zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Y Tế - Sức Khoẻ

» Y khoa - Dược

Nghiên cứu chế tạo vật liệu quang tử định hướng ứng dụng phát hiện bệnh đái tháo đường

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Báo xấu

2
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Vật liệu tinh thể quang tử (Photonic Crystals, PCs) là một loại vật liệu nhân tạo có cấu trúc không gian tuần hoàn ở cấp độ nano hoặc vi mô, được thiết kế để điều khiển sự lan truyền của sóng ánh sáng. Nghiên cứu này sẽ chế tạo vật liệu PCs dạng IOPCs, và bước đầu thử nghiệm phát hiện lipocalin trong mẫu nước mắt giả định.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu chế tạo vật liệu quang tử định hướng ứng dụng phát hiện bệnh đái tháo đường

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2024. ISBN: 978-604-82-8175-5 NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU QUANG TỬ ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG PHÁT HIỆN BỆNH ĐÁI THÁO ĐƯỜNG Lê Minh Thành, Nguyễn Hoài Nam Trường Đại học Thủy lợi, email: thanhleminh@tlu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Vật liệu tinh thể quang tử (Photonic 2.1. Hóa chất, thiết bị, quy trình thí nghiệm Crystals, PCs) là một loại vật liệu nhân tạo có cấu trúc không gian tuần hoàn ở cấp độ nano Các loại hóa chất sử dụng bao gồm: sub- hoặc vi mô, được thiết kế để điều khiển sự micron SiO2, polyethyleneglycol diacrylate lan truyền của sóng ánh sáng. Cấu trúc dạng (PEGDA), 3-aminopropyl triethoxy silane 99% này sẽ ảnh hưởng đến chuyển động của (APTES), buffered oxide etchant (BOE),... electron. PCs có thể kiểm soát các đặc tính Thiết bị bao gồm: máy ly tâm 800-1 Centrifugal của ánh sáng như: bước sóng, hướng truyền, Machine, máy siêu âm Ultrasonic Steri- độ phân cực, mật độ quang phổ. Trong PCs Cleaner, máy trộn xoáy Voatex Genie 2. có dạng vật liệu tinh thể quang tử kiểu opal (Opal Photonic Crystals, OPCs), và trong OPCs có dạng vật liệu tinh thể quang tử cấu trúc đảo (Inveser Opal Photonic Crystals, IOPCs), đây đều là những loại vật liệu mới ở Việt Nam [1]. Bệnh võng mạc đái tháo đường là nguyên nhân chính gây ra mù loà ở các nước phát triển và dần trở nên phổ biến ở các nước đang phát triển. Theo các nghiên cứu y học, nồng độ của lipocalin (LCN) trong nước mắt người bình thường là khoảng 1-2 mg/mL, còn nồng độ của lipocalin của bệnh nhân mắc bệnh võng mạc đái tháo đường là trên 2 mg/mL [2]. Một vài nghiên cứu vật liệu PCs đã được Hình 1. Sơ đồ quy trình chế tạo PCs, IOPCs công bố như phân bố chấm lượng tử lên PCs, Quy trình chế tạo tinh thể quang tử dạng nhuộm huỳnh quang PCs, thay đổi kích thước PCs và IOPCs được mô tả tóm tắt trên Hình 1. hạt để thay đổi vùng cấm quang PCs...[3]. Tuy nhiên, ở Việt Nam hầu như chưa có công Vật liệu IOPCs được hình thành từ PCs bằng bố nào về việc chế tạo vật liệu PCs để định cách dùng BOE để loại bỏ các hạt SiO2 trong hướng phát hiện bệnh võng mạc đái tháo tinh thể, chỉ để lại các lỗ trống và cấu trúc của đường. Do vậy nghiên cứu này sẽ chế tạo vật PEGDA (các hạt SiO2 trong PCs sẽ bị ăn mòn liệu PCs dạng IOPCs, và bước đầu thử bởi BOE trong quá trình chế tạo IOPCs). nghiệm phát hiện lipocalin trong mẫu nước Quy trình gắn lipocalin (LCN) được mô tả mắt giả định. tóm tắt trên Hình 2. 493
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2024. ISBN: 978-604-82-8175-5 Ảnh SEM của các vật liệu PCs và IOPCs, được mô tả ở Hình 3. Từ Hình 3a có thể thấy, các hạt SiO2 trong PCs có kích thước khoảng 300 nm được sắp xếp theo cấu trúc mạng tinh thể lập phương tâm mặt 2 chiều, dạng thu được là tinh thể quang tử 2D. Ở Hình 3b, ảnh SEM của IOPCs. Trong hình có một vài khiếm khuyết kẽ hẹp. Các kẽ này là kết quả của một số tạp chất nằm ở vị Hình 2. Sơ đồ quy trình gắn lipocalin (LCN) trí kẽ, hoặc do một vài SiO2 không nằm đúng lên vật liệu IOPCs vị trí ô mạng. 2.2. Khảo sát các tính chất vật liệu 3.2. Kết quả đo khả năng phản xạ quang của vật liệu Vật liệu PCs, IOPCs sau chế tạo và sau khi gắn lipocalin được đem chụp bằng kính hiển Vật liệu được đo khả năng phản xạ quang vi điện tử quét SEM Hitachi Regulus 8100, đo học bằng thiết bị Raman, kết quả được thể khả năng phản xạ quang bằng thiết bị Raman hiện trên Hình 4. LabRAM HR800 (tại Viện Vật lý, Viện HLKH&CN VN), đo phổ hồng ngoại trên thiết bị đo hồng ngoại Fourier FTIR-SPEC2 (tại Viện Hóa học, Viện HLKH&CN VN). 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1. Kết quả hình thái bề mặt vật liệu Hình 4. Kết quả phản xạ quang của vật liệu PCs và IOPCs bằng phương pháp Raman Từ Hình 4 có thể thấy vật liệu PCs đã chế tạo có bước sóng bức xạ cực đại thu được thực tế là 665 nm, lệch một chút so với giá trị Hình 3a. Ảnh SEM của PCs SiO2 lý thuyết (bước sóng ánh sáng của PCs theo lý thuyết là 675 nm), điều này có thể được giải thích vì hạt SiO2 trong quá trình chế tạo không đồng đều về kích thước. Tuy nhiên, với bước sóng 665 nm thu được hoàn toàn phù hợp với ánh sáng màu đỏ mà vật liệu phát ra khi chụp bằng điện thoại. Đối với vật liệu IOPCs có bước sóng cực đại thu được (563 nm) nhỏ hơn bước sóng cực đại của vật liệu PCs, do đó vật liệu IOPCs có ánh sáng màu lục, điều này phù hợp với kết quả hình thái vật liệu là kích thước các lỗ trống trong Hình 3b. Ảnh SEM của IOPCs PEGDA IOPCs nhỏ hơn kích thước các hạt SiO2. 494
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2024. ISBN: 978-604-82-8175-5 Như vậy vật liệu cả hai loại vật liệu PCs và APTES và PEGDA được khẳng định bằng sự IOPCs đều có tính quang học tuân theo hiện xuất hiện các peak ở số sóng νC-O = 1250 cm-1 tượng phản xạ ánh sáng. Trong đó vật liệu PCs và νO-Si-O = 751 cm-1 do các APTES đơn lẻ sẽ có xu hướng dịch chuyển về bước sóng dài còn liên kết với nhau. Sự xuất hiện số sóng của vật liệu IOPCs lại có xu hướng dịch chuyển về các nhóm -NH và -C=O trong phổ IR đã bước sóng ngắn, điều này gây ra sự thay đổi về chứng minh rằng có tồn tại các liên kết amit màu sắc quang tử của vật liệu, ứng với PCs đặc trưng cho các protein bao gồm kháng thể SiO2 có màu đỏ và IOPCs PEGDA có màu lục. (mAb, pAb) và lipocalin, tương ứng có cường độ truyền quang rõ rệt. 3.3. Khảo sát khả năng phát hiện lipocalin Kết quả chụp huỳnh quang cho thấy nồng Vật liệu sau khi chế tạo, được gắn APTES độ lipocalin tăng dần độ phát sáng tăng. lên bề mặt IOPCs, tiếp tục gắn thêm các Nồng độ lipocalin 0,03 µg/µL có diện tích kháng thể mAb và pAb (mouse anti-lipocalin sáng cao gấp ba lần so với lipocalin 0,02 monoclonal IgG, rabbit anti-lipocalin polyclonal µg/µL và gấp bốn lần so với lipocalin 0,01 IgG), cuối cùng gắn lipocalin. Để kiểm tra µg/µL. Đối với lipocalin 0,01 µg/µL có diện kết quả của quá trình trên, vật liệu sau khi tích sáng nhỏ hơn lipocalin 0,02 µg/µL 1,112 gắn đã được chụp phổ IR, chụp huỳnh quang %. Như vậy, nồng độ lipocalin càng lớn thì bằng kính hiển vi quang học, và đo phản xạ khả năng lipocalin bám vào vật liệu cũng quang bằng phương pháp Raman. tăng lên, làm diện tích sáng tăng lên. Kết quả chụp phổ IR của quá trình được thể hiện trên Hình 5. 4. KẾT LUẬN Nghiên cứu đã chế tạo được tinh thể quang tử PCs SiO2 và IOPCs PEGDA. Đã gắn thành công các kháng thể (mAb, pAb) và lipocalin lên vật liệu IOPCs bằng phương pháp ELISA sandwich. Vật liệu chế tạo được kiểm tra tính chất bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM). Khả năng phát hiện lipocalin của vật liệu được chứng minh bằng chụp phổ IR, đo huỳnh quang bằng kính hiển vi quang học, và đo phản xạ quang bằng phương pháp Raman. Kết quả cho thấy vật liệu IOPCs có thể được dùng để phát hiện được định tính (và định lượng bước đầu) chất lipocalin trong mẫu nước mắt Hình 5. Kết quả chụp phổ IR của vật liệu người bệnh võng mạc đái tháo đường. đã gắn lipocalin 0,003 µg/µL 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO Phổ IR cho thấy trong vật liệu đã xuất hiện các peak ứng với các loại liên kết cần có trong [1] Phong Pham Hong, et al.. (2024). Graphene hợp chất chế tạo, thể hiện ở số sóng trong các oxide-decorated hyrogel inverse opal photonic crystal improving colorimetric and fluorescent vùng như: νas,C-H = 2972cm-1, νs,C-H = 2901cm- 1 responses for rapid detection of lipocalin-1. , νC=C = 1646cm-1, νs,C-O-C = 1033cm-1, νC=O Photonics and Nanostructures - Fundamentals =1718cm-1, δCH2 = 1242-1395cm-1, δC-H = and Applications. Vol.58, article id.101237. 938cm-1, νas,N-H = 3672cm-1, νs,N-H = 3611cm-1, [2] Madania Amorim, et al.. (2022). Putative δs,N-H = 851-938 cm-1, δO-H = 1449cm-1. Vật Biomarkers in Tears for Diabetic Retinopathy liệu còn độ ẩm nên có cả số sóng của liên kết Diagnosis, Frontiers in Medicine - O-H trong nước νO-H = 3749cm-1. Liên kết của Ophthalmology, vol.9, fmed.2022.873483. 495

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright ©2025 TaiLieu.VN. All rights reserved.