Nghiên cứu chế tạo hạt nano đa chức Ag4ATP/Fe3O4 bọc SiO2 nhằm ứng dụng sinh hoc Nguyễn Thị Nhung Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Luận văn ThS Chuyên ngành: Vật lý Chất rắn; Mã số 60 44 01 04 Người hướng dẫn: TS Nguyễn Hoàng Nam Năm bảo vệ: 2013 Abstract Trình bày phương pháp tổ hợp hạt nano đa chức từ hạt nano đơn lẻ hạt nano từ Fe3O4 hạt nano Ag chức hóa bề mặt nhóm chức 4-ATP (aminothiophenol) Các hạt đơn lẻ tổ hợp lớp vỏ SiO2 chung để giúp hạt nano đa chức mang tính tương thích sinh học cao Các hạt nano đơn chức chế tạo riêng lẻ tổ hợp lại băng phương pháp vi nhũ tương đảo Sau tổ hợp, hạt nano đa chức khảo sát từ tính tính chất quang phương pháp tán xạ Raman tăng cường bề mặt cho thấy tính chất hạt nano đơn chức thể rõ rệt Kết mở triển vọng cho việc chế tạo hạt nano đa chức với giá thành rẻ có tiềm lớn ứng dụng thực tế Keywords Hạt Nano đa chức năng; Vật lý chất rắn; Từ tính; Tính chất quang Content Mở đầu Cơng nghệ nano có bước phát triển mạnh mẽ kể từ xuất tới tạo diện mạo cho không ngành khoa học mà cho ngành khoa học ứng dụng thực tế đời sống.Một hướng phát triển mạnh mẽ vật liệu nano nghiên cứu ứng dụng nhiều nghiên cứu đánh dấu, chữa trị y sinh bên cạnh việc chúng có kích thước phù hợp với kích thước phân tử sinh học chúng có tính chất vật lý đặc biệt kích thước [1, 2] Một tính chất đặc biệt tổng diện tích bề mặt tăng vọt kích thước vật liệu gỉảm xuống đến kích cỡ nano, giúp cho diện tích tiếp xúc vật liệu phân tử sinh học tăng dẫn tới hệ tăng vọt độ nhạy phép đo, cảm biến [3, 4] Hình thái, kích thước hạt kim loại vàng, bạc… điều khiển để chúng có dạng [5], dạng cầu [6] kim tự tháp [7]… phục vụ cho mục đích khác đánh dấu điều trị y sinh Các vật liệu bán dẫn nghiên cứu hình thái khác tetrapod, dạng cầu để tăng diện tích tiếp xúc với enzyme, chất thị nghiên cứu tăng độ nhạy cảm biến điện hóa Ngoài ra, để tăng độ khả ứng dụng sinh học, vật liệu nano bọc nhiều lớp polymer khác polyethylene glycol [8, 9, 10, 11, 12], chitosan, polyalanine … Những lớp vỏ bên cạnh việc bảo vệ hạt nano khỏi tác động mơi trường, giảm tính độc hại [13, 14, 15] tạo gốc hữu có tính tương thích sinh học cao amin (-NH2), carboxyl (-COOH), … Song song với việc thay đổi kích thước vật liệu nano đơn chức thay đổi lớp vỏ bọc hữu tương thích sinh học, loại vật liệu đa chức có cấu trúc lõi vỏ liên tục phát triển cho phù hợp với mục tiêu nghiên cứu ứng dụng Các lớp vỏ kim loại quý Au, Ag, [16] … sử dụng để tăng độ bền hóa học hạt từ, đồng thời tăng khả liên kết với phân tử hữu có gốc thiol (-SH) Các lớp vỏ bán dẫn chứa sulfide ZnS tạo bề mặt vật liệu huỳnh quang bán dẫn vừa để tăng khả phát huỳnh quang đồng thời tăng khả tương tác với gốc phân tử có lưu huỳnh Trong năm gần đây, số lượng nhóm nghiên cứu cơng trình cơng bố giới việc chế tạo hạt nano đa chức có cấu trúc lõi vỏ tăng vọt, khơng thiếu thách thức Đầu tiên, để chế tạo cấu trúc lõi vỏ hồn hảo, thường cần có điều kiện thí nghiệm ngặt nghèo, qui mơ phòng thí nghiệm phải đảm bảo độ nên giá thành chế tạo cao, đôi với việc khó khăn cơng nghiệp hóa Bởi vậy, nhóm nghiên cứu định hướng sử dụng phương pháp đơn giản vi nhũ tương đảo để nghiên cứu tổ hợp hạt nano đa chức vừa có tính từ vừa cho tín hiệu đặc trưng đánh dấu hạt nano kim loại Trong khuôn khổ luận văn này, chúng tơi trình bày phương pháp tổ hợp hạt nano đa chức từ hạt nano đơn lẻ hạt nano từ Fe3O4 hạt nano Ag chức hóa bề mặt nhóm chức 4-ATP (aminothiophenol) Các hạt đơn lẻ tổ hợp lớp vỏ SiO2 [16, 17] chung để giúp hạt nano đa chức mang tính tương thích sinh học cao Các hạt nano đơn chức chế tạo riêng lẻ tổ hợp lại băng phương pháp vi nhũ tương đảo Sau tổ hợp, hạt nano đa chức khảo sát từ tính tính chất quang phương pháp tán xạ Raman tăng cường bề mặt cho thấy tính chất hạt nano đơn chức thể rõ rệt Kết mở triển vọng cho việc chế tạo hạt nano đa chức với giá thành rẻ có tiềm lớn ứng dụng thực tế Reference TÀI LIỆU THAM KHẢO Bonnemann, H and Brijoux, W., Advanced Catalysts and Nanostructured Materials, Academic Press, 1996, p 165 Bradley, J S., Hill, E W., Klein, C., Chaudret, B and Duteil, A., Synthesis of monodispersed bimetallic palladium–copper nanoscale colloids Chem Mater., 1993, 5, 254–256 Burda, C., Chen, X., Narayanan, R and El-Sayed, M A., Chemistry and properties of nanocrystals of different shapes Chem.Rev., 2005, 105, 1025–1102 Caruso, F., Spasova, M., Salgueiriño-Maceira, V and Liz-Marzán, L M., Multilayer assemblies of silica-encapsulated gold nanoparticles on decomposable colloid templates Adv Mater., 2001, 13, 1090–1094 Caruso, F., Caruso, R A and Möhwald, H., Production of hollow microspheres from nanostructured composite particles Chem.Mater., 1999, 11, 3309–3314 Chen, G C., Kuo, C Y and Lu, S Y., A general process for preparation of core shell particles of complete and smooth shells J Am Ceram Soc., 2005, 88, 277–283 El-Sayed, M A., Small is different: Shape-, size- and composition- dependent properties of some colloidal semiconductor nanocrystals Acc Chem Res., 2004, 37, 326–333 Enüstün, B V and Turkevich, J., Coagulation of colloidal gold J Am Chem Soc., 1963, 85, 3317–3328 Huang, H., Remsen, E E., Kowalewski, T and Wooley, K L., Nanocages derived from shell cross-linked micelle templates J.Am Chem Soc., 1999, 121, 3805–3806 10 Imhof, A., Preparation and characterization of titania-coated polystyrene spheres and hollow titania shells Langmuir, 2001, 17, 3579–3585 11 Kulkarni, S K., Doped II–VI semiconductor nanoparticles Encycl Nanosci Nanostruct Mater., 2004, 2, 527–564 12 Kundu, M., Khosravi, A A., Singh, Prabhat and Kulkarni, S K., Synthesis and study of organically capped ultra small clusters of cadmium sulfide J Mater Sci., 1997, 32, 245– 248 13 Li, T., Moon, J., Morrone, A A., Mecholsky, J J., Talhman, D R and Adair, J H., Preparation of Ag/SiO2 nanosize composites by a reverse micelle and solgel technique Langmuir, 1999, 15, 4328–4334 14 Lin, J., Zhou, W., Kumbhar, A., Wiemann, J., Fang, J., Carpenter, E E and O’Connor, C J., Gold-coated iron (Fe@Au) nanoparticles: Synthesis, characterization, and magnetic fieldinduced self-assembly J Solid State Chem., 2001, 159, 26–31 15 Massart R and Cabuil V 1987 J Chem Phys 84 967 16 Murphy, C J., Sau, T., Gole, A and Orendorff, C., Surfactantdirected synthesis and optical properties of one-dimensional plasmonic metallic nanostructures MRS Bull., 2005, 30, 349–355 17 Ocana, M., Hsu, W P and Matijevic, E., Preparation and properties of uniformcoated colloidal particles Titania on zinc oxide Langmuir, 1991, 7, 2911–2916 18 Okaniwa, M., Synthesis of poly (tetrafluoroethylene)/poly (butadiene) coreshell particles and their graft copolymerization J.Appl Polym Sci., 1998, 68, 185–190 19 Pastoriza-Santos, I and Liz Marzan, L M., Formation and stabilization of silver nanoparticles through reduction by N,N-dimethylformamide Langmuir, 1999, 15, 948– 951 20 Rajib Ghosh Chaudhuri and Santanu Paria, Core/Shell Nanoparticles: Classes, Properties, Synthesis Mechanisms, Characterization, and Applications, Chem Rev 2012, 112, 2373–2433 21 See, K H., Mullins, M E., Mills, O P and Heiden, P A., A reactive core-shell nanoparticle approach to prepare hybrid nanocomposites: Effects of processing variables Nanotechnology, 2005, 16, 1950–1959 22 Shinoda, K., Microemulsions: Colloidal aspects Adv Colloid Interface Sci., 1975, 4, 281 23 Steigerwald, M L and Brus, L E., Synthesis, stabilization and electronic structure of quantum semiconductor nanoclusters Ann Rev Mater Sci., 1989, 19, 471–495 24 Sugimoto T and Matijevic E 1980 J Colloid Interface Sci 74 227 25 Xia, Y and Halas, N J., Shape controlled synthesis and surface plasmonic properties of metallic nanostrures MRS Bull., 2005, 30, 338–343 26 Y Jin, C Jia, S-W Huang, M O’Donnell and X Gao, Multifunctional nanoparticles as coupled contrast agents, Nat Com., 2010, 1, 1042 27 http://datrach.blogspot.com/2005/10/ch-to-v-ng-dng-ht-nan-t-tnh-trong-sinh.html ... đánh dấu hạt nano kim loại Trong khuôn khổ luận văn này, chúng tơi trình bày phương pháp tổ hợp hạt nano đa chức từ hạt nano đơn lẻ hạt nano từ Fe3 O4 hạt nano Ag chức hóa bề mặt nhóm chức 4-ATP (aminothiophenol)... chức 4-ATP (aminothiophenol) Các hạt đơn lẻ tổ hợp lớp vỏ SiO2 [16, 17] chung để giúp hạt nano đa chức mang tính tương thích sinh học cao Các hạt nano đơn chức chế tạo riêng lẻ tổ hợp lại băng phương... hợp, hạt nano đa chức khảo sát từ tính tính chất quang phương pháp tán xạ Raman tăng cường bề mặt cho thấy tính chất hạt nano đơn chức thể rõ rệt Kết mở triển vọng cho việc chế tạo hạt nano đa chức