BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN

VÕ THỊ PHƢƠNG

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ ĐÁNH GIÁ
KHẢ NĂNG KHÁNG KHUẨN CỦA VẬT LIỆU NANO BẠC

TỔNG HỢP TỪ DỊCH CHIẾT LÁ CÂY CÀ GAI LEO
(Solanum procumbens Lour.)

Ngành: Sinh học thực nghiệm
Mã số: 8420114

Ngƣời hƣớng dẫn: PGS.TSKH. Nguyễn Thị Mộng Điệp

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của tơi, dưới sự hướng
dẫn khoa học của PGS.TSKH. Nguyễn Thị Mộng Điệp. Các nội dung nghiên
cứu, kết quả trong đề tài này là trung thực và chưa từng được ai công bố dưới
bất kỳ hình thức nào.

Đề án cũng sử dụng thông tin, số liệu từ các bài báo và nguồn tài liệu của
các tác giả khác đều có trích dẫn và chú thích nguồn gốc đầy đủ. Nếu có bất
kỳ sự gian lận nào tơi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung đề án.

Tác giả

Võ Thị Phƣơng

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên, tơi xin bày tỏ sự kính trọng và lịng biết ơn sâu sắc đến q
Thầy Cơ trong Ban giám hiệu Trường Đại học Quy Nhơn, quý Thầy Cô trong
trường đã tạo điều kiện, dạy dỗ tôi trong suốt quá trình học tập tại trường.

Đặc biệt, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến PGS.TSKH. Nguyễn Thị
Mộng Điệp đã luôn tạo mọi điều kiện tốt nhất, quan tâm, hướng dẫn nhiệt tình
nhất, tạo động lực lớn giúp tôi vượt qua được những khó khăn trong q trình
hồn thành luận văn tốt nghiệp.

Tôi xin cảm ơn quý Thầy Cơ ở phịng thực hành đã hết lịng giúp đỡ, tạo
điều kiện cho tơi trong suốt q trình nghiên cứu thực hiện luận văn này.

Cuối cùng tôi xin gởi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè, người
thân cùng tập thể lớp Sinh học thực nghiệm K24 đã động viên và giúp đỡ tơi
trong suốt q trình học tập và thực hiện đề tài này.

Do thời gian thực hiện và sự hiểu biết của bản thân có hạn nên luận văn
khó tránh khỏi sai sót. Tơi mong nhận được những lời góp ý, chỉ bảo của
Thầy Cơ để có thể hồn thiện hơn luận văn của mình.

Quy Nhơn, ngày 15 tháng 10 năm 2023
Tác giả

Võ Thị Phƣơng

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN .................................................................................................. 3

DANH MỤC CÁC HIỆU CÁC CH VIẾT TẮT ............................... 6
DANH MỤC CÁC HÌNH ............................................................................... 7
MỞ Đ U .......................................................................................................... 1

1. Lý do chọn đề tài ..................................................................................... 1
2. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................ 3
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài .................................................. 4
4. Cấu trúc luận văn ..................................................................................... 4
5. Những đóng góp mới của đề tài ............................................................... 4
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ........................ 5
1.1. Giới thiệu về nano bạc .......................................................................... 5
1.2. Các phương pháp điều chế nano bạc ..................................................... 7

1.2.1. Phương pháp vật lý ........................................................................... 8
1.2.2. Phương pháp hóa học........................................................................ 9
1.2.3. Phương pháp sinh học (tổng hợp xanh hạt nano) ........................... 10
1.3. Hoạt tính kháng khuẩn của AgNPs ..................................................... 12
1.4. Giới thiệu về cây Cà gai leo ................................................................ 15
1.5. Ứng dụng của nano bạc....................................................................... 16
1.5.1. Ứng dụng làm vật liệu kháng khuẩn ............................................... 16
1.5.2. Ứng dụng trong các lĩnh vực y tế ................................................... 17
1.5.3. Ứng dụng trong nông nghiệp ......................................................... 18
1.5.4. Ứng dụng trong công nghiệp .......................................................... 18
1.5.5. Ứng dụng trong xử lý môi trường.................................................. 18
1.6. Tình hình nghiên cứu chế tạo nano bạc bằng phương pháp sinh học từ
thực vật trên thế giới và Việt Nam ............................................................. 19
CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP.............. 22

2.1. Đối tượng nghiên cứu ......................................................................... 22
2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ....................................................... 22

2.3. Nội dung nghiên cứu........................................................................... 22

2.3.1. Nghiên cứu quy trình tổng hợp AgNPs từ dịch chiết lá cây cà gai
leo (Solanum procumbens Lour.). ............................................................ 22
2.3.2. Đánh giá khả năng kháng khuẩn của vật liệu AgNPs tổng hợp từ
dịch chiết lá cây cà gai leo (Solanum procumbens Lour.)........................ 22
2.4. Phương pháp nghiên cứu..................................................................... 22
2.4.1. Phương pháp chiết xuất .................................................................. 22
2.4.2. Tổng hợp hạt AgNPs ...................................................................... 23
2.4.3. Phương pháp xác định đặc tính AgNPs .......................................... 23
2.4.4. Phương pháp khuếch tán giếng thạch xác định khả năng kháng
khuẩn của AgNPs...................................................................................... 24
2.4.5. Phương pháp xử lý các số liệu. ....................................................... 24
CHƢƠNG 3. ẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN .................................................. 26
3.1. Tổng hợp AgNPs và phân tích phổ UV–Vis........................................ 26
Hình 3.2. Quang phổ UV-Vis của AgNPs đƣợc sinh tổng hợp ở các nồng
độ AgNO3 khác nhau cho thấy đỉnh cộng hƣởng plasmon bề mặt (SPR) 28
3.2. Phân tích thành phần và cấu trúc của AgNPs thông qua kết quả FTIR,
XRD, ảnh SEM của AgNPs. ...................................................................... 28
3.2.1. Phân tích quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) ............. 28
3.2.2. Nhiễu xạ tia X (XRD) và xác định hình dạng, kích thước AgNPs
thơng qua ảnh chụp SEM.......................................................................... 30
Hình 3.4. Phổ XRD hiển thị nhóm chức năng liên quan trong AgNPs .... 31
Hình 3.5. Ảnh SEM thể hiện hình dạng và kích thƣớc của AgNPs.......... 33
3.2.3. Quy trình tổng hợp nano bạc từ dịch chiết lá cà gai leo ................. 34
3.3. Hiệu suất kháng khuẩn của AgNPs. .................................................... 35

Hình 3.7. Xét nghiệm hoạt tính kháng khuẩn chống lại Escherichia coli
bằng phƣơng pháp khuếch tán trên thạch. 1 mM (1) 3 mM (2) 5 mM (3)
10 mM (4), 15 mM (5) AgNPs (đƣợc tổng hợp từ dịch lọc nuôi cấy khơng

có tế bào của Aspergillus spp.); MT (6): dịch chiết lá cà gai leo; AgNO3 (7)
......................................................................................................................... 37
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 40

1. Kết luận ................................................................................................. 40
2. Kiến nghị ............................................................................................... 41
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................... 42
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI ĐỀ ÁN THẠC SĨ (BẢN SAO)

DANH MỤC CÁC HIỆU CÁC CH VIẾT TẮT

STT TỪ VIẾT TẮT TỪ Đ Y ĐỦ TIẾNG VIỆT
Silver nanoparticle Nano bạc
1 AgNPs Quang phổ hồng ngoại
Fourier biến đổi
2 FTIR Phương pháp khuếch
Mueller–Hinton agar tán giếng thạch
3 MHA Lị vi sóng
Microwave Polymer hòa tan trong
4 MW Polyvinylpyrrolidone nước có đặc tính tạo
màng
5 PVP Polyvinyl ether Polymer hữu cơ, là chất
ổn định, chất làm đặc.
6 PVE Reactive Oxygen Gốc tự do oxy hóa
Species
7 ROS Kính hiển vi điện tử
Scanning Electron
8 SEM

Microscope quét


9 TEM Transmission Electron Kính hiển vi điện tử

Microscopy truyền qua tiêu chuẩn

10 UV – Vis Ultraviolet – visible Quang phổ UV – Vis

Spectroscopy

11 XRD X-Ray Diffraction Phép đo nhiễu xạ tia X

12 VSV Microorganism Vi sinh vật

13 ZOI Zone of Inhibition Vùng ức chế vi khuẩn

DANH MỤC CÁC HÌNH

Số Tên hình Trang
hiệu 6
1.1 Cấu trúc hạt nano

1.2 Thành phần cấu tạo hạt AgNPs 7

1.3 Bào chế AgNPs bằng phương pháp vật lý RF plasma 9

Sinh tổng hợp AgNP bằng cách sử dụng dịch chiết lá cà gai

3.1 leo trong nước. Quan sát trực quan sự thay đổi màu sắc ở các 25
nồng độ AgNO3 khác nhau (2 phút) trong quá trình khử


dung dịch AgNO3 (10 mM) dịch chiết lá cà gai leo.

Quang phổ UV-Vis của AgNPs được sinh tổng hợp ở các
3.2 nồng độ AgNO3 khác nhau cho thấy đỉnh cộng hưởng 26

plasmon bề mặt (SPR)

3.3 Biểu đồ FTIR của AgNPs bằng dịch dịch chiết lá cà gai leo 29

3.4 Phổ FTIR hiển thị nhóm chức năng liên quan trong AgNPs 31

Ảnh SEM thể hiện hình dạng và kích thước của AgNPs
3.5 (A) 1 mM AgNO3; (B) 3 mM AgNO3; (C) 5 mM AgNO3, 32

(D) 10 mM AgNO3 (E) 15 mM AgNO3

3.6 Sơ đồ quy trình tổng hợp nano bạc 35

3.7 Xét nghiệm hoạt tính kháng khuẩn chống lại Escherichia 37
coli bằng phương pháp khuếch tán trên thạch.

1

MỞ Đ U

1. Lý do chọn đề tài

Công nghệ nano là một nhánh khoa học đang phát triển nhanh chóng, kết
hợp nhiều lĩnh vực như sinh học, hóa học, vật lý, thực phẩm, y học, điện tử,
hàng không vũ trụ, kiểm tra việc thiết kế, sản xuất, lắp ráp và mô tả đặc tính

của các vật liệu có kích thước nhỏ từ 1–100 nm.1 Các hạt nano đang được ứng
dụng trong nhiều lĩnh vực khoa học như y tế, mỹ phẩm, y sinh, phân phối
thuốc, môi trường, khoa học năng lượng, quang điện hóa và ứng dụng quang
học.2 Phạm vi ứng dụng rộng rãi của các hạt nano là do các tính chất độc đáo
của chúng như tỷ lệ diện tích bề mặt cao, năng lượng bề mặt cao và các thuộc
tính về nhiệt, điện, từ tính và quang học độc đáo.3 Trong lĩnh vực y học, việc
sử dụng các hạt nano là rất quan trọng đối với chẩn đoán và điều trị bệnh.
Ngồi ra, điều quan trọng là phải xác định tính hiệu quả và an toàn của các hạt
nano trong các hệ thống sinh học.4

Hiệu quả điều trị của các hạt nano kim loại được biết đến là do đặc tính
quang học của chúng được thể hiện bằng cộng hưởng plasmon bề mặt.5 Trong
số các hạt nano kim loại khác nhau, hạt AgNPs rất phổ biến và có nhiều ứng
dụng trong cơng nghiệp và y sinh do tính chất vật lý, hóa học và sinh học của
chúng. Các hoạt tính sinh học bao gồm một loạt các hoạt tính như kháng vi
khuẩn, kháng vi nấm, chống viêm và chống ung thư...6 Những tính chất về độ
hấp phụ bề mặt, kích thước, hình dạng, trạng thái hạt, thành phần hạt, kết tụ
lớp phủ và tốc độ hòa tan là các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của AgNP bên
trong các hệ thống sinh học.7

Hiện nay có nhiều phương pháp khác nhau để tổng hợp các hạt nano và
mỗi phương pháp đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Các phương
pháp vật lý và hóa học được sử dụng nhiều để tổng hợp các hạt nano kim loại

2

nhưng chúng thường có chi phí cao, địi hỏi nhiều nỗ lực và có khả năng gây
nguy hiểm cũng như độc hại cho môi trường và các sinh vật sống. Để khắc
phục những nhược điểm của các phương pháp vật lý và hóa học này, phương
pháp sinh học đã được sử dụng để tổng hợp các hạt nano. Một số nguồn tài

nguyên sinh học như chiết xuất thực vật, vi sinh vật, sữa, bánh dầu và
panchagavya đã được sử dụng làm chất thay thế để tổng hợp các hạt nano kim
loại đặc biệt là AgNP.8, 9 Nhiều ưu điểm của quá trình tổng hợp sinh học
AgNP đã được thừa nhận trong những năm gần đây, nhiều nguyên liệu thực
vật và vi sinh vật khác nhau đã được xác định là ứng cử viên tiềm năng cho
quá trình tổng hợp AgNP. Một số ý kiến cho rằng sự hiện diện của các protein
cụ thể trong thực vật và vi sinh vật có thể gây ra sự khử ion Ag+.10

Các hạt nano kim loại đã được tổng hợp bằng cách sử dụng nhiều loại vi
sinh vật, bao gồm vi khuẩn, nấm và nấm men cũng như thực vật. “Tổng hợp
xanh” là cần thiết để ngăn chặn việc tạo ra các sản phẩm phụ không mong
muốn hoặc nguy hiểm thông qua việc xây dựng các kỹ thuật tổng hợp đáng
tin cậy, bền vững và thân thiện với môi trường. Việc sử dụng các hệ thống
dung môi và tài nguyên thiên nhiên tối ưu (chẳng hạn như các hệ thống hữu
cơ) là rất quan trọng để đạt được mục tiêu này. Sản xuất xanh các hạt nano
kim loại đã được sử dụng để chứa các thành phần sinh học đa dạng (ví dụ: vi
khuẩn, nấm, tảo và chiết xuất thực vật) (ví dụ: vi khuẩn, nấm, tảo và chiết
xuất thực vật). Trong số các phương pháp tổng hợp xanh hiện nay cho các hạt
nano oxit kim loại/kim loại, việc sử dụng chiết xuất thực vật là một kỹ thuật
đơn giản để tạo ra các hạt nano ở quy mô lớn so với quá trình tổng hợp được
hỗ trợ bởi vi khuẩn và/hoặc nấm. Các hợp chất này được gọi chung là hạt
nano sinh học.

Hiện nay, sự xuất hiện của các chủng vi khuẩn kháng kháng sinh đang
gia tăng, điều này đã dẫn đến việc tìm kiếm các chất kháng khuẩn mới.11 Năm

3

2015, Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đã công bố một báo cáo về hệ thống
giám sát tình trạng kháng kháng sinh tồn cầu và kết luận rằng vi khuẩn như

Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Shigella sp., Klebsiella pneumoniae
và Salmonella sp. đã thể hiện khả năng kháng một hoặc một số loại kháng
sinh vì chúng thường có mặt trong cộng đồng và bệnh viện. Việc sử dụng tùy
tiện thuốc kháng sinh đã dẫn đến sự gia tăng tỷ lệ vi khuẩn kháng thuốc kháng
sinh. Tất cả điều này thúc đẩy việc tìm kiếm một giải pháp thay thế mới cho
thuốc kháng sinh và giải quyết tình trạng vi khuẩn kháng kháng sinh.11-13

Cà gai leo (Solanum procumbens Lour.) là dược liệu quý trong y học cổ
truyền cũng như trong y học hiện đại ở Việt Nam. Bộ phận sử dụng làm thuốc
là cành, thân, lá. Cà gai leo được biết đến là một thảo dược quý giúp điều trị
các bệnh về gan, có khả năng bảo vệ tế bào gan rất tốt, ngăn chặn quá trình xơ
gan. Cà gai leo có chứa một số thành phần chất hóa học quan trọng như:
Flavonoid, saponin, sterol, acid amin, alkaloid... Các hợp chất này đều có khả
năng khử ion bạc để tạo thành AgNPs. Trên thế giới và trong nước đã có
nhiều cơng trình nghiên cứu sử dụng dịch chiết từ lá cây để tổng hợp AgNPs
nhưng chưa có cơng bố nào sử dụng dịch chiết từ lá cây cà gai leo để tổng
hợp AgNPs cũng như đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của chúng. Do vậy,
nghiên cứu này sẽ khảo sát khả năng tổng hợp AgNPs của dịch chiết từ lá cây
cà gai leo Việt Nam và đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của AgNPs này.

2. Mục tiêu nghiên cứu

- Nghiên cứu quy trình tổng hợp AgNPs từ dịch chiết lá cây cà gai leo
(Solanum procumbens Lour.).

- Đánh giá khả năng kháng khuẩn của vật liệu AgNPs tổng hợp từ dịch
chiết lá cây cà gai leo (Solanum procumbens Lour.).

4


3. nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Ý nghĩa khoa học
Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ bổ sung thêm quy trình mới trong

phương pháp tổng hợp vật liệu nano và cung cấp thêm dẫn chứng khoa học về
vai trò kháng khuẩn của AgNPs.

- Ý nghĩa thực tiễn
Đề tài đã thực hiện nghiên cứu quy trình tổng hợp AgNPs từ dịch chiết lá
cây cà gai leo. Đây là phương pháp tổng hợp xanh vật liệu nano với chi phí
thấp, thân thiện và khơng gây độc hại cho mơi trường Đề tài sẽ có giá trị lớn
trong ngành khoa học vật liệu và y sinh. Ứng dụng tạo ra các sản phẩm hạn
chế tình trạng kháng thuốc ở các loài vi sinh vật
4. Cấu trúc luận văn
- Mở đầu
- Chương 1. Tổng quan tài liệu
- Chương 2. Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu
- Chương 3. Kết quả nghiên cứu và bàn luận
- Kết luận và kiến nghị
- Tài liệu tham khảo
5. Những đóng góp mới của đề tài
Tính mới hấp dẫn trong nghiên cứu này là tổng hợp AgNPs từ dịch chiết
lá cây cà gai leo (Solanum procumbens Lour.) trồng tại Việt Nam. Nghiên
cứu trên đối trượng này chưa được nghiên cứu ở Việt Nam và trên thế giới

5

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU

1.1. Giới thiệu về nano bạc


Theo định nghĩa của Cục quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ
(FDA), Nano bạc (AgNPs) là dạng vật chất kim loại bạc ở kích thước nano
với đường kính nằm trong khoảng từ 1 – 100nm. Do kích thước nhỏ như vậy
nên diện tích bề mặt tiếp xúc của AgNPs lớn hơn rất nhiều so với nguyên tử
bạc thông thường. Chỉ với một hàm lượng nhỏ trong dung dịch ở nồng độ
phần triệu (ppm), AgNPs cũng thể hiện hoạt tính một cách hiệu quả.

AgNPs là một dạng hạt tồn tại của kim loại bạc. Các hạt này có kích
thước nhỏ mà mắt thường khơng nhìn thấy được. AgNPs có tỉ lệ diện tích bề
mặt lớn hơn hàng triệu lần so với kim loại bạc. Vì vậy, tính chất đặc hiệu
của bạc được tăng lên đáng kể. AgNPs có kích thước phổ biển nằm trong
khoảng từ 10 – 100nm.3

AgNPs tồn tại dưới dạng dung dịch. Các sản phẩm AgNPs thường được
gọi với tên gọi khác là keo bạc. Điều này khiến nhiều người lầm tưởng dung
dịch AgNPs có độ nhớt như dạng keo. Thực tế, dung dịch AgNPs sẽ có độ
nhớt tương đương với nước nếu quan sát bằng mắt thường. Màu của dung
dịch là màu của AgNPs. Trong khi các dung dịch chất thông thường luôn cố
định chỉ thay đổi độ đậm – nhạt màu tùy theo nồng độ thì dung dịch AgNPs
thay đổi màu sắc từ vàng tới đỏ sẫm phụ thuộc nồng độ AgNPs. Dung dịch có
màu vàng nhạt với nồng độ 50pp, chuyển sang màu đỏ với nồng độ 500pp và
có thể chuyển sang xanh đen khi đạt nồng độ 5000pp. Tính chất đặc biệt này
chỉ riêng AgNPs mới có. Do đó, các dung dịch AgNPs trong suốt được quảng
cáo trên thị trường thường không chứa các hạt nano hoặc nồng độ rất thấp.
AgNPs không tồn tại ở thể rắn nên các loại bột bán trên thị trường đều không
hề chứa hạt nano.3

6


AgNP có cấu trúc 3 phần gồm lõi bạc, lớp điện tích trên bề mặt hạt và
chất bảo vệ. Lớp điện tích cùng với chất bảo vệ giúp cấu trúc nano bền hơn
đồng thời tạo ra những đặc điểm mà chỉ ở bạc với kích thước nano mới có
được.

Hình 1.1. Cấu trúc hạt nano bạc
Phần lõi gồm các nguyên tử bạc sắp xếp dạng tinh thể khối với số
lượng tùy thuộc vào kích thước và hình dáng hạt AgNPs. Ví dụ 1 hạt AgNPs
hình cầu, kích thước hạt là 20nm có thể chứa đến 125.000 hạt nguyên tử bạc.
Như vậy chỉ với một kích thước nhỏ cỡ nano mà tập trung được một lượng
lớn hoạt chất cho thấy chỉ cần ở nồng độ thấp các hạt AgNPs thể hiện được
hoạt tính của mình.
Bề mặt hạt AgNPs là các nguyên tử bạc và ion bạc Ag+ xen kẽ nhau.
Tại đó liên tục diễn ra q trình cân bằng động chuyển đổi giữa các nguyên tử
Ag và ion Ag+. Khi gặp các bề mặt có tính oxi hóa như bề mặt virus, vi khuẩn
thì ion Ag+ sẽ được tạo ra liên tục từ hạt AgNPs cho hiệu quả tiêu diệt virus,
vi khuẩn và nấm cao.
Lớp vỏ hạt AgNPs được bao quanh là các phân tử bảo vệ giúp ổn định bề
mặt hạt, giữ hạt AgNPs ở kích thước quy định tránh sa lắng và kết tụ. Ngoài
ra, một số loại hạt AgNPs đặc biệt có lớp vỏ bảo vệ có hoạt tính sinh học giúp

7

điều biến tính chất của hạt nano. Ví dụ TSN – phức hợp của hạt AgNPs có
chứa lớp vỏ là Tannic acid có ái lực mạnh với các loại virus do đó tăng khả
năng bám dính của khối AgNPs vào virus, tạo điều kiện giải phóng nhiều ion
Ag+ và tiêu diệt virus.

Hình 1.2. Thành phần cấu tạo hạt AgNPs
1.2. Các phƣơng pháp điều chế nano bạc


Vật liệu nano bạc có thể được điều chế bằng hai phương thức cơ bản:
Phương pháp từ trên xuống (top – down) là phương pháp tạo các hạt

nano từ vật liệu khối ban đầu. Vật liệu khối được chia thành các hạt nhỏ bằng
cách giảm kích thước bằng các kỹ thuật vật lý và hóa học khác nhau. Các
phương pháp từ trên xuống ít được sử dụng, vì AgNPs chế tạo bằng phương
pháp này thường có kích thước hạt lớn và không đồng đều.

Phương pháp từ dưới lên (bottom-up) là phương pháp tạo hạt nano từ
các nguyên tử hoặc ion kết hợp lại với nhau. Đối với hạt AgNPs, người ta
thường điều chế bằng phương pháp này. Nguyên tắc là khử ion Ag thành Ag.
Các ion này sau đó liên kết với nhau tạo thành hạt nano và các hạt nano này

8

được bọc bởi các chất ổn định như PVP, PVE, chitosan ... Cách tiếp cận này
bao gồm các phương pháp sản xuất hóa học và sinh học.

1.2.1. Phương pháp vật lý
1.2.1.1. Kỹ thuật ăn mòn bằng tia laser

Bào chế AgNPs bằng phương pháp vật lý RF plasma. Kỹ thuật này sử
dụng tia laser với bước sóng ngắn để cắt bỏ kim loại trong dung dịch mà
khơng có thuốc thử hóa học. Phương pháp này cho phép thu được hạt
AgNPs tinh khiết. Nồng độ và hình thái của các hạt nano bị ảnh hưởng bởi
số lượng chùm tia laser. Hạt nano thu được thường có kích thước khoảng
10nm.

Ngồi ra, có thể sử dụng sóng điện từ năng lượng cao như tia gamma,

tia tử ngoại để khử ion kim loại. Dưới tác dụng của các tác nhân này, các
chất phụ gia trong dung môi được biến đối để sinh ra các gốc hóa học có tác
dụng khử ion thành kim loại.1, 3
1.2.1.2. Kỹ thuật hóa lý tạo AgNPs tinh khiết

Theo các nghiên cứu gần đây, phương pháp điện phân kết hợp siêu âm
có thể dùng để sản xuất ra hạt AgNPs tinh khiết mà không cần sử dụng chất
hoạt động bề mặt hoặc chất ổn định. Bình thường phương pháp điện phân
chỉ tạo ra lớp màng kim loại trên bề mặt điện cực. Nhờ có siêu âm, các hạt
sẽ rời điện cực và đi vào trong dung môi nước.
1.2.1.3. Kỹ thuật Plasma điện hóa

Nguyên lý của phương pháp là sử dụng một dây bạc làm điện cực,
nhúng trong dung môi nước. Trong q trình phóng điện, lớp bề mặt của dây
bạc bị ăn mòn và được khử ngay bởi plasma tạo ra các hạt AgNPs. Ngồi ra,
plasma cịn giải phóng các electron tích điện âm khiến các hạt AgNPs đẩy

9

nhau, tránh kết tụ. Phương pháp này có thể khử triệt để các ion bạc nên dung
dịch AgNPs ổn định lâu dài và an tồn. Các hạt AgNPs tạo ra có kích thước
từ 20 – 30 nm.1

Hình 1.3. Bào chế AgNPs bằng phƣơng pháp vật lý RF plasma
1.2.2. Phương pháp hóa học

Để tổng hợp AgNPs bằng phương pháp hóa học cần sử dụng muối bạc,
chất khử và chất ổn định để kiểm sốt sự hình thành các hạt nano. Muối bạc
nitrat được sử dụng để tạo ra hạt nano do chi phí thấp và ổn định hóa học
hơn các muối khác. Các chất khử được sử dụng là borohydrid, citrat,

ascorbate và khí hydro. Trong đó borohydrid là một chất khử mạnh có thể
tạo ra hạt có kích thước nhỏ với tốc độ khử nhanh. Đồng thời nó có vai trị
như chất ổn định để tránh kết tụ trong quá trình phân hủy.

* Phương pháp khử hóa học: Nguyên tắc của phương pháp này là
chuyển electron lên ion Ag+ để đưa ion về nguyên tử Ag0. Các nguyên tử
Ag0 này kết dính với nhau tạo ra hạt Ag có kích thước lớn hơn. Theo phương
pháp này, các chất sử dụng gồm nguyên liệu đầu vào chứa ion Ag+ như
Ag2SO4, AgNO3 hay AgClO4, và chất khử như muối citrate, borohydride,

10

ascorbic acid, glucose, formaldehyde, ethylene glycol hay dung dịch chiết từ
cây.

Phương trình khử Ag+ bằng các chất khử NaBH4 , ascorbic acid và
citrate có thể được viết gọn như sau:

AgNO3 + NaBH4 → Ag + ½ H2 + ½ B2H6 + NaNO3 (1)
2 Ag + + C6H8O6 → 2 Ag0 + C6H6O6 + 2H+ (2)
4 Ag + + Na3C6H5O7 → 4 Ag0 + C6H5O7H3 + 3 Na + + O2 (3)
Sự hình thành hạt nano Ag diễn ra theo trình tự từ ion Ag+ đến nguyên
tử Ag0 và kết dính lại tạo ra hạt Ag có kích thước vài nm.

Ngoài ra để các hạt nano phân tán tốt trong mơi trường, người ta có thể
sử dụng phương pháp tĩnh điện để làm cho bề mặt các hạt tĩnh điện trái dấu
sẽ đẩy nhau, tránh kết tụ. Mặt khác có thể sử dụng các chất hoạt động bề mặt
để bọc các hạt nano. Kích thước hạt AgNPs tạo ra nhờ phương pháp này
nằm trong khoảng từ 10nm -100nm.1,3


1.2.3. Phương pháp sinh học (tổng hợp xanh hạt nano)

Trong các nghiên cứu gần đây, người ta đã chứng minh rằng vi sinh vật
và thực vật có thể được sử dụng để tổng hợp các hạt nano theo cách vừa thân
thiện với mơi trường vừa an tồn khi sử dụng. Vi khuẩn và thực vật có khả
năng hấp thụ và lưu trữ các ion kim loại vô cơ từ mơi trường. Do đặc tính
hấp dẫn của chúng, nhiều sinh vật sống là nhà máy sinh học hiệu quả, giảm
thiểu ô nhiễm đồng thời thu hồi kim loại từ chất thải công nghiệp. Khả năng
một sinh vật sống sử dụng các quá trình trao đổi chất để biến đổi các ion kim
loại vô cơ thành các hạt nano kim loại đã mở ra cánh cửa cho một lĩnh vực
nghiên cứu tương đối mới và chủ yếu chưa được khai thác rộng rãi.14 Kể từ
khi phát hiện ra khả năng tương tác, loại bỏ và thu thập các nguyên tố kim

11

loại từ môi trường xung quanh của vi khuẩn, một số ứng dụng công nghệ
sinh học, chẳng hạn như xử lý sinh học và lọc sinh học đã được phát triển.15
Chúng có thể tương tác với mơi trường nhờ màng lưỡng tính dựa trên lớp
lipid kép, cho phép diễn ra nhiều q trình oxy hóa-khử khác nhau và thúc
đẩy các biến đổi sinh hóa.16 Các vi sinh vật phát triển trong những môi
trường cụ thể cũng có thể đẩy nhanh q trình oxy hóa và khử liên kết trong
quá trình hình thành hạt nano.17 Tuy nhiên, cơ chế oxy hóa - khử vẫn chưa
được con người biết đến. Vẫn cần nhiều nghiên cứu để hiểu đầy đủ và giải
thích sự khác biệt về kích thước và hình dạng hạt nano giữa các kim loại
khác nhau khi chúng được tạo ra bởi cùng một vi sinh vật. Ngay cả khi nói
đến việc sử dụng thực vật để tạo ra các hạt nano, điều này vẫn đúng. Có một
số lợi ích khi sử dụng thực vật thay vì các hệ thống sinh học thân thiện với
mơi trường khác như vi khuẩn và nấm, chẳng hạn như loại bỏ các phương
pháp chuẩn bị và phân lập tốn kém và tốn thời gian. Ngược lại, việc sử dụng
thực vật hoặc chiết xuất từ thực vật để tạo ra hạt nano thường được coi là an

toàn và hiệu quả hơn so với việc sử dụng các hệ thống sinh học khác để sản
xuất hạt nano. Một ưu điểm khác của quá trình sinh tổng hợp từ thực vật so
với các cách khác là đây là một quá trình đơn giản và có thể dễ dàng mở
rộng quy mơ để sản xuất hạt nano ở quy mô lớn. Đây là một lợi thế đáng kể
so với các lựa chọn thay thế khác.

Tổng hợp từ dịch chiết thực vật: ưu điểm chính của việc sử dụng dịch
chiết từ thực vật để tổng hợp các hạt AgNPs là dễ dàng có sẵn, an tồn với
mơi trường và trong nhiều trường hợp có sẵn các chất chuyển hóa có thể hỗ
trợ trong việc khử các ion bạc, và nhanh hơn so với vi khuẩn trong quá trình
tổng hợp.5,7Cơ chế chính của q trình này là sự khử các ion bởi các hoạt chất
từ thực vật. Các hoạt chất thực vật chính tham gia là terpenoid, flavon, xeton,
andehit, amit và axit cacboxylic. Flavon, axit hữu cơ và quinon là các hoạt

12

chất thực vật hòa tan trong nước có vai trị khử các ion. Mặc dù ở từng loại
cây khác nhau có sự tham gia của các hoạt chất khác nhau nhưng cơ chế chính
tham gia là các quá trình khử ion. Các phương pháp này có nhiều ưu điểm
như: thiết bị ni cấy đơn giản, môi trường nuôi cấy rẻ tiền, dễ thực hiện, thân
thiện với môi trường do không sử dụng các chất độc hại. Tổng hợp các hạt
AgNPs bằng cách sử dụng chiết xuất thực vật như vỏ tươi của cây búp Ấn Độ
(Pongamia pinnata),18 chiết xuất quả đu đủ (Carica papaya),19 vỏ thân cây
Boswellia ovalifoliolata (là một lồi thực vật có hoa trong họ Burseraceae),20
lá cây mắt nai (Alternanthera dentata), cây nam nghiến (Boerhaavia diffusa),
Ficus carica lồi thực vật có hoa trong họ Hoa môi, cây sả (Cymbopogan
citratus), cây Tài tượng Ấn (Acalypha indica) và cách cỏ cây (Premna
herbacea),40-46 chiết xuất hạt của Cây hồ trăn Đại Tây Dương (Pistacia
atlantica), Trachyspermum ammi (lồi thực vật có hoa trong họ Hoa tán),
Thảo bạc gân (Argyreia nervosa) và cây Phá cố chỉ (Psoralea corylifolia),21-24

chiết xuất quả lựu (Punica granatum) và nho (Vitis vinifera).25,26 Vì vậy các
nhà nghiên cứu ngày càng quan tâm đến các phương pháp tổng hợp sinh học.
Phương pháp sinh tổng hợp ra các hạt AgNPs có độ phân bố khá đồng đều và
có khả năng sản xuất ra với qui mơ lớn do các hạt được ổn định ngay trong
quy trình tổng hợp.27, 28

1.3. Hoạt tính kháng khuẩn của AgNPs

Tình trạng đa kháng thuốc của vi sinh vật gây bệnh đối với thuốc kháng
sinh đã trở thành trở ngại lớn cho việc chẩn đoán và quản lý thành công các
bệnh truyền nhiễm. Những tiến bộ gần đây trong các loại thuốc dựa trên công
nghệ nano đã mở ra những chân trời mới để chống lại tình trạng đa kháng
thuốc ở vi sinh vật. Đặc biệt, việc sử dụng hạt nano bạc (AgNPs) làm chất
kháng khuẩn mạnh đã nhận được nhiều sự quan tâm. Các thông số hóa lý
quan trọng nhất ảnh hưởng đến khả năng kháng khuẩn của AgNPs bao gồm