NCS. ThS Nguyễn Ngọc Kim Tuyến

Bộ môn Công nghệ Vật liệu

1. Giới thiệu

Trong những năm gần đây, nano kim loại là vật liệu quan trọng và được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như mỹ phẩm, dẫn truyền thuốc, điện tử, kháng khuẩn, cảm biến, v.v. do đặc tính quang điện tử cũng như tính chất hóa lí [1]. Một trong những vật liệu nano được quan tâm hiện nay là nano selen (SeNPs), vật liệu này có đặc tính hóa lý như: ít độc, có khả năng kháng khuẩn, kháng ung thư, v.v. Hiện nay, có nhiều phương pháp tổng hợp SeNPs như vật lí, hóa học, và sinh học [2]. SeNPs được tổng hợp bằng phương pháp sinh học chiếm ưu thế hơn nhờ tính thân thiện môi trường, quy trình đơn giản, và đã thu hút sự chú ý của nhiều nhà nghiên cứu trong các thập kỷ qua. Gần đây, phương pháp tổng hợp hạt nano từ dịch chiết thực vật được xem là phương pháp tổng hợp phổ biến [3,4]. Dịch chiết hoàn ngọc được ứng dụng trong tổng hợp vật liệu SeNPs cho kích thước hạt đồng đều và khả năng kháng khuẩn cao nhờ các hợp chất như polyphenol, flavonoid, benzophenon, v.v. Những chất này đóng vai trò khử cũng như ổn định hạt nano nhờ tương tác tĩnh điện giữa nhóm chức và bề mặt hạt nano [5].

Hình 1. Lá hoàn ngọc

Dịch chiết hoàn ngọc được thu nhận bằng phương pháp siêu âm và tiến hành định lượng thành phần hóa học. Vật liệu nano selen (SeNPs) được tổng hợp bằng phương pháp xanh từ dịch chiết hoàn ngọc và tiền chất muối natri selenit (Na₂SeO₃) [6]. Ảnh hưởng của điều kiện tổng hợp đến hình thái SeNPs được khảo sát bao gồm nhiệt độ, thời gian, và tỷ lệ dịch chiết với Na₂SeO₃. Đặc trưng của SeNPs được phân tích bằng các phương pháp phân tích hiện đại như kính hiển vi điện tử quét xạ trường (field scanning electron microscopy (FE-SEM)), quang phổ tử ngoại khả kiến (ultra violet-visible (UV-vis)), phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (fourier transform infrared spectroscopy (FTIR)), nhiễu xạ tia X (X-ray diffraction (XRD)), và phổ tán xạ năng lượng tia X (energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS)).

2. Kết quả nghiên cứu sơ bộ

Kết quả phân tích đặc trưng của SeNPs cho thấy đường kính trung bình là 247 nm, SeNPs có dạng hình cầu, phân bố đồng đều, và không có hiện tượng kết tụ của hạt nano như thể hiện ở Hình 2.

Hình 2. a) Hình SEM, b) Phân bố kích thước hạt, và c) thế zeta của SeNPs

SeNPs thu được có đỉnh hấp thu cực đại tại bước sóng 265 nm được thể hiện ở Hình 3. Thông qua phổ tán xạ năng lượng tia X (EDS) ở Hình 4, đỉnh đặc trưng của Se có cường độ mạnh tại 1,1 và 1,4 KeV chứng mình sự hiện diện của Se trong mẫu tổng hợp. Bên cạnh đó, ảnh tán xạ năng lượng ở Hình 5 cho thấy Se được tạo ra chiếm lượng khá cao (chiếm 71,27% trong tổng khối lượng các nguyên tố).

Hình 3. Phổ UV-Vis của SeNPs

Hình 4. Phổ EDS của SeNPs

Hình 5. Ảnh tán xạ nguyên tố của SeNPs

3.  Đánh giá khả năng ứng dụng

Ở Hình 6 cho thấy SeNPs có khả năng kháng khuẩn tốt đối với vi khuẩn Escherichia coli (E. coli), Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa), và Staphylococcus aureus (S. aureus) với đường kính vòng kháng khuẩn lần lượt là 14,67 ± 0,02, 14,57 ± 0,05, và 13,67 ± 0,01 mm.

Hình 6. Kết quả kháng khuẩn (a) S. aureus, (b) P. aeruginosa, và (c) E. coli của SeNPs

Bên cạnh đó, SeNPs còn có khả năng quang phân hủy chất thải nhuộm hữu cơ như methylene blue (MB) và crystle violet (CV) trên 99%. Từ các kết quả kiểm nghiệm trên, vật liệu SeNPs là vật liệu tiềm năng có thể ứng dụng nhiều trong lĩnh vực y tế như kháng khuẩn, kháng ung thư, dùng làm thuốc kháng sinh, v.v.

4. Tài liệu tham khảo

[1]    F.A. Cunha, M. da C.S.O. Cunha, S.M. da Frota, E.J.J. Mallmann, T.M. Freire, L.S. Costa, A.J. Paula, E.A. Menezes, P. Fechine, Biogenic synthesis of multifunctional silver nanoparticles from Rhodotorula glutinis and Rhodotorula mucilaginosa: antifungal, catalytic and cytotoxicity activities, World J. Microbiol. Biotechnol. 34 (2018) 1–15.

[2]    A.H. Hashem, A.M.A. Khalil, A.M. Reyad, S.S. Salem, Biomedical applications of mycosynthesized selenium nanoparticles using Penicillium expansum ATTC 36200, Biol. Trace Elem. Res. 199 (2021) 3998–4008.

[3]    A.M. El Shafey, Green synthesis of metal and metal oxide nanoparticles from plant leaf extracts and their applications: A review, Green Process. Synth. 9 (2020) 304–339.

[4]   S. Sarkar, N.T. Ponce, A. Banerjee, R. Bandopadhyay, S. Rajendran, E. Lichtfouse, Green polymeric nanomaterials for the photocatalytic degradation of dyes: a review, Environ. Chem. Lett. 18 (2020) 1569–1580.

[5]   T.C. Ho, A.T. Kiddane, S.P. Sivagnanam, J.-S. Park, Y.-J. Cho, A.T. Getachew, T.-T.T. Nguyen, G.-D. Kim, B.-S. Chun, Green extraction of polyphenolic-polysaccharide conjugates from Pseuderanthemum palatiferum (Nees) Radlk.: Chemical profile and anticoagulant activity, Int. J. Biol. Macromol. 157 (2020) 484–493.

[6]    Nguyen Ngoc Kim Tuyen, Quach Thi Thanh Huong, Nguyen Thanh Hoai Nam, Nguyen Duy Hai, Ninh Thi Tinh, Ton That Buu, Tran Le Hoai Nhi, Bui Thanh Duy, Tran Nhat Khanh, Ly Tan Nhiem, Nguyen Manh Tung, Mai Thanh Phong, Nguyen Huu Hieu, Applicable orientation of eco‑friendly phyto‑synthesized selenium nanoparticles: Bioactive investigation and dye photodegradation, Biomass Conversion and Biorefinery, 2023

Khoa Công nghệ Hóa học