Nghiên cứu chế tạo sensor huỳnh quang xác định dư lượng clenbuterol trong chăn nuôi - Luận án tiến sĩ hóa học của Đào Văn Chương

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Đào Văn Chƣơng NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO SENSOR HUỲNH QUANG XÁC ĐỊNH DƢ LƢỢNG CLENBUTEROL TRONG CHĂN NUÔI LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÓA HỌC Hà Nội - Năm 2021 luan an BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Đào Văn Chƣơng NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO SENSOR HUỲNH QUANG XÁC ĐỊNH DƢ LƢỢNG CLENBUTEROL TRONG CHĂN NUÔI Chuyên ngành : Kỹ thuật hóa học Mã số : 9520301 LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. Chức danh, tên HD1 : PGS.TS Ngô Trịnh Tùng 2. Chức danh, tên HD2 : PGS.TS Dương Nghĩa Bang Hà Nội – Năm 2021 luan an i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là kết quả nghiên cứu của tôi. Các số liệu kết quả trong luận án là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác.

Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Tác giả luận án Đào Văn Chƣơng luan an ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc, sự cảm phục và kính trọng tới PGS.TS Ngô Trịnh Tùng và PGS.TS Dương Nghĩa Bang là hai người Thầy đã tận tâm hướng dẫn khoa học, định hướng nghiên cứu, đóng góp ý kiến cho tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận án. Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban lãnh đạo Viện hóa học, Ban lãnh đạo Học Viện Khoa học và Công nghệ đã quan tâm giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu thực hiện luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Khoa học và Công nghệ Bộ Công an, Ban lãnh đạo và toàn thể cán bộ chiến sĩ Trung tâm kiểm định đã tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi trong quá trình học tập và hoàn thiện luận án. Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc nhất đến gia đình, người thân và bạn bè đã luôn quan tâm, khích lệ, động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian thực hiện luận án này.

Tác giả luận án Đào Văn Chƣơng luan an iii MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN. ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT. vii DANH MỤC CÁC BẢNG .x DANH MỤC HÌNH .xi MỞ ĐẦU. Chất tăng trọng CLB.

Chất tăng trọng trong chăn nuôi. Công thức hóa học và tính chất của CLB. Ứng dụng của CLB. Thực trạng sử dụng CLB trên thế giới và ở Việt Nam.

Thực trạng sử dụng CLB trên thế giới. Thực trạng sử dụng CLB tại Việt Nam. Tình hình nghiên cứu phát hiện CLB. Tình hình nghiên cứu trong nước.

Tình hình nghiên cứu ngoài nước. Một số phương pháp phát hiện CLB. Phương pháp khối phổ. Phương pháp điện hóa.

Phương pháp quang học. Phương pháp sinh học. Chấm lượng tử. Tính chất của Qds.

Một số phương pháp chế tạo GQds. Chế tạo GQds theo cách từ dưới lên .2 Chế tạo GQds theo cách từ trên xuống. Hiệu ứng truyền năng lượng cộng hưởng huỳnh quang FRET .40 luan an iv 1. Cơ chế hoạt động của hiệu ứng FRET.

Một số điều kiện cần phải được thỏa mãn để cho FRET xảy ra. Phát hiện hiệu ứng FRET. Ứng dụng hiệu ứng FRET và Qds chế tạo sensor huỳnh quang. Ứng dụng hiệu ứng FRET và chấm lượng tử chế tạo sensor huỳnh quang xác định hàm lượng maltozơ.

Ứng dụng hiệu ứng FRET và Qds chế tạo sensor huỳnh quang xác định DNA. Ứng dụng hiệu ứng FRET và Qds chế tạo sensor huỳnh quang trong nghiên cứu enzym. Chế tạo sensor huỳnh quang dạng dung dịch xác định CLB dựa vào hiệu ứng FRET. Phản ứng diazo CLB.

Phản ứng cộng hợp của diazo CLB với napthyletylen diamin (NED). Sensor huỳnh quang phát hiện CLB sử dụng Qds CdTe. Sensor huỳnh quang phát hiện CLB sử dụng Qds CdS. Tổng hợp GQds và chế tạo sensor huỳnh quang phát hiện CLB sử dụng GQds.

Tổng hợp GQds. Sensor huỳnh quang phát hiện CLB sử dụng GQds. Kỹ thuật đánh giá khả năng phát hiện CLB trong mẫu thực. Kỹ thuật đánh giá CLB bằng phương pháp sensor huỳnh quang sử dụng hiệu ứng FRET.

Kỹ thuật đánh giá CLB bằng phương pháp ELISA. Kỹ thuật đánh giá CLB bằng phương pháp HPLC/MS. Các phương pháp nghiên cứu. KẾT QUẢ - THẢO LUẬN.

Khảo sát tính chất của các Qds. Tính chất của Qds CdTe. Tính chất của Qds CdS. Tính chất của GQds.

Nghiên cứu chế tạo sensor huỳnh quang xác định CLB sử dụng hiệu ứng FRET. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của sensor huỳnh quang được chế tạo từ Qds sử dụng hiệu ứng FRET. Nghiên cứu biến tính CLB tạo ‘khóa’ trong sensor. Phản ứng diazo hóa CLB.

Phản ứng cộng hợp giữa DCL và ligand .3 Đánh giá khả năng liên kết của NED với Qds .1 Đánh giá khả năng tạo liên kết của NED với Qds CdTe .2 Đánh giá khả năng tạo liên kết của NED với Qds CdS .3 Đánh giá khả năng tạo liên kết của NED với GQds. Nghiên cứu hiệu ứng FRET của sensor chế tạo từ Qds khác nhau .1 Nghiên cứu hiệu ứng FRET của sensor được chế tạo từ Qds CdTe .2 Nghiên cứu hiệu ứng FRET của sensor được chế tạo từ Qds CdS .3 Nghiên cứu hiệu ứng FRET của sensor được chế tạo từ GQds .4 Nghiên cứu khả năng xác định CLB của sensor huỳnh quang được chế tạo từ Qds CdTe, CdS, GQds sử dụng hiệu ứng FRET .1 Nghiên cứu khả năng xác định CLB của sensor huỳnh quang được chế tạo từ Qds CdTe có sử dụng hiệu ứng FRET. Nghiên cứu khả năng xác định CLB của sensor huỳnh quang được chế tạo từ Qds CdS có sử dụng hiệu ứng FRET. Nghiên cứu khả năng xác định CLB của sensor huỳnh quang được chế tạo từ GQds có sử dụng hiệu ứng FRET.

Nghiên cứu khả năng xác định CLB của sensor huỳnh quang chế tạo từ Qds sử dụng hiệu ứng FRET trong mẫu thực. Đánh giá khả năng xác định CLB của sensor trong mẫu thịt lợn. Đánh giá khả năng xác định CLB của sensor trong mẫu nội tạng lợn. Đánh giá khả năng xác định CLB của sensor trong mẫu nước tiểu lợn.

Đánh giá khả năng xác định CLB của sensor trong mẫu thức ăn chăn nuôi .90 luan an vi 3. So sánh khả năng xác định CLB của sensor huỳnh quang chế tạo từ Qds sử dụng hiệu ứng FRET với phương pháp ELISA và HPLC/MS .1 So sánh khả năng xác định CLB bằng phương pháp huỳnh quang sử dụng sensor được chế tạo từ Qds sử dụng hiệu ứng FRET với phương pháp ELISA .2 So sánh khả năng xác định CLB bằng phương pháp huỳnh quang sử dụng sensor được chế tạo từ Qds sử dụng hiệu ứng FRET với phương pháp HPLC/MS .93 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .98 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN.99 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ.100 TÀI LIỆU THAM KHẢO .101 luan an vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT  k. : Bước sóng kích thích Antibody : Kháng thể ATP : Adenozin triphotphat BDMS : Tert-butyldimethylsilyl BRET : Truyền năng lượng cộng hưởng phát quang sinh học BSA : Albumine huyết thanh bò Cds : Sợi carbon CI : Ion hóa bằng tác nhân hóa học CLB – OVA : Clenbuterol – ovalbumin CLB, clen : Clenbuterol CPC : Cetylpyridinium clorua CRP : C-reactive protein CZTS : Copper zinc tin sulfide DCL : Diazo clenbuterol DHLA : Dihydrolipoic axit DNA : Deoxyribonucleic axit ECL : Electrochemiluminescent EDC : 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl) cacbodiimide EDTA : Axit ethylnediamine-tetraacetic Eg : Năng lượng độ rộng vùng cấm EG : Graphite nở EGC : Graphen liên kết với ethylendiamin EI : Ion hóa bằng electron ELISA : Phương pháp xét nghiệm hấp thụ miễn dịch liên kết với enzym ESI : Ion hóa tia điện FE-SEM : Phương pháp hiển vi điện tử quét trường phát xạ FRET : Truyền năng lượng cộng hưởng huỳnh quang FT-IR : Phổ hồng ngoại biến đổi chuỗi Fourier luan an viii GCE : Bề mặt điện cực cacbon thủy tinh GC-MS : Sắc ký khí ghép khối phổ GNPs : Nano vàng GO : Graphen oxit GQds : Chấm lượng tử graphen HDA : Hexadecylamine HDDO : 1,2-hexadecanediol HPA : Hexylphoshonic axit HPLC-MS : Sắc ký lỏng ghép khối phổ HQ : Quang phổ huỳnh quang HR-TEM : Kính hiển vi điện tử độ phân giải cao HRP : Peroxidase cây cải ngựa IgG : Kháng thể dê kháng chuột IR : Phổ hồng ngoại LC : Sắc ký lỏng LC-MS-MS : Sắc ký lỏng hiệu năng cao ghép đầu dò khối phổ LFA : Lateral flow assay MBP : Maitose binding protein MPA : axit 3-mercaptopropionic MPS : 3-mercapto-1-propansulfonic axit MRL : Giới hạn dư lượng tối đa MSA : Mercapto succinic axit MWNTs : Ống nano cacbon da lớp NDCL : Naphthyletylene diamine-diazo clenbuterol NED : N-(1-Naphthyl)ethylenediamine dihydrocloride NHS : N-hydroxysuccinimide ODE : 1-octadecene OM : Kính hiển vi quang học PBS : Đệm photphat, pH = 7,4 PL : Phổ phát huỳnh quang PLD : Lắng đọng xung laze luan an ix PMMA : Poly(methyl methacrylate) PXRD : Nhiễu xạ tia X với mẫu dạng bột Qds : Quantum dots Qds MIP- : Chấm lượng tử CdTe gắn polymer in phân tử CdTe QuEChERS : Quick, easy, cheap, effective, rugged and safe Quencher : Tín hiệu dập tắt huỳnh quang sal : Salbutamol SEM : Phương pháp hiển vi điện tử quét SPME : Vi phân đoạn pha rắn TACN : Tiêu chuẩn thức ăn chăn nuôi TBP : Tributylphosphine TEM : Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua TOP/TOPO : Trioctyl phosphin/Trioctyl phosphin oxit UV-Vis : Phổ tử ngoại – khả kiến XRD : Phương pháp nhiễu xạ tia X HPLC/MS/MS : Sắc ký lỏng hiệu năng cao ghép khối phổ UHPLC- : Sắc ký lỏng áp suất siêu cao hai lần khối phổ. MS/MS UPLC/MS/MS : Ultra performance liquid chromatography - mass spectrometer – mass spectrometer luan an x DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.

Các chất cấm sử dụng trong chăn nuôi ở Việt Nam. So sánh tính chất của các chất huỳnh quang hữu cơ/protein và Qds. Bảng phân loại ba hướng chế tạo sensor thông dụng. Năng lượng phân mảnh của CLB.

So sánh GQds điều chế từ L-glutamic và QDs điều chế từ CA theo. Nồng độ CLB trong các mẫu sensor phát xạ huỳnh quang. So sánh khả năng phát hiện CLB của các sensor huỳnh quang chế tạo từ các Qds khác nhau. So sánh độ chính xác của mẫu thịt lợn ở các nồng độ khác nhau.

So sánh độ chính xác của mẫu nội tạng lợn ở các nồng độ khác nhau. So sánh độ chính xác của mẫu nước tiểu ở các nồng độ khác nhau .