Nghiên cứu chế tạo hạt nano kim loại và bước đầu thử nghiệm ứng dụng trong y - sinh học

ĐẠI HỌC QUÓC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN
• • • •
TÊN ĐÈ TÀI:
NGHIÊN CỨU CHÉ TẠO HẠT NANO KIM LOẠI
VÀ BƯỚC ĐẦU THỦ NGHIỆM ỨNG DỤNG
TRONG Y-SINH HỌC
•
MÃ SỐ: QGTĐ.08.05
CHỦ TRÌ ĐÈ TÀI: GS.TSKH. NGUYỄN HOẢNG LƯONG
HÀ NỘI-2010
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN
• • • •
XẲXXítXXẲX
TÊN ĐÈ TÀI:
NGHIÊN CỨU CHÉ TẠO HẠT NANO KIM LOẠI
VÀ BƯỚC ĐẦU THỬ NGHIỆM ỨNG DỤNG
TRONG Y-SINH HỌC
•
MẢ SÓ: QGTĐ.08.05
CHỦ TRÌ ĐÈ TÀI: GS.TSKH. Nguyễn Hoàng Lương
CÁC CẢN B ộ THAM GIA:
PGS.TS. Nguyễn Ngọc Long
PGS.TS. Le Văn Vũ
PGS.TS. Nguyễn Hoàng Hải
PGS.TS. Phan Tuấn Nghĩa
TS. Nguyễn Thị Vân Anh
CN. Lưu Mạnh Quỳnh
HÀ NỘI-2010
MỤC LỤC

Trang
Báo cáo tóm tắt kết quả thực hiện đề tài 1
Summary report -+
Báo cáo tổng kết đề tài 6
Mở đầu 6
Chương 1. Tông quan 6
1.1. Vật liệu nano 8
1.2. Hạt nano kim loại 9
1.3. Tổng quan về ung thư vú 11
1.3.1. Tình hình phát triển bệnh ung thư vú trên thế giới và Việt Nam 11
1.3.2. Thụ thể HER2 và Herceptin. hướng điều trị ung thư vú bang 12
liệu pháp sinh học
1.3.2.1. Thụ thể HER2 và sự liên quan đến ung thư vú 12
1.3.2.2. Herceptin và sử dụng Herceptin trons liệu pháp sinh học 15
1.3.3. ứne dụng của cône nghệ nano trone chân đoán và điêu trị bệnh ỉ 6
uns thư vú
1.3.3.1. Xác định các chì thị sinh học 16
1.3.3.2. Hình ảnh khối u in vivo 18
1.3.3.3. Phân tích hình ảnh và liệu pháp đích 18
1.3.3.4. Điều trị ung thư vú 19
1.4. Tính câp thict đáp ứng nhu câu phát íriẻĩì kinh tô - xã hội
Chương 2: Nghiên cứu công nghệ chế tạo và tính chất cùa hạt
nano kim loại
2.1. Nghiên cứu chế tạo hạt nano kim loại
2.1.1. Chế tạo hạt nano vàng (Au) hình cầu bane phương pháp hóa
khử
2.1.2. Chế tạo hạt nano kim loại vàng (Au) bằns phương pháp quans
hóa
1
_ 1

11
23
2.1.3. Chê tạo thanh nano kim loại vàng (Au) băns phương pháp nuôi 24
mâm
2.1.4. Chế tạo thanh nano vàng (Au) từ vàng kim loại bàng phương 26
pháp điện hóa siêu âm
2.1.5. Chế tạo hạt nano bạc (Ag) hàng phươna pháp điện hóa siêu âm 28
2.1.6. Chế tạo hạt nano từ tính FePt bằng phương pháp điện hóa siêu 28
âm
2.1.7. Chế tạo hạt nano từ tính FePt bằng phương pháp điện hóa 29
2.1.8. Chế tạo hạt nano từ tính CoPt bàna phươns pháp điện hóa 30
2.2. Nghiên cứu tính chất của hạt nano kim loại 31
2.2.1. Các hạt nano vàng chế tạo bàne phương pháp hóa khử 31
2.2.2. Hạt nano vànR chế tạo bằng phươns pháp quang hóa 33
2.2.3. Thanh nano vàng chế tạo bằne phương pháp nuôi mầm 34
2.2.4. Thanh nano vàng chế tạo từ vàng kim loại bàns phươne pháp 35
điện hóa siêu âm
2.2.5. Chế tạo hạt nano bạc (Ag) bàna, phươne pháp điện hóa siêu âm 36
2.2.6. Hạt nano từ tính FePt chế tạo bàna phương pháp điện hóa siêu 38
âm
2.2.7. Hạt nano từ tính FePt chế tạo bans nhương pháp điện hóa 39
2.2.8. Hạt nano từ tính CoPt chế tạo bằna phươne pháp điện hóa 42
2.3. Nghiên círu chức năng hóa bề mặt hạt nano kim loại 43
2.3.1. Chức năng hóa bề mặt hạt nano vàng 43
2.3.2. Chức năns hóa bề mặt hạt nano FePt 44
Chương 3: Nghiên cứu ứng dụng hạt nano vàng írong chẩn đoán 48
u n a V ì 1
u i i g i ĩ ĩ u 7 ii
3.1. Nghiên cứu tạo phức hệ hạt nano-kháng thể 48
3.1.1. Nguyên liệu, hóa chất và thiết bị nshiên cửu 48

3.1.2. Gắn kháne thê Herceptin với nano vàng đê tạo phức hệ nano 48
vàng-Herceptin
3.1.3. Tạo phức hệ hạt nano vàng - Herceptin thông qua liên kết ion 50
3.1.4. Tạo phức hệ hạt nano vàng - Herceptin thông qua liên kết cộng 52
hoá trị
3.2. Tìm hiêu khả năna săn kêt đặc hiệu của phức hệ hạt nano-khánơ 54
thế với tế bào ung thư vú
3.2.1. Gắn phức hệ vàne-Herceptin lên tế bào unơ thư vú 54
3.2.2. Chuân bị tiêu bản và chụp ảnh tế bào dưới kính hiên vi trường 55
tối
3.2.3. Phân tích mẫu tế bào bằne phô tán sắc năng lượng tia X 55
3.2.4. Nghiên cứu sự ẹắn kết của phức hệ GNps - Herceptin-FITC lẻn 55
tế bao KPL4
3.2.5. Phổ phát xạ tia X của tế bào une: thư vú khi gắn với phức hệ 60
GNps - Herceptin
3.3. Tìm hiêu khả năng chân đoán une thư vú sư dụna phức hệ hạt 65
nano-kháne thể
3.3.1. Tính gắn đặc hiệu của phức hệ BH4*GNps - Herceptin với tê 66
bào ung thư vú
3.3.2. Tính gắn đặc hiệu của phức hệ Ci*GNps - Herceptin lên tế bào 67
una thư vú
3.3.3. Tính ean đặc hiệu của phức hệ EDC*GNps - Herceptin lên tế 69
hào unR thư vú
Kết luận 71
Tài liêu tham khảo 72
Phụ lục 75
Danh mục cône trinh khoa học côna bố trons khuôn khổ đề tài
Ket quả đào tạo
Đe cươna đề tài
Ph Í.PỊI (Ịnng ký ỉíít Qiiả nghịpn cứu K H "C N

BÁO CẢO TÓNG KÉT ĐÈ TÀI NGHIÊN c ứ u KHOA HỌC
TRỌNG ĐIẺM ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
“Nghiên cứu chế tạo hạt nano kim loại và bước đầu thử nghiệm ứng
dụng trong y-sinh học”
MỞ ĐẦU
Những nshiên cứu tron2 vài thập kỷ qua cho thấy: khi kích thước cùa
vật liệu được làm giảm đến một giá trị nhỏ cỡ nanomet, thì một loạt tính
chất của các vật liệu cấu trúc nano như: tính chất cơ học. độ bền nhiệt, tính
chất quang học, tính chất điện, từ có những thay đổi rỏ rệt so với vật liệu
khối. Các vật liệu cấu trúc nano có nhiều tính chất đặc biệt, mà các vật liệu
khối trước đây khône thê có được.
Các hạt nano từ tính được ứng dụng trona, sinh học là do:
- Kích thước nhỏ bé tạo điều kiện thuận lợi cho hạt nano tiếp cận với
các thực thê sinh học mà không làm ảnh hưởng nhiều đên các hoạt động
chức năng;
- Diện tích bề mặt lớn làm cho khá năng tươnơ tác siữa hạt nano và
thực thể sinh học tăng mạnh;
- Do có từ tính, nên có thê dùng từ trường đẻ điều khiên các thực thể
sinh học thône qua hạt nano từ.
Các hạt nano kim loại (Au. Ag), so với các hạt nano bán dẫn (CdSe,
CdS, CdTe), có nhiều ưu điểm nôi bật như dễ chế tạo, tính chất hấp thụ và
tán xạ ánh sáne mạnh và có thể điều khiển, co thể liên kết với các vật thể
sinh học và đặc biệt là không độc.
Đối với các hạt nano kim loại, các tính chất bề mặt trờ nên vượt trội
và là nguyên nhân tạo ra nhiều tính chất mới cho các hạt. Trong các kim
loại quý, dao động tập thê kết họp của các electron trone vùng dẫn gây ra
một điện trường mặt ngoài mạnh, có tác dụns làm tăng tính bức xạ của các
hạt nano Au và Ag khi chúng tương tác với các bức xạ điện từ cộng hường.
Điều đó làm cho tiết diện hấp thụ của các hạt nano mạnh hơn. so với các
6

phân tử hấp thụ mạnh nhất, hàng vài bậc và làm cho ánh sáng tán xạ bởi
các hạt nano mạnh hơn ánh sáng huỳnh quans của các thuôc thử hữu cơ
hàng vài bậc độ lớn. Nhờ các đặc điểm này mà các hạt nano kim loại có thê
được ứng dụng rộne rãi trone lĩnh vực sinh, y học (làm cảm biên sinh học,
tạo ảnh sinh học, điều trị bệnh), cũng như trong lĩnh vực xúc tác. Thí dụ
trong y học, tính chất tán xạ mạnh ánh sáng của các hạt nano Au được sử
dụng để tạo ảnh các tế bào ung thư. do đó dề dàng phát hiện ra chúns.
Chính vì vậv chúng tôi đặt ra đề tài với mục tiêu:
- Nghiên cứu quv trình cône nehệ và điều kiện côns nshệ chế tạo hạt
nano kim loại trên cơ sở kim loại quý và kim loại chuyển tiếp.
- Tim hiểu khả năng ứng dụng công nghệ nano trong y-sinh học.
ở Việt Nam. các nghiên cứu và ứne dụng công nehệ nano vẫn còn khá
mới mẻ. Cho đến nay những thành tựu đạt được của công nghệ nano còn
thiên về lĩnh vực khoa học vật liệu. Theo những hiểu biết của chúng tôi thì
cho tới nay chưa có nghiên cứu cụ thể nào về việc sứ dụne hạt nano vàng
đê hướng tới việc chẩn đoán và điều trị une thư vú in vivo.
Trong đề tài này, chúne tôi tập trung vào hướne nuhiên cứu chế tạo
các hạt nano kim loại Au. Ae. FePt. CoPt và bước đầu thử nẹhiệm ứng
dụng các hạt nano trone y-sinh học (phát hiện tế bào una thư vú). Trong
phạm vi của đề tài này. chúnơ tôi sử dụns các hạt nano vàng được tổns hợp
bàng ba phương pháp khác nhau để £ắn với kháne thể Herceptin và kiểm
tra tính găn đặc hiệu của phức hệ này lên tế bào une thư vú dòna KPL4.
7
Chương 1: Tông quan
1.1. Vât liêu nano
• •
Vật liệu nano là vật liệu mà ít nhất một chiều có kích thước từ 1^-100
nm (1 nm = 10'9 m). Vật liệu nano chính là đối tượng nghiên cứu của khoa
học và công nghệ nano.
Tính chất thú vị của vật liệu nano bắt nsuồn từ kích thước của chúng

rất nhỏ bé có thể so sánh với các kích thước đặc trưng của nhiêu tính chât
hóa lý của vật liệu. Điều đáne nói là kích thước của vật liệu nano đù nhỏ đe
có thể so sánh với các kích thước đặc trưng của một số tính chât (bảng 1.1).
Bảng 1.1. Độ dài đặc trưna của một số tính chất của vật liệu (Murday, 2002)
Tính chất
Độ dài đặc trưng (nm)
Điện
Bước sóng điện tử 10-100
Quãng đường tự do trune bình
1-100
Hiệu ứne; đường noâm 1-10
Từ
Vách đô men 10-100
Năne lượng trao đôi 0.1-1
1 Quãng đườne tán xạ đào spin 1-100
i Quang
Hô lượng tử
1-100
Độ dài suy giảm
10-100
Độ sâu bê mặt kim loại
10-100
Siêu dàn Độ dài liên kêt cặp Cooper
0.1-100
Độ thâm thâu Meisner
1-100
Cơ
Tươns tác lệch mạnơ
1-1000
Q ì àn ot

i_> ivi i iitil
u n
i i
Sai hỏng
0.1-10
Độ nhăn bê mặt
1-10
Xúc tác
Quỹ đạo liên kêt định xứ
0.01-0.1
Hình học topo bê mặt
1-10
Siêu phân Câu trúc sơ câp
0.1-1
tử
Câu trúc thứ câp
1-10
Câu trúc tam câp
10-1000
Miên dịch
Nhận biêt phân tử
1-10
8
Vật liệu nano nàm giữa tính chât lượng tử của nguyên tử và tính chât
khối cùa vật liệu. Đôi với vật liệu khôi, độ dài đặc trưng của các tính chât
rất nhỏ so với độ lớn của vật liệu, nhưng đối với vật liệu nano thì điêu đó
không đúng nên các tính chất khác lạ bất đầu từ nguyên nhân này.
Chúng ta hãy lấy một ví dụ tronR bảng 1.1. Vật liệu sất từ được hình
thành từ những đô men, trong lòns một đô men. các nguyên tứ có từ tính
sắp xếp song song với nhau nhưna lại không nhất thiết phải song song với

mô men từ của nguyên tử ờ một đô men khác. Giữa hai đô men có một
vùng chuyển tiếp được gọi là vách đô men. Độ dày của vách đô men phụ
thuộc vào bản chất cùa vật liệu mà có thể dày từ 10-100 nm. Neu vật liệu
tạo thành từ các hạt chỉ có kích thước bằng độ dày vách đô men thì sẽ có
các tính chất khác hẳn với tính chất của vật liệu khối vì ảnh hường của các
nguyên tử ở đô men này tác động lên nguyên tử ở đô men khác.
1.2. Hạt nano kim loại
Hạt nano kim loại là loại vật liệu rất hấp dẫn vì tính chất cùa chúng
phụ thuộc mạnh vào kích thước và hình dạne (xem, chẳng hạn, Eustis và
El-Saued, 2006).
Ví dụ, các hạt nano vàng hình cầu có màu đò đặc trưng, nhưne các hạt
nano vàng dạng thanh lại thay đổi màu rất mạnh khi kích thước cùa hạt
thay đổi. Các hiệu ứng này là kết quà của dao động tập thể của các electron
trong vùng dẫn, gọi là dao động plasmon bề mặt (Eustis và El-Saued. 2006;
Liz-Marzan, 2004). Dao động này sinh ra từ sự tươne tác với bức xạ điện
từ. Điện triròns của bức xạ tới tạo thành một lường cực tun g hạt nano. Lực
hồi phục trong hạt nano cố bù trừ lưỡng cực này, gây ra một bước sóng
cộng hưởng. Tần số dao động đối với vàng (và bạc) thường nằm trong vùng
khả kiến, làm tăng sự hấp thụ cộng hưởng plasmon bề mặt. Sự hấp thụ
cộng hưởng plasmon bề mặt có hệ số hấp thụ cao, dẫn đến tăne độ nhạy
phát hiện khi dùng hạt nano, đặc biệt là hạt nano vàng. Do đó hạt nano
vàng có khả năng tìm được nhiều ứng dụne trone y-sinh học.
Hạt nano bạc được quan tâm nghiên cứu không chỉ vì các tính chất đặc
biệt cùa vật liệu nano như hiệu ứng cộng hườna plasmon bề mặt nêu trên
mà còn do hạt nano bạc còn có khả năn2 diệt khuẩn.
9
Do vi khuẩn neày càng kháns, thuốc, nên các nhà khoa học đang tập
trung đi tìm các tác nhân mới để diệt chúng. Và bạc là một trong những
chất được tập trung nghiên cứu. Với sự phát triển của công nshệ nano. các
nhà khoa học hướng tới việc nânơ cao khả năng diệt khuân các hạt bạc có

kích thước nano.
Khi gặp vi khuân, virus, nấm, các hạt bạc sẽ rmăn khône cho chúng
thở, càn trở quá trình trao đồi chất, qua đó na;ăn cản các vi khuẩn phát triển.
Các nguyên tử Aa° bên trona, vật liệu bạc ở dạnẹ khối không có tác dụns
diệt khuẩn. Chỉ có các nguyên tử Ae° ở bề mặt tiếp xúc với môi trường
xung quanh mới có tác dụriR diệt khuẩn. Các nguyên tử Ag° ờ bề mặt có sự
cân băng với các ion Ae+ sẽ nhận một điện tư từ môi trường. Khi tiêp xúc
với môi trường chứa vi khuẩn, nguyên tử AgIJ sẽ có xu hướne lấy điện tử
hoặc lấy ôxi từ trong cơ quan hô hấp của vi khuẩn tạo ra ôxit bạc, sẽ ngăn
khône cho chúng thở, cản trở quá trình trao đôi chất, diệt vi khuẩn.
Khi sử dụng các hạt bạc ở kích thước nano thì số nauvèn từ trên bề
mặt sẽ tăng rât nhiều theo hiệu ứng bề mặt nên khả năng diệt khuân, khử
trùng được tăng lên rất nhiều. Đồns thời do các hạt nano bạc có kích thước
từ 1-100 nm, nên dễ dàne xâm nhập vào các tế bào của vi khuẩn.
Hạt nano bạc là một vật liệu có tính ứna dụng rất cao. đặc biệt trong
xử lý mỏi trường và sinh học.
Các hạt nano kim loại từ tính trên cơ sở kim loại chuyền tiếp Fe. Co
• i
như FePt. CoPt có khả năng ứng dụng rất lớn trong việc chế tạo phưong
tiện lưu trữ thông tin mật độ siêu cao thế hệ mới do chúng có dị hướng từ
tinh thẻ lớn. từ độ lớn, và độ bền hóa học cao (xem. chăns hạn, Huana và
cộng sự, 2001; Sun và cộng sự, 2000: Sun, 2006). Các vật liệu này sẽ 2 Óp
phàn vào việc thiêt kê và chế tạo vật liệu ghi từ có mật độ ehi thông tin cao
hơn 1 Tbits/in . Hạt nano FePt còn được chờ đợi là nam châm nano tính
năng cao trong y-sinh học, chăng hạn trong phân tách tế bào (Gu và cộng
sự, 2003) hay làm tăng độ tương phản của ảnh cộns hưởng từ (Maenosono
và cộng sự, 2008).
10
___
9 >

1.3. Tông quan vê ung thư vú
Ung thư vú là dạng ung thư xuất hiện và phát triẻn trong tế bào mô vú,
có thể lan rộng đến hầu hết các bộ phận khác của cơ thê. Trons số các căn
bệnh ung thư hiện nay, une thư vú là bệnh phổ biến nhất và là mối đe dọa
tử vong hàng đầu đối với phụ nữ nhiều nước trên thế eiới. đặc hiệt ở các
nước phát triển (Yan và cộng sự, 1991). Theo Cơ quan nghiên cứu ung thư
thế giới (International Agency for Research on Cancer - IARC) tỷ lệ ung
thư vú chiếm 29% trone tổng số các loại ung thư ở phụ nữ trẽn toàn thế
giới (hình 1.1).
1.3.1. Tình hình phát triển bệnh ung thư vú trên thế giới và Việt Nam
ờ các nước công nghiệp tỷ lệ mắc ung thư vú cao, trong đó cao nhất là
Mỹ và khu vực Bẳc Âu. Theo thốne kê năm 2007, ờ Mỹ cứ 8 pnụ nữ thì có
m ột ng ườ i bi u n g th ư VÍ! di căn, và trnnơ ' n trư ^n ơ h an un g thư vrí lai ró
o • o ' o ’ ■■ V r c? r - . - - —
một trường họp tử vong (trích đường dần URL 1). Chì riêng trone năm
2007 đã có đến 40910 trường hợp tử vong do une thư vú (chiếm 7% tỏng
số trường họp tử vong do ung thư và 2% tổng sổ các trườns họp tử vong).
Mồi năm trên toàn thế giới có khoảng 1,2 triệu người mấc ung thư vú.
Tý lệ bệnh nhân mắc ung thư vú trone nhừns năm gần đây có xu
hướng tăng lên tại nhiều nước đang phát triển. Trons số đó có nhiều nước
nằm trong khu vực châu Á - vốn là khu vực có tỉ lệ mắc une thư vú thấp
nhất thế giới. Sự gia tăng nhanh chóng này phần nào được giải thích do liên
Hình 1.1: Ti lệ mác các dạng ung thư ờ hai giới (Yan và cộnẹ sự, ỉ 991).
quan đến sự thay đổi về lối sống, đời sống, chế độ dinh dưỡng và các
nguyên nhân thav đổi môi trường sốna (trích đường dẫn URL 2). Tại Việt
Nam, theo báo cáo của Cơ quan năna lượng nguyên tử quốc tê
(International Atomic Energy Agency - IAEA) năm 2008 cho thấy hàng
năm có 75.000 bệnh nhân tử vong vì bệnh ung thư. Trong đó. ung thư vú là
nguyên nhân gây chết hàng đầu, riêng ở Hà Nội hàng năm có 30 trên sô
100.000 phụ nữ tử vong vì ung thư vú. số ca mới mấc ung thư vú hàng

năm khoảng 800 ca tại Hà Nội và 600 ca tại thành phố Hồ Chí Minh. Tuy
nhiên, điều đáng lo ngại là phần lớn các bệnh nhân được phát hiện ở giai
đoạn muộn gây rất nhiều khó khăn cho việc điều trị (trích đường dẫn URL
3)7
Không chỉ nữ eiới mà cả nam giới cũng có thể mắc une thư vú. Tuy
nhiên, ung thư vú ở nam giới hiếm sặp, với tỉ lệ nhỏ hơn ở nữ aiới sần 100
lần, chí chiếm gần 1% trong tất cả các ung thư vú và chiếm dưới 0,1 -
0.38% tất cà trường hợp mắc ung thư ở nam giới. Mặc dù vậy ti lệ tử vong
của nam giới khi mắc căn bệnh này cao hơn nữ giới (ở Mỹ tỉ lệ này là
25%). LÝ do chủ yếu là nhiều người chủ quan phát hiện bệnh quá muộn vì
quan niệm ung thư vú chỉ có phụ nữ mới mắc và do tuyến vú ở nam giới
không phát triển nên khi bị un2 thư dễ gây xâm lấn thành naực, 2 an. phổi,
xươne (trích đường dẫn URL 1).
1.3.2. Thụ thể HER2 và Herceptin, hưÓTtg điều trị ung thư vú bằng liệu
pháp sinh học
1.3.2.1. Thụ thê H ER2 và sự liên quan đến ung thư vú
HER2 là tên viết tắt cho thụ thể của yếu tố sinh trươna biều mô 2 ờ
người (Human Epidermal grcnvth factor Receptor 2) được tìm thấy chủ yếu
trẽn bề mặt tế bào. Thụ thể HER2 là một thành viên thuộc họ thụ thể của
các yếu tố sinh trưởng bao gồm EGFR (ErbB-1), HER2/c-neu (ErbB-2),
HER3 (ErbB-3) và HER4 (ErbB-4). Protein HER2 thuộc nhóm tvrosine
kinase có khối lượng khoáng 185 kDa. Chúng được mã hóa bởi sen HER2-
neu nằm trên vai dài của nhiễm sắc thể số 17. Gen này được phân lập đầu
tiên từ dòng tế bào phôi thần kinh đệm của các loài gặm nhấm vào năm
1981 nên được gọi là HER2-neu (trích đườno dẫn URL 1). Đây là một aen
quan trọng có mặt trong hầu hết các tế bào do nó có vai trò trona quá trình
kiểm soát sự sinh trường và phân chia cùa các tế bào, góp phần vào sự kết
nối giữa tế bào với nhau và chât nên xung quanh. Các vai trò này đêu được
thực hiện bởi protein HER2 do sen quy định thône qua các quá trình truyền
tín hiệu.

Phân tử protein HER2 cấu tạo gồm có các vùng: 2 vùng ngoại bào
giàu cysteine (Cys), vùng xuyên màng, vùng tế bào chất và vùng riêng khác
nhau ở các thụ thể khác nhau. Là một thành viên của nhóm protein tyrosine
kinase, thụ thể HER2 có khả nãng chuyển một nhóm phosphate từ ATP vào
một đơn phân tyrosine trong vùng ngoại bào giàu Cys. Sự phosphoryl hóa
protein này là một cơ chế quan trọne trone quá trình truyền tín hiệu điêu
hòa hoạt động của enzyme.
hrinỉĩ 1.2: Câu tạo thụ thế HER2. (A) Mô hình không hoạt hóa, (B) Mô hình hoạt hóa.
Bình thường, các thụ thể HER2 tồn tại ở trạng thái monomer hất hoạt.
Khi xuất hiện tín hiệu của các yếu tố sinh trường (EGF). các thụ thể này sẽ
chuyên từ trạng thái monomer sang dạng dimer hoạt động (Hình 1.2). Lúc
này chúng sẽ được các yếu tố sinh trưởng ẹắn vào. Thụ thể EGFR khi đó
có khả năng tự phosphoryl hóa 5 gốc tyrosine trên đầu tận cùns
c
của
chuỗi poỉypcpíidc, khởi động quá trình truyền tín hiệu điều khiển sự sinh
trưởng của tế bào thông qua một chuồi các nhân tố (Hình 1.3; Douaall và
cộng sự 1994).
Hình 1.3: Sơ đồ truyền tín hiệu điêu khiên quá trình sinh trướng và phàn chia tẽ bào cua thụ thè
HER2 trong tế bào Í W W W . biooncology.com/bioconc/imeges/her-mai-lg.ipgi
Hiện tượng tăns biểu hiện thụ thể HER2 được tìm thấy ở gần một phần
tư số bệnh nhân mắc ung thư vú. Nghiên cứu quá trình biêu hiện các 2 en
HER2-neu ớ các bệnh nhân này cho thấv quá trình khuyếch đại gen tăng
lèn gần 95%. Nhân bản nhanh HER2 dẫn đến tăng nguv cơ hình thành khối
u ung thư vú, tăng khả năns phát triển của khối u. Do khối u có sự biểu
hiện quá mức thụ thê HER2 nên khôi u sinh trưởng nhanh hơn các khối u
dạng khác, khả năng di căn cao (Hình 1.4).
tnẢRN HER2
(số lương bLah thưởng)
gon HBR2.

binh thường
Protcin trÃn bổ mat tế bào
(ỈỐ lương bình thường)
lẵ
Biổu hiồn quá mức HBR2
mARN HBR2 (zổ lương Ung) trôn bẻ m lt tố bào
14
T ế bào bình thường T ế bào b iều hiộn Các tế bào sính trưởng
quá m ức HER2 b ít tiiirờng tạo kiiối n
Hĩnh 1.4: Cơ chế cùa sự biêu hiện quả mức yếu tô thụ thê HER2 ớ bệnh nhân ung thư vú (A) và
sự biểu hiện trên tế bào (B) frttp://www.aacr.org/home/public med ia/for-the-media/fact-
sheets/cancer-concepts/HER2.aspX;)
Tóm lại. sự biểu hiện quá mức của HER2 tron^ các khôi u ung thư vú
thường liên quan đến khả năng di căn mạnh và dẫn đến khó áp dụng các
phương pháp điều trị (Disis và Cheever, 1997; Perez, 2007).
1.3.2.2. Herceptin và sư dụng Herceptin trong liệu pháp sinh học
Herceptin là một kháng thể đơn dòng của người được sản xuất nhân
tạo đê ứng đụnơ vào điều trị ung thư vú cho các bệnh nhân có sự biểu hiện
quá mức yếu tố thụ thê HER2 (Hình 1.5). Herceptin có khả năng sấn đặc
hiệu lên các thụ thê HER2 của tê bào, bao phủ các thụ thê này và can thiệp
vào pha GI cua chu trình tê bào. Qua đó, thuôc làm giảm sự biêu hiện của
een mã hoá cho thụ thê HER2, phá vờ sự dimer hoá của thụ thể. Nhờ vậy
Herceptin ngăn cản sự truyên tín hiệu kích thích sinh trưởng tế bào của các
thụ thê HER2. Ngoài ra Herceptin còn có tác dụng ức chế sự hình thành
mạch xung quanh khối u bans cách kích thích các yếu tố kháng sự hình
thành mạch và ức chè các tiền tố cùa quá trình hình thành mạch. Không
những có khả náng điều trị cho các bệnh nhân ung thư vú biểu hiện quá
mức thụ thẻ HER2, Herceptin còn được sư dụng có hiệu quả trong việc
ngăn chặn khả năng tái phát bệnh ờ các bệnh nhân trona tươne lai (Baselga
và cộng sự. 2007).

15
Hình 1.5: Herceptin và cơ chẽ tác động lẻn thụ thê HER2 (Disis và Cheever, 1997).
Ket quả nghiên cứu về hiệu quả việc sử dụng thuốc Herceptin trong
việc điều trị ung thư vú cho thấy thuốc giảm 50% nạuy cơ tái phát của
bệnh. Thuôc còn được dùnẹ cho các nhóm có nguy cơ măc bệnh cao.
Herceptin được sứ dụns; kết hợp với các liệu pháp hoá trị liệu thôns
thường. Tuv là một loại thuốc sinh học nhưng Herceptin vẫn có độc tính và
gây nguy cơ về bệnh tim mạch, làm yếu phổi cho bệnh nhân sư dụng thuốc
nên không được sử dụng cho người mắc bệnh tim mạch và phổi. Bên cạnh
đó, đã xuất hiện các tnrờns hợp kháng thuốc Herceptin. Khối u của một số
bệnh nhân vẫn phát triển mặc dù điều trị bằnơ Herceptin (Disis và Cheever,
1997; Elledse và cộng sự, 2007).
1.3.3. Ung dụng cua công nghệ nano trong chân đoán và điều trị bệnh
ung thư vú
ỉ .3 .3 .1. X ác đình c á c c h i th i sÌYìh h.or
Cùng với sự tăng cường việc sư dụng liệu pháp đích trong ung thư
học, việc định dạng phân tư nhất thiết phải được tối ưu hóa. Sự thành công
cua quá trình điều trị hướng đích phụ thuộc rất nhiều vào mức độ biểu hiện
của các protein và gen đặc hiệu có mặt trong các tế bào ung thư. Đối với
bệnh ung thư vú. mức độ biểu hiện quá mức của thụ thẻ HER2 càng nhiều
thì hiệu quả điều trị bằng kháng thể đơn dòna Trastuzumab càne cao
(Elledge và cộns sự. 2000).
16
Các chấm lượna tử riêng biệt có thể được 2 ắn với các kháng thê khác
nhau để nhắm tới protein đích đặc hiệu. Phổ phát xạ từ những châm lượng
tử đa hiệu được gắn với các protein khác nhau được xác định chính xác
thông qua phép đo phổ. Mức phát xạ huỳnh quang của những hạt nano này
có quan hệ với sự biểu hiện của protein. Ánh sáng huỳnh quang phát ra cùa
các chấm lượng tử kích hoạt sự đồng hóa của các đích ờ mức độ thàp cùa tê
bào ung thư, kết quả là độ nhạy cảm tăn2 lên (Gao và cộng sự. 2004;

Jaiswal và cộng sự. 2003; Yarden, 2001).
Wu và cộng sự (2003) phát triên các mẫu dò chấm lượng tử đặc hiệu
và đáng tin cậy để định vị chỉ thị bề mặt tế bào uns; thư vú (HER2), sợi
khung xương của tế bào và kháng nguyên trone tế bào cố định. Việc £ấn
trực tiếp kháng thê đích lên bề mặt của chấm lượn£ tử tạo nẽn liên kết cộng
hóa trị có thể được xem là phương pháp tốt nhất để xác định đồng thời
nhiều đích phân tử (Yarden, 2001). Yezhelvev và cộng sự (2005; 2006) đã
cải tiến các chấm lượng tử cho phép sự định lượng các thụ thê estroaen,
progesterogen và ERBB2 trong các tế bào une thư vú của người gắn với
paraffin. Te bào ung thư vú được biết có sự biểu hiện khác thườne các thụ
thể estrogen, progesterogen, ERBB2 được ủ màu thích hợp với các chấm
lượng tử đa hiệu, đưọc liên kết trực tiếp với các kháng thể đích của ba loại
protein này. Nhóm nghiên círn này cũns đã xác định đồng thời 6 protein
ung thư vú nhờ việc sử dụng chấm lượng từ gan trực tiếp với kháng thể trên
các mẫu u cố định sắn bana, paraffin.
Phô Raman tăng cường bê mặt (Surface Enhanced Raman
Spectroscopy - SERS) có tiềm nărm ứne dụnơ trons quá trình nhận biết bởi
tính quang học cực nhạy. Chúng liên quan đến việc đánh dấu các mô bởi
chỉ thị đặc hiệu liên kết với hạt nano vàng và thuốc ủ huỳnh quang.
Sangyeop Lee và cộng sự (2009) đã dùnR các hạt nano vàng có lõi coban
gấn với kháng thể IgG của thò nhằm xác định chi thị ung thư cua dòna tế
bào MCF7. Các kháng thể đặc hiệu cùa các chỉ thị sinh học và các phân tử
cùa đầu dò Raman được hấp thụ trước hết trên bề mặt hạt nano vàng. Sau
đó kháng thể gấn với đích của nó. tín hiệu Raman có thể được xác định và
được quan sát bời kính hiển vi trường tối (Sch\vab và cộng sự. 1994).
Tóm lại, việc sư dụng các liên kết chấm lượne tử và các đầu dò SERS
tạo ra khả năng định lượng chính xác các protein đa hiệu trên một phần của
17
ĐAI HỌC QUỐC GỈA HA NỘI
TRUNG TẦM THÒNG TIN THƯ ViỆN

khối u hoặc các mẫu un2 thư nhỏ, từ đó đưa ra các quyết định điêu trị. Tu\
nhiên, việc sử dụne chúne cần độ chính xác cao cua các chi thị phân tử
được đánh dấu. giá thành vần rất đất. vì vậy việc sử dụng rộng rãi còn bị
hạn chế (Doerina và Nie, 2003).
] .3.3.2. Hình anh khôi u in vivo
Nhiều nhóm nghiên cứu đã chỉ ra tiềm năng cùa việc sư dụng các
chấm lượng tử (đặc biệt có bước sóng phát ra gần vùng hồng ngoại) và các
hạt nano từ như các đầu dò quane học cho hình ảnh in vivo khôi u, ví dụ
như ung thư tuyến tiền liệt (Akerman và cộng sự 2002; Cody và cộng sự.
2001; Konecnv và cộng sự, 2003; Takahashi và cộng sự. 2006).
Việc sử dụng các chấm lượng tứ phát xạ ơ phò gần hông ngoại là một
cách tiếp cận kể tiếp để định hình cấu trúc khôi u in vivo, được ứng dụng đè
giám sát tại vị trí các nút bạch huyết dự phòng ờ vú. Chúng ta có thê sử
dụne ảnh chụp tín hiệu huỳnh quane (phô gần hồng ngoại) đê phục vụ cho
phẫu thuật mà không cần phải dùnơ chất giám sát hoạt hóa phóng xạ
(Konecnv và cộng, sự, 2003). Theo Hardman (2006). sau khi được tiêm, các
hạt chấm lượng tử thâm nhập vào trong da cua độna vật mang khỏi u, theo
mạch bạch huyêt đèn các nút bạch huyêt dự phòng và nhanh chóng xác
định vị trí cùa nó. Với kích ihước tối ưu 18.8 nm, các hạt này khỏnạ thê đi
• • • J
lọt qua các nút có biểu hiện dự phòng, nhờ đó định vị chính xác nút bạch
huyết dự phòng và dơn siản hóa các bước trona; điều trị una thư vú và u
melanine. Tuy nhiên, hạn chế của bạt chấm lượns tử !à độc tính nên các
nhà nshiẻn cứu đanơ phát triên các hạt nano “giảm độc" để có thể sử dụng
hạt nano trone chân đoán và điều trị ở tươne lai gần (Hardman. 2006), Tóm
lại. việc sừ dụng hạt nano tạo ra khả năng tuyệt vời để xác định hình ảnh
khôi u trong từng giai đoạn và xác định sớm các bệnh nhờ vào các chỉ thị
sinh học.
1.3.3.3. Phân tích hình anh và liệu pháp đích
Huang và cộng sự (2007) đà sư dụng cấu trúc bao gồm hạt nano có

nhân 2 điện tư hình cầu làm từ silica. và bao quanh bơi vó vàng mons.
Chúng chuyên hóa ánh sáng thành năna lượne nhiệt và tiẽu dần khối u
bằng nhiệt. Takahashi và cộng sự (2006) cũng chi ra sự đánh dấu đặc hiệu
18
của các hạt nano từ gắn anti-ERBB2 lên tế bào ung thư vú dòng SK_BR_3
dương tính với ERBB2. Khi được bộc lộ ra ở gần vùng hồng ngoại, các vỏ
hạt nano này gây ra nhiệt lượng cao đốt nóng tế bào và gây ra sự phá hủy
mô không thể phục hồi, làm chết tế bào ung thư. Do đó, các hạt nano từ có
thể được sử dụng để làm tiêu khối u vú và ngăn chặn sự phục hồi của
in
vivo (Yezhelyev và cộng sự, 2006).
1.3.3.4. Điểu trị ung thư vú
Việc đưa vào khối u một cách có chọn lọc các tác nhân kháng ung thư
là cần thiết để tăng hiệu quả kháng ung thư. trong khi phải bảo vệ các mô
khỏe mạnh khỏi các tác nhân gây độc để làm giảm tác dụng phụ. Nhiều
nghiên cứu cận lâm sàne đã được tiến hành sử dụng các hạt nano như một
liệu pháp đích. Dưới đây là một trons số kết quả nghiên cứ với une thư vú.
Liposom al Anthrcyclìnes(L-A): Các Anthrcycline là một trong các tác
nhân được sử dụng nhiều nhất trong điều trị các giai đoạn của bệnh un2, thư
vú. Dù vậy, việc sử dụng bị hạn chế nhiều bời tính độc khi tiêm liều cao.
Trastuzumab là kháne thể đơn dòng nhắm tới ERBB2. cài thiện sự điều trị
dạng ác tính này cùa khối u, tuy vậy việc sử dụng cũng bị giới hạn bởi tác
dụng phụ vì các tế bào bình thường cũng có biểu hiện ERBB2 ở mức độ
thấp hon. Dạng biến đổi gắn với các hạt nano kích thước khoàna 100 nm
của anthrcycỉines, L-A, đã được phát triển để cai thiện cách xâm nhập cùa
Anthrcyclines, trong khi vẫn duy trì hoạt động khána, ung thư của chúns
(Sparreboom, 2005; Lee và cộne sự. 2009).
N AB paclitaxel: Taxanes paclitaxel và docetaxel là một trong số các
tác nhân quan trọng nhất trong điều trị khối u rắn, được sử dụng rộng rãi
trong íaí Ca CaC giai đoạn Cua ung th u vú. Các thuôc này đêu có tính kị

nước cao và phải được trộn với các chất mang tổng hợp. Nhưne các chất
mang này lại thường gây độc đối với cơ thể (Paciotti và cộng sự. 2004).
Một vài dạng biến đổi của chúng đang được phát triển nhằm làm giảm hậu
quả gây độc, ví dụ như NAB paclitaxel là một dạng hạt nano có nhân là
paclitaxel và bao quanh bởi albumin, chất mang tự nhiên của các phân tử kị
nước, cho thây hiệu quá trong ung thư vú. Các nahièn cứu tiền lâm sàng chi
ra răng NAB paclitaxel có hiệu quả cải thiện tinh trạne khối u hơn các
19
paclitaxel thông thường (Gelderblom và cộng sự, 2001: Wu và cộng sự.
2003; Stroh và cộna sự, 2005).
Liệu pháp gen: Các sen cùa tế bào una thư khòng bình thường, do đó
liệu pháp een có thể là rất hữu ích gây ra sự biến đôi hay đột biên các gen
đa hiệu, bao gồm ERBB2, P53, MYC và cyclin DI (Takahashi và cộng sự,
2006). Tuy nhiên, liệu pháp Ren ở người bị cản trờ bời thực tế là các
oligonucleotide dễ bị phân giải bới enzyme ở tế bào chất cùa người. Do đó.
các nghiên cứu cần được tiếp tục đê tìm ra giải pháp tôt nhất cho liệu pháp
2 en (Osbome và cộne sự, 2004).
Hệ thông vận chuyên DNA và RNA tới đích sừ dụne các hạt nano đẽ
dẫn thuốc mờ ra tiềm năng cho việc đưa 2 en vào các khôi u ờ người, trong
đó có une thư vú. DNA plasmid có thể liên kết với các lipid tích điện
dương để tạo thành các hạt nano lipid-nucleic. nhờ đó DNA được bắt giữ
vào trong hạt lipid và được bảo vệ khỏi sự phân giải. Thêm nữa. còn có sự
liên kết của phân tử glycolpolyethylen lèn bề mặt cùa các hạt nano và gan
thêm kháng thể đích làm tăne sự tập trung của sen trị liệu vào tế bào khối
u. Hayes và cộna sự (2006) đã sử dụns phương pháp này đẽ tăns sự phàn
bô đặc hiệu sen đưa vào tê bào ung thư vú ERBB2 ở người. Các nehièn
cứu khác cũng chỉ ra sự chuyển ơen thành côna cùa phức hệ Ren E1A với
liposome tích điện dương vào tế bào une thư vú và tử cune. người. Các
nghiên cứu tiền lâm sàng chì ra adenovirus loại E1A được dùng cho các
hoạt động kháng u nhờ sự có mức biểu hiện cao của ERBB2. Các bệnh

nhân ung thư vú hay buồng trứng được điều trị ớ giai đoạn thư nghiệm I
hằng việc tiêm phức hệ liposome-gen E1A . Sự biểu hiện cùa 2 en E1A
trong khối u được xác định bởi phan ứne hóa mô miễn dịch hay RT- PCR.
và là chỉ số đê khẳng định việc chuyển een thành công. Sự biểu hiện E1A
liên quan đến giảm biểu hiện ERBB2, thúc đẩy quá trinh chết theo lập trình
và giám sự tănẹ sinh của khối u.
Kiêm soát sự phát triển của tế bào ung thư bằng cách sư dụne siRNA
(small interfering RNA) là một công nghệ đang phát triển nhanh với nhiều
triển vọng lớn. Sự ức chế của gen gây una thư vú do xảy ra sự chết theo
chương trình và sự tăng độ nhạy cảm hóa trị liệu cùa tế bào ung thư. Độ
bền và khả năng đưa vào tế bào của các siRNA có thể được cai thiện nhiều
nhờ sự hàp thụ vào các hạt nano polvalkyncyanoacrvlate. Phức chất hạt
20
nano-siRNA định hướng một cách chọn lọc đã ức chế sự sinh sôi của các tê
bào ung thư vú ờ chuột sau khi tiêm dưới da (Menendez và cộng sự, 2005).
Thêm nữa, việc tiêm một hợp chất siRNA - polyethylenimine hướng đến
đích ERBB2 điều chinh việc siảm biểu hiện đáng kể thụ thể ERBB2 ờ
động vật và tạo ra sự giảm sinh trường khối u. Dù đang ở giai đoạn đâu
phát triển, hệ thống vận chuyển thuốc dựa trên hạt nano đã chỉ ra hiệu quả
đáng kể cho việc chuyển các gen đích, và tạo tiềm năng lớn cho lâm sàng
sử dụng trong liệu pháp ung thư vú.
1.4. Tính cấp thiết đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội
Như trên đã trình bày, vấn đề ứng dụng côna nghệ nano trong y, sinh
học nói riêng và trong khoa học sự sống nói chung, đang là vấn đề sôi
động, được nhiều quốc gia trên thế giới quan tâm, đầu tư nghiên cứu.
Ưng thư là bệnh đang có xu hướng sia tăng không nhừnơ ở Việt Nam,
mà còn ở hầu hết các nước trên thế giới. Mồi năm căn bệnh này đã cướp đi
sinh mạng cùa 6 triệu người trên toàn cầu. Tại Việt Nam, qua ghi nhận ung
thư tại Hà Nội, TP Hồ Chí Minh và một số tinh, ước tính mỗi năm có
khoảng 150.000 trườns hợp mới mắc và 75.000 trườn? hợp tử vong do ung

thư.
Chúng ta cũng cân xóa bỏ quan niệm ung thư là căn bệnh vô phương
cứu chừa. Trên thực tế, các bằng chứng khoa học đã chứna minh được
rằng: 1/3 bệnh ung thư có thể dự phòng được, nhờ tránh tiếp xúc với tác
nhân gây bệnh; 1/3 bệnh ung thư được chữa khỏi, nhờ được phát hiện sớm
qua các phương pháp khám bệnh lâm sàng, cận lâm sàng; và bàne các
phương pháp điều trị. có thể kéo dài thời gian sốne cho 1/3 bệnh nhân unợ
tụ,r Ị~:
L1 1 U COn iạ i.
Việc nghiên cứu tìm tòi các phương pháp mới, hữu hiệu để phát hiện
sớm, chính xác và điều trị kịp thời bệnh ung thư là vấn đề cực kỳ cấp thiết.
21
Chương 2: Nghiên cứu công nghệ chế tạo và tính chất của hạt nano
kim loại
2.1. Nghiên cứu chế tạo hạt nano kim loại
2 .1 .1 . Chế tạo hạt nano vàng (Au) hình cầu bang phươ ng ph áp hóa khư
Hạt nano Au được chế tạo bàne phươnR pháp hóa khử như sau:
- Khử bằng trisodium citrate (Na3C6H50 7.2 H2 0 ):
Hóa chất:
HAuC14.3H20 (393,83 g/mol)
Na3C6H50 7 .2 H2 0 (294.10 g/mol)
j
Dung dịch (A): 0,01 % theo trọna
lượng (0,05 g trone 500 ml nước cất)
Dung dịch (B): 1 % theo trọne
lượne (0,1 a trong 10 ml nước cất)
Đổ 50 ml d u n e dịch HAuC14.3H20 0,01 % theo trọne lượng vào một
cốc vại 100 ml, đun sôi, khuấy liên tục. Sau đó một số Lil đune dịch sodium
citrate (Na3C6H5 0 7 .2 H2 0 ) 1 % theo trọnơ lượna được bô suna rất nhanh.
Màu dun° dịch chuyên từ vàng (yelloxv) sane đen (black) rồi đo sẫm (deep

red). Sau khi biên màu. dune dịch đưọ'c đun sôi thêm 15 phút, sau đỏ tắt
bếp, tiếp tục khuấy cho đến khi đạt tới nhiệt độ phòng.
Việc bao bọc các hạt nano bởi citrate càng nhanh, thì hạt tạo ra càntì.
nhỏ. Lượng dung dịch citrate quvct định kích thước của các hạt nano. Hạt
càng nhò yêu cầu lượnơ duns dịch citrate cànơ nhiều. Hạt càng lớn Yêu cầu
iượng dung dịch citrate càng ít. Sự biển đổi màu đối với các hạt nhò xáy ra
nhanh hơn đối với các hạt lớn (hình 2.1). Chúng tôi đã chế tạo được các hạt
nano Au với kích thước khác nhau trone khoảng 30 - 60 nm.
Mầu
Lượng dung dịch citrate
(Ml)
Bước sóng đinh hấp thụ
Xmax(nrn)
Cườno độ đinh hâp thụ
(đvtđ)
1

'

400
521.9
-
1,227
1
360
529.1
1.305
3
o
m

534.4
1.432
4
280
536,5
1.624
5 240
537.5
1.644
6
200
539,9
2.228
22
Hình 2.1. (a) Dung dịch muối vàngHAuCU ban đầu (màu vàng nhạt), (b) Dung dịch muối
vàng HAuClậSau khi bỏ sungsodium citrate (sau 2 phút biến thành màu đen) vò (c) Sau 15
phút dung dịch biến thành màu đỏ rượu nho, chímg to hạt ncmo vàng đã hình thành.
- Khử bằnesodium borohvdride (NaBH4):
Hóa chât:
NaBH4 (37.83 a/mol)
HAuC14.3H:0 (393,83 g/mol)
Dung dịch 0,01 M = 0,38 g/1 = 1,9
ma trone 5 ml nước. Dung dịch
được bảo quản ở 0
°c
(nước đá)
Duns dịch 0.001 M = 0,394 e/1 -
11.82 ms trong 30 ml nước cất.
Khuây đều.
5 ml NaBH4 (MERCK) 0.01 M ờ 0

'c
được đổ vào 25 ml ĩ-ỈAuC14
(MERCK) 1 mM trong một cốc 50 ml trong điều kiện khuấy liên tục trona
ỉ 5 phứt, cho đêỉì khi màu của dung dịch biên từ vàng da cam nhạt sang đò
sẫm. Chú ý là NaBH4 là chất khử mạnh, do đó sư dụns chất khứ này khó
điều khiên được kích thước của hạt nano vàng
2.1.2. Chê tạo hạt ncmo kim loại vòng (Alt) băng phư ơn g ph áp quang hóa
- Hạt nano Au được chẽ tạo băne phươna pháp quang hóa dung dịch
HAuC14 và TX-100 sư dụne tia X.
23
Hóa chất:
HAuC14.3H;0 (393,83 g/mol)
TX-100 C,4H220 ( C ;H 40)9 (602,82
g/mol)
Dung dịch 0.001 M = 0,394 g/1 =
11.82 ma trone 30 ml nước cât.
Khuấy đều.
*
Duna dịch 0.001 M = 0.603 g/1 =
18.1 me trona 30 ml nước cất.
Khuấy đều.
Một số microlit đune dịch muối vàng nồne độ 1 mM hòa với 3 ml
dung dịch TX-100 nồne độ 1 mM. khuấy đều. Bức xạ tia X là bức xạ Kai
phát ra từ đổi catôt Cu của nhiễu xạ kế SIEMENS 5005. Đức với các thông
số 40 kv và 40 mA. Duns dịch hỗn họp nêu trên được chiêu bức xạ tia X
tronơ khoảns thời gian từ 10 phút đán 60 phút. Bằng cách thay đôi lượng
muối vàng, trong khi giữ nguyên lượng TX-100, có thê thay đôi sô lượna
và kích thước của hạt nano vàng.
2.1.3. Chê tạo thanh nano kim loại vàng (Au) băng phương pháp nuôi mâm
- Các thanh nano vàng được chế tạo bằns phirơns pháp nuôi mầm.

Hóa chất
CTAB: C,9H4;BrN (364.46
g/mol)
HAuC14.3H20 (393.83 g/mol)
Dung dịch 0,2 M = 72,892 g/1 =
2,187 g trona 30 ml
Cân 2,187 g, pha tronơ 30 ml
1 nước cất. đươc duns dich A.
Dung dịch 0.001 M = 0,394 o/ị =
ỉ 1.82 ma trons 30 ml nước cất
Lấy 1.285 ml duna dịch (G) rồi bồ
suns nước cất vào cho đu 30 ml. được
duns dich B. Khuấv đều.
Khuây đều. đánh siêu âm trons
20 phút.
NaBH4 (37,83 g/mol)
AgNO;, (169.87 g/mol)
Dung dịch 0.01 M = 0.38 g/1 =
1.9 me trong 5 ml nước.
Càn 1.9 me, pha trons 5 ml nước
cất. đươc duns dich c.
Dung dịch được bảo quản ờ 0 °c
Dung dịch 0.004 M = 0.679 a 1 = 3.4
me trong 5 ml nước cất.
Cân 3.4 mg pha trone 5 ml nước cất.
đươc duns dich D.
—
24
(nước đá)
Ascorbic acide: C6H80 6 (176,13

g/mol)
Dun2 dịch mầm
Dung dịch 0.0788 M = 13,88
g/1 = 69,4 mg trong 5 ml nước
cất.
Cân 69,4 mg pha trong 5 ml
nước cất. đươc dune dich E.
Giai đoạn 1: Chế tạo dung dịch mầm (tiến hành ở nhiệt độ phòng)
Lấy 2,5 ml duns dịch B, rồi bổ sung 2,5 ml nước cất. được 5 ml dung
dịch 0.0005 M. Bổ sune 5 ml dung dịch CTAB 0,2 M (dung dịch A, đã
đánh siêu âm) vào 5 ml dung dịch HAuC14 0,0005 M vừa pha trong một
cốc vại, khuấy đều. Bổ sung vào dung dịch hồn hợp trên 0,6 ml dune dịch
NaBH4 0,01 M (dung dịch C) ướp lạnh trong nước đá, khi đó nhận được
một dune dịch có màu vảng nâu. Tiêp tục khuây mạnh dung dịch mâm
tron? 2 phút. Sau đó dung dịch dươc giữ ờ nhiêt dỏ phòng.
Giai đoạn 2: Chê tạo thanh nano Au (tiến hành ờ nhiệt độ phòng)
Lấy 5 cốc, đánh số 1, 2, 3. 4, và 5. Đổ vào mỗi cốc 5 rnl dung dịch
CTAB 0,2 M (dung dịch A). Bô sung một số ul (như bảng dưới) dung dịch
AgN03 0.004 M (dung dịch D) lần lưọt vào 5 cốc và khuấy nhẹ nhàng. Đổ
tiếp vào mồi cốc 5 ml duns dịch HAưCl4 0.001 M (dung dịch B). khuấy
nhẹ nhàng. Sau đó bổ sung 70 |il dung dịch ascorbic acid 0,0788 M (dung
dịch E) vào mỗi cốc để khử Au3+ thành Au' và sau khi khuấy nhẹ nhàng,
dung dịch chuỵen từ màu vàng sam sang không màu (màu của Au"). Cuối
cùng đô 12 |il dung dịch mầm vào mồi cốc. Sau khi đổ dung dịch mầm vào.
bình phải được giữ bất động, không lẳc và khuấy, để cho mầm phát triển.
Thông thường màu dung dịch biến đổi từ từ trone 10-20 phút. Thanh càng
dài, màu biến đôi càng chậm. Sau một đêm. rất nhiều thanh sẽ được tạo
thành (hình 2.2).
Chú ý: 5 cỏc chỉ khác nhau ơ lượng nitrat bạc. để thay đổi tỷ số hình dạng
(đến 4.7).