Chế tạo hạt nanô fe3o4 và khảo sát một số tính chất đặc trưng

MỤC
LỤCPHÓ HÒ CHÍ MINH
ĐẠI HỌC QUỐC GIA
THÀNH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỤ NHIÊN
KHOA VẬT LÝ
Bộ MÔN VẬT LÝ CHÁT RẮN
Mực LỤC.....................................................................................................2

DANH SÁCH HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU..............................................4

LỜI CẢM ƠN..............................................................................................6

MỞ ĐẦU: GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT.......................................................7

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HẠT NANÔ TỪ....................................8

I.

Vật liệu nanô và các hiệu ứng liên quan.............................................8

1.1.

Vật liệu nanô.......................................................................................8

1.2.

GVHD:
THỤY THANH
Các hiện tượng đặc biệt khi hạt
ở kíchThS.

thướcLÊ
nanô........................11
GIANG

1.2.1.

TS. TRẦN QUANG TRUNG
Hiệu ứng bề mặt.........................................................................11
CBPB: ThS. NGUYỄN ĐĂNG KHOA
SVTH: LÊ THỊ HỒNG DIỄM

1.2.2.

MSSV: 0513051
Hiệu ứng lượng tủ’.....................................................................12
TP.HỒ Chí Minh, 2009

II. Vật liệu từ và phân loại vật liệu từ......................................................13

2


111.4.

Phương pháp hóa siêu âm..........................................................25

111.5.

Phương pháp điện hóa...............................................................25

IV. Một số ứng dụng trong y sinh học......................................................26

IV.

1.Trong phân tách và chọn lọc tế bào.................................................26

IV......................................................................................................2. Dần truyền thuốc

....................................................................................................................27

IV.

3.
Tăng thân nhiệt cục bộ.....................................................................27

IV.......................................................................................................4. Diệt khuẩn Ecoli

....................................................................................................................28

CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM................................................................29

I. Các phương pháp khảo sát kích thước hạt..............................................29

1.1.

Kính hiển vi quét phát xạ trường FESEM.......................................29

3

DANH SÁCH HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU

Hình 1: số các công trình khoa học và bằng phát minh sáng chế tăng theo cấp
số

mũ theo thời gian........................................................................................8

Hình 2: số các công ty có liên quan đến khoa học, công nghệ nanô cũng
tuân theo

quy luật cấp sổ mù......................................................................................9

Hình 3: Định hướng các mômen từ trong vật liệu thuận từ.......................15

Hình 4: Định hướng các mômen từ trong vật liệu sắt tù’..........................16

Hình 5: Định hướng của các mômen từ của vật liệu phản sắt từ..............16

Hình 6: Định hướng của các mômen từ của vật liệu ferri từ.....................16

Hình 7: Sự phân chia thành đômen, vách đômen trong vật liệu khối........17

Hình 8: Đường cong từ hóa của vật liệu siêu thuận từ..............................19

4


36
Hình 26: Dung dịch sau khi tạo
xong.

Hình 27 : Lọc rửa sản phẩm thu được.......................................................38

Hình 28: Ảnh FESEM của mẫu MI với độ phóng đại 80k........................39

Hình 29: Ảnh FESEM của mẫu M2 với độ phóng đại 150k.....................40

Hình 30 : Ảnh FESEM của mẫu M3 với độ phóng đại 150k....................41

Hình 31 : Ảnh FESEM của mẫu M4 với độ phóng đại 150k....................43

Hình 32 : Ảnh FESEM của mẫu M5 với độ phóng đại 150k....................44

Hình 33 : Ảnh FESEM của mẫu M6 với độ phóng đại 150k....................45

Hình 34: Phổ chuẩn của Fe304 [18]..........................................................47

5


LỜI CÁM ƠN

Đầu tiên em xin gửi lời tri ân chân thành và sâu sắc nhất đến đấng sinh
thành

đã

sinh ra, nuôi dường và dạy bảo em cho đến ngày hôm nay, đến các anh chị
trong

gia

đình đã không ngùng động viên tinh thần cho em trong suốt quá trình học tập.

Em cũng không quên gửi lời tri ân đến các thầy cô trong bộ môn vật lý
chất

rắn:

thầy Trương Quang Nghĩa, thầy Trần Quang Trung, cô Vũ Thị Phát Minh
và

các

thầy cô trẻ trong bộ môn như thầy Nguyễn Hoàng Hưng, thầy Nguyễn Đăng
Khoa,
cô Hoàng Thị Thu đã hết lòng truyền đạt cho em những kiến thức thật là quý
báo

ngay

trong những buổi đầu tiên dưới mái nhà vật lý chất rắn, những kiến thức này
sẽ

là

hành

trang giúp em tự tin hơn, vững chắc hơn đê bước vào đời.

Trong thời gian học tập vừa qua, đặc biệt là trong suốt quá trình làm
luận

văn

em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm và hướng dẫn rất nhiệt tình từ thầy

6


MỞ ĐẦU: GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT

Bản báo cáo đầu tiên về hiện tượng từ tính là của người Hi Lạp cố và
cũng

từ

bản báo cáo này mà mọi người đã biết nhiều đến hiện tượng này. Nó có nguồn
gốc

từ

một loại đá, loại đá này gồm có Fe304 và khi một mảnh Fe cọ xát với nó sẽ
trở

nên

bị

từ hóa. Loại đá này ngày nay được gọi là nam châm.

Thế kỷ XVIII, nhiều mẫu nhỏ của vật liệu từ được kết hợp thành một
vật

thê

nam châm lớn hơn, cái mà có khả năng nâng một chất lên khỏi vị trí ban đầu
của nó.

Với sự tiến bộ của khoa học ngày nay, các nhà khoa học không chỉ
nghiên

cứu

các vật thế ở kích thước micro mà khoa học đã tiến đến nghiên cún các vật thê
ở

một

kích thước nhỏ hơn hàng nghìn lần, đó là kích thước nanô vì những tính chất
rất

đặc

biệt và khả năng ứng dụng rộng rãi của chúng.

7


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VÈ HẠT NANÔ TỪ

I. Vật liệu nanô và các hiệu ứng liên quan

1.1. Vật liệu nanô

Hình 1: số các công trình khoa học và bằng phát minh sáng chế tăng theo cấp


Tính chất

Độ dài tói hạn

140
ta
củao con người nhờ vào các tính chất rất đặc biệt của chúng mà các vật liệu
truyền
thống
1
0 đó không có được.
trước
0
8
0 - Vật liệu nanô có các tính chất rất thú vị. Vậy tại sao nó lại có các tính
chất
6 thú
0
4
vị đó?
0
2
0 Tính chất quan trọng nhất của vật liệu nanô bắt nguồn từ kích thước

của 0
chúng
rất nhỏ bé có thề so sánh với các kích thước tói hạn của nhiều tính chất hóa lí
của
vật
Hình 2: số các công ty có liên quan đến khoa học, công nghệ nanô cũng tuân
liệu. Chỉ là vấn đề kích thước thôi thì không có gì đáng nói, điều đáng nói là
theo
quy
kích
thước
Các hiện tượng đặc biệt khi hạt ở kích thước nanô
luật cấp1.2.
số mũ.
của vật liệu nanô đủ nhỏ đê có thể so sánh với các kích thước tới hạn của một
số
tính
Khi kích thước giảm xuống còn nanomet, thì có 2 hiện tượng đặc biệt
Khi ta1).nói
đến
nanô
là đề
cậpgiừa
đếntính
một chất
phầnlượng
tỷ củatửđốicủa
tượng
nào tủ’
đó, và

ví
sau : (bảng
chất
Vật
liệu
nanô
nằm
nguyên
dụ,
một
tính
chất
nanô giây là 1.2.1.
một khoảng
thời bề
gian
bàng một phần tỷ của một giây. Còn nanô
Hiệu ứng
mặt
mà

chúng

ta dùng ở đây có nghĩa là nanô mét, một phần tỷ của một mét. Yeu tố quan
Tỉ số giữa số nguyên tử bề mặt và số nguyên tử trong cả hạt nanô trở nên
trọng
nhất
rất
lớn,
mà chúng ta sẽ làm việc là vật liệu ở trạng thái rắn có kích thước nm. Vật liệu

thí dụ: đối với một hạt nanô hình cầu bán kính R cấu tạo từ các nguyên tử có
nanô
là
kích
một thuật ngữ rất phố biến, tuy vậy không phải ai cũng có một khái niệm rõ
thước trung bình a, tỉ số này là:
ràng
về

11
9
10


I.2.2.

Hiệu ứng lượng tủ'

Khi kích thước của hạt (thí dụ chất bán dẫn) giảm xuống xấp xỉ bán
kính

Bohr

của exciton thì có thể xảy ra hiệu ứng kích thước lượng tử (quantum size
effects),

hay

còn gọi là hiệu ứng giam giữ lượng tử (quantum coníĩnement effects) trong đó
các

trạng thái electron cũng như các trạng thái dao động trong hạt nanô bị lượng
tử

hóa.

Các trạng thái bị lượng tử hóa trong cấu trúc nanô sẽ quyết định tính chất điện
và
quang nói riêng, tính chất vật lý và hóa học nói chung của cấu trúc đó.

Trước hết chúng ta hãy mô tả một cách sơ lược hiệu ứng giam giữ
lượng

tử.

Thí

dụ, trong vật liệu bán dẫn khối, các electron trong vùng dẫn và các lỗ trống
trong

vùng

hóa trị chuyên động tự do khăp tinh thê, do lưỡng tính sóng hạt, chuyên động
của

các

hạt tải điện có thế được mô tả bằng tố họp tuyến tính của các sóng phang có
bước

sóng

vào cờ nanô mét. Neu kích thước của khối bán dẫn giảm xuống, xấp xỉ giá trị
của

các

bước sóng này, thì hạt tải điện bị giảm trong khối này sẽ thề hiện tính chất
giống

như

12


II.Vật liệu từ và phân loại vật liệu từ
Các vật liệu khi hưởng ứng với từ trường thì nó sẽ có tính chất từ
(magnetic
material). Đặc trưng tính chất từ của các vật liệu là độ từ hóa và độ từ cảm [1]

- Độ từ hóa là moment từ trung bình của mẫu vật (hoặc trong một đon vị

thê

tích

của mẫu vật). Nếu từ trường không thật lớn thì độ từ hóa M tỷ lệ với cường độ

Độ từ cảm này có thế âm hoặc dưong, thường được tính theo đon vị
thích

hợp

sao cho độ từ cảm không có thứ nguyên.

Il.l.

Vật liệu từ

Vật liệu từ là loại vật liệu mà dưới tác dụng của tù- trường ngoài có thế
bị

tù-

hóa,

tức là có những tính chất từ đặc biệt. Vì thế ta có thê nói sắt thường và sắt từ
tuy

hai

mà

là một. Đó là nếu ta hiêu đúng cái nghĩa của từ "sắt" là chất mà trong thành
phần

của

nó chứa chủ yếu các nguyên tử của nguyên tố Fe. Tùy thuộc vào cách hưởng
ứng

của

vật liệu từ trong từ trường, chúng được chia làm hai nhóm chính: vật liệu từ
mềm

và

vật liệu từ cứng.
13


thế và không gây ra trong đó những ứng suất nội. Các loại sắt từ mềm gồm
thép

kỹ

thuật, thép ít carbon, thép lá kỹ thuật điện, họp kim sắt - niken có độ từ thấm
cao
(permaloi) và ôxit sắt từ (ferrite).

- Vật liệu tù’ cúng : có từ trường khử tù' và tù’ dư lớn, một cách tương

ứng

thì

đường cong từ trễ của nó rộng, rất khó bị từ hóa. Một khi bị từ hóa thì năng
lượng

từ

của vật liệu được giữ lại lâu, có thế được dùng làm nam châm "vĩnh cữu", về
thành
phần cấu tạo có thê chia thành vật liệu kim loại, phi kim loại và điện môi từ.
Vật

liệu

từ

kim loại có thể là kim loại đơn chất (sắt, cobalt, niken) và hợp kim từ của một
số

kim

loại. Vật liệu phi kim loại thưòng là ferrit, thành phần gồm hỗn hợp bột của
các

ôxit

sắt

và các kim loại khác. Điện môi từ là vật liệu tô hợp, gồm 60 - 80% vật liệu từ
dạng

bột

và 40 - 20% điện môi. Ferrit và điện môi từ có điện trở suất lớn, nên làm giảm
đáng

kê

mất mát do dòng điện xoáy Fucault nên được sử dụng chúng rộng rãi trong kỹ
thuật

cao

tần. Ngoài ra, nhiều loại ferrite có độ ốn định của các đặc tính từ trong một dải
tần

số

14


Hình 3: Định hướng các mô men từ trong vật liệu thuận từ.
11.2.2. Vật liệu nghịch từ

- Các chất có X < 0 gọi là chất nghịch tù' [ 1 ]. Thông thường tính nghịch

từ

thê

hiện

rất yếu Ix |~ 10-6

- Chất nghịch từ là chất bị từ hóa ngược chiều từ trường ngoài. Khi từ

trường
không thật lớn, ta có M = X H với X < 0. Tính nghịch từ có liên quan với xu
hướng

của

các điện tích muốn chắn phần trong của vật thê khỏi từ trường ngoài (tuân
theo

định

luật Lentz của hiện tượng cảm ứng điện từ)

Các thông số xác định tính chất của vật liệu từ, ngoài độ cảm từ còn có độ tù'
hoá

bão

hoà (từ độ đạt cực đại tại từ trường lớn), độ từ dư (từ độ còn dư sau khi ngừng

15


Đômen
Vách đômen

II.3.

íítí
Vật liệu siêu thuận từ

ííí
II.3.1.

Đômen từ

íìtt

Trong vật liệu từ, ở dưới nhiệt độ Curie (hay nhiệt độ Néel) có tồn tại
độ

từ

hoá

tự phát của vật liệu; nghĩa là độ từ hoá tồn tại ngay cả khi không có từ trường.
Với

vật

liệu có kích thước thông thường, mômen từ của cả vật thường bằng không, vật
ở

trạng

thái khử từ. Điều này được Weiss giải thích rằng vật được chia thành các
đômen.

Trong

mỗi đômen vectơ độ tù' hoá tụ- phát có hướng xác định. Nhưng các đômen

Hình 7: Sự phân chia thành đômen, vách đômen trong vật liệu khối

Khi có từ trường ngoài tác dụng, các đômen thay đoi hình dạng và kích
thước
nhờ sự dịch chuyên các vách đômen. Khi có tác động của từ trường ngoài, các
vách
đômen sẽ dịch chuyên, những đômen nào có mômen từ gần với hướng của từ
trường

sẽ
17
16


II.3.2. Tính chất siêu thuận từ

Một vật liệu sắt từ được cấu tạo bởi một hệ các hạt (thê tích V), các
hạt

này

tương tác và liên kết với nhau. Giả sử nếu ta giảm dần kích thước các hạt thì
năng
lượng dị hướng KV giảm dần, nếu ta tiếp tục giảm thì đến một lúc nào đó KV
«

kT,

năng lượng nhiệt sẽ thắng năng lượng dị hướng và vật sẽ mang đặc trưng của

một

chất

thuận từ.[10,12]

Thông thường, lực liên kết bên trong vật liệu sắt từ làm cho các mômen
từ

trong

nguyên tử sắp xếp song song với nhau, tạo nên một từ trường bên trong rất
lớn.

Đó

cũng là diêm khác biệt giữa vật liệu sắt từ và vật liệu thuận từ. Khi nhiệt độ
lớn

hơn

nhiệt độ Curie (hay nhiệt độ Néel đối với vật liệu phản sắt từ), dao động nhiệt
đủ

lớn

đê

thắng lại các lực liên kết bên trong, làm cho các mômen tù- nguyên tử dao
động

tụ-

do.

Do đó không còn từ trường bên trong nữa, và vật liệu thể hiện tính thuận từ.
Trong

một

vật liệu không đồng nhất, người ta có thế quan sát được cả tính sắt tù- và
thuận

từ

của

các phân tử ở cùng một nhiệt độ, tức là xảy ra hiện tượng siêu thuận từ.

Tính siêu thuận từ có được khi kích thước nhỏ đến mức năng lượng

18


Các chất siêu thuận tù' đang đuợc quan tâm nghiên cứu rất mạnh, dùng
đế

chế

tạo các chất lòng từ (magnetic íluid) dành cho các ứng dụng y sinh. Đối với

vật

liệu

siêu thuận từ, từ dư và lực kháng từ bằng không, và có tính chất như vật liệu
thuận

từ,
Hình 9: cấu trúc tinh thê ferit thường gặp

Ôxit sắt từ Fe304 có cấu trúc tinh thề spinel nghịch với ô đơn vị lập
phương

tâm

mặt. Ô đơn vị gồm 56 nguyên tử: 32 anion o2", 16 cation Fe3+, 8 cation
Fe2+.

Dựa

vào

cấu trúc Fe304, các spin của 8 ion Fe3+ chiếm các vị trí tứ diện, sắp xếp
ngược

chiều

và

khác nhau về độ lớn so với các spin của 8 iôn Fe3+ và 8 ion Fe2+ ở vị trí bát

diện.

Các

ion Fe3+ ở vị
trí bát
diện này
ngược
chiều
các ion
Hình
8: Đường
cong
từ hóa
của với
vật liệu
siêuFe3+
thuậnởtừvị trí tứ diện
nên
chúng
II.3.3. Hạt nanô ôxit sắt từ Fe304
triệt tiêu nhau. Do đó, mômen tù' tống cộng là do tống mômen tù' của các iôn
Fe2+

ở

vị

Tứ diện Fe^(3d?)
Te2* (3d6)

II.3.3.1. Cấu trúc của tinh thế magnetite (Fe304)

Bát diện

Fe^ (3d5)

Fe304 là một ôxit hỗn hợp Fe0.Fe203 có cấu trúc tinh thê spinel ngược,
thuộc
ị I là
Spin
nên thức
mômen
từ làcủa
phân tử trong đó M
nhóm ceramic từ, đượcI gọi
ferittạo
(công
chung
M0.Fe203,
có

Hình 10: Sự sắp xếp các thế
spin trong một phân tủ’ sắt
19
20

là

Ôxit sắt từ được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, Đặc biệt, khi ở
kích
thước nanô, hạt Fe304 được xem như các hạt đơn đômen và có tính siêu thuận
từ

phục

vụ chủ yếu cho lĩnh vực y sinh học, như là tác nhân làm tăng độ tương phản
cho

ảnh

cộng hưởng từ, làm phương tiện dẫn truyền thuốc...
II.3.3.2. Sự biến đổi và ổn định của magnetite

Magnetite dễ bị ôxi hoá trong không khí thành maghemite (y-Fe203)
theo
phương trình:

4 Fe304 + 02

6 y-Fe203

Ỏ nhiệt độ lớn hơn 300°c, magnetite bị ôxi hoá thành hematite (aFe203).

Khi khảo sát các tính chất và ứng dụng của các hạt nanô tù' thì các tính
chất

vật

lý và hoá học ở bề mặt có ý nghĩa rất lớn. Trong các dung dịch có nước các
nguyên

tử

Fe kết hợp với nước, các phân tử nước này dễ phân ly đê tách nhóm OH trên
bề

mặt

ôxit sắt. Các nhóm OH bề mặt là lường tính và có thê phản ứng lại với cả axit
hoặc
bazơ.
21


được hạt có độ đồng nhất cao, người ta cần phân tách hai giai đoạn hình thành
mầm

và

phát triên mầm. Trong quá trình phát triên mầm, cần hạn chế sự hình thành
của

những

mầm mới[9]. Các phương pháp sau đây là những phương pháp kết tủa từ dung
dịch:
đồng kết tủa, nhũ tương, polyol, phân ly nhiệt...

Phương pháp đồng kết tủa là một trong những phương pháp thường
được

dùng

đề tạo các hạt ôxit sắt. Có hai cách đế tạo ôxit sắt bàng phương pháp này đó là

Cơ chế tổng hợp hạt nanô Fe304 như sau: với tỉ phần mol hợp lí
Fe3+/Fe2+

=

trong môi trường kiềm có pH = 9 - 14 và trong điều kiện thiếu ôxi.

Fe3+ + H20 -> Fe(OH)x3'x (thông qua quá trình mất proton)

Fe2+ + H20 -> Fe(OH)y2'y (thông qua quá trình mất proton)
22

2


Mặc dù đồng kết tủa là phương pháp đơn giản nhưng khi các hạt nanô
hình
thành chúng kết tụ rất mạnh. Các hạt kết tụ này làm hạn chế khả năng ứng
dụng

tiếp

theo, do đó đòi hỏi phải có sự biến đổi bề mặt. Sự cải biến này cho phép tổng

hợp

các

hạt với sự có mặt của các chất tương thích sinh học.

III.2.

Phương pháp nghiền bi

Nghiền bi là phương pháp tạo ra hợp kim bằng cơ học được sử dụng đê
tạo

sự

phân tán ôxit đê tăng cường sự pha trộn. Qui trình này liên quan đến việc trộn
rất

mạnh

các vật liệu ban đầu dạng bột và các bi nghiền trong một lọ thuỷ tinh trong
khoảng

vài

giờ. Sự tác động mạnh cho phép vật liệu ban đầu nằm giữa các viên bi nghiền
đê

được

va đập trong suốt quá trình va chạm của các viên bi. Sự va chạm này được lặp
đi

lặp

lại

sinh ra năng lượng đủ đê tạo ra cấu trúc hạt nanô không cân bằng, thông
thường

trong

trạng thái vô định hình hay giả tinh thế. Gần đây, kỹ thuật này đã được ứng
dụng

để

tông hợp các ferit spinel từ như ZnFe204. Với phương pháp này ta có thê tạo
ra

hạt

nanô có kích thước khoảng lOnm. CLT chế tạo bằng phương pháp này thường

23


pha ngoài: da 11

pha ngoài: nước

4
•ọ °;-„c
•oo0
plia trong: các hạt dau

Ital nước

Hình 12: Hệ nhũ tương nước trong dầu và dầu trong
he vi uhũ
nước
tưooa2
hê VI ahũ
Pha aước:
tươaa ỉ
chất khử
pha aước: I^rv
NaOH;
muói sát ‘
NH40H
í?
pha dáu
u
hòa tiôa hê 1 và 2 phadáu
Sư va cham
thà]
và ket
và ket
hơphơp
các hat

Sư Sư
thám
qua
qua

Ph&Q
ứag
hòa hoc
xảy ra

hủet tủa

Hình 13: Cơ chế hoạt động của phương pháp vi nhũ tương

24


ĨIT.4. Phưong pháp hóa siêu âm

Phương pháp hóa siêu âm là các phản ứng hóa học được hỗ trợ bởi
sóng

siêu

âm

cũng được dùng đê tạo hạt nanô ôxit sắt. Hóa siêu âm là một chuyên ngành
của

hóa

học, trong đó, các phản ứng hóa học xảy ra dưới tác dụng của sóng siêu âm
như

một

dạng xúc tác. Sóng siêu âm là sóng dọc, là quá trình truyền sự co lại và giãn
nở

của

chất lỏng. Tần số thường sử dụng trong các máy siêu âm là 20 kHz cao hơn
ngưỡng
nhận biết của tai người (từ vài Hz đến 16 kHz). Hóa siêu âm được ứng dụng
đê

chế

tạo

rất nhiều loại vật liệu nanô như vật liệu nanô xốp, nanô dạng lồng, hạt nanô,
ống

nanô.

Hạt nanô ôxit sắt và ôxit sắt pha Co và Ni đã được chế tạo bằng phương pháp
này.

Tuy

nhiên các hạt nanô cần phải có chế độ xử lí nhiệt mới có thê đạt được từ độ
bão

hòa

cao

ở nhiệt độ phòng.

Hạt nanô tù- tính dựa trên ôxít sắt đã được chế tạo bàng hóa siêu âm.
Đây

là

phương pháp rất đơn giản đê tạo hạt nanô từ tính với từ độ bão hòa rất cao.
Muối

iron

25


IV. MỘt số ứng dụng trong y sinh học

IV.

l.Trong phân tách và chọn lọc tế bào

Trong y sinh học, người ta thường xuyên phải tách một loại thực thế
sinh

học

nào đó ra khỏi môi trường của chúng đế làm tăng nồng độ khi phân tích hoặc
cho

các

mục đích khác. Phân tách tế bào sử dụng các hạt nanô tù' tính là một trong
những
phương pháp thường được sử dụng.

Quá trình phân tách được chia làm hai giai đoạn: đánh dấu thực thế
sinh

học

cần

nghiên cứu; và tách các thực thê được đánh dấu ra khỏi môi trường bằng tù’
trường.

Hình 14: Sơ đồ phân tách tế bào đơn giản

Hỗn hợp tế bào và chất đánh dấu (hạt từ tính bao phủ bởi một lớp hoạt
hóa

bề

mặt) được trộn với nhau để các liên kết hóa học giữa chất đánh dấu và tế bào

26


IV. 2. Dẩn truyền thuốc

Một trong những nhược điểm quan trọng nhất của hóa trị liệu đó là tính
không
đặc hiệu. Khi vào trong cơ thế, thuốc chữa bệnh sẽ phân bố không tập trung
nên

các

tế

bào mạnh khỏe bị ảnh hưởng do tác dụng phụ của thuốc. Chính vì thế việc
dùng

các

hạt

từ tính như là hạt mang thuốc đến vị trí cần thiết trên cơ thể (thông thường
dùng

điều

trị

các khối u ung thư) đã được nghiên cứu từ những năm 1970, những ứng dụng

này

được

gọi là dẫn truyền thuốc bàng hạt từ tính.

Có hai lợi ích cơ bản là:

(i) Thu hẹp phạm vi phân bố của các thuốc trong cơ thê nên làm giảm tác

dụng

phụ

của thuốc; và

(ii) Giảm lượng thuốc điều trị.

Nghiên cún dẫn truyền thuốc đã được thử nghiệm rất thành công trên
động

vật,

đặc biệt nhất là dùng đê điều trị u não. Việc dẫn truyền thuốc đến các u não rất
khó
khăn vì thuốc cần phải vượt qua hàng rào ngăn cách giữa não và máu, nhờ có
trợ

giúp
27

Vật liệu dùng đế làm hạt nanô thường là magnetite và maghemite và có
thề

có

tính sắt từ hoặc siêu thuận từ.
ĨV.4. Diệt khuẩn Ecoli

- Thực nghiệm: trên đĩa thạch (môi trường thuận lợi cho sự phát triên

của

khuẩn

Ecoli) có đục 4 lồ hình trụ có bán kính 0,9cm, 4 vị trí được đánh dấu A, B, c,
D

lần

lượt chứa các thê tích bằng nhau là 200|il của các mẫu (hình 15), giữ đĩa
thạch

ở

nhiệt

độ 4°c trong 4h để các phân tủ- thuốc trong mẫu (nếu có) khuếch tán ra vị trí
xung

quanh chứa chúng. Sau đó tiến hành nuôi cấy đều vi khuân Ecoli lên đĩa

Hình 15: ĐTa thạch dùng làm thí nghiệm

28

Hình 16: Khuấn Ecoli


CHƯƠNG II: THựC NGHIỆM

Nanô hiện đang là lĩnh vục được các nhà khoa học trong nước cũng
như

ngoài

nước quan tâm, đặc biệt là những ứng dụng của nó trong vật lý, sinh học,...
Một

trong

số những úng dụng quan trọng hiện nay là sử dụng hạt nanô từ với kích cở
cực

kì

nhỏ

(0,1 - 1) nm kết họp với các thành phần thuốc chuyên dụng, sẽ dễ dàng lun
thông

trong

cơ thê người, để chữa một số bệnh nguy hiêm trong cơ thể, đặc biệt là các
chứng

ung

thư.

Vì những tính chất rất đặc trưng của hạt nanô từ, nên chúng tôi cũng
muốn

tìm

hiêu về một số đặc tính quan trọng của chúng, vì thế chúng tôi đã tiến hành
tạo

hạt

nanô và khảo sát một số đặc trưng của chúng.

I. Các phương pháp khảo sát kích thước hạt

Ngày nay khoa học đang nghiên cứu đến các đối tượng ở kích thước
nanô.

Vì

vậy khi khảo sát các tính chất, cấu trúc cũng như là đề biết kích thước của đối

tượng
nghiên cứu là bao nhiêu thì các nhà khoa học đã dùng các phương pháp khảo
sát

như:

FESEM, X-RAY, TEM ...
29


Các electron được giải phóng từ nguồn phát xạ trường mạnh, độ chân
không

cao

thì được gọi là các electron chủ yếu. Các electron này được làm lệch hướng
bởi

thấu

kính điện tử nhằm tạo ra một chùm electron quét thu hẹp đê bắn lên đối
tượng.

Ket

quả

là các electron thứ yếu được phát ra từ mỗi vùng trên đối tượng. Các góc độ

Hình 17: Kính hiến vi quét trường phát xạ

Trong đề tài này ảnh FESEM của chúng tôi được chụp ở Viện Khoa
học

Vật

liệu Hà Nội

I.2.

Phân tích cấu trúc tinh thế bằng nhiễu xạ tia X

30