Nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano ZnO pha tạp Eu và ứng dụng trong phân tích kháng sinh quinolon

• Tác giả: Vũ Bảo Trung
• Người hướng dẫn: PGS. Tạ Thị Thảo
• Trường học: Đại Học Quốc Gia Hà Nội Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên Khoa Hóa Học
• Chuyên ngành: Hóa Dược
• Đề tài: Nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano ZnO pha tạp Eu và ứng dụng trong phân tích một số kháng sinh quinolon
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Vật liệu nano
• 1.2. Khái niệm, phân loại vật liệu nano
• 1.3. Tính chất và ứng dụng của vật liệu nano
• 1.4. Một số phương pháp tổng hợp vật liệu nano
• 1.5. Tổng quan về vật liệu nano ZnO và nano ZnO pha tạp đất hiếm
• 1.6. Tính chất của nano ZnO
• 1.7. Một số phương pháp tổng hợp nano kẽm oxit
• 1.8. Vật liệu nano ZnO pha tạp Eu3+
• 1.9. Một số ứng dụng của ZnO trong phân tích
• 1.10. Tổng quan về nhóm kháng sinh Quinolon và phương pháp phân tích
• 1.11. Tổng quang chung về nhóm kháng sinh quinolon
• 1.12. Các phương pháp xác định kháng sinh nhóm quinolon
• 2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM
• 2.1. Hóa chất và dụng cụ, thiết bị. Cách pha dung dịch
• 2.2. Pha dung dịch chuẩn Norfloxacin, Ciprofloxacin, Ofloxacin
• 2.3. Pha dung dịch đệm
• 2.4. Phương pháp tổng hợp vật liệu nano ZnO pha tạp Eu3+ 1%
• 2.5. Phương pháp nghiên cứu đặc tính vật liệu
• 2.6. Phương pháp phổ huỳnh quang phân tích các kháng sinh sử dụng nano ZnO và ZnO- Eu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Các đặc trưng cấu trúc của vật liệu ZnO và ZnO pha tạp Eu
• 3.2. Hình thái học vật liệu
• 3.3. Tính chất quang của vật liệu nano
• 3.4. Ứng dụng nano ZnO-Eu trong phân tích các kháng sinh nhóm quinolon
• 3.5. Tính chất quang của kháng sinh
• 3.6. Ảnh hưởng của ZnO và Eu đến tính chất huỳnh quang của 3 chất norfloxacin, ofloaxcin, ciprofloxacin
• 3.7. Ảnh hưởng của tỷ lệ nồng độ ZnO-Eu/ kháng sinh đến phổ huỳnh quang của các kháng sinh
• 3.8. Ảnh hưởng của thời gian đến cường độ huỳnh quang các kháng sinh norfloxacin, ofloxacin, ciprofloxacin khi có mặt của ZnO-Eu
• 3.9. Đường chuẩn xác định các quinolon khi có mặt ZnO- Eu
• 3.10. Thử nghiệm phân tích mẫu thực tế
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về vật liệu nano ZnO

Vật liệu nano ZnO là một trong những loại vật liệu nano được nghiên cứu nhiều nhất do tính chất quang học và điện lý đặc biệt của nó. Vật liệu nano này có cấu trúc tinh thể lục giác wurtzite, là dạng ổn định nhất và phổ biến nhất. Tính chất quang của nano ZnO rất tốt, với khả năng phát quang trong vùng gần tử ngoại và ánh sáng nhìn thấy. Điều này làm cho nó trở thành một ứng viên lý tưởng cho các ứng dụng trong lĩnh vực quang học và điện tử. ZnO có vùng dẫn rộng khoảng 3,3 eV, cho phép nó hoạt động hiệu quả trong các ứng dụng quang học và điện tử ở nhiệt độ cao. Việc pha tạp Eu3+ vào cấu trúc ZnO không chỉ cải thiện tính chất quang mà còn mở rộng khả năng ứng dụng của nó trong phân tích các chất như kháng sinh nhóm quinolon.

1.1. Tính chất và ứng dụng của vật liệu nano ZnO

Tính chất của nano ZnO bao gồm tính chất cơ học, điện và quang. Về mặt cơ học, ZnO có độ cứng tương đối thấp nhưng lại có độ dẫn điện cao và hệ số giãn nở nhiệt thấp. Tính chất điện của nó cho phép hoạt động ở nhiệt độ cao và điện trường lớn. Đặc biệt, tính chất quang của nano ZnO rất tốt, với khả năng phát quang mạnh mẽ, làm cho nó trở thành vật liệu lý tưởng cho các ứng dụng trong lĩnh vực quang học. ZnO cũng được sử dụng trong các thiết bị cảm biến, pin mặt trời và các ứng dụng sinh học. Việc pha tạp Eu3+ vào nano ZnO không chỉ cải thiện tính chất quang mà còn tạo ra các ứng dụng mới trong phân tích kháng sinh, đặc biệt là nhóm quinolon.

II. Nghiên cứu và tổng hợp vật liệu nano ZnO pha tạp Eu

Nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano ZnO pha tạp Eu3+ được thực hiện thông qua các phương pháp hóa học như sol-gel và đồng kết tủa. Phương pháp sol-gel cho phép kiểm soát tốt kích thước và hình dạng của hạt nano, từ đó cải thiện tính chất quang và điện của vật liệu. Việc pha tạp Eu3+ vào cấu trúc ZnO không chỉ làm tăng cường tính phát quang mà còn tạo ra các đặc tính mới, giúp nâng cao khả năng phân tích các kháng sinh nhóm quinolon. Các nghiên cứu cho thấy rằng việc điều chỉnh nồng độ Eu3+ có thể ảnh hưởng đến cường độ phát quang của vật liệu, từ đó cải thiện độ nhạy trong phân tích kháng sinh.

2.1. Phương pháp tổng hợp và đặc tính của vật liệu

Phương pháp tổng hợp vật liệu nano ZnO pha tạp Eu được thực hiện qua nhiều bước, bao gồm chuẩn bị dung dịch, kết tủa và xử lý nhiệt. Các đặc tính của vật liệu được đánh giá thông qua các phương pháp như phổ huỳnh quang và nhiễu xạ tia X. Kết quả cho thấy rằng nano ZnO pha tạp Eu3+ có tính chất quang học vượt trội, với khả năng phát huỳnh quang mạnh mẽ. Điều này mở ra khả năng ứng dụng trong phân tích các kháng sinh nhóm quinolon, giúp nâng cao độ nhạy và độ chính xác trong việc xác định hàm lượng kháng sinh trong mẫu thực tế.

III. Ứng dụng trong phân tích kháng sinh quinolon

Kháng sinh nhóm quinolon là một trong những loại thuốc được sử dụng phổ biến trong điều trị nhiễm khuẩn. Tuy nhiên, việc xác định hàm lượng tồn dư của chúng trong môi trường là rất cần thiết để đánh giá mức độ ô nhiễm. Việc sử dụng vật liệu nano ZnO pha tạp Eu trong phân tích kháng sinh cho thấy nhiều ưu điểm vượt trội. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng ZnO có thể cải thiện độ nhạy của phương pháp phân tích huỳnh quang, giúp phát hiện các kháng sinh như norfloxacin, ciprofloxacin và ofloxacin với độ chính xác cao.

3.1. Phân tích và đánh giá hiệu quả

Phân tích các kháng sinh nhóm quinolon bằng vật liệu nano ZnO pha tạp Eu cho thấy khả năng phát hiện tốt hơn so với các phương pháp truyền thống. Các thử nghiệm cho thấy rằng cường độ huỳnh quang của các kháng sinh tăng lên khi có mặt của ZnO-Eu, cho phép xác định hàm lượng kháng sinh với độ nhạy cao hơn. Điều này không chỉ giúp cải thiện quy trình phân tích mà còn mở ra hướng đi mới trong việc phát triển các phương pháp phân tích hiện đại, an toàn và hiệu quả hơn cho môi trường.