Luận án Nghiên cứu chế tạo và khảo sát tính chất quang của các cấu trúc nano vàng dạng cầu, dạng thanh và dạng lõi / vỏ silica / vàng định hướng ứng dụng trong y sinh

sinh học và tƣơng thích sinh học ngoài vai trò làm biến tính bề mặt hạt vàng, chúng còn giúp ổn định bề mặt không gian khi bọc kín xung quanh hạt. Các thí nghiệm gắn kết trong luận án này đƣợc thực hiện để đạt đƣợc cả hai mục đích trên. 123 5.1. Gắn kết hạt nano vàng với các phân tử sinh học và tƣơng thích sinh học 5.1.1. Gắn kết với polyethylene glycol (PEG) PEG là một polyme của các oxit ethylene và nƣớc với công thức tổng quát HO-CH2-(CH2-O-CH2-)n-CH2-OH trong đó n là số nhóm oxit ethylene thƣờng có giá trị là từ 4 đến khoảng 180. PEG tan trong nƣớc, methanol, benzene, dichloromethane; không tan trong diethyl ether và hexane. PEG có thể kết cặp với các phân tử kỵ nƣớc tạo ra bề mặt không có ion. PEG có nhiều nhóm chức năng khác nhau ở hai đầu chuỗi polyme và có công thức chung là R1-PEG –R2. Ở đây, chúng tôi sử dụng PEG dị chức với R1 là -SH, còn R2 là -COOH (công thức phân tử nhƣ hình 5.1) để gắn với các cấu trúc nano vàng. Các phân tử PEG sẽ liên kết trực tiếp trên bề mặt cấu trúc nano vàng thông qua liên kết bền Au-S, hình thành nên các cấu trúc nano vàng với các nhóm -COOH quay ra ngoài. Hình 5.1. Cấu trúc phân tử thiol – PEG – acid Khi dung dịch HS-PEG-COOH đƣợc đƣa vào dung dịch có chứa các hạt nano vàng, nhóm chức SH trên phân tử HS-PEG-COOH sẽ liên kết trực tiếp trên bề mặt hạt vàng tạo liên kết bền Au-S. Trong khi đó, nhóm chức COOH trên phân tử PEG sẽ quay ra ngoài, có thể gắn kết với các phân tử sinh học. Hình 5.2. Sơ đồ gắn kết phân tử PEG lên hạt nano vàng (Au@PEG) 124 5.1.2. Gắn kết với phân tử albumin – protein bovine serum albumin (BSA) BSA (bovine serum albumin) - Albumin huyết thanh bò có phân tử gam khoảng 69kDa, kích thƣớc khoảng 4×4×14nm3. Protein BSA đƣợc hợp thành từ 607 axit amine; gồm 35 nhóm cystiene trong đó có các nhóm chức SH, 99 nhóm carboxyl COOH và 103 nhóm amine NH2. Hình 5.3. Cấu trúc chung của các axit amin Cấu trúc chung của các axit amin đƣợc trình bày trên hình 5.2. Trong đó R là gốc có chứa các nhóm chức SH. Khi đƣa BSA vào trong dung dịch chứa các hạt nano vàng sẽ hình thành liên kết giữa nhóm –SH trong BSA với bề mặt hạt nano vàng. Hình 5.4. Sơ đồ gắn kết phân tử BSA lên bề mặt của hạt nano vàng(Au@BSA) 5.1.3. Gắn kết với glutathione (GSH) Hình 5.5. Cấu trúc phân tử GSH Glutathione là một tripeptite nội sinh đƣợc tổng hợp từ ba axit amin là L- Glycin, L-Glutamin4 và L-Cystein. Nó có vai trò quan trọng trong phòng và dập các gốc tự do cũng nhƣ các stress oxy hóa. Trên phân tử GSH có ba loại nhóm chức là – SH, - NH2 và COOH (hình 5.5), trong đó nhóm –SH sẽ gắn lên bề mặt hạt vàng tạo BSA Au Au 125 liên kết bền Au –S. Do đó, sau khi gắn kết, bề mặt hạt nano vàng sẽ có hai loại nhóm chức là –NH2 và –COOH có khả năng tham gia các phản ứng sinh hóa. Các mẫu sau khi gắn kết đƣợc khảo sát phổ hấp thụ UV-Vis, thế Zeta và phổ hồng ngoại để kiểm tra cấu trúc bề mặt cũng nhƣ sự thay đổi tính chất quang của chúng. 5.2. Một số kết quả gắn kết phân tử sinh học/tƣơng thích sinh học lên các cấu trúc nano vàng Phổ hồng ngoại của Au@BSA và BSA đƣợc trình bày nhƣ hình 5.6 Hình 5.6. Phổ hấp thụ hồng ngoại (FTIR) của protein BSA và Au@BSA Phổ hấp thụ hồng ngoại của dung dịch BSA (đƣờng màu xanh) gồm các đỉnh chính tại số sóng 1660cm-1 và 1541cm-1 đặc trƣng cho liên kết amid của protein BSA. Ngoài ra các đỉnh này còn đặc trƣng cho các dao động hóa trị của các nhóm C=O, COOH và dao động biến dạng của NH và NH2. Đỉnh tại 1390 cm -1 đƣợc quy cho dao động của nhóm C-N. Đỉnh tại 1240 cm-1 đƣợc quy cho dao động của CH2 hoặc của nhóm S-H. Đƣờng màu đỏ là phổ hấp thụ hồng ngoại của dung dịch Au@BSA, có thể nhận thấy cƣờng độ của đỉnh tại 1240 cm-1 và 1541 cm-1 bị giảm đồng thời xuất hiện một đỉnh mới tại vị trí 1613 cm-1 thuộc nhóm vạch đặc trƣng 126 cho các dao động của nhóm amine. Sự thay đổi mạnh trong các liên kết C-N, CH2, carbolxyl và amine của BSA chứng tỏ có sự liên kết giữa các phân tử BSA và hạt nano vàng. Hình 5.7. Ảnh TEM của hạt nano vàng trước (trái) và sau khi bọc BSA (phải), thang đo 50 nm Quan sát ảnh TEM có thể nhận thấy hạt nano vàng sau khi bọc BSA có một lớp dày khoảng 4nm bao xung quanh, chiều dày này tƣơng đƣơng với kích thƣớc của phân tử protein BSA (4414 nm). Kết quả này một lần nữa khẳng định việc bọc thành công các phân tử protein BSA lên các hạt nano vàng. Việc gắn kết các phân tử BSA lên các hạt nano vàng không những giúp các hạt nano vàng không còn bị ảnh hƣởng của pH của môi trƣờng xung quanh mà còn có tác dụng làm giảm khối lƣợng riêng trung bình của các hạt dẫn đến có thể giảm hiện tƣợng sa lắng của các hạt này trong dung dịch. Chẳng hạn nhƣ đối với một hạt vàng đƣờng kính 15 nm với khối lƣợng riêng của vàng là 19300 kg/m3, sau khi đƣợc bọc BSA với một lớp là 4nm thì khối lƣợng riêng của hạt chỉ còn lại khoảng 6000 kg/m3 [4]. Điều này đƣợc chứng minh qua độ ổn định của các dung dịch hạt nano vàng bọc và không bọc BSA theo thời gian. Để khảo sát độ ổn định theo thời gian của các dung dịch hạt đã gắn kết và không gắn kết với các phân tử BSA, chúng tôi khảo sát phổ hấp thụ plasmon của chúng theo thời gian. 127 Hình 5.8. Phổ hấp thụ plasmon của các dung dịch hạt nano vàng không gắn kết với BSA (trái) và có gắn BSA (phải) theo thời gian bảo quản Hình 5.8 cho thấy rõ sự khác biệt về phổ hấp thụ plasmon của các dung dịch gắn kết và không gắn kết với BSA theo thời gian. Đối với dung dịch hạt nano vàng không gắn kết với BSA thì độ hấp thụ giảm mạnh theo thời gian, chỉ sau một tuần phần lớn các hạt kết tụ lại với nhau thành các hạt lớn hơn, làm nồng độ hạt giảm mạnh, do đó làm giảm cƣờng độ hấp thụ (hình 5.8 trái). Trong khi đó, phổ hấp thụ của các dung dịch hạt nano vàng có bọc BSA gần nhƣ không thay đổi sau hai tuần (hình 5.8 phải). Thực tế cho thấy các dung dịch hạt sau khi đã bọc với các phân tử sinh học và tƣơng thích sinh học có thể ổn định trong khoảng vài tháng. Các kết quả gắn kết hạt nano vàng với các phân tử BSA đƣợc đƣa ra nhƣ một thí dụ điển hình cho việc gắn kết hạt nano vàng với các phân tử sinh học và tƣơng thích sinh học nhằm tăng độ ổn định của các hạt nano vàng để hƣớng tới các ứng dụng trong y sinh. Một kết quả khác về sự gắn kết của nano vàng với các phân tử sinh học và tƣơng thích sinh học đƣợc trình bày dƣới đây là của các hạt nano SiO2/Au. Các kết quả gắn kết của hạt nano SiO2/Au với các phân tử BSA, GSH, PEG và kháng thể IgG/BSA (kháng thể IgG đƣợc phân tán trong dung dịch BSA) đƣợc khảo sát thông qua phổ hấp thụ và thế Zeta của các dung dịch tƣơng ứng. 128 650 700 0.96 Au Au@BSA Au@GSH Au@PEG Au@IgG § é h Êp t h ô c h u Èn h ã a (® .v .t .y ) B-íc sãng (nm) Hình 5.9. Phổ hấp thụ plasmon của dung dịch hạt SiO2/Au trước và sau khi gắn kết với các phân tử khác nhau BSA, GSH, PEG, IgG/BSA Hình 5.9 cho thấy hạt nano vàng (SiO2/Au) sau khi bọc GSH, BSA và PEG thì đỉnh hấp thụ plasmon dịch nhẹ về phía sóng dài (khoảng 2 nm), còn khi gắn kết với kháng thể IgG/BSA thì đỉnh cộng hƣởng plasmon dịch mạnh hơn (khoảng 12 nm). Kết quả này cũng phù hợp với các nghiên cứu trƣớc đây [77]. Kết quả đo thế Zeta của các dung dịch trên đƣợc trình bày trên hình 5.10 và bảng 5.1. Bảng 5.1. Kết quả thế Zeta của các dung dịch hạt nano SiO2/Au trước và sau khi gắn kết với các phân tử BSA, GSH, PEG và kháng thể IgG/BSA STT Dung dịch hạt Thế Zeta (mV) Vị trí các đỉnh (mV) 1 SiO2/Au@IgG/BSA -39 -47 và -30 2 SiO2/Au@BSA -33.9 -33.9 3 SiO2/Au@PEG -18.6 -18.6 4 SiO2/Au@GSH -42.3 -42.3 5 SiO2/Au -31.9 -31.9 129 Kết quả cho thấy những mẫu gắn đơn chất cho một giá trị thế Zeta, mẫu SiO2/Au@ IgG/BSA cho hai đỉnh ứng với hai giá trị thế Zeta. Điều này có thể đƣợc giải thích nhƣ sau: đỉnh có thế Zeta bằng -30mV gần với giá trị thế Zeta khi hạt nano SiO2/Au gắn kết với các phân tử BSA (-33.9 mV) đƣợc quy cho là tƣơng ứng với sự gắn kết của các phân tử BSA lên bề mặt hạt; còn đỉnh có thế Zeta bằng - 47mV đƣợc quy cho là tƣơng ứng với sự gắn kết của kháng thể IgG lên hạt SiO2/Au. Hình 5.10. Thế zeta của nanoshells gắn kết với các phân tử GSH, PEG, BSA và kháng thể IgG/BSA Kết hợp các kết quả đo phổ hấp thụ plasmon và thế Zeta có thể nói rằng các phân tử GSH, PEG, BSA và IgG đã gắn kết lên bề mặt hạt SiO2/Au. Các nghiên cứu gắn kết các phân tử tƣơng thích sinh học trên thanh nano vàng đã đƣợc trình bày trong phần 4.5 chƣơng 4. Các thanh nano vàng và hạt nano 130 SiO2/Au sẽ đƣợc sử dụng trong phần ứng dụng hiện ảnh tế bào và khảo sát hiệu ứng chuyển đổi quang nhiệt. 5.3. Kết quả sử dụng hạt nano vàng trong hiện ảnh tế bào Ảnh hiển vi trƣờng tối đƣợc thu nhận dựa trên tín hiệu tán xạ ánh sáng của vật mẫu. Trong nhóm nghiên cứu của chúng tôi đã có những nghiên cứu có hệ thống về ứng dụng hiện ảnh tế bào của các hạt nano vàng. Trong luận án này, chúng tôi chỉ đề cập đến ứng dụng này nhƣ một ví dụ minh họa cho hạt nano vàng trong hiện ảnh tế bào. Hình 5.11 là một ví dụ minh họa cho ứng dụng của hạt nano vàng trong hiện ảnh tế bào ung thƣ BT - 474. Hạt nano vàng đƣợc sử dụng trong thí nghiệm này là hạt nano cấu trúc lõi/vỏ SiO2 /Au. Dòng tế bào BT-474 là dòng tế bào ung thƣ vú ở ngƣời, có nguồn gốc biểu mô, có thời gian nhân đôi khoảng 29 giờ. Dòng tế bào này đƣợc cung cấp bởi trung tâm lƣu trữ giống nuôi cấy Hoa Kỳ (ATCC) và đƣợc lƣu trữ tại nhóm nghiên cứu Ung thƣ Thực nghiệm, khoa Sinh học, trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội. Các tế bào sống đƣợc ủ với các hạt nano vàng bọc BSA và phức hệ Au@ IgG-HER2 trong 24h. Sau đó, những tế bào này đã đƣợc cố định với 4% paraformaldehyde. Các tế bào đƣợc hiện ảnh bằng kính hiển vi Nikon Ti-E soi ngƣợc trong chế độ trƣờng tối. Hình 5.11. Ảnh hiển vi trường tối của tế bào ung thư nuôi cấy BT -474 (A), ảnh hiển vi trường tối của tế bào ung thư BT-474 được đánh dấu bằng phức hệ Au@ IgG-HER2 (B) và ảnh hiển vi trường tối của tế bào ung thư BT-474 được ủ với hạt nano vàng@BSA (C). 131 Hình 5.11 (A) là ảnh tán xạ của các tế bào ung thƣ BT-474. Tế bào có dạng tròn, có thể quan sát đƣợc một số vị trí trong các tế bào nhờ các chấm mờ có đƣợc do tán xạ từ các bào quan đƣợc phân bố trong tế bào chất và màng. Ảnh tán xạ của các tế bào khi không và có ủ với các hạt nano vàng @BSA (hình 5.11 (A) và (C)) không có sự khác biệt đáng kể. Điều này chỉ ra rằng các hạt nano vàng @ BSA không gắn kết tốt với tế bào, hình ảnh quan sát đƣợc chủ yếu là do các bào quan trên tế bào chất và màng tế bào tán xạ ánh sáng. Tế bào sau khi đƣợc ủ với phức hệ Au@ IgG-HER2, các hạt nano vàng thâm nhập vào trong tế bào nhờ liên kết đặc hiệu với các thụ thể kháng nguyên HER2 có mặt trong tế bào chất. Nhờ sự tán xạ mạnh của các hạt nano vàng nên các đốm sáng rõ trong tế bào chất đƣợc hiện rõ trên ảnh hiển vi trƣờng tối (hình 5.11 (B)). 5.4. Ứng dụng quang nhiệt của các cấu trúc nano vàng trên mô thịt Hiệu ứng này dựa trên khả năng hấp thụ ánh sáng của các cấu trúc nano vàng. Ánh sáng chiếu vào mẫu một phần bị tán xạ và một phần bị hấp thụ. Tuy nhiên chỉ phần ánh sáng bị hấp thụ mới chuyển đổi thành nhiệt năng làm tăng nhiệt độ môi trƣờng xung quanh. Do đó, các cấu trúc nano vàng với đặc tính hấp thụ mạnh ánh sáng trong vùng hồng ngoại gần (700 nm đến 900 nm) sẽ đƣợc sử dụng do đây là cửa sổ quang học của da ngƣời và động vật. Các thanh nano vàng tỉ lệ các cạnh bằng 4.0 và các hạt nano SiO2/Au với tỉ lệ lõi/vỏ bằng 8.6 kích thƣớc lõi là 130 nm, độ dày vỏ bằng 15 nm đƣợc lựa chọn cho điều này. 5.4.1. Bố trí thí nghiệm Hình 5.12. Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát hiệu ứng quang nhiệt trên mô thịt. 132 Hiệu ứng quang nhiệt đƣợc thực hiện trên hệ thí nghiệm đƣợc dựng tại phòng thí nghiệm Nanobiophotonics (hình 5.12), gồm các phần chính là: laser diode (808nm, 2W) đƣợc sử dụng làm nguồn chiếu sáng. Ánh sáng laser đƣợc dẫn tới mẫu qua một sợi dẫn quang có đƣờng kính lõi 400±8µm (Ocean Optics P400-2-UV-VIS) góc mở NA=0.2. Khảo sát nhiệt độ của các mẫu thịt gà với kích thƣớc thay đổi lần lƣợt 4×4×1 mm, 4×4×2 mm, 4×4×3 mm, 4×4×4 mm đƣợc tiêm một lƣợng giống nhau là 0,3 µl các dung dịch hạt nano:  SiO2/Au nồng độ 1,2.10 11 hạt/ml ~ 3,6.107hạt/ml  Thanh nano nồng độ 3,6x1013 hạt/ml ~ 1010hạt/ml Phổ hấp thụ của các dung dịch hạt đƣợc biểu diễn trên hình 5.13. Hình 5.13. Phổ hấp thụ plasmon của dung dịch thanh nano vàng (hình trái) và SiO2/Au (hình phải) Các dung dịch sử dụng trong thí nghiệm đƣợc đƣa về có cùng độ hấp thụ là 12 ở bƣớc sóng 808 nm và đƣợc chiếu bởi chùm laser song song. Mật độ công suất chiếu trên bề mặt mẫu là 7,0W/cm2 với đƣờng kính vết chiếu là 1,5 mm và mật độ công suất đến mẫu đƣợc liệt kê ở bảng 5.2. Các mẫu đối chứng là mẫu không đƣợc tiêm hạt có chiều dày tƣơng ứng cũng đƣợc chiếu laser ở cùng điều kiện. Bƣớc sóng (nm) Đ ộ h ấ p t h ụ ( a .u ) 133 Bảng 5.2. Mật độ công suất ứng với chiều dày mẫu thay đổi Chiều dày lớp mô (mm) Công suất sau khi qua mô (W) Mật độ công suất sau khi qua mô (W/cm 2 ) 0 0,13 7,3 1 0,085 4,8 2 0,065 3,6 3 0,045 2,5 4 0,032 1,8 5.4.2. Kết quả ứng dụng quang nhiệt Hình 5.14 biểu diễn kết quả đo nhiệt độ của mẫu khi đƣợc tiêm các hạt nano SiO2/Au và thanh nano vàng có cùng độ hấp thụ. Đồ thị thể hiện sự biến đổi nhiệt độ của hệ theo thời gian chiếu laser có dạng giống nhau giữa các mẫu hạt khác nhau và độ dày mẫu khác nhau. Nhiệt độ tăng nhanh sau 100 giây chiếu laser và đạt trạng thái cân bằng ở các thời gian chiếu tiếp theo. Sau khi ngừng chiếu laser, nhiệt độ của mẫu giảm về nhiệt độ phòng sau 100 giây. Kết quả cho thấy với cùng điều kiện chiếu sáng thì nhiệt độ của các mẫu tiêm các hạt nano vàng đều đạt đƣợc khoảng 49÷51 0C đối với mẫu dày 1mm, 45÷46 0C đối với mẫu dày 2 mm, 40÷43 0C đối với mẫu dày 3 mm và 33÷35 0C đối với mẫu dày 4 mm. Nhƣ vậy nhiệt độ của các mẫu có cùng độ dày đƣợc tiêm các hạt nano vàng có cùng độ hấp thụ tại bƣớc sóng kích thích là gần nhƣ nhau. 134 0 200 400 600 800 25 30 35 40 45 50 55 MÉu tiªm thanh nano vµng MÉu tiªm h¹t SiO2/Au MÉu ®èi chøng 1 mm Thêi gian [s] N h iÖ t ® é [o C ] 0 200 400 600 800 25 30 35 40 45 50 55 MÉu tiªm thanh nano vµng MÉu tiªm h¹t SiO2/Au MÉu ®èi chøng 2 mm N h iÖ t ® é ( 0 C ) Thêi gian [s] 0 200 400 600 800 25 30 35 40 45 50 55 MÉu tiªm h¹t thanh nano vµng MÉu tiªm h¹t SiO2/Au MÉu ®èi chøng N h iÖ t ® é ( 0 C ) Thêi gian [s] 3 nm 0 200 400 600 800 25 30 35 40 45 50 55 MÉu tiªm h¹t thanh nano vµng MÉu tiªm h¹t SiO2/Au MÉu ®èi chøng N h iÖ t ® é (0 C ) Thêi gian (s) 4mm Hình 5.14. Sự biến đổi nhiệt độ theo thời gian chiếu sáng bằng laser bước sóng 808 nm của các mẫu tiêm các hạt nano vàng cấu trúc lõi/vỏ SiO2/Au, thanh nano vàng có cùng độ hấp thụ, các mẫu có độ dày 1 mm, 2mm, 3mm, 4mm. Bảng 5.3 tổng hợp nhiệt độ cực đại đạt đƣợc Tmax của các mẫu với độ dày mẫu khác nhau đƣợc chiếu sáng bằng laser 808 nm 135 Bảng 5.3. Nhiệt độ Tmax đạt được của mẫu tiêm các hạt nano SiO2 /Au, thanh nano vàng ở cùng độ hấp thụ khi được chiếu sáng bằng laser 808 nm. Độ dày mẫu (mm) Mật độ công suất laser chiếu tại hạt (W/cm 2 ) Nhiệt độ cực đại của mẫu khi chiếu laser (Tmax ± 3 o C) Mẫu đối chứng Mẫu tiêm thanh nano vàng Mẫu tiêm hạt SiO2/Au 1 4,8 39 51 51 2 3,6 34 45 46 3 2,5 32 43 41 4 1,8 31 35 35 Hình 5.15 biểu diễn sự chênh lệch nhiệt độ cực đại của các mẫu và nhiệt độ môi trƣờng khi mẫu đƣợc tiêm dung dịch nano vàng phụ thuộc vào mật độ công suất chiếu tại hạt. Kết quả cho thấy khi mật độ công suất chiếu tại hạt tăng thì nhiệt độ của mẫu cũng tăng lên. 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 4 6 8 10 12 MÉu tiªm thanh nano vµng MÉu tiªm h¹t SiO2/Au     C  MËt ®é c«ng suÊt chiÕu t¹i h¹t (W/cm2) Hình 5.15. Sự phụ thuộc nhiệt độ chênh lệch của các mẫu chứa dung dịch nano vàng với nhiệt độ môi trường vào mật độ công suất chiếu tại hạt. 136 Hệ số chuyển đổi quang nhiệt của các hạt nano vàng trong thí nghiệm sẽ đƣợc tính toán với các gần đúng sau: trong mô thịt có tới 79% thể tích là nƣớc nên để đơn giản cho việc tính toán, ta có thể coi hệ đƣợc xét trong môi trƣờng nƣớc, khối lƣợng riêng của mô thịt coi là khối lƣợng riêng của nƣớc (D = 1000kg/m3) và nhiệt dung riêng của thịt coi là nhiệt dung riêng của nƣớc (nƣớc c = 4200 J/kg.độ). Coi phần mô thịt có hạt vàng là hình trụ có đƣờng kính đáy là 0.15 cm và chiều cao 0.07cm. Nhƣ vậy diện tích vùng toả nhiệt S là diện tích xung quanh của hình trụ và tính đƣợc S = 0,069 cm2. Áp dụng tính toán với mẫu có độ dày 4 mm, kết quả đo nhiệt của mẫu đối chứng cho phép tính đƣợc nhiệt lƣợng do mô thịt hấp thụ trực tiếp ánh sáng laser trong thời gian chiếu 600s và làm tăng nhiệt độ của hệ Qsurr là Qsurr=c.m.T/thời gian chiếu. Mẫu thịt có độ dày 4 mm thì giá trị Qsurr = 8.6*10 -3 mW. Sử dụng kết quả hệ số truyền nhiệt trên diện tích vùng chiếu laser của nhóm Colin M.Hesel [85], hệ số truyền nhiệt h tƣơng ứng với các loại hạt là: + hSiO2/Au =14.74 mW/cm 2.độ + hthanh nano vàng = 14,\.65 mW/cm 2.độ. Áp dụng công thức (1.28): chúng tôi tính đƣợc hiệu suất chuyển đổi quang nhiệt η đối với các loại hạt nhƣ sau: + η SiO2/Au = 22 % + η thanh nano vàng = 24 %. Vậy các hạt nano có cùng độ hấp thụ tại bƣớc sóng chiếu sáng thì hạt nano SiO2/Au có hiệu suất chuyển đổi quang nhiệt tƣơng đƣơng với thanh nano vàng. Kết quả này cũng phù hợp với các kết quả đã đƣợc công bố trong một số tài liệu [23,45]. 137 Kết luận chƣơng 5 Trong chƣơng này chúng tôi trình bày các thí nghiệm và kết quả khảo sát ứng dụng của các loại hạt đã chế tạo đƣợc trong hiện ảnh tế bào và hiệu ứng quang nhiệt trên mô thịt. Kết quả cho thấy các mẫu thịt đƣợc tiêm các hạt nano vàng có cùng độ hấp thụ tại bƣớc sóng laser kích thích có nhiệt độ tăng từ 4-120C so với mẫu đối chứng, tùy thuộc vào mật độ công suất chiếu tại hạt. Mật độ công suất chiếu tại hạt càng lớn thì sự gia nhiệt càng nhiều. Hiệu suất chuyển đổi quang nhiệt η của các mẫu tiêm hạt SiO2 /Au và thanh nano vàng tƣơng ứng là 22 % và 24%. Hạt nano SiO2/Au đã đƣợc sử dụng trong ứng dụng hiện ảnh tế bào ung thƣ vú BT-474 cho kết quả tốt cho thấy tiềm năng của các hạt nano vàng trong chẩn đoán và điều trị bệnh. 138 Kết luận chung Luận án đã thực hiện mục tiêu nghiên cứu chế tạo và khảo sát tính chất quang của các nano vàng cấu trúc khác nhau nhƣ dạng cầu, dạng thanh và dạng lõi/vỏ với kích thƣớc thay đổi. Đồng thời sử dụng các vật liệu chế tạo đƣợc ứng dụng trong hiện ảnh tế bào và khảo sát hiệu ứng quang nhiệt trên mô thịt. Các kết quả luận án đã đạt đƣợc cũng nhƣ những đóng góp mới của luận án là: 1. Chế tạo vật liệu Sử dụng phương pháp nuôi mầm để tổng hợp các cấu trúc nano vàng tại nhiệt độ phòng với kích thước được kiểm soát:  Các hạt nano vàng dạng cầu đơn phân tán với đƣờng kính biến thiên từ 20,5 nm đến 2004,5 nm đã đƣợc tổng hợp bằng phƣơng pháp “nuôi” mầm, sử dụng các mầm là các hạt vàng Duff-Baiker kích thƣớc 1-3 nm và vàng citrate kích thƣớc 19  1 nm, với dung dịch nuôi chứa các phức ion vàng [AuClx(OH)4-x]. Các hạt nano cấu trúc lõi/vỏ SiO2/Au với đƣờng kính lõi từ 40-150nm, và độ dày lớp thay đổi trong khoảng 12-22 nm đã đƣợc tổng hợp bằng phƣơng pháp nuôi mầm theo quy trình 4 bƣớc.  Các thanh nano vàng kích thƣớc nhỏ, đƣờng kính thay đổi từ 10 nm – 15 nm, chiều dài thay đổi từ 20 nm – 45 nm, tỉ lệ các cạnh từ 2 - 4.5, có đỉnh cộng hƣởng plasmon nằm trong vùng 700-900 nm đã đƣợc tổng hợp trên cơ sở khảo sát ảnh hƣởng của các yếu tố lên quá trình phát triển bất đẳng hƣớng của hạt mầm trong dung dịch. Qua đó rút ra quy trình chế tạo phù hợp để có các thanh nano vàng có các đặc tính quang nhƣ mong muốn. 139 2. Đặc tính hấp thụ plasmon của các cấu trúc nano vàng Trên cơ sở các vật liệu đã chế tạo chúng tôi khảo sát một cách hệ thống các đặc trưng quang học của các hạt nano vàng dạng cầu, dạng thanh và cấu trúc lõi/vỏ  Các hạt nano vàng dạng cầu dƣới 10 nm có phổ hấp thụ cộng hƣởng plasmon là một dải rộng với độ rộng bán phổ rất lớn, đỉnh hấp thụ nằm trong dải từ 505-510 nm; các hạt có kích thƣớc lớn hơn, phổ hấp thụ plasmon có một đỉnh cộng hƣởng với độ rộng bán phổ nhỏ hơn rất nhiều so với độ bán rộng phổ của các hạt nhỏ. Các hạt càng lớn thì đỉnh cộng hƣởng càng dịch về phía sóng dài; khi kích thƣớc các hạt trên khoảng 140 nm thì phổ hấp thụ cộng hƣởng plasmon xuất hiện thêm một đỉnh ở phía sóng dài là kết quả của sự tƣơng tác giữa ánh sáng với các mode dao động bậc cao. Các tính toán lý thuyết về tiết diện dập tắt, tán xạ và hấp thụ phụ thuộc kích thƣớc hạt hoàn toàn phù hợp với các kết quả thu đƣợc từ thực nghiệm.  Khảo sát đƣợc sự phụ thuộc của phổ cộng hƣởng plasmon của các dung dịch hạt vào tỷ lệ đƣờng kính lõi và độ dày lớp vỏ. Kết quả cho thấy khi lƣợng hạt mầm vàng đủ lớn để phủ kín bề mặt hạt lõi thì phổ cộng hƣởng plasmon có hai tần số cộng hƣởng và dịch về phía sóng dài (800nm-900nm) khi tỷ lệ lõi/vỏ tăng. Từ đó rút ra các bộ thông số cho quy trình chế tạo các hạt nano SiO2 /Au có kích thƣớc và phổ hấp thụ plasmon phù hợp với các ứng dụng cụ thể.  Phổ cộng hƣởng plasmon của các thanh nano vàng có hai đỉnh đặc trƣng tƣơng ứng với các mode dao động của điện tử theo hai trục của thanh. Luận án đã khảo sát đƣợc sự phụ thuộc của vị trí đỉnh cộng hƣởng plasmon theo chiều dọc vào tỉ lệ các cạnh của thanh. Đồng thời, nghiên cứu đƣợc sự phụ thuộc của tính chất quang của thanh nano vàng vào chiết suất của môi trƣờng bao quanh chúng. 140 3. Ứng dụng Luận án trình bày các kết quả ứng dụng của các cấu trúc nano vàng chế tạo đƣợc theo hai hƣớng ứng dụng chính của chúng trong y sinh là chẩn đoán và điều trị bệnh. Cụ thể là: sử dụng các hạt nano vàng cấu trúc lõi/vỏ để hiện ảnh đặc hiệu tế bào ung thƣ BT – 474 và khảo sát hiệu ứng chuyển đổi quang nhiệt trên mô sống của các thanh nano vàng và hạt nano vàng cấu trúc lõi/vỏ. Kết quả nghiên cứu cho thấy nhờ đặc tính tán xạ mạnh ánh sáng trong vùng khả kiến mà các hạt nano SiO2/Au cho hiệu tốt trong việc hiện ảnh tế bào. Đồng thời nhờ vào sự hấp thụ mạnh ánh sáng hồng ngoại gần của các thanh nano vàng và hạt nano cấu trúc lõi/vỏ SiO2/Au, nhiệt độ của môi trƣờng xung quanh chúng tăng lên từ 4 0C đến 120C khi đƣợc chiếu sáng bằng laser 808 nm. Kiến nghị Qua các kết quả nhận đƣợc từ việc thực hiện luận án này cho thấy tiềm năng của các hạt nano vàng trong các ứng dụng chẩn đoán và điều trị ung thƣ bằng liệu pháp quang nhiệt tại Việt Nam. Để chuẩn bị cho việc điều trị bằng phƣơng pháp mới này thì các nghiên cứu tiền lâm sàng, nghiên cứu in vivo cần tiến hành để rút ra quy trình điều trị ung thƣ nhƣ : liều chiếu, thời gian chiếu và lƣợng hạt sử dụng để có thể hoàn toàn phá hủy khối u mà không làm ảnh hƣởng tới các mô lành xung quanh. Đồng thời với việc đó thì có thể nghiên cứu tạo các hạt vàng đa chức năng vừa mang thuốc điều trị ung thƣ vừa có thể hƣớng đích chủ động để đồng thời phát huy tác dụng kép khi sử dụng hạt này trong hiệu ứng quang nhiệt để điều trị ung thƣ. 141 DANH MỤC CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 1. T.H.L.Nghiem, T.N. Le, T.H.Do, T.T.D. Vu, Q.H.Do, and H. TN. Tran, “Preparation and characterization of silica–gold core–shell nanoparticles”, J.Nanoparticle Res., vol. 15, no. 11, Nov. 2013. 2. Thi Ha Lien Nghiem, Tuyet Ngan Le, Thi Hue Do, Thi Thuy Duong Vu, Quang Hoa Do, and Hong Nhung Tran “Preparation and characterization of silica – gold core – shell (SiO2 @ Au) nanoparticles”, advances in Optics photonics spectroscopy and applications VII, ISSN 1859-4271 3. Thi Ha Lien Nghiem, Thi Hue Do, Van Tuyen Nguyen, Thi Hai Nguyen, Thi My An Nguyen, Duong Vu, Quang do Hoa, Thi Thuy Duong Vu and Hong Nhung Tran, “Synthesis and biofunctionalization of gold nanoshells for biomedical applications”, advances in Optics photonics spectroscopy and applications VIII, ISSN 1859-4271. 4. Do Thi Hue, Nghiem Thi Ha Lien and Tran Hong Nhung, “Synthesis and characterization of fine colloidal gold nanoparticles”,the second academic conference on natural science for master and phD students from Cambodia, Laos, Malaysia and Viet Nam, ISBN 978-604-913-088-5, 2012. 5. Tran Hong Nhung, Nghiem Thi Ha Lien, Emmanuel Fort, Le Quang Huan, Nguyen Thi Quy, Do Quang Hoa, Vu Thi Thuy Dƣơng, La Thi Huyen, Nguyen Thanh Phuong, Nguyen Thi Tuyen, Do Thi Hue “Biofunctionalisation of gold nanoparticles for biomedical applications”, IWNA, Vung Tau, Viet Nam,2011 6. Thi Hue Do, Thi Thuy Nguyen, Thi Ha Lien Nghiem and Hong Nhung Tran “Synthesis and optical characterization of small diameter gold nanoshells for biomedical applications”, The 3rd Academic Conference on Natural Science for Master and PhD Students From Cambodia – Laos – Malaysia – Viet Nam, 11- 15, Phnom Penh, Cambodia, ISBN 978-604-913-088-5, 2013. 7. Trong Nghia Nguyen, Thi Hue Do, Dinh Hoang Nguyen, Duong Vu, Quang Hoa Do, Hong Nhung Tran, and Thi Ha Lien Nghiem, “Enhanced absorption and 142 fluorescence of gold nanoclusters using initial alkali concentrations”, Applied Physics Express 9, 2016. 8. Đỗ Thị Huế, Nguyễn Thị Bích Ngọc, Vũ Văn Sơn , Vũ Thị Thùy Dƣơng, Nguyễn Trọng Nghĩa , Đỗ Quang Hòa, Trần Hồng Nhung, và Nghiêm Thị Hà Liên, “ Chế tạo nano vàng dạng thanh cho các ứng dụng trong y sinh”, the International Conference on Applied & Engineering Physics, October 2015 in Hanoi, Vietnam. 9. Đỗ Thị Huế, Nguyễn Thị Bích Ngọc, Vũ Dƣơng, Vũ Văn Sơn, Nguyễn Trọng Nghĩa , Đỗ Quang Hòa, Trần Hồng Nhung và Nghiêm Thị Hà Liên, “ Chế tạo nano bạc dạng thanh định hƣớng ứng dụng trong y sinh”, the International Conference on Applied & Engineering Physics, October 2015 in Hanoi, Vietnam. 10. Đỗ Thị Huế, Chu Việt Hà, Nghiêm Thị Hà Liên, Trần Hồn Nhung, “Chế tạo nano vàng dạng thanh cho các ứng dụng trong y sinh”, tạp chí Khoa học Công Nghệ Thái Nguyên, 155 (10), 2016. 11. Nguyen Van Minh, Do Thi Hue, Nghiem Thi Ha Lien, Vu Thu Hien, Vu Ngoc Hung, Chu Manh Hoang, “Self-assembly of close-packed monolayer of silica nanospheres on silicon substrate with infrared irradiation”, Proceeding of the third international conference on 142ssessme materials and nanotechnology, ISBN 978-604-95-0010-7, (2016). 12. Do Thi Hue, Vu Thi Thuy Duong, Nguyen Trong Nghia, Tran Hong Nhung, Nghiem Thi Ha Lien, Seeded growth synthesis of gold nanorods for photothermal application, Vietnam Journal of Science and Technology 56 (2) (2018) 148-157 13. V.T.T.Duong, Anh D. phan, Nghiem T. H. Lien, Do T. Hue, Do Q. Hoa, Do T. Nga, Tran H. Nhung, and Nguyen A. Viet. Near – infrared photothermal response of plasmonic gold – coated nanoparticles in tissues. Phys.status solidi A, 2017,1700564. 143 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt 1. Chu Việt Hà (2012), “ Nghiên cứu quá trình phát quang trên cơ sở vật liệu nano chứa tâm màu định hướng đánh dấu sinh học.”, Luận án tiến sĩ Vật lý, Viện Vật lý 2. Đỗ Thị Huế (2011), “Nghiên cứu chế tạo hạt nano vàng kích thước nhỏ dùng trong chế tạo hạt nano đa lớp“ luận văn thạc sĩ , Viện Vật lý 3. Lê Thị Tuyết Ngân (2012), “Nghiên cứu chế tạo và tính chất quang của hạt cấu trúc lõi/vỏ: silica/vàng” luận văn thạc sĩ , Viện Vật lý 4. Nguyễn Thị Tuyến (2011), “Nghiên cứu chế tạo và chức năng hóa hạt nano vàng định hướng ứng dụng trong sinh học”, luận văn thạc sĩ, viện vật lý Tài liệu tiếng Anh 5. Agasti S.S., Rana S., Park M.-H., et al. (2010). Nanoparticles for detection and diagnosis. Adv Drug Deliv Rev, 62(3), 316–328. 6. Alice M. Q., (2007). Factors that affect the synthesis of gold nanorods. Chemistry, 32 -33. 7. Adnan N.N.M., Cheng Y.Y., Ong N.M.N., et al. (2016). Effect of gold nanoparticle shapes for phototherapy and drug delivery. Polym Chem, 7(16), 2888–2903. 8. Bardhan R., Grady N.K., Ali T., et al. (2010). Metallic nanoshells with semiconductor cores: optical characteristics modified by core medium properties. ACS Nano, 4(10), 6169–6179. 9. Bastús N.G., Comenge J., and Puntes V. (2011). Kinetically Controlled Seeded Growth Synthesis of Citrate-Stabilized Gold Nanoparticles of up to 200 nm: Size Focusing versus Ostwald Ripening. Langmuir, 27(17), 11098–11105. 144 10. Banoee M., Ehsanfar Z., Mokhtari N., et al. (2010). The green synthesis of gold nanoparticles using the ethanol extract of black tea and its tannin free fraction. Iran J Mater Sci Eng, 7(1), 48–53. 11. Bhumkar D.R., Joshi H.M., Sastry M., et al. (2007). Chitosan Reduced Gold Nanoparticles as Novel Carriers for Transmucosal Delivery of Insulin. Pharm Res, 24(8), 1415–1426. 12. Brust M., Walker M., Bethell D., et al. (1994). Synthesis of thiol-derivatised gold nanoparticles in a two-phase Liquid–Liquid system. J Chem Soc, Chem Commun, (7), 801–802. 13. Brown K.R., Walter D.G., and Natan M.J. (2000). Seeding of Colloidal Au Nanoparticle Solutions. 2. Improved Control of Particle Size and Shape. Chem Mater, 12(2), 306–313. 14. Brantley D.B., Sherine O.O., Catherine J. M. (2003). An improved synthesis of high – aspect- ratio gold nanorods. Adv. Mater, 15, no.5, 414-416. 15. Canizal G., Ascencio J.A., Gardea-Torresday J., et al. (2001). Multiple twinned gold nanorods grown by bio-reduction techniques. J Nanoparticle Res, 3(5), 475–481. 16. Cole L.E., Ross R.D., Tilley J.M., et al. (2015). Gold nanoparticles as contrast agents in x-ray imaging and computed tomography. Nanomed, 10(2), 321–341. 17. Corbierre M.K., Beerens J., and Lennox R.B. (2005). Gold Nanoparticles Generated by Electron Beam Lithography of Gold(I)−Thiolate Thin Films. Chem Mater, 17(23), 5774–5779. 18. Chen C.L., Kuol.R., Lee S.Y., et al. (2013). Photothermal cancer therapy via femtosec ond-laser-excited FePt nanoparticles. Biomaterials, 34(4):1128-34. 19. Cristian T., Daniela T., Timea S., Simion A., (2014)). Finite-Difference Time- Domain (FDTD) design of gold nanoparticle chains with specific surface plasmon resonance. Journal of molecular structure, 1072, 137-143. 145 20. Dong, Shin M.M., El-Sayed A. (2014). Toxicity and Efficacy of Gold Nanoparticle Photothermal Therapy in Cancer. National institutes of heath. 21. Duff D.G., Baiker A., and Edwards P.P. (1993). A new hydrosol of gold clusters. 1. Formation and particle size variation. Langmuir, 9(9), 2301–2309. 22. Erickson T.A. and Tunnell J.W. (2007). Gold Nanoshells in Biomedical Applications. Nanotechnologies for the Life Sciences. ISBN: 978-3-527- 32153-7 23. El-Sayed M.A., Shabaka A.A., El-Shabrawy O.A., et al. (2013). Tissue Distribution and Efficacy of Gold Nanorods Coupled with Laser Induced Photoplasmonic Therapy in Ehrlich Carcinoma Solid Tumor Model. PLOS ONE, 8(10), e76207. 24. Foss C.A., Hornyak G.L., Stockert J.A., et al. (1992). Optical properties of composite membranes containing arrays of nanoscopic gold cylinders. J Phys Chem, 96(19), 7497–7499. 25. Frisvad J.R., Christensen N.J., Jensen H.W., Hergert W., Wriedt T., (2012). The Mie Theory. Springer series in optical sciences ,169. 26. Frens G. (1973). Controlled Nucleation for the Regulation of the Particle Size in Monodisperse Gold Suspensions. Nature, 241(105), 20–22. 27. Gananathan P., Rao A.P., Singaravelu G., et al. (2016). Plasmonic phototherapy of gold nanoparticles with Light Emitting Diode. Int J Biomed Res, 7(7), 511– 519. 28. Gesquiere A.J. (2010). Optical Properties and Spectroscopy of Nanomaterials. J Am Chem Soc, 132(10), 3637–3638. 29. Ge S, Kojio K, Takahara A, Kajiyama T (1998). Bovine serum albumin adsorption onto immobilized organotrichlorosilane surface: influence of the phase separation on protein adsorption patterns. Journal of Biomaterials Science. Polymer Edition. 9 (2), 131–50. 146 30. Haruta M., Kobayashi T., Sano H., et al. (1987). Novel Gold Catalysts for the Oxidation of Carbon Monoxide at a Temperature far Below 0°C. Chem Lett, 16. 31. Hak-Sung. K., Doo – Sik.M., Jin – Kyn.L. (2012). Quantitative Analysis and Efficient Surface Modification of Silica Nanoparticles. Journal of Nanomaterials, Volume 2012, Article ID 593471, 8 pages 32. Hirsch L.R., Stafford R.J., Bankson J.A., et al. (2003). Nanoshell-mediated near-infrared thermal therapy of tumors under magnetic resonance guidance. Proc Natl Acad Sci U S A, 100(23), 13549–13554. 33. 34. https://refractiveindex.info/ 35. 36. 37. Huang X., Jain P.K., El-Sayed I.H., et al. (2008). Plasmonic photothermal therapy (PPTT) using gold nanoparticles. Lasers Med Sci, 23(3), 217–228. 38. Huang X., Jain P.K., El-Sayed I.H., et al. (2007). Gold nanoparticles: interesting optical properties and recent applications in cancer diagnostics and therapy. Nanomed, 2(5), 681–693. 39. Huang X., Neretina S., and El-Sayed M.A. (2009). Gold Nanorods: From Synthesis and Properties to Biological and Biomedical Applications. Adv Mater, 21(48), 4880–4910 40. Huang H. J., Yu C. P., Chang H. C., Chiu K. P., Chen H. M., Liu R. S., Tsai D. P. (2007), “Plasmonic optical properties of single gold nano-rod”, Optics Express, 15 (12), pp. 7132-7139. 147 41. Hofmeister H., Miclea P.-T., and Mörke W. (2002). Metal Nanoparticle Coating of Oxide Nanospheres for Core-Shell Structures. Part Part Syst Charact, 19(5), 359–365. 42. Hsiang –Yung. W., Hsin – Cheng C., Tz-Jun.K., Chi- Liang.K., Michael H.H., (2005). Seed-Mediated Synthesis of High Aspect Ratio Gold Nanorods with Nitric Acid. Chem. Mater, 17 (25), pp 6447–6451. 43. Hövel H., Fritz S., Hilger A., et al. (1993). Width of cluster plasmon resonances: Bulk dielectric functions and chemical interface damping. Phys Rev B, 48(24), 18178–18188. 44. Hiroyuki O., Kimiko M., (2014). Colloid and Interface Science in Pharmaceutical Research and Development, Elsevier, 532 45. Hessel C.M., Pattani V.P., Rasch M., et al. (2011). Copper Selenide Nanocrystals for Photothermal Therapy. Nano Lett, 11(6), 2560–2566. 46. Holmberg. K., Handbook of applied surface and colloid chemistry. John. W., Sons.L., West .S. 2002. 47. Hongjun. Y., Jixiang F. (2016). Particls –mediated nucleation and growth of solution – synthesized metal nanocrystals. Nano Today. 23. 48. Hristina P, Jorge P.J, Zhenyuan Z, Jing Z, Tom K and Gregory V. H. (2006). Crystal structure dependence of the elastic constants of gold nanorods, J. Mater. Chem. 16 (3957–3963). 49. Jana N.R., Gearheart L., and Murphy C.J. (2001). Seeding Growth for Size Control of 5−40 nm Diameter Gold Nanoparticles. Langmuir, 17(22), 6782– 6786. 50. Jana N.R., Gearheart L., and Murphy C.J. (2001). Seed-Mediated Growth Approach for Shape-Controlled Synthesis of Spheroidal and Rod-like Gold Nanoparticles Using a Surfactant Template. Adv Mater, 13(18), 1389–1393. 148 51. Jain P.K., Lee K.S., El-Sayed I.H., et al. (2006). Calculated Absorption and Scattering Properties of Gold Nanoparticles of Different Size, Shape, and Composition:  Applications in Biological Imaging and Biomedicine. J Phys Chem B, 110(14), 7238–7248. 52. Jain P.K., Lee K.S., El-Sayed I.H., et al. (2006). Calculated Absorption and Scattering Properties of Gold Nanoparticles of Different Size, Shape, and Composition:  Applications in Biological Imaging and Biomedicine. J Phys Chem B, 110(14), 7238–7248. 53. Jia H., Fang C., Zhu X.-M., et al. (2015). Synthesis of Absorption-Dominant Small Gold Nanorods and Their Plasmonic Properties. Langmuir, 31(26), 7418–7426. 54. Jin Z. Z, (2008). Optical Properties of Metal Nanomaterials, Optical properties and spectroscopy of nanomaterials. World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd, ISBN-13 978-981-283-664-9 55. Jia Z., Liu J., and Shen Y. (2007). Fabrication of a template-synthesized gold nanorod-modified electrode for the detection of dopamine in the presence of ascorbic acid. Electrochem Commun, 9(12), 2739–2743. 56. Jordi P., Neus G.B., and Víctor P. (2016). Size-controlled Synthesis of sub-10 nm Citrate-stabilized Gold Nanoparticles and Related Optical Properties. Chem. Mater, 24. 57. Juan C. F., Victor T., Monica. P., Daniel C., Jose M. C. (2008). Variations-in- morphologies-of-silver-nanoshells-on-silica-spheres. Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects, 330, 86–90 58. Junyan. X., Limin. Q, (2011). Surfactant-assisted, shape-controlled synthesis of gold nanocrystals. Nanoscale, 3, 1383 149 59. Kalele, Suchita; Gosavi, S. W.; Urban, J.; Kulkarni, S. K. (2006). Nanoshell particles: synthesis, properties and applications. Current science, Vol. 91 Issue 8, 1038-1052. 60. Kalele, Suchita; Gosavi, S. W.; Urban, J.; Kulkarni, S. K. (2006). Nanoshell particles: synthesis, properties and applications. Current science, Vol. 91 Issue 8, 1038-1052. 61. Kah J.C.Y., Phonthammachai N., Wan R.C.Y., et al. (2008). Synthesis of gold nanoshells based on the depositionprecipitation process. Gold Bull, 41(1), 23– 36. 62. Khlebtsov N.G., Trachuk L.A., and Mel’nikov A.G. (2005). The effect of the size, shape, and structure of metal nanoparticles on the dependence of their optical properties on the refractive index of a disperse medium. Opt Spectrosc, 98(1), 77–83. 63. Kretschmann E. (1971). Die Bestimmung optischer Konstanten von Metallen durch Anregung von Oberflächenplasmaschwingungen. Z Phys, 241, 313–324. 64. Lamer V.K., Dinegar R.H., J Am. (1950) Chem. Soc. 72 (4847-4854) 65. Lee K.-S. and El-Sayed M.A. (2005). Dependence of the Enhanced Optical Scattering Efficiency Relative to That of Absorption for Gold Metal Nanorods on Aspect Ratio, Size, End-Cap Shape, and Medium Refractive Index. J Phys Chem B, 109(43), 20331–20338. 66. Leng W., Pati P., and Vikesland P.J. (2015). Room temperature seed mediated growth of gold nanoparticles: mechanistic investigations and life cycle 149ssessment. Environ Sci: Nano, 2(5), 440–453. 67. Link, S.; Mohamed, M. B.; El-Sayed, M. A. (1999). Simulation of the Optical Absorption Spectra of Gold Nanorods as a Function of Their Aspect Ratio and the Effect of the Medium Dielectric Constant. J. Phys. Chem. B, 103, 3073−3077. 150 68. Lu, G.; Hou, L.; Zhang, T.; Li, W.; Liu, J.; Perriat, P.; Gong, Q. Anisotropic Plasmonic Sensing of Individual or Coupled Gold Nanorods. J. Phys. Chem. C, 115, 22877−22885 69. Liang Z., Liu Y., Ng S.S., et al. (2011). The effect of pH value on the formation of gold nanoshells. J Nanoparticle Res, 13(8), 3301–3311. 70. Mallory G.O., Hajdu J.B., et al. (1990), Electroless plating : fundamentals and applications, Orlando, Fla. : American Electroplaters and Surface Finishers Society. 71. M. Caporali, L. Gonsalvi, F. Zanobini, M. Peruzzini. (2011). Synthesis of the Water-Soluble Bidentate (P,N) Ligand PTN(Me). Inorg. Syntheses, Vol. 35, 92–108. 72. Murphy C.J., Sau T.K., Gole A.M., et al. (2005). Anisotropic Metal Nanoparticles:  Synthesis, Assembly, and Optical Applications. J Phys Chem B, 109(29), 13857–13870. 73. Mullin J.W.(2001). Crystallization. Elsevier. pp 181-215 74. Murphy P.J., LaGrange M.S. (1998). Raman spectroscopy of gold chloro- hydroxy speciation in fluids at ambient tempera- ture and pressure: a re- evaluation of the effects of pH and chloride concentration. Geochim Cosmochim Acta 62, 3515–3526. 75. Murphy C.J., Thompson L. B., Chernak D.J., Yang J.A., Sivapalan S.T., Huang J., Alkilany A. M., Sisco P.N. (2011). Gold nanorod crystal growth: From seed – mediated synthesis to nanoscale sculpting. Current Opinion in Colloid &Interface Science 16 (128-134). 76. Mohd S., cK Prashant., AK Dinda., AN Maitra., Indu A. (2011). Synthesis and characterization of gold nanorods and their application for photothermal cell damage. International Journal of Nanomedicine 6 (1825–1831). 151 77. Nghiem, T. H. L. et al. (2010). Synthesis, capping and binding of colloidal gold nanoparticles to proteins. Adv. Nat. Sci. Nanosci. Nanotechnol. 1, 025009 78. Nghiem T.H.L., Le T.N., Do T.H., et al. (2013). Preparation and characterization of silica–gold core–shell nanoparticles. J Nanoparticle Res, 15(11), 2091. 79. Nikoobakht B. and El-Sayed M.A. (2003). Preparation and Growth Mechanism of Gold Nanorods (NRs) Using Seed-Mediated Growth Method. Chem Mater, 15(10), 1957–1962. 80. Norman Jr. T.J., Grant C.D., Schwartzberg A.M., et al. (2005). Structural correlations with shifts in the extended plasma resonance of gold nanoparticle aggregates. Opt Mater, 27(7), 1197–1203. 81. Oldenburg S.J., Averitt R.D., Westcott S.L., et al. (1998). Nanoengineering of optical resonances. Chem Phys Lett, 288(2–4), 243–247. 82. Oldenburg S.J., Averitt R.D., Westcott S.J., Halas N.J. (1998). Nanoengineering of optical resonance. Chemical physics letters, 288, 243-247. 83. Otto A. (1968). Excitation of nonradiative surface plasma waves in silver by the method of frustrated total reflection. Z Für Phys Hadrons Nucl, 216(4), 398–410. 84. Otto A. (1968). Excitation of nonradiative surface plasma waves in silver by the method of frustrated total reflection. Z Für Phys Hadrons Nucl, 216(4), 398–410. 85. Park K. (2006). Synthesis, Characterization, and Self –Assembly of Size Tunable Gold Nanorods. Georgia Institute of Technology. 86. Pedro H.C.C., Thenner S.R., Anderson G.M., Jiale W. (2015). Controlled synthesis: nucleation and growth in solution. Niu Wenxin (et al). Metallic nanostructures. Springer International Publishing. 152 87. Polte J. (2015). Fundamental growth principles of colloidal metal nanoparticles – a new perspective. CrystEngComm, 17(36), 6809–6830. 88. Prashant K. J., Kyeong S.L., Ivan H.E., Mostafa A. E. (2006). Calculated Absorption and Scattering Properties of Gold Nanoparticles of Different Size, Shape, and Composition:  Applications in Biological Imaging and Biomedicine. J. Phys. Chem. B, 110 (14), pp 7238–7248. 89. Pham T., Jackson J.B., Halas N.J., et al. (2002). Preparation and Characterization of Gold Nanoshells Coated with Self-Assembled Monolayers. Langmuir, 18(12), 4915–4920. 90. Phonthammachai N., Kah J.C.Y., Jun G., et al. (2008). Synthesis of Contiguous Silica−Gold Core−Shell Structures:  Critical Parameters and Processes. Langmuir, 24(9), 5109–5112. 91. Rasch M. R., Sokolov K.V., and Korgel B.A. (2009). Limitations on the Optical Tunability of Small Diameter Gold Nanoshells. Langmuir ACS J Surf Colloids, 25(19), 11777–11785. 92. Rana S., Bajaj A., Mout R., et al. (2012). Monolayer coated gold nanoparticles for delivery applications. Adv Drug Deliv Rev, 64(2), 200–216. 93. Reather, Heinz. (1988). Surface Plasmons on Smooth and Rough Surfaces and on Gratings. Springer Tracts in Modern Physics, Volume 111. ISBN 978-3- 540-17363-2. Springer-Verlag. 94. Ritchie R H. (1957). Plasma losses by fast electrons in thin films. Phys. Rev, 106, 874-81. 95. Richardson H.H., Carlson M.T., Tandler P.J., et al. (2009). Experimental and Theoretical Studies of Light-to-Heat Conversion and Collective Heating Effects in Metal Nanoparticle Solutions. Nano Lett, 9(3), 1139–1146. 153 96. Roya A., Samjid H.H., Shahriar S (2008). Synthesis and characterization of gold nanoshells using poly(diallyldimethyl ammonium chloride). Colloids and Surfaces A Physicochemical and Engineering Aspects, 329(3), 134-141 97. Rodríguez-Fernández J., Pérez-Juste J., García de Abajo F.J., et al. (2006). Seeded Growth of Submicron Au Colloids with Quadrupole Plasmon Resonance Modes. Langmuir, 22(16), 7007–7010. 98. Ritchie R H. (1957). Plasma losses by fast electrons in thin films. Phys. Rev, 106, 874-81. 99. Shi W., Sahoo Y., Swihart M.T., et al. (2005). Gold Nanoshells on Polystyrene Cores for Control of Surface Plasmon Resonance. Langmuir, 21(4), 1610– 1617. 100. Sharma V., Park K., and Srinivasarao M. (2009). Colloidal dispersion of gold nanorods: Historical background, optical properties, seed-mediated synthesis, shape separation and self-assembly. Mater Sci Eng R Rep, 65(1–3), 1–38. 101. Stolik S., Delgado J.A., Pérez A., et al. (2000). Measurement of the penetration depths of red and near infrared light in human “ex vivo” tissues. J Photochem Photobiol B, 57(2–3), 90–93. 102. Stefan A.M., (2007). Plasmonics: Fundamentals and Applications. Springer. ISBN 0-387-33150-6. 103. Sunari.P., Jonh.M., Huai –Yong.Z. (2016). Metal nanoparticle photocatalysts: emerging processes for green organic synthesis. Catal.Sci.Technol, 6, 320 – 338. 104. Sokolov K., Follen M., Aaron J., et al. (2003). Real-time vital optical imaging of precancer using anti-epidermal growth factor receptor antibodies conjugated to gold nanoparticles. Cancer Res, 63(9), 1999–2004 154 105. Sisco P.N. (2010), Gold nanorods: Applications in chemical sensing, biological imaging and effects on 3-dimensional tissue culture, University of illinois at Urbaba – champaign 106. Steven D. P., Warren C. W. C. (2009). Synthesis and Surface Modification of Highly Monodispersed, Spherical Gold Nanoparticles of 50-200 nm. J.Am.chem.soc, 131, 17042–17043. 107. Takuro.N., Hironobu.T., Shinji.U., Sunao.Y. (2004). Immobilization of Gold Nanorods on the Glass Substrate by the Electrostatic Interactions for Localized Plasmon Sensing. Chemistry Letters, 33(4), 454-455 108. Terry B. H., Ling T., Matthew N.H., et al. (2007). Hyperthermic effects of gold nanorods on tumor cells. Nanomedicine, 2(1): 125-132. 109. Thanh N. T. K., Maclean N., and Mahiddine S. (2014). Mechanisms of Nucleation and Growth of Nanoparticles in Solution. Chem Rev, 114(15), 7610–7630. 110. Turbadar T. (1959). Complete Absorption of Light by Thin Metal Films. Proc Phys Soc, 73, 40–44. 111. Turbadar T. (1959). Complete Absorption of Light by Thin Metal Films. Proc Phys Soc, 73, 40–44. 112. Turkevich J., Stevenson P.C., and Hillier J. (1951). A study of the nucleation and growth processes in the synthesis of colloidal gold. Discuss Faraday Soc, 11, 55. 113. Uwe.K., Michael.V. (2006). Optical Properties of Metal Clusters. Springer series in materials science 25. 114. Werner. S., Arthur.F. (1968). Controlled Growth of Monodisperse Silica Spheres in the Micron Size Range. Journal of colloid and interface science, 26, 62–69 155 115. Weissleder R. (2001), A clearer vision for in vivo imaging. Nat Biotechnol, 19 (4), 316 -7. 116. Wu C., Liang X., and Jiang H. (2005). Metal nanoshells as a contrast agent in near-infrared diffuse optical tomography. Opt Commun, 253, 214–221. 117. Xiaolong X., Yuanyuan ., Xiangdong X., Shuaidong H., Fei Chen., Guozhang Zou., and Xing-Jie L. (2013). Seedless Synthesis of High Aspect Ratio Gold Nanorods with High Yield. J. Name., 00, (1-3). 118. Xue J., Wang C., and Ma Z. (2007). A facile method to prepare a series of SiO2@Au core/shell structured nanoparticles. Mater Chem Phys, 105(2–3), 419–425. 119. Xia Y.N., Xiong Y.J., Lim B., Skrabalak S.E., Angrew. (2009). Chem.Int. Ed. 48, 60. 120. Yasser A. A, Tariq A. A, Adil A. G. (2015). Thermal Stability and Hot Carrier Dynamics of Gold Nanoparticles of Different Shapes, Advances in Nanoparticles, Vol.04 No.04, Article ID:60963,13 pages. 121. Yao C., Zhang L., Wang J., et al. (2016). Gold Nanoparticle Mediated Phototherapy for Cancer. J Nanomater, 2016, e5497136. 122. Yong K.T., Sahoo Y., Swihart M.T., et al. (2006). Synthesis and plasmonic properties of silver and gold nanoshells on polystyrene cores of different size and of gold-silver core-shell nanostructures. Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects, 290, 89–[25]. 123. Yu, Chang S.-S., Lee C.-L., et al. (1997). Gold Nanorods:  Electrochemical Synthesis and Optical Properties. J Phys Chem B, 101(34), 6661–6664. 124. Zhang J., Liu H., Wang Z., et al. (2007). Preparation and optical properties of silica@Ag–Cu alloy core-shell composite colloids. J Solid State Chem, 180(4), 1291–1297. 156 Phụ lục 1. Tính lƣợng vàng hydroxyde cần đƣa lên 1 ml hạt mầm có kích thƣớc bất kỳ để hạt cấu trúc lõi/vỏ: silcia/vàng có chiều dày lớp vỏ bất kỳ Hình 1.8. Cấu trúc nano lõi/vỏ silica/vàng Giả sử trong một đơn vị thể tích dung dịch silica V (1ml) có số hạt silica là N. Bán kính mầm là R1, bán kính hạt sau khi bọc với chiều dày lớp vỏ vàng mong muốn là R2. là thể tích chênh lệch sau khi bọc vàng lên một hạt silica với chiều dày bằng r = R2 –R1, Ta có = ( – ) (1) Tƣơng ứng với một đơn vị thể tích dung dịch silica V có N hạt, thì tổng thể tích chênh lệch sẽ là = . N (2) Từ thể tích chênh lệch ta suy ra đƣợc thể tích vàng hydroyde tƣơng ứng với nồng độ mol CM=3.7510 -4 (mol/l) theo phƣơng trình (2) 2. Tính lƣợng hạt mầm có kích thƣớc bất kỳ để 10ml vàng hydroxyde đƣa vào bọc kín các hạt mầm tạo một lớp vỏ có chiều dày bất kỳ. Xét với 10ml dung dịch vàng hydroxyde thì theo phƣơng trình (2.10) ta có thể tính đƣợc số mol vàng đƣợc tạo ra Aun tƣơng ứng là: – (mol) => khối lƣợng của vàng 197*AuAu nm  =7.4 10 -4 (g). Vậy thể tích vàng tƣơng ứng đƣợc tạo ra là: 157 (3) (d =196.3 g/cm -3 là khối lƣợng riêng của vàng) Với thể tích ΔV’ này sẽ bọc đƣợc số hạt mầm có lớp bọc r = R2 – R1 là: (4) Từ số hạt mầm n này ta có thể dễ dàng tính đƣợc thể tích lƣợng mầm V cần thiết để đƣa vào dung dịch phản ứng : V = = ( 3 2 3 1 ) (5) (Vì nồng độ hạt mầm N = số hạt mầm/ V(dung dịch hạt mầm) Thay các giá trị mAu; d; r = R2 – R1 vào công thức ( 5) ta có thể tích lƣợng mầm: [( 1  ) 3 1 ] (6)