Nghiên cứu và thử nghiệm hạt nano kim loại được chức năng hóa bề mặt trong chẩn đoán vi khuẩn lao

Luận văn Thạc sĩ Khoa học Chử Lương Luân

Khoa Sinh học Khóa 2010 - 2012

I HC QUC GIA HÀ NI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
    



Chử Lƣơng Luân




NGHIÊN CỨU VÀ THỬ NGHIỆM HẠT NANO
KIM LOẠI ĐƢỢC CHỨC NĂNG HÓA BỀ MẶT
TRONG CHẨN ĐOÁN VI KHUẨN LAO


LUC





Hà Ni  2012
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Chử Lương Luân

Khoa Sinh học Khóa 2010 - 2012

I HC QUC GIA HÀ NI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
    


Chử Lƣơng Luân


NGHIÊN CỨU VÀ THỬ NGHIỆM HẠT NANO
KIM LOẠI ĐƢỢC CHỨC NĂNG HÓA BỀ MẶT
TRONG CHẨN ĐOÁN VI KHUẨN LAO

Chuyên ngành : Sinh hc Thc nghim
Mã s : 60.42.30

LUC S KHOA HC

NG DN KHOA HC :
PGS. TS. Phan Tuấn Nghĩa

Hà Ni - 2012

Luận văn Thạc sĩ Khoa học Chử Lương Luân

Khoa Sinh học Khóa 2010 - 2012

LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp, tôi luôn nhận được rất
nhiều sự quan tâm, giúp đỡ và chỉ dẫn tận tình.

Trước tiên, tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới
PGS.TS. Phan Tuấn Nghĩa, TS. Phạm Bảo Yên và TS. Nguyễn Thị Vân Anh đã tận
tình hướng dẫn, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình thực hiện
luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Bộ môn Sinh lý thực vật
và Hóa sinh, Khoa Sinh học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia
Hà Nội đã mang đến những kiến thức quý báu và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi
trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu tại trường.
Tôi cũng xin gửi lời cảm các cán bộ viện Vệ sinh dịch tễ Trung ương, Khoa
Vi sinh – Viện Quân Y 103 đã cung cấp mẫu cho tôi trong quá trình nghiên cứu.
Qua đây, tôi cũng xin chân thành cảm ơn các cán bộ và tập thể nhóm nghiên
cứu tại Phòng Thí nghiệm trọng điểm Công nghệ Enzym và Protein đã nhiệt tình
giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn thạc sĩ.
Luận văn được thực hiện dưới sự tài trợ kinh phí của đề tài mã số
2/2010/HĐ-NCCBUD do GS.TSKH. Nguyễn Hoàng Lương làm chủ trì.
Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới gia đình, người thân
và bạn bè luôn động viên, giúp đỡ để tôi có thể hoàn thành luận văn tốt nghiệp này.
Một lần nữa tôi xin trân trọng cảm ơn !

Hà Nội, ngày 21 tháng 12 năm 2012
Học viên


Chử Lương Luân
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Chử Lương Luân

Khoa Sinh học Khóa 2010 - 2012


MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
1.1. TỔNG QUAN VỀ VI KHUẨN LAO …3
1.1.1. m ca vi khun lao 3
1.1.2. H gene vi khun lao 4
1.1.3. Kh nh và tình hình bnh lao 6
1.1.4. n lao 8
1.2. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ HẠT NANO KIM LOẠI 11
1.2.1. Tính cht ca ht nano kim loi 11
1.2.2. Mt s loi ht nano kim loi 13
1.2.3. ng dng ca ht nano kim loi trong y hc 17
1.3. CHỨC NĂNG HÓA BỀ MẶT HẠT NANO TỪ, GẮN KẾT VÀ LÀM
GIÀU TẾ BÀO VI KHUẨN LAO………………… …… ………………… 17
1.3.1. Ch mt ht nano t 17
1.3.2. Quá trình gn kt ht nano t vi kháng th kháng lao 19
1.3.3. Làm giàu t bào vi khun lao bng t ng 21
CHƢƠNG 2. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP 22
2.1. NGUYÊN LIỆU 22
2.1.1. Mm lao và vaccine BCG 22
2.1.2. Ht nano kim loi có t tính 23
2.1.3. Mc hiu 23
2.1.4. Các lom 23
2.1.5. Các hóa cht và nguyên liu khác 24
2.1.6. Máy móc và thit b 24
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Chử Lương Luân

Khoa Sinh học Khóa 2010 - 2012

2.2. PHƢƠNG PHÁP 24
2.2.1. m kt ta min dch 24

n kt ht nano t c ch mt vi kháng
th kháng vi khun lao 26
 làm khuôn cho phn ng PCR 27
i t bào vi khun lao thu ADN.27
 bn ca phc h ht t gn kháng th kháng lao28
2.2.6. Nhân bc hiu bng PCR 29
n di trên gel agarose 31
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 32
3.1. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CÁC ĐIỀU KIỆN GẮN KHÁNG THỂ LÊN
BỀ MẶT HẠT NANO TỪ TRÊN BCG 32
3.1.1. Kim tra s có mt ca kháng th kháng lao 32
3.1.2. Kim tra hiu sut phn ng gn km khác nhau.34
3.1.3. Kt qu ly gii t bào vi khun lao b 38
3.1.4. T BCG s dng 41
3.1.5. Ti gian phn ng gn kt 42
 c hiu c 43
3.2. THỬ NGHIỆM CÁC ĐIỀU KIỆN TỐI ƢU LÊN MẪU BỆNH PHẨM 45
3.3. ĐÁNH GIÁ ĐỘ BỀN CỦA PHỨC HỆ HẠT NANO TỪ GẮN KHÁNG
THỂ KHÁNG LAO 49
KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 53
TÀI LIỆU THAM KHẢO 54



Luận văn Thạc sĩ Khoa học Chử Lương Luân

Khoa Sinh học Khóa 2010 - 2012

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
ADN

Acid deoxyribonucleic
AFB
Acid Fast Bacilli
AP
m gm 100 mM Tris-HCl, 100 mM NaCl, 5 mM MgCl
2
, pH
9,5
APTS
3  aminopropyl triethoxysilane
BCG
Bacillus Calmette Guerin
bp
C
BSA
Albumin huyt thanh bò (Bovine Serum Albumin)
dNTP
Deoxyribonucleoside triphosphate

i chng
EDC
1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride
EDTA
Ethylene Diamine Tetraacetic Acid
IS
Trình t n chèn vào (Insert Sequence)
kb
Kilobase
MES
2 - (N-morpholino) ethanesulfonic acid

MTB
Mycobacterium tuberculosis
NP-NH
2

Ht nano t có gn nhóm amine
NHS
N-hydroxysuccinimide
PCR
Phn ng chui polymerase (Polymerase Chain Reaction)
PBS
Mui chm phosphate (Phosphate Buffered Saline)
PBS-TBN
m PBS pH 7,4 b sung 0,01% Tween20; 0,1% BSA và 0,05
M NaN
3
TB
Lao (Tuberculosis)
TAE
Tris base  Acid acetic - EDTA
TE
Tris-HCl  EDTA
TET
Tris-HCl  EDTA  Triton X-100
WHO
T chc Y t Th gii (World Health Organization)

Luận văn Thạc sĩ Khoa học Chử Lương Luân

Khoa Sinh học Khóa 2010 - 2012

DANH MỤC CÁC BẢNG

Tên bảng
Số trang
Bng 2.1. Trình t các mi dùng trong phn ng PCR
23
Bng 2.2. Các thành phn trong phn ng PCR vi vaccine BCG
30
Bng 2.3. Các thành phn trong phn ng PCR vi mm lao
30
Bng 2.4. Chu trình nhit ca phn ng PCR
31

33

35

38

Luận văn Thạc sĩ Khoa học Chử Lương Luân

Khoa Sinh học Khóa 2010 - 2012

DANH MỤC CÁC HÌNH
Tên hình
S
trang
 Neelsen [35]
3
Hình 1.2. H gene ca chng MTB H37Rv [16]
5
Hình 1.3.  [36]
14
Hình 1.4. Hình nh hin t ca ht nano t Fe
3
O
4
[37]
16
Hình 1.5. Ht nano t tính Fe
3
O
4
c ch mt bng nhóm

amine s dng APTS [34]
19
Hình 1.6. Quy trình gn kt hc chi kháng th
[20]
20
Hình 1.7. Nguyên tc chn lc và làm giàu t bào bng t ng [6]
21
Hình 2.1. Vaccine BCG sn xut ti Vit Nam
22
Hình 2.2. Mô hình hóa phc h ht nano t c ch mt
vi kháng th kháng vi khun lao
26

33

36

37

nhau
39

41
Hình 3.6.  EDC -

42

44

45


46
Hình 3.10. 
47

48


49

vaccine BCG
50
Hình 

51




Luận văn Thạc sĩ Khoa học Chử Lương Luân

Khoa Sinh học Khóa 2010 - 2012


MỞ ĐẦU
Bnh lao là mt trong ba bnh truyn nhim gây t vong cao nht th gii,
bc gây ra bi vi khun lao có tên khoa hc là Mycobacterium tuberculosis
(MTB). T chc Y t th gic tính khong 1/3 dân s toàn cu hin nay
 nhim MTB và có khong 1,7 trii t c là
khoi t vong mi ngày vì lao. Mc dù công tác tiêm chng vaccine

BCG, phòng chng và phát trin thuc chng li vi khuc
ti n nay bnh lao vn là mt v sc khe có tính thách
thc i vi toàn cu. Bnh nhân b nhim các chng vi khun lao nu phát hin
mun s ru tr  truyi lànhc
chm các chng vi khun lao s góp ph u tr bnh lao
[1, 33].
 chn lao, hin nay bnh vin và  y t c
vn phi d soi trc tip, nuôi cy vi khu,
yêu cu s ng vi khun lao ln hoc thi gian chn ít nht 4  6
tun. Vi nhy s u tr
ng yêu cu giám sát và thanh toán bnh lao [2, 3].
Khc phc nhc ng dng sinh hc phân t kt hp
công ngh o ra nht phá trong ch
các chng vi khun khác. Thi gian ch rút ngn xung còn vài ngày,
v nh c hiu cao, tu kin cho vic kim soát bnh lao d dàng
23, 25].
Công ngh c tin quan trng trong chn
 tr u tr bnh nhm mi thin và nâng cao sc khe ca con
i. Trong s t nano kim loc bit là ht nano kim loi có t tính
c ch mc nghiên cu, ng dng rng rãi trong
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Chử Lương Luân

Khoa Sinh học Khóa 2010 - 2012

nh       phân tách t bào, tách chit acid nucleic (ADN,
ARN), gn kt vi kháng th[5, 27].
Xut phát t thc t trên chúng tôi tin hành “Nghiên cứu và thử nghiệm
hạt nano kim loại đƣợc chức năng hóa bề mặt trong chẩn đoán vi khuẩn lao”
vi các mc tiêu sau :
Xây dng quy trình gn kt ht nano kim loi có t c ch

hóa b mt vi kháng th kháng vi khuánh giá kh MTB
bng ht nano kim loi có t c ch mt gn anti-
phát hin MTB bng k thut PCR.















Luận văn Thạc sĩ Khoa học Chử Lương Luân

Khoa Sinh học Khóa 2010 - 2012

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. TỔNG QUAN VỀ VI KHUẨN LAO
Vi khu        , vì v  c gi là
Bacilie de Koch (vit tt là BK)t th k k t khi phát hin ra vi khun
lao, nh vic áp dng các k thut hii trong hóa sinh, min dch, sinh hc phân
ti kính hin ti rõ v cc
m sinh hc và kh nh ca vi khun lao. Tuy nhiên, vi khun lao vn

ng nghiên cu ca nhiu công trình khoa hc vì s tinh vi trong siêu cu
trúc, tính cht phc tp ca các kháng nguyên, s ng trong hình thc tn ti,
nht là nht bin gen khi vi khun kháng thuc [2, 3].
1.1.1. Đặc điểm của vi khuẩn lao
Tác nhân gây bnh lao là Mycobacterium tuberculosis (MTB), t bào MTB
dài 3-5µm, rng 0,3-0,5µmu tròn, thân có ht, t bào ng
riêng r hoc xp thành hình ch N, Y, V hoh cây
trên tiêu bn nhum Ziehl  Neelsen, không b cn và acid làm m  ca
fucsin.

Hình 1.1. Vi khuẩn lao trong tiêu bản nhuộm Ziehl – Neelsen [35]
MTB  phâ

E. coli
MTB
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Chử Lương Luân

Khoa Sinh học Khóa 2010 - 2012


  
 
MTB hái
khô trong 
 MTB in vitro 
 3].
t

 mycobacteria là M. tuberculosis , M. bovis, M. africanum và M. microti 
chung là M. tuberculosis complex) mà kmycobacteria khác [17, 31].

1.1.2. Hệ gene vi khuẩn lao
T  Cole và cng s [16], toàn b trình t ca chng MTB
c gii mã và phân tích, cung cp nhng kin thc sinh hc v loài vi
khun sinh sn chm này, m ra nhng khái nim mi trong can thip phòng và
u tr bnh.
Toàn b h gene gm 4411529 bp cha khong 4000 gene, vi t l GC cao
kho    n trong h gene gia MTB vi nhng vi sinh vt
khác là phn ln các gene mã hoá nhn vic tng hp và
phân gii lipid, có 2 h protein mi (PE và PPE) giàu glycine vi cu trúc lp li.
MTB ng kháng ngu nhiên vi nhiu thuc làm cho viu tr lao tr
 kháng thuc này ch yu là do vách t bào k c tác dng 
là rào cn thm, tuy vy nhiu yu t quynh s kháng thuc mã hóa trong
h gene vi khuy phân, enzyme bii tác dng ca thuc
-lactamase, aminoglycoside acetyl transferasevà nhiu h thng vn chuyn
thuc ra ngoài khác.
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Chử Lương Luân

Khoa Sinh học Khóa 2010 - 2012


Hình 1.2. Hệ gene của chủng MTB H37Rv [16]
Vòng tròn ngoài cùng biểu hiện thang cho MTB, 0 – nơi bắt đầu sao chép. Vòng
tròn đầu tiên tính từ ngoài vào cho thấy vị trí gene ARN ổn định, trình tự DR đại diện bằng
hình khối hồng. Vòng tròn thứ 2 bên trong chỉ trình tự mã hoá (theo chiều kim đồng hồ -
xanh lá đậm, ngược chiều kim đồng hồ - xanh lá nhạt). Vòng tròn thứ 3 minh họa trình tự
ADN lặp (trình tự chèn – cam, họ 13E12 REP – hồng đậm, prophage – xanh dương), vòng
tròn thứ 4 chỉ vị trí họ PPE (xanh lá), vòng tròn thứ 5 chỉ họ PE (tím, ngoại trừ PGRS), và
vòng tròn thứ 6 chỉ vị trí trình tự PGRS (đỏ sậm). Biểu đồ tròn khu vực trung tâm biểu hiện
lượng GC, màu vàng chỉ ít hơn 65% GC, khu vực màu đỏ là GC cao hơn 65% [16].
Các nghiên cu cho thy nhóm MTB có h gene bo tn cao. Các thành viên

trong h MTB ng cao khi xét v kiu hình hoc kiu kí ch
d n hình cho tính nh di truyn gia các chng, vi t t bi
c tính khong 0,01% - 0,03%, nht là không có bng chng
nào cho thy có s di truyn ngang vt cht di truyn trong cùng th h gia các vi
khun khác [16].
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Chử Lương Luân

Khoa Sinh học Khóa 2010 - 2012

1.1.3. Khả năng gây bệnh và tình hình bệnh lao
V mt dch t hc, tt c nhng b   u có th là ngun lây,
  lây rt khi vi các th lao ngoài phi (lao màng não,
màng bng, h   c gi là nhng th     
khun ít kh ng bên ngoài. Lao phi là th lao d 
khu ng bên ngoài. Bnh nhân lao phi khác nhau thì kh  
bc vào: s ng vi sinh vt thoát ra
ng, m vi sinh vt trong không khí, thi gian vt ch m
 ô nhim, tình trng min dch ca tng cá th. Bnh nhân nhim
HIV và nhng bnh nhân ri lon min dch qua trung gian t bào thì bnh càng
trm trng khi b nhim MTB. Tuy vy kh n bnh ca nhng bnh
nhân này không cao [2, 3].
MTB tn ti trong các ht khí dung nh ng ngoài khôc
hít vào, vi khun s n ph nang. Tn s nhân lên hoc b
c ch tu thuc vào tình trng h thng min dch c. Trong vòng 2-10
tui thc hot hoá, bao quanh vi khun to nên lp v cng giúp
kìm hãm và kim soát vi khun lao nhim). Nu h thng min dch ca
 không th kic vi khun, vi khun s nhân lên nhanh chóng và có
th ng bch huyt tn công vào các b ph
phi, thn lao bnh) [2, 3].
MTB  c bi tn công vào t bào. MTB có th gn trc tip

vào th th i thc bào nh  c mannose hoá trên
vách, hoc nh lipoarabinomannan, hay gn gián tip nh th th b th, th th Fc.
Thông ng khi vt l b i thc bào bt gi s b  thc bào qua trung gian
cht oxy hoá tiêu dit. MTB bi        n s kt hp
phagosome vi lysosome. Vách MTB có loi acid mycolic là lipid chuyên bit
nhánh alpha, nhng phân t k c mnh, hình thành lp v lipid bao quanh vi
sinh vt, n kh m vt cht qua b mt t n nay
i ta cho rng acid mycolic là nhân t chính quynh c tính ca MTB, có
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Chử Lương Luân

Khoa Sinh học Khóa 2010 - 2012

th nh mà MTB c các protein tích c t
do trong các hc thc bào, giúp MTB ngoi bào thoát khi s tn công ca các b
th trong huyt thanh. Mt trong nhng sn phm liên kt acid mycolic vi các cht
lipid phc tp là cord factor - yu t i vi t ng vt có vú. Chng
c tính sinh ra rt nhiu nhân t cord factor. Nhng lm giúp MTB gây
bnh rt phc tc hi. Chính vì vy, hin nay tình hình bnh
lao trên th gi Vit Nng tr nên nghiêm trng và có nhng din
bin phc tp [2, 13].
Theo WHO c tính trên th gii có khong 1,7 trii t vong do lao
ng 380.000 ph n, tc là khoi t vong
mi ngày vì lao. T l t vong do lao ging 35% t n
nay. Bc tính là mt trong 3 nguyên nhân gây t vong nhiu nht cho ph
n tui 15-44. V s i mi mc tính khong 9,4 tri
3,3 triu ph n, 1,1 tri. T n l mc mi
 gim quá chm. Thêm nc
 t thách thc rt li vi nhân loc tính khong 0,5 triu bnh
nhân mc vi t l 3,3% trong s bnh nhân lao mi mc. Theo
u tra ln nht c l c cao nht  mt s

khu vc thui 28% s bnh nhân lao mi và nguy hinh
t hin trên 58 qut Nam. Nhiu quc gia
n khai k hoch qun th gii thì
còn  m rt thp, còn cách xa yêu cu kim soát bnh lao [1, 33].
 y có th nói r          
khun lao, bnh lao mi ch khng ch c mt phn v s i mi
nguy hit hin bng trên
quy mô ln. Cn phi quyt mc khi quá mun.
Theo báo cáo ct Nam xp th c có s
ng bnh nhân lao cao nht th gii và th 
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Chử Lương Luân

Khoa Sinh học Khóa 2010 - 2012

c tính có thêm 180.000 bnh nhân lao, trong
ng 6000 bng 7400 bnh nhân lao/HIV.
Tuy nhiên chúng ta mi ch phát hic khong 60% s bc tính tc
i 100.000 bnh nhân m1, 33].
u này cho thng phát hin tt c các th bnh lao, ch
khun lao là mu trong công tác chng lao  Vit Nam hin nay.
1.1.4. Các phƣơng pháp chẩn đoán vi khuẩn lao
Phát hin c vi khun lao là tiêu chun quynh  chnh lao.
Chc tin hành t lâu và gy có nhiu k thut hin
c áp dng
1.1.4.1. Các phƣơng pháp cổ điển
Kỹ thuật nhuộm soi kính
Bnh phu quan trng là phng dn bnh nhân ly
 xét nghim. S mm cn thit th cho mt bnh nhân nghi lao là
3 mu: mt mu ly ti ch khi bn khám; mt mu ly vào bui sáng
sau khi ng dy (toàn b m lao ho khc trong vòng 2 gi); mu th ba ly ti ch

khi bnh nhân mang m m bu  n khám. Khi trong bnh phm ít vi
khung là dch màng phi, màng bn tin hành ly tâm ri ly phn
cn lng nhum thì kh y vi khun nhi
K thut Ziehl-Neelsen là k thut c n s d phát hin vi khun
t qu c s dng  
- Khi không có AFB ng : kt qu âm tính.
- Khi có t 1 ng: d th s vi khun).
- Khi có t n 99 AFB 
- Khi có t 
- 
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Chử Lương Luân

Khoa Sinh học Khóa 2010 - 2012

 m là cho kt qu nhanh, ch
bnh lao và kh n ca bnh nhân cho nhi xung quanh, k
thun có th tic  tuyn qun, huy
m là trong 1 m phi có t khong 5000 vi khun tr lên mi cho kt
qu  bic hình th ca vi khun, không
bic vi khun còn s
phân bic các chng vi khun lao [3, 18, 19].
Phƣơng pháp nuôi cấy
Mng dùng nuôi cy vi khung Loeweinstein  Jensen.
Sau 1  2 tháng vi khun lao phát trin thành khun lng ngà.
m cy là cho kt qu chính xác, có th tin hành các
phn ng sinh h phân loi vi khu giúp chn
thuc lao thích hu tr bnh nhân, nht là trong nhng hp bnh lao có
vi khun kháng thun và k thut hin
i. Hin nay  c ta, ngoài các tuyn y t chuyên khoa   thut
c tin hành  mt s bnh vin chuyên khoa (tnh, thành ph). Ngày

ng k thut nuôi cy cho kt qu nhanh t 5 - 7 ngày, phc v
kp thu tr bnh nhân [3, 18, 19].
Phƣơng pháp chụp X Quang
Chi bng chp X quang phi ng chi phí tn kém. Tuy có
 nh c hiu thp. Có nhiu loi bnh khác có th có biu hin
hình nh tp phi ging bnh lao, thêm na nhiu khi bnh
lao phu tr khi v li di chng  phi sui. Do vy dùng
X quang r chlao phi d b nhm và lãng phí. Thc t ng vn
dng chi trong mt s ng hp: lao phi AFB (-),  bnh nhân
ch có mt mu xét nghim (+), và mt s ng hc bi
loi tc thù hay gp trong lao: v trí hay gp 
nh và h ng, phi hp nhiu loi và tin trin
chm [3, 19].
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Chử Lương Luân

Khoa Sinh học Khóa 2010 - 2012

1.1.4.2. Một số kỹ thuật hiện đại chẩn đoán vi khuẩn lao
Sử dụng hệ Bactec
i ta gn Carbon phóng x vào acid palmitric và acid formic trong môi
ng nuôi cy vi khun lao. Khi vi khun chuyn hóa s ly các acid béo này và
gii phóng ra CO
2
(có carbon phóng xng máy Bactec 960. K thu
phóng x (h thng BACTEC) có th phát hin nhanh vi khun. Tuy nhiên giá c
, không phù hp vi ngun lc có hn ca nhiu quc gia [3, 12].
Kỹ thuật MGIT (Mycobacterium Growth Indicator Tube)
K thut ng ch th s ng ca vi khun lao  dng
bi c bi kích thích vi khun lao sinh sn nhanh. Vi khun lao phát
trin s s dng oxy và thi CO

2
. Bng b phn nhy cm có phát quang có th
nhn bic CO
2
. Kt qu c bng chiu tia t ngo
phát quang vàng, da cam. Kt qu  6 ngày, nu th  thì
 t vm HIV và là
c WHO khuyn cáo s dng [3, 7, 19].
Phản ứng chuỗi polymerase (Polymerase chain reaction - PCR)
K thu     nh tác nhân gây bnh trc tip trong bnh
phm nh kh n bi khuyi v mt s n
trình t c hiu trên genome ca vi khui vi MTB, k thut PCR phát hin
trình t 249 bp nn IS6110, là trình t gc hiu và có kh  sao
chép vi s ng ln trong genome vi khun thuc nhóm MTB (M. tuberculosis,
M. microti, M. bovis và M. africanum).
K thum là cho kt qu nhanh (t n 48 gi), cho kt qu
 khi có ít vi khui 10 vi khum vn phát hic)
và còn cho bit vi khun có kháng thuc lao hay không, vì khi kháng thuc s có
t bin trong gen làm ti cu trúc ADN [3, 18, 19, 31].

Luận văn Thạc sĩ Khoa học Chử Lương Luân

Khoa Sinh học Khóa 2010 - 2012

1.2. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ HẠT NANO KIM LOẠI
Ht nano kim loi là mt khái ni ch các hc
to thành t các kim loi ta bit rng ht nano kim loi ch to t vàng, bc
c s dng t hàng nghi ting nht có th là chic cc Lycurgus
i La Mã ch to vào khong th k th c công nguyên và hin nay
 Bo tàng Anh. Chic ci màu tùy thui ta

nhìn nó. Nó có màu xanh lc khi nhìn ánh sáng phn x trên c khi
 trong cc và xuyên qua thành cc. Các phép phân tích ngày nay
cho thy trong chic ct nano vàng và bc 70 nm và vi
t phn mol là 14:1. Tuy nhiên, phn u
mt cách h thng các ht nano vàng thì các nghiên cu v  to,
tính cht và ng dng ca các ht nano kim loi mi thc s c bu và cho
t nhiu loi ht nano kim loc ng dng vào thc tin
hình là ht nano kim loi có t tính [5].
1.2.1. Tính chất của hạt nano kim loại
1.2.1.1. Tính chất quang học
Kim loi có nhin t t n t t do này s i tác
dng cn t ng b
dp tt nhanh chóng bi các sai hng mng hay bi chính các nút mng tinh th
trong kim long t do trung bình cn t nh c.
c ca kim loi nh ng t do trung bình thì hin
ng dp tt không còn nn t s ng cng vi ánh sáng kích
thích. Do vy, tính cht quang ca hc do s ng tp th
cn t dn t i bc x n t. Khi dao
y, cn t s phân b li trong ht nano làm cho ht nano b phân
cn to thành mng cn. Do vy xut hin mt tn s cng
ph thuc vào nhiu yu t u t v  ln ca ht nano và
ng xung quanh là các yu t ng nhiu nht. Ngoài ra, m ht
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Chử Lương Luân

Khoa Sinh học Khóa 2010 - 2012

n tính cht quang. Nu m loãng thì có th n
t t do, nu n cao thì phn ng c
gia các ht [5].
1.2.1.2. Tính chất điện

Tính din ca kim loi rt tt hay nói cách khác n tr ca kim loi
nh nh vào m n t t i vi vt liu khi, các lí lun v
 dn da trên cng ca cht rn.
I
UU = IR
R I-U 
 

I-U 
I-U 
C cho U và e/RC cho I
C và R  [5].
1.2.1.3. Tính chất từ
Các kim loch t  trng thái khi do s
bù tr cn t. Khi vt liu thu nh c thì s bù tr trên s không toàn
din na và vt liu có t i mnh.
Các kim loi có tính st t  trng thái khi chuyn tip st,
c nh s phá v trt t st t làm cho chúng chuyn
sang trng thái siêu thun t. Vt liu  trng thái siêu thun t có t tính mnh khi
có t ng và không có t tính khi t ng b ngc là t c kháng
t hoàn toàn bng không [5].


Luận văn Thạc sĩ Khoa học Chử Lương Luân

Khoa Sinh học Khóa 2010 - 2012

1.2.1.4. Tính chất nhiệt
Nhi nóng chy (Tm) ca vt liu ph thuc vào m liên kt gia các
nguyên t trong mng tinh th. Trong tinh th, mi mt nguyên t có mt s các

nguyên t lân cn có liên kt mnh gi là s phi v. Các nguyên t trên b mt vt
liu s có s phi v nh  phi v ca các nguyên t  bên trong nên chúng có
th d dàng tái sp x có th  try, nc ca
ht nano gim, nhi nóng chy s gim. Ví d, hc 6 nm có Tm
= 950°C, 2 nm có Tm = 500°C [5].
1.2.2. Một số loại hạt nano kim loại
1.2.2.1. Hạt nano kim loại quý
Hạt nano vàng
Vàng là tên nguyên t hoá hc có kí hiu Au và s nguyên t 79 trong bng
tun hoàn, là kim loi chuyn tip (hoá tr 3 và 1) mm, d un, d dát mng, màu
vàng và chiu sáng khi thành kh ng ngc hay tía khi
c ct nhuyn. Au không phn ng vi hu ht các hoá chi chu tác
dng ca hn hp dung dch HNO
3
c và dung dch HCl c theo t l
1:3  to thành acid  chng ca dung dch xyanua ca
các kim loi kim. Kim loi này có  dng qung hoc h và trong các m
bi tích và là mt trong s kim lon, có giá tr vô cùng to ln trong cuc
sng ci t i nay.
Ngày nay, nh vào tin b c khoa hc Nanoi ta có th xác
nh thêm nhic tính khác ca kim loi này. Khi khoa hc công ngh phát trin
u s dng trong các ng dng sinh - y hc, thì ht vàng có thêm ng dng
mi trong thc tii dc bit nano vàng.



Luận văn Thạc sĩ Khoa học Chử Lương Luân

Khoa Sinh học Khóa 2010 - 2012

Hình 1.3. Một cấu trúc tinh thể từ các phân tử nano vàng [36]
c chia nh  trng thái phân t c vài nm, nguyên t này
có rt nhic tính riêng bit. Ht nano vàng có th u ch 
pháp kh hoá hc,  thc vcó th phân tán tt trong các dung
môi không phân cc hoc kém phân c
diethyl ether Dung dch ht nano vàng có  tím p thu tia t
ngoi  c sóng 520 nm (ph UV- c h  u, nm trong
khong 2-4 nm.
Ht nano vàng có th c ng dng làm xúc tác cho các phn ng h
làm sensor phân tích kim loi nngc thit b và linh kin t [28].
Hạt nano bạc
Bc có ký hiu là Ag, s nguyên t 47 thuc phân nhóm IB trong bng tun
hoàn các nguyên t hóa hc, bc có khng phân t là 107, C). Ag
có s oxi hóa là +1 và +2, ph bin nht là trng thái oxi hóa +1. Trong t nhiên,
Ag tn ti hai dng v bn là Ag  107 (52%) và Ag  109 (48%). Ag không
c, ng ki  tan trong mt s acid mnh
HNO
3
, H
2
SO
4

Ngày nay nhng thuc tính quý ca kim loc th hin t

 c ch to bng công ngh nano. Và trên th    t hin
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Chử Lương Luân

Khoa Sinh học Khóa 2010 - 2012

nhiu sn phm cha nano bc y tc ty trùng b m
lnh, máy g
Ht nano bu ch  kh hoá hc, 
mòn laser,  Dung dch b
hp thu tia t ngoi  c sóng 420 nm (ph UV-c hu,
nm trong khong 2-5 nm [29].
1.2.2.2. Hạt nano kim loại có tính từ (hạt nano từ)
Bt c vt liu có s ng ng vi t ng ngoài (H), th hin
b t hóa (t  - M). T s c g cm t. Tùy thuc vào
giá tr cm t có th phân ra làm các loi vt liu t khác nhau. Vt liu có c < 0
(~-10
-6
c gi là vt liu nghch t. Vt liu có c > 0 (~10
-6
c gi là vt liu
thun t. Vt liu có c > 0 vi giá tr rt ln có th là vt liu st t, ferri t [4]. 
t liu t tính ng ý là vt liu st t, ferri t hoc siêu thun t.
 cm t, mt s thông s t quan trng trong vic xác
nh tính cht ca vt liu, ví d   bão hòa (t  t ci ti t ng
ln), t   còn dng ca t ng ngoài), lc kháng t
(t ng ngoài cn thi mt ht trng thái bão hòa t, b kh t).
Nc ca ht gin mt giá tr ng t n
vài chc nm), ph thuc vào tng vt liu c th, tính st t và ferri t bin mt,
chuyng nhit s thng th và làm cho vt liu tr thành vt liu siêu thun t.
i vi vt liu siêu thun t, t c kháng t b

là, khi ngng ca t ng ngoài, vt liu s không còn t tính n
mm rt quan trng khi dùng vt liu này cho các ng dng y sinh hc [5].
Ht nano t tính có th c ch t
ng kt ti
u có nhc dùng trong y
sinh hc thì chúng cn phi thu kin sau:
- ng nht ca các ht cao.
- T  bão hòa ln.
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Chử Lương Luân

Khoa Sinh học Khóa 2010 - 2012

- Vt lip sinh hc cao (khônc tính).

Hình 1.4. Hình ảnh hiển vi điện tử của hạt nano từ Fe
3
O
4
[37]
ng nht v c và tính cht liên quan nhi
ch to còn t  p sinh hn bn cht ca vt
liu. Trong t nhiên, st (Fe) là vt liu có t  bão hòa ln nht ti nhi phòng
(25
o
C), si v i và tính nh khi làm vic trong môi
ng không khí nên các vt li-xít sc nghiên cu rt nhi làm
ht nano t tính ng dng trong y sinh hc.
Ht nano t dùng trong y sinh hng  dng dung dch nên còn gi là
cht lng t. Mt dung dch gm ba thành phn: lõi là ht Fe
3

O
4
  c
nano, cht ch mt (cht hot hóa b m
lõi Fe
3
O
4
c nano là thành phn duy nht quyn tính cht t ca
dung dch t; ii) cht hot hóa b mt có tác dng làm cho ht nano t phân tán
trong dung môi, tránh kt t vi nhau, ngoài ra nó còn có tác dt
nano khi s phát hin ca h thng min dch c và to các mi liên kt
hóa hc vi các phân t u kin phù hp. Dung môi là cht lng mang
toàn b h [4, 15].
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Chử Lương Luân

Khoa Sinh học Khóa 2010 - 2012

1.2.3. Ứng dụng của hạt nano kim loại trong y học
              

chúng.        

vàng 

ng.

bán 
      
nhân [5, 24, 32].



các
  [32].


 

27].
1.3. CHỨC NĂNG HÓA BỀ MẶT HẠT NANO TỪ, GẮN KẾT VÀ LÀM
GIÀU TẾ BÀO VI KHUẨN LAO
1.3.1. Chức năng hóa bề mặt hạt nano từ
Ht nano t c 10 nm  20 c ch to b
ng kt ta hai ion Fe
3+
và Fe
2+
bng OH
-
ti nhi phòng hoc ti 90
o
C trong
ng khí N
2
  k hng ngoi cho thy trên
b mt ht nano t c có bao ph mt lp t nhóm chc