau khi tinh sạch

90

5.2.2 Phát hiện virus HBV bằng PCR sử dụng mẫu DNA tinh sạch

từ huyết thanh bằng hạt nano từ Fe3O4 bọc silica

92

5.2.2.2 Các bước thí nghiệm nhân bản gen đặc hiệu của virus HBV 93

5.2.2.3 Đánh giá khả năng tinh sạch DNA trong huyết thanh của

bệnh nhân nghi nhiễm HBV bằng hạt nano từ Fe3O4 bọc silica

94

5.3 Thử nghiệm ứng dụng hạt nano từ Fe 3 O 4 để tách chiết DNA

của siêu vi khuẩn Herpes và làm giàu vi khuẩn Salmonella

96

5.3.1 Chức năng hóa bề mặt hạt nano Fe3O4 bằng nhóm chức amino 96

5.3.2 Làm giàu DNA của siêu vi khuẩn Herpes 97

5.4 Thử nghiệm ứng dụng chấm lượng tử CdSe/ZnS để phát

hiện phân tử DNA của virut viêm gan B (HBV)

100

5.4.1 Nguyên tắc phát hiện phân tử DNA sử dụng chấm lượng tử

bán dẫn làm nhãn quang học

100

5.4.2 Thử nghiệm ứng dụng chấm lượng tử CdSe/ZnS để phát hiện

phân tử DNA của virut viêm gan B (HBV)

102

5.4.2.2 Các bước thí nghiệm ứng dụng chấm lượng tử CdSe/ZnS để

phát hiện phân tử DNA của virut viêm gan B (HBV)

103

5.4.2.3 Đánh giá khả năng phát hiện DNA của virut HBV 107

5.5 Thử nghiệm sử dụng thanh nano bốn chân (tetrapod) ZnO

để chế tạo cảm biến sinh học phát hiện lượng đường glucose

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 121

P.2 Quy trình chế tạo các hạt nano bán dẫn ZnS:Mn/ZnS,

CdSe/ZnS

130

P.4 Quy trình thử nghiệm ứng dụng các hạt nano trong sinh, y

P.4.2 Thử nghiệm ứng dụng các hạt nano từ Fe3O4 bọc silica để

tinh sạch DNA và phát hiện virut viêm gan B (HBV)

149

P.4.3 Thử nghiệm ứng dụng chấm lượng tử CdSe/ZnS để phát hiện

phân tử DNA của virut viêm gan B (HBV)

154

P.8 Bản ghi nhớ về Hợp tác nghiên cứu khoa học giữa Trường

Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội và Trường Đại học

Nottingham, Anh

163

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DNA (hoặc

ADN) Deoxyribonucleic acid - là một phân tử acid nucleic mang thông tin di truyền mã hóa cho hoạt động sinh trưởng và

phát triển của các dạng sống EDX hoặc EDS Energy dispersive X ray spectroscopy – phổ tán sắc năng

lượng GNPs Gold nanoparticles – các hạt nano vàng

HBV Hepatitis B virus – virut viêm gan B

HER2 (Human Epidermal growth factor Receptor 2) - thụ thể

của yếu tố sinh trưởng biểu mô 2 ở người Hela Tế bào ung thư cổ tử cung

HRTEM High resolution transmission electron microscopy – hiển

vi điện tử truyền qua phân giải cao KPL4 Tế bào ung thư vú dòng KPL4

QDs Quantum dots – các chấm lượng tử

SEM Scanning electron microscopy - hiển vi điện tử quét

TEM Transmission electron microscopy – hiển vi điện tử truyền

qua UV-vis Ultraviolet-visible – tử ngoại-nhìn thấy

XRD X ray diffraction – nhiễu xạ tia X

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Bước sóng và cường độ đỉnh hấp thụ phụ thuộc vào lượng citrate 18

Bảng 2.2 Lượng dung dịch hóa chất trong các mẫu 22 Bảng 5.1 Tổng số DNA tinh sạch từ huyết thanh bệnh nhân nhiễm HBV bằng

Qiamp DNA Mini Kit (màng xốp silica) của hãng Qiagen, Mỹ và hạt từ bọc

silica Mag-Si-Nps

92

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 2.1 (a) Dung dịch muối vàng HAuCl4 ban đầu (màu vàng nhạt), (b) Dung

dịch muối vàng HAuCl 4 sau khi bổ sung sodium citrate (sau 2 phút biến thành

màu đen) và (c) Sau 15 phút dung dịch biến thành màu đỏ rượu nho,chứng tỏ hạt

nano vàng đã hình thành

18

Hình 2.2 Dung dịch chứa các thanh nano vàng chế tạo với các lượng bạc nitrat

Hình 2.3 Dụng cụ: 1-Bể siêu âm, 2- Cốc thủy tinh đựng dung dịch điện phân,

3-Catôt (Pt), 4-Anôt (Au), 5- Nguồn điện

23

Hình 2.4 Giản đồ nhiễu xạ tia X của các hạt nano vàng chế tạo băng phương

Hình 2.5 Phổ hấp thụ cộng hưởng plasmon bề mặt của các hạt nano vàng với

kích thước khác nhau từ 30 nm đến 60 nm (được chế tạo với các lượng citrate từ

400 đến 200 µL)

25

Hình 2.6 Ảnh TEM của các hạt nano vàng chế tạo bằng phương pháp hóa khử

sử dụng trisodium citrate với các hàm lượng khác nhau (200, 280, 360 and 400

µl) dung dịch trisodium citrate 1% Tất cả các thanh chuẩn trên hình là 100 nm

Trên hình dẫn ra kích thước hạt và bước sóng cực đại phổ hấp thụ plasmon bề

mặt

26

Hình 2.7 Ảnh TEM của các hạt nano vàng chế tạo bằng phương pháp hóa khử

sử dụng sodium borohydride (ảnh trái) và hạt nano vàng sau khi chức năng hóa

bề mặt với 4-ATP (C 6 H 7 NS) (ảnh phải)

27

Hình 2.8 Phổ hấp thụ của NaBH4 , của hạt nano vàng chế tạo bằng phương pháp

hóa khử sử dụng NaBH 4 , và của hạt vàng sau khi chức năng hóa bề mặt với

4-ATP (C 6 H 7 NS)

27

Hình 2.9 Ảnh TEM của các hạt nano vàng chế tạo bằng phương pháp quang hóa

sử dụng bức xạ tia X (a) Mẫu chế tạo từ dung dịch HAuCl 4 không pha TX-100,

hình nhỏ là ảnh nhiễu xạ electron chứng tỏ hạt vàng có cấu trúc lập phương tâm

mặt (b) Mẫu chế tạo từ dung dịch hỗn hợp của HAuCl 4 và TX-100

28

Hình 2.10 Phổ hấp thụ công hưởng plasmon bề mặt của các hạt vàng chế tạo

với các lượng dung dịch HAuCl 4 tăng dần từ 3,6 µL đến 10,8 µL

29

Hình 2.11 Phổ hấp thụ công hưởng plasmon bề mặt của các hạt vàng chế tạo

với các thời gian chiếu tia X khác nhau từ 10 phút đến 60 phút

29

Hình 2.12 Phổ nhiễu xạ tia X của các thanh nano vàng chế tạo bằng phương

pháp nuôi mầm (hình trái) và phổ hấp thụ cộng hưởng plasmon bề mặt, ứng với

hai loại dao động ngang và dọc của plasma điện tử của một số thanh nano vàng

có tỷ số hình dạng khác nhau (hình phải)

30

Hình 2.13 Ảnh TEM của hạt nano vàng (a) ngay sau khi chế tạo (hạt cầu và

thanh lẫn lộn) và (b) sau khi quay ly tâm với tốc độ 3000 vòng/phút trong 10

phút (các thanh nano được tách khỏi các hạt cầu)

30

chế tạo với các lượng bạc nitrat khác nhau (từ 70 µL đến 120 µL) cho thấy tỷ số

hình dạng của thanh là khác nhau

Hình 2.15 Ảnh TEM của các thanh nano vàng chế tạo từ vàng kim loại bằng

phương pháp điện hóa siêu âm Các thanh có hình dạng và kích thước đồng

đều.Hình nhỏ cho thấy tỷ số hình dạng của thanh vào cỡ 3 và 4

32

Hình 2.16 Phổ hấp thụ UV-vis của các thanh nano vàng được chế tạo bằng

phương pháp điện hóa siêu âm với các thời gian điện phân khác nhau 32

Hình 3.2 Ảnh các hạt nano ZnS:Mn với 0,5% và 1% Mn (a) không bọc vỏ và

Hình 3.5 Ảnh các mẫu chấm lượng kích thước khác nhau CdSe/ZnS phân tán

trong dung môi toluene với độ dày lớp vỏ ZnS thay đổi từ 1,6 ML đến 13 ML

Hình 3.8 (a) Ảnh TEM phân giải cao, (b, c) Ảnh chuyển đổi Fourier của mặt

(111) và (d) Ảnh nhiễu xạ electron của hạt nano ZnS với tỷ số mol Zn2+/S2– 1:0.7

44

Hình 3.9 (a) Phổ huỳnh quang và (b) Phổ kích thích huỳnh quang của hạt nano

ZnS với tỷ lệ mol giữa các ion Zn2+/S2– 1:0.7; 1:1 và 1:1.3 44

Hình 3.10 Ảnh TEM phân giải cao và ảnh nhiễu xạ electron của hạt nano ZnS

Hình 3.11 Phổ tán sắc năng lượng của hạt nano ZnS (a) không pha tạp và pha

tạp Mn với các nồng độ (b) 0,5%; (c) 10% và (d) 20%

45

Hình 3.12 Phổ phản xạ ở nhiệt độ phòng của hạt nano ZnS không pha tạp và

pha tạp Mn với các nồng độ khác nhau Năm dải hấp thụ bên trong ion Mn đã

được quan sát một cách rõ ràng

46

Hình 3.13 Phổ hấp thụ ở nhiệt độ phòng của hạt nano ZnS không pha tạp và pha

tạp Mn với các nồng độ khác nhau Năm dải hấp thụ bên trong ion Mn đã được

quan sát một cách rõ ràng

46

Hình 3.14 Phổ huỳnh quang ở nhiệt độ phòng của hạt nano ZnS không pha tạp

và pha tạp Mn với các nồng độ khác nhau với bước sóng kích thích 362 nm 46

Hình 3.15 Phổ kích thích huỳnh quang ở nhiệt độ phòng của hạt nano ZnS

không pha tạp và pha tạp Mn với các nồng độ khác nhau

46

Hình 3.16 Phổ nhiễu xạ tia X của hạt nano ZnS chế tao bằng điện hóa siêu âm 47

Hình 3.17 Phổ hấp thụ UV-vis của đám nano ZnS chế tao bằng điện hóa siêu

âm

47

Hình 3.18 (a) Phổ huỳnh quang và (b) Phổ kích thích huỳnh quang của hạt nano

ZnS chế tạo bằng phương pháp điện hóa siêu âm

Hình 3.28 Phổ hấp thụ của các chấm lượng tử CdSe và CdSe/ZnS phân tán

trong toluen Chấm lượng tử CdSe lõi có kích thước trung bình là ~ 3,2 nm, lớp

vỏ ZnS có chiều dày thay đổi từ 1,6 đơn lớp (ML) đến 13 ML

53

Hình 3.29 Phổ huỳnh quang của các chấm lượng tử CdSe với kích thước là 3,2

nm trước và sau khi bọc lớp vỏ ZnS có chiều dày lớp vỏ thay đổi, được đo ở

nhiệt độ phòng, dưới bước sóng kích thích là 325 nm

53

Hình 3.30 Ảnh dưới ánh sáng ban ngày và ánh sáng tử ngoại của các mẫu QDs

loại CdSe/ZnSe/ZnS 4,5 đơn lớp đã được chức năng hoá với các nhóm amine –

NH 2–, theo thứ tự hàm lượng QDs tăng dần từ 0,06 mg tới 0,3 mg/ml

55

Hình 3.31 Phổ hấp thụ của các mẫu QDs đã được amine hoá (trái) với nồng độ

QDs khác nhau và phổ phát xạ huỳnh quang, dưới kích thích của laser phát ở

bước sóng 488 nm

55

Hình 4.2 Ảnh TEM của vật liệu nano Fe3 O 4 chế tạo bằng phương pháp hóa siêu

âm tại các nhiệt độ (a) 50oC, (b) 70oC và (c) 90oC 58

Hình 4.3 Giản đồ nhiễu xạ tia X của các mẫu Fe3 O 4 chế tạo ở các nhiệt độ khác

nhau

59

Hình 4.4 Đường cong từ hóa của các mẫu Fe3 O 4 chế tạo ở các nhiệt độ khác 59

Hình 4.5 Giản đồ nhiễu xạ tia X của mẫu Fe3 O 4 chế tạo bằng phương pháp đồng

kết tủa

60

Hình 4.6 Ảnh TEM của mẫu Fe3 O 4 chế tạo bằng phương pháp đồng kết tủa 60

Hình 4.7 Đường cong từ hóa của hạt nano Fe3 O 4 và của hạt nano có bọc silica 61

Hình 5.1 (a) Thụ thể HER2 trên mặt tế bào bình thường, (b) Sự biểu hiện quá

mức yếu tố thụ thể HER2 ở bệnh nhân ung thư vú và (c) Các tế bào sinh trưởng

bất thường tạo nên khối u

62

Hình 5.2 Cơ chế tạo liên kết ion trong phức hệ BH4*GNps-herceptin 66

Hình 5.3 Cơ chế tạo liên kết cộng hoá trị trong phức hệ EDC*GNps-herceptin 67

Hình 5.4 Sự thay đổi phổ hấp thụ của (a) phức hệ BH4*GNps-herceptin và (b)

phức hệ Ci*GNps-herceptin

69

Hình 5.5 Sự thay đổi phổ hấp thụ của EDC*GNps-herceptin (đường a) so với

Hình 5.6 Ảnh hiển vi huỳnh quang của tế bào ung thư vú dòng KPL4 khi được

ủ (a) với phức hệ BH 4*GNps-herceptin và (b) với herceptin, không có hạt vàng 73

Hình 5.7 Ảnh hiển vi trường tối của tế bào ung thư vú dòng KPL4 khi ủ (a) với

phức hệ BH 4*GNps-herceptin và (b) với các hạt vàng BH 4*GNps, không gắn

herceptin

74

Hình 5.8 Ảnh hiển vi huỳnh quang của tế bào ung thư vú dòng KPL4 khi được

gắn (a) với phức hệ Ci*GNps-herceptin và (b) với herceptin, không có hạt vàng

75

Hình 5.9 Ảnh hiển vi trường tối của tế bào ung thư vú dòng KPL4 khi ủ (a) với

phức hệ Ci*GNps-herceptin và (b) với các hạt vàng Ci*GNps, không gắn

herceptin

75

Hình 5.10 Ảnh hiển vi huỳnh quang của tế bào ung thư vú dòng KPL4 khi được

gắn (a) với phức hệ EDC*GNps-herceptin và (b) với herceptin, không có hạt

vàng

76

Hình 5.11 Ảnh hiển vi trường tối của tế bào ung thư vú dòng KPL4 khi ủ (a)

với phức hệ EDC*GNps-herceptin và (b) với các hạt vàng EDC*GNps, không

gắn herceptin

77

Hình 5.12 Phổ EDX thu được trên bề mặt tế bào ung thư vú dòng KPL4 có gắn

với phức hệ BH 4*GNps-herceptin Quan sát thấy vạch vàng

79

Hình 5.13 (a) Ảnh SEM của tế bào ung thư vú dòng KPL4 được gắn với phức

hệ BH4*GNps-herceptin và (b) bản đồ phân bố nguyên tố vàng tại vị trí tương

ứng

79

Hình 5.14 Phổ EDX thu được trên bề mặt tế bào ung thư vú dòng KPL4 được ủ

với hạt vàng BH 4*GNps không gắn herceptin Không có vạch vàng 80

Hình 5.15 (a) Ảnh SEM với độ phóng đại cao của tế bào ung thư vú dòng KPL4

được ủ với hạt vàng BH4*GNps nhưng không gắn với herceptin và (b) bản đồ

phân bố nguyên tố vàng tại vị trí tương ứng

80

với phức hệ Ci*GNps-herceptin Quan sát thấy vạch vàng

Hình 5.17 (a) Ảnh SEM của tế bào ung thư vú dòng KPL4 được gắn với phức

hệ Ci*GNps-herceptin và (b) bản đồ phân bố nguyên tố vàng tại vị trí tương ứng 82

Hình 5.18 Phổ EDX thu được trên bề mặt tế bào ung thư vú dòng KPL4 được ủ

với hạt vàng Ci * GNps không gắn herceptin Không có vạch vàng 82

Hình 5.19 Phổ EDX thu được trên bề mặt tế bào ung thư vú dòng KPL4 có gắn

với phức hệ EDC*GNps-herceptin Quan sát thấy vạch vàng

82

Hình 5.20 (a) Ảnh SEM của tế bào ung thư vú dòng KPL4 được gắn với phức

hệ EDC*GNps-herceptin và (b) bản đồ phân bố nguyên tố vàng tại vị trí tương

ứng.

83

Hình 5.21 Phổ EDX thu được trên bề mặt tế bào ung thư vú dòng KPL4 được ủ

với hạt vàng EDC*GNps không gắn herceptin Không có vạch vàng 83

Hình 5.22 Ảnh hiển vi huỳnh quang của (a) tế bào KPL4 và (b) tế bào Hela

được ủ với phức hệ BH 4*GNps-herceptin-FITC

85

Hình 5.23 Ảnh hiển vi trường tối của hạt vàng trên (a) tế bào KPL4 và (b) tế

bào Hela được ủ với phức hệ BH 4*GNps-herceptin

85

Hình 5.24 Ảnh hiển vi huỳnh quang của (a) tế bào KPL4 và (b) tế bào Hela

Hình 5.25 Ảnh hiển vi trường tối của hạt vàng trên (a) tế bào KPL4 và (b) tế

bào Hela được ủ với phức hệ Ci*GNps-herceptin

86

Hình 5.26 Ảnh hiển vi huỳnh quang của (a) tế bào KPL4 và (b) tế bào Hela

Hình 5.27 Ảnh hiển vi trường tối của hạt vàng trên (a) tế bào KPL4 và (b) tế

bào Hela được ủ với phức hệ EDC*GNps-herceptin

87

Hình 5.28 Điện di agarose-gel đoạn gen nhân bản đặc hiệu cho HBV (434 bp)

bằng PCR từ khuôn pHBV tinh sạch bằng hạt Mag-Si-Nps 91

Hình 5.29 Phát hiện đoạn gen đặc hiệu của HBV bằng PCR với khuôn là DNA

tinh sạch bằng (a) DNA Mini Kit - Qiagen và (b) Mag-Si-Nps từ các mẫu huyết

thanh nghi nhiễm HBV

95

Hình 5.30 Sự phụ thuộc của nồng độ DNA vào thể tích của dung dịch ban đầu

Hình 5.31 Hình bên trái: Phân tích kháng thể IgY đặc hiệu S typhimurium liên

kết với hạt nano từ tính Fe 3 O 4 bằng điện di biến tính protein trên gel

polyarcrylamid 12,6 %, nhuộm bạc Giếng 1: kháng thể IgY; Giếng 2:

IgY-Fe 3 O 4 ; Giếng 3: dung dịch sau tách từ; Giếng 4: dung dịch rửa phần cặn từ;

Giếng 5: thang protein chuẩn Hình giữa: Mẫu dung dịch vi khuẩn Salmonella

không có IgY-Fe 3 O 4 Hình bên phải: Mẫu dung dịch vi khuẩn Salmonella có bổ

bán dẫn để tạo thành đầu dò phát hiện

Hình 5.34 Ảnh dưới ánh sáng ban ngày của dung dịch chứa QDs+DNA của

virut WSSV, dung dịch chứa QDs+DNA của virut HBV và dung dịch chứa QDs

không gắn với DNA

107

Hình 5.35 Phổ huỳnh quang của các QDs có gắn DNA của virut HBV và các

QDs có gắn DNA của tôm sú (a) Dùng chất đệm TBS chế tạo theo phương pháp

1, (b) Dùng chất đệm TBS chế tạo theo phương pháp 2

108

Hình 5.36 Cấu trúc của cảm biến sinh học và các thanh nano bốn chân ZnO

đóng vai trò tác nhân cố định enzyme GO x

109

Hình 5.37 Đặc trưng I-V với thế quét vòng tại các nồng độ glucose khác nhau

đối với (a) cấu trúc [PS / GO x / Au điện cực], (b) cấu trúc [dẫn điện PS / GO x /

Au điện cực] và cấu trúc [dẫn điện PS / GO x / ZnO / Au điện cực] Nồng độ

đường glucose được ghi trên hình

110

Hình 5.38 (a) Sự phụ thuộc nồng độ glucose của cường độ dòng điện tại cực đại

ứng với sự khử ZnO (1) đối với cấu trúc [dẫn điện PS / GO x / Au điện cực] và

(2) đối với cấu trúc [dẫn điện PS / GO x / ZnO / Au điện cực]; (b) Sự phụ thuộc

nồng độ glucose của cường độ dòng điện tại điện thế 0,8 V đối với cấu trúc [dẫn

điện PS / GO x / ZnO / Au điện cực]

111

MỞ ĐẦU

Những nghiên cứu trong vài thập kỷ qua cho thấy có 3 hướng nghiên cứu được các nước trên thế giới đặc biệt quan tâm [1, 2] Đó là:

1) Nghiên cứu chế tạo vật liệu nano và các tính chất của chúng

2) Nghiên cứu chế tạo dụng cụ, linh kiện điện tử, quang học nano 3) Công nghệ nano trong sinh học, y học, khoa học sự sống

Điều kiện trong nước chưa cho phép thực hiện hướng nghiên cứu thứ hai Vì thế, chúng tôi tập trung tìm hiểu hai hướng nghiên cứu 1) và 2), đó là chế tạo các loại hạt nano và ứng dụng trong sinh y học vì các lí do sau đây

Tóm tắt tình hình nghiên cứu ngoài nước

Trong các loại vật liệu nano, các hạt nano được các nhà khoa học trên thế giới đặc biệt quan tâm cả về nghiên cứu cơ bản, cũng như nghiên cứu ứng dụng trong khoa học sự sống, phục vụ con người Cho đến nay đã có hàng trăm công trình về lĩnh vực này

Vật liệu sắt từ, khi kích thước giảm đến một giá trị tới hạn cỡ nanomet,

thì tính sắt từ có thể chuyển thành siêu thuận từ Đặc điểm của chất siêu thuận

từ là chúng có từ tính mạnh khi có từ trường tác dụng, từ tính biến mất, khi không có từ trường Các hạt nano từ tính được ứng dụng trong sinh học, đó là do:

- Kích thước nhỏ bé tạo điều kiện thuận lợi cho hạt nano tiếp cận với các thực thể sinh học, mà không làm ảnh hưởng nhiều đến các hoạt động chức năng;

- Diện tích bề mặt lớn làm cho khả năng tương tác giữa hạt nano và thực thể sinh học tăng mạnh;

- Do có từ tính, nên có thể dùng từ trường để điều khiển các thực thể sinh học thông qua hạt nano từ

Các hạt nano từ tính có rất nhiều ứng dụng như: dẫn truyền thuốc; tăng

hạt nhân; phân tách và chọn lọc tế bào;.làm các cảm biến sinh học; ứng dụng trong xử lý môi trường, hấp phụ các ion kim loại nặng độc hại như As trong nước, làm sạch nước bị ô nhiễm [3, 4, 9]

Đối với các chất bán dẫn, khi kích thước của hạt nano bán dẫn giảm

xuống vào cỡ bán kính Bohr của exciton, chuyển động của các electron và lỗ trống bị giam giữ trong hạt nano Trong điều kiện đó, năng lượng của các hạt

bị lượng tử hoá và các vùng năng lượng sẽ bị tách thành các mức năng lượng gián đoạn Đó là hiệu ứng kích thước lượng tử hay hiệu ứng giam giữ lượng

tử Do hiệu ứng này mà các vật liệu cấu trúc nano có một loạt tính chất đặc biệt, mà các vật liệu trước đây không thể có được Các nhà nghiên cứu phát hiện thấy rằng khi giảm kích thước tính chất cơ học, độ bền nhiệt, tính chất quang, điện từ có những thay đổi rõ rệt so với vật liệu khối Các hạt nano bán dẫn được ứng dụng trong sinh học, y dược học [5-7, 10-13] vì các nguyên nhân sau:

- Phát sáng rất mạnh và bước sóng bức xạ (màu sắc) phụ thuộc vào kích thước hạt, do đó có thể biến đổi màu sắc liên tục bằng cách thay đổi kích thước Có thể dùng một nguồn sáng để kích thích phát sáng đồng thời nhiều màu sắc khác nhau

- Có kích thước tương tự các phân tử sinh học, do đó có thể tích hợp công nghệ nano với công nghệ sinh học

Các hạt kim loại quý như vàng, bạc khi kích thước giảm đến cỡ nanomet

thể hiện hiệu ứng hấp thụ cộng hưởng plasmon bề mặt rất mạnh, trong đó ánh sáng tới kích thích dao động tập thể của các điện tử dẫn trên bề măt hạt nano kim loại Ánh sáng tới kết hợp với kích thích plasmon bề mặt kim loại làm tăng tiết diện tán xạ ánh sáng nhiều bậc độ lớn so với các thuốc nhuộm màu hữu cơ và các chám lượng tử [8, 14]

Các hạt nano bán dẫn, kim loại được ứng dụng để đánh dấu, mã hóa, tạo

thư, virút, truyền dẫn thuốc, khử độc, khử trùng, diệt khuẩn, làm sạch môi trường, chế tạo cảm biến thông minh, v.v

Có được những thành tựu đáng kể trong việc ứng dụng các hạt nano bán dẫn, kim loại trong sinh học, y dược học là do các nguyên nhân sau:

- Chế tạo được một lượng lớn các hạt nano chất lượng cao

- Có những hiểu biết cần thiết về lĩnh vực hóa bề mặt

- Chế tạo được các hạt nano phân tán trong nước và tương thích sinh học

- Đã kết hợp được các hạt nano bán dẫn, kim loại với các phân tử sinh học kích cỡ lớn dùng trong lĩnh vực mã hóa phân tử sinh học

Tóm tắt tình hình nghiên cứu trong nước

Ở Việt nam đã lẻ tẻ có những nhóm nghiên cứu quan tâm đến các hạt nano Tại Viện Khoa học Vật liệu - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, các nhóm nghiên cứu của PGS Phạm Thu Nga [15], PGS Nguyễn Quang Liêm [16] đã nghiên cứu chế tạo các hạt nano, các chấm lượng tử trên cơ sở các hợp chất bán dẫn: CdS, CdSe, cấu trúc lõi vỏ CdSe/ZnS và các hạt nano kim loại: Au, GS Nguyễn Xuân Phúc và PGS Lê văn Hồng đã chế tạo các hạt nano từ tính và ứng dụng trong hiệu ứng đốt từ [17] Tại Viện Vật lý và Điện

tử - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, nhóm nghiên cứu của PGS Trần Hồng Nhung [18] nghiên cứu khả năng ứng dụng của các hạt nao CdSe trong việc đánh dấu các tế bào men nấm Tại ĐHQG Thành phố Hồ Chí Minh cũng

đã bắt đầu triển khai nghiên cứu chế tạo hạt nano từ tính (ferrit) dùng để tăng

độ tương phản trong chụp ảnh cộng hưởng từ Tại Trung tâm Khoa học Vật liệu, Trường ĐHKHTN - ĐHQG Hà Nội, nhóm nghiên cứu của GS Nguyễn Hoàng Lương đã có một số kết quả nghiên cứu bước đầu trong việc chế tạo, cũng như khả năng ứng dụng của các hạt nano từ tính (Fe3O4) [19], nhóm nghiên cứu của PGS Nguyễn Ngọc Long đã có một số kết quả nghiên cứu

trong việc chế tạo, cũng như khả năng ứng dụng của các hạt nano bán dẫn, kim loại [20]

Theo đánh giá của chúng tôi, những vấn đề liên quan đến hạt nano được nghiên cứu rất mạnh trên thế giới Tại Việt Nam, đã có một số kết quả đáng khích lệ trong nghiên cứu cơ bản, nhưng kết quả trong nghiên cứu ứng dụng mới chỉ là bước khởi đầu Đặc biệt là chưa có các nghiên cứu ứng dụng các hạt nano trong y sinh học như phát hiện tế bào ung thư, virut viêm gan B, v.v

Hưởng ứng lời kêu gọi của GS VS Nguyễn Văn Hiệu trong Hội thảo

“Một số vấn đề nghiên cứu liên ngành trong lĩnh vực Khoa học và Công nghệ Nano” do Bộ KH&CN tổ chức tháng 8 năm 2007 và trong điều kiện Trung tâm Khoa học Vật liệu được là một thành viên của đề tài nghiên cứu chung của Ủy ban châu Âu FP6-2006-TTC-TU-Priority-3, với tiêu đề: “Khoa học và Công nghệ Nano, Các vật liệu đa chức năng hàm lượng khoa học cao, Các qúa trình và thiết bị mới”, với 13 thành viên từ 7 nước: Israel, Italy, Đức, Anh, Trung quốc, Ấn Độ, Việt Nam Chúng tôi đã mạnh dạn đăng ký thực hiện nhiệm vụ HTQT về Khoa học và Công nghệ theo nghị định thư với Israel

Trong nhiệm vụ Nghị định thư này, chúng tôi đặt mục tiêu là “Nghiên

cứu tổng hợp các hạt nano trên cơ sở các vật liệu từ, vật liệu bán dẫn và kim loại bằng các phương pháp mới, hiện đại (phương pháp hóa-siêu âm, phương pháp điện hóa-siêu âm, các phương pháp hóa) Tìm hiểu khả năng ứng dụng và bước đầu thử nghiệm ứng dụng một số loại hạt nano trong sinh, y học.” Với các nội dung nghiên cứu cụ thể như sau:

1) Tổng hợp các hạt nano các loại

• Chế tạo các hạt nano vàng

• Chế tạo các hạt nano bán dẫn ZnS, CdSe/ZnS

• Chế tạo các hạt nano từ tính Fe O

2) Nghiên cứu các tính chất của các hạt nano được tạo ra

Nghiên cứu hình thái học, tính chất cấu trúc, tính chất hấp thụ, phát quang, tính chất từ v.v…của các hạt nano đã được tạo ra Hoạt hóa bề mặt các hạt nano

3) Tìm hiểu khả năng và bước đầu thử nghiệm ứng dụng hạt nano trong sinh học, y học

• Thử nghiệm làm sạch phân tử DNA, từ hạt nano từ tính Fe3O4

• Thử nghiệm chẩn đoán virut viêm gan B từ hạt nano bán dẫn ZnS

• Thử nghiệm chẩn đoán ung thư vú từ hạt nano kim loại Au

Đề tài có ý nghĩa khoa học vì có những đóng góp mới trong việc nghiên cứu chế tạo các hạt nano và có ý nghĩa thực tiễn trong việc nghiên cứu ứng dụng các hạt nano trong sinh y học, cụ thể trong chẩn đoán ung thư vú, virut viêm gan B

Báo cáo gồm phần Mở đầu, 6 chương, Kết luận và kiến nghị, Tài liệu tham khảo và Phụ lục

Chương 1 tổng quan ngắn gọn về các phương pháp chế tạo các hạt nano, bệnh ung thư vú, bệnh viêm gan B và việc xác định lượng glucose

Chương 2 trình bày quy trình chế tạo hạt nano vàng và các tính chất của chúng

Chương 3 trình bày quy trình chế tạo hạt nano bán dẫn ZnS và CdSe và các tính chất của chúng

Chương 4 trình bày quy trình chế tạo hạt nano từ tính Fe3O4 và các tính chất của chúng

Chương 5 trình bày kết quả thử nghiệm ứng dụng các hạt nano kim loại (Au), hạt nano từ tính (Fe3O4) và hạt nano bán dẫn (CdSe/ZnS) trong sinh y học để chẩn đoán tế bào ung thư vú, làm giàu DNA và chẩn đoán viêm gan B Chương 6 trình bày tóm tắt kết quả đạt được của đề tài