Nghiên cứu chế tạo keo bạc nano bằng bức xạ gamma Co-60 và một số ứng dụng của chúng trong y học và nông nghiệp

<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>

<b>TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN </b>

………..000…………..

<b>BUØI DUY DU </b>

<b>NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO KEO BẠC NANO BẰNG </b>

<b>BỨC XẠ GAMMA Co-60 VÀ MỘT SỐ ỨNG DỤNG </b>

<b>CỦA CHÚNG TRONG Y HỌC VÀ </b>

<b>NÔNG NGHIỆP </b>

<b>LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC </b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>

<b>ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI </b>

<b>TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN </b>

………..*****…………..

<b>BUØI DUY DU </b>

<b>NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO KEO BẠC NANO BẰNG </b>

<b>BỨC XẠ GAMMA Co-60 VÀ MỘT SỐ ỨNG DỤNG </b>

<b>CỦA CHÚNG TRONG Y HỌC VÀ </b>

<b>NƠNG NGHIỆP </b>

Chun ngành : Hố Vơ cơ.

Mã số : 62.44.25.01.

<b>LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC </b>

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

<b>1. PGS-TS. BÙI DUY CAM. </b>

<b>2. PGS-TS. NGUYỄN QUỐC HIẾN </b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>

<b>MỤC LỤC </b>

<b>Trang </b>

<b>Trang phụ bìa……… </b>

<b>Lời cam đoan……….I </b>

<b>Lời cảm ơn………II </b>

<b>Mục lục………III </b>

<b>Các chữ viết tắt………...…IX </b>

<b>Danh mục bảng………...XI </b>

<b>Danh mục hình……….XIV </b>

<b>MỞ ĐẦU ... 1 </b>

<b>CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN... 4 </b>

<b>1.1 Bạc và vai trò của bạc ... 4 </b>

<b>1.2 Các kết quả nghiên cứu vật liệu bạc nano trong và ngoài nước... 5 </b>

<i><b>1.2.1 Các phương pháp chế tạo keo bạc nano ... 7 </b></i>

1.2.1.1 Phương pháp bay hơi vật lý ... 7

1.2.1.2 Phương pháp ăn mòn Laze ... 8

1.2.1.3

Phương pháp phân huỷ nhiệt ... 8

1.2.1.4

Phương pháp điện hóa ... 8

1.2.1.5 Phương pháp quang hóa... 9

1.2.1.6 Phương pháp siêu âm... 9

1.2.1.7 Phương pháp bức xạ vi sóng điện từ ... 9

1.2.1.8 Phương pháp polyol... 9

1.2.1.9 Phương pháp phản ứng thế ... 10

1.2.1.10 Phương pháp khử hóa học ... 10

1.2.1.11 Phương pháp khử hóa bức xạ ... 11

<i><b>1.2.2 Thuyết gốc tự do về phân ly bức xạ nước ... 11 </b></i>

1.2.2.1

Cơ chế về phân ly bức xạ nước... 11

</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>

<i><b>1.2.3 Quá trình khử hóa bức xạ chế tạo bạc nano ... 14 </b></i>

1.2.3.1

Cơ chế của q trình khử hóa bức xạ ... 14

1.2.3.2

Các

yếu tố ảnh hưởng đến động học phản ứng và kích thước hạt bạc 15

<i><b>1.2.4 Cơ chế ổn định hạt bạc nano của PVA, PVP và Chitosan... 16 </b></i>

1.2.4.1 Cấu tạo và cơ chế ổn định hạt bạc nano của PVA... 16

1.2.4.2 Cấu tạo và cơ chế ổn định hạt bạc nano của PVP... 17

1.2.4.3 Cấu tạo và cơ chế ổn định hạt bạc nano của CTS... 18

<i><b>1.2.5 Các tính chất của keo bạc nano ... 20 </b></i>

1.2.5.1 Tính kháng khuẩn, kháng nấm của keo bạc nano... 20

1.2.5.2 Các tính chất hóa lý của keo bạc nano... 22

<i><b>1.2.6 Tính chất quang học của keo bạc nano tổng hợp bằng phương pháp bức xạ </b></i>

γ

<i><b> -Co-60... 24 </b></i>

<b>1.3. Độ bền của hệ keo nano ... 27 </b>

1.3.1 Độ bền của hệ keo... 27

1.3.2 Tác dụng keo tụ của chất điện ly ... 29

1.3.3 Lý thuyết bền của keo kỵ nước DLVO... 29

<b>CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU THỰC </b>

<b>NGHIỆM... 32 </b>

<b>2.1 Nguyên vật liệu, hóa chất... 32 </b>

<b>2.2. Thiết bị dụng cụ... 33 </b>

<b>2.3 Phương pháp thực nghiệm ... 34 </b>

2.3.1.

Xác

định ĐĐA% và M

w

của Chitosan... 34

2.3.2

Chế tạo mẫu keo bạc nano ... 34

2.3.3

Đo phổ Uv-vis... 35

2.3.4

Chụp ảnh hiển vi điện tử truyền qua (TEM)... 36

2.3.5

Đo phổ nhiễu xạ tia X (XRD)... 37

2.3.6

Đo thế Zeta của keo bạc nano... 38

</div>
<span class='text_page_counter'>(5)</span><div class='page_container' data-page=5>

2.3.8 Phân tích lượng Ag

+

vết bằng phương pháp kích hoạt nơtron ... 39

2.3.9 Xác định hàm lượng nitrat theo TCVN 4562-88... 41

2.3.10 Xác định hàm lượng axetandehyt (CH

3

CHO) ... 41

<i>2.3.9 Khảo sát hiệu quả diệt vi khuẩn Staphylococcus aureus và hiệu lực </i>

<i>kháng nấm Corticium salmonicolor của keo bạc nano ... 42 </i>

2.3.10.

Khảo sát hiệu lực diệt nấm bệnh trên cây trồng ... 43

<b>CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO BẠC NANO BẰNG PHƯƠNG PHÁP </b>

<b>BỨC XẠ SỬ DỤNG PVA VÀ PVP LÀM CHẤT Ổ ĐỊNH... 44 </b>

<b>3.1 Phổ hấp thụ Uv-vis của dung dịch bạc ion trước khi chiếu xạ………. 44 </b>

<b>3.2 Nghiên cứu sử dụng PVA làm chất ổn định keo bạc nano... 45 </b>

3.2.1 Ảnh hưởng của nồng độ PVA đến các thông số đặc trưng của keo bạc

nano... 45

3.2.2 Ảnh hưởng của nồng độ ion bạc đến tính chất quang học, Dbh, dtb của

keo bạc nano/PVA.. ... 49

3.2.3 Ảnh hưởng của chất bắt gốc tự do etanol đến đặc trưng của keo bạc

nano/PVA ... 52

3.2.4 Ảnh hưởng của suất liều bức xạ đến các thông số đặc trưng keo bạc

nano/PVA ... 54

3.2.5 Độ ổn định theo thời gian của keo bạc nano /PVA ... 55

3.2.6 Xác định thế điện động (ξ) của keo bạc nano/PVA ... 57

3.2.7 Nghiên cứu phổ XRD của bạc nano/PVA và PVA ... 57

<b>3.3 Nghiên cứu sử dụng PVP làm chất ổn định keo bạc nano ... 58 </b>

3.3.1 Ảnh hưởng của nồng độ ion bạc đến các thông số đặc trưng của keo bạc

nano/PVP. ... 58

3.3.2 Ảnh hưởng khối lượng phân tử của PVP đến các thông số đặc trưng keo

bạc nano... 61

</div>
<span class='text_page_counter'>(6)</span><div class='page_container' data-page=6>

<i>3.3.3.1 Ảnh hưởng của nồng độ etanol đến đặc trưng của keo bạc nano/PVP 63 </i>

<i>3.3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng của loại chất bắt gốc tự do khác nhau (etanol, </i>

<i>isopropanol) đến các thơng số đặc trưng của keo bạc nano/PVP ...66 </i>

3.3.4 Ảnh hưởng của suất liều bức xạ đến các thông số đặc trưng keo bạc

nano/PVP ... 68

3.3.5 Độ ổn định theo thời gian của keo bạc nano/PVP ... 69

3.3.6 Thế điện động (ξ) và phổ XRD của bạc nano/PVP... 71

<b>3.4 Nghiên cứu so sánh ảnh hưởng của loại polyme (PVA và PVP) đến d</b>

<b>tb</b>

<b> và </b>

<b>D</b>

<b>bh</b>

<b> của keo bạc nano ... 73 </b>

<b>3.5 Xác định hiệu suất chuyển hoá và các chất độc hại của quá trình chế tạo </b>

<b>keo bạc nano /PVA, bạc nano /PVP ... 74 </b>

<b>CHƯƠNG 4 : NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO BẠC NANO BẰNG PHƯƠNG </b>

<b>PHÁP BỨC XẠ SỬ DỤNG CHITOSAN VÀ CHITOSAN TAN NƯỚC LÀM </b>

<b>CHẤT ỔN ĐỊNH... 78 </b>

<b>4.1 Nghiên cứu chế tạo keo bạc nano sử dụng CTS làm chất ổn định ... 78 </b>

4.1.1

Phổ Uv-vis của dung dịch chitosan (CTS), CTS/Ag

+

và keo bạc nano/CTS

... 78

4.1.2

Ảnh hưởng nồng độ ion bạc đến các thông số đặc trưng của keo bạc

nano/CTS ... 79

4.1.3

Ảnh hưởng của chất bắt gốc tự do (etanol) đến các thông số đặc trưng của

keo bạc nano/CTS... 83

4.1.4.

Ảnh hưởng của pH dung dịch trước chiếu xạ đến các thông số đặc trưng

của keo bạc nano/CTS ... 85

4.1.5.

Ảnh hưởng của nồng độ chitosan đến các thông số đặc trưng của keo bạc

nano... 86

4.1.6

Ảnh hưởng khối lượng phân tử (M

w

) của chitosan đến các thông số đặc

</div>
<span class='text_page_counter'>(7)</span><div class='page_container' data-page=7>

4.1.7

Ảnh hưởng độ đề axetyl (ĐĐA, %) của chitosan đến các thông số đặc

trưng của keo bạc nano/CTS ... 92

4.1.8

Ảnh hưởng của suất liều bức xạ đến các thông số đặc trưng của keo bạc

nano/CTS ... 94

4.1.9

Độ ổn định của keo bạc nano/CTS theo thời gian ... 96

4.1.10

Thế zeta và phổ XRD của keo bạc nano/CTS ... 98

<b>4.2 Nghiên cứu chế tạo keo bạc nano sử dụng CTS tan trong nước làm chất ổn </b>

<b>định... 99 </b>

4.2.1

Ảnh hưởng nồng độ CTS tan nước đến các tính chất đặc trưng của keo

bạc nano...99

4.2.2

Ảnh hưởng của nồng độ ion bạc đến các đặc trưng của keo bạc nano/CTS

tan trong nước...102

4.2.3

Độ ổn định của keo bạc nano/CTS tan trong nước theo thời gian lưu giữ

...104

4.3.4

Phổ XRD của CTS tan trong nước, bạc nano/CTS tan trong nước và bạc

khối ...105

<b>4.3 Xác định hiệu suất chuyển hóa, nồng độ nitrat và axetandehyt khi chế tạo </b>

<b>bạc nano/CTS, CTS tan trong nước...106 </b>

<b>CHƯƠNG 5 : NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA KEO BẠC </b>

<b>NANO ...109 </b>

<b>5.1. Nghiên cứu độc tính của keo bạc nano (Phương pháp Behrens-Kaber) .109 </b>

<i><b>5.2 Nghiên cứu hiệu quả ức chế vi khuẩn E.coli và S.aureus của keo bạc </b></i>

<b>nano/PVA ...109 </b>

<b>5.3. Nghiên cứu hiệu ứng kháng khuẩn và kháng nấm của bạc nano/CTS và </b>

<b>bạc nano/PVP...111 </b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(8)</span><div class='page_container' data-page=8>

<i>5.3.3 Khảo sát hiệu lực kháng nấm Piricularia ozyaza (đạo ôn) và Pseudomonas </i>

<i>glumae. Kuria et. Tabei (lem lép hạt) trên lúa của bạc nano/CTS tan trong nước</i>

...116

</div>
<span class='text_page_counter'>(9)</span><div class='page_container' data-page=9>

<b>MỞ ĐẦU </b>
<b>1.Tính cấp thiết của đề tài </b>

Khoa học và công nghệ nano là một lĩnh vực khoa học và công
nghệ mới, phát triển rất nhanh chóng tạo ra các vật liệu có kích thước
trong khoảng 0,1-100nm. Vật liệu được chế tạo bằng cơng nghệ nano
thể hiện nhiều tính chất mới lạ do hiệu ứng kích thước. Khoa học và
cơng nghệ nano trên cơ sở liên hợp đa ngành đã tạo nên cuộc cách
mạng khoa học kỹ thuật. Hiện nay, nhiều nước trên thế giới xem
công nghệ nano là mục tiêu mũi nhọn để đầu tư phát triển, đã có
hàng trăm sản phẩm của cơng nghệ nano được thương mại, ứng dụng
trong nhiều lĩnh vực như điện tử, hóa học, sinh y, mơi trường…

Chế tạo hạt kim loại nano có kích thước theo yêu cầu và độ
phân bố hẹp là mục tiêu của nhiều cơng trình nghiên cứu. Đối với vật
liệu nano, kích thước hạt là thơng số quan trọng ảnh hưởng đến đặc
tính của chúng do sự thay đổi diện tích tiếp xúc bề mặt. Bạc, khi ở
kích thước nano, hoạt tính sát khuẩn tăng lên khoảng 50.000 lần so

với bạc ion. Khả năng sát khuẩn cao của bạc nano đã thu hút nhiều
sự quan tâm nghiên cứu.

Ngày nay, trước sự gia tăng các loại vi sinh vật gây bệnh
kháng thuốc kháng sinh, các loại nấm gây bệnh thực vật thiếu thuốc
đặc trị thì việc nghiên cứu chế tạo sản phẩm chứa bạc nano để tiêu
diệt chúng là hướng đi mới và cấp thiết.

Nhiều kết quả nghiên cứu chế tạo bạc nano bằng bức xạ
gamma Co-60 đều xác nhận phương pháp này có nhiều ưu điểm như:
quá trình xảy ra ở nhiệt độ thường, sản phẩm có độ tinh khiết cao,
kích thước hạt đồng đều và có khả năng sản xuất với khối lượng lớn.

</div>
<span class='text_page_counter'>(10)</span><div class='page_container' data-page=10>

<i><b>gamma Co-60 và một số ứng dụng của chúng trong y học và nông </b></i>
<i><b>nghiệp”. </b></i>

<b>2. Cơ sở khoa học của đề tài </b>

Đề tài được tiến hành dựa trên các kết quả nghiên cứu chế tạo
keo bạc nano và thử nghiệm hiệu lực diệt vi khuẩn, nấm bệnh của
chúng trên cơ sở tham khảo một số cơng trình đã cơng bố.

<b>3. Mục tiêu của đề tài </b>

Bằng phương pháp tiếp cận hệ thống, chúng tôi tiến hành
nghiên cứu ch

ế tạo

bạc nano bằng phương pháp bức xạ gamma
Co-60, khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố đến các thông số đặc trưng và
tính chất keo bạc. Từ kết quả nghiên c

ứu,

tìm điều kiện thích hợp
chế tạo vật liệu bạc nano để ứng dụng làm chất sát khuẩn trong y tế
và trừ nấm bệnh trong nông nghiệp.

<b>4. Nội dung nghiên cứu </b>

Nội dung nghiên cứu của luận án bao gồm:

- Nghiên cứu sự phụ thuộc của liều xạ chuyển hóa bão hịa
(Dbh) vào nồng độ ion bạc ban đầu, nồng độ và khối lượng phân tử

(KLPT) polyme ổn định, nồng độ-loại chất bắt gốc tự do.

- Nghiên cứu mối liên quan giữa kích thước trung bình (dtb) và

phân bố kích thước hạt bạc vào các yếu tố ảnh hưởng.

- Nghiên cứu tính chất điện hóa và độ bền của keo bạc nano.
- Khảo sát độc tính, hiệu ứng diệt khuẩn và nấm bệnh của keo
bạc nano nhằm ứng dụng trong y tế và nông nghiệp.

<b>5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài </b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(11)</span><div class='page_container' data-page=11>

cầu sử dụng làm chất sát khuẩn trong y tế, môi trường, xúc tác…và
chất trừ nấm bệnh trong nơng nghiệp.

<b>6. Đóng góp mới của đề tài </b>

- Lần đầu tiên nghiên cứu một cách hệ thống và sử dụng thành
công nguồn bức xạ gamma Co-60 trong nước có suất liều 1,3kGy và
0,7kGy để diều chế bạc nano từ dung dịch có chứa bạc nitrat, các
chất ổn định polyvinyl ancohol (PVA), polyvinyl pyrrolidon (PVP),
chitosan (CTS) và chitosan tan trong nước (CTS tan trong nước).

Cũng lần đầu tiên nghiên cứu ảnh hưởng của độ đề axetyl (ĐĐA) của
chitosan tới kích thước hạt bạc và nghiên cứu sử dụng chitosan có
ĐĐA ∼50% (chitosan tan trong nước) làm chất ổn định keo bạc chế
tạo bằng phương pháp bức xạ.

- Đã nghiên cứu sử dụng hiệu quả sản phẩm chitosan của Việt
Nam để làm chất ổn định trong quá trình điều chế keo bạc nano bằng
phương pháp chiếu xạ gamma.

- Đã nghiên cứu và chứng minh keo bạc nano điều chế được có
hiệu lực cao trong việc diệt khuẩn, trừ nấm bệnh đặc biệt là bệnh đạo
ôn đối với giống lúa Nhị Ưu 838 và bệnh lem lép hạt đối với giống
lúa VND 95-20.

<i><b>+Bố cục của luận án: </b></i>

</div>
<span class='text_page_counter'>(12)</span><div class='page_container' data-page=12>

cơng trình đã cơng bố liên quan đến luận án (1 trang). Luận án có 96
tài liệu tham khảo (9 trang), 64 bảng số liệu, 65 hình minh họa, 40
trang phụ lục.

<b>Chương 1:TỔNG QUAN </b>

Phần tổng quan, bao gồm các nội dung:
- Giới thiệu về bạc và vai trò của bạc.

- Các kết quả nghiên cứu về vật liệu bạc nano trong và ngoài nước,
cơ sở lý thuyết chế tạo bạc nano bằng các phương pháp khác nhau
như: Bay hơi vật lí, ăn mịn laze, phân hủy nhiệt, phương pháp điện
hóa, quang hóa, siêu âm, vi sóng điện từ, phản ứng thế, khử hóa học
và phương pháp khử hóa học bức xạ. Trong phần này trình bày cơ

chế của phương pháp khử hóa bức xạ, cấu tạo và cơ chế ổn định hạt
bạc nano của các polyme PVA, PVP và CTS.

- Các tính chất của keo bạc nano bao gồm tính kháng khuẩn, các tính
chất hóa lý (tính chất động học, tính chất điện, tính chất quang học).
- Độ bền của hệ keo và các phương pháp làm bền keo bạc nano.
<b>– Những vấn đề còn tồn tại trong việc nghiên cứu chế tạo keo </b>

<b>bạc nano và công việc đề tài cần tập trung nghiên cứu </b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(13)</span><div class='page_container' data-page=13>

- Nghiên cứu sự phụ thuộc của đặc trưng các tính chất keo bạc
nano vào các yếu tố như nồng độ ion bạc, nồng độ-loại-KLPT
polyme ổn định, nồng độ-loại-KLPT chất bắt gốc tự do, pH môi
trường, liều xạ và suất liều bức xạ.

- Nghiên cứu độ ổn định của keo bạc và hiệu lực diệt vi khuẩn,
nấm bệnh của chúng nhằm ứng dụng trong các mục tiêu khác nhau
của sản xuất và đời sống.

<b>Chương 2: VẬT LIỆU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN </b>
<b>CỨU THỰC NGHIỆM </b>

<b>2.1 Nguyên vật liệu-hóa chất </b>

- Bạc nitrat (AgNO3), Etanol (C2H5OH) và các hóa chất khác, PA.

- Polyvinyl pyrolidon (PVP), Polyvinyl ancol (PVA), Chitosan
(CTS) có độ đề axetyl (ĐĐA) ∼50% (CTS tan trong nước), 70%,
90% có khối lượng phân tử trung bình (Mw) 3,5 – 460kDa.

<i>- Chủng vi khuẩn Staphylococcus aureus, Escherichia coli và giống </i>
<i>nấm Corticicum salmonicolor. </i>

- Nấm bệnh trên thực vật: Lem lép hạt (<i>Pseudomonas glumae </i>
<i>Kurita.et Tabei), đạo ôn (Piricularia oryzae Cavara) được nghiên </i>
cứu trực tiếp trên đồng ruộng .

<b>2.2 Phương pháp nghiên c</b>

<b>ứu</b>

<b> </b>

- ĐĐA% của chitosan được xác định theo phương pháp phổ hồng
ngoại (IR spectra), A1320/A1420 = 0,3822 + 0,03133 × ĐĐA, trong

đó ĐĐA là độ axetyl, A là cường độ hấp thụ tại đỉnh 1320 và 1420
trên phổ IR.

- Khối lượng phân tử Mw của chitosan được xác định theo phương

</div>
<span class='text_page_counter'>(14)</span><div class='page_container' data-page=14>

<i>+ Chế tạo mẫu keo bạc nano: </i>

Hoà tan

Dung dịch

Polyme H2O

(hoặc dung dịch
axít lactic)
Chất bắt gốc

tự do

AgNO3

Chiếu xạ gamma
(1,3kGy/h)

<i>Ghi chú: Nghiên cứu ảnh hưởng của suất liều bức xạ, sử dụng thêm </i>
<i>các nguồn 0,7kGy/h và 7kGy/h. </i>

<i><b>Hình 2.1: Sơ đồ quy trình chế tạo mẫu keo bạc nano. </b></i>

- Xác định liều xạ chuyển hóa bão hịa (Dbh) và suy đốn sự

thay đổi kích thước hạt bạc sử dụng phương pháp đo phổ UV-vis,
- Xác định kích thước và phân bố kích thước hạt bạc được tính
từ ảnh TEM (chụp ảnh kính hiển vi điện tử truyền qua) sử dụng phần
mềm Photoshop CS2, Version 9.0 và thuật toán xử lý số liệu thống
kê.

- Xác định cấu trúc mạng tinh thể của vật liệu sử dụng phương
pháp đo phổ nhiễu xạ tia X.

- Hàm lượng bạc tổng số xác định bằng phương pháp ICP-AES
(quang phổ phát xạ cảm ứng plasma).

- Xác định lượng vết ion bạc sau phản ứng bằng phương pháp
keo tụ keo bạc nano với etanol, ion Ag+_{trong dung dịch xác định}

bằng phương pháp kích hoạt nơtron.

</div>
<span class='text_page_counter'>(15)</span><div class='page_container' data-page=15>

- Sử dụng phương pháp sắc ký khối phổ (GC-MS) xác định
lượng axetalđehyt sinh ra do phản ứng khử ion bạc.

<b>- Sử dụng phương pháp gây độc môi trường để xác định hiệu </b>

<i>quả diệt khuẩn E.coli, S. aureus và nấm Coticium Slamonicolor của </i>
keo bạc nano.

- Thử nghiệm trực tiếp trên ruộng lúa để khảo sát hiệu lực diệt
<i>nấm bệnh đạo ôn (Piricularia oryzae Cavara) và lem lép hạt </i>

(<i>Pseudomonas glumae Kurita.et Tabei). </i>

<b>Chương 3: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO BẠC NANO BẰNG </b>
<b>PHƯƠNG PHÁP BỨC XẠ SỬ DỤNG POLYVINYL ALCOL </b>

<b>VÀ POLYVINYL PYROLIDON LÀM CHẤT </b>
<b>ỔN ĐỊNH </b>

<b>3.1 Phổ hấp thụ UV-vis của dung dịch ion bạc và polyme ổn định </b>
<b>trước khi chiếu xạ </b>

<b>200 </b> <b>500 </b> <b>800 </b>

<b>0.0 </b>
<b>0.5 </b>
<b>1.0 </b>

<b>Bước sóng, nm </b>

<b>C</b>
<b>ườ</b>
<b>ng</b>
<b> độ</b>
<b> h</b>
<b>ấp th</b>
<b>ụ</b>
<b>, E </b>
<b>a </b>
<b>c </b>
<b>b </b>
<b>d </b>
<b>e </b>

a) PVA 2% (w/v).

b) PVA 2% (w/v) /Ag+_10mM.

c) Ag+_10mM.

d) PVP-K90 2% (w/v).
e)PVPK902%(w/v)/Etanol
10%(v/v)/Ag+_10mM.

</div>
<span class='text_page_counter'>(16)</span><div class='page_container' data-page=16>

<b> Đỉnh hấp thụ UV-vis đặc trưng của bạc nano nằm trong vùng </b>

bước sóng 390 - 440nm phụ thuộc vào kích thước hạt. Kết quả trên
hình 3.1 chứng tỏ, các mẫu dung dịch ion bạc trước chiếu xạ không
chứa bạc kim loại ở dạng nano.

<b>3.2 Nghiên cứu sử dụng PVA làm chất ổn định keo bạc nano. </b>

<i><b>3.2.1 Ảnh hưởng của nồng độ PVA đến các thông số đặc trưng của </b></i>
<i><b>keo bạc nano. </b></i>

Mật độ quang của các mẫu keo bạc nano 20mM tăng theo liều
xạ và đạt giá trị bão hoà tại 16 kGy (Dbh) .

<b>0</b>
<b>6</b>
<b>12</b>
<b>18</b>
<b>24</b>
<b>30</b>
<b>36</b>

<b>0</b> <b>1</b> <b>2</b> <b>3</b> <b>4</b> <b>5</b>

<b>Nồng độ PVA, % </b>

<b>dtb</b>

<b>, nm</b>

<i><b>Hình 3.3: Sự phụ thuộc kích thước hạt bạc trung bình (d</b>tb)theo nồng </i>

<i>độ PVA (nồng độ Ag 20mM). </i>

Trên hình 3.3, khi tăng nồng độ PVA từ 0,5% đến 2% thì dtb

giảm tương ứng từ 34,2 nm xuống còn 10,7 nm. Trong vùng nồng độ
PVA từ 2% đến 4% thì dtb khơng thay đổi đáng kể. Vậy nồng độ

PVA thích hợp là 2% được chọn cho các khảo sát tiếp theo.

</div>
<span class='text_page_counter'>(17)</span><div class='page_container' data-page=17>

PVA 1 %/Ag - 20mM

<i><b>Hình 3.4: Ảnh TEM và phân bố kích thước hạt của keo bạc </b></i>

<i>nano theo nồng độ PVA khác nhau (mẫu Ag 20mM). </i>

Quan sát ảnh TEM (hình 3.4) và biểu đồ phân bố kích thước
hạt bạc thấy rằng, keo bạc nano thu được có hạt gần như là hình cầu
và phân bố kích thước theo kiểu Gauss.

<i><b>3.2.2 Ảnh hưởng của nồng độ ion bạc đến D</b><b>bh</b><b>, d</b><b>tb </b><b>của keo bạc </b></i>

<i><b>nano/PVA. </b></i>

Dbh và dtb tăng khi nồng độ ion bạc tăng từ 1 đến 50mM và

phụ thuộc vào phương trình hồi quy thực nghiệm bậc hai:

<i><b>Hình 3.8: Sự phụ thuộc d</b>tb của hạt </i>

<i>bạc nano theo nồng độ ion bạc ban </i>
<i>đầu.</i>

<i><b>Hình 3.7: Sự phụ thuộcD</b>bh vào </i>

<i>nồng độ ion bạc ban đầu </i>

Dbh (kGy) = - 0,0041[Ag+]2 + 0,8674[Ag+] + 3,2262 (R2 = 0,9799)

</div>
<span class='text_page_counter'>(18)</span><div class='page_container' data-page=18>

<i><b>3.2.3 Ảnh hưởng của chất bắt gốc tự do etanol đến đặc trưng của </b></i>
<i><b>keo bạc nano/PVA. </b></i>

Tại cùng nồng độ bạc 10mM, giữa hai mẫu keo bạc nano
khơng có etanol và etanol 10% cho thấy, etanol không làm thay đổi
Dbh (12kGy), làm giảm dtb của hạt bạc nhưng khơng có sự khác biệt

có ý nghĩa thống kê (dtb=11,2 nm giảm xuống 10,2 nm). Vì vậy, khi

sử dụng polyme ổn định có tính chất bắt gốc tự do trong phương
pháp chiếu xạ thì khơng cần bổ sung etanol vào hệ.

<i><b>3.2.4 Ảnh hưởng của suất liều bức xạ tới các thông số đặc trưng </b></i>
<i><b>keo bạc nano/PVA. </b></i>

<b> Đối với keo bạc nano</b>5mM, suất liều có ảnh hưởng đáng kể
đến Dbh và dtb hạt bạc nano, cụ thể, suất liều thấp (0,7kGy/giờ) đã

làm tăng Dbh từ 8 kGy lên 22 kGy và dtb tăng từ 9,7nm lên 30,4nm.

<i><b>3.2.5 Độ ổn định theo thời gian của keo bạc nano sử dụng PVA </b></i>
<i><b>làm chất ổn định </b></i>

Keo bạc nano 20mM sau thời gian lưu giữ, các giá trị E, λmax

và dtb thay đổi rõ rệt và đạt được độ bền sa lắng là 4 tháng. Sau khi

đạt độ bền sa lắng, kích thước hạt tăng lên 172% (dtb =29nm).

<i><b>3.2.6 Xác định thế điện động ( </b></i>ξ<i><b> ) của keo bạc nano/PVA. </b></i>

Keo bạc nano/PVA có thế zeta dương trong khoảng pH 5-6.
Thế Zeta dương làm tăng khả năng sát khuẩn của keo bạc nano.

<i><b>3.2.7 Nghiên cứu phổ XRD của bạc nano/PVA và PVA </b></i>

</div>
<span class='text_page_counter'>(19)</span><div class='page_container' data-page=19>

PVA có hai đỉnh nhiễu xạ trong phổ XRD tại góc 2θ∼200_và

400_.

Bạc nano/PVA có thêm bốn đỉnh trong phổ XRD tại 38, 44, 64
và 780_{tương ứng mặt tinh thể 111, 200, 220 và 311 là đặc trưng của}

bạc kim loại cấu trúc lập phương tâm diện (fcc).

<b>3.3 Nghiên cứu sử dụng PVP làm chất ổn định keo bạc nano. </b>

<i><b>3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ ion bạc đến các thông số </b></i>
<i><b>đặc trưng của keo bạc nano/PVP. </b></i>

Trong phần nghiên cứu này, nồng độ PVP được chọn là 2% vì
theo các tác giả Chou, Razzak và Jin thì ở cùng nồng độ, PVP có khả
năng bảo vệ hạt bạc tốt hơn PVA do hạt keo có kích thước nhỏ hơn
và thời gian ổn định lâu hơn.

Tương tự như hệ keo bạc nano/PVA, khi tăng nồng độ ion bạc

trong vùng khảo sát từ 1-50 mM thì Dbh tăng tương ứng từ 8 đến 48

kGy, dtb tăng từ 5-21nm và phụ thuộc vào nồng độ ion bạc ban đầu

theo phương trình:

Dbh (kGy) = - 0,0151[Ag+]2 + 1,5258[Ag+] + 9,2441 (R2 = 0,9773).

dtb (nm) = -0,0016[Ag+]2 + 0,3757[Ag+] + 6,2886 (R2 = 0,9602).

<i><b>3.3.2 Ảnh hưởng khối lượng phân tử của PVP đến các tính chất </b></i>
<i><b>đặc trưng của keo bạc nano/PVP. </b></i>

Khối lượng phân tử của PVP có ảnh hưởng đến đặc trưng
quang học của keo bạc nano, cụ thể trên mẫu keo bạc 10mM: E tăng,
λmax và dtb giảm khi tăng KLPT của PVP từ 5×104Da đến 106Da ( E

0.92; λmax 412.5; dtb 17.0 nm thành E 1.13; λmax 409.5; dtb 10.8nm).

<i><b>3.3.3 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ và loại chất bắt gốc tự do </b></i>
<i><b>đến các thông số đặc trưng của keo bạc nano. </b></i>

</div>
<span class='text_page_counter'>(20)</span><div class='page_container' data-page=20>

Khi không sử dụng etanol làm chất bằt gốc tự do thì hệ dung
dịch tạo gel ở mẫu có nồng độ bạc thấp (2mM), do polyme bị khâu
mạch. So sánh giữa mẫu keo bạc 10mM (có etanol và mẫu khơng
etanol), sự có mặt của etanol đã làm giảm Dbh từ 32kGy xuống còn

24kGy và làm giảm dtb từ 16nm xuống 11nm.

<i><b>3.3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng của loại chất bắt gốc tự do khác nhau </b></i>

<i><b>(etanol, isopropanol) đến D</b><b>bh</b><b> và d</b><b>tb</b><b> của keo bạc nano/PVP. </b></i>

Đối với keo bạc nano/PVP việc sử dụng etanol hoặc
izopropanol cùng nồng độ 1M làm chất bắt gốc tự do cho kết quả
Dbh và dtb không khác nhau (Dbh 28kGy, dtb 9,6-10nm, mẫu 10mM

Ag+_).

<i><b>3.3.4 Ảnh hưởng của suất liều bức xạ đến các thông số đặc trưng </b></i>
<i><b>keo bạc nano/PVP </b></i>

Dbh của keo bạc nano 5mM là 20 kGy, không thay đổi khi

chiếu xạ với 2 suất liều khác nhau. Khi chiếu xạ suất liều thấp
(0,7kGy/giờ) thì E giảm và λmax dịch chuyển về phía bước sóng dài

hơn, kết quả làm tăng dtb từ 10nm lên 21nm so với chiếu xạ suất liều

cao (1,3kGy/giờ).

<i><b>3.3.5 Độ ổn định theo thời gian của keo bạc nano/PVP </b></i>

Keo bạc nano 20mM/PVP khi lưu trữ, các giá trị E, λmax và dtb

thay đổi rõ rệt và đạt độ bền sa lắng là 4 tháng (bằng thời gian so với
Ag/PVA). Tuy nhiên khi đạt đến độ bền sa lắng, dtb chỉ tăng 18%

(nhỏ hơn so với hệ Ag/PVA, kích thước hạt sa lắng tăng 172%).

<i><b>3.3.6 Thế điện động ( </b></i>ξ<i><b> ) và phổ XRD của bạc nano/PVP </b></i>

Keo bạc nano/PVP có thế zeta dương trong khoảng pH 4,5-5,6
đạt giá trị từ 6,1-24,1mV.

</div>
<span class='text_page_counter'>(21)</span><div class='page_container' data-page=21>

<b>3.4 Nghiên cứu so sánh ảnh hưởng của hai loại polyme PVA và </b>
<b>PVP đến dtb và Dbh của keo bạc nano. </b>

<i><b>Bảng 3.11: Giá trị d</b>tb và Dbh của keo bạc nano/polyme PVA, </i>

<i>PVP ở nồng độ Ag+<b>_{khác nhau.}</b></i>

<b>PVA 2% PVP-K90 2% </b>

<b>[Ag+_]</b>

mM <b>Dbh, kGy </b> <b>dtb, nm </b> <b>Dbh, kGy </b> <b>dtb, nm </b>
1 4 8,5 ± 1,4 8 5,1 ± 0,8

2 - - 12 7,3 ± 1,0

5 8 9,7 ± 0,6 20 9,5 ± 0,8
10 12 10,2 ±0,7 24 10,8 ± 1,1
20 16 10,7 ±0,7 32 12,2 ± 1,8
50 36 18,8 ±2,3 48 21,3 ± 2,4

Từ bảng 3.11 cho thấy, keo bạc nano ở cùng nồng độ, khi sử
dụng chất ổn định PVA thì Dbh nhỏ hơn khi sử dụng PVP làm chất

ổn định.

Đối với vùng nồng độ bạc thấp (1-5mM) sử dụng PVP làm
chất ổn định, kích thước hạt bạc nano nhỏ hơn so với PVA. Trong
vùng nồng độ bạc cao (10-50mM) kích thước hạt bạc nano khác
nhau không đáng kể đối với việc sử dụng cả hai loại polyme PVA và
PVP.

<b>3.5 Xác định hiệu suất chuyển hoá và các chất độc hại của quá </b>
<b>trình chế tạo keo bạc nano/PVA, bạc nano/PVP. </b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(22)</span><div class='page_container' data-page=22>

toán lý thuyết, mẫu sử dụng polyme có tính chất của chất bắt gốc tự
do PVA khơng tạo ra các andehyt vì khơng bổ sung etanol vào hệ.

Hiệu suất chuyển hóa Ag+_{thành Ag}0_{đạt từ 99,7-99,9% coi}

như chuyển hóa hồn tồn.

<b>Chương 4 : NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO BẠC NANO BẰNG </b>
<b>PHƯƠNG PHÁP BỨC XẠ SỬ DỤNG CHITOSAN VÀ </b>
<b>CHITOSAN TAN TRONG NƯỚC LÀM CHẤT ỔN ĐỊNH. </b>
<b>4.1 Nghiên cứu chế tạo keo bạc nano sử dụng CTS làm chất ổn </b>

<b>định </b>

<i><b>4.1.1 Nghiên cứu phổ UV-vis của dung dịch CTS, CTS/Ag</b><b>+</b><b>_{và keo}</b></i>

<i><b>bạc nano/CTS. </b></i>

Dung dịch CTS có một đỉnh hấp thụ cực đại tại λmax 285nm

với cường độ yếu, dung dịch CTS/Ag+_{trước chiếu xạ có đỉnh hấp}

thụ tại λmax 296nm là đỉnh hấp thụ đặc trưng của phức CTS/Ag+, còn

sau chiếu xạ λmax dịch chuyển sang vùng 408,5nm là đỉnh đặc trưng

của bạc nano/CTS.

<i><b>4.1.2 Ảnh hưởng của nồng độ ion Ag</b><b>+</b><b>_{đến các thông số đặc trưng}</b></i>

<i><b>của keo bạc nano/CTS. </b></i>

<i><b>Hình 4.5: Phụ thuộc của D</b>bh</i>

<i>của keo bạc nano/CTS vào </i>
<i>nồng độ bạc ban đầu (CTS70 </i>

<i>1%, Mw 120kDa ). </i>

<i><b>Hình 4.6: Phụ thuộc của d</b>tb</i>

<i>của keo bạc nano/CTS vào </i>
<i>nồng độ bạc ban đầu (CTS70 </i>

</div>
<span class='text_page_counter'>(23)</span><div class='page_container' data-page=23>

Sự phụ thuộc của Dbh và dtb vào nồng độ Ag+ ban đầu

(1-20mM) được biễu diễn trên hình 4.5-4.6 và theo phương trình:
Dbh (kGy) = -0,0474[Ag+]2 + 2,713[Ag+] + 4,8114 (R2 = 0.996).

dtb (nm) = -0,0256[Ag+]2 + 0,9109[Ag+] + 3,4882 (R2 = 0.9865).

CTS70 1%/Ag-1mM

CTS70 1%/Ag-20mM

Trên hình 4.7 cho thấy, đối với keo bạc có nồng độ Ag+_ban

đầu cao thì kích thước hạt càng lớn và độ phân bố kích thước hạt
càng rộng .

<i><b>Hình 4.7: Ảnh TEM và phân bố kích thước hạt của keo bạc </b></i>
<i>nano/CTS ở nồng độ Ag+_{khác nhau ( CTS70 1%).}</i>

</div>
<span class='text_page_counter'>(24)</span><div class='page_container' data-page=24>

Etanol khi bổ sung vào dung dịch trước chiếu xạ không làm
ảnh hưởng đáng kể đến các đặc trưng của keo bạc nano (E∼1,1;
λmax∼400nm; Dbh 16kGy và dtb∼7nm), (mẫu 5mM Ag+ khơng có

etanol và 5%etanol).

<i><b>4.1.4. Ảnh hưởng của pH dung dịch trước chiếu xạ đến các thông </b></i>
<i><b>số đặc trưng của keo bạc nano/CTS. </b></i>

pH 3, Ag 5mM/CTS70 1%.

pH 5, Ag 5mM/CTS70 1%.

<i><b>Hình 4.10: Ảnh TEM và phân bố kích thước hạt của keo bạc nano </b></i>
<i>5mM/CTS ở hai giá trị pH khác nhau. </i>

Keo bạc nano chế tạo từ dung dịch Ag+_{/CTS khơng trung hồ}

(pH~3) có dtb=15,5nm, cao hơn so với keo bạc nano từ dung dịch

</div>
<span class='text_page_counter'>(25)</span><div class='page_container' data-page=25>

phân bố kích thước hẹp hơn so với keo bạc nano mẫu pH 3 (hình
4.10).

<i><b>4.1.5. Ảnh hưởng của nồng độ chitosan đến các thông số đặc trưng </b></i>
<i><b>của keo bạc nano. </b></i>

Trong khoảng nồng độ CTS từ 0,5-1%, dtb hạt bạc giảm theo

chiều tăng nồng độ chất ổn định.

Khi nồng độ CTS tăng từ 1% đến 3%, dtb của các mẫu keo bạc

nano 5mM hầu như không đổi vàđạt được dtb ~7nm, các hạt chủ yếu

là hình cầu, phân bố kích thước hình chng, liều xạ chuyển hóa bão
hịa khơng thay đổi (16kGy). Vì vậy, nồng độ CTS thích hợp là 1%.

<i><b>4.1.6 Ảnh hưởng của khối lượng phân tử (M</b><b>w</b><b>) chitosan đến các </b></i>

<i><b>thông số đặc trưng của keo bạc nano. </b></i>

Mối liên hệ giữa dtb hạt bạc và KLPT của CTS từ kết quả

thực nghiệm như sau:

dtb (nm) = -2,184ln(Mw) + 17,975 (R2 = 0,9904).

<i><b>4.1.7 Ảnh hưởng độ đề axetyl (ĐĐA, %) của chitosan đến các </b></i>

<i><b>thông số đặc trưng của keo bạc nano/CTS. </b></i>

Ag 5mM/CTS70-1%

Ag 5mM/CTS90-1%

</div>
<span class='text_page_counter'>(26)</span><div class='page_container' data-page=26>

CTS ổn định có ĐĐA70% và 90% khơng làm thay đổi đáng kể
E, λmax, Dbh và dtb của keo bạc nano nồng độ 5mM. Tuy nhiên, mẫu

keo bạc nano sử dụng CTS90 có độ phân bố kích thước hạt rộng hơn
(đến 140nm) so với mẫu CTS70 (hình 4.17).

<i><b>4.1.8 Ảnh hưởng của suất liều bức xạ đến các thông số đặc </b></i>
<i><b>trưng của keo bạc nano/CTS. </b></i>

Ở hai suất liều bức xạ th

ấp

0,7 và 1,3kGy/giờ không làm thay
đổi E, λmax và dtb đạt ~7,2nm. Tuy nhiên, chiếu xạ với suất liều cao

(7kGy/giờ) làm cho λmax của keo bạc dịch chuyển sang vùng bước

sóng hấp thụ cực đại nhỏ hơn (397nm) và làm giảm dtb xuống còn ~

6nm, nhỏ hơn so với các mẫu keo bạc chiếu xạ ở suất liều thấp.

<i><b>4.1.9 Độ ổn định của keo bạc nano/CTS theo thời gian. </b></i>

Keo <i>bạc nano mẫu CTS70 2%/Ag 5mM khơng pha lỗng ổn </i>
định sau hơn 6 tháng (dtb ∼7,2nm tăng 7,7nm, không có khác biệt có

ý nghĩa thống kê).

<i><b>4.1.10 Thế zeta và phổ XRD của keo bạc nano/CTS </b></i>

Keo bạc nano/CTS có thế zeta dương trong khoảng pH 5-8
(18.9mV – 48.2mV).

Phổ XRD của chitosan và bạc nano/CTS cho thấy, chitosan chỉ
có 1 góc nhiễu xạ 2θ~200_{, trong khi bạc nano/CTS có thêm các góc}

nhiễu xạ đặc trưng của tinh thể bạc có cấu trúc lập phương tâm diện
(ffc).

<b>4.2 Nghiên cứu sử dụng chitosan tan trong nước làm chất ổn </b>
<b>định keo bạc nano. </b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(27)</span><div class='page_container' data-page=27>

<i><b>Bảng 4.10 : Sự phụ thuộc của E, </b></i>λ<i>max, Dbh và dtb của keo bạc </i>

<i>nano/CTS tan trong nước theo nồng độ chất ổn định (Ag+_10mM,</i>

<i>CTS tan trong nước có ĐĐA 50%, Mw 25kDa). </i>

<b> TT Mẫu E </b>λ<b>max, nm </b> <b>Dbh, </b>

<b>kGy </b>

<b>dtb, nm </b>
1 CTS tan trong

nước 0,5%

0,29 420,5 20 5,6 ± 0,3
2 CTS tan trong

nước 1,0%

0,38 420,5 20 3,9 ± 0,7
3 CTS tan trong

nước 2,0%

0,43 411,5 20 2,4 ± 0,3
Từ bảng 4.10 cho thấy, dtb tăng ngược chiều với nồng độ

CTS tan trong nước (mẫu 3% CTS tan trong nước, dtb∼2,4nm; mẫu

0,5%CTS tan trong nước, dtb∼6nm). Hạt bạc nano chủ yếu có dạng

hình cầu và phân bố kích thước trong khoảng hẹp (0,5 đến 18nm).

<i><b>4.2.2 Ảnh hưởng của nồng độ ion bạc đến các đặc trưng của keo </b></i>
<i><b>bạc nano/CTS tan trong nước. </b></i>

Dbh và dtb của keo bạc nano tăng theo nồng độ, nồng độ ion bạc

thấp (5mM) có dtb ∼1,7nm và Dbh 20kGy tăng lên 3,2nm và 46kGy so

với mẫu có nồng độ bạc cao (20mM). Ảnh hưởng của nồng độ khi sử
dụng chất ổn định CTS tan trong nước cũng tương tự kết quả nghiên
cứu trên các polyme khác.

<i><b>4.2.3 Độ ổn định của keo bạc nano/CTS tan trong nước theo thời </b></i>
<i><b>gian lưu trữ. </b></i>

Sau 3 tháng, dtb của hệ keo đã pha lỗng 100 l

ần

khơng thay

đổi. Cường độ hấp thụ E và λmax thay đổi không đáng kể sau 6 tháng

</div>
<span class='text_page_counter'>(28)</span><div class='page_container' data-page=28>

<i><b>4.2.4 Phổ XRD của CTS tan trong nước, bạc nano/ CTS tan trong </b></i>
<i><b>nước và bạc khối. </b></i>

Phổ XRD của CTS tan trong nước có cấu trúc hầu như vơ định
hình, chỉ có 1 góc nhiễu xạ tại 2θ∼200_{, bạc nano/CTS tan trong nước}

có cấu trúc mạng lập phương tâm diện. Bạc khối khơng có góc nhiễu
xạ tại góc 200_{của CTS tan trong nước.}

<b>4.3 Xác định hiệu suất chuyển hoá, hàm lượng nitrat và </b>
<b>axetaldehyt khi chế tạo bạc nano/CTS, CTS tan trong nước. </b>

Khi sử dụng CTS và CTS tan trong nước làm chất ổn định keo
bạc nano, do không dùng chất bắt gốc tự do là etanol nên sản phẩm
khơng hình thành axetandehyt. Nồng độ nitrat của hai mẫu bạc nano
5mM/CTS và bạc nano 20mM/CTS tan trong nước trùng với lượng
bạc nitrat tính tốn theo lý thuyết đưa vào trong mẫu. Hiệu suất
chuyển hóa Ag+_{thành Ag}0_{đạt gần 100%.}

<b>Chương 5 : NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA </b>
<b>KEO BẠC NANO </b>

<b>5.1. Nghiên cứu độc tính của keo bạc nano (Phương pháp </b>

<b>Behrens-Kaber). </b>

Các mẫu keo bạc nano được thử nghiệm là 0,1% bạc trong
dung dịch chất ổn định PVA, PVP, CTS, CTS tan trong nư

ớc

.

Kết quả thử trê

n chuột nhắt trắng

: Khơng tìm thấy độc tính
của keo bạc nano tại điều kiện thí nghiệm.

<i><b>5.2 Nghiên cứu hiệu quả diệt vi khuẩn E.coli và S.aureus của keo </b></i>
<b>bạc nano/PVA </b>

Keo bạc nano có dtb là 7,3nm và 10,8nm ở n

ồng độ 10ppm

có

</div>
<span class='text_page_counter'>(29)</span><div class='page_container' data-page=29>

độ của keo bạc. Hiệu quả diệt khuẩn của keo bạc nano có dtb 7,3nm

<i>và 10,8nm tại nồng độ 5ppm đối với vi khuẩn E.coli đạt tương ứng là </i>
99,38% và 99%.

Keo bạc nano loại dtb ∼7,3 và 7,8nm có khả năng diệt khuẩn

<i>E.coli cao hơn S.aureu, tại nồng độ bạc 10ppm hiệu quả diệt khuẩn </i>

<i>đối với E.coli là 99,95% và đối với S. Aureus là 91,25%. </i>

Kết quả nghiên cứu này đã được sử dụng cho việc hợp tác với
Công ty TNHH dụng cụ y tế và dược phẩm bao bì Quang Minh đăng
ký đưa vào sản xuất kinh doanh sản phẩm khử mùi hôi HiHi (Số
công bố chất lượng 217/07/QLD-MP). Ngoài ra kết quả này cũng
phục vụ cho việc liên kết với Công ty cổ phần dược phẩm Traphaco,
đăng ký với Bộ Y tế sản xuất sản phẩm nước rửa vết thương, vết

bỏng có nồng độ bạc nano 10ppm.

<b>5.3. Nghiên cứu hiệu ứng kháng khuẩn và kháng nấm của bạc </b>
<b>nano/CTS và bạc nano/PVP. </b>

<i><b>5.3.1. Hiệu quả diệt vi khuẩn S. aureus </b></i>

<i>Với nồng độ 5ppm bạc nano, hiệu quả diệt vi khuẩn S. aureus </i>
đạt ~ 99% và cao nhất là keo bạc nano dùng CTS hay hỗn hợp
CTS/PVP làm chất ổn định, hiệu quả đạt ~99,99% đặc biệt đối với
<i>dung dịch CTS chiếu xạ cũng thể hiện hiệu quả diệt S. aureus, </i>
(~17%) ở cùng nồng độ pha loãng như keo bạc. Hiệu quả diệt khuẩn

<i>S. aureus tăng theo nồng độ bạc nano, cụ thể đạt 39,8; 64,29; 98,98 </i>

và 99,97% tương ứng với nồng độ bạc nano là 1; 2; 3 và 5ppm.

<i><b>5.3.2. Hiệu lực kháng nấm Corticium salmonicolor </b></i>

<i>Kích thước khuẩn lạc (d) của nấm C. salmonicolor trên mơi </i>
trường ni cấy có bạc nano (mẫu CTS 2%/Ag+_{5mM) đều nhỏ hơn}

<i>so với mẫu đối chứng. Hiệu lực ức chế sự phát triển nấm C. </i>

</div>
<span class='text_page_counter'>(30)</span><div class='page_container' data-page=30>

cấy độ ức chế đạt 35,4; 68,6; 76,7; 79,7 và 81,9% tương ứng với
nồng độ bạc nano là 20; 40; 60; 80 và 100ppm. Đã xác định được giá
trị ED50<i> (nồng độ gây ức chế 50%) của bạc nano đối với nấm C. </i>

<i>salmonicolor là 27,16ppm. Theo tiêu chuẩn đánh giá của Finney thì </i>

<i>hiệu lực kháng nấm C. salmonicolor của mẫu keo bạc nano thử </i>
nghiệm đạt mức trung bình.

<i><b>5.3.3 Khảo sát hiệu lực kháng nấm Piricularia ozyaza (đạo ôn) và </b></i>
<i><b>Pseudomonas glumae. Kuria et. Tabei (lem lép hạt) trên cây lúa </b></i>
<i><b>của bạc nano/CTS tan trong nước. </b></i>

Dung dịch keo bạc nano/CTS tan trong nước thử nghiệm có
thành phần: bạc nano 0,1%, CTS tan trong nước 0,5%.

Thí nghiệm được bố trí trên đồng ruộng, diện rộng, khơng nhắc
lại, diện tích mỗi nghiệm thức 200m2_.

Keo bạc nano/CTS tan trong nước ở hai nồng độ 1,5ppm và
3ppm đều có khả năng phịng trị bệnh đạo ơn và lem lép hạt hại lúa
tương đương với các loại thuốc Fuji-one 40EC và Kasai 2,1WP
(Nhật bản).

Đối với bệnh đạo ôn cổ bông và đạo ôn lá ở nồng độ bạc nano
3ppm các chỉ số tỷ lệ cổ bông bị hại và chỉ số bệnh là tương đương
thuốc Fuji-one ở các lần theo dõi 3; 7 và 10 ngày đồng thời có hiệu
lực cao hơn hẳn đối với nồng độ phun bạc nano 1,5ppm.

</div>
<span class='text_page_counter'>(31)</span><div class='page_container' data-page=31>

<b>KẾT LUẬN </b>

1. Lần đầu tiên nghiên cứu một cách hệ thống và sử dụng thành
công nguồn bức xạ Gamma Co-60 trong nước có suất liều 1,3kGy và
0,7kGy để chế tạo keo bạc nano từ dung dịch chứa bạc nitrat với các
chất ổn định khác nhau : PVA, PVP, CTS, CTS tan trong nước với
kết quả :

- Nồng độ polyme thích hợp để ổn định keo bạc nano đối với PVP,
PVA là 2%, CTS là 1%.

- Khối lượng phân tử polyme (PVP, CTS) lớn thể hiện khả năng bảo
vệ keo bạc tốt hơn khối lượng phân tử nhỏ.

- Lần đầu tiên nghiên cứu sử dụng CTS tan trong nước làm chất ổn
định và nghiên cứu ảnh hưởng độ ĐĐA của CTS tới kích thước và
phân bố kích thước hạt bạc. ĐĐA thấp phân bố kích thước hạt hẹp
hơn ĐĐA cao. CTS tan trong nước (ĐĐA ∼ 50%) có khả năng ổn
định keo bạc tốt nhất, cho phép sản xuất keo bạc nano có kích thước
siêu nhỏ (1-6nm).

2. Đã nghiên cứu tìm được sự phụ thuộc của Dbh và dtb tăngcùng

chiều với nồng độ ion bạc ban đầu theo các phương trình hồi quy
thực nghiệm bậc hai ở vùng nồng độ bạc khảo sát (1-50mM khi sử
dụng chất ổn định PVA, PVP; 1-20mM sử dụng chất ổn định CTS,
CTS tan trong nước).

3. Đã nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ, loại chất bắt gốc tự do,
suất liều bức xạ tới Dbb và dtb hạt bạc :

</div>
<span class='text_page_counter'>(32)</span><div class='page_container' data-page=32>

- Sử dụng polyme ổn định khơng có tính chất bắt gốc tự do PVP thì
nồng độ chất bắt gốc tự do ảnh hưởng tới Dbh, dtb hạt bạc, nồng độ

etanol thích hợp là 10%.

- Đã xác nhận khơng có sự khác biệt các thông số đặc trưng của keo

bạc nano khi sử dụng 2 loại chất bắt gốc tự do etanol và izopropanol
cùng nồng độ.

- Suất liều bức xạ cao có xu hướng làm giảm Dbb và dtb hạt bạc.

4. Đã xác định vùng pH để keo bạc có điện tích dương qua thế zeta
nhằm ứng dụng làm chất sát khuẩn và xác định độ bền của hệ keo
qua việc theo dõi sự thay đổi kích thước hạt bạc theo thời gian. Keo
bạc nano/CTS tan trong nước, CTS có độ bền lớn nhất, tiếp theo là
keo bạc nano/PVP, cuối cùng là keo bạc nano/PVA. Hiệu suất
chuyển hố của q trình bức xạ khử Ag+_{thành Ag}0_{đạt ∼ 100%.}

5. Đã nghiên cứu hiệu ứng diệt khuẩn, diệt nấm của keo bạc nano
trong chất ổn định PVP, PVA, CTS,CTS tan trong nước với kết quả :
- Hiệu quả diệt khuẩn của bạc nano/PVA, PVP, CTS đối với vi
<i>khuẩn E.loli và S.aureus đạt 90,0-99,9% ở nồng độ 5ppm, đồng thời </i>
xác nhận CTS cũng có hiệu lực diệt trừ vi khuẩn.

<i>- Bạc nano/CTS có hiệu lực trung bình với việc kháng nấm Corticiun </i>

<i>Salmonicolor (gây bệnh nấm hồng trên cao su), xác định được ED</i>50

= 27,16ppm.

</div>

<!--links-->