Luận án về cấu trúc lai ferit nano từ kim loại Ag và Au trong y sinh

• Người hướng dẫn: GS. Nguyễn Xuân Phúc
• Trường học: Viện Hàn lâm KHCNVN
• Chuyên ngành: Vật liệu nano
• Đề tài: Nghiên cứu cấu trúc lai ferit nano từ kim loại Ag và Au trong ứng dụng y sinh
• Loại tài liệu: luận án
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hà Nội

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ VẬT LIỆU NANO FERIT TỪ - KIM LOẠI QUÝ
• 1.1. Giới thiệu chung về vật liệu nano ferit từ - kim loại quý
• 1.2. Tính chất từ của vật liệu ferit từ
• 1.3. Tính chất quang của vật liệu kim loại quý (Ag, Au)
• 1.4. Hệ vật liệu lai ferit từ - kim loại quý
• 2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Hạt nano ferit từ
• 3.2. Hạt nano lai Fe3O4-(Ag, Au)
• 3.3. Hạt nano bọc PMAO
• 3.4. Khả năng ứng dụng của vật liệu Fe3O4-(Ag, Au) trong y sinh
• KẾT LUẬN

I. Giới thiệu về ferit nano và ứng dụng y sinh

Cấu trúc ferit nano từ kim loại quý như Ag và Au đã thu hút sự chú ý trong lĩnh vực ứng dụng y sinh. Các vật liệu nano này không chỉ mang lại tính chất từ mà còn có khả năng tương tác quang học mạnh mẽ. Sự kết hợp giữa tính chất từ và quang của các hạt nano này mở ra nhiều cơ hội mới trong chẩn đoán và điều trị bệnh. Nghiên cứu cho thấy rằng cấu trúc lai từ - quang có thể cải thiện hiệu quả điều trị, giảm thiểu tác dụng phụ và nâng cao khả năng tương tác với các mô sinh học. Đặc biệt, các hạt nano này có thể được sử dụng trong các phương pháp như chẩn đoán hình ảnh và điều trị ung thư, nhờ vào khả năng hấp thụ ánh sáng trong vùng hồng ngoại gần (NIR).

1.1. Tính chất của ferit nano

Tính chất của ferit nano phụ thuộc vào cấu trúc điện tử và kích thước của chúng. Các mômen từ trong ferit nano được tạo ra từ chuyển động spin của điện tử, dẫn đến sự hình thành các đômen từ. Khi kích thước hạt giảm xuống dưới kích thước đômen, các hạt này trở thành vật liệu siêu thuận từ, có khả năng từ hóa mạnh mẽ khi có từ trường bên ngoài. Điều này làm cho ferit nano trở thành một lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng trong y sinh, đặc biệt là trong việc phát triển các hệ thống chẩn đoán và điều trị hiệu quả.

II. Cấu trúc lai ferit từ kim loại quý

Cấu trúc lai giữa ferit nano và các kim loại quý như Ag và Au đã được nghiên cứu sâu rộng. Các hạt nano này không chỉ kế thừa tính chất từ của ferit mà còn có khả năng hấp thụ ánh sáng mạnh mẽ nhờ vào hiện tượng cộng hưởng plasmon bề mặt. Sự kết hợp này tạo ra các hạt nano với tính năng vượt trội, có thể được sử dụng trong các ứng dụng như chẩn đoán hình ảnh cộng hưởng từ hạt nhân (MRI) và điều trị ung thư bằng nhiệt trị. Các nghiên cứu cho thấy rằng cấu trúc lõi - vỏ của các hạt nano này có thể cải thiện đáng kể hiệu suất điều trị và khả năng tương phản trong hình ảnh y học.

2.1. Tính năng quang học của kim loại quý

Các kim loại quý như Ag và Au có mật độ điện tử tự do lớn, cho phép chúng tạo ra hiệu ứng cộng hưởng plasmon bề mặt khi bị kích thích bởi ánh sáng. Hiện tượng này dẫn đến sự hấp thụ mạnh ánh sáng và tạo ra các dao động điện tử đồng pha, làm tăng cường khả năng tương tác với ánh sáng. Điều này rất quan trọng trong các ứng dụng y sinh, nơi mà khả năng hấp thụ ánh sáng trong vùng NIR có thể cải thiện hiệu quả của các phương pháp điều trị như quang - nhiệt trị.

III. Ứng dụng trong y sinh

Nghiên cứu về cấu trúc lai ferit nano từ kim loại quý đã mở ra nhiều hướng đi mới trong ứng dụng y sinh. Các hạt nano này có thể được sử dụng làm chất tương phản trong chụp ảnh MRI, cũng như trong các phương pháp điều trị ung thư bằng nhiệt trị. Việc phát triển các hạt nano với kích thước nhỏ và khả năng hấp thụ ánh sáng mạnh trong vùng NIR là một thách thức lớn, nhưng cũng là một cơ hội để cải thiện hiệu quả điều trị. Các nghiên cứu hiện tại đang tập trung vào việc tối ưu hóa cấu trúc và tính chất của các hạt nano này để đáp ứng nhu cầu trong y học hiện đại.

3.1. Khả năng diệt khuẩn

Một trong những ứng dụng quan trọng của các hạt nano ferit từ kim loại quý là khả năng diệt khuẩn. Các nghiên cứu cho thấy rằng các hạt nano này có thể tiêu diệt vi khuẩn hiệu quả, nhờ vào sự kết hợp giữa tính chất từ và quang. Điều này mở ra cơ hội cho việc phát triển các phương pháp điều trị mới trong y sinh, đặc biệt là trong việc điều trị các bệnh nhiễm trùng. Việc sử dụng các hạt nano này không chỉ giúp cải thiện hiệu quả điều trị mà còn giảm thiểu tác dụng phụ cho bệnh nhân.