Nghiên Cứu Đặc Tính Quang Của Hạt Nano Vàng Được Chức Năng Hóa Để Ứng Dụng Trong Phát Hiện Vi Khuẩn

Tài liệu nghiên cứu Nghiên cứu các đặc tính quang của hạt nano vàng được chức năng hóa để ứng dụng trong phát hiện vi, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên

• Tác giả: Vũ Thị Lanh
• Người hướng dẫn: TS. Trần Quang Huy
• Trường học: Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Quang học
• Đề tài: Nghiên Cứu Các Đặc Tính Quang Của Hạt Nano Vàng Được Chức Năng Hóa Để Ứng Dụng Trong Phát Hiện Vi Khuẩn Gây Bệnh Bằng Phép Đo Màu
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Thái Nguyên

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Đặc Tính Quang Hạt Nano Vàng

Nghiên cứu đặc tính quang của hạt nano vàng mở ra tiềm năng lớn trong lĩnh vực phát hiện vi khuẩn. Hạt nano vàng (AuNPs) dễ tổng hợp, chức năng hóa, ít độc tính, có tính chất độc đáo như hiệu ứng plasmon bề mặt. Chúng có độ dẫn điện, dẫn nhiệt, độ phản quang cao, và tương thích sinh học. Nano vàng có khả năng ứng dụng để tiêu diệt tế bào ung thư, dẫn thuốc, tạo ảnh sinh học, chẩn đoán tác nhân gây bệnh. Trong các que thử nhanh, nano vàng được sử dụng như chất chỉ thị để tạo vạch màu, giúp xác định nhanh kết quả. Theo phân tích trên Scopus, hơn 88% công trình liên quan đến kỹ thuật sắc ký miễn dịch sử dụng chất chỉ thị là nano vàng. Tuy nhiên, cần đảm bảo hoạt tính và độ ổn định của hệ nano vàng sau khi chức năng hóa.

1.1. Giới Thiệu Chung Về Hạt Nano Vàng AuNPs

Hạt nano vàng (AuNPs) là vật liệu nano có kích thước từ 1-100 nm, thể hiện tính chất quang học độc đáo do hiện tượng cộng hưởng plasmon bề mặt. Tính chất này phụ thuộc vào kích thước, hình dạng và môi trường xung quanh hạt. AuNPs có nhiều ứng dụng trong y sinh, điện tử, và xúc tác. Hạt nano vàng có cấu trúc tinh thể lập phương tâm mặt, mỗi nguyên tử liên kết với 12 nguyên tử xung quanh. Ở trạng thái khối, vàng có màu vàng ánh kim, nhưng ở kích thước nano, dung dịch chứa hạt nano vàng có màu sắc thay đổi từ hồng nhạt đến đỏ tía.

1.2. Ứng Dụng Tiềm Năng Của Hạt Nano Vàng Trong Y Sinh

Hạt nano vàng có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong y sinh, bao gồm chẩn đoán bệnh, điều trị bệnh, và dẫn thuốc. Nhờ khả năng tương thích sinh học cao, AuNPs có thể được sử dụng để gắn kết với các phân tử sinh học như kháng thể, protein, và DNA. Ứng dụng hạt nano vàng trong chẩn đoán bệnh dựa trên sự thay đổi màu sắc hoặc tín hiệu quang học khi AuNPs tương tác với các tác nhân gây bệnh. Trong điều trị, AuNPs có thể được sử dụng để tiêu diệt tế bào ung thư bằng hiệu ứng quang nhiệt.

II. Thách Thức Trong Phát Hiện Vi Khuẩn Bằng Hạt Nano Vàng

Mặc dù có nhiều ưu điểm, việc phát hiện vi khuẩn bằng hạt nano vàng vẫn đối mặt với một số thách thức. Đảm bảo độ nhạy và độ chọn lọc cao là yếu tố then chốt. Cần tối ưu hóa quá trình chức năng hóa hạt nano vàng để tăng cường khả năng nhận diện vi khuẩn mục tiêu. Độ nhạy và độ chọn lọc của phương pháp phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm kích thước, hình dạng, và chức năng hóa bề mặt hạt nano vàng. Ngoài ra, cần xem xét ảnh hưởng của môi trường đo và các yếu tố như pH và nhiệt độ. Chi phí và thời gian phân tích cũng là những yếu tố cần cân nhắc.

2.1. Yêu Cầu Về Độ Nhạy Và Độ Chọn Lọc Của Phương Pháp

Để phát hiện vi khuẩn hiệu quả, phương pháp sử dụng hạt nano vàng cần có độ nhạy cao, tức là có khả năng phát hiện nồng độ vi khuẩn rất thấp. Đồng thời, phương pháp cần có độ chọn lọc cao, tức là chỉ phát hiện vi khuẩn mục tiêu mà không bị ảnh hưởng bởi các vi khuẩn khác hoặc các chất nền trong mẫu. Giới hạn phát hiện là một chỉ số quan trọng để đánh giá độ nhạy của phương pháp. Độ chính xác và độ tin cậy của kết quả cũng cần được đảm bảo.

2.2. Ảnh Hưởng Của Môi Trường Đo Đến Kết Quả Phát Hiện

Môi trường đo có thể ảnh hưởng đáng kể đến kết quả phát hiện vi khuẩn bằng hạt nano vàng. Các yếu tố như pH, nhiệt độ, và thành phần ion trong dung dịch có thể ảnh hưởng đến sự ổn định của hạt nano vàng và tương tác hạt nano vàng - vi khuẩn. Ảnh hưởng của pH có thể làm thay đổi điện tích bề mặt của hạt nano vàng và vi khuẩn, ảnh hưởng đến khả năng gắn kết giữa chúng. Ảnh hưởng của nhiệt độ có thể làm thay đổi tốc độ phản ứng và độ bền của phức hợp nano vàng - vi khuẩn.

III. Phương Pháp Chế Tạo Và Chức Năng Hóa Hạt Nano Vàng

Có nhiều phương pháp tổng hợp hạt nano vàng, bao gồm phương pháp hóa học, phương pháp vật lý, và phương pháp sinh học. Phương pháp khử hóa học, đặc biệt là phương pháp Turkevich, được sử dụng phổ biến nhất. Tuy nhiên, phương pháp điện hóa cũng là một lựa chọn tiềm năng, cho phép kiểm soát độ tinh khiết và kích thước hạt. Chức năng hóa hạt nano vàng là quá trình gắn kết các phân tử sinh học lên bề mặt hạt, tăng cường khả năng tương tác với vi khuẩn mục tiêu. Quá trình này có thể dựa trên việc sử dụng các nhóm chức như PEG, protein, peptide, và DNA.

3.1. Tổng Hợp Hạt Nano Vàng Bằng Phương Pháp Điện Hóa

Phương pháp điện hóa là một phương pháp tiềm năng để tổng hợp hạt nano vàng với khả năng kiểm soát độ tinh khiết và kích thước hạt. Phương pháp này sử dụng điện phân để khử ion vàng từ điện cực vàng, tạo thành hạt nano vàng trong dung dịch. Ưu điểm của phương pháp này là có thể sử dụng nguyên liệu đầu vào có độ tinh khiết cao và kiểm soát được các thông số điện phân để điều chỉnh kích thước và hình dạng của hạt nano vàng. Kích thước hạt nano vàng có thể được điều chỉnh bằng cách thay đổi điện áp, dòng điện, và thời gian điện phân.

3.2. Chức Năng Hóa Bề Mặt Hạt Nano Vàng Với Kháng Thể

Chức năng hóa bề mặt hạt nano vàng với kháng thể là một bước quan trọng để tăng cường khả năng nhận diện vi khuẩn mục tiêu. Kháng thể có khả năng gắn kết đặc hiệu với các kháng nguyên trên bề mặt vi khuẩn, giúp hạt nano vàng bám dính vào vi khuẩn. Quá trình chức năng hóa thường bao gồm việc gắn kết kháng thể lên bề mặt hạt nano vàng thông qua các liên kết hóa học hoặc hấp phụ vật lý. Ổn định hạt nano vàng sau khi chức năng hóa là rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả của phương pháp.

IV. Ứng Dụng Phức Hợp Nano Vàng Kháng Thể Phát Hiện Vi Khuẩn

Phức hợp nano vàng - kháng thể có thể được sử dụng trong nhiều phương pháp phát hiện vi khuẩn, bao gồm phương pháp quang phổ, phương pháp huỳnh quang, và phương pháp sắc ký miễn dịch. Trong phương pháp sắc ký miễn dịch, phức hợp nano vàng - kháng thể được sử dụng như chất chỉ thị để tạo vạch màu, giúp xác định nhanh kết quả âm hay dương tính. Phương pháp quang phổ dựa trên sự thay đổi phổ hấp thụ hoặc phổ tán xạ của hạt nano vàng khi tương tác với vi khuẩn. Phương pháp huỳnh quang sử dụng hạt nano vàng để tăng cường tín hiệu huỳnh quang của các chất đánh dấu.

4.1. Phát Hiện Vi Khuẩn Bằng Phương Pháp Quang Phổ UV Vis

Phương pháp quang phổ UV-Vis là một phương pháp đơn giản và hiệu quả để phát hiện vi khuẩn dựa trên sự thay đổi đặc tính quang của hạt nano vàng. Khi hạt nano vàng tương tác với vi khuẩn, sự kết tụ của các hạt có thể làm thay đổi phổ hấp thụ UV-Vis, cho phép định tính và định lượng vi khuẩn. Phân tích dữ liệu phổ UV-Vis có thể được thực hiện bằng phần mềm chuyên dụng để xác định nồng độ vi khuẩn trong mẫu. Độ chính xác của phương pháp phụ thuộc vào việc chuẩn hóa các điều kiện đo và hiệu chỉnh các yếu tố gây nhiễu.

4.2. Ứng Dụng Que Thử Nhanh Dựa Trên Sắc Ký Miễn Dịch

Que thử nhanh dựa trên kỹ thuật sắc ký miễn dịch là một phương pháp phát hiện nhanh và phát hiện tại chỗ vi khuẩn. Que thử bao gồm một màng nitrocellulose có gắn kháng thể đặc hiệu với vi khuẩn mục tiêu. Phức hợp nano vàng - kháng thể được sử dụng như chất chỉ thị để tạo vạch màu khi vi khuẩn có mặt trong mẫu. Kết quả có thể được đọc bằng mắt thường hoặc bằng máy đọc que thử. So sánh với phương pháp truyền thống, que thử nhanh có ưu điểm là đơn giản, nhanh chóng, và không đòi hỏi thiết bị phức tạp.

V. Kết Quả Nghiên Cứu Và Thảo Luận Về Khả Năng Ứng Dụng

Các kết quả nghiên cứu cho thấy hạt nano vàng được chức năng hóa có khả năng phát hiện vi khuẩn hiệu quả. Độ nhạy và độ chọn lọc của phương pháp phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm kích thước, hình dạng, và chức năng hóa bề mặt hạt nano vàng. Các kết quả cũng cho thấy ảnh hưởng của môi trường đo đến kết quả phát hiện. Thảo luận về những ưu nhược điểm của kết quả đạt được và tiềm năng ứng dụng trong thực tế. Cần có thêm nghiên cứu để tối ưu hóa phương pháp và mở rộng ứng dụng cho các loại vi khuẩn khác.

5.1. Đánh Giá Độ Nhạy Và Độ Chọn Lọc Của Phương Pháp

Việc đánh giá độ nhạy và độ chọn lọc của phương pháp là rất quan trọng để xác định khả năng ứng dụng thực tế. Độ nhạy được đánh giá bằng cách xác định giới hạn phát hiện của phương pháp, tức là nồng độ vi khuẩn thấp nhất có thể phát hiện được. Độ chọn lọc được đánh giá bằng cách kiểm tra khả năng phân biệt vi khuẩn mục tiêu với các vi khuẩn khác hoặc các chất nền trong mẫu. Độ chính xác và độ tin cậy của kết quả cũng cần được đánh giá bằng cách so sánh với các phương pháp chuẩn.

5.2. Tiềm Năng Phát Triển Và Hướng Nghiên Cứu Mới Nhất

Phương pháp phát hiện vi khuẩn bằng hạt nano vàng có tiềm năng phát triển lớn trong tương lai. Các nghiên cứu mới nhất tập trung vào việc cải thiện độ nhạy, độ chọn lọc, và tính ổn định của phương pháp. Xu hướng nghiên cứu bao gồm việc sử dụng các vật liệu nano mới, phát triển các phương pháp chức năng hóa tiên tiến, và tích hợp phương pháp với các thiết bị phát hiện nhanh và phát hiện tại chỗ. Ứng dụng trong y sinh có thể mở rộng sang chẩn đoán các bệnh truyền nhiễm khác và phát triển các phương pháp điều trị mới.

VI. Kết Luận Về Nghiên Cứu Đặc Tính Quang Hạt Nano Vàng

Nghiên cứu đặc tính quang của hạt nano vàng và ứng dụng trong phát hiện vi khuẩn đã đạt được những kết quả đáng khích lệ. Phương pháp này có tiềm năng trở thành một công cụ hữu hiệu trong chẩn đoán và kiểm soát dịch bệnh. Tuy nhiên, cần có thêm nghiên cứu để tối ưu hóa phương pháp và mở rộng ứng dụng. Nghiên cứu này đã góp phần vào việc phát triển các phương pháp phát hiện nhanh, phát hiện tại chỗ, và phát hiện định lượng vi khuẩn. Tiềm năng phát triển của phương pháp là rất lớn, đặc biệt trong bối cảnh vi khuẩn kháng thuốc ngày càng gia tăng.

6.1. Tóm Tắt Những Kết Quả Nổi Bật Đạt Được

Nghiên cứu đã thành công trong việc chế tạo và chức năng hóa hạt nano vàng với khả năng phát hiện vi khuẩn hiệu quả. Phương pháp phát hiện dựa trên đặc tính quang của hạt nano vàng đã cho thấy độ nhạy và độ chọn lọc cao. Que thử nhanh dựa trên kỹ thuật sắc ký miễn dịch đã được phát triển và thử nghiệm thành công. Các kết quả nghiên cứu đã được công bố trên các tạp chí khoa học uy tín.

6.2. Kiến Nghị Và Hướng Nghiên Cứu Trong Tương Lai

Cần có thêm nghiên cứu để tối ưu hóa phương pháp phát hiện vi khuẩn bằng hạt nano vàng. Các hướng nghiên cứu trong tương lai bao gồm việc cải thiện độ nhạy và độ chọn lọc, phát triển các phương pháp chức năng hóa tiên tiến, và tích hợp phương pháp với các thiết bị phát hiện nhanh và phát hiện tại chỗ. Nghiên cứu cũng cần tập trung vào việc phát triển các phương pháp phát hiện định lượng vi khuẩn và đánh giá chi phí và thời gian phân tích.

Trích đoạn nội dung tài liệu

PHẦN Mở đầu Chƣơng 1: Cơ sở lí thuyết Trình bày tổng quan về công nghệ nano vàng và ứng dụng; quy trình chức năng hóa nano vàng với kháng thể, đề xuất vấn đề nghiên cứu mà luận văn sẽ giải quyết. Chƣơng 2: Phƣơng pháp thực nghiệm Trình bày về nguyên vật liệu, hóa chất và trang thiết bị thí nghiệm cần thiết; Quy trình chế tạo nano vàng; Phƣơng pháp khảo sát các trƣng lí-hóa của nano vàng nhƣ phổ hấp thụ (UV-Vis), hiển vi điện tử truyền qua (TEM), hiển vi điện tử quét (SEM) và phổ tán xạ năng lƣợng tia X (EDX); quy trình chức năng hóa hạt nano vàng với kháng thể; thiết kế và chế tạo que thử nhanh dựa trên kỹ thuật sắc ký miễn dịch để phát hiện vi khuẩn tụ cầu vàng dựa trên phép đo màu. Chƣơng 3: Kết quả và bàn luận Các kết quả thực nghiệm và bàn luận về những ƣu nhƣợc điểm của kết quả đạt đƣợc. Các bảng, biểu đồ, hình về các đặc tính quang học của nano vàng trƣớc và sau chức năng hóa với kháng thể.

Những số liệu thực nghiệm về khả năng phát hiện vi khuẩn gây bệnh bằng phép đo màu sử dụng hạt nano vàng đã chế tạo và chức năng hóa. Kết luận chung và kiến nghị Tóm tắt những kết quả nổi bật mà luận văn đã đạt đƣợc. Những kiến nghị của luận văn. Tổng quan về nano vàng Vàng (Au) là một trong những kim loại quý điển hình, do vậy chúng không những thể hiện đầy đủ tính chất lý hóa của một kim loại mà còn có thêm một số tính chất đặc biệt.

Trong bảng hệ thống tuần hoàn, Au có số thứ tự 79 và cấu hình điện tử Xe5d106s và Xe5d96s2 [6]. Nhờ sự linh động của các điện tử trong nguyên tử nên vàng có tính dẻo dai đặc biệt so với các kim loại khác. Ở trạng thái khối (bulk), vàng có màu vàng ánh kim, nhiệt độ nóng chảy lên tới 1.063,4 oC, nhiệt độ sôi 2.880 oC, dẫn nhiệt 310 W/m. Kim loại vàng rất bền dù ở trong điều kiện không khí khô hay có độ ẩm cao.

Tuy nhiên, không giống nhƣ ở trạng thái vật liệu khối, vàng ở kích thƣớc nano có những tính chất rất đặc biệt nhất là hiệu ứng cộng hƣởng Plasmon bề mặt [6], [7] Au có cấu trúc tinh thể dạng lập phƣơng tâm mặt (Hình 1.1), mỗi nguyên tử liên kết với 12 nguyên tử xung quanh với hằng số mạng: 4,0786 Å. Cấu trúc lập phương tâm mặt tinh thể Au [8] 4 1. Tính chất của nano vàng a) Tính quang học Trong khi vàng ở dạng khối có màu vàng thì dung dịch chứa các hạt vàng ở kích thƣớc nano (1-100 nm) có màu sắc thay đổi từ hồng nhạt đến đỏ tía và tím than tùy theo kích thƣớc và nồng độ của hạt. Sự thay đổi màu sắc này là do hiệu ứng cộng hƣởng Plasmon bề mặt (surface plasmon resonance - SPR).

Khi ánh sáng tác động lên bề mặt hạt nano, các electron tự do của nguyên tử vàng bị kích thích và ngay lập tức tạo ra một điện từ trƣờng dao động, chúng bị dồn về một phía và tạo ra sự phân cực [2]. Sự dao động này đƣợc gọi là “plasmon” (Hình 1. Tương tác của sóng điện từ với hạt nano vàng tạo ra hiện tượng cộng hưởng bề mặt (a) và đỉnh phổ hấp thụ theo kích thước hạt nano vàng (b) [2] 5 Hay giải thích một cách chi tiết hơn, hiện tƣợng cộng hƣởng plasmon bề mặt là sự kích thích các electron tự do bên trong vùng dẫn, dẫn tới sự hình thành các dao động đồng pha. Khi kích thƣớc một tinh thể kim loại nhỏ hơn bƣớc sóng của bức xạ tới sẽ xuất hiện hiện tƣợng cộng hƣởng plasmon bề mặt.

Đối với hạt nano vàng dao động cộng hƣởng plasmon dẫn đến sự hấp thụ mạnh của ánh sáng vùng khả kiến. Điều này dẫn đến sự đổi thay của màu sắc của dung dịch nano vàng. Số lƣợng và vị trí của dải plasmon phụ thuộc chủ yếu vào kích thƣớc và hình thái của nano vàng. Đối với tinh thể kim loại, thông thƣờng những dao động này nhanh chóng bị dập tắt bởi sai hỏng mạng hay bởi chính các nút mạng tinh thể khi quãng đƣờng tự do trung bình của điện tử nhỏ hơn kích thƣớc.

Tuy nhiên, khi kích thƣớc của kim loại nhỏ hơn quãng đƣờng tự do trung bình của ánh sáng kích thích sẽ không còn hiện tƣợng dập tắt mà điện tử sẽ dao động cộng hƣởng với ánh sáng kích thích. Do vậy, tính chất quang của hạt nano là do sự dao động tập thể của các điện tử trong vùng dẫn khi tƣơng tác với bức xạ sóng điện từ. Quá trình dao động nhƣ vậy sẽ dẫn tới sự phân bố lại các điện tử trong hạt nano làm cho hạt nano bị phân cực tạo thành một lƣỡng cực điện. Chính vì thế, tần số cộng hƣởng xuất hiện phụ thuộc vào nhiều yếu tố đặc biệt là về hình dạng, kích thƣớc và độ lớn của hạt nano cũng nhƣ môi trƣờng xung quanh.

Khi kích thƣớc hạt nhỏ ở dải hẹp, đỉnh hấp thụ ở vùng ánh sáng khả kiến hẹp và chỉ tạo ra một đỉnh duy nhất, tuy nhiên khi hạt càng lớn thì đỉnh hấp thụ càng bị lệch về phía bƣớc sóng dài (Hình 1. Bằng mắt thƣờng cũng có thể quan sát thấy rằng, khi hạt ở kích thƣớc 5 – 50 nm, dung dịch có màu đỏ đậm (nhƣ rƣợu vang đỏ), nhƣng khi kích thƣớc lớn hơn (50-200 nm) màu sẽ chuyển từ đỏ tƣơi sang màu đỏ đục (Hình 1. Sự thay đổi màu sắc của dung dịch nano vàng theo kích thước [9] b) Tính dẫn điện và nhiệt Tƣơng tự nhƣ các nano kim loại khác, do có mật độ điện tử tự do cao nên nano vàng có khả năng dẫn điện và nhiệt rất tốt. Hơn nữa, vàng không bị oxy hóa nên đƣợc ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp điện tử.

Điện trở suất của vàng là 0,022 µΩ và độ dẫn nhiệt là 310 W/m. Nhiệt độ nóng chảy của nano vàng (Tm) phụ thuộc vào mức độ liên kết giữa các nguyên tử trong mạng tinh thể. Khi hạt nano tăng kích thƣớc, nhiệt độ nóng chảy sẽ tăng theo. Ví dụ: AuNPs kích thƣớc 2 nm có Tm = 500°C, với 6 nm có Tm = 950°C [10], [11].

Đặc biệt, vàng có khả năng chống ăn mòn cao so với các kim loại khác, chúng chỉ bị ăn mòn bởi hỗn hợp axit nitric và axit clohydric c) Khả năng tương thích sinh học Từ xa xƣa, vàng đã thể hiện là một trong những vật liệu có khả năng tƣơng thích sinh học cao, chúng là kim loại quý, đƣợc dùng làm đồ trang sức hoặc bọc răng. Trong y học cổ truyền, vàng có vị cay đắng, tính bình, có công dụng trấn tâm, an thần và giải độc. Theo Shukla và cs [12] các hạt nano vàng không gây 7 độc tế bào, làm giảm quá trình sản xuất các loại nitrite, oxy phản ứng và không làm phát sinh các cytokine tiền viêm TNF-alpha và IL1-beta. Chế tạo nano vàng Có nhiều phƣơng pháp chế tạo nano vàng khác nhau nhƣ từ trên xuống (top-down) sử dụng các kỹ thuật vật lý để tách nano vàng từ vàng khối, hoặc phƣơng pháp từ dƣới lên (bottom up) bằng cách khử muối vàng [10].

Mỗi phƣơng pháp đều có những ƣu điểm và nhƣợc điểm riêng liên quan đến chi phí chế tạo, độ sạch, kích thƣớc hạt và dải phân phân bố kích thƣớc hạt. Trong đó phƣơng pháp khử hóa học, đặc biệt là phƣơng pháp Turkevich đƣợc sử dụng phổ biến nhất [3]. Hạn chế lớn nhất của các phƣơng pháp này là chi phí cho muối vàng tinh khiết và kiểm soát chất tồn dƣ sau quá trình phản ứng. Phƣơng pháp vật lý cũng có thể chế tạo ra hạt nano vàng từ bia vàng sử dụng bắn phá chum laser, nhƣng chi phí cho các thiết bị này thƣờng đắt và ngƣời thí nghiệm phải đƣợc đào tạo một cách cơ bản để vận hành thiết bị [13].

Nano vàng còn đƣợc tổng hợp bằng phƣơng pháp điện hóa [14], [15]. Hạt nano thu đƣợc bằng phƣơng pháp này có thể kiểm soát đƣợc độ tinh khiết do đƣợc chế tạo trong nƣớc cất 2 lần hoặc nƣớc khử ion, kiểm soát đƣợc vật liệu ban đầu, có khả năng điều khiển đƣợc kích thƣớc và chí phí thấp. Cũng giống nhƣ các phƣơng pháp điều chế khác, khó khăn lớn nhất của phƣơng pháp này là tìm đƣợc các điều kiện điều chế thích hợp để tạo ra hạt nano vàng và điều khiển đƣợc kích thƣớc nano của chúng theo mục đích sử dụng. Khó khăn thứ 2 liên quan đến nano vàng đó là việc chức năng hóa chúng với các phần tử sinh học hƣớng đích để cho các ứng dụng khác nhau trong y sinh.

Một trong những yêu cầu quan trọng khi gắn kết đƣợc với các phần tử sinh học, đặc biệt là khi đƣa vào cơ thể ngƣời hay động vật thì các hạt nano vàng điều chế đƣợc phải có độ sạch cao, không lẫn với các tạp chất hay chất tồn dƣ có nguy cơ phá hủy các phần tử sinh học hay gây độc cho cơ thể. 8 Do vậy, nghiên cứu này đề xuất phƣơng pháp điều chế và chức năng hóa nano vàng sạch điều chế từ lá vàng khối bằng phƣơng pháp điện hóa không chỉ là việc khám phá ra phƣơng pháp chế tạo mới mà còn chủ động tạo ra nguồn cung nano vàng ổn định cho những ứng dụng trong điều trị và chẩn đoán mầm bệnh, đặc biệt là khi đƣa những vật liệu này vào trong cơ thể ngƣời hay động vật.2 Chức năng hóa hạt nano vàng Nano vàng sau khi đƣợc chế tạo thƣờng không sử dụng trực tiếp trong các ứng dụng sinh học mà chúng cần đƣợc chức năng hóa với các phần tử thích hợp nhằm tăng cƣờng sự kết nối của chúng với các phân tử sinh học cũng nhƣ dẫn thuốc vào các tế bào một cách đặc hiệu. Trong một bài tổng quan gần đây, Tiwari và cộng sự [3] đã tổng hợp từ các công trình nghiên cứu về phƣơng pháp chức năng hóa nano vàng để tạo ra các nhóm chức khác nhau để ứng dụng trong y sinh (Bảng 1. Quá trình chức năng hóa có thể dựa trên việc sử dụng bất kỳ một nhóm hoặc kết hợp các nhóm nhƣ oligo- hoặc polyethylene glycol (PEG), albumin huyết thanh bò (BSA), oligo hoặc polypeptide, oligonucleotides, antisense hoặc phân tử RNA nhạy, kháng thể, thụ thể tế bào và các phân tử.