Luận án Vật lý: Hạt nano đa chức năng Fe3O4 Ag ZnS:Mn phát hiện ung thư

CHU TIEN DUNG HAT NANO DA CHUC NANG TREN CO SO Fe304 — Ag — ZnS:Mn VA THU NGHIỆM PHAT HIEN TE BAO UNG THU LUẬN AN TIEN SĨ VAT LÝ HÀ NOI - 2018 I HỌC CGIAH N I TRU NGĐẠ H C HOAH CT NHEN CHU TIEN DUNG Chuyén nganh: Vat ly Chat ran Mã số: 62440104 LUẬN ÁN TIEN SĨ VAT LÝ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. Nguyễn Hoàng Nam 2. Trần Thị Hồng HÀ NOI - 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi dưới sự hướng dẫn trực tiếp của các giảng viên hướng dẫn. Các số liệu và kết quả trình bày trong luận án được thực hiện trong quá trình thực hiện luận án và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác.

Các số liệu, thông tin, minh chứng và so sánh kết quả từ các nguồn tài liệu tham khảo chỉ phục vụ cho mục đích học thuật và đã được trích dẫn tài liệu theo đúng quy định. Tác giả luận án Chu Tiến Dũng LỜI CẢM ƠN Trước hết, tôi xin trân trọng gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến PGS. Nguyễn Hoàng Nam, PGS. Trần Thị Hồng những người thay, cô đã tận tình hướng dan, chi bảo và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện luận án.

Lời cảm ơn chân thành của tôi xin được gửi tới GS. Nguyễn Hoàng Lương, NCS Lưu Mạnh Quỳnh và các thầy cô tại Trung tâm Khoa học Vật liệu, Bộ môn Vật lý Chất rắn - Khoa Vật lý đã cho tôi những lời khuyên, góp ý hữu ích trong quá trình nghiên cứu và thực hiện luận án. Đặc biệt, tôi xin chân thành cảm ơn các thầy PGS. Nguyễn Quang Hòa, ThS.

Vương Văn Hiệp, ThS. Sái Công Doanh đã giúp đỡ tôi đo đạc, khảo sát cấu trúc, tính chất của vật liệu. Tôi xin gửi lời cảm ơn tới TS. Nguyễn Đình Thắng - Phòng thí nghiệm trọng điểm công nghệ enzym và protein, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên (Trường ĐHKHTN), Đại học Quốc gia Hà Nội (DHQGHN); PGS.

Hoàng Thị Mỹ Nhung - Khoa Sinh học, DHKHTN, DHQGHN và PGS. Chur Đức Trình, TS. Bùi Thanh Tùng - Trường Dai học Công nghệ, DHQGHN đã giúp đỡ tôi nguồn tế bao, cũng như quá trình thử nghiệm phát hiện và đánh dấu tế bào. Lời cảm ơn sâu sắc xin được gửi tới giáo sư Dong-Hyun Kim, Khoa Vật lý, Trường Đại học Quốc gia ChungBuk, Hàn Quốc đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi một số phép đo khảo sát vật liệu nano đa chức năng.

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô Khoa Vật lý, Phòng Sau đại học, Trường ĐHKHTN đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận án này. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các đồng nghiệp, Ban giám hiệu, Ban chủ nhiệm khoa Khoa hoc Cơ bản, Ban chủ nhiệm bộ môn Vật lý - Trường Dai học Giao thông Vận tải đã luôn động viên, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận án. Cuối cùng, con xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới bố mẹ, các anh chị em trong gia đình tôi và đặc biệt là vợ và các con của tôi đã luôn luôn ủng hộ tôi về mọi mặt dé tôi có thể hoàn thành luận án của mình. Tác giả luận án Chu Tiến Dũng MỤC LỤC Lời cam đoan Lời cảm ơn I00p.

i Danh mục các ký hiệu và chữ Viét tat.sessssessssssessessecsecssessesscesecsssssesscsscssessceaecssceseeees iv Danh mục các Đảng.08094900 vi Danh mục các hình vẽ va d6 thic. 1 Chương 1: TONG QUAN VE VAT LIEU NANO, UNG DUNG TRONGY - SINH HOC. GIỚI THIỆU VE CÔNG NGHỆ NANO VA UNG DỤNG TRONGY SINH HỌC 7 1. Hat nano từ tính và ứng dung .- -- -- n1 HS SH SH TH ky 8 1.

Hạt nano kim loại quý và Ứng dụng. Hat nano bán dẫn và ứng dụng. HAT NANO ĐA CHỨC NĂNG. Phương pháp chế tạo hạt nano đa chức năng.

Ứng dụng của hat nano đa chức năng. Ảnh hưởng của sóng siêu âm đến quá trình chế tạo vật liệu. TEBAOUNG THƯ VÀ CO CHE PHÁT HIỆN, BAT CAP TE BAO UNG THƯ. Ung thư và các tế bào ung thư.--- 2-2 s2 +2E£+EE+EE+EEZEEEEEEEEerEerrerrkerveeg 36 1.

Cơ chế hạt nano phát hiện và bắt cặp với tế bào ung thư. 41 Chương 2: THUC NGHIEM CHE TAO, UNG DUNG VÀ CÁC PHƯƠNG PHAP KHẢO SAT VAT LIỆU.-- 2-2 se ©ss£ssesssessevssezssessee 42 2. CHE TẠO VAT LIEU NANO ĐA CHỨC NANG VA THU NGHIỆM PHÁT 2009/857. Danh mục các hóa chất và thiết bị chính sử dụng chế tạo vật liệu.

Chế tạo các loại hạt nano đơn tính chất. Chế tạo vật liệu nano đa chức năng từ tính - kim loại, từ tính - bán dẫn trên NỀN SỈ]ÏCá. Chế tạo vật liệu nano composite đa chức năng từ tính - kim loại FezOz/Ag. Chế tạo vật liệu nano composite đa chức năng từ tính - kim loại trên nên silica 0712630017201.

Thử nghiệm sử dụng các hạt nano composite đa chức năng trong phát hiện và đánh dấu tế bao ung thư da và ung thư phôối.-----2- 2 s2 s2sz+zzz£szcsez 52 2. CÁC PHÉP ĐO THUC NGHIỆM. Nhiễu xạ tỉa X. tt tt th nh HH Hee 55 2.

Hiền vi điện tử truyền qua, hiển vi điện tử truyền qua phân giải cao và nhiễu xạ hị[008001::89;1)0i04)):1 2200177. Phố tán sắc năng lượng tỉa XX. Phổ quang điện tử tia XX. Phố hap thụ tử ngoại - khả kiến.

Quang phô hồng ngoại biến đối FOurier. Tan xạ Raman và tán xa Raman tăng cường bề mặt. Xác định tính chất quang của vật liệu bằng hệ đo huỳnh quang. Xác định tính chất từ của vật liệu bằng hệ do từ kế mẫu rung.

Chụp ảnh hiển vi trường sáng - trường tối .----- 2 2+ s+sz+se+zserxez 62 Kết luận chương 2:. - - 2-2 SE+SE+E2EEEEEEEEEEEE121121121121511111111111.63 Chương 3: HẠT NANO ĐA CHỨC NANG TREN NEN SILICA: Fe3Os-Ag@SiO2 VÀ FesO¿-ZnS:Mn()SÏO¿. HẠT NANO ĐA CHỨC NĂNG TU TÍNH - KIM LOẠI TREN NEN SILICA 9 70. Cấu trúc và thành phần pha của vật liệu nano đa chức năng Fe:Oa-Ag@SiO¿.

Hình thái và kích thước của vật liệu nano đa chức năng Fe304-Ag @SiO2. Các tinh chat của vật liệu nano đa chức năng FesOa-Ag@SiO2. HAT NANO DA CHUC NANG TU TINH - BAN DAN TREN NEN SILICA y9) /01 6519230117757. Hạt nano bán dẫn ZnS tạp Mn (ZnS:Mn) với tỉ lệ nồng độ pha tạp ion Mn?* [310i 0.

Cấu trúc và thành phan pha của vật liệu nano đa chức năng Fe3Ou- V3 /006Á319 2001088. Hình thái và kích thước của vật liệu nano đa chức năng FezOa- is) 0106590017. Các tính chất của vật liệu nano đa chức năng FezOa-ZnS:Mn(@§1O¿;. 87 Kết luận chương 3: .cccccsscecsessesseessessessessuessecsessecsuessessessessuessessessesssessessessecsecssessesseeseeses 91 Chương 4: VAT LIEU NANO COMPOSITE ĐA CHỨC NANG FeO¿ /Ag, Fe304@SiO./Ag VÀ THU NGHIEM DANH DAU TE BAO.

HẠT NANO COMPOSITE ĐA CHỨC NĂNG Fe:O¿/Ag. Hạt nano composite Fe304/Ag ché tạo tại các pH khác nhau. Hạt nano composite Fe3Ou/Ag với lượng tiền chất APTES khác nhau. HẠT NANO COMPOSITE ĐA CHỨC NĂNG Fe:O¿@S¡Oz/Ag.

Hat nano composite Fe304@SiO2/Ag với nồng độ AgNO; khác nhau. Hat nano composite Fe304@SiO2/Ag nhờ thủy phan - ngưng tu TEOS, APTES đồng thoi o. CAC KET QUA THU NGHIEM VAT LIEU NANO Fe30./Ag VÀ Fe304@SiO2/Ag DE PHAT HIEN VA DANH DAU TE BÀO. Kết quả sử dung nano composite Fe3O./Ag dé phat hiện và đánh dau tế bào ung thư da SK-Mel 28 va da thường Hacat.

Kết qua sử dụng nano composite Fe304/Ag, FesOu@SiOz/Ag dé phát hiện, bắt cặp và đánh dấu tế bào ung thư phổi A549.--- +: 5cccc2c+zxcrxrsee 126 Kết luận chương 4. - - +5 SESE2EE2E21EE1EE151121121121121111E111111111111111 111111 te 132 KET LUẬN CHUNG.---- 2 2s se ©ssSseEseEssEvsttsersersstrserssrssrssrrssrssrssesse 134 ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO .----s--s©css©ssssse5sse 135 DANH MỤC CÁC CÔNG TRINH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BO. 136 TÀI LIEU THAM KHẢO .- 2-2-2 2s ©ss£EsseSssSEssSxseEsserseerserssersee 138 PHỤ LỤC iii Danh mục các ký hiệu và chữ viet tat 4ATP 4-aminothiophenol Anti- EGFR Anti - Epidermal growth factor receptor — Kháng thé thụ thé yêu to tăng trưởng thượng bi AOT Bis(2-ethylhexyl) Sulfosuccinate Sodium Salt Aptamer là các sợi don DNA, RNA hay oligonucleotide. Có cau trúc: ACGCT CGGAT GCCAC TACAG GGTTG CATGC CGTGG GGAGG GGGGT GGGTT TTATA GCGTA CTCAG CTCAT GGACG TGCTG GTGAC 5’-(CH2)6-SH APTES (3-aminopropyl) triethoxysilane (C2Hs-O)3-Si-(CH2)3 —NH2 BSA Bovine serum albumin (Huyết thanh bò) Brij30 Polyoxyethylene(4) lauryl ether Brij58 Polyoxyethylene (20) cetyl ether CS Chitosan CT Computed tomography - chụp cắt lớp vi tính EDC 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropy])carbodiimide EDS Energy dispersive x-ray spectroscopy - Tán sắc năng lượng tia X EG Ethylene glycol EGFR Epidermal growth factor receptor - Thụ thê yếu tố tăng trưởng thượng bì FDA The Foods and Drug Administration - Co quan quan ly thuc phâm và dược phâm của Hoa Kỳ Fe304-Ag @Si02 Hạt nano FeaO¿ và Ag-4ATP được gói đồng thời trên nền SiO» Fe304/Ag Nano Ag được liên kết với bề mặt Fe3Ox chức năng hóa với -NHa Fe304@SiO2/Ag Nano Ag được liên kết với bề mặt của FeaOu@SiO› chức năng hóa với -NH2 FeOx-ZnS:Mn@SIO; : Hạt nano FeaO¿ và ZnS:Mn được gói đồng thời trên nền SiO? FRET Fluorescence resonance energy transfer - Truyền năng lượng cộng hưởng huỳnh quang FTIR Fourier Transform Infrared Spectroscopy - Quang phổ hồng ngoại biên đôi Fourier HCc Lực kháng từ Her Human epidermal growth factor receptor - Thụ thé yếu tổ tăng trưởng thượng bi người 1V Her-2 Human epidermal growth factor receptor 2 - Thu thé yếu tố tăng trưởng thượng bì người loại 2 HRTEM High Resolution Transmission Electron Microscopy - Hién vi điện tử truyên qua phan giải cao LARC The International Association of Registries Cancer - Co quan nghiên cứu quôc tê vê ung thư Igepal CO-520 Polyoxyethylene (5) nonylphenyl ether - (C2H4O)n .CisH24O, n~5 Igepal CO-720 Polyoxyethylene (12) nonylphenyl ether - (CoH4O)n.CisH24O, n = 10,5-12 LSPR Localized surface plasmonic resonance - Cộng hưởng plasmon bê mặt cục bộ Từ dư Magnetic Resonance Imaging - Hình ảnh chụp cộng hưởng từ Từ độ bão hòa kỹ thuật (ở nhiệt độ phòng) Positron Emission Tomograpgy - Chụp cắt lớp phát positron Photoluminescence - Phát huỳnh quang PVP Poly(vinylpyrrolidinone) SAED Selected area electron diffraction - Nhiễu xạ điện tử lựa chọn vùng SDS Sodium dodecyl sulfate SERS Surface enhanced Raman scattering - Tan xa Raman tăng cường bê mat SPECT Single photon emission computed tomography - Chụp cắt lớp phát đơn photon TEM Transmission Electron Microscopy - Hiển vi điện tử truyền qua TEOS Tetraethyl orthosilicate THG Third harmonic generation - Phat hoa ba bac ba VSM Vibrating sample magnetometer - Tir ké mau rung WHO World Health Organization - Tổ chức y tế thé giới XPS X-ray Photoelectron Spectroscopy - Phổ quang điện tử tia X XRD X-ray diffraction - Nhiéu xa tia X DANH MUC CAC BANG Bang 1.1: Tổng hợp các loại hat nano khác nhau được gói trong nên silica bang phương pháp vi nhũ tương đẢO.

HH HH HH HH Hệ 29 Bang 2.1: Thể tích các tiên chất sử dụng khi chế tạo hạt nano ZnS:Mn với tỉ lệ nông độ pha tạp Mn?* so với Zn?* từ 0%, 4% đến 1296 .1: Hằng số mang và đường kính của hạt nano Fe304 và Ag-4ATP tính toán được từ giản đô nhiỄM xạ tid X .