Tổng hợp và khảo sát các tính chất của vật liệu nano phát quang nền NaYF4 chứa ion đất hiếm er3+ và yb3+ định hướng ứng dụng trong y sinh tt

VIỆN HÀN LÂM
KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

-----------------------

HÀ THỊ PHƯỢNG

TỔNG HỢP VÀ KHẢO SÁT CÁC TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU NANO
PHÁT QUANG NỀN NaYF4 CHỨA ION ĐẤT HIẾM Er3+ VÀ Yb3+

ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG TRONG Y SINH
Chuyên ngành : Vật liệu quang học, quang điện tử và quang tử
Mã số
: 9 44 01 27

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU

Hà Nội – 2019


Công trình được hoàn thành tại:
Phòng Quang Hóa Điện tử - Viện Khoa học vật liệu
Học viện Khoa học và Công nghệ
Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Người hướng dẫn khoa học:
1. TS. Trần Thu Hương
2. GS.TS. Lê Quốc Minh

Phản biện 1:

Phản biện 2:

Phản biện 3:

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Học Viện họp tại Học
Viện Khoa học và Công nghệ – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam vào
hồi …… giờ ….. phút ….., ngày ….. tháng ….. năm 2019

Có thể tìm hiểu luận án tại các thư viện:
- Thư viện Quốc gia Hà Nội.
- Thư viện Học viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ
Việt Nam.


1
MỞ ĐẦU
Hiện nay, vật liệu nano và sản phẩm liên quan đến vật liệu nano có ứng dụng trên nhiều lĩnh vực
như: khoa học vật liệu, năng lượng, môi trường, điện t và đ c iệt trong lĩnh vực y sinh học. Trong y sinh
học, vật liệu nano phát quang đã tạo ra công cụ đánh dấu hu nh quang có hiệu quả và đang rất được quan
tâm. Đáng chú ý vài năm gần đây, nhiều loại vật liệu nano đã trở thành đối tượng thời sự của nghiên cứu cơ
bản và ứng dụng, điển hình như vật liệu nano chứa ion đất hiếm phát quang chuyển đổi ngược (UCNP). Khi
kích thích vật liệu này ằng ánh sáng hồng ngoại sẽ thu được phát xạ trong vùng khả kiến. Do đó, chúng đã trở
thành một trong những đối tượng nghiên cứu mới và được công nhận trong nhiều lĩnh vực như: chăm sóc sức
khỏe, an ninh, năng lượng.
Với ứng dụng chăm sóc sức khỏe, các vật liệu nano phát quang chuyển đổi ngược có hai ưu thế cơ ản
so với vật liệu phát quang thông thường. Trước hết, việc dùng nguồn kích thích hồng ngoại giúp giảm thiểu tối
đa khả năng tự phát quang của đối tượng và nâng cao độ tương phản của các vi hình ảnh. Hơn nữa, ánh sáng

hồng ngoại thân thiện với cơ thể người, không gây iến đổi tế ào, có thể xuyên được vài milimet vào mô
người nên sẽ tác dụng sâu hơn vào vùng tổn thương. Có rất nhiều công trình công ố về các loại vật liệu nano
phát quang chuyển đổi ngược, trong đó vật liệu nền oxit, florua của ytri và gadoli pha tạp ion đất hiếm Er3+,
Yb3+, Tm3+, Ho3+ là nổi ật hơn cả. Các nghiên cứu cho thấy, mạng nền NaYF4 kích thước nanomet sẽ tạo ra
hiệu ứng phát quang chuyển đổi ngược với hiệu suất phát quang cao, ền trong các điều kiện khác nhau. Vật
liệu này hứa hẹn nhiều tiềm năng ứng dụng trong hiển thị, an ninh, quang điện t , đ c iệt trong y sinh như
nhận dạng hình ảnh, cảm iến sinh học, trị liệu ung thư. Các ứng dụng đánh dấu nhận dạng sinh học in vitro và
in vivo của vật liệu nano phát quang chuyển đổi ngược (UCNP) pha tạp ion đất hiếm có độ tương phản cao.Vì
thế vật liệu UCNP có tiềm năng lớn trong thiết kế, chế tạo các phức hợp nano sinh học có thể nhận dạng được
rất chính xác một số loại tế ào ung thư.
Trên thế giới, một số nhóm nghiên cứu đã tổng hợp vật liệu UCNP với kích thước từ vài chục đến vài
trăm nm, phát quang vùng màu xanh, ứng dụng nhận dạng dấu vân tay, làm chất dẫn thuốc, làm dầu dò nano
ho c liên kết với các iomarker đánh dấu một số loại tế ào như tế ào ung thư phổi, tế ào Hela. Đ c iệt
nhiều vật liệu UCNP với kích thước cỡ vài trăm nm có thể đánh dấu được các tế ào có kích thước m theo
phương thức ngoại ào. Do cấu trúc, tính chất phát quang và sự liên hợp sinh học là một trong số các yếu tố
quyết định ứng dụng trong y sinh của vật liệu nên việc nghiên cứu các yếu tố này luôn có vai trò quan trọng
trong chế tạo vật liệu.
Các nghiên cứu tại Việt Nam về vật liệu nano phát quang chứa đất hiếm, tuy chỉ mới tiếp cận với công
nghệ nano nhưng cũng đã có những ước chuyển quan trọng, tạo ra sức hút mới đối với các nhà khoa học. Đối
với vật liệu nano phát quang chuyển đổi ngược đã có một số nhóm nghiên cứu chế tạo các UCNP chứa các ion
Er, Y , Tm, với các nền oxit của ytri, nền natriytriflorua. Các công trình này chủ yếu nghiên cứu về phương
pháp tổng hợp, cấu trúc, kích thước và hình dạng cũng như các đ c tính và cơ chế của quá trình hu nh quang
chuyển đổi ngược theo dạng đa photon với định hướng ứng dụng trong hiển thị, quang điện t , in ảo mật và có
một số kết quả nghiên cứu ứng dụng trong ngành năng lượng.
Tuy nhiên, vấn đề ứng dụng vật liệu UCNP trong phát hiện và điều trị ung thư vẫn chưa nhiều. Câu
hỏi đ t ra làm thế nào để s dụng vật liệu UCNP vào trong y sinh học và lựa chọn giải pháp nào là thích hợp
cho quá trình chức năng hóa, liên hợp hóa với các đối tượng hoạt động sinh học? Sự kết hợp của công nghệ
nano và sinh học cho phép ứng dụng các vật liệu hu nh quang kích thước nano vào mục đích dò tìm, phát
hiện các phân t sinh học ứng dụng trong các ộ cảm iến và ảnh y sinh như thế nào?

2
Trên cơ sở đó, tôi lựa chọn chủ đề nghiên cứu vật liệu nano chứa đất hiếm phát quang ngược ứng dụng
trong sinh y học làm nội dung cho luận án với tiêu đề:
“Tổng hợp và khảo sát các tính chất của vật liệu nano phát quang nền NaYF4 chứa ion đất hiếm
Er và Yb3+ định hướng ứng dụng trong y sinh”
3+

Mục tiêu
1. Tổng hợp thành công vật liệu nano phát quang chuyển đổi ngược NaYF4: Yb3+, Er3+ có cấu trúc tinh
thể , dạng que, phát quang vùng màu đỏ.
2. Xác định được hình thái học, cấu trúc, tính chất quang của vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+. Xây dựng
được quy trình bọc vỏ, chức năng hóa, liên hợp hóa vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+ nhằm ứng dụng cho y sinh.
Từ đó, chọn được vật liệu thích hợp nhất để chế tạo công cụ phức hợp đánh dấu hu nh quang vi hình ảnh.
3. S dụng được phức hợp nano y sinh NaYF4: Yb3+, Er3+@silica-N=FA vào quy trình ủ sinh học
bắt c p với tế ào đích, phân lập sản phẩm nhằm đánh dấu tế ào ung thư vú MCF7 in vitro bằng kính hiển
vi quang học hu nh quang phân giải cao.
Phương pháp nghiên cứu:
Luận án được nghiên cứu bằng phương pháp thực nghiệm.
1. S dụng phương pháp hóa ướt (thủy nhiệt và thủy nhiệt hỗ trợ chất tạo khuôn mềm) để chế tạo
vật liệu.
2. Cấu trúc, hình thái học của mẫu được phân tích bằng các phép đo hiện đại có độ tin cậy: giản đồ
nhiễu xạ tia X, phổ hồng ngoại và ảnh hiển vi điện t phát trường. Tính chất phát quang được nghiên cứu
thông qua phổ hu nh quang.
3. Khảo sát khả năng ứng dụng của phức hợp nano y sinh bằng kĩ thuật miễn dịch hu nh quang.
Tính mới:
i.

Đã tổng hợp thành công vật liệu nano phát quang chuyển đổi ngược NaYF4:Yb3+, Er3+. Vật liệu

có các đ c trưng: hình dạng que với kích thước chiều dài 300 ÷ 800 nm, đường kính cỡ 100 ÷ 200 nm; cấu
trúc tinh thể hexagonal (β); phổ phát quang được kích thích bằng laser 980 nm gồm hai dải phát xạ đ c trưng
của ion Er3+ từ 510 nm ÷ 570 nm và 630 nm ÷ 700 nm.
ii.

Đã tổng hợp thành công hai hệ phức hợp nano y sinh NaYF4:Yb3+, Er3+@silica/TPGS và NaYF4:Yb3+,

Er3+@silica–N=FA có tính chất phát quang chuyển đổi ngược với vùng phát xạ ánh sáng đỏ trội.
iii. Kết quả nghiên cứu th nghiệm, ứng dụng phức hợp nano y sinh NaYF4:Yb3+, Er3+@silica-N=FA
để nhận dạng tế bào ung thư vú MCF7 thông qua kĩ thuật miễn dịch hu nh quang bằng kính hiển vi hu nh
quang soi ngược đã quan sát được sự bắt c p của phức hợp nano với tế bào trên.
Bố cục của luận án:
Ngoài phần mở đầu, kết luận, danh mục các chữ viết tắt và ký hiệu, danh mục ảng, danh mục đồ thị
và hình vẽ, danh mục các công trình đã công ố liên quan đến luận án và tài liệu tham khảo, nội dung luận án
được trình ày trong 4 chương:
Chương 1: Tổng quan vật liệu nano chứa ion đất hiếm phát quang chuyển đổi ngược nền NaYF4.
Chương 2: Các kỹ thuật thực nghiệm.
Chương 3: Các kết quả tổng hợp và khảo sát tính chất vật liệu nano phát quang chuyển đổi ngược
NaYF4: Yb3+, Er3+.
Chương 4: Kết quả chế tạo và th nghiệm phức hợp nano sinh y học để đánh dấu nhận dạng tế ào
ung thư MCF7.


3
Chương 1
TỔNG QUAN VẬT LIỆU NANO CHỨA ION ĐẤT HIẾM PHÁT QUANG
CHUYỂN ĐỔI NGƯỢC NỀN NaYF4
1.1. Vật liệu nano phát quang chứa ion đất hiếm
1.1.1.Đặc điểm chung của các nguyên tố đất hiếm
Cấu hình electron chung của các nguyên tố đất hiếm: 1s22s22p63s23p63d104s24p64d104fn5s25p65dm6s2

trong đó n: nhận các giá trị từ 0 ÷ 14; còn m chỉ nhận giá trị 0 ho c 1. Tính chất quang của các ion đất hiếm
chủ yếu phụ thuộc vào cấu trúc điện t hóa trị thuộc phân lớp phân 4fn của chúng. Các nguyên tố đất hiếm có
khả năng hấp thụ và phát xạ ánh sáng trong dải ước sóng hẹp, thời gian sống ở trạng thái giả bền lớn, hiệu
suất lượng t cao.
1.1.2. Vật liệu phát quang chứa ion đất hiếm
Vật liệu phát quang được cấu tạo từ hai thành phần chính: chất nền và chất pha tạp hay còn được gọi là
các tâm phát quang. Chất nền có khả năng hấp thụ photon năng lượng cao và truyền năng lượng cho các tâm
phát xạ thông qua quá trình truyền điện tich. Chúng thường là các vật liệu có độ bền về cơ lý hóa, ổn định về
cấu trúc và có tính trơ về quang học, có tính trong suốt đối với bức xạ trong vùng nhìn thấy. Chất pha tạp
thường là đất hiếm ho c kim loại chuyển tiếp, có cấu trúc và bán kính nguyên t phù hợp với án kính, điện
tích của cation nền. Ví dụ, với vật liệu phát quang NaYF4: Er3+ thì NaYF4 đóng vai trò mạng nền, Er3+ đóng
vai trò tâm phát quang.
1.1.2.1. Cơ chế phát quang của vật liệu phát quang chứa ion đất hiếm
Vật liệu phát quang khi được kích thích có khả năng phát quang. Sự phát hu nh quang xảy ra khi
phân t hấp thụ năng lượng dạng nhiệt (phonon) ho c dạng quang (photon). Ở trạng thái cơ ản Eo, phân t
hấp thụ năng lượng từ môi trường bên ngoài và chuyển thành năng lượng của các electron. Khi nhận năng
lượng, các electron này sẽ chuyển lên mức năng lượng cao hơn gọi là trạng thái kích thích E*. Đây là trạng
thái không bền nên electron sẽ mau chóng hồi phục về các mức năng lượng thấp hơn đồng thời giải phóng
năng lượng dưới dạng nhiệt E*’. Thời gian tồn tại của electron khi chuyển mức năng lượng từ E* → E*’ rất
nhỏ (khoảng 10-9 đến 10-12 giây). Sau khi về trạng thái kích thích E*’, electron lại một lần nữa phục hồi về
các mức năng lượng thấp hơn đồng thời giải phóng năng lượng dưới dạng phonon.
1.1.2.2. Sự tách mức năng lượng ở phân lớp 4f của nguyên tố đất hiếm
Trạng thái năng lượng của điện t 4f trong ion đất hiếm ít bị ảnh hưởng bởi trường tinh thể do chúng
được che chắn bởi các điện t của phân lớp 5s,5p ở ên ngoài. Các điện t phân lớp 4f là các điện t không tương
đương (điện t có 2 số lượng t có giá trị khác nhau, n = 4 và l = 3). Khi đó, các trạng thái nhiều điện t của
chúng được kí hiệu là 2S+1L (với S là số lượng t spin tổng cộng và L là số lượng t quỹ đạo tổng cộng).
Sau đó, xét đến sự ảnh hưởng của trường tinh thể của mạng nền, lớp điện t phân lớp 4f (chưa điền
đầy) của ion đất hiếm được bao bọc bởi 2 phân lớp lấp đầy 5s25p6. Do vậy, sự ảnh hưởng của trường tinh thể
xung quanh lên các điện t 4f là yếu nên có thể xem trường tinh thể là một nhiễu loạn. Do đó, các đ c trưng
vật lí (quang học) của điện t 4f ít phụ thuộc vào mạng nền của nguyên tố đất hiếm RE. Ở những mạng nền

có lực trường tinh thể khác nhau thì sự tách mức năng lượng (suy biến năng lượng) của ion RE là khác nhau.
1.1.2.3. Các quá trình phát quang của hợp chất đất hiếm
Đối với một hệ phát quang dựa trên các hợp chất đất hiếm thường có hai quá trình hu nh quang
chính xảy ra bao gồm: bức xạ kích thích được hấp thụ trực tiếp bởi tâm kích hoạt (activator) và bức xạ kích
thích bị hấp thụ bởi các ion ho c nhóm các ion khác


4
1.2. Quá trình phát quang chuyển đổi ngược
1.2.1. Cơ chế phát quang chuyển đổi ngược
Quá trình phát quang của vật liệu khi bị kích thích bởi photon cơ ản dựa trên các quá trình dịch
chuyển Stokes và anti-Stokes. Hầu hết các vật liệu phát quang thông thường phát xạ thể hiện dịch chuyển
Stokes, chúng phát ra các photon có năng lượng thấp hơn năng lượng của photon kích thích khi bị kích thích
bởi các nguồn photon có năng lượng cao hơn. Phát quang chuyển đổi ngược (dịch chuyển anti-Stokes) là một
trong những quá trình quang học phi tuyến được nghiên cứu khá nhiều. Quá trình phát quang chuyển đổi
ngược có thể được thực hiện bởi nguồn kích thích của laser công suất thấp ho c bằng các nguồn bức xạ
không kết hợp (incoherent) như đèn xenon, đèn halogen tiêu chuẩn, thậm chí cả ánh sáng m t trời. Nguyên lý
chung của sự phát quang chuyển đổi ngược được minh họa trong sơ đồ Hình 1.4b thể hiện sự khác biệt với
quá trình phát quang thông thường.
Các cơ chế phát quang chuyển
đổi ngược khác nhau xảy ra do các
hiệu ứng độc lập ho c kết hợp của
nhiều hiệu ứng. Trong đó, hai cơ chế
cơ ản quan trọng nhất là chuyển đổi
ngược do quá trình hấp thụ năng lượng
của các điện t ở trạng thái kích thích
thông qua hấp thụ từ trạng thái được
kích thích (Excited State Absorption ESA) và chuyển đổi ngược truyền
Hình 1.4. Sơ đồ phát quang thông thường và phát quang
năng

lượng
(Energy
Transfer
chuyển đổi ngược upconversion
Upconversion - ETU).
1.2.2. Các thành phần của vật liệu nano phát quang chuyển đổi ngược
1.2.2.1.Vật liệu nền
Vật liệu nền lý tưởng cần phải có độ ổn định hóa học tốt, năng lượng phonon thấp và khuyết tật mạng
nhỏ làm giảm tổn hao không bức xạ. Nhiều vật liệu nền đã được nghiên cứu cho UCNP pha tạp ion đất hiếm
Ln3+ như: halogenua, oxide, phosphate, vanadate. Cho đến nay, NaYF4 là vật liệu nền phổ biến nhất cho
UCNP chứa ion đất hiếm.
1.2.2.2. Tâm kích hoạt
Vì các mạng chủ không tham gia vào các quá trình phát quang chuyển đổi ngược nên cần thêm một
tâm phát quang, được gọi là các tâm kích hoạt. Một số ion đất hiếm Ln3+ có khả năng phát quang chuyển đổi
ngược do chúng có năng lượng kiểu cấu trúc bậc thang (trừ La3+, Ce3+, Yb3+, và Lu3+). Khoảng cách năng
lượng giữa các bậc thang đó phải tương đương nhau để các ion có thể nhảy lên mức năng lượng cao hơn khi
được kích thích bằng ánh sáng đơn sắc. Cấu trúc mức năng lượng kiểu như vậy được tìm thấy trong các ion
đất hiếm điển hình: erbium (Er3+), thulium (Tm3+), holmium (Ho3+) và được s dụng phổ biến trong các quá
trình phát quang chuyển đổi ngược UCL. Trong luận án này, chúng tôi s dụng ion Er3+ làm tâm kích hoạt.
1.2.2.3. Ion tăng nhạy
Yb3+ có thể dùng làm yếu tố tăng nhạy cho hu nh quang chuyển đổi ngược của Er3+/Tm3+/Ho3+ vì nó
thỏa mãn 2 yếu tố: Trong phổ hấp thụ năng lượng của Yb3+ có vùng hấp thụ rất mạnh tại  = 976 nm và năng
lượng này sau khi hấp thụ lại cao hơn năng lượng của Er3+, Tm3+, Ho3+ nên dễ truyền năng lượng hơn.
Khoảng cách năng lượng của quá trình chuyển đổi 2F7/2 → 2F5/2 phù hợp với quá trình chuyển đổi f-f
trong ion Er3+, tạo điều kiện truyền năng lượng hiệu quả từ Yb3+ sang ion này.


5
1.3. Một số phương pháp chế tạo vật liệu nano phát quang chứa ion đất hiếm ứng dụng trong y sinh
Phương pháp tổng hợp hóa học điều khiển được kích thước hạt nano đồng đều nhưng thường lại chỉ

tạo được lượng rất nhỏ, thích hợp cho các mục đích ứng dụng trong công nghệ tinh vi, như trong điện t
nano, quang học nano, hiển thị và truyền hình phân giải cao, gần đây là trong y sinh học. Từ các điều kiện
phản ứng khác nhau đã tổng hợp được các vật liệu nano có hình dạng đa dạng như hạt, thanh, sợi, đĩa, v.v. . .
Một trong những sản phẩm đó là các loại vật liệu nano phát quang chứa ion đất hiếm như Y2O3:Eu3+;
YVO4:Eu3+; NaYF4:Yb3+, Er3+ v.v. Trong luận án này, chúng tôi trình bày 3 phương pháp hóa học chính tổng
hợp vật liệu nano phát quang chứa ion đất hiếm ứng dụng trong y sinh gôm: thủy nhiệt, sol-gel và vi sóng.
1.4. Ứng dụng của vật liệu nano phát quang chuyển đổi ngược (UCNP) trong y sinh
1.4.1. Nhận dạng sinh học (bioimaging)
Ảnh phát quang rất hữu ích để chẩn đoán sớm và điều trị một số ệnh nan y. Các kỹ thuật ảnh hu nh
quang và đánh dấu hu nh quang đã được nghiên cứu và phát triển mạnh trong những năm vừa qua với mục
đích nâng cao tỉ số tín hiệu trên nhiễu nhờ đó tăng chất lượng ảnh nhận dạng sinh học. UCNP rất có tiềm
năng thay thế các vật liệu phát quang truyền thống trong việc nhận dạng tế ào ệnh. Do quá trình chuyển
đổi ngược được kích thích ằng nguồn sáng liên tục, các vật liệu phát xạ chuyển đổi ngược thể hiện tính chất
rất đ c iệt cho phát xạ anti-Stokes lớn. Vì vậy, trong nhận dạng sinh học, ảnh hu nh quang chuyển đổi
ngược có khả năng loại ỏ gần như tuyệt đối phát xạ nền do các quá trình hu nh quang tự phát của các mô
sinh học. Do có độ tương phản tạo ảnh cao, các ứng dụng định dạng sinh học in vitro và in vivo của các
UCNP có thể xác định với độ chính xác cao, nhất là trong điều kiện in vitro.
1.4.2. Cảm biến sinh học (biosensing)
Các UCNP pha tạp ion đất hiếm đóng vai trò quan trọng trong cảm iến quang sinh học. Dựa vào
tính chất phát xạ độc đáo của phát xạ chuyển đổi ngược làm tín hiệu đầu ra, các UCNP pha tạp ion đất hiếm
được s dụng như đầu dò hu nh quang trong phát hiện nhiều tác nhân trong môi trường như các ion kim
loại, các anion, phân t trung tính, DNA, các protein và nhiều loại chất khác cũng như cho phép xác định
nhiệt độ. Nhiều nghiên cứu cũng cho thấy rằng do khả năng dịch chuyển đ c iệt về ước sóng phát xạ về
phía ánh sáng nhìn thấy so với ước sóng kích thích nằm trong vùng ánh sáng hồng ngoại gần (vùng ức xạ
tương thích sinh học không ảnh hưởng đến các mô tế ào), các UCNP có tiềm năng lớn trong việc ứng dụng
phát hiện các thực thể ho c các phân t sinh hóa cũng như giúp theo dõi chính xác các quá trình sinh lý cơ
ản. Loại vật liệu nano hu nh quang này cho phép đạt độ nhạy phát hiện cao, định xứ sâu trong cơ thể sống.
1.4.3. Trị liệu quang nhiệt (Photothermal therapy PTT)
Trị liệu quang nhiệt là s dụng các phần t hấp thụ quang để phát sinh ra nhiệt từ ánh sáng hấp thụ
nhằm loại ỏ tế ào ung thư. Gần đây, trị liệu quang nhiệt tăng lên đáng kể và được coi là một giải pháp thay

thế cho các phương pháp trị liệu ung thư truyền thống như phẫu thuật, xạ trị hay hóa trị liệu. Nhiều loại vật
liệu nano với độ hấp thụ cao được áp dụng thành công trong ứng dụng này.
1.4.4. Trị liệu quang động (photodynamic therapy PDT)
PDT là một điều trị lâm sàng s dụng các loại chất cảm quang để sản sinh ra ra oxy đơn phân t
1
( O2) tiêu diệt khối u. Trị liệu PDT ao gồm 3 thành phần: chất cảm quang, nguồn kích thích và mô tại vùng
ệnh. Dưới ánh sáng kích thích thích hợp (thường là trong dải nhìn thấy), chất cảm quang được kích thích từ
trạng thái cơ ản lên trạng thái kích thích, tại trạng thái này xảy ra sự chuyển hệ chéo sang trạng thái ội a
thời gian sống dài và tương tác với nguyên t oxy ở lân cận sản sinh ra độc tố tế ào ( 1O2). PDT dùng cho trị
liệu ung thư tuyến tiền liệt, ung thư phổi, đầu và cổ, ho c ung thư da. Tuy nhiên, PDT truyền thống ị giới
hạn ởi độ xuyên sâu của ánh sáng s dụng cho sự kích hoạt quang. Ánh sáng hồng ngoại gần trong “c a sổ
truyền qua quang học” (750 ÷ 1100 nm) của các mô cho phép xuyên sâu hơn đáng kể so với ánh sáng nhìn
thấy vì hệ số hấp thụ và tán xạ của ánh sáng cho hầu hết các thành phần cơ thể là cực tiểu trong vùng này.
Điều rất quan trọng là UCNP có thể iến đổi hiệu quả ánh sáng hồng ngoại gần xuyên sâu iến đổi nó sang
ước sóng vùng nhìn thấy, từ đó kích thích chất cảm quang sản sinh ra độc tố (1O2), điều này thích hợp cho
việc áp dụng trị liệu PDT cho những khối u nằm sâu trong cơ thể.


6
Chương 2
CÁC KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM
Trong chương này, chúng tôi trình ày phương pháp thủy nhiệt được s dụng để tổng hợp các vật
liệu nano phát quang chuyển đổi ngược nền NaYF4 và các kỹ thuật thực nghiệm để khảo sát cấu trúc, tính
chất quang học và quá trình bọc vỏ, chức năng hóa, liên hợp hóa vật liệu đã tổng hợp.
2.1. Phương pháp thủy nhiệt tổng hợp vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+
Trong các phương pháp hóa học tổng hợp vật liệu nano phát quang chứa ion đất hiếm, phương pháp
thủy nhiệt là một trong những phương pháp hóa học hiệu quả để tổng hợp vật liệu với kích thước tinh thể
nhỏ cỡ nm. Trong luận án chúng tôi s dụng phương này để tổng hợp các mẫu vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+,
trong đó quá trình hình thành sản phẩm diễn ra ngay trong dung dịch có sự tham gia của nước xảy ra ở nhiệt
độ 180 °C  200 oC và trong hệ kín. Ngoài ra, chất tạo khuôn mềm PEG (poly ethylene glycol) cũng được

s dụng để tổng hợp vật liệu. Sở dĩ PEG được lựa chọn vì chúng có công thức chung là C2nH4n(OH)2,
với cấu trúc ete (≡C-O-C≡) luân phiên, đầu và cuối chứa nhóm OH‾. Vì vậy, chúng rất dễ tan trong nước
và các dung môi hữu cơ phân cực, dễ dàng tạo mạng lưới (khuôn) trong dung dịch bằng các liên kết
hydro - ete.
2.2. Phương pháp chế tạo phức hợp nano y sinh NaYF4: Yb3+, Er3+
Để chế tạo phức hợp nano y sinh NaYF4: Yb3+, Er3+ trước tiên cần phải x lý bề m t vật liệu, sau đó
thực hiện quá trình chức năng hóa và liên hợp hóa vật liệu với các tác nhân sinh học.
2.2.1. Phương pháp xử lý bề mặt
Đ c điểm cơ ản của phương pháp x lí bề m t vật liệu là bọc thêm một lớp bao quanh từng cá thể vật
liệu nano tạo cấu trúc lõi vỏ nhằm làm giảm các khuyết tật ở bề m t, qua đó giảm được tác động dập tắt
hu nh quang. Lớp bọc phải có độ dầy đủ để vừa bảo vệ vật liệu trước tác động của môi trường, vừa chống sự
co cụm của các cá thể nano, tạo dung dịch bền trong dung môi, đ c biệt là nước và môi trường nuôi cấy sinh
y học.
2.2.2. Phương pháp chức năng hóa bề mặt vật liệu và liên hợp hóa giữa vật liệu nano phát quang chuyển đổi
ngược với phần tử hoạt động sinh học
Để có thể ứng dụng được vật liệu UCNP chứa lanthanide trong y sinh học, các vật liệu phải được chức
năng hóa ề m t để có thể phân tán tốt trong nước và liên hợp được với các phần t sinh học. Việc chức năng
hóa bề m t đóng một vai trò quan trọng như một cầu nối giữa tổng hợp và ứng dụng của UCNP trong y sinh
học. Có nhiều phương pháp chức năng hóa ề m t của vật liệu UCNP pha tạp Ln3+ đã được thực hiện, trong
đó trao đổi phối t là một trong những phương pháp tiếp cận đơn giản và dễ dàng để có được UCNP với độ
hòa tan và chức năng mong muốn. Đây cũng là phương pháp phổ biến nhất để chuyển đổi các nhóm kị
nước trên bề m t UCNP với những nhóm ưa nước mà không ảnh hưởng đến tính chất hóa học và quang
học của UCNP.
Quá trình chức năng hóa thường s dụng một số hợp chất như các amine (R-NH2), carboxylic acid (RCOOH), thioalkol (R-SH)… còn quá trình liên hợp hóa thường s dụng các phần t sinh học như folic acid,
peptides, proteins, DNA, succinimid, biotin,
2.3. Phân tích cấu trúc, hình thái học và nghiên cứu tính chất phát quang của vật liệu
Cấu trúc tinh thể của vật liệu được nghiên cứu bằng phương pháp nhiễu xạ tia X trên thiết bị D5005SIEMEN, hệ đo phổ hồng ngoại Fourier NEXUS 670. Hình thái học của mẫu được xác định từ ảnh FESEM
chụp trên thiết bị S-4800 HITACHI và JEOL-1010. Phổ hu nh quang chuyển đổi ngược của vật liệu được đo
trên hệ iHR550 in-Yvon) với ước sóng kích thích ở 980 nm. Kĩ thuật miễn dịch hu nh quang để nhận dạng
tế ào ung thư thông qua kính hiển vi hu nh quang soi ngược Ziess axio vert A1.

7
Chương 3
CÁC KẾT QUẢ TỔNG HỢP VÀ KHẢO SÁT TÍNH CHẤT VẬT LIỆU NANO
PHÁT QUANG CHUYỂN ĐỔI NGƯỢC NaYF4: Yb3+, Er3+
Những kết quả chính về tổng hợp và khảo sát cấu trúc, tính chất của vật liệu nano phát quang chuyển
đổi ngược NaYF4 chứa Y 3+ và Er3+ sẽ được trình ày và phân tích trong chương này của luận án. Mục tiêu
của các nghiên cứu là nhằm tìm điều kiện thích hợp thu được sản phẩm có hình thái học, kích thước, pha tinh
thể, đỉnh phát hu nh quang như mong muốn. Đồng thời vật liệu có khả năng phân tán tốt trong nước.
3.1. Tổng hợp vật liệu nano chứa ion đất hiếm NaYF4: Yb3+, Er3+
3.1.1. Quy trình tổng hợp vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+ (Quy trình 1)
Quy trình tổng hợp vật liệu nano chứa ion đất hiếm NaYF4: Yb3+, Er3+ theo phương pháp thủy nhiệt
được trình bày trên Hình 3.1.

Dung dịch NaOH
Y3+ : 79,0 – 79,75%
Yb3+ : 20,5 – 19,75 %
Er3+ : 0,5%

Dung dịch A

C2H5OH + C2H4(OH)2

Khuấy từ 30 phút

Dung dịch B

Y3+ : Yb3+ : Er3+

Khuấy từ 120 phút

Dung dịch C

Dung dịch NaF

190 oC, 24h

Dung dịch D
Ly tâm, rửa, sấy

Bột NaYF4: Yb3+, Er3+

Hình 3.1. Quy trình tổng hợp vật liệu nano chứa ion đất hiếm NaYF4: Yb3+, Er3+ (quy trình 1)
Các mẫu NaYF4: Yb3+, Er3+ tổng hợp theo quy trình 1 được liệt kê trên Bảng 3.1.
Bảng 3.1. Kí hiệu các mẫu NaYF4: Yb3+, Er3+ tổng hợp theo quy trình 1
TT

Kí hiệu mẫu

% số mol Y3+

% số mol Yb3+

% số mol Er3+

1

M1

79,00

20,50

0,5

2

M2

79,25

20,25

0,5

3

M3

79,50

20,00

0,5

4

M4

79,75

19,75

0,5


8
3.1.2. Kết quả nghiên cứu cấu trúc và hình thái học của vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+ tổng hợp theo quy trình 1
3.1.2.1. Giản đỗ nhiễu xạ tia X của vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+ tổng hợp theo quy trình 1
Giản đồ nhiễu xạ tia X của các mẫu M1 (20,5/79) – đường 1; M2 (20,25/79,25) – đường 2; M3 (20/79,5) –
đường 3 và M4 (19,75/79,75) – đường 4 tổng hợp theo quy trình 1 được trình bày trên Hình 3.2.

Cường độ (đ.v.t.đ)

(1) M1
(2) M2
(3) M3
(4) M4
Cubic NaYF4
Hex NaYF4
(4)
(3)
(2)
(1)

20

40

60

2- Theta (®é)

Hình 3.2. Giản đồ nhiễu xạ tia X của các mẫu NaYF4: Yb3+, Er3+ với tỉ lệ Yb3+/Y3+ khác nhau:
M1 (20,5/79); M2 (20,25/79,25); M3 (20/79,5) và M4 (19,75/79,75)
Kết quả trên Hình 3.2 cho thấy giản đồ nhiễu xạ tia X của các mẫu đều xuất hiện các đỉnh nhiễu xạ
tại vị trí góc 2: 28,3 o; 32,8 o; 46,9 o; 55,7 o; 58,4 ; 75,7 o, 78,06

o

và 87,50 o. Đối chiếu với thẻ chuẩn

JCPDS số 77-2042 của tinh thể α –NaYF4 (cubic) trong thư viện ICDD, thấy vị trí các đỉnh nhiễu xạ phù
hợp với thẻ chuẩn và tương ứng với các họ m t phẳng mạng (hkl): (111), (200), (220), (311), (222); (331);
(420), (422). Ngoài ra trên giản đồ XRD còn xuất hiện các đỉnh nhiễu xạ ở tại các góc 2: 17,1 o; 29,9 o; 30,8
o

; 34,7 o; 43,5 o; 46,5 o; 53,2 o 55,3 o; 62,3 o; 71,03 o và 86,7 .
Đối chiếu với thẻ chuẩn JCPDS số 28-1192 của tinh thể  -NaYF4 (hexagonal) trong thư viện ICDD

cho thấy, vị trí các đỉnh nhiễu xạ phù hợp với thẻ chuẩn và tương ứng với các họ m t phẳng mạng (hkl):
(100), (101), (200), (201), (210), (300), (211), (102), (220), (311), (321). Do đó, tinh thể NaYF4 có cấu trúc
có hỗn hợp của pha cubic α –NaYF4 và pha hexagonal  -NaYF4. Kiểu mạng cubic α –NaYF4 với các hằng
số mạng a = 5,470 Å, và V = 163,67 Å3. Kiểu mạng hexagonal  -NaYF4 với các hằng số mạng a = 5,960 Å,
c = 3,510 Å và V = 107,98 Å3. Mẫu NaYF4: Yb3+, Er3+ tổng hợp theo qui trình 1 có cấu trúc hỗn hợp của pha
cu ic α –NaYF4 và pha hexagonal  -NaYF4. Ngoài các đỉnh nhiễu xạ của pha α -NaYF4 và pha  -NaYF4
không quan sát thấy các đỉnh lạ ở giản đồ XRD của mẫu. Các đỉnh nhiễu xạ sắc nét trong giản đồ cho thấy
các mẫu đã được kết tinh.
Bằng việc s dụng quy trình tổng hợp thứ nhất, chúng tôi đã tổng hợp được vật liệu NaYF4: Yb3+,

Er3+ có cấu trúc hỗn hợp pha α- NaYF4 và –NaYF4.


9
3.1.2.2. Hình thái học của vật liệu NaYF4: Yb 3+, Er 3+ tổng hợp theo quy trình 1
Hình 3.3 trình ày ảnh FESEM của các mẫu NaYF4: Yb3+, Er3+ với tỉ lệ Y

/Y3+ lần lượt là 20,5/79

3+

(mẫu M1); 20,25/ 79,25 (mẫu M2); 20,0/79,5 (mẫu M3) và 19,75/ 79,75 (mẫu M4). Kết quả cho thấy, các mẫu
đều có dạng khối vuông với kích thước khoảng 100 nm  300 nm.

M1

M2

M3

M4

Hình 3.3. Ảnh FESEM của các mẫu NaYF4: Yb3+, Er3+ với tỉ lệ Yb3+/ Y3+ khác nhau:
20,5/79 (M1); 20,25/ 79,25 (M2); 20,0/79,5 (M3); 19,75/ 79,75 (M4)
3.1.3. Kết quả khảo sát tính chất phát quang của vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+ tổng hợp theo quy trình 1
Kết hợp các nghiên cứu về hình thái học và cấu trúc, chúng tôi tiếp tục khảo sát tính chất phát quang

M1
M2
M3

M4

kích thích= 980 nm

4
4
F
- I
9/2
15/2

của hệ vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+ trên thông qua khảo sát phổ hu nh quang.

15/2

Cường độ (đvtđ)

M3

4
S
- I
3/2
15/2

M2

4

2

H

11/2

4
- I

M4

M1

500

550

600

650

700

750

Bước sóng (nm)

Hình 3.4. Phổ huỳnh quang của các mẫu với tỉ lệ Y3+/ Yb3+ khác nhau:
20,5/79 (M1); 20,25/ 79,25 (M2); 20,0/79,5 (M3) và 19,75/ 79,75 (M4) tại λexc = 980 nm

10
Kết quả phân tích phổ hu nh quang trên Hình 3.4 cho thấy khi kích thích ở ước sóng 980 nm, các
mẫu đều có hiệu ứng phát quang chuyển đổi ngược với phát xạ màu xanh (vùng 510 - 570 nm) và màu đỏ
(vùng 630 - 700 nm) ứng với các chuyển dời 2H11/2 → 4I15/2 (520 nm); 4S3/2 → 4I15/2 (540 nm) và 4F9/2 → 4I15/2
(650 nm) đ c trưng của ion Er3+. Quá trình phát quang chuyển đổi ngược của vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+
trong đó Yb3+ là yếu tố tăng nhạy (sensitizer), Er3+ là yếu tố kích hoạt (activator) được thể hiện trên Hình 3.5
và được mô tả như sau:
Sau khi hấp thụ năng lượng kích thích vùng hồng ngoại, ion Y

3+

sẽ chuyển từ trạng thái cơ ản 2F7/2

lên trạng thái 2F5/2 và truyền năng lượng cho ion Er3+ ở mức 4I11/2. Ở mức 4I11/2, ion Er3+ đồng thời hấp thụ hai
loại năng lượng (của chính nguồn ơm và của ion Y

) và chuyển lên mức 4F7/2, sau đó hồi phục không phát

3+

xạ và hồi phục phát xạ về các mức năng lượng thấp hơn (giống trường hợp của Er3+). Quá trình truyền năng
lượng từ Y

3+

(trạng thái 2F5/2) về Er3+ (trạng thái 4I11/2) phụ thuộc vào nồng độ ion donor (Y

3+

) và ion

acceptor (Er ). Thực nghiệm cho thấy, khi tăng nồng độ donor thì tỉ số cường độ phát xạ vùng màu xanh lá
3+

cây/màu đỏ sẽ giảm và điều này cũng phù hợp với một số nghiên cứu đã được công ố. Sau khi hồi phục
không phát xạ về mức 4I9/2, điện t có thể tiếp tục hấp thụ năng lượng kích thích và chuyển lên mức 4G11/2
mới hồi phục không phát xạ về các mức có năng lượng thấp hơn và cuối cùng là phát xạ từ các mức 2H9/2,
2

H11/2, 4S3/2 và 4F9/2 về mức cơ ản 4I15/2.

Như vậy từ các kết quả khảo sát phổ hu nh quang cho thấy, phát xạ vùng màu đỏ của mẫu M3 (NaYF4:
Yb , Er3+ với tỉ lệ số mol Yb3+/Y3+ = 20,0/79,5 chiếm ưu thế.
3+

Hình 3.5. Sơ đồ năng lượng và các quá trình bức xạ, không bức xạ của vật liệu pha tạp Yb3+, Er3+
3.2. Tổng hợp vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+ có hỗ trợ chất tạo khuôn mềm - PEG
3.2.1. Quy trình tổng hợp vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+ - PEG
Quy trình tổng hợp vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+ với sự có m t của chất tạo khuôn mềm PEG được trình
bày trên Hình 3.7.


11

Dung dịch NaOH

(200; 4000; 6000; 20000)
Dung dịch A

C2H5OH + PEG

Khuấy từ 30 phút

Y3+ : Yb3+: Er3+
(79,5: 20,0: 0,5)

Dung dịch B
Khuấy từ

+

Dung dịch C

Dung dịch NaF

190 oC, 24h

Dung dịch D
Ly tâm, sấy

Bột NaYF4: Yb3+, Er3+

Hình 3.7. Quy trình tổng hợp vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+có hỗ trợ chất tạo khuôn mềm PEG
Danh sách các mẫu NaYF4: Yb3+, Er3+ - PEG tổng hợp theo quy trình này được liệt kê trên Bảng 3.4.
Bảng 3.4. Kí hiệu các mẫu NaYF4: Yb3+, Er3+ (Y3+/ Yb3+/ Er3+ = 79,5/ 20/ 0,5)
có PEG với trọng lượng phân tử =200; 4000; 6000; 20000 tổng hợp theo quy trình 1
TT

Kí hiệu mẫu

% Y3+

% Yb3+

% Er3+

1

M3

79,50

20

0,5

2

MP2

79,50

20

0,5

200

3

MP4

79,50

20

0,5

4000

4

MP6

79,50

20

0,5

6000

5

MP20

79,50

20

0,5

20000

MPEG

3.2.2. Kết quả nghiên cứu cấu trúc và hình thái học của vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+ - PEG
3.2.2.1. Giản đỗ nhiễu xạ tia X của vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+ - PEG
(1) M3
(2) MP2
(3) MP4
(4) MP6
(5) MP20

Cường độ (đ.v.t.đ)

Cubic-NaYF4
Hexa-NaYF4

(5)
(4)
(3)
(2)
(1)

30

40

50

60

70

2-Theta (®é)

Hình 3.8. Giản đồ nhiễu xạ tia X của mẫu NaYF4: Yb3+, Er3+ (M3 - đường 1) và các mẫu NaYF4:Yb3+,
Er3+ với PEG 200 (MP2 - đường 2); PEG 4000 (MP4 - đường 3); PEG 6000 (MP6 - đường 4);
PEG 20000 (MP20 - đường 5)


12
Cấu trúc của vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+ khi thêm PEG, ký hiệu: MP2 (MPEG = 200); MP4 (MPEG =
4000); MP6 (MPEG = 6000) và MP20 (MPEG = 20.000), được quan sát trên Hình 3.8. Kết quả phân tích trên
giản đồ nhiễu xạ tia X trên Hình 3.10 cho thấy cấu trúc pha của các mẫu M3 (đường 1), MP2 (đường 2),
MP4 (đường 3), MP6 (đường 4) và MP20 (đường 5) vẫn có cấu trúc hỗn hợp hai pha α,  -NaYF4. Các đỉnh
nhiễu xạ trên giản đồ đều sắc nét cho thấy các mẫu được kết tinh. Điều này chứng tỏ sự có m t của PEG
trong mẫu không làm thay đổi cấu trúc pha của vật liệu.
3.2.2.2. Hình thái học của vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+ - PEG
Sau khi khảo sát cấu trúc của vật liệu, chúng tôi tiếp tục khảo sát ảnh hưởng của PEG đến hình thái học
của vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+ (Hình 3.9 và 3.10).

(a)

(b)

Hình 3.9. Ảnh FESEM của mẫu NaYF4: Yb3+, Er3+ - PEG 200 (a) và PEG 4000 (b)
Ảnh FESEM trên Hình 3.9 của các mẫu MP2, MP4 và Hình 3.10 của các mẫu MP6, MP20 cho thấy,
các mẫu vẫn có dạng khối vuông với kích thước khoảng 100 nm ÷ 300 nm. Điều đó chứng tỏ sự có m t của tác

nhân tạo khuôn mềm PEG không làm thay đổi hình thái học của vật liệu.

(a)

(b)

Hình 3.10. Ảnh FESEM của mẫu NaYF4: Yb3+, Er3+ - PEG 6000 (a) và PEG 20000 (b)
3.2.3. Kết quả khảo sát tính chất phát quang của vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+ - PEG
Phổ hu nh quang chuyển đổi ngược của vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+ có chất tạo khuôn mềm PEG
kích thích tại ước sóng λexc = 980 nm được trình bày trên Hình 3.11. Quan sát các phổ trên các mẫu MP2,
MP4, MP6, MP20 đều xuất hiện các đỉnh phát xạ trong vùng có ước sóng từ 400 - 700 nm. Các đỉnh phát
xạ ước sóng từ 510 - 570 nm và từ 630 - 700 nm, ứng với các chuyển dời 2H11/2 → 4I15/2 (520nm), 4S3/2 →
I15/2 (540nm) và 4F9/2 → 4I15/2 (650nm) của ion Er3+. Điều này cho thấy, khi có m t chất tạo khuôn mềm
PEG, các mẫu đều phát quang chuyển đổi ngược.
4


4
- I
15/2

13

λexc = 980 nm

(1) MP2

9/2

(2) MP4

4
F

(3) MP6

4
- I
15/2
4

S

3/2

2

H11/2 - 4I15/2

Cường độ (đ.v.t.đ)

(4) MP20

(4)
(3)

500

550

600

650

Bước sóng (nm)

700

(1)

(2)

750

Hình 3.11. Phổ huỳnh quang của các mẫu NaYF4: Yb3+, Er3+ với PEG 200 (MP2 - đường 1); PEG 4000
(MP4 - đường 2); PEG 6000 (MP6 - đường 3) và PEG 20000 (MP20 - đường 4) tại λexc = 980 nm.
Quan sát các đỉnh phát xạ giữa hai vùng màu đỏ và màu xanh cho thấy phát xạ vùng màu đỏ chiếm ưu
thế hơn, đ c iệt cường độ phát xạ của vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+ - PEG 20000 phát màu đỏ cao hơn hẳn cường
độ phát xạ của vật liệu nano NaYF4: Yb3+, Er3+ - PEG có trọng lượng phân t thấp khi kích thích tại ước sóng
980 nm.
Vật liệu cấu trúc dạng hexagonal β-NaYF4 có khả năng phát quang chuyển đổi ngược mạnh hơn so với
dạng -NaYF4. Để tổng hợp được vật liệu có cấu trúc dạng hexagonal β-NaYF4, có thể thay đổi một số yếu tố
như: thời gian phản ứng, nhiệt độ ủ, nồng độ chất tăng nhạy, nồng độ tâm phát quang, pH, v.v. Trong luận án,
để tổng hợp được vật liệu có cấu trúc dạng hexagonal β-NaYF4 mong muốn, chúng tôi đã tiến hành thay đổi
thứ tự tạo nền NaYF4 trong quy trình tổng hợp vật liệu.
3.3. Tổng hợp vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+ với sự thay đổi thứ tự tạo nền NaYF4
3.3.1. Quy trình tổng hợp vật liệu NaYF4:Yb3+, Er3+ với sự thay đổi thứ tự tạo nền NaYF4 (quy trình 2)
Danh sách các mẫu NaYF4: Yb3+, Er3+ với sự có m t của chất tạo khuôn mềm PEG 20000 tổng hợp
theo quy trình 2 (Hình 3.13) được liệt kê trên Bảng 3.5.
Bảng 3.5. Kí hiệu các mẫu NaYF4: Yb3+, Er3+ tổng hợp theo quy trình 2

TT

Kí hiệu mẫu

% Y3+

% Yb3+

% Er3+

MPEG

1

EY1

79,75

20,0

0,25

20.000

2

EY2

79,50

20,0

0,50

20.000

3

EY3

79,00

20,0

1,00

20.000

4

EY4

78,00

20,0

2,00

20.000

14

Dung dịch NaOH

Dung dịch A
Khuấy từ 30’

Dung dịch RE3+
(Yb3+ + Er3+)

C2H5OH + PEG
Y3+ + NaF

Dung dịch B
Khuấy từ 120’

Dung dịch C

Dung dịch D
Ly tâm, sấy

Bột
NaYF4: Yb3+, Er3+
Hình 3.13. Quy trình tổng hợp vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+ với sự thay đổi thứ tự tạo nền (quy trình 2)
3.3.2. Kết quả khảo sát cấu trúc và hình thái học của vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+ tổng hợp theo quy trình 2
3.3.2.1. Giản đỗ nhiễu xạ tia X của vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+ tổng hợp theo quy trình 2
Mẫu NaYF4: Yb3+, Er3+ với PEG 20000 được tổng hợp theo quy trình 2 bằng phương pháp thủy nhiệt,
ủ ở 190 oC với thời gian 24h, ký hiệu là EY2. Trong quy trình này chúng tôi đã thay đổi các ước trong quá
trình chế tạo bằng cách tiến hành tạo nền NaYF4 trước khi cho các ion đất hiếm Yb3+ và Er3+ vào.

Kết quả phân tích giản đồ XRD
của mẫu EY2 trình bày trên

EY2
Hexagonal NaYF4

Hình 3.14 cho thấy tại các góc
43,5 ; 46,5 ; 53,2 ; 55,3 ;
62,3 ; 71,03 ; 86,7 xuất hiện
các đỉnh nhiễu xạ tương đương
với cấu trúc pha hexagonal NaYF4. Các kết quả giản đồ
XRD của mẫu EY2 phù hợp với

Cường độ (đ.v.t.đ)

2: 17,1  ; 29,9 ; 30,8 ; 34,7 ;

kết quả trên thẻ chuẩn JCPDS số
00-028-1192. Ngoài các đỉnh
JCPDS No.28-1192

nhiễu xạ của pha  -NaYF4, trên
giản đồ XDR của mẫu không
quan sát thấy đỉnh lạ. Điều này
cho thấy, mẫu NaYF4: Yb3+, Er3+
với PEG 20000 được tổng hợp
theo quy trình 2 có cấu trúc pha
- NaYF4 theo mong muốn.

30

40

50

60

70

2 - Theta (®é)
Hình 3.14. Giản đồ nhiễu xạ tia X của mẫu NaYF4:Yb3+, Er3+ - PEG20000
(EY2) tổng hợp theo quy trình 2


15

Chúng tôi tiếp tục khảo sát
ảnh hưởng của tỉ lệ số mol Er3+/ Y3+

(1) EY1
(2) EY2
(3) EY3
(4) EY4
Hex NaYF4

đến cấu trúc tinh thể của các mẫu đã
tổng hợp theo quy trình 2. Hình 3.15
Cường độ (đ.v.t.đ)

trình bày giản đồ nhiễu xạ tia X của

các mẫu EY1 (0,25/ 79,75) – đường
1; EY2 (0,5/ 79,5) – đường 2; EY3
(1,0/ 79,0 ) – đường 3 và EY4 (2,0/
78,0) – đường 4. Kết quả cho thấy,
với sự thay đổi tỉ lệ số mol Er3+/ Y3+

(4)
(3)
(2)
(1)

các mẫu vẫn xuất hiện các đỉnh
nhiễu xạ tương đương với cấu trúc
pha hexagonal -NaYF4 chứng tỏ tỉ
lệ số mol Er3+/ Y3+ không ảnh hưởng
đến cấu trúc tinh thể của vật liệu.

20

40

60

2 - Theta (®é)

Hình 3.15. Giản đồ nhiễu xạ của các mẫu NaYF4:Yb3+, Er3+ với sự
thay đổi tỉ lệ Er3+/ Y3+ tổng hợp theo quy trình 2 ( EY1 = 0,25/ 79,75;
EY2 = 0,5/ 79,5; EY3 = 1,0/ 79,0; EY4 =2,0/ 78,0)

Như vậy, việc thay đổi thứ tự tạo nền trong quy trình tổng hợp đã thu được vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+

có cấu trúc hexagonal  -NaYF4 mong muốn.
3.3.2.2. Hình thái học của vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+ cấu trúc β-NaYF4
Hình 3.16 là ảnh FESEM của mẫu EY2 theo quy trình -NaYF4. Kết quả cho thấy mẫu có dạng que
với chiều dài 300 nm ÷ 800 nm và đường kính 100 nm ÷ 200 nm. So sánh hình thái học của mẫu M3 (tổng
hợp theo quy trình 1) trên Hình 3.3 với hình thái học của mẫu EY2 (tổng hợp theo quy trình 2) trên Hình
3.16 chúng tôi nhận thấy, hình thái học của vật liệu đã iến đổi từ dạng khối vuông sang dạng que khi thay
đổi quy trình tổng hợp. Bên cạnh đó, chúng tôi cũng khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ số mol Er3+/ Y3+ đến hình
thái học vật liệu NaYF4:Yb3+, Er3+ - PEG (mẫu EY1; EY2; EY3 và EY4). Kết quả ảnh FESEM của các mẫu
trên Hình 3.17 cho thấy, sản phẩm đều có dạng que với chiều dài khoảng 300 nm  800 nm và đường kính
khoảng 100 nm  200 nm. Như vậy, khi thay đổi tỉ lệ số mol Er3+/ Y3+, hình thái học của các mẫu EY1 
EY4 đều có dạng que và kích thước không bị ảnh hưởng nhiều.

Hình 3.16. Ảnh FESEM của mẫu NaYF4: Yb3+, Er3+ (EY2) được tổng hợp theo quy trình 2
Như vậy, vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+ khi được tổng hợp theo quy trình 1 (cấu trúc , β-NaYF4) đều có
dạng khối vuông và khi được tổng hợp theo quy trình 2 (cấu trúc β-NaYF4 ) đều có dạng que.


16

(a)

(b)

(c)
(d)
Hình 3.17. Ảnh FESEM của mẫu EY1 (a), EY2 (b) , EY3 (c) và EY4 (d) cấu trúc β-NaYF4
3.3.3. Kết quả khảo sát tính chất phát quang của vật liệu NaYF4:Yb3+, Er3+ cấu trúc β-NaYF4
Tính chất quang của
(1) EY1- 0,25% Er
vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+  kích thíchnm

(2) EY2 - 0,5% Er
PEG cấu trúc β-NaYF4 với
(3) EY3 - 1,0% Er
(4) EY4 - 2,0% Er
sự thay đổi tỉ lệ Er3+/ Y3+ đã
được nghiên cứu. Hình 3.18
trình bày phổ hu nh quang
(4)
của các mẫu EY1, EY2,
EY3 và EY4. Kết quả cho
(3)
thấy các mẫu đều phát
quang vùng xanh và đỏ ứng
(2)
với các chuyển dời của Er3+,
tỉ lệ phát màu đỏ của mẫu
(1)
EY2 mạnh nhất.

4

3+

F9/2- 4I15/2

3+

3+

4

2

Cường độ (đvtđ)

H11/2- 4I15/2

S3/2- 4I15/2

3+

450

500

550

600

650

700

750

Bước sóng (nm)
Hình 3.18. Phổ huỳnh quang của các mẫu NaYF4:Yb3+, Er3+
tổng hợp theo qui trình 2, kích thích tại exc = 980 nm
Hơn nữa, khi quan sát phổ hu nh quang của các mẫu trên Hình 3.18 còn nhận thấy, mẫu EY2 (tỉ lệ
Er /Y = 0,5/79,50) có phát xạ vùng màu đỏ chiếm ưu thế hơn so với vùng màu xanh.Kết hợp các kết quả

phân tích về cấu trúc, hình thái học, tính chất phát quang của các mẫu và để phù hợp cho mục đích tạo các
phức hợp nano ứng dụng trong y sinh, chúng tôi đã chọn mẫu NaYF4: Yb3+, Er3+ - PEG 20000 với tỉ lệ
Er3+/Y3+ = 0,5/79,50 (mẫu EY2) để chức năng hóa, liên hợp hóa nhằm tạo công cụ đánh dấu nhận dạng tế
bào cho mục đích ứng dụng trong y sinh.
3+

3+


17

Chương 4
KÉT QUẢ CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM PHỨC HỢP NANO Y SINH HỌC ĐỂ ĐÁNH DẤU NHẬN
DẠNG TẾ BÀO UNG THƯ MCF7
Trong chương này trình bày các kết quả chủ yếu về quá trình x lý ề m t, chức năng hóa và liên
hợp hóa vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+. Khảo sát vai trò của quá trình x lý ề m t, chức năng hóa và liên hợp
hóa đến cấu trúc, hình thái học và tính chất quang của vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+. Các kết quả th nghiệm
an đầu dùng vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+@silica-N=FA để đánh dấu nhận dạng tế ào ung thư vú MCF7
cũng được mô tả để thấy rõ triển vọng ứng dụng của vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+ trong y sinh.
4.1. Xử lý bề mặt, chức năng hóa và liên hợp hóa vật liệu NaYF4 chứa ion Yb3+ và Er3+
4.1.1. Xử lý bề mặt vật liệu NaYF4 chứa ion Yb3+ và Er3+ bằng silica
Phương pháp x lý bề m t (bọc vỏ) vừa giúp cải thiện cường độ phát quang, vừa giúp bảo vệ lớp vật
liệu ên trong. Hơn nữa, lớp vỏ bọc còn làm tăng độ bền của dịch keo nước, giảm thiểu tác động phụ về sinh
lý miễn dịch và thúc đẩy sự xâm nhập của vật liệu nano vào các hệ sinh học. Hiệu quả bọc vỏ bảo vệ bề m t
và cải thiện tính chất phát quang còn phụ thuộc mạnh vào bản chất vật liệu bọc vỏ, độ dày lớp vỏ cũng như
điều kiện phản ứng. Trong luận án này chúng tôi dùng silica để tiến hành bọc vỏ vật liệu nano phát quang
chuyển đổi ngược NaYF4 chứa ion Yb3+ và Er3+ đã tổng hợp được.

TEOS + C2H5OH
Khuấy từ 15 phút

Dung dịch A

CH3COOH + H2O

Khuấy từ 30 phút

Dung dịch B

NaYF4: Yb3+, Er3+
+ C2H5OH

Khuấy từ 6 giờ

Dung dịch
NaYF4:Yb3+,
Er3+@silica

ly tâm, rửa, sấy

Bột
NaYF4: Yb3+, Er3+@silica

Hình 4.1. Quy trình xử lí bề mặt vật liệu NaYF4:Yb3+, Er3+ bằng silica


18
4.1.2. Chức năng hóa vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+@silica bằng APTMS
APTMS +
C2H5OH

NaYF4: Yb3+, Er3+@silica
+ C2H5OH + H2O
Lắc, 20 phút

Lắc, 20 phút

Dung dịch 1

Thủy phân

Dung dịch 2
APTMS
(3-aminopropyltrimethoxysilane)

Ngưng tụ silanol

Khuấy từ, 12h

Hỗn hợp dung dịch
Ly tâm, rửa

NaYF4: Yb3+, Er3+@silica-NH2
Vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+@silica-NH2

Vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+@silica

Hình 4.2. Quy trình chức năng hóa vật
liệu NaYF4: Yb3+, Er3+@silica bằng
APTMS

Hình 4.3. Các gia đoạn phản ứng gắn nhóm NH2 trên bề mặt
vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+@silica bằng APTMS

4.1.3. Chức năng hóa vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+@silica bằng TPGS

Hình 4.5. Quy trình chức năng hóa
vật liệu NaYF4:Yb3+, Er3+@silica
bằng TPGS

Hình 4.7. Quy trình liên hợp sinh học của vật liệu
NaYF4:Yb3+, Er3+@silica-NH2 với acid folic

4.1.4. Liên hợp hóa vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+@silica-NH2 bằng acid folic
Hình 4.7 mô tả quy trình liên hợp sinh học của vật liệu NaYF4:Yb3+, Er3+@silica-NH2 với acid folic
(FA). Sau khi các mẫu đã được gắn kết thành công với tác nhân folat thu được phức hợp nano y sinh
NaYF4:Yb3+, Er3+@silica-N=FA. Phản ứng tạo phức hợp được trình ày trên Hình 4.8.


19

R – NH2

NHS + DCC

Carboxylic Acid

Amide

NHS ester

3+

(NaYF4:Yb , Er3+ @silica-N=FA)

NHS: N-Hydroxysuccinimide
(C4H5NO3)

DCC: N, N’-Dicyclohexylcarbodiimide
(C13H22N2)

Hình 4.8. Phản ứng hình thành phức hợp nano y sinh NaYF4: Yb3+, Er3+@silica-N=FA.
Phức hợp nano y sinh NaYF4:Yb3+, Er3+@silica-N=FA tiếp tục được th nghiệm gắn kết với tế ào
để kiểm tra sự ắt c p với tế ào MCF7. Quy trình gắn kết thể hiện trên Hình 4.9.

Hình 4.9. Quy trình gắn kết sinh học của vật liệu NaYF4:Yb3+, Er3+@silica-N=FA với tế bào ung thư MCF7
4.2. Kết quả nghiên cứu hình thái học, cấu trúc và tính chất phát quang của vật liệu đã chức năng hóa, liên
hợp hóa
4.2.1. Cấu trúc, hình thái học của vật liệu NaYF4:Yb3+, Er3+@silica đã chức năng hóa, liên hợp hóa

(a)

(b)

Hình 4.10. Ảnh FESEM của mẫu NaYF4:Yb3+, Er3+(a) và NaYF4:Yb3+, Er3+@ silica (b) ủ ở 190 oC, 24 h


20
Kết quả ảnh FESEM Hình 4.10 cho thấy, với mẫu NaYF4:Yb3+, Er3+ không ọc silica (Hình 4.10a) vật
liệu có hình dạng que, chiều dài khoảng 300 nm ÷ 800nm và đường kính 100 nm ÷ 200nm và không ị kết
dính. Với sự có m t của silica, mẫu NaYF4:Yb3+, Er3+@ silica (Hình 4.10 ), hình thái học của vật liệu vẫn có

dạng que với kích thước có tăng nhưng không đáng kể.
Hình thái học của vật liệu NaYF4:Yb3+, Er3+@silica sau khi đã chức năng hóa, liên hợp hóa ằng cách
gắn nhóm -NH2 ằng APTMS, gắn TPGS và gắn FA được quan sát trên kính hiển vi điện t phát trường và
được thể hiện trên Hình 4.11. Nhìn trên ảnh FESEM cho thấy sự có m t của TPGS trên Hình 4.11a
(NaYF4:Yb3+, Er3+@silica/TPGS), của -NH2 trên Hình 4.11b (NaYF4:Yb3+, Er3+@silica-NH2) và của FA trên
Hình 4.11c (NaYF4:Yb3+, Er3+@silica-N=FA) cho thấy vật liệu vẫn có dạng que với chiều dài khoảng 300nm ÷
800nm và đường kính khoảng 200 ÷ 300nm. Như vậy các vật liệu NaYF4:Yb3+, Er3+sau khi ọc ằng silica và
được gắn các nhóm TPGS ho c -NH2 ho c FA không ị thay đổi về hình thái học.

(a)

(b)

(c)

Hình 4.11. Ảnh FESEM của mẫu NaYF4:Yb3+, Er3+@ silica-TPGS (a), NaYF4: Yb3+, Er3+@silica-NH2 (b)
và NaYF4: Yb3+, Er3+@silica-N=FA (c) ủ ở 190 oC, 24 h
4.2.2. Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier của vật liệu NaYF4:Yb3+, Er3+@silica đã chức năng hóa, liên hợp hóa
Phân tích phổ hồng ngoại FTIR cung cấp thêm ằng chứng về sự tồn tại của TPGS, -NH2 ho c FA
trong vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+.

776

573

1060

3+
3+
(2) NaYF4:Yb , Er @silica

3646

3430

§é truyÒn qua (%)

2070

1640

3+
3+
(3) NaYF4:Yb , Er @silica/TPGS

1010

3+
3+
(1) NaYF4:Yb , Er

4000

3000

2000

1000

-1

Sè sãng (cm )

Hình 4.12. Phổ hồng ngoại của mẫu NaYF4: Yb3+, Er3+ (1), NaYF4: Yb3+, Er3+@silica (2)
và NaYF4: Yb3+, Er3+@silica/TPGS (3)


21

1008
950

1420
1312

(3)

1090

780

§é truyÒn qua (%)

3440

1650

(4)

2070

Phổ hồng ngoại của các vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+ (đường 1); NaYF4: Yb3+, Er3+@silica (đường 2) và
NaYF4: Yb3+, Er3+@silica/TPGS (đường 3) được ghi ở vùng từ 4000 cm-1 ÷ 400 cm-1 (Hình 4.12). Khảo sát phổ
hồng ngoại của các mẫu cho thấy TPGS đã cải thiện khả năng phân tán của vật liệu trong nước cũng như trong
một số dung dịch đệm sinh học khác. Điều này cũng phù hợp với một số nghiên cứu đã được công ố. Từ các
kết quả trên chúng tôi cho rằng TPGS đã được gắn thành công vào vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+ ọc silica.
Tương tự, đối với vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+ liên hợp hóa ằng FA, phổ hồng ngoại của các mẫu
NaYF4: Yb3+, Er3+ (đường 1); NaYF4:Yb3+, Er3+@silica (đường 2); NaYF4: Yb3+, Er3+@silica-NH2 (đường 3)
và NaYF4: Yb3+, Er3+@silica-N=FA (đường 4) cũng được khảo sát và được trình ày trên Hình 4.13.

(2)

(1)

549

3+
3+
(1) NaYF4:Yb , Er

3643

3+
3+
(2) NaYF4:Yb , Er @silica
3+
3+
(3) NaYF4:Yb , Er @silica-NH

2

3+
3+
(4) NaYF4:Yb , Er @silica-N=FA

4000

3000

2000

1000

Sè sãng (cm-1)

Hình 4.13. Phổ hồng ngoại của mẫu NaYF4: Yb3+, Er3+ (1); NaYF4: Yb3+, Er3+@silica (2);
NaYF4: Yb3+, Er3+@silica-NH2 (3); NaYF4: Yb3+, Er3+@silica-N=FA (4)
Quan sát phổ hồng ngoại của các mẫu cho thấy các liên kết hóa học giữa các phân t FA và các thành
phần vô cơ đã được hình thành. Những kết quả này chứng tỏ rằng các phối t FA đã được ắt c p thành công
vào NaYF4: Yb3+, Er3+@slica-NH2.
4.2.3. Tính chất phát quang của vật liệu NaYF4:Yb3+, Er3+@silica đã chức năng hóa và liên hợp hóa

4
4
F9/2 - I15/2

(1) NaYF4:Yb3+, Er3+
(2) NaYF4:Yb3+, Er3+@Silica

Cường độ (đvtđ)

kích thích = 980 nm

4S
4
3/2 - I15/2

(a)

2

H

11/2

4
- I

15/2

(2)

500

550

600

650

Bước sóng (nm)

700

750

Hình 4. 14. Phổ huỳnh quang chuyển đổi ngược của mẫu NaYF4: Yb3+, Er3+(1);
NaYF4: Yb3+, Er3+@silica (2); tại exc = 980nm


22
Hình 4. 14 trình ày phổ hu nh quang chuyển đổi ngược của mẫu NaYF4: Yb3+, Er3+(1); NaYF4: Yb3+,
Er3+@silica (2); tại exc = 980nm. Kết quả cho thấy khi ọc silica, cường độ hu nh quang của vật liệu tăng gấp
2,5 lần so với trước khi ọc. Sau khi ọc silica, chúng tôi tiến hành chức năng hóa chúng ằng hai tác nhân
TPGS và APTMS.
3+

3+

4
4
F11/2 - I15/2

2

4

H11/2 - I15/2

4

4
S3/2 - I15/2

Cường độ (đvtđ)

NaYF4: Yb , Er @silica/TPGS
kích thíchnm

500

600

550

650

700

Bước sóng (nm)

Hình 4.15. Phổ huỳnh quang của mẫu NaYF 4: Yb3+, Er3+@ silica/TPGS tại exc = 980nm
Kết quả phổ hu nh quang của vật liệu Hình 4.15 và Hình 4.17 cho thấy các vật liệu đều phát xạ màu
xanh tại các ước sóng (510 nm ÷ 570 nm) và màu đỏ tại các ước sóng (630 nm ÷ 700 nm) ứng với các
chuyển dời 2H11/2 → 4I15/2; 4S3/2 → 4I15/2 và 4F9/2 → 4I15/2 của ion Er3+. Tuy nhiên, khi được gắn với FA, vật
liệu NaYF4:Yb3+, Er3+@silica-N=FA vẫn phát quang UCL m c dù cường độ phát quang của mẫu này có yếu
hơn các mẫu không gắn FA.
3+
3+
(a) NaYF4:Yb , Er

4
F9/2- I15/2

3+
3+
(b) NaYF4:Yb , Er @silica
3+
3+
(c) NaYF4:Yb , Er @silica-NH2

4

Cường độ (đvtđ)

3+
3+
(d) NaYF4:Yb , Er @silica-N=FA

(c)

4
3/2- I15/2

(d)

4S

(a)

2

H

11/2

4
- I

15/2

(b)

500

550

600

650

Bước sóng (nm)

700

750

Hình 4.17. Phổ huỳnh quang chuyển đổi ngược của mẫu NaYF4:Yb3+,Er3+(1); NaYF4:Yb3+,Er3+@silica (2);
NaYF4: Yb3+, Er3+@silica-NH2 (3) và NaYF4: Yb3+, Er3+@silica-N=FA (4) tại exc = 980nm
4.3. Kết quả th nghiệm dùng vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+@silica-N=FA để đánh dấu nhận dạng tế bào
ung thư vú MCF7

23
4.3.1. Quy trình thử nghiệm
4.3.2. Kết quả thử nghiệm
Chúng tôi s dụng các phức hợp nano NaYF4:Yb3+, Er3+@silica-NH2 không liên hợp với FA và
NaYF4: Yb3+, Er3+@silica-N=FA gắn kết với tế ào ung thư vú MCF7 và kiểm tra trên kính hiển vi hu nh
quang soi ngược Zeiss axio vert A1. Kết quả được chỉ ra trên Hình 4.19, trong đó phần ên trái là kết quả quan
sát được khi chiếu ánh sáng thường, phần ở giữa là kết quả khi chiếu ánh sáng hu nh quang và phần ên phải là
kết quả khi hợp nhất hai phần trên.
Ảnh tế ào MCF7 đối chứng và tế ào MCF7 ủ với phức hợp nano trên Hình 4.19 cho thấy:
Với trường hợp tế ào MCF7 làm đối chứng và tế ào MCF7 ủ với phức hợp NaYF4: Yb3+,
Er3+@silica-NH2 : dưới ánh sáng thường chúng tôi đều quan sát được hình ảnh tế ào MCF7, nhưng khi quan
sát dưới ánh sáng hu nh quang không thấy sự phát quang. Điều này chứng tỏ phức hợp NaYF4:Yb3+,
Er3+@silica-NH2 không ắt c p được với tế ào.
Tương tự, đối với tế ào MCF7 ủ với phức hợp NaYF4: Yb3+, Er3+@silica-N=FA trong 3h khi quan sát
ằng ánh sáng thường chúng tôi cũng chỉ thấy hình ảnh tế ào MCF7. Nhưng khi s dùng ánh sáng hu nh
quang, chúng tôi đã quan sát được những chấm phát sáng rất rõ. Điều này càng được khẳng định khi quan sát
hình ảnh từ việc hợp nhất các kết quả thu được khi chiếu ánh sáng thường và ánh sáng hu nh quang.
Ánh sáng thường

Ánh sáng huỳnh quang

Ánh sáng hợp nhất

Tế bào MCF7
đối chứng

Tế bào MCF7
ủ với NaYF4:

3+

Yb , Er

3+

@silica-NH2
Tế bào MCF7
ủ với NaYF4:
3+

3+

Yb , Er @
silica-N=FA
Hình 4.19. Hình ảnh tế bào MCF7 đối chứng và tế bào MCF7 ủ với phức hợp nano quan sát dưới kính
hiển vi điện tử huỳnh quang soi ngược
Như vậy, qua các mẫu th nghiêm cho thấy, các nhóm folate đã được gắn vào các tế bào MCF7 hay nói
cách khác, phức hợp nano y sinh NaYF4:Yb3+, Er3+@silica-N=FA đã ắt c p vào bề m t của tế ào ung thư vú
MCF7. Vị trí bắt c p của phức hợp nano này với tế ào ung thư đã được quan sát bằng kính hiển vi soi ngược
Zeiss axio vert A1. Kết quả thu được cho thấy, lần đầu tiên s dụng phức hợp nano y sinh NaYF4: Yb3+,
Er3+@silica-N=FA gắn kết với tế ào ung thư vú MCF7 và khảo sát trên kính hiển vi hu nh quang soi ngược
Zeiss axio vert A1 đã chứng tỏ rằng phức hợp nano y sinh NaYF4: Yb3+, Er3+@silica-N=FA có thể s dụng làm
công cụ đánh dấu nhận dạng tế ào ung thư vú MCF7 in vitro.