Đồ án tốt nghiệp nghiên cứu và chế tạo hạt nano sắt từ để gắn kết với DNA slide

MỞ ĐẦUNghiên cứu chế tạo và sử dụng hạt nano sắt từ để gắn kết với DNA - Giảm lượng hóa chất - Phân tách bằng từ trường dễ dàng - Việt Nam chưa nghiên cứu nhiều - Tạo ra vật liệu mới -

Đề tài

SVTH : VÕ THỊ ÁI GVHD : TS ĐẶNG ĐỨC LONG LỚP : 10SHLT

NỘI DUNG

1 Mở đầu

2 Tổng quan tài liệu

3 Vật liệu và phương pháp nghiên cứu

4 Kết quả và thảo luận

5 Kết luận và kiến nghị

1 MỞ ĐẦU

Nghiên cứu chế tạo và sử dụng hạt nano sắt từ

để gắn kết với DNA

- Giảm lượng hóa chất

- Phân tách bằng từ trường dễ dàng

- Việt Nam chưa nghiên cứu nhiều

- Tạo ra vật liệu mới

- Gắn kết với DNA

2 TỔNG QUAN TÀI LiỆU

2.1 Giới thiệu về hạt nano sắt

- Hai loại ô xít sắt được nghiên cứu và ứng dụng nhiều nhất là magnetite Fe3O4 và maghemite γ – Fe2O3

Điện hóa Hóa siêu âm Phỏng sinh học

Nghiền

Các phương pháp

tạo hạt nano sắt từ

Đồng kết tủa

Yêu cầu hạt nano từ tính dùng trong y sinh học :

- Tính đồng nhất của các hạt cao

- Từ độ bão hòa lớn

- Có tính tương hợp sinh học

2 TỔNG QUAN TÀI LiỆU

2.2 Phương pháp tách chiết DNA

Có 3 giai đoạn cơ bản :

1 Phá bỏ màng tế bào và màng nhân bằng phương pháp hóa

học, vật lý, cơ học

2 Loại bỏ protein dựa trên sự hòa tan khác nhau của các phân tử khác nhau (nucleic acid/protein) trong hai pha không hòa tan (phenol, chloroform/nước).

3 Tủa nucleic acid nhằm thu nhận nucleic acid dưới dạng cô đặc

2 TỔNG QUAN TÀI LiỆU

2.3 Ứng dụng hạt nano từ tính trong y sinh học

- Tách DNA của siêu vi Herpes bằng hạt nano từ tính

- Làm giàu DNA của siêu vi viêm gan B bằng hạt nano từ tính bọc SiO2

- Dẫn truyền thuốc

Hình 1.6 : Sự khác biệt khi dẫn thuốc bằng hạt nano

3.VẬT LiỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

Điện di

Nuôi vi khuẩn

B subtilis

Chức năng hóa bề mặt

bằng ATPS

Không có CA Có gia nhiệt và CA

Tạo hạt nano sắt từ bằng phương pháp đồng kết tủa (nồng độ 0,1 và 0,05 mol Fe (II)

Phương pháp thông thường

Hạt amino-NP

Tách chiết DNA

PCR

Đo độ tinh sạch (A260/A280)

Xác định kích thước hạt

bằng hệ thống TEM

Quy trình thí nghiệm

4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1 Kết quả tổng hợp hạt nano sắt từ

Kết tủa Fe3O4 màu đen được hình thành ngay khi hai dung dịch muối sắt tiếp xúc với dung dịch NH4OH Phản ứng tạo thành kết tủa được thể hiện bằng phương trình:

Fe2+ + Fe3+ + 8OH- Fe3O4 ↓ + 4H2O [1]

Hình 3.1 : Tủa đen Fe 3 O 4 tạo thành sau

khi dung dịch muối sắt tiếp xúc với

NH 4 OH

Hình 3.2 : Kết tủa Fe 3 O 4 sau khi lọc

Hình 3.2 Kết tủa oxit sắt sau khi sấy khô Hình 3.3.Tủa oxit sắt bọc CA

4.1 Kết quả tổng hợp hạt nano sắt từ

4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Mẫu không CA :

- Kết tủa màu đen được lọc rửa

và sấy khô

-Nghiền bằng đũa thủy tinh tạo

ra kích thước nhỏ và mịn

Mẫu gia nhiệt và có bổ sung CA :

- Kết tủa lắng màu đen

mẫu có CA phân tán trong nước tốt hơn

Hình 3.4 Hạt nano sắt từ phân tán trong nước

4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1.1 Kích thước hạt nano sắt từ

Kết quả phân tích kích thước hạt nano sắt từ bằng kính hiển vi điện tử dẫn (TEM) là khoảng 20nm đến 30nm

Hình 3.7: Hình ảnh hạt nano sắt từ không

bọc CA chụp qua hệ thống TEM với độ

phân giải x80000

Hình 3.8 : Hình ảnh hạt nano sắt từ có bọc CA chụp qua hệ thống TEM với độ

phân giải x80000

4.1.2 Tính từ của hạt nano sắt từ

4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Hình 3.5: Tính từ của hạt Fe 3 O 4

Kiểm tra bằng nam châm và cho thấy các hạt sắt chạy theo một đường cong

từ trường

Hạt nano sắt từ chúng tôi tổng hợp được có tính từ

4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1.3 Chức năng hóa bề mặt

Tạo ra nhóm amoni trên bề mặt hạt nano sắt từ

Hình 3.11 : Nguyên lí chức năng hóa bề mặt của hạt nanô

từ tính có cấu trúc vỏ/lõi Lõi của hạt là ô xít sắt, vỏ là lớp

silica,các nhóm chức bên ngoài là amino

SiO 2

Fe 3 O 4

N

N

N

N

N

N

N

N

Hình 3.12 : Hạt Fe 3 O 4 sau khi chức năng hóa

bề mặt

4.2 Kết quả đo độ tinh sạch DNA

4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Mẫu DNA tách bằng

phương pháp thông thường

TTM A260 A280 A260/A280

Mẫu DNA tách bằng

hạt amino-NP

Bảng 3.1: Kết quả đo độ tinh sạch mẫu DNA

Độ sạch acid nucleic = A260/A280

Tỷ lệ này đạt từ 1,8 đến 2 thì DNA được xem là tinh sạch

4.3 Kết quả điện di DNA

đã tách chiết và sản phẩm

PCR từ B.subtilis

4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Giếng 1 : là sản phẩm PCR

Giếng 2 : là thang DNA

Giếng 3 : là mẫu DNA tách

bằng hạt amoni-NP

Giếng 4 : là mẫu DNA tách

bằng phương pháp thông

thường

Hình 3.9 : Kết quả điện di DNA B.subtilis

1 2 3 4

Hình 3.9 : Kết quả điện di DNA B.subtilis

4.3 Kết quả điện di DNA

đã tách chiết và sản phẩm

PCR từ B.subtilis

4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

- Kết quả điện di trên gel

agarose ở hình 3.9 cho thấy các

băng điện di thu được có dạng

một vệt dài (smear) rõ nét trên

bản gel

-DNA tách bằng hạt amino-NP ở

giếng thứ 3 nhìn thấy rõ cùng

với mẫu DNA tách bằng phương

pháp thông thường ở giếng thứ

4

- Sản phẩm PCR trên bản gel

cho thấy có kích thước đoạn

gen được khuếch đại là 680 bp,

đúng với trình tự mồi thiết kế

5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

5.1 Kết luận

1 Đã tổng hợp được hạt nano sắt từ có kích thước 20nm đến 30nm bằng phương pháp đồng kết tủa FeCl2.4H2O, FeCl3.6H2O

và NH4OH 25%.

2 Tính từ của hạt nano sắt từ được xác định bằng nam châm.

3 Tạo ra nhóm amino trên bề mặt hạt nano sắt từ

4 Sử dụng hạt nano sắt từ đã tổng hợp được để tách chiết DNA

từ tế bào vi khuẩn B.subtillis có độ tinh sạch protein

(A260/A280) là 1,8; 1,82.

5 Việc tách lọc DNA từ hạt nano sắt từ được tiến hành bằng từ trường nên thao tác dễ dàng hơn, đỡ tốn hóa chất và các thiết

bị hơn như li tâm.

5.2 Kiến nghị

5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1 Cần tiến hành xác định tính siêu thuận từ của hạt nano sắt từ bằng từ kế mẫu rung

2 Nghiên cứu tối ưu hóa thời gian trong giai đoạn hấp thụ DNA lên hạt nano sắt từ.

từ để tạo đầu dò trong phương pháp lai DNA để thấy rõ được những ưu việt của hạt nano sắt từ trong ứng dụng sinh học phân tử.