Nghiên cứu sàng lọc dịch chiết dược liệu có khả năng tổng hợp nano tiểu phân bạc

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC Y DƢỢC

TRIỆU ANH DŨNG

NGHIÊN CỨU SÀNG LỌC DỊCH
CHIẾT DƢỢC LIỆU CÓ KHẢ
NĂNG TỔNG HỢP NANO TIỂU
PHÂN BẠC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH DƢỢC HỌC

HÀ NỘI - 2021


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC Y DƢỢC

Người thực hiện: TRIỆU ANH DŨNG

NGHIÊN CỨU SÀNG LỌC DỊCH
CHIẾT DƢỢC LIỆU CÓ KHẢ
NĂNG TỔNG HỢP NANO TIỂU
PHÂN BẠC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
(NGÀNH DƢỢC HỌC)

Khóa: QH.2016Y
Người hướng dẫn: TS. Hồng Lê Sơn
ThS. Nguyễn Xuân Bách

HÀ NỘI - 2021


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới TS. Hoàng Lê Sơn
và ThS. Nguyễn Xuân Bách đã tạo điều kiện và giúp đỡ trong quá trình thực
hiện đề tài “Nghiên cứu sàng lọc dịch chiết dƣợc liệu có khả năng tổng
hợp nano tiểu phân bạc”. Đồng thời, tôi xin trân trọng cảm ơn Dƣợc sĩ Ngơ
Thị Lan Hƣơng đã giúp đỡ nhiệt tình để hồn thành đề tài.
Tơi cũng xin cảm ơn các thầy cô giáo Trường Đại học Y dược - Đại học
Quốc gia Hà Nội đã dạy dỗ tơi tận tình trong những năm thánghọc tập ở
trường.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, người thân, bạn bè đã
khích lệ, động viên, ủng hộ trong suốt thời gian học tập tại trường cũng như
thời gian thực hiện khóa luận.
Tơi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày tháng năm 2021
Sinh viên

Triệu Anh Dũng


DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt
AgNPs
DĐVN
KTTP
NP(s)

PI
TCNSX
TLC
UV-VIS


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Tên
Hình 1.1.
Hình 1.2
Hình 1.3
Hình 1.4
Hình 1.5
Hình 3.1
Hình 3.2

Hình 3.3
Hình 3.4
Hình 3.5

Hình 3.6

Hình 3.7

Đồ thị đường chuẩn quercetin

37


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Tên
Bảng 2.1
Bảng 2.2
Bảng 2.3
Bảng 3.1
Bảng 3.2
Bảng 3.3
Bảng 3.4

Dan
Dan
Các
Kíc
AN
Qua
que
Kết
liệu
Khả


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
MỞ ĐẦU............................................................................................................................................. 1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN................................................................................................. 2
1.1. TỔNG QUAN VỀ CƠNG NGHỆ NANO VÀ VẬT LIỆU NANO.......2
1.1.1. Cơng nghệ nano.................................................................................................................. 2

1.1.2. Vật liệu nano và ứng dụng............................................................................................ 2
1.1.3. Các phương pháp tổng hợp vật liệu nano.............................................................. 3
1.2. TỔNG QUAN VỀ TIỂU PHÂN NANO BẠC................................................... 5
1.2.1. Giới thiệu về bạc kim loại............................................................................................. 5
1.2.2. Khái niệm về tiểu phân nano bạc............................................................................... 6
1.2.3. Các phương pháp bào chế tiểu phân nano bạc.................................................... 8
1.2.4. Ứng dụng của tiểu phân nano bạc............................................................................. 10
1.3. TỔNG QUAN VỀ GREEN SYNTHESIS............................................................ 14
1.3.1. Khái niệm về Green Synthesis.................................................................................... 14
1.3.2. Phương pháp Green Synthesis.................................................................................... 14
1.3.3. Cơ chế Green synthesis................................................................................................... 16
1.3.4. Các yếu tố ảnh hưởng tới sự tạo thành hạt nano bạc....................................... 17
1.3.5. Ứng dụng của Green synthesis................................................................................... 18
1.4. TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP.............................................. 20
1.4.1. Đo quang phổ hấp thu UV – Vis................................................................................ 20
1.4.2. Sắc ký lớp mỏng (TLC).................................................................................................. 20
1.4.3. Đánh giá kích thước tiểu phân.................................................................................... 20
1.4.4. Phương pháp đánh giá tác dụng chống oxi hóa theo DPPH........................ 21
CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.........22


2.1. NGUYÊN LIỆU, DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT................................................. 22
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu...................................................................................................... 22
2.1.2. Ngun liệu, dung mơi, hóa chất............................................................................... 23
2.1.3. Thiết bị..................................................................................................................................... 24
2.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............................................................................ 25
2.2.1. Phương pháp Green synthesis của nano bạc bằng dịch chiết dược liệu 25

2.2.2. Phương pháp định lượng tổng flavonoid theo quercetin............................... 25
2.2.3. Đánh giá tác dụng chống oxy hóa DPPH.............................................................. 26

CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU..................................................................... 28
3.1. SÀNG LỌC CÁC DƢỢC LIỆU CÓ KHẢ NĂNG TẠO NANO BẠC
28
3.1.1. Kết quả đánh giá khả năng tạo nano bạc bằng UV – Vis.............................. 28
3.1.2. Đánh giá kích thước tiểu phân của các hạt nano bạc....................................... 31
3.2. Đánh giá đặc tính cao dịch chiết ban đầu............................................................ 34
3.2.1. Sắc ký lớp mỏng của các dịch chiết ban đầu....................................................... 34
3.2.2. Kết quả định lượng flavonoid trong các mẫu dược liệu tạo nano bạc .. 36

3.2.3. Kết quả chống oxy hóa theo DPPH của cao chiết ban đầu.......................... 38
CHƢƠNG 4: BÀN LUẬN...................................................................................................... 40
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT..................................................................................................... 42
Tài

liệu

tham

khảo


MỞ ĐẦU
Tiểu phân nano bạc có nhiều tiềm năng phát triển sản phẩm như kháng
khuẩn, kháng ung thư, chữa đái tháo đường. Mộtvài sản phẩm đã được ứng
dụng trongsản xuất trong công nghiệp với bạc như bạc sulfadiazin để chữa
bỏng, gel nano bạc trong mỹ phẩm. Haiphương pháp bào chế nano bạc gồm
phương pháp hóa học và vật lý có một số nhược điểm như sử dụng các dung
mơi, hóa chất độc hại với môi trường hoặc ở điều kiện áp suất cao. Trong khi
đó, phương pháp sử dụng dịch chiết từ vi khuẩn và thực vật tạo tiểu phân
nano bạc có thể khắc phục những nhược điểm. Đây cũng là một cơng nghệ rẻ

tiền, dễ áp dụng và có thể nâng cấp ở quy mơ cơng nghiệp. Từ đó, chúng tôi
đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu sàng lọc dịch chiết dƣợc liệu có khả năng
tổng hợp nano tiểu phân bạc” với 2 mục tiêu chính sau:
1. Sàng lọc các dịch chiết dược liệu có khả năng tạo nano bạc và đánh giá
kích thước tiểu phân nano bạc tạo thành.
2. Đánh giá đặc tính cao dịch chiết ban đầu.

1


Chƣơng I: TỔNG QUAN
1.1. KHÁI QUÁT VỀ CÔNG NGHỆ NANO VÀ VẬT LIỆU NANO
1.1.1. Công nghệ nano
Lĩnh vực công nghệ nano là một trong những lĩnh vực phân tích tích
cực, đáng chú ý trong khoa học vật liệu hiện đại [20]. Cấu trúc nano là vấn đề
liên quan đến tất cả các ứng dụng của công nghệ nano ở bất kỳ đâu trong bản
chất và kích thước của các hạt nano quyết định tính năng của chúng. Nó được
chấp nhận rộng rãi trong nền khoa học nano và công nghệ nano, tập trung vào
các đơn vị kích thước, hơn là bất kỳ đơn vị đo lường khoa học nào khác. Các
hạt kích thước nano là vật chất duy nhất nằm giữa vi mơ và trung mơ. Khi so
sánh về kích thước của các hạt nano với các phân tử “nhỏ” khác, vi khuẩn
được gọi là lớn, ngược lại, vi khuẩn có tỷ lệ diện tích bề mặt trên thể tích cao
và tỷ lệ phân tử bề mặt cao. Chúng có các đặc tính hóa lý xác định như tính
chất quang học, tính chất từ tính, tính chất xúc tác, tính chất kháng khuẩn ở
giai đoạn nano đặc trưng dẫn đến phản ứng hóa học, hoạt tính sinh học và
hành vi xúc tác vượt trội so với các hạt lớn hơn có cùng thành phần hóa học
[9].
1.1.2. Vật liệu nano và ứng dụng
Vật liệu ở kích thước nano (1 - 100 nm) có sự khác biệt đáng kể về tính
chất so với vật liệu cùng loại ở dạng khối [19]. Các hạt nano có tỷ lệ bề mặt

trên thể tích rất cao. Vì thế nên đã tạo nên những khác biệt trên, cụ thể nằm ở
các tính chất vật lý và cấu trúc của nguyên tử, phân tử và vật liệu khối của
ngun tố. Tính chất này có thể được sử dụng trong các lĩnh vực khoa học,
nơi cần diện tích bề mặt cao [17].
Vật liệu nano có thể cung cấp giải pháp cho những thách thức về công
nghệ và môi trường trong các lĩnh vực chuyển đổi năng lượng mặt trời, xúc
tác, sinh học, khoa học y sinh và xử lý nước [3]. Các hạt nano chủ yếu được
sử dụng để phát triển một loạt các vật liệu tổng hợp như ống nano cacbon
(CNT), chấm lượng tử cacbon (CQD), CNT phủ nhựa epoxy, Ag phủ polyme,
hạt nano oxit sắt siêu từ tính (SPION), silica trung tính hạt, kim loại xúc tác,
oxit kim loại, chấm lượng tử (QD), dendrimers, màng nano, sợi nano và nano

2


composite gia cố. Nhiều trong số các hạt nano này như ZnO, FeO, SiO 2, CeO2
và TiO2, thường được sử dụng do đặc tính quang xúc tác thích hợp của chúng.
Các nguyên tố kim loại (như Ag, Au, Fe, Cu, Pt, Pd, Ni và Co) ở kích thước
nano mét được sử dụng rộng rãi cho các mục đích kháng khuẩn, quang học,
xúc tác, điện tử và cảm biến cũng như làm chất pha tạp. Hơn nữa, dây dẫn
làm từ Au, Cu, Si và Co được sử dụng làm chất dẫn điện và chất bán dẫn. Một
số hạt nano oxit kim loại được sử dụng làm thành phần của phụ gia cao su, bộ
chuyển đổi xúc tác, hình ảnh y sinh, tế bào quang điện, cảm biến và để xử lý
môi trường (sơn, mỹ phẩm và sản phẩm nhựa),... [18].
1.1.3. Các phƣơng pháp tổng hợp vật liệu nano

Hình 1.1. Tổng hợp hạt nano bạc: phương pháp đi từ trên xuống (top-down)
và phương pháp đi từ dưới lên (bottom-up)

a. Phƣơng pháp đi từ trên xuống (top-down)

Đây là phương pháp tạo vật liệu nano từ vật liệu khối ban đầu.
Nguyên lí: chủ yếu sử dụng phương pháp vật lý, chẳng hạn như năng
lượng cơ học được sử dụng trong nghiền bi, xay và nghiền; năng lượng điện
3


được sử dụng trong phương pháp phóng điện hồ quang và phương pháp cắt
bỏ tia laze; năng lượng nhiệt được sử dụng trong phương pháp ngưng tụ hơi.
Ưu điểm: có thể thu được các hạt nano tinh khiết mà không có phụ gia
hóa học. NP được tổng hợp bằng phương pháp vật lý có thể thể hiện sự phân
bố kích thước hạt đồng đều và độ tinh khiết cao, không chứa thuốc thử hóa
học có thể gây hại cho con người và mơi trường.
Nhược điểm: Do khơng có chất ổn định hoặc chất đóng nắp, có thể dẫn
đến kết tụ tiểu phân nano bạc. Phương pháp này cần thiết bị phức tạp và năng
lượng bên ngồi trong quy trình [16].
b. Phƣơng pháp đi từ dƣới lên (bottom-up)
Tạo hạt nano từ các nguyên tử hoặc các ion kết hợp lại với nhau. Đây là
phương pháp phổ biến hiện nay để chế tạo ion kim loại.
Nguyên lí: Các phương pháp từ dưới lên thường được sử dụng bao gồm
tổng hợp hóa học và tổng hợp sinh học. Tổng hợp hóa học có thể được kết
hợp với các năng lượng thay thế, chẳng hạn như quang hóa, điện hóa, vi sóng
hỗ trợ và phương pháp sonochemical. Phương pháp sinh học thường dựa vào
các chất đại phân tử trong vi khuẩn, nấm và tảo, chẳng hạn như
exopolysaccharide, cellulose và enzyme, và các thành phần hữu cơ trong chiết
xuất thực vật như enzyme, rượu, flavonoid, alkaloid, quinin, terpenoit, hợp
chất phenolic
Ưu điểm: Tổng hợp hóa học nhanh chóng thu được các hình dạng khác
nhau của NP. Tổng hợp sinh học là một cách tiếp cận kinh tế, thân thiện với
môi trường, đơn giản và đáng tin cậy. Trang thiết bị đơn giản.
Nhược điểm: Chỉ tạo ra một lượng nhỏ vật liệu nano [6].

1.2. TỔNG QUAN VỀ TIỂU PHÂN NANO BẠC
1.2.1. Giới thiệu về bạc kim loại
Bạc là một kim loại chuyển tiếp trong một bộ với Cupper và Vàng, là
một nguyên tố mềm, màu trắng, bóng, có độ dẫn điện và dẫn nhiệt cao. Nó

4


được đúc kết dưới nhiều hình thức như tiền xu, bình, dung dịch, giấy bạc, chỉ
khâu, và chất keo như kem dưỡng da, dung dịch dưỡng ẩm, v.v. [2].
Khoảng 5000 năm trước, nhiều người Hy Lạp, La Mã, Ba Tư và Ai Cập
đã sử dụng bạc ở dạng này hay dạng khác để đựng các sản phẩm thực phẩm.
Việc sử dụng đồ bạc trong thời kỳ cổ đại của các triều đại khác nhau là phổ
biến trên toàn cầu, đồ dùng để uống và ăn và cất giữ các vật dụng có thể uống
và ăn được có lẽ là do kiến thức về hành động kháng khuẩn. Có những ghi
chép về ứng dụng chữa bệnh của bạc trong y văn từ năm 300 trước Công
nguyên. Trong tôn giáo Hindu, cho đến nay các đồ dùng bằng bạc được ưa
chuộng để chế biến "panchamrit" sử dụng sữa đông, Ocimum sanctum và các
thành phần khác. Tiềm năng chữa bệnh của các kim loại khác nhau được đề
cập trong tài liệu y học cổ đại của Ấn Độ Aurvedic y học có tên “Charak
Samhita”. Cho đến khi Alexzander Flemming phát hiện ra thuốc kháng sinh,
bạc thường được sử dụng làm chất kháng khuẩn [3].
1.2.2. Giới thiệu về hạt nano bạc
Hạt nano bạc là các hạt nano có kích thước từ 1 đến 100 nm. Do có
diện tích bề mặt lớn nên hạt nano bạc có khả năng giải phóng ion Ag+ nhanh
hơn so với các bạc ở dạng khối.
Các hạt nano bạc có hiện tượng cộng hưởng plasmon bề mặt. Khi bức
xạ điện từ tương tác với các hạt nano kim loại có hằng số điện mơi ảo thực âm
và dương nhỏ (ví dụ như các hạt nano bạc và vàng), nó tạo ra một dao động
tập hợp của các điện tử dẫn bề mặt được gọi là plasmon bề mặt. Sự kích thích

của các plasmon trên bề mặt dẫn đến trường điện từ được tăng cường tại một
số vị trí trên các hạt nano được chiếu sáng. Các plasmon bề mặt được kích
thích trong các hạt nano bạc trong q trình tương tác của chúng với ánh sáng
cũng là nguyên nhân tạo ra màu sáng của chất keo Ag [12].

5


Hình 1.2. Giản đồ dao động plasmon trong hạt nano plasmonic hình cầu cho
thấy sự dịch chuyển của đám mây điện tích electron dẫn so với hạt nhân.
Hiện tượng cộng hưởng plasmon bề mặt là sự kích thích các electron
tự do bên trong vùng dẫn, dẫn đến sự hình thành các dao động đồng pha. Khi
kích thước của tinh thể nano bạc nhỏ hơn bước sóng của bức xạ tới, hiện
tượng cộng hưởng plasmon xuất hiện. Cộng hưởng plasmon bề mặt phụ
thuộc vào nhiều thông số của hạt nano, chẳng hạn như: kích thước và hình
dạng của nó, các đặc tính điện mơi của kim loại mà từ đó hạt nano được tạo
ra, và tính cho phép điện mơicủa mơi trường [7].

6


1.2.3. Các phƣơng pháp bào chế tiểu phân nano
bạc a. Phƣơng pháp vật lý
Bào chế tiểu phân nano bạc bằng phương pháp vật lý quan trọng nhất là
bay hơi-ngưng tụ và cắt đốt bằng laser [2]. Bay hơi đề cập đến việc làm nóng
vật liệu phủ đến điểm sơi trong môi trường chân không và bay hơi, và vật liệu
bay hơi bốc lên trong buồng chân không và ngưng tụ trên chất nền. Phương
pháp cắt đốt bằng laser đề cập đến việc cắt bỏ tấm kim loại bằng tia laser công
suất cao, mục tiêu kim loại hấp thụ năng lượng chùm tia laser và quang tử,
tiếp theo là sự tạo mầm và phát triển của các hạt kim loại trong quá trình làm

mát chùm tia plasma và cuối cùng là tổng hợp NPs. Ngồi ra, phương pháp
phóng điện hồ quang có thể thu được NPs thơng qua thiết bị phóng hồ quang
dưới nguồn điện một chiều (DC). Thiết bị sử dụng lớp thuốc thử dạng bột làm
cực dương và các điện cực được ngâm trong chất lỏng điện môi như
hydrocacbon, khí trơ lỏng và nước khử ion. Thêm nữa, phún xạ chỉ việc bắn
phá vật liệu phủ mục tiêu bằng điện tích năng lượng cao để bắn ra nguyên tử
hoặc phân tử có thể lắng đọng trên chất nền. Trong phương pháp nghiền bi, sự
va chạm với tốc độ cao giữa các quả bi nghiền, chẳng hạn như gốm sứ, đá
cuội và thép khơng gỉ, có thể tạo ra áp suất cao cục bộ, nghiền kim loại thành
bột rất mịn [6].
b. Các phƣơng pháp hóa học
Tổng hợp hóa học hiện là phương pháp phổ biến nhất để tổng hợp
AgNPs. Quá trình liên quan đến việc khử Ag + (cung cấp bởi tiền chất muối
bạc) thành bạc nguyên tố (AgNPs) thông qua chuyển điện tử trong các điều
kiện nhất định. Nói chung, tổng hợp hóa học có thể được thúc đẩy bằng các
chất khử như natri borohydrid (NaBH4) và natri xitrat (TSC). Phương pháp
hóa học có thể được kết hợp với các nguồn năng lượng bên ngoài để điều chế
AgNP, chẳng hạn như phương pháp quang hóa, điện hóa, vi sóng hỗ trợ và
phương pháp sono hóa. Trong số các phương pháp này, q trình tạo ra
AgNPs có thể được chia thành hai phần: tạo mầm và tăng trưởng. Nồng độ
monome trong dung dịch tăng nhanh trên mức siêu bão hòa tới hạn, và gây ra
“sự bùng nổ” và kết tủa. Sự kết tủa của monome tạo thành hạt nhân và quá
trình tạo mầm lặp đi lặp lại thúc đẩy sự ra đời liên tục của các hạt mới. Khi
7


hình thành hạt, nồng độ monome giảm xuống dưới mức siêu bão hòa quan
trọng. Sau khi tạo mầm, việc bổ sung monome tăng lên sẽ gây ra sự phát triển
của các hạt nhân và hình thành các NP có kích thước lớn hơn. Trong quá trình
tổng hợp, các chất ổn định như PVP và CTAB thường được sử dụng để ổn

định và phân tán AgNPs [6].
c. Các phƣơng pháp sinh học
Trong những thập kỷ gần đây, nhiều loại tổng hợp sinh học qua trung
gian vi sinh vật và thực vật của AgNPs được phát triển. Các vi sinh vật có thể
phát triển các gen chống chịu kim loại và khả năng tập trung sinh học kim loại
để tồn tại trong mơi trường cực giàu bạc. Các cơ chế tiến hóa thích nghi này
bao gồm thay đổi và giảm độc tính tế bào của kim loại và dẫn đến hình thành
AgNPs. AgNPs có thể được coi là “sản phẩm phụ” của cơ chế đề kháng của
vi sinh vật chống lại Ag+ tự do. Tổng hợp qua trung gian thực vật có thể khử
Ag+ thành Ag0 bằng cách sử dụng các nhóm chức như -OH và =CH- trong
các thành phần hữu cơ và các dẫn xuất của chúng có trong chiết xuất các bộ
phận của cây. Các bộ phận của cây thường được sử dụng bao gồm vỏ, vỏ, mô
sẹo, lá, hoa, quả, thân , hạt và thân rễ. Trong quá trình sinh tổng hợp, các
thành phần sinh học khác nhau đóng vai trò là chất khử, chẳng hạn như
exopolysaccharide, peptit, nitrat reductase, đồng yếu tố khử, cytochromes loại
C tách khỏi vi sinh vật, và tinh bột, xenlulo, kitin, dextran, alginate tách khỏi
thực vật. Tuy nhiên, các thành phần hữu cơ trong quá trình sinh tổng hợp
AgNPs cần được nghiên cứu thêm do sự tương tác phức tạp của chúng với
AgNPs và sự đa dạng của thực vật. So với các phương pháp vật lý hoặc hóa
học, phương pháp sinh học có thể được thực hiện ở nhiệt độ và áp suất bình
thường và tránh sử dụng các chất phụ gia độc hại hoặc nguy hiểm [6].
1.2.4. Ứng dụng của tiểu phân nano bạc
Gần đây, AgNPs đã được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực phụ khác
nhau của y học nano bao gồm điện tử nano, chẩn đốn, hình ảnh phân tử và y
sinh.
AgNPs có thể được sử dụng như các đầu dị NP có độ nhạy cao để xác
định mục tiêu và hình ảnh các phân tử nhỏ, DNA, protein, mô tế bào và thậm

8

chí cả khối u invivo. AgNPs với cộng hưởng plasmon mạnh hơn và sắc nét
hơn đã được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống hình ảnh, đặc biệt cho hình
ảnh tế bào với chất tương phản được chức năng hóa thành AgNPs thơng qua
sửa đổi bề mặt. Ví dụ, cấu trúc vỏ nano nhúng AgNP có thể được sử dụng
trong hình ảnh ung thư và liệu pháp quang nhiệt để khám phá vị trí của tế bào
ung thư bằng cách hấp thụ ánh sáng và tiêu diệt chúng thông qua hiệu ứng
quang nhiệt [8].
AgNPs đã được sử dụng rộng rãi trong một số ứng dụng, bao gồm chẩn
đoán và xác định sinh học của tế bào ung thư. Hơn nữa, AgNPs đã được sử
dụng để phát hiện p53 trong tế bào ung thư biểu mơ.
Các hạt nano cũng có tiềm năng hứa hẹn như các nhãn huỳnh quang
cho các thí nghiệm hình ảnh (hạt đơn) hoặc các xét nghiệm sinh học, địi hỏi
bước sóng nền hoặc bước sóng xun mơ thấp. Các đặc tính quang học của
AgNPs có thể được sử dụng để chẩn đốn điểm chăm sóc (POC) đa hợp bằng
cách sử dụng phổ hấp thụ có thể điều chỉnh kích thước của chúng.
Các AgNP nhiều màu được kết hợp với các kháng thể để nhận ra
protein NS của virus Dengue (DENV), protein NS1 của virus Sốt vàng (YFV)
và glycoprotein của virus Zaire Ebola (ZEBOV) (GP). Giới hạn phát hiện
(LOD) đối với các dấu ấn sinh học của mỗi vi rút là 150 ng / mL trong một
kênh duy nhất. Một ví dụ khác là phát hiện chì đo màu sử dụng AgNPs [8].
Bề mặt của các hạt nano kim loại có thể làm thay đổi điều kiện khơng
gian tự do của huỳnh quang với các đặc tính phổ. Sự tương tác này giữa bề
mặt kim loại và fluorophore được gọi với nhiều tên khác nhau là huỳnh quang
tăng cường bề mặt (SEF), huỳnh quang tăng cường kim loại (MEF) hoặc kỹ
thuật phân rã bức xạ. Các bề mặt kim loại thể hiện các đặc điểm sau như: dập
tắt fluorophore trong khoảng cách ngắn (0–5nm); sự chênh lệch không gian
của ánh sáng tới (0–15nm); và thay đổi tốc độ phân rã bức xạ (1–20nm). Hiệu
ứng trường nâng cao có thể được tận dụng để xây dựng một vùng không gian
với khoảng cách ngắn hơn giữa fluorophore và bề mặt của cấu trúc nano kim

loại bao gồm Ag hoặc Au, làm tăng tốc độ phát fluorophore.

9


Do độc tính tế bào nội tại của chúng, AgNPs đã được sử dụng rộng rãi
như chất kháng khuẩn và chống ung thư và ứng dụng y sinh trong ngành
chăm sóc sức khỏe. Mức độ độc đối với tế bào được xác định bởi điện tích bề
mặt của AgNPs. Điện tích bề mặt dương của AgNPs khiến chúng thích hợp
hơn để tồn tại lâu hơn trên bề mặt mô hoặc bên sáng của mạch máu, đây là
một con đường chính để sử dụng các chất chống ung thư. Đặc tính gây độc tế
bào nội tại của AgNPs đã được ứng dụng để chống lại nhiều loại tế bào ung
thư khác nhau, chẳng hạn như ung thư biểu mô tế bào gan, phổi và ung thư
vú, và ung thư biểu mô cổ tử cung. Các AgNP có kích thước nhỏ hiệu quả hơn
trong sản xuất ROS. Ngoài các cơ chế tế bào này, AgNPs cũng cho thấy các
đặc tính chống tạo mạch và chống tăng sinh. Đặc tính chống tăng sinh qua
trung gian của AgNPs trong tế bào ung thư là do chúng có khả năng làm hỏng
DNA, phá vỡ nhiễm sắc thể, tạo ra sự bất ổn định của hệ gen và phá vỡ cân
bằng nội môi canxi (Ca2+), gây ra quá trình apoptosis và gây mất ổn định tế
bào. Tổn thương tế bào ngăn chặn chu kỳ và phân chia tế bào, thúc đẩy hoạt
động chống tăng sinh của tế bào ung thư.
Tác dụng gây độc tế bào của AgNPs đã được sử dụng rộng rãi trong các
ngành công nghiệp thực phẩm và chăm sóc sức khỏe, chẳng hạn như bảo quản
thực phẩm, dệt may, lớp phủ thiết bị y tế và cảm biến mơi trường. Độc tính cụ
thể đối với vi khuẩn đã dẫn đến sự tích hợp của bạc trong nhiều loại sản phẩm
bao gồm băng vết thương, vật liệu đóng gói và lớp phủ bề mặt chống bám
bẩn. Một cách tiếp cận thú vị khác là băng có phủ AgNP vì chúng có thể tiêu
diệt vi khuẩn có hại và cho phép chữa lành tốt hơn ở mơ bị thương. Ngồi ra,
các ion bạc như một chất chống vi khuẩn đã được sử dụng làm vật liệu tổng
hợp trong nhựa nha khoa và trong lớp phủ của các dụng cụ y tế. AgNPs cũng

đã được sử dụng trong bao bì thực phẩm để thực phẩm có thể để được lâu hơn
mà không bị ô nhiễm [8].
Các vật liệu nano bạc đa dạng đã được nghiên cứu như các thành phần
của nanocompozit do hằng số điện môi cao của chúng trong nhiều hệ thống.
Ví dụ, dây nano bạc có thể được sử dụng làm lớp phủ dẫn điện trong thiết bị
điện tử dẻo và chất bán dẫn trong suốt. Tương tự, AgNPs có tiềm năng được
ứng dụng trong hồ dán bạc để tiếp xúc hiệu quả tại các giao diện điện tử vì độ
10


dẫn điện cao của chúng. Đặc biệt, AgNPs có thể được sử dụng làm ăng-ten
tăng cường hoạt động plasmonic để cảm nhận một phân tử cụ thể hoặc trong
các ứng dụng hình ảnh. Do đó, AgNPs có thể được sử dụng như một vật liệu
cảm biến để giám sát môi trường.
Các hạt nano kim loại của Ag hoặc Au đã được sử dụng trong quá trình
thu ánh sáng quang điện tử dựa trên hiệu ứng plasmonic. Trong quá trình
chuyển đổi năng lượng mặt trời có sự hỗ trợ của plasmon, cấu trúc nano kim
loại được sử dụng để phân tán bức xạ mặt trời và có khả năng ghép bức xạ tốt
hơn với các phần tử quang điện bán dẫn. Việc khai thác hiệu quả ánh sáng từ
đèn LED khai thác vật lý tương tự trong đó các cấu trúc nano kim loại đóng
vai trị kép như một chất tán xạ ánh sáng và các nanoanten truyền năng lượng.
Trong bối cảnh này, các tế bào năng lượng mặt trời phục vụ để ghép nối ánh
sáng tới một cách hiệu quả với các AgNP, từ đó năng lượng quang truyền đi
dưới dạng phân cực plasmon (SP) bề mặt. Ví dụ, hiệu ứng plasmonic được
kích hoạt bởi các NP kim loại đã được sử dụng để nâng cao năng suất hấp thụ
ánh sáng trong pin mặt trời. Khi các photon của ánh sáng tới gặp phải bởi
AgNP, chúng gây ra rung động và tán xạ điện tử trong các NP, tạo điều kiện
cho việc hấp thụ photon hiệu quả hơn.
1.3. TỔNG QUAN VỀ GREEN SYNTHESIS
1.3.1. Khái niệm về Green Synthesis

Có rất nhiều phương pháp vật lý, hóa học, sinh học và phương pháp lai
thường được sử dụng để chế tạo các hạt nano khác nhau với các đặc tính ưu
tiên. Thơng thường các kỹ thuật vật lý và hóa học được áp dụng rộng rãi
nhưng các kỹ thuật vật lý để tổng hợp các hạt nano có giá thành cao; tuy
nhiên, các kỹ thuật hóa học có hại cho mơi trường và sinh vật sống. Việc phát
triển các kỹ thuật tổng hợp này để sản xuất quy mô lớn bị hạn chế do chi phí
sản xuất cao (do lượng tiêu thụ năng lượng không mong muốn), sử dụng các
dung môi hữu cơ độc hại, chế tạo các chất trung gian không đảm bảo và tạo ra
các sản phẩm thải độc hại, dẫn đến ô nhiễm môi trường và nhiều nguy cơ sinh
học. Bên cạnh các chất gây ô nhiễm của tự nhiên, nhiều vấn đề khác cũng đi
kèm với các kỹ thuật này. Ví dụ, tốc độ sản xuất chậm, tăng trưởng không đủ

11


và cấu trúc của hạt nano tổng hợp bị méo mó. Giảm kích thước cũng có thể
dẫn đến tăng khả năng phản ứng và độc tính của vật liệu tổng hợp. Do đó,
trước khi triển khai trên diện rộng các phản ứng này, điều cần thiết là phải dự
đoán triển vọng.
Các phương pháp liên quan thường là các quy trình đơn giản, thân thiện
với môi trường và phù hợp với tự nhiên. Nó đã được chứng minh bởi nhiều
nghiên cứu rằng khả năng khử của protein và các chất chuyển hóa có trong
các hệ thống sinh học này có thể thay đổi các ion kim loại vô cơ thành các hạt
nano kim loại.
Yếu tố trung gian của Green synthesis là dịch chiết thực vật, thể hiện
khả năng hấp thụ, tích tụ và khử các ion kim loại vô cơ từ môi trường xung
quanh chúng [1].
1.3.2. Phƣơng phápGreen synthesis
Green synthesis đã cho thấy khả năng hấp thụ, tích lũy và khử các ion
kim loại vô cơ từ môi trường xung quanh chúng. Hiện nay người ta thừa nhận

rằng nhiều thực thể hữu cơ tồn tại trong các mơ thực vật có khả năng hoạt
động như những nhà máy sinh học hiệu quả để giảm thiểu đáng kể sự ô nhiễm
môi trường. Hơn nữa, sự kết hợp của các phân tử được tìm thấy trong chất
chiết xuất từ thực vật có thể hoạt động như cả tác nhân khử và ổn định (đóng
nắp), tất cả đều nằm trong q trình tổng hợp hạt nano.
Các hạt nano thu được từ chiết xuất thực vật được điều chế từ chiết xuất
thực vật sống. Các bộ phận của cây như lá, rễ, nhựa mủ, hạt và thân đang
được sử dụng rộng rãi để tổng hợp NP dựa trên kim loại và oxit kim loại. Chất
chiết xuất từ thực vật là các polyphenol có hoạt tính sinh học, protein, axit
phenolic, alkaloid, đường, terpenoid, v.v., được cấu tạo chủ yếu để đóng vai
trị chính trong việc loại bỏ các ion kim loại và sau đó làm giảm bớt chúng. Sự
khác biệt về nồng độ và cấu trúc của các phân tử sinh học hoạt động này giữa
các loài thực vật khác nhau và sự liên kết hệ quả của chúng với các ion kim
loại trong nước được cho là yếu tố hỗ trợ chính trong các kích thước và hình
dạng khác nhau của hạt nano được chế tạo.

12


Hình 1.3. Các chất dẫn xuất sinh học quan trọng được tìm thấy trong dịch
chiết từ thực vật
Quá trình tổng hợp NPs bằng cách khử muối kim loại thông qua chất
chiết xuất từ thực vật là một hành động khí quyển mơi trường xung quanh vừa
phải dễ chịu. Q trình tiến hành vơ cùng đơn giản. Ở nhiệt độ phịng, dịch
chiết thực vật và dung dịch muối kim loại được trộn đều. Phản ứng được thực
hiện trong vòng vài phút. Khi các dung dịch của tiền chất kết hợp với nhau,
q trình khử muối sinh hóa ngay lập tức bắt đầu và việc tạo ra các hạt nano
thường được thể hiện bằng sự chuyển đổi màu sắc của dung dịch phản ứng.
Quá trình tổng hợp NP xanh qua trung gian thực vật có thể được chia
thành ba giai đoạn: giai đoạn hoạt hóa, giai đoạn tăng trưởng và giai đoạn kết

thúc. Giai đoạn hoạt hóa là giai đoạn chính trong đó các ion kim loại được thu
hồi từ các tiền chất muối của chúng thông qua hoạt động của các chất chuyển
hóa thực vật; phân tử sinh học có khả năng khử. Các ion kim loại bị thay đổi
từ trạng thái oxi hóa đơn hoặc hóa trị II sang trạng thái hóa trị 0, sau đó xảy ra
q trình tạo mầm của các nguyên tử kim loại ngưng tụ. Tiếp theo là giai đoạn
tăng trưởng trong đó các nguyên tử kim loại tách rời liên kết với nhau để tạo
thành các NP kim loại mặc dù quá trình khử ion kim loại diễn ra nhiều hơn về
mặt sinh học. Song song với quá trình tăng trưởng, các hạt nano thu thập để
tạo thành nhiều hình thái khác nhau như hình khối, hình cầu, hình tam giác,
hình que, hình lục giác, hình ngũ giác và dây. Giai đoạn tăng trưởng tăng lên
trong sự ổn định nhiệt động lực học được nâng cao của các NP trong khi sự

13


tạo mầm mở rộng có thể dẫn đến sự tập hợp các NP được tổng hợp, làm thay
đổi hình thái của chúng. Bước cuối cùng trong quá trình tổng hợp NP xanh là
giai đoạn kết thúc. Các NP cuối cùng có được hình thái ổn định và hứa hẹn
nhất của chúng khi được bao phủ bởi các chất chuyển hóa của thực vật [8].
1.3.3. Cơ chế Green synthesis
Cơ chế của Green synthesis có thể được phân loại thành ba cấp độ: giai
đoạn hoạt hóa, giai đoạn tăng trưởng và giai đoạn kết thúc. Giai đoạn chính là
giai đoạn hoạt hóa, trong đó các ion kim loại được thu hồi từ các tiền chất
muối của chúng nhờ tác động của các chất chuyển hóa thực vật; phân tử sinh
học có khả năng khử. Hơn nữa, các ion kim loại được thay đổi từ trạng thái
oxy hóa đơn hoặc hóa trị hai của chúng sang trạng thái hóa trị 0. Trong giai
đoạn phát triển, các nguyên tử kim loại được phân chia liên kết với nhau để
tạo thành các hạt nano kim loại trong khi quá trình khử ion kim loại đang diễn
ra. Sau đó, cùng với sự phát triển tăng trưởng, các hạt nano kết hợp với nhau
để tạo thành các hình khối, chẳng hạn như hình cầu, hình tam giác, hình lục

giác, ngũ giác, hình que và dây. Giai đoạn tăng trưởng dẫn đến tính bền nhiệt
động lực học của các hạt nano được nâng cao trong khi sự tạo mầm kéo dài có
thể dẫn đến sự tích tụ các hạt nano kim loại tổng hợp, làm thay đổi hình thái
của chúng. Bước cuối cùng trong quá trình tổng hợp Green synthesis là giai
đoạn kết thúc, trong đó các hạt nano cuối cùng đạt được hoạt tính tối đa có thể
và hình thái khơng đổi được bao phủ bởi các chất chuyển hóa thực vật [8].
1.3.4. Các yếu tố ảnh hƣởng tới sự tạo thành hạt nano bạc
Nhiều đặc tính của hỗn hợp dung dịch như nồng độ muối kim loại,
nồng độ dịch chiết thực vật, pH dung dịch phản ứng, v.v., và các điều kiện
phản ứng khác như thời gian và nhiệt độ phản ứng có ảnh hưởng rộng rãi đến
kích thước, hình thái và chất lượng của các hạt nano tổng hợp. Sự xấp xỉ pH
của hỗn hợp phản ứng có ảnh hưởng lớn đến thành phần của NP. Sự thay đổi
độ pH dẫn đến sự thay đổi điện tích trong q trình trao đổi chất của thực vật
và thậm chí ảnh hưởng đến khả năng chelate và khử các ion kim loại trong
quá trình này, làm thay đổi kích thước, hình thái và sản lượng NP tổng hợp.
Một số chất chuyển hóa thực vật khác nhau về bản chất và giảm khả năng của

14


nhau. Điều này cũng có thể ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp NP; ví dụ,
tryptophan và các axit amin như tyrosine, arginine và lysine là những chất
khử có ảnh hưởng nhất trong số tất cả các chất phytochemical và do đó có thể
làm giảm một lượng lớn các ion kim loại trong thời gian ngắn hơn. Nhiệt độ
cũng là một thông số thiết yếu để ảnh hưởng đến các đặc tính của NP trong
q trình tổng hợp. Nhiệt độ cao cải thiện độ kết tinh nhất định của các NP
tổng hợp bằng cách cải thiện tốc độ tạo mầm. Quá trình tổng hợp NP cũng
đảm bảo thế ion kim loại. Các ion kim loại có thế điện hóa cao hơn có khả
năng bị ngưng tụ bởi các chất hóa thực vật. Ví dụ, Ag + có thế ion hóa tốt hơn
Au + vì kích thước nhỏ hơn và do đó sẽ bị ngưng tụ sớm hơn. Tổng hợp xanh

kinh tế, thân thiện với môi trường, bền vững, đơn giản và có thể tái sản xuất
hơn so với các phương thức tổng hợp khác [8].
1.3.5. Ứng dụng của Green synthesis
Trong cấu trúc nano được tạo ra bởi Green synthesis, ứng dụng quang
xúc tác chính của các oxit TiO2 và ZnO là trong xử lý nước thải, với mục tiêu
chính là khử màu nước bị ô nhiễm bởi thuốc nhuộm.
Cấu trúc nano ZnO và TiO2 được tổng hợp bằng các phương pháp
Green Synthesis đã được sử dụng trong sản xuất pin mặt trời thế hệ thứ ba,
đặc biệt là Pin mặt trời nhạy cảm với thuốc nhuộm (DSSC), một lớp phụ của
màng mỏng pin mặt trời đã cho thấy là một giải pháp thay thế đầy hứa hẹn
cho pin mặt trời silicon do chi phí thấp, hiệu quả và dễ sản xuất. Trong thiết bị
này, quá trình chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng dựa trên sự nhạy
cảm của một chất bán dẫn dải tần rộng được sử dụng làm vật liệu quang điện
tử [13].
Theo các nghiên cứu kháng khuẩn in vitro, các hạt nano kim loại cản
trở một số loài vi sinh vật một cách hiệu quả. Các hạt nano khác nhau sử dụng
đồng thời nhiều cơ chế để chống lại vi khuẩn (ví dụ: hạt nano chứa kim loại,
hạt nano giải phóng NO và hạt nano chứa chitosan. Các hạt nano có thể chống
lại tình trạng kháng thuốc vì chúng hoạt động theo nhiều cơ chế. Do đó, vi
khuẩn phải đồng thời có nhiều đột biến gen trong tế bào của chúng để vượt
qua các cơ chế của hạt nano.

15


Các NP kim loại thể hiện tiềm năng xúc tác đáng ngưỡng mộ vì tỷ lệ
khả năng hấp phụ bề mặt cao và tỷ lệ diện tích bề mặt trên thể tích cao.Các
NP kim loại có thể thúc đẩy tốc độ phản ứng bằng cách tăng sự hấp phụ của
các chất phản ứng trên bề mặt của chúng, do đó làm giảm các rào cản năng
lượng hoạt hóa [11]. Như vậy, phương pháp green synthesis cịn có ý nghĩa

trong hoạt động xúc tác.
Một phương pháp sinh tổng hợp đơn giản sử dụng dịch chiết của
hoaCouroupita guianensis được đề cập ở đây để tổng hợp các hạt nano vàng,
giúp chống ung thư bạch cầu [15].
Về phương pháp Green synthesis của AgNPs, nhiều ứng dụng trong y
học đã được ra đời như van tim giả bằng silicon được phủ bạc hay sự kết hợp
nanocompozit với các hạt nano bạc và carbon giống kim cương làm lớp phủ
bề mặt cho van tim và stent; AgNPs đã được kết hợp với cốt thép poly trơn,
được sử dụng để kết nối an toàn các bộ phận giả khớp trong phẫu thuật thay
khớp háng và đầu gối; kết hợp Ag-NPs vào chất kết dính chỉnh nha có thể làm
tăng hoặc duy trì độ bền của chất kết dính chỉnh nha, đồng thời mở rộng khả
năng chống vi khuẩn của nó (Akhavan và cộng sự 2013);... [14]
1.4. TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP
1.4.1. Đo quang phổ hấp thu UV - Vis
Phổ tử ngoại khả kiến (UV - Vis) là phương pháp phân tích được sử
dụng phổ biến. Phổ tử ngoại khả kiến của các hợp chất hữu cơ gắn liền với
các bước chuyển electron từ các obitan liên kết hoặc không liên kết lên các
obitan phản liên kết có mức năng lượng cao hơn, địi hỏi phải hấp thu năng
lượng từ ngoài.
Phổ hấp thụ sẽ khác nhau khi các hạt nano kim loại có kích thước và
hình dạng khác nhau. Phổ hấp thụ của các hạt nano bạc mà có dạng hình cầu
thì chỉ được xuất hiện 1 đỉnh (peak) ở khoảng bước sóng 400 - 450nm. Các
hạt nano có kích thước càng lớn thì vị trí đỉnh cộng hưởng càng dịch về phía
bước sóng dài trong dải bước sóng 350 - 600nm.

16


Hình 1.4. Sơ đồ mơ phỏng cấu tạo của máy quang phổ
1.4.2. Sắc ký lớp mỏng (TLC)

Thử theo DĐVN V, phụ lục 5.4: Phương pháp sắc ký lớp mỏng
1.4.3. Đánh giá kích thƣớc tiểu phân
Các mẫu đo tiến hành khảo sát KTTP trên máy Malvern Zetasizer ZS
90 sử dụng cuvet Polystyrene DTS002, tiến hành đo ở nhiệt độ 25 oC. Đường
kính trung bình của tiểu phân được biểu diễn dưới thơng số Z-average (nm) và
được gọi là KTTP. Ngồi ra thiết bị cũng đưa ra thơng số PI (Polydispersity
Index) có ý nghĩa chỉ số phân bố kích thước, là thước đo khơng thứ ngun
của độ rộng phân bố kích thước. PI có giá trị nằm trong khoảng 0 đến 1. Khi
PI < 0,3 thì mẫu có phân bố kích thước hẹp, mẫu có PI > 0,5 thì mẫu có
khoảng phân bố rộng. Nếu PI quá lớn (gần bằng 1), thì mẫu có thể khơng phù
hợp với phương pháp đo nhiễu xạ ánh sáng động do có chứa nhiều tiểu phân
có kích thước lớn q giới hạn đo của máy. Ngồi ra, count rate là đại lượng
chỉ số lượng photon đến detector trong một đơn vị thời gian bằng một giây,
theo quy định của thiết bị đo sử dụng trong nghiên cứu, count rate yêu cầu
nằm trong khoảng 100 - 500 kcps. Count rate của mẫu đo phụ thuộc vào tỉ lệ
pha loãng mẫu [7].
1.4.4. Phƣơng pháp đánh giá tác dụng chống oxi hóa theo DPPH
DPPH là phương pháp được sử dụng rộng rãi để kiểm tra khả năng loại
bỏ gốc tự do và các nhóm cho hydro, phương pháp này cũng được sử dụng để
định lượng các chất oxy hóa trong hệ thống sinh học phức tạp ngày nay [4].
Phương pháp đánh giátác dungg̣ chống oxy hoá invitro DPPH:
Nguyên tắc : Dung dịch DPPH được trộn với một chất có thể cho một
nguyên tửhydro (chất chống oxy hóa có liên kết A -H yếu ). Điện tử lẻ của
17