Nghiên cứu tổng hợp nano bạc bằng phương pháp sinh học từ dịch chiết lá ổi và khả năng kháng khuẩn của AgNPs

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TÁT THÀNH

KHOA KỸ THUẬT THỤC PHẤM VÀ MÔI TRƯỜNG

NGUYEN TAT THANH

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP NANO
BẠC BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH
HỌC TỪ DỊCH CHIÉT LÁ ỔI VÀ
KHẢ NĂNG KHÁNG KHUẨN CỦA

AgNPs

Thái Ngọc Phụng

Tp.HCM, tháng 10 năm 2021


TĨM TẮT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Khóa luận này sẽ trình bày các kết quả đạt được về việc sử dụng dịch chiết từ

lá ổi để tổng hợp AgNPs trong dung dịch nước. Quá trình khảo sát các yếu tố ảnh
hưởng đến quá trình tong hợp như pH, nồng bạc nitrat, và tỷ lệ tác chất đến khả năng

tạo AgNPs được tiến hành thông qua phương pháp tổng hợp sinh học. AgNPs đạt

kích thước nhỏ nhất ở giá trị pH 9, tỷ lệ tác chất là 4:20mL và nồng độ dung dịch
bạc nitrat là 2.5ppm; bên cạnh đó, nghiên cứu đánh giá khả năng kháng khuấn của

dung dịch AgNPs. Ket quả đánh giá kháng khuấn cho thấy nong độ càng tăng thì khả
năng kháng khuẩn càng cao, vùng kháng khuẩn cũng sè rõ ràng hơn. Đặc trưng cấu

trúc của AgNPs được tồng họp sinh học được xác định bàng các phương pháp như
phố hấp thu uv - Vis, DLS. Kích thước hạt đạt giá trị thấp nhất trong khoảng (29 -

40 nm) và tối ưu hóa các thơng so pH, thời gian, nong độ, tỷ lệ tác chất. Từ đó có the
nâng cao giá trị sử dụng cũng như tiềm năng khai thác của AgNPs và lá ổi, ứng dụng
vào các lĩnh vực hóa-dược.


MỤC LỤC
MỤC LỤC.................................................................................................................IV
DANH MỤC TỪ VIẾT TẤT................................................................................ VI

DANH MỤC BẢNG................................................................................................. V
DANH MỤC HÌNH................................................................................................ VI
MỞ ĐẦU....................................................................................................................... 1

1.

ĐẶT VẤN ĐỀ................................................................................................ 1

2.

MỤC TIÊU NGHIÊN cúư....................................................................... 3

3.

NỘI DUNG THỤC HIỆN...........................................................................3

4.

PHẠM VI NGHIÊN cứu...........................................................................3

CHƯƠNG 1. TÓNG QUAN VỀ NGHIÊN củu............................................... 4
TÓNG QUAN VỀ CÂY ÓI.................................................................... 4

1.1

1.1.1

Đặc điêm thực vật............................................................................. 4

1.1.2 Phân bố và sinh thái.......................................................................... 5

1.1.3 Phân loại............................................................................................ 6
1.1.4 Công dụng của lá ổi.......................................................................... 7

1.2

THÀNH PHÀN HĨA HỌC TRONG LÁ ĨI..................................... 8

1.3

GIỚI THIỆU CƠNG NGHỆ NANO .Error! Bookmark not defined.

1.3.1 Khải niệm........................................................................................... 12

1.3.2 Vật liệu nano......................................................................................13

1.4 HẠT NANO BẠC (AgNPs).................................................................. 15
1.4.1 Giới thiệu về AgNPs......................................................................... 15

1.4.2 ứng dụng của nano bạc................................................................... 16
1.4.3 Phương pháp tổng họp......................................................................17
1.5

CƠNG TRÌNH NGHIÊN cứu TRONG VÀ NGỒI NƯỚC ...19

CHƯƠNG 2. ĐÓI TƯỢNG NGHIÊN cứu VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỬU............................................................................................................................ 23

2.1 NGUYÊN LIỆU...................................... Error! Bookmark not defined.
IV


2.2 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIẾM NGHIÊN củu.................................. 23
2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu....... Error! Bookmark not defined.

2.4 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH........................................................... 28
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.................................................... 34

3.1 KHẢO SÁT CÁC YỂU TĨ ẢNH HƯỞNG ĐẾN Q TRÌNH
TĨNG HỢP............................................................................................ 34
3.2 KHẢO SÁT KHẢ NĂNG KHÁNG KHUẤN...................................40

CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KHUYỂN NGHỊ............................................. 45

4.1 KẾT LUẬN.............................................................................................. 45

4.2 KHUYỂN NGHỊ..................................................................................... 45

TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT........................................................... 46
TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG ANH............................................................ 47

V


DANH MỤC TÙ VIẾT TẮT

AgNPs

: Hạt nano bạc

DLS

: Dynamic Light Scattering

TEM

: Transmission Electron Microscopy

SEM

: Scanning Electron Microscope

XRD

: X-Ray diffraction

TSA

: Tryptone Soy Agar

VI


DANH MỤC BANG

Bảng 1.1 Thành phần trong cây ối............................................................................ 8
Bảng 1.2 Hàm lượng flavonoids trong lá ổi tưoi và lá ổi khơ................................ 9
Bảng 1 3 Bảng thành phần hóa học phân lập flavonoids và Tanin......................10

V


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Lá cây ổi....................................................................................................... 4
Hình 1.2 Bản đo trong cây ổi trên tồn thếgiới...................................................... 6
Hình 1.3 Giống ổi ruột đỏ và ruột trắng.................................................................. 6

Hình 1.4 ứng dụng của lá ối vào trà giảmcân và nước súc miệng...................... 7
Hình 1.5 Cơ chế diệt khuẩn của AgNPs................................................................ 15
Hình 1.6 ứng dụng nano bạc vào kem sát khuẩn liền sẹo và nước súc miệng.. 17
Hình 1.7 Quy trình khử AgNPs bang phương pháp khử sinh học.......................19

Hình 2.1 Sơ đồ thí nghiệm....................................................................................... 24
Hình 2.2 Phổ UV-Vis của các hạt AgNPs.............................................................. 28
Hình 2.3 Máy phân tích kích thước hạt nano tương quan DLS Photon............. 29
Hình 3.1 Dung dịch AgNPs qua từng giá trị pH khác nhau(từ trái phải pH 6 -

pH 12)..........................................................................................................................34

Hình 3.2 Đồ thị khảo sát pH của AgNPs sau khi đo UV-Vis.............................. 35
Hình 3.3 Kích thước hạt của AgNPs ứng với pH khác nhau............................... 35
Hình 3.4 Dung dịch AgNPs qua từng nồng độ (ImM - 2.5mM - 5mM - 8mM và

12mM)........................................................................................................................ 37

Hình 3.5 Khảo sát nồng độ AgNƠ3 qua phổ UV-Vis........................................... 38
Hình 3.6 Phổ ƯV-Vis của các dung dịch huyền phù được tổng hợp từ với tỉ lệ tác
chất khác..................................................................................................................... 40

Hình 3.7 Đánh giá khả năng kháng khuấn của AgNPs trên đĩa petri với

Escherichia coli (E.coli).......................................................................................... 41
Hình 3.8 Đánh giá khả năng kháng khuấn của AgNPs trên đìa petri với
Staphylococcus aureus (S.aureus).......................................................................... 41

Hình 3.9 Khả năng kháng khuẩn của AgNPs đối với E.Coli...............................42

VI


Hình 3.10 Khả năng kháng khuẩn của AgNPs từ dịch chiết lá ổi đối với......... 43
Hình 3.11 Đo thị so sánh khả năng kháng khuấn của AgNPs trong hai loại vi
khuẩn........................................................................................................................... 43

vii

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Khoa học nano là một lĩnh vực đa ngành, liên quan đến kỳ thuật và thiết kế
của các hệ thống chức năng ở quy mô phân tử. Đây là một lĩnh vực khoa học ứng

dụng tập trung vào việc tơng hợp, mơ tả các đặc tính và ứng dụng của vật liệu và
thiết bị trên quy mơ nano. Cơng nghệ nano đóng vai trị quan trọng trong việc thúc

đẩy tiềm năng tiêu thụ năng lượng, phát hiện chuẩn đoán ung thư trong y học, chế

tạo màng bọc trong thực phẩm, tích hợp trong mỳ phẩm để ngăn chặn những tác
động có hại, tăng tính thẩm thấu và nâng cao thời gian sử dụng,.. .Cùng với sự phát

triển mạnh mẽ của công nghệ nano, vật liệu ứng dụng công nghệ nano bạc được ưa
chuộng và ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực đời sống, trở nên quen thuộc với
người tiêu dùng nhờ vào đặc tính độc đáo của chúng như tính ổn định hóa học, dẫn

điện tốt, xúc tác và khả năng kháng khuẩn, kháng nấm, kháng virut và chống viêm
nhiễm. Độ an toàn của nano bạc cho phép chúng được ứng dụng trong các sản phẩm

liên quan trực tiếp đen sức khỏe con người(Benn et al. 2010). Vì vậy, hàng tiêu dùng
có nano bạc ngày càng được ưa chuộng và sử dụng rộng rài trong các sản phấm như

băng vết thương, nước súc miệng, kem chống nắng, chất tay rửa vệ sinh sàn và tường
nhà hoặc khu vệ sinh, khẩu trang,...(Midha et al. 2017)

Có nhiều phương pháp nghiên cứu tổng hợp nano bạc như phương pháp vật

lý, hóa học và sinh học(Iravani et al. 2014). Trong đó phương pháp tổng họp sinh

học các hạt nano bạc bằng dịch chiết từ thực vật đang là xu hướng và đóng vai trị

quan trọng, vì đây là phương pháp tổng họp ít tốn kém, thân thiện với mơi trường, ít
độc hại, ngun liệu dễ tìm nhờ vào sự đa dạng sinh học, sinh khối của hệ thực vật.

Đặc biệt thích họp với xu hướng “sống xanh” hiện nay mà thế giới đang hướng đến
trong tương lai, hạn chế ô nhiễm môi trường và gia tăng tính ổn định bền vừng cùa
hệ sinh thái(Sajjad et al. 2018). Thêm vào đó, trong chiết xuất thực vật, một số phân

tử sinh học được tìm thấy có thể khử các ion kim loại (Mn+) thành nano kim loại

(M°) bằng phương pháp tồng họp xanh qua trung gian một bước. Trong dịch chiết
thực vật, các thành phần có tính khử bao gồm một so họp chất chuyên hòa tan trong
nước như terpenoids, flavones, ketones, aldehydes, proteins, amino acids, vitamins,

1


alkaloids, tannins, phenolics, saponins, và polysaccharides. Các thành phần này đóng
vai trị như một chất khử và chất ổn định trong quá trình tổng hợp các hạt nano bạc

(Vijayaraghavan and Ashokkumar 2017).
Trong khi đó, việc tổng họp bằng các phưong pháp vật lý và hóa học có thể
dần đến sự tồn tại của các loại hóa chất độc hại trên bề mặt các hạt nano, gây ra các

tác hại không mong muốn, nhất là trong lĩnh vực y sinh, tiêu ton nhiều năng lượng,
cần các thiết bị chân không phức tạp, địi hỏi nhiều chi phí đầu tư vận hành, hệ lụy
về ô nhiễm nguồn nước khi chưa đưọc xừ lý nhưng đã thải ra môi trường, dần dến
sự tàn phá môi trường thủy sinh, cây cối và động vật sè bị ảnh hưởng, phát triển

khơng tốt nếu tình trạng diễn ra trong thời gian dài(Dauthal and Mukhopadhyay
2016).

Từ lâu, người ta đã biết sử dụng lá ổi đe điều trị bệnh, ớ Ai Cập, Án Độ và
Bolivia, lá ổi được dùng để chống lại bệnh ho và bệnh phối. Người dân Trung Ọuốc
sử dụng lá ối như một chất chống viêm và cầm máu(Shirur Shruthi et al. 2011). O

Việt Nam, người ta còn dùng nước sắc của lá ổi điều trị bệnh tả, giảm nôn mửa và
tiêu chảy(Do 2004). Việc lựa chọn thực vật de tong họp xanh các hạt nano bạc phụ

thuộc vào sự hiện diện của các chất chống oxy hóa (polyphenol, carbohydrate,

flavonoid, tannin) và protein. Các bài báo nghiên cứu cũng đã chứng minh rằng các
chất hóa thực vật này có tác dụng khử muối bạc thành AgNPs. Dựa trên những dừ

kiện này(Jadhav et al. 2016), lá ổi được báo cáo là có hàm lượng chất chống oxi hóa
cao được chọn làm nguồn nguyên liệu đe tổng họp AgNPs(Lim 2012).

Do đó, mục tiêu của đề tài “Nghiên cứu tổng họp nano bạc bằng phương pháp
tổng họp sinh học từ dịch chiết lá ổi” nhằm hướng đến việc tổng hợp nano bạc với

chi phí rẻ, đơn giản, thân thiện với mơi trường dựa ngun liệu dề tìm, có sẵn nhằm

ứng dụng vào trong các lĩnh vực như dược phâm, mỹ phàm và môi trường.

2


2. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu tổng quát: Mục tiêu cùa đề tài là tông hợp các dung dịch huyền phù nano

bạc sử dụng dịch chiết lá ổi với độ bền cao và khả năng kháng khuẩn hiệu quả.
Mục tiêu cụ thể:

Khảo sát khả năng kháng khuẩn của dung dịch AgNPs từ dịch chiết lá ổi trên
vi khuân Escherichia Coli và Staphylococcus Aureus.

Xây dựng quy trình tạo AgNPs ổn định, đơn giản, thân thiện với môi trường,
hiệu quả về kinh tế ở quy mơ phịng thí nghiệm

3. Nội dung thực hiện
-

Ảnh hưởng của pH lên kích thước AgNPs.

-

Ảnh hưởng của thời gian lên khả năng tạo AgNPs.

-

Anh hưởng của nồng độ bạc nitrat lên khả năng tạo AgNPs.

-

Ảnh hưởng của tỉ lệ tác chất lên quá trình tong họp AgNPs.

-

Đánh giá khả năng kháng khuẩn của AgNPs.

4. Phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: AgNPs tồng họp từ bạc nitrat và dịch chiết lá ổi

Thời gian nghiên cứu: từ ngày 08/01/2021 đến ngày 30/05/2021.

3


CHƯƠNG 1. TÓNG QUAN VỀ NGHIÊN cứu
1.1 TÓNG QUAN VỀ CÂY ÓI
Đặc điềm thực vật

1.1.1

Tên khoa học: Psidium guajava L
Tên tiếng Anh: Guava

Tên gọi khác: Phan thạch lựu, thu quả, kê thịt quả, phan nhầm, bạt tử, phan
quỷ tử.
Đây là một loại cây tiếu mộc, sống lâu năm có thân phân cành nhiều, cao 4 6m, cao nhất khoảng 15m, đường kính thân tối đa 30cm. Những giống mới cịn nhỏ

và lùn hon. Thân cây chắc, khỏe, ngắn vì phân cành sớm. Thân nhằn nhụi rất ít bị
sâu đục, vỏ già có thế tróc ra từng mảng phía dưới lại có một lượt vỏ mới cũng nhẵn,
màu xám, hơi xanh. Cành non 4 cạnh, khi già mới tròn dần. Lá đơn , mọc đối nhau

khơng có lá kèm, phiến lá hình bầu dục, gốc thn trịn đầu có lơng gai hoặc lõm,

dài từ ll-16cm, rộng 5 - 7cm, mặt trên màu xanh đậm hơn mặt dưới. Bìa phiến
nguyên, ở lá non có điền viền màu hồng tía kéo dài đen tận cuống lá, gân lá hình

lơng chim, cuống lá màu xanh hình trụ dài 1 - 1.3cm, có rãnh cạn ở mặt trên; Hoa

to, lưỡng tính, mọc từng chùm, 2-3 chiếc. Cánh hoa màu trắng mỏng. Hoa thụ phấn
chéo cũng có thể tự thụ phấn. Quả hình trịn, hình trứng, hình quả lê tùy thuộc vào
giong, vỏ quả cịn non màu xanh, khi chín chuyên sang màu vàng. Ruột trắng, đỏ

hoặc vàng. Hạt nhiều, màu vàng nâu hình đa giác, có vỏ cứng và nằm trong khối thịt
quả màu trắng, hồng, đỏ vàng. Từ khi thụ phấn đến khi quả chín khoảng 100 ngày;

Rề ối là rễ cọc. Các giống ổi khi trồng bằng hạt thường có bộ rề chính ăn sâu xuống
đất. Bộ rễ của ổi thích nghi tốt với sự thay đoi đột ngột độ ẩm trong đất.

Hình 1.1 Lá cây ổi
4


1.1.2

Phản bố và sinh thái

Cây ổi được coi là một loài cây bản địa ở Mexico, trải dài khắp Nam Mỳ,
Châu Âu, Châu Phi và Châu Á. Dựa trên cái tài liệu khảo cố học, cây ổi đã được sử

dụng rộng rãi và biết đến ở Peru từ thời tiền Colombia. Nó phát trien ở tất cả khu

vực nhiệt đới và cận nhiệt đới, thích nghi với các điều kiện khí hậu khác nhau nhưng

cây ổi lại ưa khí hậu khô. Hiện nay, cây ổi đã được trồng rộng rãi trên khắp vùng
nhiệt đới và cận nhiệt đới, bao gồm Châu Phi, Nam Á, Đông Nam Á, Caribê, các

vùng cận nhiệt đới của Bắc Mỳ, Hawaii, New Zealand, úc và Tây Ban Nha(Shirur

Shruthi et al. 2011).

ở Việt Nam cây được trồng ở khắp các nơi ở nước ta, từ đồng bằng cho đến
vùng núi dưới 1500m. Ngày nay ngoài giống ổi ta bình thường, ở Việt nam cịn trồng
các giống ổi mới như ổ Xá lị nhập từ Trung Quốc và ổi không hạt được phổ biến gần

đây nhờ công nghệ chọn giống hiện đại(Do 2004).
Cây ối thích nghi được với nhiều loại đất, tuy nhiên độ pH thích họp nhất nên

từ 4.5 - 8.2. Đe đạt sản lượng cao, chất lượng tốt phải chọn đất tốt, sâu và phải bón

phân đú và hợp lý. Cây ổi thường mọc tốt nhất trên đất phì nhiêu, có cơ cấu nhẹ như
đất phù sa, đất cát pha có tầng canh tác sâu (tối thiểu 0,5 m). Đất tốt, tầng canh tác
dày thì cây sẽ cho nhiều quả, chất lượng tốt nhưng cây ổi lại thường được trồng trên
vùng đất đồi dốc, đất lẫn sỏi đá(Do 2004).
Không chỉ là loại cây cho quả thơm, ngon, giàu dinh dưỡng mà lá cây còn là
dược liệu chữa được nhiều bệnh, dùng làm trà uống thanh nhiệt, giảm cân nên rất
được ưa thích. Hiện nay trên thị trường có nhiều giống ổi với những ưu điểm nổi trội

như sai quả, nhanh ra quả, có loại ra quả quanh năm.

5


CABI, 2021. Psidium guajava. In: Invasive Species Compendium. Wallingford, UK:
CAB International, />
© CABI Summary Data

Hình 1.2 Bản đồ trồng cây ổi trên tồn thế giói

1.1.3

Phản loại

Cây ối có nguồn gốc từ vùng nhiệt đới nước Mỹ, tên tiếng anh cây ổi có lè
xuất phát từ cái tên Haiti, guajaba. Các nhà thám hiểm Tây Ban Nha đã mang ổi đến

Philippines và người Bồ Đào Nha đã phổ biến nó từ Philippines đến Án Độ. Sau đó,
nó lan rộng dễ dàng và nhanh chóng trong vùng nhiệt đới vì có nhiều hạt giống với
khả năng tồn tại lâu dài và được du nhập đến mức mọi người ở các nước coi ổi là

cây bản địa của họ. Hiện nay nó cũng được trồng ở vùng cận nhiệt đới. Có hai loại

ổi thường thấy là ổi ruột trắng và ối ruột đỏ, một số giống cây oi ruột đỏ phân bo pho

biến từ “Branca” (Brazil); “Basateen Alsohbia “(Ai Cập); “Beaumont”, ‘Hồng Kông;
“Pink” và “Kua Hua Ưla”(Hawaii); và “Fan Retief’ (Nam Phi). Còn một số loại ổi
ruột trắng phân bố ở “Allahabad Seedless” (Án Độ); và ‘Crystal Seedless’, ‘Glom
Sail’, ‘Kampuchea’, "Domron không hạt" và "Taiwan Pear" (Thái Lan, Trung Quốc

và Malaysia)(Metwally et al. 2011).

Hình 1.3 Giống ổi ruột đỏ và ruột trắng

6


1.1.4

Công dụng của lả ổi

Cây ổi là cây ăn quả khá phổ biến, ngoài làm mứt và nước ép, cây ổi cịn được

biết đến như một loại thuốc trong đơng y. Theo y học, các bộ phận dùng làm thuốc
gồm búp non, lá non, quả, vỏ rễ và vỏ thân. Lá ổi có tác dụng thu liễu (làm săn da),

cầm tiêu chảy, chống sưng tấy và cầm máu nên được dùng để điều trị chứng đau
bụng tiêu chảy do tiêu hóa yếu, sưng ruột, kiết lỵ do nhiễm trùng. Ngồi ra lá ổi còn

được dùng để trị chấn thương, ngứa ngoài da và bệnh lỡ răng miệng(Shirur Shruthi

et al. 2011).

ở Mexico, lá ổi được sử dụng rộng rài để điều trị rối loạn tiêu hóa và hơ hấp
và được sử dụng như một thuốc chống viêm. Lá ổi còn được dùng như một loại thuốc
đe điều trị và kiểm soát nhiều loại bệnh ở người như bệnh đái tháo đường và tăng

huyết áp. Ngoài ra, ở một số nơi như Argentina, Mozambique, Brazil nước sắc của

lá được trộn với lá cùa Abacateira cajueiro, đe làm dịu cảm cúm, ho và tức

ngực(Shirur Shruthi et al. 2011).

Bên cạnh đó, nước ép lá ổi non có lợi cho sức khỏe tim mạch. Nước ép này
khi tiêu thụ sè giúp giảm cholesterol xấu mà không ảnh hưởng đến cholesterol tốt
trong cơ the. Lá ổi làm trà cịn có tác dụng giảm cân, mát gan, kích thích sản sinh
các emzym tiêu hóa có lợi cho cơ the. Theo dân gian nhiều nơi đã dùng lá ổi già nát

hoặc nước sắc lá ổi để làm thuốc sát trùng, chống nấm, chữa các trường hợp lở loét
lâu lành, làm giảm sốt, chữa đau răng, chữa ho, viêm họng.(Deguchi and Miyazaki

2010)

Hình 1.4 ủng dụng của lá ổi vào trà giảm cân và nước súc miệng
7


1.2 THÀNH PHẦN HÓA HỌC TRONG LÁ ÓI
Trong lá oi có chứa 10% Tanin cùng các thành phần tương tự và 0.3% tinh
dầu (chủ yếu là Carryophylene, (3-bisabolene, ngoài ra có aromadendrene, p-

selinene, nerolidiol, oxit caryophyllene và Sel-1 l-en-4a-ol và eugenol), và cũng có
thể có tecpen (axit oleanolic, axit ursolic)(Ngh, Anh, and Th 2019).

Ngồi ra, lá ổi cịn chứa các thành phan hoạt tính sinh học gồm có p sitosterol, các flavonoids như quercetin, leucocianidin, avicularin, guajavarin. Và
phenolic là thành phần chính mang lại hoạt tính chống oxy hóa cao cho lá ổi(Lim
2012).

Lá ổi có chứa các hoạt chat saponin hóa học, flavonoid, tanin, eugenol, và
triterpenoids, các họp chất của polyphenol chiếm ưu thế trong lá ối là flavonoid

(>1,4%) và tanin(Mailoa et al. 2013).
Bảng 1.1 Thành phần trong cây ổi (Ngh et al. 2019)

STT

Thành phần hóa học

Phần của cây

Tanin: gallotanins, axit ellgalic,

Lá

1

và các chất chuyến hóa

Flavonoid: quercetin, leucocyanidin,
Lá

2

avicularin, guajaverin
Các axit hữu cơ: axit mastinic, axit aleanolic,
3

axit oxalic, axit guaijavolic, axit guajanoic,

Lá

axit crategolic, axit psidiolic, axit ursolic

4

Sterols có beta-sitosterol

Lá

Các đường hữu cơ (7%) như frutose, glucose,
galactose, saccarose

Quả

5

Các tinh dầu tạo mùi thơm thuộc các nhóm

andehit và ancol như etylaxetat, butyrat,

8


humulene, myrcene, pinene, axit cinamic

Axit arjunolic, axit gallic, leucocyanidin,
6

Rề

quercetin
Flavonoid là thành phần hoạt động chính trong lá ối và có nhiều chức năng

sinh lý đa dạng. Trong một nghiên cứu, 8 hợp chat flavonoid đã được xác định bao
gom rutin, isoquercitrin,

quercetin-3-O-p-d-xylopyranoside, quercetin-3-O-a-

larabinopyranoside, avicularin, quercitrin, quercetin và kaempferol(Phumkhachom
and Department 2010).

Tanin là các hợp chat polyphenol rất phức tạp. Do thuộc nhóm polyphenol,

tanin có the phản ứng với fomandehit (phản ứng trùng hợp ngưng tụ) đế tạo thành
các sản phẩm nhiệt rắn có the được sử dụng như một chất kết dính. Hiệu quả kháng

khuẩn của tanin chứa trong lá của thực vật như ổi bị ảnh hưởng bởi nồng độ của
tannin. Hàm lượng tanin càng cao thì khả năng kháng khuẩn càng tăng(Mailoa et al.
2013).

Bảng 1.2 Hàm lượng flavonoids trong lá ôi tưoí và lá ôi khô
(Metwally et al. 2011)

Flavonoids
Morin-3-ơ-lyxoside
Morin-3-ơ-arabinoside
Ọuecetin-3-ơ-arabinoside
Quercetin

Concentration (pg/g of guava leaves)
Fresh leave
Dried leaves
28.8 ± 3.2
65.4±4.8
20.5 ±2.8
57.2±3.6
52.2 ±6.7
138.6±81

63.9 ±8.5

9

179.3±9.2


Bảng 1.3 Bảng thành phần hóa học phân lập flavonoids và Tanin
(Metwally et al. 2011)

Flavonoids

Quercetin
Avicularin:
Quercetin- O-L- arabinofuranoside
Guaijaverin:
Quercetin 3-O-a-L-arabinopyranoside
Isoquercetin:
Quercetin 3-O-p-D-glucoside
Hyperin:
Quercetin 3-O-(3-D-galactoside
Quercitrin:
Quercetin 3-O-p-L-rhamnoside
Quercetin 3-O-(3-D-arabinopyranoside
Quercetin 3-O-gentiobioside
Quercetin 4'-glucuronoide

10

R1

R2

H
L-arabinofuranose

H
H

a-L-arabinopyranose

H

(3-D-glucose

H

(3-D-galactose

H

(3-L-rhamnose

H

[3-D-arabinopyranose
gentiobiose
H

H

H
Glucuronic acid


H

HO


VI

(V): R1=(P)-OG, R2=R3=H

(VII)R'=OH,
R2~R3=(S)HHDP(hexahydroxydiphenoyl)

1.3 GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ NANO
1.3.1 Khái niệm

Định nghĩa về khoa học nano dựa trên tiền to “nano” trong tiếng Hy Lạp có
nghĩa là rất nhỏ. Dưới dạng kỳ thuật, nano có nghĩa là bằng một phần tỷ của một cái
gì đó 10‘9. Viện cơng nghệ nano Anh (Institute of Nanotechnology) định nghía nano

là một ngành khoa học và cơng nghệ mà ở đó kích thước từ 0.1 nm đến lOOnm đóng
vai trị chủ đạo(Anon n.d.). Chương trình Nano quốc gia của Mỹ NNI định nghĩa
công nghệ nano phải bao hàm:

- Nghiên cứu và phát triến công nghệ ở cấp độ phân tử với kích thước

khoảng 1-100 nm.

- Tạo ra và sử dụng các cấu trúc, thiết bị và hệ thống có các đặc tính và

chức năng mới do kích thước cực nhỏ.
- Có khả năng kiếm sốt và thao tác ở cấp độ nguyên tử.

Theo Website của United Stales National Nanotechnology Initiative thì đưa
ra định nghĩa như sau Công nghệ nano là xử lý thông tin và kiếm soát vật chất ở các

chiều xấp xỉ từ 1 đến 100 nm, nơi mà những hiện tượng khác thường xảy ra có khả
12


năng cho phép vật liệu có những đặc tính mới lạ.

Một cách tổng quát, khoa học và công nghệ nano là khoa học và công nghệ
nhằm tiếp cận, tạo ra các vật liệu, linh kiện và hệ thống có các tính chất mới nổi trội

nhờ vào kích thuớc nano mét, đồng thời hiểu được và điều khiển được các tính chất
và chức năng của chúng khi ở kích thước nano mét. Công nghệ nano là một khoa
học liên ngành, là sự kết tinh cùa nhiều thành tựu khoa học trên nhiều lình vực khác

nhau (bao gồm tốn học, vật lý, hoá học, y-sinh học...) và là một ngành khoa học có
rất nhiều tiềm năng(Anon n.d.).

1.3.2 Vật liệu nano
Vật liệu nano (nano materials) có thể được định nghía một cách khái quát là

loại vật liệu mà trong cấu trúc của các thành phần cấu tạo nên nó ít nhất phải có một

chiều ở kích thước nanomet.
Vật liệu nano là đối tượng nghiên cứu của khoa học và công nghệ nano. về
trạng thái người ta chia vật liệu thành ba trạng thái rắn, lỏng, khí. Hiện nay, vật liệu

nano được nghiên cứu chủ yếu ở trạng thái rắn. Vật liệu nano có thế là những tập
hợp của các nguyên tử kim loại hay phi kim (được gọi là Cluster) hay phân tử cùa
các oxit, sunfua, nitrua, borua, có kích thước trong khoảng từ 1 đen 100 nm. Đó cũng

có the là những vật liệu xốp với đường kính mao quản nằm trong giới hạn tương tự

(zeolit, photphat, cacboxylat kim loại).
Hình dạng của vật liệu nano bao gồm các lá nano, sợi nano, ống nano và hạt
nano. ớ kích thước nano vật liệu có những tính năng đặc biệt mà vật liệu khối khơng

có được đó là do sự thu nho kích thước dẫn đến sự gia tăng diện tích bề mặt.

Khoa học và công nghệ nano là một trong những thuật ngừ được sử dụng rộng
rãi nhất trong khoa học vật liệu ngày nay do đối tượng của chúng là vật liệu nano có
những tinh chất đặc biệt khác han với các tính chất của vật liệu khối mà người ta

nghiên cứu trước đó. Tính chất thú vị của vật liệu nano bắt nguồn từ kích thước của
chúng rất nhỏ bé có the so sánh với các kích thước tới hạn của nhiều tính chất hóa lý

của vật liệu.Các tính chất vật lý, hóa học của vật liệu đều có một giới hạn về kích

thước, nếu vật liệu nhỏ hơn size này thì tính chất của nó sẽ hồn tồn thay đoi. Điện

13

trở cùa kim loại tuân theo định luật Ohm ở kích thuớc vĩ mơ, nếu giảm kích thước
của vật liệu xuống nhỏ hơn quảng đường trự do trung bình cùa điện tử trong kim loại

thì định luật Ohm ko cịn đúng nữa. Lúc đo, điện trở của vật có kích thước nano sè

tuân theo quy tắc lượng tử. Vật liệu nano nằm giữa tính chất lượng tử của nguyên tử
và tính chất khối của vật liệu. Đối với vật liệu khối độ dài tới hạn của các tính chất

rất nhỏ so với độ lớn của vật liệu, nhưng đối với vật liệu nano thì điều đó khơng đúng
nên các tính chất khác lạ bắt đầu từ nguyên nhân này. Ví dụ như vật liệu sắt từ được
hình thành từ những domain, trong lịng một domain, các ngun tử có từ tính sắp

xếp song song với nhau nhưng lại khơng nhất thiết phải song song với moment từ

của nguyên tử ở một domain khác. Giữa hai domain có một vùng chuyến tiếp được

gọi là vách domain. Độ dày của vách domain phụ thuộc vào bản chất cùa vật liệu mà
có the dày từ 10-100 nm. Neu vật liệu tạo thành từ các hạt chỉ có kích thước bằng độ

dày vách domain thì sẽ có các tính chất khác hẳn với tính chất của vật liệu khối vì
ảnh hưởng của các nguyên tử ở domain này tác động lên nguyên tử ở domain
khác(Nghĩa 2007).

Phân loại theo hình dáng của vật liệu, đặt tên số chiều khơng bị giới hạn ở

kích thước nano mét, có thể phân chia thành các vật liệu nano sau:(Calipinar and
Ulas 2019)

-

Vật liệu nano không chiều (OD, cả ba chiều đều có kích thước nano), ví

dụ đám nano, hạt nano.

-

Vật liệu nano một chiều (1D) là vật liệu trong đó một chiêu tự do, hai

chiều có kích thước nano, ví dụ dây nano, ống nano.
-

Vật liệu nano hai chiều (2D) là vật liệu trong đó hai chiều tự do, một chiều

có kích thước nano, ví dụ màng mỏng (có chiều dày kích thước nano).

Ngồi ra cịn có vật liệu có cấu trúc nano hay nanocomposite trong đó chỉ có
một phần của vật liệu có kích thước nm, hoặc cấu trúc của nó bao gồm sự kết hợp

của các vật liệu OD, 1D, và 2D.
Phân loại theo tính chất vật liệu, vật liệu nano được phân chia thành:

-

Vật liệu nano kim loại

14


-

Vật liệu nano bán dần

-

Vật liệu nano từ tính

-

Vật liệu nano sinh học

1.4 HẠT NANO BẠC (AgNPs)
1.4.1 Giới thiệu về AgNPs

Kim loại bạc từ lâu đã được sử dụng làm chất kháng khuân trong nhiều thế
kỷ, nhưng khi ở trạng thái phân tán với kích thước nanomet thì khả năng diệt khuẩn

của bạc tăng lên đáng ke. Khi ở kích thước nhỏ, khả năng tác động và xâm nhập của

nano bạc qua lớp màng của vi khuẩn là rất tốt. Đồng thời ở kích thước nano, diện
tích bề mặt của hạt nano lớn hơn rất nhiều so với ở dạng khối nên khả năng tương

tác với vi khuẩn thông qua việc tiếp xúc bề mặt tăng lên.

AgNPs the hiện khả năng kháng khuấn cao hơn bạc, cơ che diệt khuẩn của
AgNPs thì tương tự như bạc, nhưng cơ chế tác động của nó nhanh và mạnh hơn. Có
thể khái quát như sau:

Các hạt nano bạc tương tác trực tiếp với màng ngoài của vi khuân gây ra sự
chênh lệch điện the giữa bên trong và bên ngoài tế bào, dẫn đến vờ (thủng) màng tế
bào. Màng tế bào bị vỡ dẫn đến rò rỉ các chất hòa tan và các chất dinh dưỡng cần

thiết như kali, glutamate. Các hạt nano bạc đi vào bên trong tế bào và tiếp tục kích

thích phát trien các phản ứng ức chế oxy hóa gây ra sự suy thoái của tế bào. Hệ gen

DNA bị phân mảnh (phá vờ) nhanh và giết chết tế bào(Ge et al. 2014).

Hình 1.5 Co’ chế diệt khuẩn của AgNPs
15


1.4.2 ủng dụng của nano bạc
Nhờ có cấu trúc đặc thù của nano bạc mà cơng nghệ nano bạc có nhiều ưu

điểm tích cực như: khả năng tiêu diệt vi khuẩn, diệt virus, chống tái nhiễm khuẩn,
chống nấm, khử mùi hiệu quả cao, không ảnh hưởng den chất dinh dưỡng trong thực

phẩm, không bị biến đổi bởi các tác nhân oxy hóa khử thơng thường trong mơi
trường, ứng dụng được trong nhiều lình vực khác nhau với hiệu quả cao như nuôi

trồng, thủy sản, y tế sức khỏe, không tạo màu, mùi có hại, thời gian kháng khuẩn dài
và hiệu quả và gần như khơng gây ra độc tính khi được sử dụng ở mức độ cho phép,
không gây ảnh hưởng tới môi trường xung quanh.

Trong y học, công nghệ nano bạc được ứng dụng trong việc vệ sinh, diệt

khuẩn và tiệt trùng các dụng cụ, thiết bị y tế. Ngoài ra, cũng rất nhiều thiết bị bảo hộ
y tế được làm làm từ chất liệu có chứa nano bạc. Điều này sẽ giúp đảm bảo vệ sinh

và tiệt trùng tuyệt đối. Hơn nữa, nano bạc hiện nay đã bắt đầu được ứng dụng đe sản

xuất thuốc. Đe điều chế một số loại thuốc kháng sinh, kháng khuẩn trong tương lai.

Các hạt nano được xem như là các robot nano thâm nhập vào cơ the. Giúp con người
có the can thiệp ở qui mô phân tử hay tế bào. Hiện nay, con người đã chế tạo ra hạt

nano có đặc tính sinh học có thể dùng đe hồ trợ chẩn đoán bệnh, dần truyền thuốc,
tiêu diệt các tế bào ung thư...

Bên cạnh đó, ứng dụng nano bạc trong y tế là một phương pháp đã được sử
dụng khá lâu nhưng gần đây mới trở nên phố biến và được nhiều người biết đến.

Công nghệ nano được sừ dụng để sản xuất các loại kem sát khuẩn liền sẹo, khẩu
trang kháng khuẩn, nước rửa tay, các loại máy khử trùng...vv. Với cơ chế kháng

khuẩn, diệt khuẩn độc đáo của mình, nano bạc tác động để tiêu diệt các loại vi khuẩn,

virus gây bệnh có hại cho con người, giúp bảo vệ cơ thế, khử trùng không gian y
tế(Chen and Schluesener 2008),.

16


Hình 1.6 ủng dụng nano bạc vào kem sát khuẩn liền sẹo và nước súc

miệng
1.4.3 Phương pháp tổng hợp

Nano bạc có thể được tổng họp qua các phương pháp như hóa hoc, vật lý và

sinh học. Q trình tổng họp khác nhau dần đen kích thước, hình dạng, hình thái thay

đổi và thậm chí độ ổn định khác nhau. AgNPs có thể được tổng họp theo 2 con đường
chính, bao gồm bottom-up (từ dưới lên) và top-down (từ trên xuống)(Ahmed et al.
2016).

Bay hơi/ngưng tụ và cắt bỏ bằng tia laze là các kỳ thuật vật lý chính đế tạo ra
độ mỏng nano từ các mầu kim loại. Kỳ thuật bay hơi/ngưng tụ sử dụng một ống lò

nung dưới áp suất khí quyển để sản xuất AgNPs; tuy nhiên, các ống lị thơng thường
có một số nhược điểm, chẳng hạn như tiêu thụ năng lượng cao và cần thời gian dài
để đạt được độ ổn định nhiệt. Jung và cộng sự đà sử dụng một lò sưởi gốm nhò với

khu vực làm nóng cục bộ, do đó hơi bay hơi có the nguội ở tốc độ thích họp và có

thể thu được nồng độ nano cao. dần đến chất keo nano tinh khiết(Jung et al. 2006).
Nồng độ và hình thái của nano bị ảnh hưởng bởi độ lưu huỳnh của tia laser và

số lượng tia laser. Thời gian và lưu lượng laser lớn hơn, dẫn đen kích thước hạt lớn

hơn và nồng độ hạt cao hơn. Gần đây, Tien và cộng sự đã báo cáo một phương pháp
phóng điện hồ quang mới đe tạo ra huyền phù bạc trong nước tinh khiết mà khơng
có bất kỳ chất hoạt động bề mặt hoặc chat on định nào. Trong nghiên cứu của họ,
bạc dây được sử dụng làm điện cực âm và dương và được khắc trong nước tinh khiết.

Trong q trình phóng điện, lớp be mặt của dây bạc bị bay hơi và ngưng tụ trong

nước, do đó thu được các AgNPs on định và phân tán tốt có kích thước 20-30
nm(Tien et al. 2008).

17