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

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
Hạt nano sắt từ
Tách chiết DNA
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 Fe
3
O
4
và maghemite γ – Fe

2
O
3
.
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 Fe
3
O
4
màu đen được hình thành ngay khi hai dung dịch muối sắt tiếp
xúc với dung dịch NH

4
OH. Phản ứng tạo thành kết tủa được thể hiện bằng
phương trình:

Fe
2+
+ Fe
3+
+ 8OH
-
Fe
3
O
4
↓ + 4H
2
O [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
1 0,292 0,163 1,79
2 0,301 0,151 1,99
Mẫu DNA tách bằng
hạt amino-NP
1 0,332 0,184 1,80
2 0,421 0,239 1,76
3 0,314 0,173 1,82
4 0,149 0,113 1,31
5 0,218 0,210 1,04
6 0,209 0,187 1,12
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
1 2 3 4
Hình 3.9 : Kết quả điện di DNA B.subtil is
1 2 3 4
Hình 3.9 : Kết quả điện di DNA B.subtil is
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 FeCl

2
.4H
2
O, FeCl
3
.6H
2
O
và NH
4
OH 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.
3. Nghiên cứu cố định các đoạn phân tử DNA lên hạt nano sắt
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.