Đồ án tốt nghiệp ngành Công nghệ Kỹ thuật Hóa học: Chế tạo polymer in dấu phân tử kết hợp chấm lượng tử carbon và ứng dụng trong xác định glucose

• Tác giả: Võ Thị Kim Xuyến
• Người hướng dẫn: TS. Lý Tấn Nhiệm
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Hóa học
• Đề tài: Chế Tạo Polymer In Dấu Phân Tử Kết Hợp Chấm Lượng Tử Carbon Ứng Dụng Xác Định Glucose
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: VẬT LIỆU CARBON QUANTUM DOTS
• 1.1. Vật liệu carbon quantum dots
• 1.2. Phương pháp tổng hợp vật liệu carbon quantum dots
• 1.2.1. Các phương pháp trong nhóm từ trên xuống (Top - down)
• 1.2.2. Phương pháp acid etching
• 1.2.3. Phương pháp bắn phá bằng tia laser (laser ablation)
• 1.2.4. Phương pháp điện hóa (electrochemical method)
• 1.2.5. Phương pháp xử lý siêu âm (Ultrasonication exfoliation)
• 1.2.6. Các phương pháp trong nhóm từ dưới lên (Bottom - up)
• 1.2.6.1. Phương pháp hydrothermal

I. Giới thiệu về Đồ án tốt nghiệp

Đồ án tốt nghiệp mang tên 'Chế tạo polymer in dấu phân tử kết hợp chấm lượng tử carbon ứng dụng xác định glucose' tập trung vào việc phát triển một loại vật liệu mới có khả năng phát hiện glucose. Vật liệu này được chế tạo từ polymer in dấu phân tử kết hợp với chấm lượng tử carbon (CQDs). Mục tiêu chính của nghiên cứu là tạo ra một cảm biến có độ nhạy cao, có thể ứng dụng trong việc xác định nồng độ glucose trong các mẫu nước tiểu nhân tạo. Việc phát hiện glucose là rất quan trọng trong việc theo dõi và điều trị bệnh tiểu đường, một căn bệnh đang gia tăng trên toàn cầu.

1.1 Tầm quan trọng của việc xác định glucose

Glucose là nguồn năng lượng chính cho cơ thể con người. Việc kiểm soát nồng độ glucose trong máu là rất cần thiết để duy trì sức khỏe. Bệnh tiểu đường, một trong những bệnh lý phổ biến hiện nay, có thể gây ra nhiều biến chứng nghiêm trọng nếu không được kiểm soát tốt. Theo Tổ chức Y tế Thế giới, số lượng người mắc bệnh tiểu đường đang gia tăng nhanh chóng. Do đó, việc phát triển các phương pháp xác định glucose hiệu quả và không xâm lấn là rất cần thiết.

II. Chế tạo polymer in dấu phân tử

Quá trình chế tạo polymer in dấu phân tử (MIP) được thực hiện thông qua phương pháp sol-gel. Phương pháp này cho phép tạo ra các khoang liên kết đặc hiệu cho glucose, giúp tăng cường khả năng hấp phụ của vật liệu. Các monomer như 3-aminopropyltriethoxysilane và tetraethyl orthosilicate được sử dụng để tạo ra mạng polymer. Kết quả cho thấy, vật liệu MIP có khả năng hấp phụ glucose cao hơn so với các polymer không in dấu. Điều này mở ra hướng đi mới trong việc phát triển cảm biến glucose có độ nhạy cao.

2.1 Phương pháp tổng hợp MIP

Quá trình tổng hợp MIP bao gồm các bước như chuẩn bị dung dịch monomer, kết hợp với CQDs và thực hiện quá trình polymer hóa. Các phương pháp phân tích như FTIR, XPS, và SEM được sử dụng để xác định cấu trúc và tính chất của vật liệu. Kết quả cho thấy, MIP có cấu trúc mạng polymer ổn định và khả năng tương tác tốt với glucose, từ đó nâng cao hiệu suất cảm biến.

III. Ứng dụng trong xác định glucose

Vật liệu CQDs@MIP được khảo sát khả năng hấp phụ glucose trong môi trường dung dịch nước tiểu nhân tạo. Kết quả cho thấy, vật liệu này có khả năng phát hiện glucose với độ nhạy cao, với giới hạn phát hiện là 2.5 nM trong dung dịch đệm và 2 trong nước tiểu nhân tạo. Mối quan hệ giữa nồng độ glucose và tín hiệu phát xạ huỳnh quang cho thấy độ tin cậy cao, mở ra khả năng ứng dụng thực tiễn trong y tế.

3.1 Khả năng hấp phụ glucose

Khả năng hấp phụ glucose của CQDs@MIP được khảo sát qua nhiều nồng độ khác nhau. Kết quả cho thấy, khi nồng độ glucose tăng, tín hiệu phát xạ huỳnh quang giảm dần, cho thấy khả năng hấp phụ của vật liệu. Điều này chứng tỏ rằng CQDs@MIP có độ đặc hiệu cao đối với glucose, có thể ứng dụng trong việc phát hiện và theo dõi nồng độ glucose trong các mẫu sinh học.