ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
_______________________
LƯU MẠNH QUỲNH
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU NANO BÁN DẪN PbS,
NANO KIM LOẠI QUÝ Au, Ag
VÀ ỨNG DỤNG TRONG CHẾ TẠO CẢM BIẾN SINH HỌC
Chuyên ngành: Vật lý chất rắn
số: 9441030.02
LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
1. PGS. TS. LÊ VĂN VŨ
2. PGS. TS. NGUYỄN NGỌC LONG
Hà Ni 2020
i
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, tôi xin y t s biết ơn sâu sc tới PGS. TS. Văn
PGS. TS. Nguyn Ngc Long đã luôn tận tình ng dn, dìu dt tôi trong quá trình
nghiên cu thc hin lun án này.
Tôi xin chân thành cảm ơn Trung tâm Khoa học Vt liu, Khoa Vt lý,
Trƣờng Đại hc Khoa hc T nhiên, Đại hc Quc Gia Nội đã to mọi điều kin
thun lợi để tôi có th hoàn thành quá trình hc tp nghiên cu, thc hin lun án.
Tôi cũng xin cảm ơn Bộ môn Sinh hc tế bào, Khoa Sinh học, Trƣờng Đi
hc Khoa hc T nhiên, Đại hc Quc gia Ni; Vin nghiên cu tế bào gc
công ngh gen, Bnh viện Đa khoa Quốc Tế VINMEC đã tận nh giúp đ, tạo điều
kiện để tôi thc hin các nghiên cu ng dng sinh học liên quan đến đề tài.
Xin gi li cảm ơn tới ThS. Nguyễn Quang Hòa, ThS. Vƣơng Văn Hip, ThS.
Sái Công Doanh cùng tp th anh ch em Khoa Vt lý, Trƣờng Đại hc Khoa hc T
nhiên, Đại hc Quc gia Hà Nội đã luôn hỗ tr tôi trong sut quá trình thc hin lun
án.
Cui cùng, tôi xin bày t s biết ơn ti những ngƣời thân trong gia đình, các
em sinh viên Khoa Vt luôn sát cánh cùng tôi trong sut quá trình hc tp, nghiên
cu thc hin lun án. Cm ơn bạn bè và đồng nghiệp đã luôn đng viên, c vũ để tôi
hoàn thành lun án này.
Tác gi
Lƣu Mạnh Qunh.
ii
LỜI CAM ĐOAN
Tác gi xin cam đoạn đây công trình nghiên cứu riêng ca tác gi dƣới s
hƣớng dn của PGS. TS. Lê Văn Vũ và PGS. TS. Nguyễn Ngc Long. Các s liu
kết qu trong lun án là trung thực chƣa đƣợc tác gi khác công b trong bt k
công trình nào.
Hà Ni, tháng 2 năm 2020.
Tác gi
Lƣu Mạnh Qunh
iii
MỤC LỤC
LI CẢM ƠN ........................................................................................................................ i
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................................... ii
MC LC ..................................................................................................................................... iii
DANH MC CÁC KÝ HIU VÀ CH VIT TT ...................................................................... v
DANH MC CÁC BNG ........................................................................................................... vii
DANH MC CÁC HÌNH V ..................................................................................................... viii
M ĐẦU ......................................................................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài ......................................................................................................................... 1
2. Mc tiêu lun án .......................................................................................................................... 4
3. Ni dung nghiên cu .................................................................................................................... 4
4. Phƣơng pháp nghiên cứu ............................................................................................................. 5
5. Ý nghĩa khoa học và thc tin ca lun án .................................................................................. 5
6. Những đóng góp mới ca lun án ................................................................................................ 6
Cu trúc ca lun án ......................................................................................................................... 6
CHƢƠNG 1.TNG QUAN ............................................................................................................ 8
1.1. CM BIN SINH HC ........................................................................................................... 8
1.2. CM BIN SINH HỌC XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ GLUCOSE .............................................. 11
1.2.1. Cm biến sinh học điện hóa đo nồng độ glucose ................................................................. 11
1.2.2. Cm biến sinh học đo nồng độ glucose s dng vt liu nano ............................................ 16
1.2.3. La chọn đối tƣợng vt liu ................................................................................................. 18
1.3. CM BIẾN ĐO ĐẠC NỒNG ĐỘ T BÀO GC MÁU ...................................................... 18
1.3.1. Nguyên lý kháng nguyên kháng th trong nhn biết tế bào .............................................. 19
1.3.2. Cm biến sinh hc s dụng phép đo tổng tr trong đo đạc tế bào ....................................... 22
1.3.3. Vt liu nano trong cm biến đo đạc tế bào ......................................................................... 25
1.3.4. La chọn đối tƣợng vt liu ................................................................................................. 27
1.4. CÁC PHƢƠNG PHÁP CHẾ TO VT LIU ...................................................................... 28
1.4.1. Vt liu sulfide kim loi ....................................................................................................... 28
1.4.2. Vt liu nano kim loi .......................................................................................................... 29
1.4.3. Vt liệu đa chức năng từ tính kim loi .............................................................................. 31
1.5. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƢỚC ....................................................................... 32
KT LUẬN CHƢƠNG I ............................................................................................................... 36
CHƢƠNG 2: CHẾ TO VT LIỆU VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ......................... 37
2.1. CH TO VT LIU ............................................................................................................ 37
2.1.1. Chế to vt liu PbS bằng phƣơng pháp hóa siêu âm kết hp laser ................................. 37
2.1.2. Chế to các ht nano kim loi bằng phƣơng pháp nuôi mầm .............................................. 38
2.1.3. Chế to các hạt nano đa chức năng bằng phƣơng pháp hóa ƣớt .......................................... 39
iv
2.2. CÁC PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ..................................................................................... 43
2.2.1.Các phƣơng pháp thực nghim ............................................................................................. 43
2.2.2.Phƣơng pháp tính toán lý thuyết ........................................................................................... 54
KT LUẬN CHƢƠNG II .............................................................................................................. 55
CHƢƠNG 3: VẬT LIU NANO PbS, NANO VÀNG NANO ĐA CHỨC NĂNG
Fe3O4-Au, Fe3O4-Ag ...................................................................................................................... 57
3.1. VT LIU NANO PbS .......................................................................................................... 57
3.2. VT LIU NANO VÀNG ..................................................................................................... 63
3.3. VT LIỆU NANO ĐA CHỨC NĂNG Fe3O4-Au, Fe3O4-Ag ............................................... 72
3.3.1. Vt liu nano t tính Fe3O4 .................................................................................................. 72
3.3.2. Vt liệu nano đa chức năng Fe3O4-Au ................................................................................. 74
3.3.3. Vt liệu nano đa chức năng Fe3O4-Ag ................................................................................. 84
KT LUẬN CHƢƠNG III ............................................................................................................ 88
CHƢƠNG 4: NG DNG VT LIU NANO TRONG CH TO CM BIN SINH
HC ............................................................................................................................................... 90
4.1. CH TO CM BIN GLUCOSE S DNG CÁC HT NANO PbS .............................. 90
4.1.1. Thiết kế cm biến và phƣơng pháp đo đạc .......................................................................... 90
4.1.2. Kết qu và tho lun ............................................................................................................ 93
4.1.3. Tƣơng tác giữa ht PbS vi phân t 4-ATP ...................................................................... 100
4.2. NG DNG CÁC HT NANO T TÍNH KIM LOI TRONG PHÂN LP T
BÀO GC MÁU T MU TỦY XƢƠNG ............................................................................... 102
4.2.1. Thiết kế cm biến và phƣơng pháp đo đạc ........................................................................ 103
4.2.2. Kết qu và tho lun .......................................................................................................... 107
KT LUẬN CHƢƠNG IV .......................................................................................................... 123
KT LUN .................................................................................................................................. 125
DANH MC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HC CA TÁC GI ............................................ 126
TÀI LIU THAM KHO ........................................................................................................... 127