- ĐIỀU CHẾ HẠT NANO VÀNG SỬ DỤNG CHẤT KHỬ TRONG LÁ TRÀ ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG TRONG MỸ PHẨM. - Một phương pháp thực nghiệm thân thiện với môi trường, kinh tế và đơn giản để tổng hợp các hạt nano vàng sử dụng lá trà trong dung môi nước ở nhiệt độ phòng được tiến hành trong nghiên cứu này nhằm mục đích đưa phương pháp hóa học xanh vào tổng hợp nano. - Cụ thể, hạt nano vàng (AuNPs) được tổng hợp bằng phản ứng giữa tetrachloroauric (III) acid (HAuCl 4 ) và dịch chiết lá trà ở nhiệt độ phòng. - Quang phổ hấp thụ UV-Vis được sử dụng để xác nhận sự hình thành hạt nano vàng trong dung dịch sau phản ứng. - Thành phần pha, hình thái bề mặt và kích thước của hạt nano vàng được xác định bằng kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) và nhiễu xạ tia X (XRD). - Dung dịch nano vàng sau đó được phối trộn vào kem nền cho kết quả không kích ứng da với hàm lượng vàng trong kem là 7,55 ppm.. - Điều chế hạt nano vàng sử dụng chất khử trong lá trà định hướng ứng dụng trong mỹ phẩm. - Nano vàng có rất nhiều ứng dụng trong thực tiễn. - Trong lĩnh vực y học nhờ kích thước tương tự như tế bào và khả năng tương thích sinh học cao, các hạt nano vàng được dùng để cảm biến và lắp vào ADN, dẫn truyền thuốc, phân tích tế bào, phát quang tạo ảnh sinh học, phát hiện và góp phần trị bệnh ung thư (Dykman and Khlebtsov, 2011). - Ngoài ra, nano vàng góp phần vào quá trình chăm sóc sắc đẹp với nhiều công dụng như làm sạch và giải độc cho da nhờ tính diệt khuẩn cao, ngăn ngừa quá trình lão hóa, tăng độ hấp thu các chất dinh dưỡng cho da (Yupapin and Suwandee, 2016). - Do có nhiều ứng dụng đặc biệt, hạt nano vàng ngày càng thu hút được nhiều sự quan tâm nghiên cứu từ các nhà khoa học. - Phương pháp thường được sử dụng để điều chế hạt nano vàng là phương pháp khử hóa học. - Nguyên tắc của phương pháp này là khử ion kim loại trong dung dịch thành nguyên tử kim loại, sau đó các nguyên tử liên kết với nhau thành tập hợp rồi phát triển kích thước thành các hạt nano và sử dụng polyme để ổn định hạt. - Vì thế, vấn đề được quan tâm nhiều trên thế giới hiện đại ngày nay là làm sao chế tạo, ứng dụng sản phẩm nano vàng vào đời sống mà không ảnh hưởng đến con người cũng như môi trường xung quanh. - Nghiên cứu này đưa ra một phương pháp thực nghiệm dễ dàng tổng hợp các hạt nano vàng từ dung dịch trà trong dung môi nước ở nhiệt độ phòng theo phương pháp hóa học xanh. - Ngoài ra hạt nano vàng tạo thành được phối trộn vào kem nền. - thấy nano vàng đã được đưa thành công vào thành phần của kem và sản phẩm kem chứa nano vàng được kiểm định là không gây kích ứng da.. - 2.2 Quy trình tổng hợp hạt nano vàng 2.2.1 Chuẩn bị dung dịch trà. - Lá trà đen (100 mg) đã được sấy khô cho vào bình tam giác chứa sẵn 12 ml nước cất và khuấy trên máy khuấy từ ở nhiệt độ phòng khoảng 15 phút, lọc qua giấy lọc thu được dung dịch trà gốc có màu vàng nhạt.. - Pha dung dịch trà ở các nồng độ . - 3 mL dung dịch trà gốc và thêm nước cất vào đến 10 mL.. - 2.2.2 Chuẩn bị dung dịch muối vàng. - Hòa tan 1 g HAuCl 4 .6H 2 O với 100 mL nước cất, thu được dung dịch có màu vàng. - Nồng độ dung dịch muối vàng thu được khoảng 0,022 M.. - 2.2.3 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ dung dịch trà. - Dung dịch HAuCl 4 ở những thể tích khảo sát L được cho vào cốc chứa 10 mL dung dịch trà 5, 10, 20 và 30% đang khuấy.. - Khi màu vàng của dung dịch HAuCl 4. - chuyển sang màu tím là dấu hiệu cho thấy có sự hình thành các hạt nano vàng. - Dung dịch sau phản ứng được để ổn định trong 24 giờ sau đó đo UV- vis để khảo sát sự hình thành hạt nano vàng.. - Các điều kiện khác được cố định: thời gian phản ứng 15 phút, ở nhiệt độ phòng, với thể tích dung dịch HAuCl 4 là 40 L trong 10 mL dung dịch trà 20%.. - Các điều kiện phản ứng khác được cố định: nhiệt độ phòng, với thể tích dung dịch HAuCl 4 là 40 L trong 10 mL dung dịch trà 20%, tốc độ khuấy là 400 vòng/phút.. - Phản ứng được thực hiện ở nồng độ dung dịch trà 20% được chuẩn bị từ hai loại trà khác là trà xanh đã được sấy khô và trà tươi tự sấy (theo quy trình ở mục 2.2.3). - Các điều kiện phản ứng khác được cố định: nhiệt độ phòng, với thể tích dung dịch HAuCl 4 là 40 L trong 10 mL dung dịch trà 20%, tốc độ khuấy là 400 vòng/phút, thời gian phản ứng là 15 phút.. - 2.2.7 Điều chế kem nền và phối trộn dung dịch nano vàng vào kem nền. - Tướng nước gồm Emuldage SE-PE, PEG-150 distearate, EDTA, Glycerin với hàm lượng thích hợp được khuấy với tốc độ 700 vòng/phút ở nhiệt độ 80 C trong 100 ml nước cất để thu được dung dịch đồng nhất. - Tướng dầu gồm Cetyl alcohol, Isopropyl myristate, Phenopin, Lanolin, Glycerin monostearate với hàm lượng thích hợp được khuấy trộn với nhau với tốc độ 700 vòng/phút ở 80 C để thu được dung dịch đồng nhất. - Dung dịch nano vàng vừa tổng hợp được thêm vào nền kem thu được kem nano vàng.. - 2.3 Phân tích đặc tính của nano vàng 2.3.1 Cơ sở lý thuyết quá trình oxi hóa và khử xảy ra trong quá trình tổng hợp hạt nano vàng. - Đối với nano vàng thì mũi đặc trưng là 500 - 590 nm (Đoàn Văn Hồng Thiện và ctv., 2014). - Vì vậy, nếu phổ hấp thu của dung dịch thu được có chiều cao tương ứng với bước sóng vào khoảng 500 ‒ 590 nm thì có thể xác định có sự hình thành hạt nano vàng cũng như dự đoán được kích thước hạt nano vàng theo hiện tượng cộng hưởng plasmon. - Đối chiếu vị trí đỉnh hấp thụ cực đại từ phổ đo được với các kết quả đã được công bố để xác nhận sự hiện diện của hạt nano vàng. - Thành phần pha của hạt nano vàng tổng hợp ở điều kiện tối ưu được phân tích trên thiết bị D2- PHARSER - Hãng Brucker.. - Hình thái bề mặt và kích thước của hạt nano vàng tổng hợp ở điều kiện tối ưu được phân tích trên thiết bị JEOL JEM-1010 với hiệu điện thế sử dụng là 80 kV.. - 2.3.5 Xác định hàm lượng vàng và thử độ kích ứng da của kem nền có chứa nano vàng. - 3.1 Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch trà 3.1.1 Nồng độ dung dịch trà 5%. - Phản ứng hình thành hạt nano vàng được tiến hành ở nồng độ trà cố định 5% với các thể tích HAuCl và 100 L. - Dung dịch thu được tiến hành đo phổ UV-vis và kết quả được thể hiện ở Hình 2. - Hình 2 và Bảng 1 cho thấy phản ứng có sự tạo thành hạt nano vàng với mũi hấp thu cực đại ở bước sóng 530 545 nm. - Phản ứng xảy ra là do trong trà có chứa hợp chất tanin đóng vai trò như tác nhân khử, khử các ion Au 3+ thành nano vàng. - Dung dịch keo vàng tạo ra được để trong 7 ngày và quan sát không có. - sự kết tụ, chứng tỏ các hợp chất tanin với nhóm chức chính là các polyphenol còn đóng vai trò như tác nhân bảo vệ ngăn không cho các cluster nano vàng kết tụ với nhau.. - Dấu hiệu này cho thấy hàm lượng tanin trong dịch trà 5% không đủ để bảo vệ các hạt nano vàng nên chúng kết tụ lại thành các cluster có kích thước lớn hơn. - Có thể là do lúc này hàm lượng chất bảo vệ thấp nên các nano vàng một phần bị oxi hóa thành oxit vàng.. - Hình 2: Phổ UV-vis của các mẫu khảo sát ở nồng độ dung dịch trà 5%. - Bảng 1: Số liệu từ phổ UV-vis của các mẫu khảo sát ở nồng độ dung dịch trà 5%. - 3.1.2 Nồng độ dung dịch trà 10%. - Để hiểu rõ hơn về ảnh hưởng của nồng độ chất khử và chất bảo vệ trong dung dịch trà lên sự hình thành hạt nano vàng, phản ứng được thực hiện ở các nồng độ dung dịch trà được tăng lên 10% với các thể tích dung dịch HAuCl 4 là và 100 L. - Dung dịch vàng sau khi được tạo thành ở nồng độ trà 10% được tiến hành phân tích phổ UV- vis (Hình 3). - Vị trí mũi hấp thu và cường độ hấp thu được ghi nhận ở Bảng 2, có so sánh với kết quả ở nồng độ dung dịch trà 5%. - dung dịch trà lên 10%, tất cả các mũi hấp thu cực đại đều dịch chuyển về bước sóng ngắn, trong vùng hạt nano vàng có kích thước nhỏ hơn (Hình 3 và Bảng 2). - Có thể nói khi tăng nồng độ trà, hàm lượng tanin trong trà tăng nên vai trò tác nhân bảo vệ của tanin được thể hiện vì ngăn cản được sự kết tụ của các hạt nano vàng. - Nồng độ dung dịch trà tiếp tục tăng lên 20% để hiểu rõ thêm về sự ảnh hưởng của nồng độ trà.. - Hình 3: Phổ UV-vis của các mẫu khảo sát ở nồng độ dung dịch trà 10%. - Bảng 2: Số liệu từ phổ UV-vis của các mẫu khảo sát ở nồng độ dung dịch trà 10%. - 3.1.3 Nồng độ dung dịch trà 20%. - Ở thể tích dung dịch vàng lớn hơn, 40 60 L, đồng nghĩa với tỉ lệ tác nhân khử/muối vàng giảm nên quá trình hình thành hạt nhân và phát triển hạt nano vàng là tương thích, dẫn đến các hạt nano được ổn định nên có kích thước nhỏ hơn. - Đến đây có thể chọn thể tích dung dịch HAuCl 4 40 L là tối ưu. - Từ Bảng 3 cho thấy, với thể tích HAuCl 4 40 L, kích thước hạt nano vàng được tạo ra gần như không đổi ở nồng độ dung dịch trà 10% và 20%. - Tuy nhiên khi xét về cường độ hấp thu, mũi hấp thu ở dung dịch trà 20%. - có cường độ cao hơn chứng tỏ sự tạo thành nhiều hạt nano vàng hơn (Bảng 2 và 3). - Vì vậy phản ứng được tiếp tục khảo sát ở nồng độ dung dịch trà 30%. - Hình 4: Phổ UV-vis của các mẫu khảo sát ở nồng độ dung dịch trà 20%. - Bảng 3: Số liệu từ phổ UV-vis của các mẫu khảo sát ở nồng độ dung dịch trà 20%. - (nm) ở nồng độ trà 5%. - 3.1.4 Nồng độ dung dịch trà 30%. - Để khảo sát ảnh hưởng của nồng độ dung dịch trà lên độ hấp thu của dung dịch keo vàng, phản ứng được thực hiện giữa dung dịch trà có nồng độ được tăng đến 30% với thể tích HAuCl 4 cố định ở 40 L. - Kết quả thu được được so sánh với các kết quả ở nồng độ dung dịch trà 5, 10 và 20% đã khảo sát trước đó (Hình 5 và Bảng 4).. - Như được trình bày ở Hình 5 và Bảng 4, khi tăng nồng độ trà lên 30%, các hạt nano vàng lại có khuynh hướng kết tụ thành cluster nano vàng có kích thước lớn hơn, được thể hiện qua sự dịch chuyển mũi hấp thu từ 526 đến 530 nm. - Kết quả cho thấy nồng độ dung dịch trà thích hợp nhất là 20%.. - Ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến sự hình thành hạt nano vàng cũng được khảo sát và kết quả được trình bày ở Hình 7 và Bảng 5. - Kết quả cho thấy tốc độ khuấy có ảnh hưởng đến sự phân bố kích thước hạt nano vàng tạo thành. - 3.3 Ảnh hưởng của thời gian phản ứng Thời gian phản ứng tổng hợp nano vàng được khảo sát ở và 60 phút. - Dung dịch sau phản ứng được đo phổ UV-vis và kết quả được biểu diễn ở Hình 8 và Bảng 6. - Cả 6 mẫu thu được đều có sự hình thành hạt nano vàng với đỉnh hấp thu cực đại ở 526 nm. - Tuy nhiên, có sự tăng cường độ hấp thu theo thời gian ứng với nồng độ nano vàng tăng trong dung dịch, từ 5 15 phút. - 3.4 Ảnh hưởng của các loại trà khác nhau Để khảo sát hàm lượng chất khử trong các loại trà khác nhau, phản ứng tổng hợp nano vàng được tiến hành trên hai loại dung dịch trà khác, trà xanh và lá trà tươi tự sấy với các điều kiện thí nghiệm đã được tối ưu: nồng độ dung dịch trà 20%, thể tích dung dịch HAuCl 4 40 L, tốc độ khuấy 400 vòng/phút, thời gian phản ứng 15 phút, nhiệt độ phòng. - Như trình bày ở Hình 9 và Bảng 7, mặc dù dung dịch trà xanh và trà tươi tự sấy có dấu hiệu cho sự hình thành hạt nano vàng với mũi hấp thu cực đại ở 538 549 nm nhưng phổ hấp thu có mũi rộng, không cân đối và cường độ thấp hơn rất nhiều so với dung dịch trà đen. - Từ đây cho thấy các loại trà khác nhau sẽ chứa hàm lượng tanin khác nhau, vì vậy có ảnh hưởng khác nhau đến quá trình hình thành hạt nano vàng.. - 3.6 Phân tích hình dạng và kích thước hạt nano vàng qua TEM. - Hình ảnh TEM được tiến hành phân tích cho mẫu dung dịch nano vàng tổng hợp từ dung dịch trà đen 20%, ở thể tích HAuCl 4 40 L, tốc độ khuấy 400 vòng/phút, thời gian phản ứng 15 phút ở nhiệt độ phòng (Hình 11). - Kết quả cho thấy các hạt nano vàng xuất hiện nhiều và đồng đều, có dạng hình cầu với kích thước khoảng 13,78 nm. - Các hạt nano vàng phân tách rời rạc nhau chứng tỏ tác dụng bảo vệ tốt của các hợp chất tanin trong dung dịch trà đen.. - Hình 11: Ảnh TEM của dung dịch nano vàng ở điều kiện tối ưu. - 3.7 Kết quả kiểm định độ kích ứng da và hàm lượng nano vàng trong kem nền. - Kết quả phân tích độ kích ứng da của kem nền tại trung tâm kiểm nghiệm thuốc, thực phẩm, mỹ phẩm Cần Thơ cho kết quả sản phẩm kem chứa nano vàng tổng hợp được không gây kích ứng da.. - Phân tích hàm lượng nano vàng tại trung tâm CASE Cần Thơ cho kết quả hàm lượng vàng trong kem thu được là 7,55 ppm.. - Nano vàng đã được tổng hợp thành công bằng phương pháp hóa học xanh, sử dụng tác nhân khử từ dung dịch chiết lá trà, ở nhiệt độ phòng. - Hạt nano vàng tạo thành có dạng hình cầu với kích thước trung bình khoảng 13,78 nm. - Phối trộn thành công dung dịch nano vàng vào kem nền cho kết quả không kích ứng da và hàm lượng vàng trong kem nền là 7,55 ppm.. - Sử dụng nước ép chanh tổng hợp nano vàng. - Nghiên cứu chế tạo vật liệu nano vàng - chitosan định hướng ứng dụng trong dược phẩm