SỰ TẬP HỢP CÁC CẤU TRÚC NANO NHƯ VẬT LIỆU SINH HỌC

LOGO
SỰ TẬP HỢP CÁC CẤU TRÚC
NANO NHƯ VẬT LIỆU SINH
HỌC
SELF-ASSEMBLY OF NANOSTRUCTURE AS BIOMATERIALS
Nội dung
Sự hấp thụ protein và đính tế bào lên SAM
Màng đơn lớp tự tập hợp (SAM)
Sợi nano tự tập hợp
Giới thiệu về sự tự tập hợp
Giới thiệu về sự tự tập hợp

Tự tập hợp là quá trình tự sắp xếp của phân
tử xảy ra một cách độc lập trong tự nhiên.
Ví dụ : sự tự tập hợp của màng lipid kép trong tế
bào , micelle….

Các hệ thống sinh học sử dụng tự tập hợp để
tạo thành các phân tử có cấu trúc khác nhau .

Mô phỏng theo sự tự tập hợp như tự nhiên là
một chiến lược để tạo ra các vật liệu sinh học
có cấu trúc theo ý muốn .
Liên kết hydroLiên kết ion
Liên kết Van der Waals
Liên kết tạo keo
Liên kết cộng hóa trị
Sự tự tập
Sự tự tập
hợp
hợp

LOGO
SỢI NANO SINH HỌC
Tóm tắt
Giới thiệu
1
Phương pháp tổng hợp
2
Ứng dụng
33


Gần đây, sợi nano đã đạt được
sự chú ý ngày càng tăng bởi
đặc tính độc đáo và có thể giao
liên kết với các tế bào tương tự
như khuôn nền ngoại
bào( ECM ).

Vật liệu sinh học sợi nano có
các tính chất cơ khí, điện, hóa
chất, sinh học độc đáo.
Giới thiệu
Sợi nano sinh học cũng giống như hầu hết cái loại
vật liệu nano khác. Tức là đều được chế tạo từ hai
phương pháp thông dụng là :


Tổng hợp bằng phương pháp hóa học

Tổng hợp từ vật liệu tự nhiên

Phương pháp tổng hợp

Phương pháp tổng hợp hóa học giúp tạo ra lượng lớn vật
liệu nano với giá thành hợp lý.

Có thể bắt đầu với dung dịch muối và cho thêm hóa chất
(như hydroxide). Sau khi sản phẩm ở trạng thái siêu bão hòa,
quá trình kết tủa xảy ra .

Tính chất hạt phần lớn được xác định bởi tốc độ phản ứng,
tốc độ phản ứng lại bị ảnh hưởng bởi nồng độ của các chất
tham gia phản ứng, nhiệt độ, pH và thứ tự chất phản ứng cho
vào dung dịch.
Tổng hợp hóa học

Xi-Qiao Feng (Đại học Thanh Hoa, Bắc Kinh) và các
cộng sự của ông ở Đại học Brown (Providence, Mỹ)
đã chỉ ra rằng các sợi nano với đường kính từ 25 đến
100 nm có thể chiết suất từ các nguồn nguyên liệu
thiên nhiên này bằng kỹ thuật siêu âm.


Feng cùng các cộng sự đã thành công trong việc
chiết suất tơ nhện để tạo ra sợi nano với đường kính
khoảng 30 nm bằng kỹ thuật siêu âm (tần số 20 kHz).
Tổng hợp từ vật liệu tự nhiên

Vật liệu sinh học sợi nano có ứng dụng rộng rãi trong
kỹ nghệ mô (tissue engineering) và sắp xếp tế bào
(cell patterning), điện cực dùng trong chẩn đoán, và

các thiết bị/vật liệu/hạt nano sử dụng trong phân phối
thuốc hoặc liệu pháp y học.

Mihail Roco, chủ tịch của Nanoscale Science,
Engineering and Technology Subcommittee tại NNI,
tiên đoán vào năm 2015, ít nhất 1 nửa các loại thuốc
được tạo ra sẽ dựa trên vật liệu nano sinh học trong
đó sợi nano sinh học có vai trò không nhỏ.
Ứng dụng
Ứng dụng
LOGO
MÀNG MỎNG ĐƠN LỚP
THEO CÔNG NGHỆ TỰ
TẬP HỢP
(SELF-ASSEMBLED
MONOLAYERS)
Định nghĩa
1
Cấu tạo
2
Phân loại
3
Ứng dụng
4
Tóm tắt
Định nghĩa

Là màng mỏng
nano đơn lớp được

hình thành bằng
cách tự tập hợp có
quy luật trên bề mặt
của thể rắn.
Phần cuối: là nhóm chức
năng giữ vai trò hoạt hóa
bề mặt.Phân tử sinh học
sẽ được gắn với nhóm
chức năng này
Phần đầu (headgroup): đây là
phần quan trọng nhất có khả năng
hấp phụ tạo liên kết với bề mặt đế
phủ, là tiền đề để tạo thành màng
nano đơn lớp.
Phần hai: là mạch alkyl
dài, chính nhờ cấu trúc
mạch alkyl này đã tạo
được màng mỏng nano
do lực liên kết Van Der
Waals.
t
Cấu tạo SAM
Phần cuối: là nhóm chức
năng giữ vai trò hoạt hóa
bề mặt.Phân tử sinh học
sẽ được gắn với nhóm
chức năng này
Phần đầu (headgroup): đây là
phần quan trọng nhất có khả năng
hấp phụ tạo liên kết với bề mặt đế

phủ, là tiền đề để tạo thành màng
nano đơn lớp.
Phần hai: là mạch alkyl
dài, chính nhờ cấu trúc
mạch alkyl này đã tạo
được màng mỏng nano
do lực liên kết Van Der
Waals.
t
Cấu tạo SAM
PHÂN LOẠI

Dựa vào các yếu tố như phân
tử hữu cơ tạo màng , dung môi
hay ứng dụng mà có nhiều loại
SAM khác nhau.

Một số loại SAM:
SAM-alkanethiols
SAM-alkylsiloxanes,
SAM-dihydroxyphenylethylamine
…
Phân loại

SAM-alkanethiols: Sam thiol có thế hình thành
theo cách sắp xếp trong môi trường dung dịch
hoặc thể khí, nhưng đa số trong dung dịch.

Các giai đoạn:
Dd thiol

Đế Au
Nhúng trong thời
Gian 12-18h
SAM trong dung dịch
alkanethiol
SAM-alkanethiols
SAM-alkylsiloxanes

SAM-alkylsiloxanes:màng SAM-alkylsiloxanes
hình thành do sự kết hợp giữa nhóm siloxane
với nhóm chức –OH trên bề mặt của đế phủ
bằng các hợp chất SiO
2
,Al
2
O
3,
mica, thủy tinh.
ỨNG DỤNG

Điều chỉnh nhóm chức năng: trong kỹ thuật cao người
ta lợi dụng việc tạo SAM để tạo các nhóm chức hoạt
động trên bề mặt vật liệu

Điều khiển hoạt tính bề mặt: dựa vào khả năng nhạy
cảm điều kiện: diều khiển tính ưa nước, hiệu ứng hoạt
tính sinh học…
ỨNG DỤNG
ỨNG DỤNG


Điều chỉnh nhóm chức
năng : một trong những ứng
dụng của Sam là bảo vệ bề
mặt kim loại chống oxy hóa
và làm mềm hóa vật liệu….
Nhờ những nhóm chức này
để chế tạo những vật liệu
cảm biến, vật liệu kỹ thuật
mẫu dưỡng (patterning)….
SAM

Điều khiển hoạt tính bề mặt
Ví dụ: điều khiển tính ưa nước
ỨNG DỤNG
Phủ lên SAM Ag dùng kháng khuẩn cho hydroxyapatite
ỨNG DỤNG