Đồ án HCMUTE: Nghiên cứu và đánh giá khả năng kháng vi sinh vật của nano kẽm oxide

• Tác giả: Nguyễn Đức Mạnh
• Người hướng dẫn: TS. Trịnh Khánh Sơn
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm
• Đề tài: Điều chế và đánh giá khả năng kháng vi sinh vật của nano kẽm oxide
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Công nghệ nano
• 1.1.1. Giới thiệu về công nghệ nano
• 1.1.2. Định nghĩa về hạt nano
• 1.1.3. Giới thiệu về ZnO NPs
• 1.1.4. Một số phương pháp tổng hợp ZnO NPs
• 1.1.5. Sự an toàn của ZnO NPs
• 1.2. Nấm mốc Colletotrichum gloeosporioides
• 1.2.1. Tổng quan về Colletotrichum gloeosporioides
• 1.2.2. Điều kiện môi trường và sự nảy mầm của Colletotrichum gloeosporioides
• 1.2.3. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
• 1.2.4. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.2.5. Mục tiêu của nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
• 2.1. Phương pháp tổng hợp ZnO NPs
• 2.2. Các phương pháp đo tính chất của ZnO NPs
• 2.2.1. Phương pháp phổ UV-VIS
• 2.2.2. Phương pháp phổ nhiễu xạ tia X (XRD)
• 2.2.3. Phương pháp kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường (FESEM)
• 2.2.4. Phương pháp phổ tán xạ năng lượng tia X (EDS)
• 2.3. Các phương pháp khảo sát khả năng kháng vi sinh vật
• 2.3.1. Phương pháp xác định khả năng kháng vi khuẩn gây bệnh
• 2.3.2. Phương pháp xác định khả năng kháng nấm mốc
• 2.3.3. Phương pháp xác định cơ chế kháng vi sinh vật gây bệnh của ZnO NPs
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN
• 3.1. Tính chất của ZnO NPs
• 3.2. Phổ nhiễu xạ tia X của ZnO NPs
• 3.3. Ảnh hiển vi điện tử quét và phổ tán xạ năng lượng tia X của ZnO NPs
• 3.4. Phổ UV–VIS của ZnO NPs
• 3.5. Khả năng kháng vi sinh vật gây bệnh của ZnO NPs
• 3.6. Hoạt tính kháng khuẩn của ZnO NPs
• 3.7. Hoạt tính kháng nấm mốc của ZnO NPs
• 3.8. Cơ chế kháng vi sinh vật của ZnO NPs
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về nano kẽm oxide

Nano kẽm oxide (nano kẽm oxide) là một trong những vật liệu nano được nghiên cứu nhiều nhất trong lĩnh vực khoa học và công nghệ. Với kích thước nhỏ và diện tích bề mặt lớn, nano kẽm oxide thể hiện nhiều tính chất đặc biệt, bao gồm khả năng kháng vi sinh vật. Nghiên cứu cho thấy rằng nano kẽm oxide có khả năng ức chế sự phát triển của nhiều loại vi sinh vật gây bệnh, bao gồm cả vi khuẩn và nấm mốc. Tính kháng khuẩn của nano kẽm oxide được xác định thông qua các phương pháp đo lường khác nhau, như phương pháp xác định khả năng kháng vi khuẩn gây bệnh và phương pháp xác định khả năng kháng nấm mốc. Kết quả cho thấy rằng nano kẽm oxide có thể tiêu diệt vi khuẩn ở nồng độ thấp, cho thấy tiềm năng ứng dụng trong y học và công nghiệp thực phẩm.

1.1. Tính chất của nano kẽm oxide

Tính chất của nano kẽm oxide được xác định qua nhiều phương pháp phân tích khác nhau. Phổ nhiễu xạ tia X (XRD) cho thấy cấu trúc tinh thể của nano kẽm oxide có dạng Wurtzite, trong khi kính hiển vi điện tử quét (FESEM) cho thấy hình dạng và kích thước của các hạt nano. Các nghiên cứu cũng chỉ ra rằng nano kẽm oxide có khả năng hấp thụ tia UV, điều này làm tăng khả năng kháng khuẩn của nó. Đặc biệt, nano kẽm oxide có thể tạo ra các gốc tự do có tính oxy hóa mạnh, gây tổn thương cho tế bào vi sinh vật, từ đó làm giảm khả năng sinh sản của chúng.

II. Khả năng kháng vi sinh vật của nano kẽm oxide

Khả năng kháng vi sinh vật của nano kẽm oxide đã được nghiên cứu rộng rãi. Nghiên cứu cho thấy rằng nano kẽm oxide có thể ức chế sự phát triển của nhiều loại vi khuẩn như E. coli và Staphylococcus aureus. Hoạt tính kháng khuẩn của nano kẽm oxide phụ thuộc vào nồng độ và kích thước của hạt. Kết quả cho thấy rằng nồng độ 737 ppm của nano kẽm oxide có thể tiêu diệt hoàn toàn vi khuẩn. Đối với nấm mốc, nano kẽm oxide cũng thể hiện hoạt tính kháng mạnh, với tỷ lệ ức chế lên đến 98,23% đối với Colletotrichum gloeosporioides. Điều này cho thấy tiềm năng ứng dụng của nano kẽm oxide trong việc bảo vệ thực phẩm và trong y học.

2.1. Cơ chế kháng vi sinh vật

Cơ chế kháng vi sinh vật của nano kẽm oxide liên quan đến sự hình thành các gốc tự do và sự giải phóng ion Zn2+. Các gốc tự do này có khả năng xâm nhập vào tế bào vi sinh vật, gây ra các biến đổi bên trong tế bào và dẫn đến cái chết của chúng. Nghiên cứu cho thấy rằng sự hiện diện của nano kẽm oxide trong môi trường nuôi cấy vi sinh vật làm tăng đáng kể sự sản sinh của các gốc tự do, từ đó làm giảm khả năng sinh sản của vi sinh vật. Điều này mở ra hướng đi mới cho việc phát triển các sản phẩm kháng khuẩn từ nano kẽm oxide trong ngành công nghiệp thực phẩm và y học.

III. Ứng dụng thực tiễn của nano kẽm oxide

Ứng dụng của nano kẽm oxide trong thực tiễn rất đa dạng. Trong ngành công nghiệp thực phẩm, nano kẽm oxide được sử dụng như một chất bảo quản tự nhiên, giúp kéo dài thời gian bảo quản thực phẩm và ngăn ngừa sự phát triển của vi sinh vật gây hại. Ngoài ra, nano kẽm oxide còn được ứng dụng trong lĩnh vực y học, đặc biệt là trong việc phát triển các sản phẩm kháng khuẩn và chống nấm. Các nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng nano kẽm oxide trong các sản phẩm chăm sóc sức khỏe có thể giúp giảm thiểu nguy cơ nhiễm trùng và cải thiện hiệu quả điều trị. Điều này cho thấy rằng nano kẽm oxide không chỉ có giá trị trong nghiên cứu mà còn có tiềm năng lớn trong ứng dụng thực tiễn.

3.1. Tương lai của nghiên cứu nano kẽm oxide

Nghiên cứu về nano kẽm oxide vẫn đang tiếp tục phát triển. Các nhà khoa học đang tìm kiếm các phương pháp tổng hợp mới và hiệu quả hơn để sản xuất nano kẽm oxide với kích thước và hình dạng tối ưu. Bên cạnh đó, việc nghiên cứu sâu hơn về cơ chế kháng vi sinh vật của nano kẽm oxide cũng rất cần thiết để hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động của nó. Tương lai của nano kẽm oxide hứa hẹn sẽ mang lại nhiều ứng dụng mới trong các lĩnh vực như y học, công nghệ sinh học và bảo vệ môi trường.