Tổng hợp xanh nano vàng từ dịch chiết nấm ngọc cẩu, ứng dụng làm vật liệu xúc tác xử lý chất hữu cơ và định lượng glucose

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

TỔNG HỢP XANH NANO VÀNG TỪ
DỊCH CHIẾT NẤM NGỌC CẨU, ỨNG
DỤNG LÀM VẬT LIỆU XÚC TÁC XỬ
LÝ CHẤT HỮU CƠ VÀ ĐỊNH LƯỢNG
GLUCOSE

Giảng viên hướng dẫn: TS. ĐOÀN VĂN ĐẠT
Sinh viên thực hiện: PHẠM QUỐC HUY
MSSV: 18061771
Lớp: DHPT14
Khoá: 2018 – 2022

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2022


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

TỔNG HỢP XANH NANO VÀNG TỪ
DỊCH CHIẾT NẤM NGỌC CẨU, ỨNG
DỤNG LÀM VẬT LIỆU XÚC TÁC XỬ
LÝ CHẤT HỮU CƠ VÀ ĐỊNH LƯỢNG
GLUCOSE
Giảng viên hướng dẫn: TS. ĐOÀN VĂN ĐẠT

Sinh viên thực hiện: PHẠM QUỐC HUY
MSSV: 18061771
Lớp: DHPT14
Khoá: 2018 – 2022

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2021


TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP TP. HCM

CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

----- // -----

----- // -----

NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: PHẠM QUỐC HUY
MSSV: 18061771
Chun ngành: Kỹ thuật hóa Phân tích
Lớp: DHPT14
1. Tên đề tài khóa luận/đồ án:
2. Nhiệm vụ:
-

Tổng hợp nano Au từ dịch chiết nấm Ngọc Cẩu
Khảo sát các thông số tổng hợp tối ưu.
Đặc trưng vật liệu thu được từ các phương pháp: XRD, FT – IR, DLS, EDX,
TEM – HRTEM, ZETA, …
Khảo sát khả năng làm xúc tác phân hủy hợp chất hữu cơ độc hại
Ứng dụng cảm biến sinh học định lượng glucose

3. Ngày giao khóa luận tốt nghiệp: 06/08/2020
4. Ngày hồn thành khóa luận tốt nghiệp:
5. Họ tên giảng viên hướng dẫn: TS. ĐỒN VĂN ĐẠT.

Tp. Hồ Chí Minh, ngày......tháng......năm 2022
Chủ nhiệm bộ môn
chuyên ngành

Giảng viên hướng dẫn


LỜI CẢM ƠN
Để có được thành quả là kết quả khóa luận khơng chỉ dừng lại ở sự nỗ lực học hỏi của
bản thân mà cùng với đó là sự giúp đỡ và hỗ trợ của gia đình, thầy cơ và bạn bè dành
cho em.
Nên lời nói đầu tiên, em xin gửi đến các Giảng viên Trường Đại học Công Nghiệp
Tp.HCM nói chung và các Thầy (Cơ) khoa Cơng nghệ Hóa Học nói riêng lời cảm ơn
chân thành vì đã giúp em trao dồi những kiến thức trong suốt 4 năm học tại trường.
Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến Thầy TS. Đoàn Văn Đạt đã tận tình chỉ dạy,
hướng dẫn và hỗ trợ cho em rất nhiều trong suốt quá trình làm đồ án tại trường. Với
những kinh nghiệm, kiến thức bổ ích mà Thầy truyền đạt cho em đã giúp đỡ rất nhiều
trong suốt thời gian làm đồ án và bổ sung hành trang tiếp theo cho những công việc
sau này. Giúp bản thân em có thể tự tin và thích nghi hơn cho những cơng việc sau

khi tốt nghiệp.
Trong q trình thực hiện đồ án cũng như trong quá trình báo cáo, do trình độ và kinh
nghiệm thực tiễn cịn hạn chế, khơng thể tránh khỏi những sai sót rất mong q Thầy
(Cơ) có thể bỏ qua. Em rất mong nhận được ý kiến đóng góp từ Thầy (Cơ) để em có
thể học hỏi những kinh nghiệm và có thể hồn thành tốt nhất bài báo cáo của mình.
Em xin chân thành cảm ơn!

TP. Hồ Chí Minh, ngày

tháng năm 2022

Sinh viên thực hiện


NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
Phần đánh giá: (thang điểm 10)
 Thái độ thực hiện:
 Nội dung thực hiện:

 Kỹ năng trình bày:
 Tổng hợp kết quả:
Điểm bằng số: ………. Điểm bằng chữ: ...................................................................
TP. Hồ Chí Minh, ngày ….. tháng ….. năm 2022
Trưởng bộ môn

Giảng viên hướng dẫn

Chuyên ngành

(Ký ghi họ và tên)


NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
TP. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2022
Giảng viên phản biện
(Ký ghi họ và tên)

i

MỤC LỤC

NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ...................................................................... iii
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................. iv
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ............................................................. v
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN ............................................................... vi
MỤC LỤC ......................................................................................................................... i
DANH MỤC HÌNH ẢNH ................................................................................................. v
DANH MỤC BẢNG BIỂU ............................................................................................ viii
LỜI NÓI ĐẦU .................................................................................................................. 1
1. Đặt vấn đề ..................................................................................................................... 1
2. Mục đích nghiên cứu ..................................................................................................... 2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .................................................................................. 2
3.1. Đối tượng ................................................................................................................... 2
3.2. Phạm vi nghiên cứu .................................................................................................... 2
4. Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu .......................................................................... 2
5. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài ........................................................................................... 2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ............................................................................................. 3
1.1. Giới thiệu về công nghệ nano ..................................................................................... 3
1.1.1. Khái niệm ................................................................................................................ 3
1.1.2. Nguồn gốc nano ....................................................................................................... 4
1.1.3. Tổng hợp nano kim loại ........................................................................................... 4
1.1.4. Ứng dụng của nano kim loại .................................................................................... 5
1.2. Giới thiệu về cây nấm ngọc cẩu .................................................................................. 5
1.3. Kim loại vàng ............................................................................................................. 6
1.3.1. Giới thiệu về kim loại vàng ...................................................................................... 6
1.3.2. Khả năng xúc tác của nano vàng .............................................................................. 6

1.3.3. Khả năng cảm biến sinh học của nano vàng ............................................................. 7
1.3.4. Ứng dụng của nano vàng ......................................................................................... 7
1.3.5. Một số nghiên cứu về nano vàng .............................................................................. 7


ii
1.4. Đường Glucose ........................................................................................................... 9
1.4.1. Giới thiệu chung về glucose ..................................................................................... 9
1.4.2. Vai trò sinh học của glucose .................................................................................. 10
CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM ....................................................................................... 11
2.1. Nguyên liệu, thiết bị, dụng cụ và hóa chất sử dụng trong nghiên cứu ........................ 11
2.1.1. Nguyên liệu ........................................................................................................... 11
2.1.2. Thiết bị .................................................................................................................. 11
2.1.3. Dụng cụ ................................................................................................................. 12
2.1.4. Hóa chất ................................................................................................................ 12
2.2. Chuẩn bị dịch chiết sử dụng trong nghiên cứu........................................................... 13
2.3. Quy trình tổng hợp nano vàng và khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp
........................................................................................................................................ 13
2.3.1. Quy trình tổng hợp nano vàng ................................................................................ 13
2.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ dung dịch vàng đến khả năng khử của dịch chiết 14
2.3.3. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng khử của dịch chiết ......................... 15
2.3.4. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến khả năng khử của dịch chiết........................ 16
2.4. Đặc trưng nano vàng bằng các phương pháp phân tích hóa lý hiện đại ...................... 16
2.4.1. Phương pháp trắc quang UV-VIS........................................................................... 16
2.4.2. Phương pháp XRD................................................................................................. 17
2.4.3. Phương pháp FTIR ................................................................................................ 17
2.4.4. Phương pháp TEM – HRTEM ............................................................................... 17
2.4.5. Phương pháp EDX ................................................................................................. 17
2.4.6. Phương pháp DLS ................................................................................................. 18
2.5. Khảo sát hoạt tính xúc tác của nano vàng .................................................................. 18

2.5.1. Khảo sát phản ứng giữa NaBH4 và 2-NP với nano vàng là chất xúc tác .................. 18
2.5.2. Khảo sát phản ứng giữa NaBH4 và 3-NP với nano vàng là chất xúc tác .................. 18
2.6. Khảo sát năng lượng hoạt hóa của nano vàng ............................................................ 18
2.6.1. Khảo sát năng lượng hoạt hóa phản ứng giữa NaBH4 và 2-NP có nano vàng làm xúc
tác19
2.6.2. Khảo sát năng lượng hoạt hóa phản ứng giữa NaBH4 và 3-NP có nano vàng làm xúc
tác. .................................................................................................................................. 19
2.7. Định lượng glucose................................................................................................... 19
2.7.1. Khảo sát ảnh hưởng của pH ................................................................................... 19


iii
2.7.2. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ ........................................................................... 19
2.7.3. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ 3,3',5,5'-Tetramethylbenzidine (TMB) ................ 19
2.7.4. Khảo sát ảnh hưởng của thể tích xúc tác sử dụng ................................................... 20
2.7.5. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian .......................................................................... 20
2.7.6. Khỏa sát độ nhạy của phép thử H2O2 ..................................................................... 20
2.7.7. Dựng đường chuẩn H2O2 ....................................................................................... 20
2.7.8.

Tính tốn LOD của phép thử H2O2 ........................................................................... 21

2.7.9. Khảo sát độ nhạy của phép thử glucose .................................................................. 21
2.7.10. Dựng đường chuẩn glucose .................................................................................. 22
2.7.11. Tính tốn LOD của phép thử glucose ................................................................... 22
2.7.12. Thí nghiệm trên mẫu giả lập ................................................................................ 23
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ...................................................................... 24
3.1. Kết quả khảo sát thông số tối ưu nano vàng .............................................................. 24
3.1.1. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ dung dịch Au3+đến khả năng khử của dịch
chiết ................................................................................................................................ 24

3.1.2. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng khử của dịch chiết............. 25
3.1.3. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến khả năng khử của dịch chiết ........... 26
3.1.4. Các thông số và điều kiện tốt nhất để tổng hợp nano vàng...................................... 27
3.1.5. Độ bền ................................................................................................................... 28
3.2. Kết quả nghiên cứu các đặc trưng hóa lý của nano vàng............................................ 29
3.2.1. Kết quả XRD ......................................................................................................... 29
3.2.2. Kết quả TEM và HR-TEM..................................................................................... 30
3.2.3. Kết quả FT-IR ....................................................................................................... 31
3.2.4. Kết quả STEM – Mapping ..................................................................................... 32
3.2.5. Kết quả DLS .......................................................................................................... 33
3.2.6. Kết quả thế Zeta..................................................................................................... 34
3.3. Kết quả khảo sát hoạt tính xúc tác của nano vàng...................................................... 35
3.3.1. Kết quả phản ứng giữa NaBH4 và 2-NP có nano vàng làm xúc tác ......................... 35
3.3.2. Kết qủa phản ứng giữa NaBH4 và 3-NP có nano vàng làm xúc tác ......................... 37
3.4. Kết quả khảo sát năng lượng hoạt hóa....................................................................... 39
3.4.1. Kết quả năng lượng hoạt hóa phản ứng giữa NaBH4 và 2-NP có nano vàng làm xúc
tác39


iv
3.4.2. Kết quả năng lượng hoạt hóa phản ứng giữa NaBH4 và 3-NP có nano vàng làm xúc
tác42
3.5. Định lượng glucose................................................................................................... 46
3.5.1. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH ....................................................................... 46
3.5.2. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ ............................................................... 47
3.5.3. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ ............................................................... 48
3.5.4. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thể tích xúc tác sử dụng ....................................... 49
3.5.5. Kết quả khảo sát thời gian ...................................................................................... 49
3.5.6. Kết quả khảo sát độ nhạy của phép thử H2O2 ......................................................... 50
3.5.7. Kết quả dựng đường chuẩn H2O2 ........................................................................... 51

3.5.8. Kết quả LOD của phép thử H2O2 ........................................................................... 52
3.5.9. Kết quả khảo sát độ nhạy của phép thử glucose ............................................. 54
3.5.10. Kết quả dựng đường chuẩn glucose...................................................................... 55
3.5.11. Kết quả LOD của phép thử glucose .................................................................. 56
3.5.12. Kết quả thí nghiệm trên mẫu giả lập ................................................................. 57
KẾT LUẬN..................................................................................................................... 59
KIẾN NGHỊ .................................................................................................................... 60
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................... 61


v

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Mơ hình hóa so sánh giữa kích thước nanomet với kích thước dạng khối truyền
thống ................................................................................................................................. 3
Hình 1.2. Nấm ngọc cẩu .................................................................................................... 6
Hình 1.3. Cấu trúc của D-glucose ...................................................................................... 9
Hình 2.1. Xử lý nguyên liệu nấm ngọc cẩu ...................................................................... 13
Hình 2.2. Sơ đồ quy trình chuẩn bị dịch chiết từ nấm ngọc cẩu ........................................ 13
Hình 2.3. Sơ đồ quy trình tổng hợp AuNPs ...................................................................... 14
Hình 2.4. Sơ đồ minh họa cho quá trình tổng hợp AuNPs với các ứng dụng ................... 14
Hình 2.5. Phổ chuẩn XRD của nano vàng ........................................................................ 17
Hình 3.1. Phổ UV-Vis về sự ảnh hưởng của nồng độ Au3+ và Độ hấp thu cực đại tại nồng
khác nhau ........................................................................................................................ 24
Hình 3.2. Kết quả khảo sát nồng độ dung dịch Au3+ ........................................................ 24
Hình 3.3. Phổ UV-Vis về sự ảnh hưởng của nhiệt độ và Độ hấp thu cực đại tại nhiệt độ khác
nhau ................................................................................................................................ 25
Hình 3.4. Kết quả khảo sát nhiệt độ của dung dịch Au3+ .................................................. 25
Hình 3.5. Phổ UV-Vis về sự ảnh hưởng của thời gian và Độ hấp thu cực đại tại thời gian
khác nhau ........................................................................................................................ 26

Hình 3.6. Kết quả khảo sát thời gian của dung dịch Au3+ ................................................. 26
Hình 3.7. Tổng hợp nano vàng theo điều kiện tối ưu (a) mẫu nano vàng lỏng, (b) mẫu nano
vàng rắn .......................................................................................................................... 27
Hình 3.8. (a) Phổ UV-VIS của nano vàng theo thời gian, (b) Độ hấp thu cực đại theo thời
gian khác nhau ................................................................................................................ 28
Hình 3.9. Phổ XRD của nano vàng .................................................................................. 29
Hình 3.10. (a) Ảnh TEM của nano vàng ở kích thước 50nm, (b) Ảnh TEM của nano vàng,
(c) Ảnh nhiễu xạ của nano vàng, (d) Ảnh HR-TEM của nano vàng .................................. 30
Hình 3.11. Phổ FT-IR của dịch chiết và nano vàng .......................................................... 31
Hình 3.12. STEM-Mapping và phổ EDX ((a, b) và (c)) của nano vàng ............................ 32
Hình 3.13. Phân bố kích thước hạt của nano vàng ............................................................ 33
Hình 3.14. Kết quả thế Zeta ............................................................................................. 34
Hình 3.15. Phổ UV-Vis về suy giảm hàm lượng 2-NP phản ứng với NaBH4 có nano vàng
làm xúc tác (a) và động học bậc nhất của phản ứng (b) .................................................... 35


vi
Hình 3.16. (a) NaBH4 + 2-NP, (b) sau khi cho nano vàng vào .......................................... 35
Hình 3.17. Phổ UV-Vis về suy giảm hàm lượng 3-NP phản ứng với NaBH4 có nano vàng
làm xúc tác (a) và động học bậc nhất của phản ứng (b) .................................................... 37
Hình 3.18. (a) NaBH4 + 3-NP, (b) sau khi cho nano vàng vào .......................................... 37
Hình 3.19. Phổ UV-Vis về suy giảm hàm lượng 2-NP phản ứng với NaBH4 có nano vàng
làm xúc tác ở 30oC (a) và động học bậc nhất của phản ứng (b) ........................................ 39
Hình 3.20. Phổ UV-Vis về suy giảm hàm lượng 2-NP phản ứng với NaBH4 có nano vàng
làm xúc tác ở 40oC (a) và động học bậc nhất của phản ứng (b) ........................................ 40
Hình 3.21. Phổ UV-Vis về suy giảm hàm lượng 2-NP phản ứng với NaBH4 có nano vàng
làm xúc tác ở 50oC (a) và động học bậc nhất của phản ứng (b) ........................................ 40
Hình 3.22. Phổ UV-Vis về suy giảm hàm lượng 2-NP phản ứng với NaBH4 có nano vàng
làm xúc tác ở 60oC (a) và động học bậc nhất của phản ứng (b) ........................................ 41
Hình 3.23. Phổ UV-Vis về suy giảm hàm lượng 2-NP phản ứng với NaBH4 có nano vàng

làm xúc tác ở 70oC (a) và động học bậc nhất của phản ứng (b) ........................................ 41
Hình 3.24. Hằng số tốc độ phản ứng bậc nhất (a) và năng lượng hoạt hóa trong phản ứng
phân hủy 2-NP (b) ........................................................................................................... 42
Hình 3.25. Phổ UV-Vis về suy giảm hàm lượng 3-NP phản ứng với NaBH4 có nano vàng
làm xúc tác ở 30oC (a) và động học bậc nhất của phản ứng (b) ........................................ 42
Hình 3.26. Phổ UV-Vis về suy giảm hàm lượng 3-NP phản ứng với NaBH4 có nano vàng
làm xúc tác ở 40oC (a) và động học bậc nhất của phản ứng (b) ........................................ 43
Hình 3.27. Phổ UV-Vis về suy giảm hàm lượng 3-NP phản ứng với NaBH4 có nano vàng
làm xúc tác ở 50oC (a) và động học bậc nhất của phản ứng (b) ........................................ 43
Hình 3.28. Phổ UV-Vis về suy giảm hàm lượng 3-NP phản ứng với NaBH4 có nano vàng
làm xúc tác ở 60oC (a) và động học bậc nhất của phản ứng (b) ........................................ 44
Hình 3.29. Phổ UV-Vis về suy giảm hàm lượng 3-NP phản ứng với NaBH4 có nano vàng
làm xúc tác ở 70oC (a) và động học bậc nhất của phản ứng (b) ........................................ 44
Hình 3.30. Hằng số tốc độ phản ứng bậc nhất (a) và năng lượng hoạt hóa trong phản ứng
phân hủy 3-NP (b) ........................................................................................................... 45
Hình 3.31. Phổ UV-Vis của TMBox chịu ảnh hưởng của pH (a), Độ hấp thu cực đại tại các
pH khác nhau (b) ............................................................................................................. 46
Hình 3.32. Ảnh hưởng của pH đến phản ứng ................................................................... 46
Hình 3. 33. Phổ UV-Vis của TMBox chịu ảnh hưởng của nồng độ (a), Độ hấp thu cực đại tại
các nồng độ khác nhau (b) ............................................................................................... 47
Hình 3.34. Ảnh hưởng của nồng độ TMB đến phản ứng .................................................. 47
Hình 3.35. Phổ UV-Vis của TMBox chịu ảnh hưởng của nhiệt độ (a), Độ hấp thu cực đại tại
các nhiệt độ khác nhau (b) ............................................................................................... 48


vii
Hình 3.36. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến phản ứng ........................................................... 48
Hình 3.37. Phổ UV-Vis của TMBox chịu ảnh hưởng của thể tích xúc tác sử dụng (a), Độ hấp
thu cực đại tại các thể tích xúc tác khác nhau (b) ............................................................. 49
Hình 3.38. Phổ UV-Vis của TMBox chịu ảnh hưởng của thời gian (a), Độ hấp thu cực đại tại

các thời gian khác nhau (b) .............................................................................................. 49
Hình 3.39. Phổ UV-Vis sau 60 phút phản ứng của hỗn hợp: (1) AuNPs+H2O2, (2)
AuNPs+TMB, (3) TMB+H2O2, (4) AuNPs+TMB+H2O2 ................................................. 50
Hình 3.40. Các mẫu thu được sau 60 phút phản ứng với: (1) AuNPs+TMB+H2O2, (2)
AuNPs+TMB, (3) TMB+H2O2, (4) AuNPs+H2O2 ........................................................... 50
Hình 3.41. Mơ hình minh họa cho quá trình nhận biết glucose ......................................... 51
Hình 3.42. Phổ UV-Vis sự thay đổi độ hấp thu theo nồng độ H2O2 .................................. 51
Hình 3.43. Sự thay đổi màu của mẫu theo nồng độ H2O2 ................................................. 52
Hình 3.44. Đồ thị bậc I biểu diễn đường chuẩn H2 O2 ....................................................... 52
Hình 3.45. Các mẫu thí nghiệm LOD của phép thử H2O2................................................. 52
Hình 3.46. Phổ UV-Vis sau 60 phút của hỗn hợp phản ứng: (1) AuNPs + Glucose + GOx,
(2) TMB + Glucose + GOx, (3) AuNPs + Glucose + TMB + GOx, (4) AuNPs + GOx + TMB
........................................................................................................................................ 54
Hình 3.47. Các mẫu thu được sau 60 phút phản ứng với: (1) AuNPs + Glucose + GOx, (2)
TMB + Glucose + GOx, (3) AuNPs + Glucose + TMB + GOx, (4) AuNPs + GOx + TMB
........................................................................................................................................ 54
Hình 3.48. Phổ UV-Vis sự thay đổi độ hấp thu theo nồng độ Glucose ............................. 55
Hình 3.49. Sự thay đổi màu của mẫu thí nghiệm theo nồng độ glucose ............................ 55
Hình 3.50. Đồ thị bậc I biểu diễn đường chuẩn Glucose .................................................. 55
Hình 3.51. Các mẫu thí nghiệm LOD của phép thử glucose ............................................. 56
Hình 3.52. Phổ UV-Vis kết quả mẫu giả lập của Sample 1 và Sample 2........................... 57
Hình 3.53. Mẫu giả lập của Sample 1 và Sample 2 .......................................................... 58


viii

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1. Danh sách thiết bị sử dụng ............................................................................... 11
Bảng 2.2. Danh sách dụng cụ sử dụng ............................................................................. 12

Bảng 2.3. Hóa chất sử dụng ............................................................................................. 12
Bảng 2.4. Thông số các giá trị khảo sát ảnh hưởng của nồng độ dung dịch vàng đến khả năng
khử của dịch chiết ........................................................................................................... 15
Bảng 2.5. Thông số các giá trị khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng khử của dịch
chiết ................................................................................................................................ 15
Bảng 2.6. Thông số các giá trị khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng khử của dịch
chiết ................................................................................................................................ 16
Bảng 2.7. Thí nghiệm độ nhạy của phép thử H2O2 ........................................................... 20
Bảng 2.8. Các thông số để dựng đường chuẩn H2O2 ........................................................ 21
Bảng 2.9. Thí nghiệm độ nhạy của phép thử Glucose ...................................................... 21
Bảng 2.10. Các thông số để dựng đường chuẩn glucose ................................................... 22
Bảng 3.1. Thông số và điều kiện tối ưu để tổng hợp nano vàng ........................................ 27
Bảng 3.2. So sánh các hằng số tốc độ phản ứng khi sử dụng nano bạc làm xúc tác cho sự khử
2-nitrophenol ................................................................................................................... 36
Bảng 3.3. So sánh các hằng số tốc độ phản ứng khi sử dụng nano vàng làm xúc tác cho sự
khử 3-nitrophenol ............................................................................................................ 38
Bảng 3.4. Mật độ quang của 11 mẫu phản ứng có cùng nồng độ H2O2 ............................. 53
Bảng 3.5. Mật độ quang của 11 mẫu phản ứng có cùng nồng độ glucose ......................... 56
Bảng 3.6. So sánh LOD với các nghiên cứu trước............................................................ 57
Bảng 3.7. Kết quả mẫu giả lập của Sample 1 và Sample 2 ............................................... 58


1

LỜI NÓI ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Trong nhiều năm, AuNPs đã được nghiên cứu sâu rộng với nhiều ứng dụng tuyệt vời
trong y học, xúc tác, kháng khuẩn và cảm biến sinh học [1-6], … Đặc biệt, các hạt nano được
tạo thành từ chiết xuất thực vật có ý nghĩa rất lớn trong nghiên cứu xanh. Đã có nhiều cơng
trình tổng hợp thành công hạt nano vàng từ dịch chiết thực vật như dịch chiết lá Lactuca

indica [7], rễ Codonopsis pilosula [8], lõi ngô [9], vỏ quả Dừa nước [10], dịch chiết hạt
Coffea arabica [11], .... Các hạt nano vàng được tổng hợp từ dịch chiết thực vật có kích
thước nanomet nên có diện tích bề mặt tiếp xúc lớn đóng vai trò quan trọng trong việc xúc
tác xử lý các chất ô nhiễm bao gồm 1,4-dinitrobenzene (1,4DNB) [8]; o, m, p nitrolphenol
[2,7-11]; metyl da cam [7]; sự phân hủy của thuốc nhuộm hữu cơ bao gồm Eosin Y và
Rhodamine 6G [9]. Theo đó, các hằng số tốc độ được tính tốn từ các phương trình động
học cho thấy rằng các hạt nano sinh tổng hợp là chất xúc tác tuyệt vời trong các ứng dụng
tiềm năng để xử lý nước thải.
Trong nghiên cứu này, chúng tôi tổng hợp AuNPs từ chiết xuất của Cynomorium
songaricum (CD), một loài thực vật sống ở các vùng miền núi Việt Nam để tận dụng các
nguyên liệu sẵn có tại địa phương và thân thiện với mơi trường. Cynomorium songaricum
cũng có ở Trung Quốc, Bắc Phi và khu vực Địa Trung Hải, trong CD có rất nhiều thành phần
quan trọng như flavonoid, phenolic, steroid, triterpenes, lignans, alkaloid… được sử dụng
để giúp chống oxy hóa, tăng cường miễn dịch cũng như cải thiện tình trạng sinh lý ở nam
giới [12-19]. Trong đó nhóm chức −OH trong cây sẽ đóng vai trị quan trọng trong việc khử
Au3+ thành CD-AuNPs. Các hạt nano vàng được tạo ra từ dịch chiết Cynomorium
songaricum, hoạt tính xúc tác của chúng được đánh giá cao trong việc xử lý các chất ô nhiễm
như 2NP, 3NP ở o, m-nitrophenol thành o, m-aminophenol với NaBH4 dư. Năng lượng hoạt
hóa và hằng số tốc độ của phản ứng cũng được tính tốn cho thấy rằng CD-AuNPs là một
chất xúc tác tuyệt vời để xử lý các chất ơ nhiễm.
Ngồi ra, trong nghiên cứu này, chúng tôi cũng sử dụng các hạt nano vàng làm vật liệu
xúc tác có thể bắt chước peroxidase tự nhiên một cách hiệu quả cho các cảm biến sinh học.
Các nghiên cứu trước đây cũng chứng minh ứng dụng tuyệt vời của AuNPs trong lĩnh vực
này như cảm biến sinh học cholesterol [20-22], hoặc cảm biến sinh học đường Au @ Ag
[23]. Đặc biệt, cảm biến đo đường đang được chú ý trong những năm gần đây. Thông thường
để xác định glucose, glucose oxidase (Gox) được sử dụng làm chất xúc tác trong q trình
oxy hóa glucose, tạo ra axit gluconic và hydrogen peroxide (H2O2) [24, 25]. Vì các enzym
tự nhiên này rất tốn kém trong việc bảo quản và lưu trữ [26], nên việc tìm kiếm các enzym
nhân tạo thay thế là rất cần thiết.
𝐺𝑜𝑥

Glucose + O2 + H2O → Gluconic acid + H2O


2
Tương tự, trong cơng trình này, chúng tơi tiến hành nghiên cứu cảm biến hóa học đo
màu H2O2 và cảm biến sinh học glucose dựa trên hoạt tính giống peroxidase của các hạt
AuNPs được tổng hợp từ dịch chiết CD. Kết quả cho thấy CD-AuNPs đã thực hiện một hoạt
tính xúc tác tuyệt vời đối với q trình oxy hóa 3,3 ′, 5,5′-tetramethylbenzidine (TMB) khi
có mặt hydrogen peroxide. Với những kết quả này, nó có thể là chất xúc tác tuyệt vời để rút
ngắn thời gian trong các xét nghiệm glucose huyết thanh người trong tương lai.
2. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng quy trình tổng hợp hạt nano vàng, bạc từ dung dịch Au3+ bằng dịch chiết
nấm Ngọc Cẩu. Đánh giá các đặc tính hóa lý của nano vàng được tổng hợp từ dung dịch
Au3+ bằng tác nhân khử là dịch chiết Nấm Ngọc Cẩu. Đánh giá khả năng làm xúc tác trong
phản ứng phân hủy nitrophenol và dùng làm cảm biến sinh học trong nhận biết glucose.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tượng


Nấm Ngọc Cẩu



Hạt nano vàng



Chất hữu cơ độc hại nitrophenol và glucose

3.2. Phạm vi nghiên cứu


Cây nấm Ngọc Cẩu được thu hái tại vùng núi của Việt Nam



Muối Au sử dụng trong đề tài là AuCl3

4. Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu
Phương pháp thực nghiệm


Phương pháp chiết tách: phương pháp ngâm gia nhiệt trong môi trường nước



Tổng hợp nano vàng bằng phương pháp khử hóa học



Khảo sát điều kiện tối ưu của các quá trình bằng phương pháp luân phiên từng biến



Đánh giá hóa lý bằng phương pháp hiện đại như FT – IR, SEM, TEM, XRD, DLS, …
để nhận danh, đánh giá các sản phẩm của quá trình

5. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài


Tạo ra vật liệu nano vàng thân thiện với môi trường, phục vụ cho ứng dụng xúc tác và
cảm biến sinh học.



Góp phần khẳng định đa dạng trong cách tận dụng nguồn nguyên liệu tự nhiên trong
nông nghiệp tại Viêt Nam.



Ứng dụng được cơ sở lý thuyết vào thực tế mang lại giá trị kinh tế thực tiễn.



Hướng tới sản xuất sạch và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.


3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Giới thiệu về công nghệ nano
1.1.1. Khái niệm
1.1.1.1. Khái niệm công nghệ nano
Công nghệ nano hiện nay vẫn là một lĩnh vực nghiên cứu mới, công nghệ này liên
quan đến việc xây dựng vật liệu và thiết bị trên quy mô nanomet. Một nanomet bằng một
phần tỷ mét, đường kính của một sợi tóc người trung bình là 80.000 nanomet. Ở quy mơ như
vậy, các quy tắc thơng thường của vật lý và hóa học khơng cịn được áp dụng nữa. Ví dụ,
các đặc tính của vật liệu, chẳng hạn như màu sắc, độ bền, độ dẫn điện của chúng, có thể khác

nhau đáng kể giữa kích thước nano và micro. Do đó, vật liệu có kích thước nano sẽ có những
tính năng đặc biệt mà vật liệu truyền thống khơng có được [13].

Hình 1.1. Mơ hình hóa so sánh giữa kích thước nanomet với kích thước dạng khối
truyền thống
Cơng nghệ nano cịn có triển vọng trong nhiều lĩnh vực mới do vật liệu nano thể hiện
các đặc tính hóa học và vật lý thú vị với môi trường như tăng độ bền của vật liệu chống lại
ứng suất cơ học hoặc thời tiết, diện tích bề mặt riêng cao và khả năng phản ứng hóa học của
các hạt nano và khả năng hấp thụ cũng như hấp phụ lớn [17]
1.1.1.2. Vật liệu nano
Vật liệu nano (NM) thường được phân loại dựa trên hình thái, kích thước, tính đồng
nhất, và sự kết tụ. Tùy thuộc vào phương thức tổng hợp mà hình thái hoặc hình dạng của vật


4
liệu nano là khác nhau. Các đặc điểm chính của hình thái học bao gồm độ phẳng, hình cầu
và tỷ lệ khung hình [18].
Dựa trên kích thước, vật liệu nano được phân loại gồm 0 chiều (0D), 1 chiều (1D), 2
chiều (2D) và 3 chiều (3D). Dựa trên thành phần, vật liệu nano được tổ chức thành bốn loại
chính: NM dựa trên carbon, NM dựa trên hữu cơ, NM dựa trên vơ hình và NM dựa trên hỗn
hợp [18].
1.1.2. Nguồn gốc nano
Năm 1959, Tiến sĩ Richard Feynman đã có một nghiên cứu hấp dẫn về công nghệ
nano, ông đưa ra ý tưởng về khả năng hình thành một nền cơng nghệ mới, trong đó con
người có thể xếp chồng các loại nguyên tử, phân tử để thiết kế một dụng cụ cực kỳ nhỏ
(microscopic) hay thiết kế một dụng cụ to ngay từ cấu trúc phân tử của nó. Hiện nay, phương
pháp được gọi là "công nghệ nano” [3].
Sau Feynman, các nhà khoa học tài ba trong 50 năm qua đã nghiên cứu, thu thập và
sáng tạo ra nhiều phương pháp mới để tiếp cận, phát triển ngành công nghệ nano [3].
Năm 1981, hai nhà nghiên cứu G. Binnig và H. Rohrer đã cơng bố kính hiển vi qt

đường hầm do 2 ơng phát minh đã nhìn thấy được ngun tử [3].
Và năm 1990, D. Eigler và E. Schweizer cũng đã phát hiện được nguyên tử. Đây là lần
đầu tiên hai ơng nhìn thấy ngun tử trong nghiên cứu của mình, ơng đã sử dụng đầu dị để
di chuyển từng đơn vị ngun tử theo ý của mình. Nhờ đó, nghiên cứu phác họa của Feynman
năm 1959 đã thành hiện thực [3].
Đầu những năm 2000, lĩnh vực này đã thu hút được sự chú ý về mặt khoa học, chính
trị và thương mại. Các cuộc tranh luận đã nổi lên liên quan đến các định nghĩa và ý nghĩa
tiềm năng của công nghệ nano, được minh họa trong báo cáo của Hiệp hội Hồng gia về
cơng nghệ nano [3].
Đến nay, ứng dụng của nano trong các lĩnh vực khác nhau như năng lượng, thuốc men
và dinh dưỡng…. vẫn ngày càng phát triển rất nhiều.
1.1.3. Tổng hợp nano kim loại
1.1.3.1. Từ trên xuống
Trong phương pháp này, vật liệu có các hạt lớn sẽ chuyển về các hạt nhỏ có kích thước
nano thơng qua các phương pháp xử lí hóa học và vật lý [113]. Nó bao gồm các phương
pháp như nghiền bằng thiết bị nghiền, cắt da bằng phương pháp đốt nóng, cắt đốt bằng nhiệt
và laser. Mặc dù các phương pháp từ trên xuống rất dễ thực hiện nhưng chất lượng sản phẩm
hạt nano từ phương pháp này thường kém hơn sản phẩm của phương pháp từ dưới lên. Và
mặt hạn chế chính của cơng nghệ này là vấn đề nhiễm tạp chất từ thiết bị nghiền, diện tích
bề mặt hạt thấp, sự phân bố về hình dạng và kích thước không đều và tốn nhiều thời gian,
năng lượng [114].
1.1.3.2. Từ dưới lên
Tổng hợp các hạt nano bằng phương pháp từ dưới lên thì các hạt nano được hình thành
từ các phân tử nhỏ hơn như sự liên kết của các nguyên tử hoặc các hạt nhỏ. Trong phương


5
pháp này, các hạt vật liệu có cấu trúc nano của màng lọc nano được hình thành và sau đó
được lắp ráp để tạo ra hạt nano cuối cùng. Ưu điểm của phương pháp là có thể được kiểm
sốt được hình thái học và cấu trúc tinh thể của các hạt nano. Tuy nhiên, phương pháp này

lại khó lắng động với vật liệu đa thành phần và tiềm ẩn các nguy cơ độc hại về hóa chất
[115].
1.1.3.3. Tổng hợp xanh
Để khắc phục những thiếu sót của phương pháp hóa học, phương pháp sinh học đã ra
đời như một lựa chọn khả thi. Quy trình thích hợp nhất để tổng hợp các hạt nano (NP) là quy
trình sinh học do khơng phức tạp, vơ hại và hiệu quả về chi phí. Các chất khử và đóng vai
trị quan trọng trong q trình tổng hợp NP. Các vật liệu hóa học được sử dụng trong các
quy trình vật lý và hóa học để tổng hợp NP là nguy hiểm và cực kỳ độc hại với mơi trường.
Trong khi đó, hóa chất và vi sinh vật được sử dụng trong các quá trình sinh học không chỉ
vô hại đối với môi trường xung quanh mà cịn an tồn đối với các sinh vật mục tiêu. Đó là
lý do tại sao quy trình thích hợp nhất và được khuyến nghị để tổng hợp NP là quy trình sinh
học. Hiện tại, rất cần phát triển các quy trình và phương pháp bền vững để tạo ra các hạt
nano, vì các hạt nano là cần thiết để ứng dụng trong các lĩnh vực có thể liên quan trực tiếp
đến con người. Phương pháp tổng hợp xanh các hạt nano có thể được nhóm lại theo năm
phương pháp sau: Phương pháp polysaccharide, phương pháp Tollens, phương pháp chiếu
xạ, phương pháp polyoxometalates và phương pháp sinh học [116].
1.1.4. Ứng dụng của nano kim loại
Những sản phẩm công nghệ nano được ứng dụng trong một số lĩnh vực của vật liệu
nano như là làm tác nhân kháng khuẩn, kem chống nắng có hạt nano, tăng cường sợi carbon
sử dụng hạt nano silica và ống nano carbon cho vải dệt chống vết bẩn [28] [29].
Công nghệ nano cũng đang được phát triển để ứng dụng cho nhiều quy trình cơng
nghiệp và xử lý nước thải [30]. Làm sạch và dọn dẹp môi trường ứng dụng bao gồm khử
muối nước, lọc nước, xử lý nước thải, xử lý nước ngầm [31]. Trong cơng nghiệp, các ứng
dụng có thể bao gồm vật liệu xây dựng, hàng hóa qn sự, gia cơng dây nano, thanh nano
vài lớp graphene [32]. Hiện nay, các nhà khoa học đã ứng dụng công nghệ sinh học để tạo
ra nano và đó là lĩnh vực nghiên cứu dựa trên nền tảng sinh học trong ngành khoa học lai
giữa khoa học và công nghệ sinh học [33].
1.2. Giới thiệu về cây nấm ngọc cẩu
Cynomorium Songaricum (CD) thường được gọi là cây nấm ngọc cẩu một loài thực
vật sống ở các vùng miền núi Việt Nam để tận dụng các nguyên liệu sẵn có tại địa phương

và thân thiện với mơi trường. Cynomorium Songaricum cũng có ở Trung Quốc, Bắc Phi và
khu vực Địa Trung Hải, trong CD có rất nhiều thành phần quan trọng như flavonoid,
phenolic, steroid, triterpenes, lignans, alkaloid… được sử dụng để giúp chống oxy hóa, tăng
cường miễn dịch cũng như cải thiện tình trạng sinh lý ở nam giới [12-19].


6

Hình 1.2. Nấm ngọc cẩu
Theo nghiên cứu, người ta tìm thấy trong nấm ngọc cẩu có chứa một số thành phần có
lợi sau: Gentianine, Chất béo, Choline, Carpaine, Vitexin, Orienti, Choline, axit amin, tinh
dầu, Testosterone, L Arginin… [19]. Với những thành phần hoạt chất trên nấm ngọc cẩu có
tác dụng như một vị thần dược trong điều trị các bệnh lý liên quan tới xương khớp như đau
lưng, tê tay chân, mỏi gối và những chứng bệnh liên tới tới sinh lý khác [12].
Theo hình dạng bên ngồi, nấm ngọc cẩu được phân thành 2 loại là nấm đực và nấm
cái: những cây nấm ngọc cẩu đực thường có thân hình tỏ dần đều từ trên xuống, bề mặt nhẵn,
cao từ 10-15 cm, đặc biệt có cây phát triển vượt bậc tới 30-40 cm. Màu sắc của những cây
nấm đực là đỏ hoặc nâu sẫm, chúng được tạo thành bởi cán hoa li ti mọc dọc theo thân cây.
Chúng sẽ có mùi thơm hơn nấm cái. Vì vậy, loại này cũng thường được dùng để ngâm rượu
nhiều hơn. Còn Nấm ngọc cẩu cái thường có kích thước bé hơn nấm đực, hình dạng bên
ngồi nhìn khá giống bắp ngơ chứ khơng có chóp rõ rệt như ở nấm đực. Củ của nấm cái non
và ít bị xơ hơn nấm đực, nhưng lại khơng có mùi thơm bằng [12].
1.3. Kim loại vàng
1.3.1. Giới thiệu về kim loại vàng
Vàng là một nguyên tố hóa học có ký hiệu Au và số nguyên tử 79. Số nguyên tử này
khiến nó trở thành một trong những nguyên tố có số nguyên tử cao xuất hiện trong tự nhiên.
Vàng là một kim loại chuyển tiếp tương đối mềm, cực kỳ dễ uốn, thuộc nhóm 11 trong bảng
tuần hồn và có khối lượng phân tử là 196,96. 79 electron của nó được sắp xếp theo cấu hình
[Xe] 4f145d106s1 [80].
Các hạt nano vàng dạng keo đã được các nghệ nhân sử dụng trong nhiều thế kỷ do

màu sắc rực rỡ được tạo ra từ sự tương tác của chúng với ánh sáng nhìn thấy. Gần đây hơn,
những đặc tính quang điện tử độc đáo này đã được nghiên cứu và sử dụng trong các ứng
dụng công nghệ cao như quang điện hữu cơ, đầu dò cảm giác, tác nhân điều trị, phân phối
thuốc trong các ứng dụng sinh học và y tế, chất dẫn điện tử và xúc tác. Các đặc tính quang
học và điện tử của các hạt nano vàng có thể điều chỉnh được bằng cách thay đổi kích thước,
hình dạng, hóa học bề mặt hoặc trạng thái tập hợp [81].
1.3.2. Khả năng xúc tác của nano vàng
Ngày nay, vàng được sử dụng trong ngành điện tử ứng dụng làm chân các linh kiện
điện tử nhằm tạo các mối tiếp xúc bền vững và dẫn truyền [82]. Năm 1980, Haruta và cùng
cộng sự đã phát hiện rằng nano vàng có khả năng làm xúc tác cho phản ứng oxi hóa khí


7
cacbon monooxit CO không chỉ ở nhiệt độ thường 20-30oC mà còn ở nhiệt độ 70oC [83].
Đây là phản ứng quan trọng để khử độc và chống cháy nổ trong các khơng gian kín, khơng
thống khí như dưới hầm mỏ, trong các thiết bị lặn, tàu ngầm, tàu vũ trụ hoặc để tái tạo
lượng CO2 [84].
Sau đó, có rất nhiều nghiên cứu về khả năng xúc tác của nano vàng [85]. Tuy nhiên,
các hạt nano vàng rất dễ kết tụ lại với nhau để hình thành các hạt lớn hơn nên chúng thường
được gắn lên các chất mang như Fe2O3, Co3O4, MnOx, … [86] [87] [88].
1.3.3. Khả năng cảm biến sinh học của nano vàng
Trong một nghiên cứu khác, đã trình bày một phương pháp đơn giản để tổng hợp các
hạt nano vàng (AuNPs) và axit L-glutamic tương hợp sinh học ( Glu-AuNPs ). Đặc trưng và
ứng dụng của Glu-AuNPs giúp cải thiện khả năng phát hiện so màu của các ion Cr3+trong
môi trường pH phù hợp. Glu-AuNPs cho thấy phản ứng so màu tăng cường đối với các ion
Cr3+ từ 400 nM trở đi ở pH = 6. Khi có mặt Cr3+ và ở pH = 6, Glu-AuNPs hiển thị một
đỉnh hấp thụ mới ở bước sóng 641 nm cùng với sự giảm dần của đỉnh gốc ở bước sóng 525
nm. Chiến lược hỗ trợ pH này được hỗ trợ thêm bởi các cuộc điều tra mẫu nước máy và nước
hồ, cho thấy khả năng phát hiện ion Cr3+ trở nên tối ưu hơn [113] [114].
1.3.4. Ứng dụng của nano vàng

Vàng đã được sử dụng rộng rãi mọi nơi trên khắp thế giới như một phương tiện chuyển
đổi tiền tệ, ngồi ra vàng cịn được dùng làm các loại trang sức quý giá. Thời Trung Cổ, vàng
thường được xem là chất có lợi cho sức khoẻ với niềm tin rằng một thứ hiếm và đẹp là thứ
tốt cho sức khoẻ [94]. Đồng vị vàng-198, (bán rã 2,7 ngày) được dùng trong một số phương
pháp điều trị ung thư và để điều trị một số loại bệnh [95].
Ngày nay vàng cịn được sử dụng trong thực phẩm và có mã số cho phụ gia thực phẩm
E– 175 [96]. Vàng lá, bông hay bụi vàng được phũ lên trên thực phẩm cho giới thượng lưu,
đặc biệt là bánh kẹo và đồ uống, vàng được xem như là vật trang trí [97]. Trong nhiếp ảnh,
các chất liệu màu bằng vàng được dùng để chuyển đổi màu của các điểm trắng và đen trên
giấy ảnh thành màu xám và xanh hay để tăng sự ổn định của chúng. Được dùng trong in tông
nâu đỏ, vàng tạo ra các tông đỏ, Kodak đã công bố các công thức cho nhiều kiểu tông màu
từ vàng, trong đó sử dụng vàng từ muối clorua [98].
1.3.5. Một số nghiên cứu về nano vàng
AuNPs đã được sử dụng rộng rãi nhờ vào hình dáng và đặc tính của nó, sử dụng trong
lĩnh vực y sinh, trong thiết bị điện tử và một số ứng dụng môi trường...
Trong số các nano, hạt nano vàng được sử dụng rộng rãi trong trị liệu y tế, liệu pháp
gen và các mục đích chẩn đốn và sinh học [72] [73] [74]. Nano vàng dễ tổng hợp bằng kỹ
thuật khử hóa học và chúng có độc tính thấp so với các vật liệu nano khác nhau [72]. Một số
báo cáo đã chỉ ra rằng khả năng kháng khuẩn của nano vàng không cao vì vùng ức chế đối
với vi khuẩn E. coli và S. aureus thu được lần lượt chỉ là 7 mm và 16 mm [75] [76].
Các hạt nano vàng đã được sử dụng trong việc lắp ráp các cảm biến sinh học điện hóa
và đo ampe để chẩn đốn bệnh nhân bị u tế bào mầm và ung thư biểu mô tế bào gan [77].


8
Các điện cực biến đổi hạt nano vàng được sử dụng trong việc lắp ráp các cảm biến
sinh học DNA điện hóa. Chúng tạo thành cơng cụ phân tích hữu ích để chẩn đoán và phát
hiện DNA cụ thể theo trình tự do các ưu điểm vốn có của chúng là chi phí thấp, độ nhạy và
phản ứng nhanh [77].
Các ứng dụng của hạt nano trong nghiên cứu môi trường ít hơn so với nghiên cứu y

sinh học. Các hạt nano có thể được sử dụng làm chất xúc tác sinh học để khử clo, giám sát
vi sinh vật, sự phân hủy và hiệu quả thu hồi của hóa chất [78].
1.3.5.1. Một số nghiên cứu trong nước
Năm 2014, tác giả Đoàn Văn Hồng Thiện cùng cộng sự đã tổng hợp nano vàng từ dịch
chiết chanh. Nano vàng tạo ra có dạng hình cầu với kích thước trung bình là 13.6±5.48 nm
ở điều kiện tối ưu của tỷ lệ dịch chiết chanh: nồng độ Au3+ là: 1:1, nhiệt độ phản ứng ở 65o
C và thời gian phản ứng là 45 phút. Nano vàng có nhiều tiềm năng ứng dụng vào xúc tác,
cảm biến sinh học hay kỹ thuật sinh học [100].
Năm 2018, tác giả Nguyễn Ngọc Khánh Anh cùng các cộng sự đã tổng hợp nano vàng
từ dịch chiết lá trà, sau đó ứng dụng nano vàng trong mỹ phẩm. Kết quả thu được là đã tổng
hợp được nano vàng bằng cách sử dụng tác nhân khử từ dung dịch chiết lá trà, ở nhiệt độ
phòng. Nano vàng được tạo thành từ phương pháp này có dạng hình cầu với kích thước trung
bình khoảng 13,78 nm. Khi cho nano vàng vào kem nền cho kết quả khơng kích ứng da và
hàm lượng vàng trong kem nền là 7,55 ppm [101].
Gần đây nhất, tác giả Thi Thanh-Ngan Nguyen cùng cộng sự đã nghiên cứu cơng trình
“Tổng hợp nano vàng, bạc từ dịch chiết rễ cây ngưu bàng. Arctium lappa như chất chống vi
trùng và chất xúc tác để làm suy thoái các chất ơ nhiễm” cơng trình này được đăng trên
Environmental Science and Pollution Research. Tác giả chọn dịch chiết rễ cây ngưu bàng
kết hợp với ion kim loại Au3+ bằng phương pháp thủy nhiệt để tạo ra các hạt nano vàng, tác
giả đã khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến kích thước hạt như tỷ lệ dịch chiết để xác định các
thơng số tối ưu để kích thước hạt nano tốt nhất. Tổng hợp các nano rắn để đo TEM xác định
được kích thước của nano AuNPs là 21,3nm. Sau đó tổng hợp các hạt nano rắn để ứng dụng
làm chất xúc tác để phân hủy hợp chất hữu cơ như 4-nitrophenol (4-NP) thành 4aminophenol (4-AP). Kết quả đã cho thấy rằng sự suy thoái 4-NP với sự hiện diện của cả
hai hạt nano là cố định trong 12 phút.
Tác giả Phùng Minh Tân với sự hướng dẫn của TS. Đoàn Văn Đạt và TS. Nguyễn
Thành Danh đã tiến hành nghiên cứu cơng trình “Tổng hợp nano vàng, bạc bằng dịch chiết
vỏ quả dừa nước, ứng dụng làm vật liệu xúc tác và kháng khuẩn”. Cơng trình nghiên cứu đã
được hồn thành và xuất bản tại trường Đại học Công nghiệp TP.HCM - khoa Cơng nghệ
Hóa học. Tác giả đã tổng hợp thành công các hạt nano Au bằng dịch chiết vỏ quả dừa nước
kết hợp với Au3+ bằng phương pháp thủy nhiệt. Đồng thời đã tiến hành khảo sát các điều

kiện ảnh hưởng đến kích thước hạt là nhiệt độ, thời gian, nồng độ để tổng hợp được các hạt
nano với kích thước nhỏ. Tác giả có sự đánh giá cụ thể hơn về số liệu hình dạng, kích thước
của hạt nano thông qua phương pháp đo TEM. Khi đã tổng hợp các hạt nano để ứng dụng
vào việc xúc tác phân hủy hợp chất hữu cơ từ quá trình phân hủy 3-nitrophenol (3-NP) thành


9
3-aminophenol (3-AP). Kết quả ghi nhận được cho thấy sự phân hủy 3-NP với sự có mặt của
các hạt nano đã được hoàn thành trong 15 phút.
1.3.5.2. Một số nghiên cứu ngoài nước
Năm 2011, tác giả Abilash Gangula cùng cộng sự đã tiến hành tổng hợp nano vàng từ
dịch chiết thân cây Breynia Rhamnoides bằng phương pháp tổng hợp xanh. Phương pháp
này có tính độc đáo nằm ở chỗ là thời gian tổng hợp nano vàng nhanh (7 phút) và khả năng
điều chỉnh kích thước hạt nano thơng qua nồng độ dịch chiết được sử dụng trong thí nghiệm.
Ngồi ra nano vàng được tổng hợp còn thể hiện được hoạt tính xúc tác trong phản ứng
chuyển hóa 4-NP thành 4-AP từ đó cho thấy nano vàng được tổng hợp từ dịch chiết thân cây
Breynia rhamnoides có hoạt tính xúc tác tốt [1].
Năm 2017, tác giả Jili Zha cùng cộng sự đã tiến hành tổng hợp nano vàng từ dịch chiết
lá cây Ginkgo Biloba (Bạch quả). Các hạt nano vàng có dạng hình cầu, có độ kết tinh cao
với cấu trúc FCC và kích thước từ 10-40 nm. Trong quy trình này, các hạt nano vàng thu
được từ axit chloroauric bằng cách sử dụng chiết xuất từ lá Ginkgo Biloba mà không sử dụng
thêm bất kỳ tác nhân khử nào khác, từ đây ta có thể mở rộng với các kim loại nano khác
[102].
Năm 2019, tác giả Thangamani và Bhuvaneshwari đã tổng hợp nano vàng từ dịch chiết
lá Simarouba Glauca, ứng dụng kháng khuẩn. Dung dịch nano vàng thể hiện hoạt động chống
các vi khuẩn như Staphylococcus aureus, Streptococcus mutans, Bacillus subtilis,
Escherichia coli, Proteus Vulgaris. Từ đó cho thấy nano vàng được tạo thành từ dịch chiết
lá Simarouba glauca có hoạt tính kháng khuẩn tốt [104].
1.4. Đường Glucose
1.4.1. Giới thiệu chung về glucose

Hợp chất D - (+) –glucose hoặc dextrose là 2,3,4,5,6-pentahydroxyhexaldehyde, được
biểu thị thông thường là C6H12O6 với khối lượng phân tử là 180,16 kDa. Glucose dễ hòa
tan trong nước ở dạng bột. Dưới 50℃, 𝛼 − D -glucose hydrat là dạng bền; tại 50℃ thì thu
được dạng khan và ở nhiệt độ cao hơn- atures, thu được 𝛼 − D -glucose.
D-Glucose vừa là rượu đa chức vừa là anđehit. Nó được phân loại như một aldose, một
ký hiệu cho các loại đường có chứa nhóm anđehit. Glucose có bốn carbon bất đối nguyên
tử: C-2, C-3, C-4 và C-5.

Hình 1.3. Cấu trúc của D-glucose


10
Glucose được tìm thấy trong trái cây, mật ong, là đường tự do chính lưu thơng trong máu
của người và động vật. Nó là nguồn năng lượng trong chức năng tế bào, và điều hịa sự trao đổi
chất của nó có tầm quan trọng rất lớn. Các phân tử của tinh bột, cacbohydrat - dự trữ
drateofplants, bao gồm hàng nghìn đơn vị asdothose của xenlulozơ. Glucose cấu tạo nên
glycogen, chất dự trữ carbohydrate trong hầu hết các tế bào động vật khơng xương sống và có
xương sống, nhiều loại nấm, động vật nguyên sinh. Glucose cũng có trong thực đơn ăn kiêng
như một phần của disaccharides sucrose (glucose và fructose), lactose (glucose và galactose)
và maltose (glucose).
1.4.2. Vai trò sinh học của glucose
Chẩn đoán và điều trị bệnh tiểu đường đã trở thành một mối quan tâm lớn vì hơn 117
triệu người mắc bệnh tiểu đường trên khắp thế giới, và dự báo con số này sẽ đạt 300 triệu
người vào năm 2025. Mục tiêu quan trọng nhất trong điều trị bệnh tiểu đường là kiểm soát
chặt chẽ nồng độ đường huyết, tương ứng khoảng 3.9-5.0 mM và 7.8-11.0 mM đối với người
khỏe mạnh và bệnh nhân tiểu đường, ngụ ý rằng các xét nghiệm hoặc cảm biến đáng tin cậy,
phổ biến và dễ sử dụng có sẵn trên thị trường [115].
Trong chẩn đoán lâm sàng, một số phân tử sinh học liên quan đến bệnh (như glucose,
axit uric và sarcosine) thường được đo thơng qua phân tích so màu gián tiếp. Cụ thể, những
phân tử sinh học này bị oxy hóa với sự xúc tác của các enzyme oxidase tương ứng tạo thành

hydrogen peroxide (H2O2), có thể tạo ra các gốc hydroxyl (-OH) bằng các xúc tác của
peroxidase (như HRP).
(HRP - Horseradish peroxidase là một metalloenzyme với nhiều đồng dạng, nó xúc tác
q trình oxy hóa các chất hữu cơ khác nhau bằng hydrogen peroxide).
HRP, như một chất xúc tác sinh học, có những ưu điểm vượt trội chẳng hạn như đặc
tính chất nền cao và hiệu quả cao theo điều kiện nhẹ, làm cho phương pháp có tính chọn lọc
cao với nhiễu ít hơn. Tất nhiên, là một enzym tự nhiên, HRP có nhược điểm cố hữu của chi
phí cao, khó chuẩn bị, thấp ổn định và dễ dàng biến tính trong các điều kiện khắc nghiệt, cản
trở các ứng dụng rộng rãi của nó. Do đó, nhiều nỗ lực nhiều đã được thực hiện trong việc
khám phá peroxidase giống như để thay thế HRP trong việc xây dựng các thử nghiệm enzym.
Một loạt nano- vật liệu, bao gồm các kim loại quý (Au, Ag, Pt, Pd và Rh), oxit kim loại
chuyển tiếp hoặc chalcogenide (Fe3O4, Co3O4, CeO2, VS2, CuS, Fe3S4), và dựa trên vật
liệu nano cacbon, đã được báo cáo là có hoạt động giống peroxidase, đã được sử dụng như
peroxidase mimetic để phát hiện H2O2, glucose, axit uric, ...
Hơn nữa, độ ổn định kém và tính tương thích sinh học của vật liệu nano cũng hạn chế
tính thực tiễn của chúng các ứng dụng. Do đó, các nhà nghiên cứu cần phải khám phá các
enzym tự nhiên mới với nhiều nguồn và chi phí thấp, và áp dụng chúng trong phân tích so
màu [116].
Trong thử nghiệm glucose, phải sử dụng men glucose oxidase (GOx) để tạo ra độ chọn
lọc duy nhất cho glucose. Tuy nhiên, GOx không giống trường hợp của HRP, việc thay thế
HRP bằng một chất xúc tác không chứa enzym trong cảm biến sinh học rất được quan tâm
hiện nay để tăng khả năng ổn định cũng như giảm chi phí thương mại [117].


11

CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM

2.1. Nguyên liệu, thiết bị, dụng cụ và hóa chất sử dụng trong nghiên cứu
2.1.1. Nguyên liệu

Nấm ngọc cẩu phát triển mạnh mẽ ở trong các khu rừng ẩm, nằm trên độ cao 1500m
so với mực nước biển. Ở Việt Nam, nấm được tìm thấy nhiều nhất tại các tỉnh miền núi phía
Bắc như Tam Đảo, Yên Bái, Lào Cai, Cao Bằng, Hịa Bình, Sơn La, Sapa, trên đỉnh dãy
Hoàng Liên Sơn.
2.1.2. Thiết bị
Bảng 2.1. Danh sách thiết bị sử dụng
STT

1

Tên thiết bị
Bếp điện, tủ sấy, tủ hút
và cân phân tích

2

Máy quang phổ UV-VIS

3

Máy đo phổ FTIR

4

Nhiễu xạ tia X (XRD)

5

Máy đo EDX

6

7

Hãng sản xuất

Máy Metash UV-5100

Máy Tensor 27
Bruker, Đức

Máy Shimadzu 6100
Nhật Bản
Máy S – 4800 Hitachi
Nhật Bản

Kính hiển vi điện tử truyền qua

Máy JEM 2100, JEOL

(TEM – HRTEM)

Nhật Bản

Thiết bị phân tích kích thước hạt

Máy Horiba SZ-100

(DLS)

Nhật Bản