NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU NANO ZnO SỬ DỤNG DỊCH CHIẾT LÁ TRẦU KHÔNG VÀ ỨNG DỤNG TRONG CHỈ KHÂU

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU NANO

vectorstock.com/2358396

Ths Nguyễn Thanh Tú eBook Collection

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU NANO ZnO SỬ DỤNG DỊCH CHIẾT LÁ TRẦU KHÔNG VÀ ỨNG DỤNG TRONG CHỈ KHÂU PHẪU THUẬT WORD VERSION | 2022 EDITION ORDER NOW / CHUYỂN GIAO QUA EMAIL TAILIEUCHUANTHAMKHAO@GMAIL.COM

Tài liệu chuẩn tham khảo Phát triển kênh bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đơn vị tài trợ / phát hành / chia sẻ học thuật : Nguyen Thanh Tu Group Hỗ trợ trực tuyến Fb www.facebook.com/DayKemQuyNhon Mobi/Zalo 0905779594

AL

BỘ CÔNG THƯƠNG

OF FI

CI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

NH ƠN

TRẦN THỊ QUỲNH MAI

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU NANO ZnO SỬ DỤNG DỊCH CHIẾT LÁ TRẦU KHÔNG VÀ ỨNG

Y

DỤNG TRONG CHỈ KHÂU PHẪU THUẬT

QU

Chuyên ngành: KỸ THUẬT HÓA HỌC

DẠ Y

KÈ M

Mã chuyên ngành: 60520301

LUẬN VĂN THẠC SĨ

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2020

AL

Công trình được hoàn thành tại Trường Đại học Công nghiệp TP. Hồ Chí Minh.

CI

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN VĂN CƯỜNG

Người phản biện 2: TS. Lê Thị Thanh Trân

OF FI

Người phản biện 1: PGS.TS Trần Ngọc Quyển

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn thạc sĩ Trường Đại học Công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh ngày 17 tháng 10 năm 2020

NH ƠN

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: 1. GS.TS Lê Văn Tán - Chủ tịch Hội đồng

2. PGS.TS Trần Ngọc Quyển - Phản biện 1 3. TS. Lê Thị Thanh Trân - Phản biện 2

4. TS. Phạm Thị Hồng Phượng - Ủy viên

QU

Y

5. TS. Cao Xuân Thắng - Thư ký

DẠ Y

KÈ M

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

TRƯỞNG KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

AL

BỘ CÔNG THƯƠNG

Họ tên học viên: TRẦN THỊ QUỲNH MAI Ngày, tháng, năm sinh: 12/05/1992

MSHV: 17112501

Nơi sinh: TP. Hồ Chí Minh

Chuyên ngành: KỸ THUẬT HÓA HỌC

Mã chuyên ngành: 60520301

NH ƠN

I. TÊN ĐỀ TÀI:

OF FI

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

CI

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano ZnO sử dụng dịch chiết lá trầu không và ứng dụng trong chỉ khâu phẫu thuật NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

Tổng quan tài liệu về ZnO, lá trầu không và các vấn đề nghiên cứu Tổng hợp nano ZnO sử dụng dịch chiết lá trầu không

Xác định cấu trúc vật liệu nano ZnO bằng các phương pháp phân tích hiện đại

QU

phẫu thuật phủ nano ZnO

Y

Khảo sát khả năng kháng khuẩn và hiệu lực kháng khuẩn của nano ZnO và chỉ khâu II. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: Theo quyết định số 1118/QĐ-ĐHCN về việc giao đề tài và cử người hướng dẫn LVThS của Hiệu trưởng Trường Đại học Công nghiệp TPHCM ngày 14/06/2019

KÈ M

III. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 25/08/2020 IV. NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. Nguyễn Văn Cường

DẠ Y

NGƯỜI HƯỚNG DẪN

Tp. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 20 …

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

TRƯỞNG KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

AL

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên, tôi xin chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô ở Trường Đại học Công nghiệp

CI

Thành Phố Hồ Chí Minh nói chung và khoa Công nghệ Hóa học nói riêng, đã tận tình giảng dạy, cung cấp những kiến thức cần thiết cho việc nghiên cứu đề tài này.

OF FI

Đặc biệt, tôi luôn biết ơn quý Thầy, Cô trong khoa Công nghệ Hóa học đã tạo điều kiện cho tôi được sử dụng phòng thí nghiệm, thiết bị phân tích cũng như luôn ủng hộ và cho tôi những lời khuyên quý báu trong khoảng thời gian tôi thực hiện nghiên cứu đề tài.

Tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy hướng dẫn của tôi PGS.TS.

NH ƠN

Nguyễn Văn Cường, Thầy đã luôn quan tâm, động viên, và đóng góp ý kiến trong quá trình học tập cũng như nghiên cứu và thực nghiệm để tôi có thể hoàn thành tốt luận văn này.

Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đã luôn ủng hộ, động viên, giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu.

DẠ Y

KÈ M

QU

Y

Xin chân thành cảm ơn.

i

AL

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

Việt Nam là một trong những nước có tỷ lệ nhiễm khuẩn vết mổ (NKVM) cao (5-

CI

10%). Mặc dù các biện pháp phòng ngừa đã và đang được áp dụng chặt chẽ tại các bệnh viện nhưng hiệu quả không đáng kể. Một trong những nguyên nhân làm gia

OF FI

tăng tỷ lệ NKVM là việc xâm nhập vi khuẩn từ bên ngoài trong quá trình phẫu thuật, đặc biệt là từ chỉ khâu phẫu thuật (CKPT). Nano kẽm oxit (ZnO NPs) là một trong số ít các kim loại/ oxit kim loại được FDA xếp vào danh sách oxit kim loại an toàn với sức khỏe con người vì nó có khả năng phân hủy sinh học và độc tính thấp.

Bên cạnh đó, nhiều nghiên cứu trong và ngoài nước đã chứng minh được khả năng

NH ƠN

kháng khuẩn tuyệt vời của nano ZnO. Hiện nay, tổng hợp hạt nano kim loại bằng phương pháp xanh được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt trong lĩnh vực y tế.

Trong nghiên cứu này, chúng tôi tổng hợp ZnO NPs sử dụng dịch chiết lá trầu không. Các đặc tính của hạt ZnO NPs được phân tích bằng các phương pháp hóa lý hiện đại như FT-IR, SEM-EDX, XRD, DLS, v.v. Kết quả nghiên cứu cho thấy, kích thước và hình thái của hạt nano ZnO phụ thuộc vào thể tích dịch chiết sử dụng.

Nano ZnO có khả năng kháng được chủng vi khuẩn gây nhiễm khuẩn vết mổ là

Y

E.coli và S.aureus. Bên cạnh đó, hiệu quả kháng khuẩn của ZnO NPs có thể kéo dài

QU

đến năm ngày. CKPT được phủ ZnO NPs cũng cho khả năng kháng khuẩn. Kết quả từ nghiên cứu này sẽ giúp giảm gánh nặng y tế và góp phần vào sự phát triển của

DẠ Y

KÈ M

ngành sản xuất thiết bị y tế kháng khuẩn tại Việt Nam.

ii

AL

ABSTRACT

Vietnam is one of countries with high incidence of surgical site infection (SSI) (5-

CI

10%). Despite the many decades of the application of preventions, infection at the surgical site remains a too common event. The invasion of bacteria from outside,

OF FI

especially from surgical sutures (CKPT) increase the SSI rate. Zinc oxide nanoparticles (ZnO NPs), which are biodegradable and low toxicity, has been approved as a safe metal oxide for human use. Other than that, worldwide studies proved the antibacterial property of ZnO NPs on various bacteria. Recently, green synthesis plays an important role in many domains, especially in the health care. In

NH ƠN

this study, ZnO NPs were synthesized using the extract from Piper betel leaves. The characteristics of ZnO NPs were measured by FT-IR, SEM-EDX, XRD, and DLS. The the volume of extract plays role in controlling morphology and size of ZnO. Other than that, the results proved ZnO NPs against S.aureus and E.coli and its effectiveness is up to 5 days. The ZnO-nanoparticle-coated sutures also exhibit good results on antibacterial properties. The results of study will contribute to the

DẠ Y

KÈ M

QU

Y

ease of medical burden, the development of the medical device field in Viet Nam.

iii

AL

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tôi. Các kết quả nghiên

CI

cứu và các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bất kỳ một nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào. Việc tham khảo các nguồn tài liệu (nếu có)

OF FI

đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định.

Học viên

NH ƠN

(Chữ ký)

DẠ Y

KÈ M

QU

Y

TRẦN THỊ QUỲNH MAI

iv

AL

MỤC LỤC

CI

MỤC LỤC ...................................................................................................................v

DANH MỤC HÌNH ẢNH ...................................................................................... viii

OF FI

DANH MỤC BẢNG BIỂU ...................................................................................... xi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ................................................................................... xii MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1 CHƯƠNG 1

Nhiễm khuẩn vết mổ (NKVM) ........................................................................4

NH ƠN

1.1

TỔNG QUAN ..................................................................................4

1.1.1 Nhiễm khuẩn vết mổ và nguyên nhân dẫn đến nhiễm khuẩn vết mổ ..............4 1.1.2 Ảnh hưởng của nhiễm khuẩn vết mổ đến bệnh nhân và đất nước ...................4 1.1.3 Các biện pháp phòng ngừa nhiễm khuẩn vết mổ .............................................5 1.2

Tổng quan về nano kẽm oxit (ZnO NPs) .........................................................6

1.2.1 Cấu trúc của nano kẽm oxit ..............................................................................6

QU

Y

1.2.2 Phương pháp tổng hợp ZnO NPs .....................................................................8 1.2.3 Ứng dụng của nano kẽm oxit .........................................................................12 1.2.4 Cơ chế kháng khuẩn của ZnO NPs ................................................................15 Tổng quan về lá trầu không ...........................................................................19

KÈ M

1.3

1.3.1 Giới thiệu ........................................................................................................19 1.3.2 Tính khử và tính kháng khuẩn của dịch chiết lá trầu không ..........................20 1.3.3 Phương pháp chiết xuất lá trầu không ...........................................................22

DẠ Y

CHƯƠNG 2 2.1

THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............24

Hóa chất, thiết bị, dụng cụ..............................................................................24

2.1.1 Hóa chất, nguyên vật liệu ...............................................................................24 v

2.2

AL

2.1.2 Thiết bị, dụng cụ.............................................................................................24 Tổng hợp ZnO NPs ........................................................................................24

CI

2.2.1 Chuẩn bị dịch chiết (DC) ...............................................................................24

OF FI

2.2.2 Tổng hợp ZnO NPs ........................................................................................26 2.2.3 Khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố đến quá trình hình thành ZnO NPs........27 2.3

Quy trình phủ ZnO NPs lên CKPT ................................................................28

2.3.1 Không xử lý bề mặt CKPT .............................................................................28 2.3.2 Xử lý bề mặt CKPT ........................................................................................29 Đánh giá khả năng kháng khuẩn và hiệu lực kháng khuẩn của vật liệu ........29

2.5

Phương pháp nghiên cứu cấu trúc vật liệu .....................................................31

NH ƠN

2.4

2.5.1 Phương pháp phổ hấp thụ tử ngoại và khả kiến (UV-Vis).............................31 2.5.2 Xác định liên kết trong cấu trúc vật liệu bằng phổ hồng ngoại (FTIR) .........32 2.5.3 Xác định hình thái bề mặt vật liệu bằng phương pháp kính hiển vi điện từ

Y

quét (SEM) và phương pháp tán xạ năng lượng tia X (EDX) .......................32

QU

2.5.4 Xác định cấu trúc vật liệu bằng phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) ............33 2.5.5 Xác định đường kính vật liệu bằng phương pháp tán xạ ánh sáng động (DLS) ........................................................................................................................33 Đánh giá ảnh hưởng của quy trình phủ đến cơ tính của sợi CKPT ...............34

KÈ M

2.6

CHƯƠNG 3 3.1

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .......................................................36

Chuẩn bị dịch chiết .........................................................................................36

3.1.1 Ảnh hưởng của tỷ lệ rắn-lỏng.........................................................................37

DẠ Y

3.1.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ .................................................................................39 3.2

Kết quả tổng hợp ZnO NPs ............................................................................40

vi

Đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố đến quá trình hình thành ZnO NPs và

AL

3.3

phương pháp phân tích cấu trúc vật liệu ........................................................42

CI

3.3.1 Ảnh hưởng của nồng độ muối kẽm ................................................................42

3.3.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ lỏng-lỏng (thể tích dịch chiết) đến sự hình thành của

OF FI

ZnO NPs .........................................................................................................45 3.3.3 Kết quả phân tích phổ FT-IR .........................................................................49 3.3.4 Kết quả phân tích phổ XRD ...........................................................................50 3.4

Đánh giá khả năng kháng khuẩn và hiệu lực kháng khuẩn của vật liệu ........51

NH ƠN

3.4.1 Xác định vai trò của DC và ZnO NPs đến khả năng kháng khuẩn ................51 3.4.2 Đánh giá hiệu lực kháng khuẩn của ZnO NPs ...............................................54 3.5

Đánh giá khả năng kháng khuẩn của CKPT phủ nano kẽm oxit ...................57

3.5.1 Khả năng kháng khuẩn của CKPT không xử lý bề măt trước khi phủ nano .57 3.5.2 Khả năng kháng khuẩn của CKPT được xử lý bề mặt trước khi phủ nano ...58 Đánh giá ảnh hưởng của quy trình phủ lên độ bền kéo đứt của CKPT .........59

Y

3.6

QU

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................................60 TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................62 PHỤ LỤC ..................................................................................................................71

DẠ Y

KÈ M

LÝ LỊCH TRÍCH NGANG CỦA HỌC VIÊN .........................................................74

vii

AL

DANH MỤC HÌNH ẢNH

CI

Hình 1.1 Ảnh chụp SEM cấu trúc sợi của (a) CKPT đơn sợi và (b) CKPT đa sợi .....6

Hình 1.2 Hình mô phỏng cấu trúc tinh thể wurtzite lục giác (hexagonal wurtzite)

OF FI

của ZnO NPs. Trong đó : hình cầu màu xám là các nguyên tử Oxi (oxygen atom) và các hình cầu màu đen là các nguyên tử kẽm (Zn atom) ...............8 Hình 1.3 Mối tương quan giữa (a) ảnh hưởng của các thông số của ZnO-NPs đến khả năng kháng khuẩn của nó và (b) các cơ chế kháng khuẩn có thể có của ZnO-NPs: tương tác tĩnh điện; sự di chuyển của ZnO-NPs vào trong tế

NH ƠN

bào vi khuẩn; sự giải phóng Zn2+ và sự hình thành ROS. .........................17 Hình 1.4 Hình tổng hợp các tương tác vật lý khác nhau giữa ZnO NPs và các tế bào vi khuẩn dẫn đến hiệu ứng gây chết vi khuẩn. ..........................................18 Hình 1.5 Hình thái của lá trầu không ........................................................................19 Hình 1.6 Cấu trúc phân tử của một số hợp chất hữu cơ có trong lá trầu không .......20

QU

Y

Hình 2.1 Sơ đồ quy trình chuẩn bị dịch chiết lá trầu không .....................................26 Hình 2.2 Quy trình tổng hợp nano kẽm oxit từ dịch chiết lá trầu không ..................27 Hình 2.3 Sơ đồ quy trình phủ ZnO NPs lên CKPT ...................................................29

KÈ M

Hình 2.4 Hình mô tả vị trí các mẫu thử và mẫu đối chứng trên đĩa petri .................30 Hình 2.5 Hình mô tả vị trí các mẫu ZnO NPs và mẫu đối chứng trên đĩa petri .......30 Hình 2.6 Hình mô tả vị trí các mẫu PS và mẫu đối chứng trên đĩa petri ..................31

DẠ Y

Hình 3.1 Hình ảnh dịch chiết lá trầu không: (a) trước khi lọc; (b) sau khi lọc và (c) sau khi sấy .................................................................................................36

Hình 3.2 Phổ hấp thụ quang học của dịch chiết ........................................................37

viii

AL

Hình 3.3 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ rắn-lỏng và thời gian đến hiệu suất chiết xuất lá trầu không .............................................................................39

CI

Hình 3.4 Đồ thị thể hiện ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất chiết xuất ..............40

OF FI

Hình 3.5 Sự hình thành của nano kẽm oxit trong hỗn hợp dung dịch phản ứng ......41 Hình 3.6 Phổ hấp thụ UV-Vis của DC và ZnO NPs .................................................41 Hình 3.7 Sự thay đổi màu sắc của ZnO NPs (a) trước khi nung và (b) sau khi nung ...................................................................................................................42

NH ƠN

Hình 3.8 Kết quả ngoại quan của khảo sát: ảnh hưởng của nồng độ muối kẽm đến sự hình thành ZnO NPs .............................................................................43 Hình 3.9 Kết quả phân tích DLS của ZnO NPs nồng độ 0.001 M............................44 Hình 3.10 Ảnh chụp SEM của hạt ZnO NPs trước khi nung với các thể tích dịch chiết khác nhau ..........................................................................................46 Hình 3.11 Hình thái hạt ZnO NPs với tỷ lệ lỏng-lỏng 1 :1 khi nung ở 600 °C trong

Y

2h qua ảnh chụp SEM tại các độ phóng đại (a) 20k, (b) 30k, (c) 60k và (d)

QU

150k ...........................................................................................................47 Hình 3.12 Phổ EDX của mẫu ZnO NPs (a) trước và (b) sau khi nung tại 600 °C....48

KÈ M

Hình 3.13 Phổ FT-IR của (a) dịch chiết (DC) và (b) ZnO NPs ................................49 Hình 3.14 Phổ XRD của ZnO NPs ...........................................................................50 Hình 3.15 Kết quả thử kháng khuẩn của DC (kí hiệu mẫu: 280), ZnO NPs (kí hiệu mẫu: 279) và đối chứng (kí hiệu mẫu: ĐK) ..............................................52

DẠ Y

Hình 3.16 Cấu trúc thành tế bào của (a) vi khuẩn Gram dương và (b) vi khuẩn Gram âm ..............................................................................................................53

Hình 3.17 Kết quả đo thế điện cực của mẫu ZnO NPs vừa được tổng hợp ..............54 ix

AL

Hình 3.18 Kết quả đánh giá hiệu lực kháng khuẩn của ZnO NPs trên hai chủng khuẩn E.coli và S.aureus sau 48, 72 và 120 giờ nuôi cấy. Trong đó: ĐC:

CI

đối chứng, hai vòng tròn còn lại trên đĩa thạch là ZnO NPs .....................55

Hình 3.19 Sự phá hủy tế bào vi khuẩn (a) Gram âm và (b) Gram dương thông qua

OF FI

sự hình thành ROS ....................................................................................56 Hình 3.20 Kết quả kháng khuẩn của các loại CKPT với số lần phủ khác nhau .......57 Hình 3.21 Ảnh chụp SEM của sợi CKPT chưa xử lý bề mặt tại độ phóng đại ........58 Hình 3.22 ZOI của CKPT trên hai chủng khuẩn E.coli và S.aureus, trong đó PS là

NH ƠN

CKPT phủ ZnO NPs, ĐC là đối chứng .....................................................58

DẠ Y

KÈ M

QU

Y

Hình 3.23 Ảnh chụp SEM bề mặt sợi CKPT sau khi xử lý bề mặt ..........................59

x

AL

DANH MỤC BẢNG BIỂU

CI

Bảng 1.1 Bảng tóm tắt một số cấu trúc của ZnO NPs dựa trên phương pháp và điều kiện tổng hợp ...............................................................................................7

OF FI

Bảng 1.2 Bảng tóm tắt một số cây được sử dụng để tổng hợp hạt nano ZnO ..........12 Bảng 1.3 Thành phần hóa học mang tính tham khảo có trong dịch chiết lá trầu không (chiết trong dung môi nước) được phân tích bằng phương pháp sắc kí khí ghép khối phổ GC/MS ....................................................................21

NH ƠN

Bảng 2.1 Giới hạn chấp nhận của giá trị lực kéo đứt theo USP ...............................35 Bảng 3.1 Kết quả thí nghiệm của quá trình chuẩn bị dịch chiết lá trầu không, sử dụng dung môi nước. .................................................................................38 Bảng 3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất chiết xuất ......................................39 Bảng 3.3 Thông số khảo sát ảnh hưởng của nồng độ muối kẽm đến quá trình hình

Y

thành ZnO NPs ..........................................................................................42 Bảng 3.4 Bảng tổng hợp kết quả phân tích sự phân bố kích thước hạt của ZnO NPs

QU

tại các điều kiện khác nhau........................................................................44 Bảng 3.5 Thông số phản ứng và kết quả thu được từ khảo sát ảnh hưởng của thể tích

KÈ M

dịch chiết đến khả năng hình thành ZnO NPs ...........................................45 Bảng 3.6 Tỷ lệ phần trăm khối lượng nguyên tử trong hợp chất ZnO NPs trước và sau khi nung ...............................................................................................48

Bảng 3.7 Dữ liệu góc nhiễu xạ, FWHM và đường kính tinh thể trung bình của ZnO

DẠ Y

NPs tính toán theo phương trình Schererr .................................................51

Bảng 3.8 Vùng kháng khuẩn (ZOI) (mm) của ZnO NPs và CKPT phủ ZnO NPs ...56 Bảng 3.9 Kết quả lực kéo đứt của CKPT trước và sau khi phủ ZnO NPs ................59 xi

CI

(Xếp theo thứ tự A, B, C của chữ cái đầu viết tắt) Chỉ khâu phẫu thuật

DC

Dịch chiết

ĐC

Đối chứng

FDA

Cục quản lý dược phẩm và thực phẩm Hoa Kỳ

NKVM

Nhiễm khuẩn vết mổ

PDI

Chỉ số phân bố kích thước

PS

Chỉ khâu phẫu thuật phủ ZnO NPs

SDS

Sodium Dodecyl Sulfate

TCS

Triclosan

TEA

Triethanolamin

TLTK

Tài liệu tham khảo

ZnO NPs

Nano kẽm oxit

ZOI

Vùng kháng khuẩn

KÈ M

QU

Y

NH ƠN

OF FI

CKPT

DẠ Y

AL

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

xii

AL

MỞ ĐẦU

CI

1. Đặt vấn đề

Việt Nam là một trong những nước có tỷ lệ nhiễm khuẩn vết mổ (NKVM) cao (5-

OF FI

10%). Một số nghiên cứu tại Việt Nam cho thấy NKVM làm tăng thời gian nằm viện và chi phí điều trị ít nhất 2 lần, đó là chưa kể đến việc làm tăng nguy cơ tử vong cho bệnh nhân.

Mặc dù các biện pháp phòng ngừa đã và đang được áp dụng chặt chẽ tại các bệnh viện nhưng hiệu quả không cao. Một trong những nguyên nhân làm gia tăng tỷ lệ

NH ƠN

NKVM là việc xâm nhập vi khuẩn từ bên ngoài, đặc biệt là từ chỉ khâu phẫu thuật (CKPT). Theo đánh giá từ các nghiên cứu thì CKPT đa sợi có nguy cơ gây NKVM cao hơn so với các loại CKPT khác. Điều này đã thúc đẩy các nhà nghiên cứu phát triển các chất kháng khuẩn để phủ lên sợi CKPT. Triclosan (TCS) là một trong những chất kháng khuẩn được cục quản lý dược phẩm và thực phẩm Hoa Kỳ (FDA) cấp phép lưu hành trên thị trường. Song, vẫn còn nhiều tranh cãi về ảnh hưởng của TCS đối với sức khỏe con người mà các nhà khoa học vẫn chưa giải đáp được.

Y

Nano bạc là một trong số các vật liệu nano đã được sử dụng từ rất lâu để làm vật

QU

liệu khử khuẩn, kháng khuẩn. Tuy nhiên, tương tự như TCS, vì cơ thể con người không thể đào thải bạc/ion bạc kết quả là chúng tích tụ trong cơ thể làm phá hủy DNA, cũng như tế bào hồng cầu. Bên cạnh đó, hiện nay chưa có bất kì Luật định

KÈ M

nào được đề ra để kiểm soát nano bạc cũng như an toàn sử dụng trong y tế, đặc biệt là các thiết bị y tế cấy ghép.

Nano kẽm oxit (ZnO) là một trong số ít các kim loại/ oxit kim loại được FDA xếp vào danh sách oxit kim loại an toàn với sức khỏe con người vì nó có khả năng phân hủy sinh học và độc tính thấp. Ngoài ra, Zn2+ là nguyên tố vi lượng cần thiết cho cơ

DẠ Y

thể. Bên cạnh đó, nhiều nghiên cứu trong và ngoài nước đã chứng minh được khả năng kháng khuẩn tuyệt vời của nano ZnO. Nano ZnO đã được nghiên cứu hướng

1

AL

đến ứng dụng làm chất kháng khuẩn trong kem chống nắng, trên kính, gạch, bao bì đóng gói thực phẩm, và công nghệ sơn, mục in v.v.

CI

Hiện nay, tổng hợp vật liệu bằng phương pháp xanh được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là y tế vì hạn chế/ không sử dụng hóa chất hoặc dung môi

OF FI

độc hại. Ngoài ra, quy trình tổng hợp đơn giản cũng là một trong những ưu điểm của phương pháp này. Lá trầu không được trồng rất nhiều tại Việt Nam. Ngoài việc sử dụng lá trầu không để nhai, thì tiềm năng ứng dụng trong y sinh của nó cũng rất được quan tâm nhờ vào các hợp chất hữu cơ chứa nhiều gốc –OH, cacbonyl, v.v, có khả năng kháng ung thư, kháng nấm, chống oxi hóa, v.v. Bên cạnh đó, các hợp chất

NH ƠN

này còn có tiềm năng như chất bảo vệ bề mặt trong quá trình tổng hợp hạt nano kim loại. Gần đây, có nhiều nghiên cứu sử dụng dịch chiết lá trầu không để tổng hợp hạt nao bạc, nano vàng, nano đồng oxit, v.v.

Vì vậy, chúng tôi đã chọn và tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano ZnO sử dụng dịch chiết lá trầu không và ứng dụng trong chỉ khâu phẫu thuật”

Y

2. Mục tiêu nghiên cứu

QU

Chế tạo vật liệu nano ZnO và ứng dụng phủ lên CKPT 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

-

KÈ M

3.1 Đối tượng nghiên cứu

Dịch chiết lá trầu không, nano ZnO Vi khuẩn Gram âm và/hoặc Gram dương.

Chỉ khâu phẫu thuật (CKPT) đa sợi

3.2 Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu thực hiện trong phạm vi quy mô phòng thí nghiệm

-

Mẫu CKPT đa sợi được mua trên thị trường.

DẠ Y

-

2

AL

4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

CI

4.1 Phương pháp tổng hợp vật liệu Phương pháp oxi hóa-khử

OF FI

4.2 Nghiên cứu cấu trúc vật liệu

Phương pháp phổ hấp thụ phân tử (Ultraviolet–visible spectroscopy, UV – Vis); Phương pháp tán xạ ánh sáng động (Dynamic light scattering, DLS) Phương pháp nhiễu xạ tia X (X-ray Powder Diffraction, XRD);

NH ƠN

Phương pháp hiển vi điện tử quét (Scanning Electron Microscopy, SEM) Phương pháp tán xạ năng lượng tia X (Energy Dispersive X-Ray Analysis, EDX); Phương pháp hấp thu hồng ngoại (Fourier-transform infrared spectroscopy, FT-IR) 5. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Y

Việc tìm ra các chất kháng khuẩn an toàn và phù hợp để phủ lên các thiết bị y tế đặc biệt là thiết bị y tế cấy ghép đang nhận được sự quan tâm và hỗ trợ của các cơ quan

QU

chức năng tại Việt Nam. Vì vậy, việc nghiên cứu tổng hợp nano ZnO làm chất kháng khuẩn, phủ lên CKPT là rất cần thiết. Các kết quả của đề tài sẽ được ứng dụng hoặc mở ra định hướng tiếp theo trong việc sử dụng các vật liệu kim loại trong

DẠ Y

KÈ M

y tế.

3

CHƯƠNG 1

AL

TỔNG QUAN

CI

1.1 Nhiễm khuẩn vết mổ (NKVM)

1.1.1 Nhiễm khuẩn vết mổ và nguyên nhân dẫn đến nhiễm khuẩn vết mổ

OF FI

Nhiễm khuẩn vết mổ (NKVM) là quá trình nhiễm khuẩn xảy ra trong vòng 30 ngày đầu tiên sau phẫu thuật và ảnh hưởng đến các mô tại vị trí vết mổ hoặc tại các mô sâu nơi thực hiện phẫu thuật [1]–[3]. Theo trung tâm kiểm soát dịch bệnh (Center of Disease Control, CDC), có 3 loại nhiễm khuẩn vết mổ gồm: nhiễm khuẩn vết mổ nông (superficial incisional SSI), nhiễm khuẩn vết mổ sâu (deep incisional SSI) và

NH ƠN

nhiễm khuẩn cơ quan (Organ/ space SSI) [3], [4].

Vi khuẩn (bacteria) được xem là nguyên nhân chính gây NKVM [2], [5], [6] tiếp theo là nấm [7]. Trong số các vi khuẩn gây NKVM như Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Gram negative bacilli, Streptococcus spp, Enterococci và Clostridium perfringens thì hơn 50% NKVM gây ra bởi vi khuẩn đa kháng thuốc như S.aureus và E.coli [1], [6], [7]. Vi khuẩn này có thể bắt nguồn từ chính cơ thể

Y

người bệnh (endogeneous infection), đặc biệt là vùng da, màng tế bào… hoặc xâm nhập từ môi trường (exogeneous infection) bên ngoài trong quá trình phẫu thuật

QU

hoặc sau phẫu thuật. Thông thường, NKVM xảy ra do sự xâm nhập của vi khuẩn trong quá trình phẫu thuật để lại hậu quả nghiêm trọng hơn, và thường diễn ra tron vòng 5 – 7 ngày sau phẫu thuật [8].

KÈ M

1.1.2 Ảnh hưởng của nhiễm khuẩn vết mổ đến bệnh nhân và đất nước Nhiễm khuẩn vết mổ là một trong 10 nguyên nhân chính dẫn đến tử vong tại Mỹ [9]. Nhiễm khuẩn vết mổ gây áp lực lớn về chi phí điều trị cũng như sức khỏe của bệnh nhân. Theo ước tính, NKVM làm tăng chi phí điều trị lên 20,842 đô la Mỹ và

DẠ Y

kéo dài thời gian điều trị từ 1-2 tuần [1], [3], [9]. Badia và cộng sự đã tiến hành tổng kết tác động của NKVM đến 6 quốc gia châu Âu: Pháp, Đức, Hà Lan, Ý, Tây Ban Nha, và Anh. Kết quả cho thấy, NKMV làm kéo dài thời gian điều trị, ảnh hưởng đến công việc và sức khỏe của bệnh nhân, tăng áp lực lên bệnh viện và tăng chi phí 4

AL

điều trị lên 17,434 euro tại Pháp; khoảng 20 nghìn euro tại Đức; 32,000 euro tại Ý;

gần 1 triệu euro tại Tây Ban Nha và hơn 10 nghìn euro tại Anh [10]. Đối với các bị NKVM có thể lên đến 8-24% [7], một con số khá cao.

CI

nước khu vực châu Á như Ấn Độ, Thái Lan và các nước Châu Phi, tỷ lệ người bệnh

OF FI

Việt Nam cũng là một trong những nước có tỷ lệ NKVM cao (5-10%) và hơn 90% NKVM thuộc loại nông và sâu [7], [11]. Một số nghiên cứu tại Việt Nam cho thấy NKVM tăng thời gian nằm viện và chi phí điều trị ít nhất 2 lần, đó là chưa kể đến việc làm tăng nguy cơ tử vong cho bệnh nhân.

1.1.3 Các biện pháp phòng ngừa nhiễm khuẩn vết mổ

NH ƠN

Để giảm tỷ lệ NKVM, Bộ Y tế quốc gia đã đưa ra các biện pháp phòng ngừa dựa trên 2 nguyên tắc chính: giảm rủi ro vi khuẩn xâm nhập và tăng cường khả năng kháng vi khuẩn của cơ thể [1], [2], [5], [7]. Các biện pháp phòng ngừa NKVM gồm: chuẩn bị trước phẫu thuật, sử dụng kháng sinh dự phòng trong phẫu thuật, kiểm soát vô khuẩn trong quá trình phẫu thuật và chăm sóc vết mổ sau phẫu thuật.

Mặc dù các biện pháp phòng ngừa đã và đang được áp dụng chặt chẽ tại các bệnh

Y

viện nhưng không đạt được hiệu quả cao vì điều kiện môi trường cũng như cơ sở

QU

vật chất tại các bệnh viện nước nhà. Các nghiên cứu cho thấy rằng, chỉ khâu phẫu thuật (CKPT) đặc biệt là loại CKPT đa sợi là nguồn lây nhiễm vi sinh vật từ bên ngoài trong quá trình phẫu thuật [2]. Hình 1.1 mô phỏng cấu trúc sợi của CKPT đơn sợi và đa sợi. Có thể thấy, cấu trúc của CKPT đa sợi có nhiều lỗ trống, là nơi mà vi

KÈ M

khuẩn có thể bám lên và phát triển. Vì vậy, các nhà sản xuất đã cho ra đời dòng CKPT kháng khuẩn. Sản phẩm nổi bật được kể đến là sản phẩm CKPT phủ chất kháng khuẩn của công ty Ethicon thuộc tập đoàn Johnson & Johnson của Mỹ [12].

Tuy nhiên, gần đây có một số tranh cãi về ảnh hưởng của TCS đối với sức khỏe con người. Ngày nay, sự phát triển vượt bậc của công nghệ nano đã giúp tạo ra các vật

DẠ Y

liệu kháng khuẩn tiềm năng, ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, nổi bật là nano bạc.

Nano bạc được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, trong đó có lĩnh vực vật liệu kháng khuẩn. Hạn chế của nano bạc trong lĩnh vực y tế là khả năng phân hủy sinh học. Vì 5

ứng dụng được vào lĩnh vực y tế, đặc biệt là thiết bị y tế cấy ghép.

CI

(b)

OF FI

(a)

AL

cơ thể chúng ta không thể tự đào thải được các ion kim loại/ oxit kim loại, khó mà

NH ƠN

Hình 1.1 Ảnh chụp SEM cấu trúc sợi của (a) CKPT đơn sợi và (b) CKPT đa sợi 1.2 Tổng quan về nano kẽm oxit (ZnO NPs) 1.2.1 Cấu trúc của nano kẽm oxit

Cấu trúc của nano kẽm oxit rất đa dạng và được ứng dụng vào các lĩnh vực khác nhau. ZnO NPs có thể tồn tại ở cấu trúc 1D, 2D hoặc 3D, trong đó cấu trúc 1D

Y

chiếm nhiều nhất gồm cấu trúc que (nanorods), cấu trúc dạng kim (-needles), cấu

QU

trúc dạng xoắn (-lixes), dạng lò xo (-springs), dạng vòng (-rings), dạng ruy băng (ribbons), dạng ống (-tubes), dạng đai (-belts), dạng sợi (-wires) và dạng lược (combs). Cấu trúc 2D thường là cấu trúc đĩa nano hoặc mảng nano (nanoplate/nanosheet) dạng viên nano (nanopellets). Cấu trúc 3D của ZnO NPs

KÈ M

thường gặp như cấu trúc hoa (flower), hoa tuyết (snowflakes), bồ công anh (dandelion) và nhím lá kim (conciferous urchin-like) [13], [14]. Có thể nói ZnO NPs là vật liệu nano có nhiều cấu trúc nhất, và cấu trúc của nó phụ thuộc vào phương pháp và điều kiện tổng hợp. Bảng 1.1 tóm tắt một số cấu trúc của ZnO NPs

DẠ Y

dựa trên phương pháp và điều kiện tổng hợp.

6

Phương pháp tổng hợp

Tiền chất

Điều kiện

Tính chất và

tổng hợp

ứng dụng

CI

STT

AL

Bảng 1.1 Bảng tóm tắt một số cấu trúc của ZnO NPs dựa trên phương pháp và điều kiện tổng hợp

TLTK

OF FI

Cấu trúc lục giác Nung trong 2 giờ ở

1 NaCl, Hóa cơ

600 °C

Nung trong 2 giờ ở 400-800 °C

Nung trong 2 giờ ở

3

Zn(NO3)2

600 °C

Già hóa trong 240

Kết tủa

QU

4

Y

giờ ở 320 °C

Zn(NO3)2, NaOH

Tổng hợp : 2 giờ Làm khô : 2 giờ ở 100 °C

Zn(NO3)2,

KÈ M

5

NaOH, SDS,

[15]

Cấu trúc lục giác

NH ƠN

2

Kích thước hạt : 21-25 nm

ZnCl2, Na2CO3

(hexagonal)

Kết tủa : 50-55 phút, 101 °C

TEA

(hexagonal)

Kích thước hạt :

[16]

18-35 nm Cấu trúc wurtzite, kích

[17]

thước hạt 50 nm

Hạt cầu khoảng 40 nm

[18]

Cấu trúc wurtzite, dạng

[19]

que, hạt gạo

ZnO NPs có hai (2) dạng cấu trúc tinh thể chính, một là cấu trúc wurtzite lục giác (hexagonal wurtzite) và một là cấu trúc zincblende lập phương (cubic zincblende)

DẠ Y

[14] trong đó cấu trúc wurtzite lục giác là cấu trúc bền ở điều kiện thường. Hình 1.2 minh họa cho cấu trúc wurtzite lục giác của ZnO NPs (loại B4) là mặt mạng lục giác (hexagonal lattice) thuộc nhóm không gian P63mc, đặc trưng bởi hai (2) mặt 7

AL

phụ Zn2+ và O2- kết nối với nhau (interconnecting sublattices) mà tại đó, mỗi ion Zn

được bao quanh bởi bốn (4) ion O2- và ngược lại. Sự phối hợp này làm phát sinh đối

CI

xứng cực dọc theo trục lục giác. Sự phân cực này là nguyên nhân dẫn đến một số tính chất của ZnO, bao gồm tính điện phân và sự phân cực tự phát của nó, và cũng

là yếu tố chính trong sự phát triển tinh thể, ăn mòn và tạo ra khuyết tật. Bốn mặt kết

OF FI

thúc của cấu trúc tinh thể ZnO wurtzite thường là mặt phân cực Zn (0001) và O (000.1) (định hướng trục c, c-axis), mặt không phân cực (11.20) (trục a, a-axis) và (10.10) thường chứa số nguyên tử Zn và O bằng nhau. Các mặt phân cực có các đặc tính vật lý và hóa học khác nhau, còn mặt có tận cùng là ‘O’ sở hữu cấu trúc điện tử

KÈ M

QU

Y

NH ƠN

khác một chút so với ba mặt ‘O’ còn lại.

Hình 1.2 Hình mô phỏng cấu trúc tinh thể wurtzite lục giác (hexagonal wurtzite) của ZnO NPs. Trong đó : hình cầu màu xám là các nguyên tử Oxi (oxygen atom) và các hình cầu màu đen là các nguyên tử kẽm (Zn atom) [14] 1.2.2 Phương pháp tổng hợp ZnO NPs

DẠ Y

Vì hoạt tính sinh học của hạt nano phụ thuộc vào hóa học bề mặt, kích thước hạt, hình thái hạt cũng như tương tác của hạt trong dung dịch. Vì vậy, việc phát triển các phương pháp tổng hợp hạt nano ổn định nói chung và ZnO NPs nói riêng là rất cần 8

AL

thiết. Có rất nhiều phương pháp tổng hợp hạt nano kẽm oxit đã và đang được phát triển nhưng nổi bật là phương pháp kết tủa hóa học, phương pháp sol-gel, phương

CI

pháp hóa cơ không dung môi (solution-free mechanochemical method) và phương pháp xanh.

OF FI

1.2.2.1 Phương pháp hóa cơ

Phương pháp hóa cơ là phương pháp đơn giản và rẻ tiền để thu được hạt nano với quy mô lớn [13]. Nguyên liệu đầu vào của quy trình này thường là kẽm clorua khan (ZnCl₂) và natri cacbonat (Na₂CO₃) được cho vào thiết bị nghiền năng lượng cao (high-energy dry milling), tại đây phản ứng xảy ra dưới tác động của các bi nghiền

NH ƠN

(ball mill) ở nhiệt độ thấp. Muối natri clorua (NaCl) được thêm vào đóng vai trò môi trường phản ứng và giúp tránh tình trạng kết tụ của các hạt nano. Sản phẩm sau phản ứng được nung ở 400-800 °C để tạo ra ZnO. Phản ứng minh họa được thể hiện trong chuỗi phản ứng sau:

(1) ZnCl2 + Na2CO3 → ZnCO3 + 2NaCl

Y

(2) ZnCO3 → ZnO + CO2

Nhược điểm của phương pháp này là khó kiểm soát độ đồng nhất của các hạt sau

QU

khi nghiền và khó kiểm soát kích thước hạt mong muốn.

1.2.2.2 Phương pháp kết tủa hóa học Hiện nay, đa số hạt nano ZnO đều được tổng hợp bằng phương pháp hóa học vì

KÈ M

phương pháp này có độ lặp lại cao và dễ điều khiển các thông số phản ứng hơn [13].

Phương pháp này dựa trên quá trình khử nhanh và tự phát của muối kẽm như muối kẽm nitrat [Zn(NO3)2], kẽm acetat [Zn(CH3COO)2] hoặc kẽm sunfat (ZnSO4) nhờ việc sử dụng chất tạo kết tủa như NaOH hoặc NH4OH [13], [20]. Thông thường, chất tạo kết tủa được nhỏ giọt vào dung dịch muối kẽm đến khi pH = 8. Sau đó,

DẠ Y

dung dịch được khuấy liên tục thu được sản phẩm trung gian Zn(OH)2. Sau khi nung sản phẩm trung gian, ta sẽ thu được ZnO.

9

AL

Có khá nhiều các nghiên cứu tổng hợp hạt nano ZnO dựa trên phương pháp này [21], [22], [23], và các nhà nghiên cứu đã rút ra kết luận về các thông số cần quan

CI

tâm trong phương pháp này là nồng độ muối kẽm và nồng độ của chất tạo kết tủa, tỷ lệ giữa hai (2) tiền chất và nhiệt độ nung.

OF FI

Bên cạnh các ưu điểm nổi bật, phương pháp này vẫn còn tồn đọng một số vấn đề cần xem xét như tính độc hại của dung môi sử dụng hoặc độ tinh khiết của sản phẩm [24].

1.2.2.3 Phương pháp sol-gel

Phương pháp này được giới thiệu đầu tiên bởi Spanhel và Anderson [20], gồm 3

NH ƠN

bước:

Bước 1-Chuẩn bị tiền chất phản ứng: thường là muối kẽm acetat được hòa tan vào dung môi ethanol hoặc methanol, nạp liệu vào thiết bị chưng cất (distillation apparatus) và ngưng tụ trong vài giờ. Dung dịch sau ngưng tụ được đun ở 80 °C và khuấy đến khi đạt được hỗn hợp phản ứng đậm đặc và khan.

Y

Bước 2-Tạo cụm ZnO: hỗn hợp khan ở bước 1 được pha loãng trong dung dịch ethanol trong sự có mặt của LiOH.H2O. Dưới tác động của bể siêu âm, huyền phù

QU

chuyển từ trắng sang trong suốt. Quy trình này có thể tăng khả năng giải phóng ion OH và tạo ra dung dịch ZnO.

Bước 3-Phát triển tinh thể: giai đoạn này là bước tự phát và xảy ra ở nhiệt độ

KÈ M

thường. Tuy nhiên, lượng LiOH ảnh hưởng nhiều đến tốc độ phát triển mầm, hình dạng và kích thước mầm.

Về mặt lý thuyết, phương pháp này có thể tạo được hạt nano kích thước nhỏ nhưng việc sử dụng dung môi methanol và LiOH cũng như việc đòi hỏi nhiều thiết bị đắt

DẠ Y

tiền là những hạn chế của phương pháp này.

10

AL

1.2.2.4 Phương pháp thủy nhiệt

Phương pháp này không yêu cầu việc sử dụng dung môi hữu cơ hoặc các bước phụ

CI

sau phản ứng (nghiền hoặc nung) nên phương pháp này có thể được xem là phương

pháp thân thiện với môi trường [13]. Quy trình tổng hợp được tiến hành trong máy

OF FI

hấp (autoclave) áp suất cao. Ở đó, hỗn hợp phản ứng được gia nhiệt dần đến 100300 °C và để trong vài ngày. Sau phản ứng, bình phản ứng được làm nguội hình thành nên mầm tinh thể. Mặc dù đây là phương pháp có thể tạo được hạt nano ZnO độ tinh khiết cao nhưng thời gian phản ứng dài là một trong những hạn chế trong quá trình nghiên cứu cũng như khả năng mở rộng quy mô ứng dụng công nghiệp.

NH ƠN

1.2.2.5 Phương pháp xanh

Bên cạnh phương pháp hóa học, phương pháp xanh cũng đang là xu hướng phát triển mới trong việc tạo ra hạt nano an toàn đối với người sử dụng [20]. Bên cạnh đó, việc tổng hợp hạt nano ZnO từ phương pháp xanh được kì vọng là phương pháp kinh tế hơn và tạo ra được hạt nano có khả năng tương thích sinh học cao.

Phương pháp xanh gồm các phương pháp tổng hợp từ dịch chiết của cây, vi khuẩn,

Y

nấm, rong… [25]. Trong số các phương pháp xanh đã nêu, thì việc tổng hợp nano

QU

ZnO từ dịch chiết lá cây có quy trình đơn giản hơn. Hơn nữa, dịch chiết từ lá cây thường chứa các hợp chất hóa sinh đóng vai trò không chỉ là chất khử mà còn là chất ổn định bề mặt cho hạt nano. Ưu điểm khác của phương pháp tổng hợp hạt nano từ dịch chiết lá cây là thời gian phản ứng ngắn, thiết bị phản ứng đơn giản và

KÈ M

tạo ra được hạt nano có độ tinh khiết cao [25]. Hàng loạt các nghiên cứu về phương pháp tổng hợp hạt nano ZnO đã được công bố gần đây. Các loại cây được sử dụng thường có các tác nhân khử sinh học như polysaccharide, polyphenolic, alkaloid, terpenoid, v.v. Bảng 1.2 liệt kê một số nghiên cứu tổng hợp hạt nano ZnO từ dịch chiết các loại cây khác nhau. Như vậy, so với các phương pháp khác, phương pháp

DẠ Y

xanh rõ ràng có ưu điểm vượt trội hơn với hàng loạt các nghiên cứu đã nêu.

11

Piper

Tên

Bộ phận

thường

sử dụng

khô,

không

nghiền nhỏ

Azadirachta 2

indica

Lá tươi

Neem

(Meliaceae)

(Liliaceae)

Dịch chiết

~ 30

18

Nha đam

lá cây

8-20

Vỏ cây đã

4

Nha đam

Aloe vera

được đông

26-65

Y

khô

Cocus nucifera Dừa

QU

5

Nước dừa

hạt

TLTK

Hình cầu

Hình cầu

[26]

[27]

Hình cầu,

NH ƠN

3

Aloe Vera

hạt (nm)

Lá cây

betel Trầu

(Piper betle)

Kích thước Hình thái

CI

1

Cây

OF FI

STT

AL

Bảng 1.2 Bảng tóm tắt một số cây được sử dụng để tổng hợp hạt nano ZnO

20-80

oval,

lục [28]

giác Hình cầu, lục giác

[29]

Hình cầu và

hình

lục

giác, [30]

không có kết tụ

KÈ M

1.2.3 Ứng dụng của nano kẽm oxit Nhờ vào các tính chất hóa học và vật lý nổi bật như độ ổn định hóa học cao, hấp thụ dải bức xạ rộng và độ ổn định quang học cao mà kẽm oxit được biết đến rộng rãi như vật liệu đa chức năng [13], [14]. Trong ngành khoa học vật liệu, ZnO được xếp vào nhóm chất bán dẫn nhóm II-VI, nhóm có đồng hóa trị nằm trên ranh giới giữa

DẠ Y

chất bán dẫn ion và chất bán dẫn cộng hóa trị. Bên cạnh đó, ZnO có độ cứng cao và hằng số điện áp cao nên nó cũng được ứng dụng phổ biến trong ngành công nghiệp gốm sứ [13]. Ngoài ra, kẽm oxit (ZnO) là một trong số ít các kim loại/ oxit kim loại 12

AL

được cục quản lý dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) xếp vào danh sách oxit kim loại an

toàn với sức khỏe con người [25], [31] vì ZnO có khả năng phân hủy sinh học và

CI

độc tính thấp [14], [32]. Zn2+ là nguyên tố vi lượng cần thiết cho cơ thể. Tại Mỹ, người dân được khuyến khích nên cung cấp 9-11 mg Zn2+ một ngày để hỗ trợ quá trình trao đổi chất của cơ thể [32]. Về mặt hóa học, bề mặt của ZnO giàu nhóm –

OF FI

OH, dễ dàng gắn các nhóm chức. Vì vậy, ZnO đã và đang được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực như: hình ảnh y sinh (biomedical imaging), dẫn truyền thuốc (drug delivery), dẫn truyền gen (gene delivery) và cảm biến sinh học (biosensor) hoặc trong lĩnh vực mỹ phẩm, vải sợi, xúc tác, v.v [13], [32], [16].

NH ƠN

1.2.3.1 Ứng dụng của ZnO NPs trong lĩnh vực hình ảnh sinh học

ZnO NPs có khả năng phát xạ ánh sáng xanh (blue) và phát xạ tia UV gần (nearUV), các nguồn ánh sáng có sự phát huỳnh quang xanh lá (green) hoặc vàng (yellow) do các lỗ trống oxy (oxygen vacancies) [20], [33]. Vì vậy, ứng dụng của ZnO NPs được mở rộng trong lĩnh vực hình ảnh sinh học.

Sol-gel là phương pháp phổ biến để tổng hợp ZnO NPs ứng dung trong lĩnh vực

Y

hình ảnh sinh học, vì phương pháp này được thực hiện gần nhiệt độ phòng nên

QU

không gây ra khuyết tật bề mặt của ZnO NPs. Mặc dù polyvinylpyrrolidon (PVP), oleic axit (OA), diethanolamin (DEA), polyethylene glycol methyl ete (PEGME), polymethylmethacrylat (PMMA) và polystyren (PS) là các chất bảo vệ/ ổn định được sử dụng phổ biến trong quá trình tổng hợp hạt nano kim loại, nhưng chúng

KÈ M

vẫn không thích hợp cho ứng dụng trong lĩnh vực hình ảnh sinh học vì một số chất ổn định không tan hoặc không bền trong nước, trong khi một số khác lại không cho hiệu suất phát huỳnh quang cao dẫn đến chúng sẽ bị các tế bào tự phát quang che khuất. Xiong và các cộng sự lần đầu tiên tổng hợp được nano ZnO NPs có cấu trúc lõi-vỏ (core-shell) ZnO@poly(MMA-co-PEGMEMMA) không chỉ có hiệu suất

DẠ Y

lượng tử (quantum yield) cao, mà còn có khả năng phát quang cao ổn định dung dịch (aqueous solution), tính chất mà chưa có nghiên cứu nào trước đó đạt được [20], [33], [34].

13

AL

1.2.3.2 Ứng dụng của ZnO NPs trong lĩnh vực dẫn truyền thuốc

Việc ứng dụng vật liệu nano vào lĩnh vực dẫn truyền thuốc mở ra cơ hội mới cho

CI

phương pháp trị liệu hiệu quả và an toàn hơn, đặc biệt là chữa bệnh ung thư. Các vật liệu có cấu trúc nano mang thuốc như Fe₃O₄ NPs, ống nano cacbon (carbon

OF FI

nanotubes), viên nén polyme cấu trúc nano (polymer nanobeads) giúp tiết kiệm được lượng thuốc sử dụng, giảm các biến cố bất lợi (side effect) và quan trọng là khả năng xâm nhập vào đúng tế bào qua con đường nội bào (intracellular endocytic pathways) và giải phóng thuốc tại các vị trí đích (target site) một cách hiệu quả, đặc biệt là khi bản thân thuốc đó không được tế bào hấp thụ [20], [33].

NH ƠN

Do giá trị pH trong các khối u (tumor tissue) hoặc mô viêm thấp hơn nhiều so với máu hoặc các mô bình thường, vì vậy hệ dẫn truyền thuốc ứng dụng chữa trị ung thư cần có khả năng đáp ứng pH (pH-responsive). Các hệ dẫn truyền thuốc đáp ứng pH thường sử dụng các chất nhạy pH, được xem như cầu nối giữa vật chủ và vật bám (host and guest). ZnO NPs là một trong số những chất mang thuốc đáp ứng pH được ứng dụng rộng rãi từ năm 2010 nhờ vào đặc tính nhạy pH, khả năng phân hủy

Y

sinh học và tính tương thích sinh học [33].

QU

Nhạy pH vừa là ưu điểm, cũng là nhược điểm của ZnO NPs khi ứng dụng trong lĩnh vực dẫn truyền thuốc. Zhu và Guo cùng các cộng sự của họ từng tạo ra hệ dẫn truyền thuốc nano silica kích thước mao quản trung bình (mesoporous silica nanoparticles, MSNs) mang doxorubicin (DOX) trong đó ZnO NPs đóng vai trò

KÈ M

làm chất bảo vệ thuốc (DOX@ZnO@MSN). ZnO NPs bền trong điều kiện môi trường trung tính, nhưng khi giảm giá trị pH thì ZnO NPs tan nhanh chóng dẫn đến lượng thuốc giải phóng không kiểm soát. Hơn nữa bản thân ZnO không gây độc, nhưng khi bị phân hủy, nó giải phóng ion Zn²⁺ gây độ tế bào. Để khắc phục nhược điểm này, các nhà nghiên cứu đã đồng quan điểm rằng đề bảo vệ được ZnO trong

DẠ Y

môi trường in vivo, hệ dẫn truyền thuốc cần được thiết kế hai lớp bảo vệ gồm : lớp kị nước (hydrophobic) bao quanh hạt nano kẽm oxit để ngăn sự hòa tan ZnO NPs,

14

1.2.3.3 Ứng dụng ZnO NPs làm vật liệu kháng khuẩn

CI

solution) [33], [35].

AL

lớp ưa nước (hydrophilic) bên ngoài để giúp hệ ổn định trong dung dịch (aqueous

Cùng với sự phát triển của công nghệ nano, các nhà khoa học đã phát hiện ra các

OF FI

tính năng vượt trội của nano kẽm oxit (đặc tính về điện, quang học, cơ tính, v.v) so với kẽm oxit thô. Nhờ vào sự bất đối xứng tâm trong cấu trúc wurtize, kết hợp với liên kết cơ điện lớn nên tính chất áp điện và nhiệt điện mà ZnO được ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị chuyển hóa năng lượng, cảm biến, xúc tác quang, v.v. Gần đây, không ít nghiên cứu đều kết luận rằng nano ZnO là một trong số 3 loại hạt nano có

NH ƠN

hoạt tính kháng khuẩn rõ rệt nhất [20], [31], [36]. Mặc dù nano vàng (Au NPs) và nano bạc (Ag NPs) có hoạt tính kháng khuẩn cao hơn nano ZnO nhưng chúng rất khó mở rộng ra quy mô công nghiệp do chi phí cao cũng như Ag NPs và Au NPs không có khả năng phân hủy sinh học [31]. Bên cạnh đó, ZnO NPs có khả năng kháng được nhiều vi khuẩn Gram âm và Gram dương như : Escherichia coli, S.enteritidis, Streptococcus pyogenes, Aeromonas hydrophila, B.subtillis, S. aureus, L.monocytogenes, Klebsiella pneumonia, P.aeruginosa, Salmonella typhimurium,

Y

v.v. Khả năng kháng khuẩn của ZnO NPs có thể nhờ vào quá trình giải phóng ion

QU

kim loại, sự hình thành các gốc tự do oxi hóa (reactive oxygen species, ROS), quá trình gây rối loạn chức năng màng tế bào, hoặc do sự thâm nhập của các hạt nano (nanoparticles penetration), cũng có thể do sự tắc nghẽn, gián đoạn của quá trình

KÈ M

vận chuyển điện tử qua màng (blockage, interruption of transmembrane electron transportation), v.v [37].

1.2.4 Cơ chế kháng khuẩn của ZnO NPs Vật liệu nano kẽm oxit có thể tương tác hóa học hoặc tương tác vật lý để thể hiện khả năng kháng khuẩn của nó. Tương tác hóa học của vật liệu ZnO NPs với tế bào

DẠ Y

vi khuẩn dẫn đến việc sản sinh các gốc tự do oxi hóa (ROS), sự hình thành của H₂O₂ và giải phóng ion Zn²⁺. Ngược lại, tương tác vật lý thể hiện khả năng kháng khuẩn thông qua việc phá vỡ màng tế bào (cell envelope) (gồm màng tế bào trong 15

1.2.4.1 Tương tác hóa học của ZnO NPs với tế bào vi khuẩn a. Sự hình thành các gốc tự do oxi hóa (ROS)

CI

cơ học (mechanical damage).

AL

và thành tế bào của vi khuẩn), nội hóa vi khuẩn (cellular internalization) và phá hủy

OF FI

Đa số các nghiên cứu đề đồng ý rằng khả năng hình thành ROS như anion surperoxide (O2), gốc hydroxyl tự do (·OH) và hydro peroxit (H2O2) là cơ chế kháng khuẩn chính của ZnO-NPs [20], [36], [37]. Dưới tác động của ánh sáng, ZnO tạo ra các electron tự do và lỗ trống. Các electron và lỗ trống có thời gian sống đủ để gây ra sự quang hóa của các gốc tự do oxi hóa (ROS) trên bề mặt của ZnO thông

NH ƠN

qua quá trình hấp phụ các phân tử nước và oxi trong môi trường. Các phân tử Oxy sản sinh ra gốc peroxit anion phản ứng với H+ tạo ra HO2·. Sau đó, HO2· này kết hợp với các electron tạo ra hydro peroxit (·HO2). Gốc tự do này tiếp tục kết hợp với H+ tạo thành H2O2. Các phân tử này sau đó đi qua thành tế bào phá vỡ cấu trúc của màng tế bào làm chết vi khuẩn. Quá trình hình thành ROS được tóm tắt trong chuỗi phản ứng sau:

Y

(1) ZnO + hv → e- + h+

QU

(2) h+ + H2O → ·OH + H+ (3) e- + O2 → ·O2-

KÈ M

(4) ·O2 + H+ → HO2·

(5) HO2· + H+ + e- → H2O2 b. Sự giải phóng ion Zn2+

Cơ chế quan trọng thứ hai gây ức chế sự phát triển của vi khuẩn là sự giải phóng

DẠ Y

các ion Zn2+ trong dung dịch chứa ZnO-NPs và vi khuẩn [20], [36]. Khi các hạt nano ZnO tập trung tại bề mặt của vi khuẩn nhờ vào tương tác tĩnh điện, chúng sẽ vượt qua lớp peptidoglycan đi vào tế bào chất của vi khuẩn và giải phóng ra các ion 16

AL

Zn2+. Các ion này gây ra hiện tượng phân hủy màng tế bào, phá hủy các protein của màng và gây ra sự mất ổn định gene, dẫn đến làm chết tế bào vi khuẩn. Tuy nhiên,

CI

cơ chế này bị ảnh hưởng bởi 2 thông số chính: (1) tính chất hóa lý của hạt nano: độ

xốp, nồng độ, kích thước hạt và hình thái hạt; (2) hóa tính của dung dịch: pH, tia

NH ƠN

chế kháng khuẩn hóa học có thể có của ZnO NPs.

OF FI

UV, thời gian phơi, và sự tồn tại của các nguyên tố khác. Hình 1.3 tổng hợp các có

Y

Hình 1.3 Mối tương quan giữa (a) ảnh hưởng của các thông số của ZnO-NPs đến khả năng kháng khuẩn của nó và (b) các cơ chế kháng khuẩn có thể có của ZnONPs: tương tác tĩnh điện; sự di chuyển của ZnO-NPs vào trong tế bào vi khuẩn; sự giải phóng Zn2+ và sự hình thành ROS [36].

QU

1.2.4.2 Tương tác vật lý của ZnO NPs và tế bào vi khuẩn a. Phá vỡ màng sinh chất (plasma membrane) của vi khuẩn Thuyết này được dựa trên tương tác tĩnh điện giữa bề mặt tế bào vi khuẩn và kẽm

KÈ M

oxit. Nghiên cứu của Stoimenov [38] và Tsuneda [39] cho thấy trong điều kiện cơ thể, bề mặt tế bào vi khuẩn tích điện âm do sự phân ly của nhóm chức carboxylic và các nhóm chức khác trong khi vật liệu kẽm oxit tích điện dương. Sự đối nghịch điện tích giúp cho ZnO NPs dễ dàng bám lên mặt ngoài của màng plasma và trung hòa

DẠ Y

điện tích bề mặt của màng vi khuẩn, làm tăng sức căng bề mặt. Kết quả, kết cấu màng tế bào bị trương phồng, hình thái màng tế bào bị thay đổi, rò rỉ dịch nội bào và các thành phần bên trong của vi khuẩn. Cơ chế này được minh họa trong hình 1.4.

17

AL CI OF FI NH ƠN

Hình 1.4 Hình tổng hợp các tương tác vật lý khác nhau giữa ZnO NPs và các tế bào vi khuẩn dẫn đến hiệu ứng gây chết vi khuẩn [37]. b. Nội hóa tế bào của ZnO NPs

Cơ chế này thường đúng đối với cấu trúc nano có kích thước nhỏ hơn 10 nm. Vì

Y

kích thước nhỏ nên ZnO NPs có thể đi xuyên qua màng nguyên sinh (cytoplasmic membrane), và tích tụ bên trong tế bào vi khuẩn. Tại đây, chúng sẽ phá hủy các

QU

thành phần nội bào (intracellular) của vi khuẩn như axit nucleic hoặc làm tăng khả năng trương của tế bào gây chết vi khuẩn. Cơ chế nội hóa tế bào cũng được minh họa trong hình 1.4.

KÈ M

c. Phá hủy cơ học màng tế bào

Sự xuất hiện của các khuyết tật bề mặt như khuyết tật về kết cấu, góc cạnh trên bề mặt của vật liệu ZnO NPs tạo hiệu ứng mài mòn bề mặt vi khuẩn tốt hơn so với ZnO thô. Kết quả nghiên cứu của Padmavathy và cộng sự [40] đã chứng minh rằng

DẠ Y

ZnO NPs kích thước 12 nm có khả năng kháng khuẩn cao hơn ZnO kích thước 45 nm và kích thước 2 µm. Phá hủy cơ học màng tế bào được cho là cơ chế chính gây ra sự chết tế bào vi khuẩn.

18

AL

1.3 Tổng quan về lá trầu không 1.3.1 Giới thiệu

CI

Trầu không (Piper betle L.) được biết đến là loài cây thân leo, thuộc họ Piperacease. Dựa vào hình dạng, kích thước và mùi của phiến lá mà trầu không

OF FI

được chia thành hai loại: mùi hăng và không hăng. Cấu trúc của lá trầu không phần lớn có hình trái tim, nhẵn, bóng (hình 1.5) [41]. Trầu không được trồng nhiều tại các nước khu vực Đông Nam Á, trong đó có Việt Nam. Một vài sản phẩm có giá trị (bột, lá, chiết xuất, tinh dầu) từ lá trầu không có lợi ích rất lớn đối với sức khỏe con người. Lá và bột lá trầu không có tác dụng giảm đau và làm mát, được dùng để trị

NH ƠN

nhức đầu, viêm khớp, đau họng, suy nhược thần kinh. Nước súc miệng và viên nén làm từ lá trầu không cũng được dùng để chữa các bệnh về răng miệng. Tinh dầu chiết xuất từ lá trầu không chứa nhiều hợp chất phenol, các hợp chất có đặc tính chống oxi hóa và chống nấm nên được ứng dụng để ức chế sự phát triển của vi khuẩn gây bệnh như thương hàn, tả, lao, v.v. Các công bố khoa học cho thấy trong lá trầu không chứa hợp chất polyphenol giúp chống oxi hóa, và ức chế một số nguyên nhân gây loét dạ dày [42]–[48]. Hình 1.6 thể hiện một số hợp chất hữu cơ

Y

thường có trong lá trầu không. Thành phần hóa học tham khảo có trong dịch chiết lá

DẠ Y

KÈ M

QU

trầu được biểu thị trong bảng 1.3 [43], [45], [46].

Hình 1.5 Hình thái của lá trầu không

19

AL CI OF FI

(b)Eugenol

(c)Hydroxy chavicol

NH ƠN

(a)Chavibetol

(d)Quercetin

Hình 1.6 Cấu trúc phân tử của một số hợp chất hữu cơ có trong lá trầu không 1.3.2 Tính khử và tính kháng khuẩn của dịch chiết lá trầu không Như đã đề cập, lá trầu không rất có tiềm năng ứng dụng trong y sinh nhờ vào khả

Y

năng kháng ung thư, kháng nấm, chống oxhi hóa, v.v. Năm 2007, Nalina và các

QU

cộng sự [44] đã công bố kết quả nghiên cứu khả năng kháng khuẩn của dịch chiết lá trầu không trên vi khuẩn Streptococcus mutans. Kết quả nghiên cứu cho thấy dịch chiết lá trầu không gây ra sự phá hủy màng sinh chất (plasma cell membrane) và sự

KÈ M

đông tụ của các nucleoid làm chết vi khuẩn. Đến năm 2008, Nair và cộng sự [49] tiến hành thử nghiệm khả năng kháng khuẩn của dịch chiết từ lá bàng (Terminalia catappa), lá cây hồng xiêm (Manilkara zapota) và lá trầu không (Piper betel) khi chiết bằng nước và bằng methanol trên 10 vi khuẩn Gram dương, 12 vi khuẩn Gram âm và một (1) nấm. Kết quả cho thấy dịch chiết từ lá trầu không có khả năng kháng

DẠ Y

khuẩn cao hơn hai (2) dịch chiết còn lại. Subashkumar và cộng sự [50] đã khảo sát ảnh hưởng khả năng kháng khuẩn của dịch chiết lá trầu không bằng nước đến các vi khuẩn gây bệnh. Công trình nghiên cứu này được đăng năm 2013 với kết quả kháng 20

AL

khuẩn cao nhất trên Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa và Staphylococus aureus.

CI

Vì trong dịch chiết lá trầu không chứa nhiều hợp chất có tính khử. Các hợp chất này còn đóng vai trò chất bảo vệ bề mặt trong quá trình tổng hợp hạt nano kim loại theo

OF FI

phương pháp xanh. Gần đây, có nhiều nghiên cứu sử dụng dịch chiết lá trầu không để tổng hợp hạt nao bạc [51]–[53], nano vàng [53], nano đồng oxit [54], v.v. Tuy nhiên, chưa có nghiên cứu nào đề cập đến khả năng điều khiển hình thái và kích thước của hạt nano của dịch chiết lá trầu không.

Bảng 1.3 Thành phần hóa học mang tính tham khảo có trong dịch chiết lá trầu

ghép khối phổ GC/MS

15.52

2

18.45

3

18.86

4

19.40

5

20.37

6

8

Hàm lượng (%)

Chavicol

7.56

Chavixyl acetate

0.58

Chưa xác định

0.19

Eugenol

77.24

Chưa xác định

0.14

QU

1

Thành phần

Y

STT Thời gian lưu (min)

NH ƠN

không (chiết trong dung môi nước) được phân tích bằng phương pháp sắc kí khí

20.76

β-Caryophyllene

0.27

22.56

Chưa xác định

0.62

23.60

Chưa xác định

1.83

9

23.94

β-Cadinene

0.17

10

24.18

Eugenyl acetate

8.67

11

27.51

4-allyl-1,2-diaxetoxybenzen

2.73

KÈ M

7

Dựa trên các yếu tố về độ phổ biến của nguyên liệu tại Việt Nam, tính khử và khả

DẠ Y

năng bảo vệ bề mặt của các hợp chất hữu cơ có trong dịch chiết lá trầu không cũng như tính kháng khuẩn của dịch chiết lá trầu không, chúng tôi đã lựa chọn nguyên liệu này để nghiên cứu tổng hợp nên ZnO NPs.

21

AL

1.3.3 Phương pháp chiết xuất lá trầu không

Chiết xuất các hợp chất hoạt tính sinh học từ dược liệu là một quá trình phức tạp

CI

được sử dụng để tìm ra các hợp chất hoạt tính sinh học có thể ứng dụng trong sản xuất dược phẩm, thực phẩm, đồ uống, v.v., quá trình này bao gồm các bước khác

OF FI

nhau như lựa chọn loài thực vật, thu hái và xác định vật liệu, hoạt động đơn vị, khai thác và mô tả đặc điểm [41]. Việc lựa chọn các loài thực vật dựa trên các tài liệu hiện có, các nghiên cứu phân loại hóa học, tuổi và độ chín của cây, các đặc tính truyền thống và dược liệu cũng như cách sử dụng.

Để chiết xuất hiệu quả, cần phải tối ưu hóa các điều kiện quy trình, như thời gian

NH ƠN

chiết, nhiệt độ, tỷ lệ rắn - lỏng, loại dung môi, v.v. Các loại quy trình chiết khác nhau, gồm kỹ thuật chiết cổ điển và kỹ thuật chiết nâng cao [55]. Các quy trình chiết xuất cổ điển bao gồm thấm ướt, phân hủy, đun hồi lưu, truyền dịch cùng với quá trình chiết xuất là những quy trình chiết xuất đơn giản nhất. Hạn chế của các quy trình này là thời gian chiết xuất dài. Các kỹ thuật chiết xuất tiên tiến bao gồm chiết xuất soxhlet, chiết xuất bằng sóng siêu âm (chiết xuất có hỗ trợ siêu âm), chiết xuất dung môi gia tốc, chưng cách thủy, chưng cất hơi nước, chưng cất vi sóng và

Y

chiết xuất chất lỏng siêu tới hạn được áp dụng để tránh những hạn chế của kỹ thuật

QU

chiết xuất cổ điển. Song, các kỹ thuật tiên tiến này yêu cầu chi phí đầu tư cao, nên chưa được ứng dụng rộng rãi.

Trong số các kỹ thuật chiết xuất, chưng cách thủy (hydro-distillation) là phương

KÈ M

pháp được sử dụng rộng rãi nhờ vào một số ưu điểm như: đơn giản, dễ sữa chữa và bảo trì, chi phí thấp, và dịch chiết thu được có độ tinh khiết cao [41]. Quy trình Clevenger thường được dùng để chiết xuất tinh dầu từ lá trầu không. Tuy nhiên, quy trình này diễn ra chậm, thời gian chiết xuất dài (3-8 giờ), hiệu suất làm nguội thấp. Để khắc phục các nhược điểm này, một số kỹ thuật cải tiến như chưng cách

DẠ Y

thủy có hỗ trợ vi sóng [56] hoặc chưng cất thủy có hỗ trợ của siêu âm [57], trong đó kỹ thuật chưng cách thủy có hỗ trợ của siêu âm là kỹ thuật hiệu quả trong việc tăng năng suất thu hồi các hợp chất hoạt tính sinh học cũng như tiết kiệm thời gian chiết 22

AL

xuất, tiết kiệm dung môi. Quá trình chiết xuất có sự hỗ trợ của sóng siêu âm (Ultrasound-assisted extraction, UAE) dựa trên hiện tượng tạo lỗ hổng âm thanh và

CI

các hiệu ứng cơ học để chiết xuất các hợp chất từ các nguồn thực vật. Bong bóng

trọng lực trên bề mặt chất nền thực vật bị phá vỡ làm cho thành tế bào bị vỡ, dẫn đến sự thâm nhập của dung môi vào nguyên liệu thực vật cao hơn và nhanh hơn. Do

OF FI

đó, việc chiết xuất các hợp chất mong muốn được đẩy nhanh nhờ vào sự truyền

DẠ Y

KÈ M

QU

Y

NH ƠN

khối tổng thể được tăng cường [58].

23

THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

AL

CHƯƠNG 2

CI

2.1 Hóa chất, thiết bị, dụng cụ 2.1.1 Hóa chất, nguyên vật liệu

OF FI

Muối kẽm nitrate [Zn(NO3)2] và các hóa chất khác được mua từ nhà sản xuất TCI, Nhật Bản. Bột lá trầu không được mua từ Tây Nguyên (593 Phạm Văn Đồng, Phường Trần Hưng Đạo, Kon Tum, Việt Nam). CKPT đa sợi được mua trên thị trường.

CKPT đa sợi: sử dụng sản phẩm hiện có trên thị trường như CKPT Surgisorb

PET) (Mazzaferro, Brazil).

2.1.2 Thiết bị, dụng cụ

NH ƠN

(Polyglycolic acid, PGA) (Nitcho Kogyo, Nhật Bản), CKPT Mazter (Polyester,

Máy khuấy từ gia nhiệt;

-

Tủ sấy;

-

Cân cân phân tích (4 số);

-

Bộ lọc chân không;

-

Máy ly tâm;

-

Bộ đun hồi lưu

-

Bể siêu âm

-

Lò nung

-

Máy đo độ bền vật liệu (Instron)

KÈ M

QU

Y

-

2.2 Tổng hợp ZnO NPs 2.2.1 Chuẩn bị dịch chiết (DC) Quy trình chiết xuất lá trầu không được thực hiện dựa theo các tài liệu tham khảo

DẠ Y

[44], [50], [59], [60]. Cân khối lượng xác định bột lá trầu không và cho vào bình cầu có chứa sẵn 100 ml nước cất. Tiến hành đun hoàn lưu tại các thời gian và nhiệt độ khác nhau. Sau khi nguội, dung dịch được lọc thô qua giấy lọc để loại bỏ cặn, bã.

24

AL

Sau đó, dịch lọc được ly tâm với tốc độ 6000 vòng/phút trong thời gian 30 phút để loại bỏ tạp chất còn sót lại. Cuối cùng, dịch lọc được lọc qua màng lọc 0.45 µm, thu

CI

được dịch chiết (DC). Dịch chiết được bảo quản tại nhiệt độ 4 – 8 °C nếu chưa sử

dụng ngay. Dịch chiết thu được sẽ được pha loãng, tiến hành đo độ hấp thu bằng phương pháp phổ hấp thụ phân tử UV-Vis. Để tính hiệu suất, dịch chiết được sấy

OF FI

chân không tại nhiệt độ 40-50 °C đến khi thu được cao khô và tính toán dựa trên Dược điển Việt Nam, phụ lục 12.10. Quy trình chuẩn bị DC được thể hiện trong hình 2.1.

Như đã đề cập trong mục 1.3.3, khi tiến hành chiết xuất lá trầu không cần chú ý đến

NH ƠN

ảnh hưởng của các yếu tố (1) thời gian chiết (phút), (2) nhiệt độ (°C), (3) tỷ lệ rắn lỏng (g/ml), (4) loại dung môi, v.v. Trong nghiên cứu này, dung môi nước được lựa chọn để hạn chế việc dùng hóa chất trong quy trình. Các yếu tố (1), (2), (3) được lựa chọn để khảo sát như sau: -

Để đánh giá ảnh hưởng của tỷ lệ rắn-lỏng và thời gian chiết xuất đến quy trình, nhiệt độ chiết xuất được giữ cố định 90 °C, tỷ lệ rắn-lỏng được khảo sát lần lượt

Sau khi đã kết luận được tỷ lệ rắn-lỏng và thời gian chiết phù hợp, tiến hành

QU

-

Y

là 1:5, 1:10 và 1:15, thời gian chiết xuất lần lượt là 15, 30 và 60 phút.

DẠ Y

KÈ M

đánh giá ảnh hưởng của nhiệt độ đến quy trình chiết lần lượt là 70, 80 và 90 °C.

25

AL CI OF FI NH ƠN

Hình 2.1 Sơ đồ quy trình chuẩn bị dịch chiết lá trầu không 2.2.2 Tổng hợp ZnO NPs

Để tổng hợp ZnO NPs, nhỏ giọt thể tích dịch chiết xác định vào 100 ml dung dịch

Y

muối kẽm nitrat đang được siêu âm tại nhiệt độ phòng. Sau đó, hỗn hợp này được

QU

siêu âm đến khi xuất hiện lớp kết tụ màu vàng hoặc nâu nhạt. Sau phản ứng, hỗn hợp phản ứng được ly tâm, rửa nhiều lần bằng nước cất và ethanol trước khi sấy khô và nung tại nhiệt độ 600 °C trong 2 giờ [60], [59]. Quy trình tổng hợp ZnO NPs

DẠ Y

KÈ M

được sơ lược trong hình 2.2.

26

AL CI OF FI NH ƠN

Hình 2.2 Quy trình tổng hợp nano kẽm oxit từ dịch chiết lá trầu không

Y

2.2.3 Khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố đến quá trình hình thành ZnO NPs

QU

Theo một số nghiên cứu, các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hình thành ZnO NPs gồm: (1) nồng độ muối kẽm (M), (2) tỷ lệ lỏng-lỏng (ml/ml), (3) pH, (4) nhiệt độ (°C) và (5) thời gian phản ứng (giờ) [25], [27], [62], [63]. Trong nghiên cứu này, chúng tôi lựa chọn các thông số khảo sát như đề cập bên dưới.

KÈ M

2.2.3.1 pH

ZnO NPs được đánh giá là chỉ hình thành tại pH 5-7 hoặc pH 8 [62], [64] Mặc dù pH 8 đảm bảo quá trình chuyển hóa từ Zn(NO3)2 thành ZnO xảy ra hoàn toàn, nhưng việc sử dụng hóa chất khi điều chỉnh pH làm tăng rủi ro cho sản phẩm. Vì

DẠ Y

vậy, pH 5-7 đã được lựa chọn trong nghiên cứu này.

27

AL

2.2.3.2 Nồng độ muối kẽm

Sangeetha và các cộng sự [64] đã kết luận rằng ZnO NPs bắt đầu hình thành khi

CI

nồng độ muối kẽm không nhỏ hơn 1 mM. Khi tăng nồng độ này lên 10 lần, quá

trình kết tụ bắt đầu hình thành. Vì vậy, nồng độ muối kẽm được khảo sát lần lượt là

OF FI

0.001, 0.01 và 0.1 M. 2.2.3.3 Tỷ lệ lỏng-lỏng (thể tích dịch chiết sử dụng)

Một số nghiên cứu chỉ ra rằng, thể tích dịch chiết có ảnh hưởng đến kích thước của ZnO NPs [63], [64]. Theo các báo cáo, hình thái và kích thước hạt của các hạt nano kim loại tổng hợp từ dịch dịch chiết thiên nhiên phụ thuộc vào nhóm chức có trong

NH ƠN

thành phần của dịch chiết và nồng độ/ thể tích chất phản ứng [62]. K. Elumalai và các cộng sự đã chứng minh rằng hình thái hạt ZnO NPs phụ thuộc vào nhóm chức có trong thành phần dịch chiết trong khi kích thước hạt phụ thuộc vào thể tích dịch chiết sử dụng [27]. Thể tích dịch chiết càng tăng, kích thước hạt ZnO NPs càng nhỏ.

Trong nghiên cứu này, ảnh hưởng của thể tích dịch chiết được đánh giá thông qua tỷ lệ giữa thể tích dịch chiết và thể tích muối kẽm sử dụng (ml/ml). Tỷ lệ này lần

Y

lượt là 1 :10, 1 :5 và 1 :1.

QU

2.2.3.4 Thời gian phản ứng

Thời gian phản ứng được lựa chọn trong nghiên cứu này lần lượt là 4 giờ.

2.3 Quy trình phủ ZnO NPs lên CKPT

KÈ M

2.3.1 Không xử lý bề mặt CKPT CKPT được cắt thành những đoạn có chiều dài 25 cm. CKPT được rửa bằng ethanol, sau đó rửa lại bằng nước khử ion. Sau đó CKPT được sấy ở 70 0C trong 1 giờ. Sau đó CKPT được cất trong túi zipper đặt trong tủ tránh ẩm.

DẠ Y

Khi tiến hành phủ dung dịch ZnO NPs, CKPT được lấy ra và tiến hành phủ theo sơ đồ quy trình bên dưới (hình 2.3). Quá trình phủ dung dịch ZnO NPs lên CKPT tiến hành nhiều lần.

28

AL

CI

Hình 2.3 Sơ đồ quy trình phủ ZnO NPs lên CKPT

OF FI

2.3.2 Xử lý bề mặt CKPT

Quy trình xử lý bề mặt CKPT được tham khảo dựa trên nghiên cứu của Yan Li và các cộng sự [65]. CKPT được cắt thành những đoạn có chiều dài 25 cm. Tiến hành siêu âm 5 phút các sợi mẫu trong khoảng 60 ml dung dịch tetrahydrofuran (THF).

Quan sát màu của dung dịch sau khi siêu âm. Sấy các mẫu CKPT đã xử lý bề mặt ở

NH ƠN

65 °C trong 1 giờ, sau đó đặt trong tủ hút ẩm khi chưa sử dụng ngay.

Quy trình phủ ZnO NPs lên CKPT đã xử lý bề mặt tương tự như trên (hình 2.3).

2.4 Đánh giá khả năng kháng khuẩn và hiệu lực kháng khuẩn của vật liệu Hoạt tính kháng khuẩn của vật liệu được thử nghiệm bằng phương pháp khuếch tán thạch [60], [61]. Thử nghiệm này được thực hiện tại Phòng thí nghiệm Hóa sinh, công ty Việt Tín, TP.HCM.

Y

Để đánh giá vai trò cũng như khả năng kháng khuẩn của dịch chiết lá trầu không

QU

(DC), ZnO NPs, quy trình được thực hiện như sau : các đĩa thạch được nuôi cấy cùng với vi khuẩn E.coli (ATCC 25922) hoặc S.aureus (ATCC 25923). Sau đó, mẫu thử là giấy lọc đường kính khoảng 6 mm đã được tẩm dung dịch ZnO NPs hoặc DC, được đặt lên các đĩa thạch. Đối chứng là các mẫu thử được tẩm kháng

KÈ M

sinh penniciline. Các đĩa petri sau đó được ủ tại 37 °C trong vòng 24 giờ để quan sát sự phát triển/ức chế của vi khuẩn. Hình 2.4 mô tả vị trí các mẫu trên đĩa thạch nuôi

DẠ Y

cấy.

29

AL

Đối chứng

CI

ZnO NPs

OF FI

Dịch chiết (DC)

Hình 2.4 Hình mô tả vị trí các mẫu thử và mẫu đối chứng trên đĩa petri Sau khi đã đánh giá được vai trò và khả năng kháng khuẩn của các chất, tiến hành

NH ƠN

đánh giá hiệu lực kháng khuẩn của ZnO NPs bằng phương pháp tương tự như trên nhưng đọc kết quả sau 48 giờ, 72 giờ và 120 giờ nuôi cấy. Vị trí mẫu trên đĩa petri được thể hiện trong hình 2.5.

Đối chứng

QU

Y

ZnO NPs

Hình 2.5 Hình mô tả vị trí các mẫu ZnO NPs và mẫu đối chứng trên đĩa petri

KÈ M

Đối với CKPT phủ ZnO NPs, phương pháp đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của CKPT được tham khảo theo phương pháp AATTC 147-2004 và Dược điển Việt Nam. Các đoạn CKPT (dài khoảng 5 cm), gồm mẫu chứng (CKPT không phủ ZnO NPs, gọi tắt là ĐC) và mẫu thử (CKPT có phủ ZnO NPs, gọi tắt là PS) đặt lên bề mặt thạch mà trước đó đã được cấy vi khuẩn E.coli (ATCC 25922) hoặc S.aureus

DẠ Y

(ATCC 25923). Tiến hành ủ các đĩa thạch tại 37 °C trong vòng 24 giờ và quan sát vùng kháng khuẩn (ZOI). Vị trí mẫu trên đĩa petri được thể hiện trong hình 2.6.

30

AL

CI

Đối chứng (ĐC): CKPT thông thường

OF FI

Mẫu thử (PS): CKPT phủ ZnO NPs

Hình 2.6 Hình mô tả vị trí các mẫu PS và mẫu đối chứng trên đĩa petri

NH ƠN

Vùng kháng khuẩn được tính dựa trên công thức sau :

(2-1)

Trong đó, W và độ rộng của vùng kháng khuẩn (mm) ; T là đường kính tổng của mẫu thử và vùng kháng khuẩn (mm) ; D là đường kính của mẫu thử (mm).

2.5 Phương pháp nghiên cứu cấu trúc vật liệu

2.5.1 Phương pháp phổ hấp thụ tử ngoại và khả kiến (UV-Vis)

Y

Để xác định sơ bộ bước sóng cực đại (λmax), độ hấp thu quang A, thông thường ta có

QU

thể sử dụng phương pháp hấp thụ tử ngoại-khả kiến. Phương pháp này tuân theo định luật Beer-Lambert có phương trình như sau : A = log(Iₒ/I) = ɛ.L.C

KÈ M

Trong đó :

Iₒ và I lần lượt là cường độ của tia tới và tia phản xạ tương ứng L là bề dày của dung dịch hấp thụ, tính bằng cm

DẠ Y

C là nồng độ dung dịch, tính bằng mol/L ɛ là độ hấp thụ phân tử gam và có thứ nguyên là 1000 cm²/mol A là độ hấp thụ hay mật độ quang 31

AL

Kết quả xác định UV-Vis được thực hiện trên thiết bị Shimadzu UV-1900 tại phòng thí nghiệm Công ty Cổ phần Nhà máy Thiết bị Y học và Vật liệu Sinh học (MEDEP

CI

JSC).

2.5.2 Xác định liên kết trong cấu trúc vật liệu bằng phổ hồng ngoại (FTIR)

OF FI

Các liên kết trong cấu trúc của vật liệu được xác định bằng phương pháp hồng ngoại FT – IR được thực hiện tại khoa Công nghệ Hóa học, trường Đại học Công nghiệp TPHCM với tần số dao động từ 4000 – 400 cm-1. Đây là phương pháp xác định nhanh và chính xác các nhóm chức có trong sản phẩm. Phương pháp này dựa trên nguyên lý : khi chiếu một chùm tia đơn sắc có bước sóng nằm trong vùng hồng

NH ƠN

ngoại qua chất cần phân tích, thì một phần năng lượng của tia sáng bị hấp thu và giảm cường độ tia tới. Phân tử hấp thu năng lượng sẽ thực hiện các dao động, làm giảm độ dài liên kết các phân tử và các góc hóa trị sẽ thay đổi một cách tuần hoàn. Đường cong biểu thị sự phụ thuộc độ truyền qua là phổ hồng ngoại của mẫu phân tích. Mỗi nhóm chức hoặc liên kết có một tần số đăc trưng bằng các đỉnh (peak) trên phổ hồng ngoại.

Y

2.5.3 Xác định hình thái bề mặt vật liệu bằng phương pháp kính hiển vi điện từ quét (SEM) và phương pháp tán xạ năng lượng tia X (EDX)

QU

Hình thái bề mặt được xác định bằng phương pháp kính hiển vi điện tử quét bề mặt (SEM) và phương pháp tán xạ năng lượng tia X (EDX) dùng để phân tích thành phần hóa học của vật liệu và được thực hiện tại Phòng thí nghiệm Công nghệ cao,

KÈ M

quận 9, TP.HCM. Kỹ thuật hiển vi điện tử quét cho phép quan sát và đánh giá các đặc trưng của vật liệu vô cơ cũng như hữu cơ trong khoảng kích thước từ nm tới µm. Kính hiển vi điện tử quét hoạt động dựa trên nguyên lý điện tử được phát ra từ súng phóng điện (có thể là phát xạ nhiệt, hay xạ trường…) sau đó được tăng tốc. Thế tăng tốc của

DẠ Y

SEM thường từ 10 kV đến 50 kV. Điện tử được phát ra, tăng tốc và hội tụ thành một chùm điện tử hẹp nhờ hệ thấu kính từ, sau đó quét trên bề mặt mẫu nhờ các cuộn quét tĩnh điện.

32

AL

2.5.4 Xác định cấu trúc vật liệu bằng phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD)

Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) được dùng để phân tích cấu trúc rắn của vật liệu

CI

được thực hiện tại khoa Công nghệ Hóa học, trường Đại Học Công nghiệp TPHCM.

Phương pháp này dựa trên nguyên lý : khi chiếu chùm tia X có bước sóng (λ) vào

OF FI

mạng tinh thể của vật liệu, các họ mặt phẳng mạng tinh thể (hkl) của vật liệu thỏa điều kiện phản xạ Bragg : 2d(hkl).sin2θ = n.λ sẽ cho các cực đại nhiễu xạ tại vị trí góc nhiễu xạ θ = arcsin(nλ/2d(hkl)) tương ứng trên giản đồ nhiễu xạ. Những đặc trưng quan trọng nhất của giản đồ nhiễu xạ tia X là vị trí của các vạch nhiễu xạ, cường độ vạch nhiễu xạ và đường cong phân bố của vạch nhiễu xạ đó. Các đặc

NH ƠN

trưng này cho phép xác định pha cấu trúc, phân tích định tính các pha tinh thể, hằng số mạng, xác định tương đối độ pha tạp. Từ đó, cho phép điều chỉnh quy trình công nghệ chế tạo vật liệu và góp phần lý giải các hiện tượng vật lý.

2.5.5 Xác định đường kính vật liệu bằng phương pháp tán xạ ánh sáng động (DLS) Phương pháp tán xạ ánh sáng động được dùng để phân tích sơ bộ đường kính của

Y

vật liệu được thực hiện tại khoa Công nghệ Hóa học, trường Đại Học Công nghiệp

QU

TPHCM.

Phương pháp tán xạ ánh sáng động xác định kích thước tiểu phân dựa trên sự tán xạ ánh sáng laze khi các tiểu phân chuyển động Brown. Các hạt lơ lửng trong một chất lỏng liên tục chuyển động ngẫu nhiên, tốc độ chuyển động của chúng phụ thuộc vào

KÈ M

kích thước hạt. Hạt càng nhỏ di chuyển càng nhanh. Trong phép đo này, ánh sáng tán xạ trên mẫu được phát hiện và ghi nhận ở một góc nhất định. Sự phụ thuộc vào thời gian của cường độ tán xạ cho thấy các hạt chuyển động nhanh chậm ra sao. Từ thông tin này, có thể tính toán kích thước trung bình của hạt cũng như sự phân bố

DẠ Y

kích thước theo công thức Stockes-Einstein : D = kT/6ηπRh

33

AL

Trong đó :

CI

D là hệ số khuếch tán T là nhiệt độ

OF FI

Rh là bán kính thủy động k là hằng số Boltzmann η là độ nhớt của môi trường phân tán

Bán kính thủy động học thường lớn hơn bán kính thực của hạt do bán kính thủy

NH ƠN

động tính cả kích thước các nhóm chức hoặc lớp bao phủ có trên bề mặt của hạt. Đường cong hoặc biểu đồ phân bố kích thước theo số hạt (Size distribution) được thể hiện trên đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của số hạt theo kích thước. Độ đơn phân tán là một thông số quan trọng của các hạt nano dạng huyền phù (colloidal) được phản ánh qua giá trị PDI (Polydispersion Index) trong phép đo DLS. Khi chỉ số PDI < 0.1, các hạt được coi là có độ phân tán tốt, không có hiện

Y

tượng kết đám. Khi chỉ số PDI > 0.5 trong dụng dịch bắt đầu có hiện tượng tụ đám

QU

của hạt. Khi 0.1 < PDI < 0.5 thì tồn tại cả hai hiện tượng trên.

2.6 Đánh giá ảnh hưởng của quy trình phủ đến cơ tính của sợi CKPT Độ bền kéo đứt (tensile strength) là một trong các chỉ tiêu quan trọng để đánh giá

KÈ M

chất lượng của sợi CKPT và được quy định trong Dược điển Hoa Kỳ (USP). Để đánh giá ảnh hưởng của quy trình phủ đến cơ tính của sợi CKPT, độ bền kéo đứt của sợi chỉ sau quá trình phủ được đánh giá theo USP <881>, Kiểm tra độ bền kéo đứt CKPT. Trong nghiên cứu này, CKPT USP 1 và CKPT USP 2-0 được sử dụng

DẠ Y

và giới hạn chấp nhận của độ bền kéo đứt theo USP được thể hiện trong bảng 2.1.

34

AL

Bảng 2.1 Giới hạn chấp nhận của giá trị lực kéo đứt theo USP

Giá trị lực kéo đứt tối thiểu (N)

USP 2-0

14.1

USP 1

49.8

DẠ Y

KÈ M

QU

Y

NH ƠN

OF FI

CI

Cỡ chỉ theo USP

35

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

CI

3.1 Chuẩn bị dịch chiết

AL

CHƯƠNG 3

Theo kết quả từ các nghiên cứu đã được công bố, tỷ lệ rắn-lỏng, thời gian chiết và

OF FI

nhiệt độ chiết là các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất chiết dịch. Năm 2015, Lee và các công sự đã chứng minh rằng chiết xuất lá trầu không bằng dung môi nước thu được hiệu suất cao hơn dung môi cồn [66]. Vì vậy, trong nghiên cứu này, chúng tôi lựa chọn sử dụng dung môi nước.

Hình 3.1 thể hiện màu sắc của dịch chiết trước khi lọc, sau khi lọc và màu của cao

NH ƠN

chiết sau khi sấy. Sau khi trải qua các quá trình lọc thô và lọc tinh, dịch chiết có màu vàng rơm trong suốt (hình 3.1b). Hình 3.2 thể hiện đỉnh hấp thụ cực đại của dịch chiết tại bước sóng 280 nm và bờ vai rộng tại bước sóng 325 nm, kết quả này tương tự như kết quả của công bố trước đó [61]. Sau khi sấy, cao thu được có màu nâu (hình 3.1c) và khối lượng cao dịch chiết được tính toán dựa trên Dược điển Việt

KÈ M

QU

Y

Nam, phụ lục 12.10.

(a) Dịch chiết trước khi lọc, có màu chàm

(b) Dịch chiết sau khi lọc có màu vàng rơm

(c) Dịch chiết sau khi sấy, cao có màu nâu

DẠ Y

Hình 3.1 Hình ảnh dịch chiết lá trầu không: (a) trước khi lọc; (b) sau khi lọc và (c) sau khi sấy

36

AL CI

NH ƠN

OF FI

Absorption

280 nm

200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800

Wavelength (nm)

Hình 3.2 Phổ hấp thụ quang học của dịch chiết 3.1.1 Ảnh hưởng của tỷ lệ rắn-lỏng

Để đánh giá ảnh hưởng của tỷ lệ rắn-lỏng và thời gian chiết xuất đến quy trình,

Y

nhiệt độ chiết xuất được giữ cố định 90 °C, vì nhiệt độ cao sẽ hỗ trợ quá trình hòa

QU

tan của polyphenol trong nước trong thời gian ngắn [61]. Tỷ lệ rắn-lỏng được khảo sát lần lượt là 1:5, 1:10 và 1:15 ; thời gian chiết xuất lần lượt là 15, 30 và 60 phút.

Khối lượng cao sau khi sấy được tổng hợp trong bảng 3.1, trong đó thể tích dung

KÈ M

môi trong các thí nghiệm được giữ cố định 10 ml để tính toán.

Từ đồ thị hình 3.3, nhận thấy hiệu suất chiết xuất tăng khi khối lượng nguyên liệu giảm và đạt cực đại sau 30 phút chiết xuất. Sau đó, hiệu suất chiết xuất bắt đầu giảm. Nguyên nhân có thể do sự cạnh tranh tương tác giữa dung môi - nguyên vật liệu và sự thất thoát dung môi trong quá trình chiết xuất.

DẠ Y

Đáng chú ý, khi tỷ lệ rắn lỏng là 1 :5, tương ứng với khối lượng rắn quá nhiều, dẫn đến dung dịch có độ nhớt cao, trong khi không có sự hỗ trợ của quá trình khuấy,

37

AL

dẫn đến sự thâm nhập của dung môi vào bên trong vật liệu kém. Kết quả là hiệu suất giảm mạnh khi thời gian chiết càng dài.

CI

Điểm đáng chú ý thứ hai là khi tỷ lệ rắn-lỏng là 1 :10, tương ứng khối lượng nguyên

liệu sử dụng là 1g, hiệu suất chiết xuất gần như ổn định trong khoảng từ 30 đến 60

OF FI

phút. Vì vậy, chúng tôi lựa chọn tỷ lệ rắn-lỏng 1 :10 và thời gian chiết xuất 30 phút trong các thí nghiệm tiếp theo.

Khối lượng nguyên vật liệu (g)

Thời gian chiết (min)

Khối lượng cao (g)

Hiệu suất %

1

DC1

2

15

0.23

11.5

2

DC2

2

30

0.3

15

3

DC3

2

60

0.13

6.5

4

DC4

1

15

0.21

21

5

DC5

1

30

0.24

24

6

DC6

1

60

0.23

23

7

DC7

0.67

15

0.15

22.4

8

DC8

0.67

30

0.2

29.9

9

DC9

0.67

60

0.17

25.4

DẠ Y

KÈ M

Y

NH ƠN

STT

Kí hiệu

QU

Bảng 3.1 Kết quả thí nghiệm của quá trình chuẩn bị dịch chiết lá trầu không, sử dụng dung môi nước.

38

AL CI OF FI NH ƠN

Hình 3.3 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ rắn-lỏng và thời gian đến hiệu suất chiết xuất lá trầu không 3.1.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ

1:10 và thời

Y

Để đánh giá ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất chiết xuất, tỷ lệ

QU

gian chiết 30 phút được giữ cố định. Kết quả cho thấy hiệu suất chiết tăng khi tăng nhiệt độ (bảng 3.2 và hình 3.4). Nguyên nhân được cho là nhiệt độ cao giúp tăng khả năng hòa tan của các hợp chất hữu cơ trong nước [61].

KÈ M

Bảng 3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất chiết xuất

1 2 3

DC10 DC11 DC12

DẠ Y

STT

Kí hiệu

Thời gian chiết (min)

Nhiệt độ chiết xuất (°C)

Khối lượng cao (g)

30

70 80 90

0.12 0.21 0.24

39

Hiệu suất % 12 21 24

AL CI OF FI NH ƠN

Hình 3.4 Đồ thị thể hiện ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất chiết xuất Để ứng dụng quy mô công nghiệp, các thông số chiết xuất phù hợp được lựa chọn cho các thí nghiệm tiếp theo là Tỷ lệ rắn-lỏng: 1:10

-

Nhiệt độ chiết: 90°C và

-

Thời gian chiết: 30 phút.

QU

Y

-

3.2 Kết quả tổng hợp ZnO NPs Để nhận biết sơ bộ sự hình thành của ZnO NPs, tiến hành quan sát sự thay đổi của hỗn hợp dung dịch phản ứng. Khi dung dịch phản ứng có hiện tượng vẩn đục hoặc

KÈ M

xuất hiện kết tủa như hình 3.5, chứng tỏ ZnO NPs đã hình thành. Dung dịch này sau đó được đo UV-Vis để xác định đỉnh hấp thụ cực đại của mẫu. Kết quả cho thấy, xuất hiện đỉnh hấp thụ cực đại trong khoảng bước sóng từ 360 đến 380 nm (hình 3.6). Kết quả này phù hợp với kết quả nghiên cứu từ các tài liệu tham khảo [60],

DẠ Y

[61].

40

AL CI OF FI

QU

Y

NH ƠN

Hình 3.5 Sự hình thành của nano kẽm oxit trong hỗn hợp dung dịch phản ứng

KÈ M

Hình 3.6 Phổ hấp thụ UV-Vis của DC và ZnO NPs

Sau khi sấy, thu được bột rắn màu nâu (hình 3.7a). Nguyên nhân là do các hợp chất hữu cơ bao bọc bên ngoài ZnO NPs để bảo vệ hạt. Sau khi nung, các hợp chất hữu

DẠ Y

cơ bay hơi, để lại bột rắn màu trắng (hình 3.7b).

41

AL

(b)

OF FI

CI

(a)

Hình 3.7 Sự thay đổi màu sắc của ZnO NPs (a) trước khi nung và (b) sau khi nung 3.3 Đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố đến quá trình hình thành ZnO NPs và phương pháp phân tích cấu trúc vật liệu

NH ƠN

Các giá trị khác nhau của các thông số (1) nồng độ muối kẽm, (2) tỷ lệ lỏng-lỏng và (3) thời gian phản ứng đã được khảo sát để đánh giá vai trò của các yếu tố này đến sự hình thành của ZnO NPs.

3.3.1 Ảnh hưởng của nồng độ muối kẽm

Để đánh giá ảnh hưởng của nồng độ muối kẽm đến sự hình thành hạt ZnO NPs, tỷ lệ lỏng-lỏng (DC :muối kẽm) được giữ cố định 1 :1 và thời gian phản ứng là 4 giờ.

Y

Thông số khảo sát được tổng hợp trong bảng 3.3. Hình 3.8 chứng minh nhận định

QU

của Sangeetha [64] rằng ZnO NPs bắt đầu hình thành khi nồng độ muối kẽm là 0.001 M và bắt đầu xuất hiện kết tụ kể từ khi nồng độ muối kẽm là 0.01 M. Bảng 3.3 Thông số khảo sát ảnh hưởng của nồng độ muối kẽm đến quá trình hình

KÈ M

thành ZnO NPs Kí hiệu

[Zn2+] (M)

1 2 3

ZnO1 ZnO2 ZnO3

0.001 0.01 0.1

DẠ Y

STT

Thời gian phản ứng (giờ) 1:1 1:1 1:1

42

4 4 4

AL CI OF FI (b) ZnO2 bắt đầu xuất hiện kết tụ

NH ƠN

(a) ZnO1 dung dịch vẩn đục

(c)ZnO3 kết tụ xuất hiện rõ và nhiều hơn

Hình 3.8 Kết quả ngoại quan của khảo sát: ảnh hưởng của nồng độ muối kẽm đến sự hình thành ZnO NPs Các mẫu vừa được tổng hợp được mang đi đánh giá kích thước hạt sơ bộ bằng phương pháp DLS. Kết quả sự phân bố kích thước hạt cũng phù hợp với kết quả

Y

ngoại quan đã nêu ở mục 3.2. Bảng 3.4 tổng hợp kết quả phân tích kích thước hạt

QU

bằng phương pháp tán xạ ánh sáng động. Phương pháp này dựa trên nguyên lý tán xạ ánh sáng laze theo các hướng khác nhau khi các tiểu phân chuyển động Brown trong môi trường phân tán. Ánh sáng tán xạ được phát hiện và ghi nhận bởi một đầu dò (detector) tại một góc nhất định. Dựa trên cường độ này, kích thước phân tử

KÈ M

trùng bình (Z-average, nm) được tính toán thông qua hệ thức Stoke-Eistein, trong đó giả thuyết các tiểu phân có thể rắn và hình cầu [67].

Khi nồng độ muối kẽm nhỏ 0.001 M, các ion Zn²⁺ hoạt động như tác nhân điều khiển sự phát triển mầm ZnO (controller of nucleation), kích thước hạt tập trung

DẠ Y

trong khoảng từ 100 đến 200 nm với kích thước hạt trung bình khoảng 112.9 nm.Bên cạnh đó, chỉ số phân bố kích thước hạt (PDI) nằm trong khoảng trung bình (0.3 < PDI < 0.5) (Hình 3.9). Khi tăng nồng độ muối kẽm lên 0.01 M hoặc 0.1 M, 43

AL

chỉ số PDI quá lớn (PDI >1) (Bảng 3.6), các hạt mầm ZnO NPs xảy ra hiện tượng phát triển mầm và kết tụ tạo thành các tiểu phân có kích thước quá lớn, dẫn đến

CI

phương pháp đo DLS không còn phù hợp nữa [67].

STT Tên mẫu

OF FI

Bảng 3.4 Bảng tổng hợp kết quả phân tích sự phân bố kích thước hạt của ZnO NPs tại các điều kiện khác nhau.

Kích thước hạt trung bình (Z-average) (nm)

PDI

ZnO-0.001

112.9

0.330

2

ZnO-0.01

3640.2

1.018

3

ZnO-0.1

3791.8

5.161

QU

Y

NH ƠN

1

KÈ M

Hình 3.9 Kết quả phân tích DLS của ZnO NPs nồng độ 0.001 M

Nghiên cứu trước đây đã kết luận rằng kích thước hạt càng lớn thì độc tính thấp hơn so với hạt có kích thước nhỏ [60]. Hơn nữa, bảo quản hạt rắn sẽ dễ hơn so với dung dịch. Vì vậy, nồng độ muối kẽm 0.1 M đã được lựa chọn cho các thí nghiệm tiếp

DẠ Y

theo.

44

AL

3.3.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ lỏng-lỏng (thể tích dịch chiết) đến sự hình thành của ZnO NPs

CI

Ảnh hưởng của thể tích dịch chiết đến kích thước và hình thái hạt của ZnO NPs đã

được đánh giá trong nghiên cứu này. Lần lượt 10, 20 và 100 ml dung dịch DC được

OF FI

nhỏ giọt vào 100 ml dung dịch muối kẽm, tương ứng với tỷ lệ phản ứng lần lượt là 1 :10, 1 :5 và 1 :1. Hỗn hợp phản ứng được siêu âm trong 4 giờ. Khối lượng của ZnO NPs trước và sau khi nung được tổng hợp trong bảng 3.5. Kết quả cho thấy khối lượng sản phẩm tăng khi thể tích dịch chiết tăng.

STT

Kí

[Zn2+]

hiệu

(M)

NH ƠN

Bảng 3.5 Thông số phản ứng và kết quả thu được từ khảo sát ảnh hưởng của thể tích dịch chiết đến khả năng hình thành ZnO NPs

Thời gian phản ứng

(ml)

ZnO4

0.1

10

2

ZnO5

0.1

20

3

ZnO6

0.1

trước khi nung (g)

Khối lượng ZnO NPs sau khi nung (g)

4

0.005

0.003

1:5

4

0.030

0.010

4

1.158

0.080

1:1

QU

100

ZnO NPs

1:10

Y

1

(h)

Khối lượng

Bên cạnh vai trò tối ưu khối lượng sản phẩm thu được, thể tích dịch chiết sử dụng còn đóng vai trò trong việc kiểm soát kích thước và hình thái của hạt ZnO NPs (Hình 3.10). Khi tăng thể tích dịch chiết từ 10 ml lên 100 ml, kích thước hạt giảm

KÈ M

dần và có xu hướng định hình hình thái hạt [61], [63]. Ngoài ra, ảnh chụp SEM còn cho thấy sự kết tụ của các hạt nano. Điều này có thể được giải thích dựa trên nồng độ muối kẽm sử dụng như đã đề cập trong mục 3.3.1.

Hình 3.11 cho thấy hình thái của hạt ZnO NPs được nung tại nhiệt độ cao (600 °C).

DẠ Y

ZnO NPs có dạng lục giác và hình gần cầu. Điều này có thể do các nhóm chức có trong dịch chiết [27], [62]. Khi dịch chiết có chứa nhóm chức ketone (-C=O), amine (-NHx) hoặc nhóm chức carboxylic (-COOH) thường tạo ra hạt nano kim loại có

45

AL

dạng hình cầu hoặc lục giác. Ngược lại, hợp chất thiên nhiên chứa nhiều nhóm chức hydroxyl (-OH) thường tạo ra hạt nano kim loại có dạng hình cầu tụ từ các tinh thể

CI

nhỏ hơn (quasi-spherical agglomerates). (d)

NH ƠN

OF FI

(a)

(b)

KÈ M

(c)

QU

Y

(e)

(f)

DẠ Y

Ảnh SEM của ZnO dùng 10 ml dịch chiết tại độ phóng đại (a) 30k; (b) 60k và (c) 150k

Ảnh SEM của ZnO dùng 100 ml dịch chiết tại độ phóng đại (d) 30k; (e) 60k và (f) 150k

Hình 3.10 Ảnh chụp SEM của hạt ZnO NPs trước khi nung với các thể tích dịch chiết khác nhau

46

(c)

(d)

AL

(b)

NH ƠN

OF FI

CI

(a)

Hình 3.11 Hình thái hạt ZnO NPs với tỷ lệ lỏng-lỏng 1 :1 khi nung ở 600 °C trong

QU

Y

2h qua ảnh chụp SEM tại các độ phóng đại (a) 20k, (b) 30k, (c) 60k và (d) 150k Từ các kết quả trên, thông số phù hợp để tổng hợp ZnO NPs lần lượt là : Nồng độ muối kẽm : 0.1M

-

Tỷ lệ lỏng-lỏng : 1 :1

-

pH 5-7

-

Thời gian phản ứng : 4 giờ

KÈ M

-

Kết quả thu được từ phổ EDX cho thấy, trước khi nung trên bề mặt của ZnO NPs

DẠ Y

còn nhiều hợp chất hữu cơ từ dịch chiết lá trầu không (hình 3.12a). Tỷ lệ nguyên tử hợp chất hữu cơ (C, O) chiếm hơn 50% (bảng 3.6). Khi tiến hành nung tại nhiệt độ cao (600 °C), các hợp chất hữu cơ bay hơi gần như hoàn toàn, chỉ để lại ZnO (hình 47

trong mục 3.2. Tỷ lệ nguyên tử Zn-O được thể hiện trong bảng 3.6.

AL

3.12b). Kết quả này cũng thống nhất với kết quả ngoại quan của ZnO NPs được nêu

Tỷ lệ phần trăm khối lượng (%wt)

Tỷ lệ phần trăm nguyên tử (%)

OF FI

Nguyên tố

CI

Bảng 3.6 Tỷ lệ phần trăm khối lượng nguyên tử trong hợp chất ZnO NPs trước và sau khi nung

Sau khi nung

Trước khi nung

Sau khi nung

C

20.38

-

38.32

-

O

32.07

21.80

45.26

53.25

Zn

47.55

78.20

16.43

46.75

(a)

QU

Y

NH ƠN

Trước khi nung

DẠ Y

KÈ M

(b)

Hình 3.12 Phổ EDX của mẫu ZnO NPs (a) trước và (b) sau khi nung tại 600 °C 48

AL

3.3.3 Kết quả phân tích phổ FT-IR

Phép phân tích FT-IR được sử dụng để ghi nhận các nhóm chức của dịch chiết và

CI

ZnO NPs. Phổ FT-IR (Hình 3.13a) cho thấy sự có mặt của các nhóm chức hợp chất hữu cơ như amin, cacboxylic axit, ankans, ankens hoặc Ar-OH, esters v.v, lần lượt

OF FI

tại các đỉnh hấp thụ 3477.51, 2888.25, 1637.27 cm-1, dải từ 1300 đến 1000 cm-1.

Trong phổ hấp thụ tử ngoại của ZnO NPs (Hình 3.13b), không còn đỉnh hấp thụ tại vùng bước sóng từ 1300 cm-1 đến 1000 cm-1. Điều này chứng minh quá trình nung giúp loại bỏ gần như hoàn toàn các hợp chất hữu cơ có trong dịch chiết. Kết quả này cũng thống nhất với kết quả ngoại quan và kết quả phổ EDX đã nêu ở phần trên.

NH ƠN

Ngoài ra, việc xuất hiện của đỉnh hấp thụ tại 463.92 cm-1 chứng minh cho sự hình

DẠ Y

KÈ M

QU

Y

thành của ZnO NPs.

Hình 3.13 Phổ FT-IR của (a) dịch chiết (DC) và (b) ZnO NPs

49

AL

3.3.4 Kết quả phân tích phổ XRD

Đỉnh nhiễu xạ của ZnO NPs được thể hiện tại các giá trị 2θ 33.6°, 34.5°, 35.2°,

CI

56.8°, 62.6°, 69.5° and 70.2° ứng với mặt mạng lần lượt là (100), (002), (101),

(103), (200), (112) and (201) (Hình 3.14). Các đỉnh nhiễu xạ này gần giống với cấu

OF FI

trúc lục giác của ZnO (JCPDS 36-1451). Kết quả này phù hợp với kết quả SEM đã đề cập ở trên. Tuy nhiên, vẫn còn một vài đỉnh không tinh khiết được cho là các hợp

NH ƠN

chất hữu cơ của dịch chiết còn lại sau khi nung.

KÈ M

QU

Y

JCPDS 36-1451

Hình 3.14 Phổ XRD của ZnO NPs

Đường kính tinh thể của vật liệu được tính toán theo phương trình Schererr (3-1)

DẠ Y

Trong đó: D: đường kính tinh thể

50

AL

K: hằng số Boltmanz (0.85-0.99), thường lấy K = 0.9

CI

λ: bước sóng tia X, vật liệu làm bia trong phép đo này là Cu (λ= 1.54 A°)

Cosθ: góc nhiễu xạ, được tính toán dựa trên kết quả 2θ ghi nhận được từ thiết bị đo

OF FI

B: độ rộng tại ½ cực đại (deg), ứng với dữ liệu FWHM được ghi nhận bưởi thiết bị đo.

Kết quả (bảng 3.7) cho thấy đường kính tinh thể trung bình của vật liệu vào khoảng 7 nm.

θ (deg)

33.5743 34.5183 35.2577 59.0646 59.6444

16.7872 17.2592 17.6289 29.5323 29.8222

FWHM FWHM cosθ (deg) (rad) 1.49 0.95 0.026 1.36 0.95 0.024 0.92 0.95 0.016 1.16 0.87 0.020 1.62 0.87 0.028 Đường kính trung bình

Y

2θ (deg)

NH ƠN

Bảng 3.7 Dữ liệu góc nhiễu xạ, FWHM và đường kính tinh thể trung bình của ZnO NPs tính toán theo phương trình Schererr D (A°)

D (nm)

56.130 61.496 90.906 78.728 56.373 68.727

6.87

QU

3.4 Đánh giá khả năng kháng khuẩn và hiệu lực kháng khuẩn của vật liệu 3.4.1 Xác định vai trò của DC và ZnO NPs đến khả năng kháng khuẩn Khả năng kháng khuẩn của DC và ZnO NPs được đánh giá trên hai khuẩn phổ biến

KÈ M

gây ra nhiễm khuẩn vết mổ là E.coli và S.aureus. Kết quả cho thấy, dịch chiết không có khả năng kháng khuẩn, ZnO NPs có khả năng kháng khuẩn (hình 3.15). từ đây có thể kết luận rằng : DC chỉ đóng vai trò là chất khử, chất bảo vệ bề mặt và giúp kiểm soát hình thái và kích thước hạt trong quá trình tổng hợp nano kẽm oxit.

DẠ Y

Khả năng kháng khuẩn được quyết định bởi vật liệu chính là ZnO NPs.

51

AL

S.aureus

CI

E.coli

OF FI

24h

Hình 3.15 Kết quả thử kháng khuẩn của DC (kí hiệu mẫu: 280), ZnO NPs (kí hiệu mẫu: 279) và đối chứng (kí hiệu mẫu: ĐK)

NH ƠN

Thông qua phương pháp khuếch tán thạch, kích thước vùng kháng khuẩn của ZnO NPs được xác định và tính toán theo công thức (2-1) với đường kính giấy lọc là 6 mm và đường kính sợi CKPT (kích thước USP 1) là 0.4 mm. Theo kết quả trong bảng 3.8 và hình 3.15, Nhìn chung, ZnO NPs có khả năng kháng chủng vi khuẩn Gram âm tốt hơn Gram dương, nhưng trong 24 giờ đầu tiên, ZnO NPs lại cho khả năng kháng chủng vi khuẩn Gram dương tốt hơn. Hiện tượng này có thể được giải (S.aureus) [37] như sau :

Y

thích dựa trên cấu trúc tế bào của vi khuẩn Gram âm (E.coli) và Gram dương

QU

Trong nghiên cứu này, kích thước hạt của ZnO NPs lớn hơn 10 nm, vì vậy chúng sẽ bám lên bên bề mặt ngoài của màng sinh chất (plasma membranes) trước khi tiến vào trong tế bào. Sau khi bám lên bề mặt của vi khuẩn, ZnO NPs làm tăng sức căng

KÈ M

bề mặt và giảm sự phân cực của màng, dẫn đến việc màng tế bào trương lên tạo điều kiện cho các phân tử ZnO NPs đi qua màng tế bào vào bên trong cấu trúc của tế bào vi khuẩn. Tuy nhiên, vì màng tế bào của E.coli có thêm lớp màng sinh chất bên ngoài (outer plasma membrane), dẫn đến quá trình khuếch tán thụ động của các hạt nano vào trong tế bào vi khuẩn E.coli diễn ra chậm hơn so với S.aureus (hình

DẠ Y

3.16). Vì vậy, số lượng hạt nano ZnO NPs đi vào trong tế bào vi khuẩn E.coli ít hơn so với S.aureus trong 24 giờ đầu tiên.

52

AL CI OF FI NH ƠN

Hình 3.16 Cấu trúc thành tế bào của (a) vi khuẩn Gram dương và (b) vi khuẩn Gram âm [37]

Y

Theo lý thuyết, khả năng bám dính giữa ZnO NPs lên bề mặt vi khuẩn được cho là

QU

nhờ vào quá trình khuếch tán hoặc lực hút tĩnh điện giữa chúng. Song, kết quả thế điệc cực (hình 3.17) cho thấy ZnO NPs trong nghiên cứu này nằm trong vùng điện tích từ -54 mV đến +47 mV, và điện tích trung bình là -1.1 Mv. Theo nguyên tắc

KÈ M

cùng dấu đẩy nhau, nên ZnO NPs sẽ khó bám lên bề mặt của vi khuẩn hơn dẫn đến kết quả vùng kháng khuẩn thấp (< 3 mm). Tuy nhiên, theo nghiên cứu của Arakha [68] và Jiang [69], điện tích bề mặt của E.coli và S.aureus đều tích điện âm, nhưng E.coli tích điện âm sâu hơn so với S.aureus nên quá trình bám của ZnO NPs lên bề mặt E.coli cũng kém hơn, dẫn đến kết quả kháng khuẩn trong 24h đầu tiên của

DẠ Y

E.coli rất nhỏ (1 mm).

53

AL CI OF FI NH ƠN

Hình 3.17 Kết quả đo thế điện cực của mẫu ZnO NPs vừa được tổng hợp 3.4.2 Đánh giá hiệu lực kháng khuẩn của ZnO NPs

Kết quả từ hình 3.18 có thể thấy, ZnO NPs có thể giữ được khả năng kháng khuẩn đến năm (5) ngày trên cả hai vi khuẩn Gram âm và Gram dương. Kết quả này phù hợp với yêu cầu phòng ngừa sự xâm nhập của vi khuẩn từ môi trường bên ngoài

Y

trong quá trình phẫu thuật đã được đề cập trong chương 1. Kích thước vùng kháng khuẩn cũng tăng lên sau 48h nuôi cấy và duy trì ở mức độ này qua thời gian (bảng

QU

3.8). Ngược lại với 24h đầu tiên, sau 48, 72 và 120 giờ nuôi cấy, kết quả vùng kháng khuẩn của vật liệu trên vi khuẩn Gram âm lại tốt hơn. Điều này có thể được giải thích như sau :

KÈ M

Vì lớp peptidoglycan của E.coli mỏng hơn so với S.aureus (hình 3.16) nên một khi đã đi qua được lớp màng sinh chất bên ngoài, ZnO NPs dễ dàng đi vào trong cấu trúc của tế bào vi khuẩn hơn. Tại đây, nhờ vào các khuyết tật trên bề mặt tinh thể ZnO NPs mà chúng sinh ra các electron tự do. Các electron này gặp oxi trong môi trường bên trong tế bào vi khuẩn và tạo ra các gốc tự do chứa Oxi (ROS) qua chuỗi

DẠ Y

phản ứng (3-2) đến (3-5). Kết quả là các ROS sẽ phá hủy cấu trúc protein, cấu trúc DNA của tế bào vi khuẩn. Có chế kháng khuẩn theo cơ chế ROS của ZnO NPs được tóm tắt trong hình 3.19.

54

O₂ + e-từ khuyết tật → O˙₂

AL

(3-2)

O˙₂ + H₂O → HO˙₂ + HO-

(3-3)

CI

HO˙₂ + HO˙₂ → H₂O₂ + O₂

(3-5)

OF FI

H₂O₂ + O˙₂ → HO˙ + HO- + O₂

(3-4)

ĐC

ĐC

ĐC

NH ƠN

48h

ĐC

KÈ M

QU

Y

72h

ĐC

ĐC

DẠ Y

120h

Hình 3.18 Kết quả đánh giá hiệu lực kháng khuẩn của ZnO NPs trên hai chủng khuẩn E.coli và S.aureus sau 48, 72 và 120 giờ nuôi cấy. Trong đó: ĐC: đối chứng, hai vòng tròn còn lại trên đĩa thạch là ZnO NPs 55

AL

Bảng 3.8 Vùng kháng khuẩn (ZOI) (mm) của ZnO NPs và CKPT phủ ZnO NPs ZOI of CKPT phủ ZnO

ZOI of ZnO NPs (mm)

NPs (mm)

72h

120h

E.coli

1

4

4

4

S.aureus

2

3

3

3

24h 0.8

OF FI

48h

0.8

(a)

KÈ M

QU

Y

NH ƠN

24h

CI

Vi khuẩn

(b)

DẠ Y

Hình 3.19 Sự phá hủy tế bào vi khuẩn (a) Gram âm và (b) Gram dương thông qua sự hình thành ROS [37]

56

AL

3.5 Đánh giá khả năng kháng khuẩn của CKPT phủ nano kẽm oxit

CKPT thông thường (không phủ chất kháng khuẩn) được dùng để làm mẫu đối

CI

chứng trong nghiên cứu này, kí hiệu là ĐC. CKPT này không có khả năng kháng khuẩn (hình 3.22)

OF FI

3.5.1 Khả năng kháng khuẩn của CKPT không xử lý bề măt trước khi phủ nano Theo hình 3.20, CKPT khi không xử lý bề mặt trước khi phủ ZnO NPs, không có khả năng kháng khuẩn (hình 3.20) ngay cả khi số lần phủ lên đến 10 lần (thử nghiệm trên các loại CKPT đa sợi khác nhau). Nguyên nhân là do lớp polymer phủ bên ngoài sợi chỉ (calcium stearate – Polycaprolactone, PCL) đã cản trở quá trình

NH ƠN

bám của vật liệu lên sợi CKPT (hình 3.21).

CKPT Polyester

KÈ M

PGA-10 PET-10 CKPT sau 10 lần phủ

QU

Y

PGA-5 CKPT sau 5 lần phủ

PET-10

CKPT PGA

CKPT PGA

CKPT Polyester

PGA-10

PGA-10

PET-10

DẠ Y

Hình 3.20 Kết quả kháng khuẩn của các loại CKPT với số lần phủ khác nhau

57

OF FI

CI

AL

(b)

(a)

Hình 3.21 Ảnh chụp SEM của sợi CKPT chưa xử lý bề mặt tại độ phóng đại (a) 50X và (b) 100X

NH ƠN

3.5.2 Khả năng kháng khuẩn của CKPT được xử lý bề mặt trước khi phủ nano Sau khi xử lý lớp phủ bên ngoài, sợi CKPT bắt đầu có khả năng kháng khuẩn ngay cả khi chỉ phủ một lần (Hình 3.22). Kết quả này là phù hợp với ảnh chụp SEM bề mặt sợi sau khi xử lý bề mặt (Hình 3.23). Tuy nhiên, kết quả vùng kháng khuẩn của CKPT phủ ZnO NPs nhỏ hơn 1 mm, thấp hơn nhiều so với kết quả kháng khuẩn của

PS

PS

KÈ M

ĐC

QU

Y

CKPT thương mại trên thị trường (Vicryl plus® 14-18 mm) [70].

DẠ Y

Hình 3.22 ZOI của CKPT trên hai chủng khuẩn E.coli và S.aureus, trong đó PS là CKPT phủ ZnO NPs, ĐC là đối chứng

58

AL CI OF FI

Hình 3.23 Ảnh chụp SEM bề mặt sợi CKPT sau khi xử lý bề mặt

NH ƠN

3.6 Đánh giá ảnh hưởng của quy trình phủ lên độ bền kéo đứt của CKPT Kết quả lực kéo đứt CKPT (Bảng 3.9) cho thấy quá trình phủ không ảnh hưởng đến cơ tính của CKPT.

Bảng 3.9 Kết quả lực kéo đứt của CKPT trước và sau khi phủ ZnO NPs Tên CKPT sử dụng

Lực kéo đứt (N)

0

69.40

5

70.34

10

67.49

0

33.1

5

32.88

10

33.46

QU

Y

PGA (USP 1)

Số lần phủ

DẠ Y

KÈ M

PET (USP 2-0)

59

AL

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

CI

1. Kết luận

Sau quá trình nghiên cứu và thực nghiệm, chúng tôi đã tổng hợp thành công vật liệu

OF FI

ZnO NPs từ dịch chiết lá trầu không. Trong đó, dịch chiết từ lá trầu không đóng vai trò vừa làm chất khử vừa làm chất bảo vệ bề mặt trong quá trình tổng hợp ZnO NPs. Nano kẽm oxit đóng vai trò chất kháng khuẩn trong nghiên cứu này, với kết quả hiệu lực kháng khuẩn lên đến 5 ngày, có tiềm năng lớn để ứng dụng làm vật liệu phòng ngừa sự xâm nhập của vi khuẩn từ bên ngoài trong quá trình phẫu thuật.

NH ƠN

Bên cạnh đó, thông qua việc đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố đến quá trình chiết xuất cũng như quá trình hình thành ZnO NPs, tôi đã chứng minh được sự phụ thuộc của kích thước và hình thái hạt ZnO NPs vào thể tích dịch chiết sử dụng. Đồng thời, tôi đã lựa chọn được các thông số chiết xuất, tổng hợp phù hợp với nhu cầu.

Thông số phù hợp cho quy trình chiết xuất lá trầu không lần lượt là : Dung môi nước

-

Khối lương nguyên liệu (tỷ lệ so với dung môi) 1 :10

-

Thời gian chiết xuất 30 phút

-

Nhiệt độ chiết xuất 90 °C

QU

Y

-

KÈ M

Thông số phù hợp cho quy trình tổng hợp ZnO NPs lần lượt là : pH 5-7

-

Nồng độ muối kẽm 0.1 M

-

Thể tích dịch chiết (tỷ lệ so với dung dịch muối kẽm) 1 :1

DẠ Y

-

-

Nhiệt độ phản ứng : nhiệt độ phòng

60

Thời gian phản ứng : 4 giờ

AL

-

Cuối cùng, chúng tôi bước đầu đánh giá khả năng ứng dụng của vật liệu ZnO NPs

CI

lên chỉ khâu phẫu thuật thông qua việc đánh giá khả năng kháng khuẩn của CKPT

khuẩn chỉ sau một lần phủ.

OF FI

sau khi phủ ZnO NPs. Kết quả cho thấy CKPT phủ ZnO NPs có khả năng kháng

Kết quả nghiên cứu này có thể đóng góp vào quá trình nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano kim loại bằng phương pháp xanh cũng như mở rộng ứng dụng của vật liệu nano vào lĩnh vực thiết bị y tế của nước nhà.

NH ƠN

2. Kiến nghị

Trên cơ sở đã khảo sát, các hướng nghiên cứu mở rộng có thể thực hiện tiếp theo là cải tiến hiệu quả kháng khuẩn của CKPT phủ ZnO NPs, đánh giá khả năng tương thích sinh học của vật liệu và mở rộng khả năng ứng dụng của ZnO NPs trong các

DẠ Y

KÈ M

QU

Y

lĩnh vực khác.

61

C. D. Owens and K. B. Stoessel. “Surgical Site Infections: Epidemiology,

CI

[1]

AL

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Microbiology and Prevention,” The Journal of Hospital Infection. Vol. 70,

[2]

OF FI

suppl 2, pp. 3-10, Nov. 2008.

Chatchai Mingmalairak. “Antimicrobial Sutures: New Strategy in Surgical Site Infection,” Science Against Microbial Pathogens: Communicating Current Research and Technological Advances. Pp. 313–323, Jan. 2011.

[3]

D. E. Reichman and J. A. Greenberg. “Reducing surgical site infections: a

NH ƠN

review,” Reviews in Obstetrics and Gynecology. Vol. 2, no. 4, pp. 212-221, 2009.

[4]

T. C. Horan et al. “CDC definitions of nosocomial surgical site infections, 1992: A modification of CDC definitions of surgical wound infections,” Infection Control and Hospital Epidemiology. Vol. 13, no.10, pp. 606-608, 1992.

D. E. Fry. “Surgical Site Infection: Pathogenesis and Prevention.”

Y

[5]

[6]

QU

Internet: https://www.medscape.org/viewarticle/448981, Feb. 13, 2003.

Dinah Gould. “Causes, Prevention and Management of Surgical Site Infection,” Nursing Standard. Vol. 26, no.47, pp. 51–57, Jul. 2012.

Bô Y tế. “Hướng dẫn phòng ngừa nhiễm khuẩn vết mổ.” Hà Nội. Số

KÈ M

[7]

3671/QĐ-BYT, 27/9/2012.

[8]

V. Negi et al. “Bacteriological profile of surgical site infections and their

DẠ Y

antibiogram: A study from resource constrained rural setting of Uttarakhand state, India,” Journal of Clinical Diagnostic Research. Vol. 9, no. 10, pp. 1720, Oct. 2015.

62

G. de Lissovoy et al. “Surgical Site Infection: Incidence and Impact on

AL

[9]

Hospital Utilization and Treatment Costs,” American Journal of Infection

[10]

CI

Control. Vol. 37, no. 5, pp. 387-397, Jun. 2009.

C. Crosby et al. “Impact of surgical site infection on healthcare costs and

OF FI

patient outcomes: a systematic review in six European countries,” Journal of Hospital Infection. Vol. 96, no. 1, pp. 1-15, 2017.

[11]

A. A. Tayel et al. “Antibacterial action of zinc oxide nanoparticles against foodborne pathogens,” Journal of Food Safety. Vol. 31, no. 2, pp. 211–218,

[12]

NH ƠN

Mar. 2011.

I. Ahmed et al. “The use of triclosan-coated sutures to prevent surgical site infections: A systematic review and meta-analysis of the literature,” BMJ Open. 2019, 9:e029727. doi: 10.1136/bmjopen-2019-029727.

[13]

A. Kolodziejczak-Radzimska and T. Jesionowski. “Zinc oxide-from synthesis to application: A review,” Materials (Basel). Vol. 7, no. 4, pp.

V. Parihar et al. “A brief review of structural, electrical and electrochemical

QU

[14]

Y

2833–2881, 2014.

properties of zinc oxide nanoparticles,” Reviews on Advanced Materials Science. Vol. 53, no. 2, pp. 119-130, 2018.

W. Ao et al. “Mechanochemical synthesis of zinc oxide nanocrystalline,”

KÈ M

[15]

Powder technology. Vol. 168, no. 3, pp. 148-151, 2006.

[16]

A. Stanković et al. “Controlled mechanochemically assisted synthesis of ZnO nanopowders in the presence of oxalic acid,” Journal of Materials

DẠ Y

Science. Vol. 46, pp. 3716-3724, 2011.

[17]

J. Xu et al. “Grain size control and gas sensing properties of ZnO gas sensor,” Sensors Actuators, B Chemical. Vol. 66, no. 1-3, pp. 277-279, 2000.

63

A. S. Lanje et al. “Low temperature dielectric studies of zinc oxide (ZnO)

AL

[18]

nanoparticles prepared by precipitation method,” Advanced Powder

[19]

CI

Technology. Vol. 24, no. 1, pp. 331-335, 2013.

P. Li et al. “Growth of well-defined ZnO microparticles with additives from

OF FI

aqueous solution,” Journal of Solid State Chemistry. Vol. 178, no. 3, pp.

855-860, 2005.

[20]

J. Jiang et al. “The Advancing of Zinc Oxide Nanoparticles for Biomedical Applications,” Bioinorganic Chemistry Applications. Vol. 2018, Article ID

[21]

NH ƠN

1062562, pp. 1-18, 2018.

M. J. McGuffie et al. “Zinc Oxide Nanoparticle Suspensions and Layer-ByLayer Coatings Inhibit Staphylococcal Growth,” Nanomedicine. Vol. 12, no.

1, pp. 33–42, 2016.

[22]

R. Rajendra et al. “Use of Zinc Oxide Nano Particles for Production of Antimicrobial Textiles,” International Journal of Engineering, Science and

G. Bisht et al. “Synthesis, Characterization, and Study of In Vitro

QU

[23]

Y

Technology. Vol. 2, no. 1, pp. 202-208, Sep. 2010.

Cytotoxicity of ZnO-Fe3O4 Magnetic Composite Nanoparticles in Human Breast Cancer Cell Line (MDA-MB-231) and Mouse Fibroblast (NIH 3T3),”

KÈ M

Nanoscale Research Letters. Vol. 11, no. 1(537), pp. 1-11, 2016.

[24]

H. Mirzaei and M. Darroudi. “Zinc oxide nanoparticles: Biological synthesis and biomedical applications,” Ceramic International. Vol. 43, no. 1, pp.

907–914, 2017.

DẠ Y

[25]

H. Agarwal et al. “A review on green synthesis of zinc oxide nanoparticles – An eco-friendly approach,” Resource- Efficient Technologies. Vol. 3, no. 4, pp. 406–413, 2017.

64

E. M. Ingle. “Silver coated nylon fibers and asociated methods of

AL

[26]

manufacture and use,” U.S. Patent 2012/0129418 A1, May 24, 2012.

K. Elumalai and S. Velmurugan. “Green Synthesis, Characterization and

CI

[27]

Antimicrobial Activities of Zinc Oxide Nanoparticles from the Leaf Extract

OF FI

of Azadirachta Indica (L.),” Applied Surface Science. Vol. 345, no. 1, pp.

329-336, 2015.

[28]

K. Ali et al. “Aloe Vera Extract Functionalized Zinc Oxide Nanoparticles as Nanoantibiotics Against Multi-Drug Resistant Clinical Bacterial Isolates,” Journal of Colloid Interface Science. Vol. 471, no. 15, pp. 145-156,

[29]

NH ƠN

2016.

Y. Qian et al. “Characterization of Green Synthesized Nano-formulation (ZnO-A. vera) and Their Antibacterial Activity against Pathogens,” Environmental Toxicology and Pharmacology. Vol. 39, no. 2, pp. 736-746, 2015.

A. N. D. Krupa and R. Vimala. “Evaluation of tetraethoxysilane (TEOS) sol–

Y

[30]

gel coatings, modified with green synthesized zinc oxide nanoparticles for

QU

combating microfouling,” Material Science and Engineering C. Vol. 61, pp.

728–735, 2016.

[31]

B. Vaseeharan et al. “Topical application of zinc oxide nanoparticles reduces

KÈ M

bacterial skin infection in mice and exhibits antibacterial activity by inducing oxidative stress response and cell membrane disintegration in macrophages,” Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medecine. Vol. 10, no. 6, pp.

1195–1208, 2014.

DẠ Y

[32]

Y. Zhang et al. “Biomedical Applications of Zinc Oxide Nanomaterials,” Current Molecular Medicine. Vol. 13, no. 10, pp. 1633–1645, 2013.

65

Huan-Ming Xiong. “ZnO nanoparticles applied to bioimaging and drug

AL

[33]

delivery,” Advanced Materials. Vol. 25, no. 37, pp. 5329-5335, 2013.

H. M. Xiong et al. “Stable aqueous ZnO@polymer core-shell nanoparticles

CI

[34]

with tunable photoluminescence and their application in cell imaging,”

[35]

OF FI

Journal of the American Chemical Society. Vol. 2008.

F. Muhammad et al. “pH-triggered controlled drug release from mesoporous silica nanoparticles via intracelluar dissolution of ZnO nanolids,” Journal of the Amẻican Chemical Society. Vol. 133, no. 33, pp. 8778-8781, 2011.

A. Seeni et al. “Review on Zinc Oxide Nanoparticles: Antibacterial Activity

NH ƠN

[36]

and Toxicity Mechanism,” Nano-Micro Letters. Vol. 7, no. 3, pp. 219–242, 2015.

[37]

R. Kumar et al. “Antimicrobial properties of ZnO nanomaterials: A review,” Ceramics International. Vol. 43, no. 5, pp. 3940-3961, 2017.

[38]

P. K. Stoimenov et al. “Metal oxide nanoparticles as bactericidal agents,”

S. Tsuneda et al. “Significance of cell electrokinetic properties determined

QU

[39]

Y

Langmuir. Vol. 18, no. 17, pp. 6679-6686, 2002.

by soft-particle analysis in bacterial adhesion onto a solid surface,” Journal of Colloid and Interface Science. Vol. 279, no. 2, pp. 410-417, 2004.

N. Padmavathy and R. Vijayaraghavan. “Enhanced bioactivity of ZnO

KÈ M

[40]

nanoparticles - An antimicrobial study,” Science and Technology of Advanced Materials. Vol. 9, no. 3, pp. 1-7, 2008.

[41]

M. Madhumita et al. “Bio‐actives of Betel Leaf (Piper betle L.): A

DẠ Y

Comprehensive Review on Extraction, Isolation, Characterization, and Biological Activity,” Phytotherapy Research. Pp. 1-19, Jun. 2020.

66

H. K. Diệu and N. T. Văn. “Sự thuần chủng và hoạt tính kháng khuẩn của

AL

[42]

cây trầu không (piper betle) và cây lá lốt (piper lolot) ở đồng bằng sông Cửu

[43]

CI

Long,” Tạp chí khoa học. Vol. 17b, pp. 282–288, 2011.

Phạm Thế Chính và cộng sự. (2010). “Thành Phần Hóa Học của Tinh Dầu Nghệ.

[online].

72(10),

OF FI

Lá Trầu (Piper Betle L.) Trồng tại Hải Dương,” Tạp chí Khoa Học và Công pp.

48-52.

Available:

http://tailieudientu.lrc.tnu.edu.vn/Upload/Collection/brief/brief_32708_3654 9_20820121458574852.pdf [44]

T. Nalina and Z. Rahim. “The Crude Aqueous Extract of Piper betle L. and

NH ƠN

its Antibacterial Effect Towards Streptococcus mutans,” American Journal of Biotechnology and Biochemistry. Vol. 3, no. 1, pp. 10–15, 2007.

[45]

V. Dwivedi and S. Tripathi. “Review study on potential activity of Piper betle,” Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry JPP. Vol. 93, no. 34. pp. 93–98, 2014.

[46]

S. Das et al. “Biotechnological intervention in betelvine (Piper betle L.): A

Y

review on recent advances and future prospects,” Asian Pacific Journal of

[47]

QU

Tropical Medicine. Vol. 9, no. 10, pp. 938–946, 2016.

B. Patra et al. “A review on Piper betle L.,” Journal of Medicinal Plants

KÈ M

Studies. Vol. 4, no. 6, pp. 185-192, 2016.

[48]

Sonia Saini. “Piper Betel L.: A Review of Phytochemical and Pharmacological Profile,” International Education and Research Journal.

Vol. 2, no. 2, pp. 81-83, 2016.

DẠ Y

[49]

R. Nair and S. Chanda. “Antimicrobial Activity of Terminalia catappa, Manilkara zapota and Piper betel Leaf Extract,” Indian Journal of Pharmacerutical Sciences. Vol. 70, no. 3, pp. 390–393, 2008.

67

R. Subashkumar et al. “Antibacterial effect of crude aqueous extract of Piper

AL

[50]

betle L. against pathogenic bacteria,” International Journal of Research in

CI

Pharmaceutical and Biomedical Sciences. Vol. 4, no. 1, pp. 42-46, 2013.

M. M. O. Rashid et al. “Antibacterial activity of polyaniline coated silver

OF FI

[51]

nanoparticles synthesized from Piper betle leaves extract,” Iranian Journal of Pharmaneutical Research. Vol. 15, no. 2, pp. 591–597, 2016.

[52]

P. S. Praba et al. “Synthesis of Silver Nano Particles Using Piper Betle and Its Antibacterial Activity,” European Chemical Bulletin. Vol. 3, no. 10, pp.

[53]

NH ƠN

1014-1016, 2014.

D. Ananda et al. “Synthesis of Gold and Silver Nanoparticles from Fermented and Non Fermented Betel Leaf,” International Journal of Nanomaterials and Biostructures. Vol. 5, no. 1, pp. 20–23, 2015.

[54]

L. Praburaman et al. “Piper betle-mediated synthesis, characterization, antibacterial and rat splenocyte cytotoxic eff ects of copper oxide

Y

nanoparticles,” Artificial Cells, Nanomedicine, and Biotechnology. Vol. 44,

[55]

QU

no. 6, pp. 1400-1405, 2015.

G. Brusotti et al. “Isolation and characterization of bioactive compounds from plant resources: The role of analysis in the ethnopharmacological

KÈ M

approach,” Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. Vol. 87, pp.

218-228, 2014.

[56]

A. Amaresh et al. “Comparative Study of Microwave Assisted HydroDistillation with Conventional Hydro-Distillation for Extraction of Essential

DẠ Y

Oil from Piper betle L.,” Biosciences Biotechnology Research Asia. Vol. 14, no. 1, pp. 401-407, 2017.

68

M. R. González-Centeno et al. “Effect of power ultrasound application on

AL

[57]

aqueous extraction of phenolic compounds and antioxidant capacity from

Ultrasonic Sonochemistry. Vol. 22, pp. 506-514, 2015.

A. Tomšik et al. “Optimization of ultrasound-assisted extraction of bioactive compounds

from

wild

garlic

(Allium

Sonochemistry. Vol. 29, pp. 502-511, 2016.

[59]

L.

muruganadam

et

al.

OF FI

[58]

CI

grape pomace (Vitis vinifera L.): Experimental kinetics and modeling,”

“Optimization

ursinum

studies

L.),”

on

Ultrasonic

extraction

of

phytocomponents from betel leaves,” Resource-Efficient Technologies. Vol.

[60]

NH ƠN

3, no. 4, pp. 385–393, 2017.

S. P. Rao et al. “Phyto-fabrication of ZnO Nanoparticles using Piper betel Aqueous Extract and Evaluation of its Applicability in Dentistry,” Pharmaceutical nanotechnology. Vol. 6, no. 3, pp. 201-208, 2018.

[61]

Y. Song and J. Yang. “Preparation and in-vitro Cytotoxicity of Zinc Oxide

Y

Nanoparticles Against Osteoarthritic Chondrocytes,” Tropical Journal of

[62]

QU

Pharmaceutical Research. Vol. 15, no. 11, pp. 2321-2327, 2016.

Tamalika Chakraborty Sumon Das. “A review on green synthesis of Ag NPs and ZnO NPs from diferent plants extract and their antibacterial activity against multi-drug resistant bacteria,” Journal of Innovation Pharmaceutical

KÈ M

and Biological Sciences. Vol. 5, no. 4, pp. 63–67, 2018.

[63]

M. Anbuvannan et al. “Anisochilus carnosus leaf extract mediated synthesis of zinc oxide nanoparticles for antibacterial and photocatalytic activities,” Materials Science in Semiconductor Processing. Vol. 39, pp. 621-628,

DẠ Y

2015.

69

S. Nagarajan and K. A. Kuppusamy. “Extracellular synthesis of zinc oxide

AL

[64]

nanoparticle using seaweeds of gulf of Mannar, India,” Journal of

[65]

CI

Nanobiotechnology. Vol. 11, no. 39, pp. 1-11, 2013.

Y.Li et al. “New Bactericidal Surgical Suture” Langmuir. Vol. 28, pp.

[66]

OF FI

12134-12139, 2012.

L. W. Foo et al. “Extraction and Qualitative Analysis of Piper Betle Leaves for Antimicrobial Activities,” International Journal of Engineering Technology Science and Research. Vol. 2, special issue, pp. 1–8, 2015.

T. Thi Hai Yen et al. “Impact of Sample Concentration on the Determination

NH ƠN

[67]

of Particle Size of Nano Polymer Particles and Nano Liposomes by Dynamic Light Scattering,” VNU Journal of Science Medical Pharmaceutical Sciences. Vol. 53, no. 2, pp. 19-26, 2019.

[68]

M. Arakha et al. “The effects of interfacial potential on antimicrobial propensity of ZnO nanoparticle,” Scientific Reports. Vol. 5, Article ID: 9578,

W. Jiang et al. “Bacterial toxicity comparison between nano- and micro-

QU

[69]

Y

2015.

scaled oxide particles,” Environmental Pollution. Vol. 157, no. 5, pp. 16191625, 2009.

M. SenGupta et al. “In vitro Efficacy of Triclosan Coated Polyglactin 910

KÈ M

[70]

Suture Against Common Bacterial Pathogen Causing Surgical Site Infection,” International Journal of Infection Control. Vol. 10, no. 2, pp. 1-6,

DẠ Y

2014.

70

QU

Y

NH ƠN

OF FI

CI

AL

PHỤ LỤC

DẠ Y

KÈ M

Phụ lục 1 Kết quả phân tích FT-IR của dịch chiết

71

AL

100

CI

98 D:\IR HKII 18-19\MAI\ZnO 6.0

ZnO6

ZnO6

1323.54 1244.13

1416.62

1500

463.92

2500 2000 Wavenumber cm-1

1103.09 1022.44 956.62

3000

NH ƠN

2888.25

3477.51

3500

1636.32

OF FI

Transmittance [%] 96 94 92 90

4000

1000

500

14/05/2019

Page 1/1

DẠ Y

KÈ M

QU

Y

Phụ lục 2 Kết quả phân tích phổ FT – IR của vật liệu ZnO NPs khi chưa nung

72

AL CI OF FI NH ƠN Y QU KÈ M DẠ Y

Phụ lục 3 Kết quả đo XRD của ZnO NPs

73

Giới tính: Nữ

Ngày, tháng, năm sinh: 12/05/1992

Nơi sinh: TP.HCM

Email: ttqm1992@gmail.com

OF FI

Họ và tên: TRẦN THỊ QUỲNH MAI

CI

I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC:

AL

LÝ LỊCH TRÍCH NGANG CỦA HỌC VIÊN

Điện thoại: 078-496-1909

II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO:

học

NH ƠN

2010-2014: Sinh viên trường Đại học Công Nghiệp TP.HCM, khoa Kỹ thuật Hóa

2017-nay: Học viên cao học trường Đại học Công Nghiệp TP.HCM, khoa Kỹ thuật Hóa học

III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN: Nơi công tác

Công việc đảm nhiệm

07/2018-nay

Công ty CP Nhà máy Thiết bị Y học và Kỹ sư R&D

QU

Y

Thời gian

Vật liệu Sinh học (MEDEP JSC) 10/2016-

DẠ Y

KÈ M

04/2018

Viện nano – ĐHQG TPHCM

Nghiên cứu viên

Tp. HCM, ngày ......... tháng .......... Năm 20...

Người khai

TRẦN THỊ QUỲNH MAI

74