TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN
Chất màu hữu cơ
Các chất màu hữu cơ phát huỳnh quang đã được ứng dụng rộng rãi trong thí nghiệm hóa sinh và lý sinh, cũng như trong nghiên cứu sinh học và y học Chúng được sử dụng để theo dõi phân tử, hiện ảnh tế bào, phân tích di truyền và nghiên cứu trình tự DNA nhờ vào độ nhạy cao của các kỹ thuật huỳnh quang.
Các chất màu trong đánh dấu sinh học là các hợp chất hữu cơ có liên kết đôi liên hợp, hấp thụ ánh sáng từ vùng tử ngoại đến gần hồng ngoại Chúng có cấu trúc hóa học đặc trưng với các vòng benzen, pyridin, azine và pyron nằm trong cùng một mặt phẳng Các chất màu phát quang mạnh nhất được phân loại thành 8 nhóm chính: xanthaene, polymethine, oxanzin, coumarine, azine và phthalocyamin, trong đó mỗi nhóm có những đặc điểm hóa học riêng biệt.
• Phân tử màu Rhodamine B và Rhodamin 6G:
Hình 1.1 Cấu trúc phân tử màu RB và R6G [132]
Rhodamine 6G (R6G), hay còn gọi là Rhodamine - 590 chloride, là phân tử màu quang tử nổi bật nhất trong họ phân tử màu Với hiệu suất lượng tử gần bằng 1, R6G trở thành tiêu chuẩn để so sánh với các phân tử màu khác có khả năng phát quang tốt.
Phân tử màu Rhodamine B (RB), hay còn gọi là Rhodamine 610, là một dẫn chất của nhóm màu Rhodamine, thường được sử dụng làm hoạt chất cho laser màu, thí nghiệm quang phổ huỳnh quang và các ứng dụng sinh học RB có đỉnh hấp thụ tại 550 nm và đỉnh huỳnh quang tại 590 nm trong ethanol Phân tử này là một ion màu với tính phân cực không cao và tan ít trong nước Sơ đồ cấu trúc của phân tử màu RB và R6G được thể hiện trong Hình 1.1.
• Phân tử màu Fluorescein Isothiocyanate (FITC)
FITC, một loại tâm màu phổ biến trong y-sinh, được sử dụng như một chất đánh dấu huỳnh quang Nó có hai đỉnh hấp thụ tại 454 nm và 480 nm, cùng với đỉnh huỳnh quang ở 521 nm Hình 1.2 minh họa cấu trúc phân tử của FITC.
Hình 1.2 Cấu trúc hóa học của chất màu FITC
1.1.2 Cấu trúc mức năng lượng và các dịch chuyển quang học
Các phân tử chất màu tồn tại trong nhiều trạng thái khác nhau, bao gồm tổ hợp của các trạng thái điện tử, dao động và quay, dẫn đến việc khó xác định chính xác các mức năng lượng của chúng Sự hiểu biết về mẫu điện tử của Bohr có thể giúp giải thích một phần hiện tượng này.
Jablonski đã trình bày một giản đồ các mức năng lượng đơn giản hóa, phản ánh những đặc điểm quan trọng của các chuyển dời lượng tử trong phân tử màu.
Các trạng thái điện tử trong phân tử bao gồm các trạng thái đơn điện tử (singlet) S0, S1, S2, và các trạng thái điện tử bội ba (triplet) T1, T2, với số lượng tử spin toàn phần S = 0 và S = 1 Trong trạng thái singlet, hai điện tử có spin đối song, trong khi ở trạng thái triplet, spin của một điện tử song song với spin còn lại Mỗi trạng thái điện tử kích thích đơn (S1, S2, ) tương ứng với một trạng thái bội ba T có năng lượng thấp hơn một chút Các trạng thái điện tử chứa nhiều mức dao động và mức quay, với khoảng cách giữa các mức dao động từ 1400 đến 1700 cm-1, trong khi khoảng cách giữa các mức quay nhỏ hơn hai bậc Va chạm nội phân tử và tương tác tĩnh điện với các phân tử lân cận trong dung môi làm mở rộng vạch dao động, trong khi mức quay luôn mở rộng do va chạm Ở nhiệt độ phòng, khi chưa bị kích thích, các phân tử chủ yếu ở trạng thái dao động cơ bản S00 theo phân bố Boltzmann.
Hình 1.3 Cấu trúc mức năng lượng và chuyển dời quang học của phân tử màu
Phân tử chất màu tương tác với trường điện từ bên ngoài theo quy tắc chọn lọc spin, cho phép dịch chuyển giữa các trạng thái đơn, nhưng cấm dịch chuyển giữa trạng thái đơn và bộ ba Hình 1.3 minh họa các chuyển dời của phân tử màu, với các mũi tên nét liền biểu diễn chuyển dời quang học và mũi tên nét đứt biểu diễn chuyển dời phi quang học Nhờ bơm quang học, các phân tử chất màu có thể chuyển từ trạng thái cơ bản S0 lên trạng thái năng lượng cao hơn S1v của trạng thái điện tử kích thích S1 Tại trạng thái này, các điện tử nhanh chóng hồi phục không bức xạ xuống mức dao động thấp nhất S10 trong khoảng thời gian rất ngắn (10^-11 giây) Trạng thái kích thích S10 có thời gian sống tương đối lâu (10^-9 - 10^-8 giây), và sự hồi phục bức xạ từ S10 về S0v được gọi là huỳnh quang.
Trạng thái bội ba T1 là trạng thái siêu bền với thời gian sống từ 10^-7 s đến 10^-6 s, nằm ở mức thấp hơn so với các mức điện tử kích thích Quá trình hồi phục bức xạ từ T1 về trạng thái S0ν được gọi là lân quang.
Dịch chuyển không bức xạ là một quá trình quan trọng trong quang học, bao gồm sự tích thoát giữa các trạng thái cùng bội như singlet-singlet và triplet-triplet, được gọi là sự dịch chuyển nội (internal conversion) Ngoài ra, còn có dịch chuyển không bức xạ giữa các trạng thái khác nhau, cụ thể là singlet-triplet, được biết đến như là dịch chuyển do ν.
Hấp thụ Huỳnh quang T 1 τi≈ ns τ n ≈ ps
S0 tương tác chéo nhau giữa các hệ (intersystem crossing) Sự dịch chuyển nội từ S2
(hoặc từ trạng thái đơn kích thích cao hơn) về S1xảy ra rất nhanh cỡ 10 -11 s
1.1.3 Quang phổ của chất màu
Các chất màu, hay còn gọi là các chất phát quang bất liên tục, có khả năng hấp thụ bức xạ quang học trong dải phổ từ tử ngoại đến gần hồng ngoại Phổ hấp thụ và phổ huỳnh quang của các chất màu này thường có băng rộng từ 30 đến 100 nm, với cấu trúc ít phức tạp và không trùng lặp nhau.
H uú nh quang (c huÈn hãa)
Hình 1.4 Phổ hấp thụ và huỳnh quang của RB [132]
Phổ hấp thụ và huỳnh quang của chất màu RB trong dung môi ethanol được trình bày trong Hình 1.4, cho thấy rằng các phổ này tuân theo định luật huỳnh quang của phân tử Dạng phổ huỳnh quang không phụ thuộc vào bước sóng kích thích, và cực đại của phổ huỳnh quang dịch chuyển về phía sóng dài so với phổ hấp thụ, hiện tượng này được gọi là dịch chuyển Stokes Phổ huỳnh quang có cấu trúc đối xứng với phổ hấp thụ, trong đó phần sóng dài của phổ hấp thụ thường chồng lên phần sóng ngắn của phổ huỳnh quang Sự hấp thụ tương ứng với các dịch chuyển từ trạng thái S0 (singlet) lên trạng thái triplet Ti (i= 1, 2, ) là bị cấm theo spin, trong khi băng hấp thụ sóng dài liên quan đến dịch chuyển S0 → S1, và các bước sóng ngắn hơn tương ứng với các dịch chuyển S0 → S2, S0 → S3,
Với thông lượng bức xạ dưới 10^26 photon cm^-2 s^-1, các dải hấp thụ và bức xạ của phân tử chất màu được xem như các băng đồng nhất, nghĩa là phổ hấp thụ và phổ huỳnh quang của mỗi phân tử chất màu trong dung dịch trùng khớp với phổ tương ứng của tất cả các phân tử trong dung dịch.
Phổ hấp thụ và huỳnh quang của chất màu phụ thuộc rõ rệt vào dung môi hòa tan, với các chuyển dời quang học nằm trong khoảng từ 200 nm đến 1200 nm (tương ứng với năng lượng 6,2 eV – 1,0 eV) Giới hạn sóng ngắn phản ánh độ bền quang học của phân tử màu, trong khi giới hạn sóng dài phụ thuộc vào độ bền nhiệt của phân tử.
Huỳnh quang của chất màu được đặc trưng bởi các đại lượng:
+ Dạng phổ huỳnh quang: đỉnh phát xạ λ HQ và độ bán rộng ∆λ HQ
+ Hiệu suất lượng tử Q: là tỷ số giữa số photon phát ra với số photon hấp thụ, được xác định theo công thức [73,74]: r r r nr tot Γ Γ
Trong đó, Γr và Γ nr là vận tốc hồi phục bức xạ và vận tốc hồi phục không bức xạ của chất phát huỳnh quang
+ Độ phân cực huỳnh quang:
Các hạt nano silica chứa tâm màu hữu cơ
1.2.1 Các hạt nano silica và latex
Hạt nano silica và latex (polystyrene) là các hạt nano chứa chất màu, được phân loại dựa trên nền tảng silica hoặc polymer Chất màu có thể được gắn trên bề mặt hoặc bên trong hạt nano So với chất màu hữu cơ, hạt nano này có độ bền quang cao hơn nhờ vào khả năng bảo vệ của nền polymer và silica, giúp ngăn chặn oxy hóa và phân hủy quang Độ chói của tín hiệu huỳnh quang từ các hạt nano silica và latex có thể được điều chỉnh thông qua số lượng phân tử chất màu trong mỗi hạt, với mật độ tối đa bị giới hạn bởi hiện tượng dập tắt huỳnh quang.
Vì vậy, hạt nano silica và latex có độ bền quang tương đối tốt và không nhấp nháy
Chất màu pyrene trong hạt polystyrene cho thấy cường độ huỳnh quang cao gấp hơn 40 lần so với trong dung môi, mang lại nhiều ưu điểm nổi bật Những đặc tính này giúp chúng có ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực phân tích sinh học.
So với hạt nano polymer, hạt nano silica có nhiều ưu điểm nổi bật Chúng dễ dàng tạo thành đơn hạt trong quá trình chế tạo, tránh hiện tượng kết đám thường gặp ở hạt latex Hơn nữa, nhóm –OH trên bề mặt hạt silica có khả năng tham gia phản ứng hóa học, tạo ra các nhóm chức liên kết đặc hiệu với các phân tử sinh học như amin, carboxyl và thiol Ngược lại, hạt latex có tính kỵ nước, làm cho việc gắn kết với các phân tử sinh học trở nên phức tạp hơn Để khắc phục nhược điểm này, các lõi kỵ nước của hạt latex cần được bọc bằng các polymer ưa nước như polyethylene glycol (PEG) hoặc protein như bovine serum albumin (BSA) Ngoài ra, sự thay đổi độ pH của môi trường không làm hạt silica bị phồng lên hay thay đổi độ xốp, trong khi hạt latex lại bị phồng, dẫn đến việc thoát chất màu ra ngoài.
[89] Vì vậy, các hạt silica nằm trong thế hệ các chất đánh dấu sinh học mới
Hình 1.7 Sự phát xạ huỳnh quang của các hạt nano silica chứa các loại tâm màu khác nhau
1.2.2 Các hạt nano silica/ormosil
Trong những năm gần đây, hạt nano silica/ormosil đã trở thành lựa chọn phổ biến trong các ứng dụng y sinh học, đặc biệt trong việc truyền tải gen và làm chất mang cho thuốc trong liệu pháp quang động học (PDT) So với hạt nano silica thông thường, hạt nano silica/ormosil mang lại nhiều ưu điểm vượt trội Mặc dù hạt silica có nền thủy tinh trong suốt về mặt quang học, nhưng phương pháp chế tạo sol-gel tạo ra nhiều lỗ xốp, dẫn đến tính đồng nhất quang học không cao.
Các phương pháp phổ biến để kết hợp tâm màu vào hạt nano silica và latex thường gặp vấn đề về độ bền màu Để khắc phục nhược điểm này, người ta sử dụng nền ormosil, một loại thủy tinh sol-gel có chứa thành phần hữu cơ liên kết với nguyên tử Si thông qua liên kết cộng hóa trị bền vững Nền ormosil được chế tạo bằng phương pháp sol-gel từ các alkoxysilic có nhóm hữu cơ liên kết với Si bằng liên kết Si-C, giúp đảm bảo tính ổn định trong quá trình thủy phân Vật liệu thu được sẽ tạo thành một khung chắc chắn.
SiO 2 mà mỗi nguyên tử Si đều gắn với một nhóm nguyên tử hữu cơ nằm trên bề mặt các lỗ xốp vì vậy làm giảm mạnh sự thoát của các phân tử chất màu ra khỏi các hạt silica Nhóm nguyên tử hữu cơ có chiết suất gần với chiết suất của thủy tinh làm giảm sự tán xạ quang trong các lỗ xốp Do đó, nền ormosil có tính đồng nhất quang học cao Người ta thường dùng vinyl triethoxysilane (VTEOS) có công thức
CH 2 =CH-Si-(OC 2 H 5 ) 3 , methyl triethyoxysilane (MTEOS) có công thức CH3-Si-
(OC 2 H 5 ) 3 , methyl trimethoxysilane (MTMOS) có công thức CH3-Si-(OCH 3 ) 3 để tạo nền ormosil [1]
Các hạt silica/ormosil được sử dụng trong ứng dụng sinh học thường được chức năng hóa bằng cách tạo ra các nhóm amine, carboxyl hoặc thiol Điều này được thực hiện thông qua việc sử dụng các precursor có chứa các nhóm hữu cơ NH2, COOH hoặc SH liên kết với silicon, trong quá trình đồng trùng hợp với TEOS hoặc MTEOS.
1.2.3 Phương pháp chế tạo hạt nano silica chứa tâm màu hữu cơ
Các hạt nano silica chứa màu hữu cơ thường được tạo ra theo ba phương pháp sau:
Các phương pháp chế tạo dựa trên quá trình sol-gel, bao gồm thủy phân và ngưng tụ alkoxit silic, nhằm tạo ra mạng silica vô định hình và phân tử màu phân tán trong các lỗ xốp của hạt Lựa chọn phương pháp chế tạo phụ thuộc vào kích thước và bản chất của phân tử màu.
Phương pháp Stober, được phát minh bởi Werner Stober vào năm 1968 tại trường đại học Rochester, New York, là quy trình tổng hợp hạt silica đơn phân tán thông qua quá trình sol-gel Phương pháp này dựa trên phản ứng thủy phân và ngưng tụ của các alkoxyde silic được pha loãng trong dung môi nước và các chất đồng dung môi như acetone, ethanol, propanol và n-butanol, hoặc trong hỗn hợp rượu và ête với xúc tác ammonia ở pH cao Trong điều kiện loãng cao của các precursor, hạt silica hình thành thay thế cho các mạng gel rắn, với kích thước có thể điều chỉnh từ 50 nm đến 2 μm bằng cách thay đổi nồng độ ammonia và tỷ lệ giữa alkoxyde và nước.
Phản ứng thủy phân và ngưng tụ có thể viết ngắn gọn dưới dạng sau:
Si(OC 2 H 5 ) 4 + 4H 2 O → Si(OH) 4 + 4C 2 H 5 OH (1.9)
Phương pháp này không cần dùng chất hoạt động bề mặt cũng như dung môi sử dụng không độc và dễ dàng thay đổi
Phương pháp Stober là lựa chọn lý tưởng để sản xuất hạt nano silica với kích thước lớn Để tạo ra hạt nano silica có kích thước nhỏ hơn 50 nm và kiểm soát kích thước hiệu quả, các hệ micelle đảo và micelle thuận được áp dụng.
Hình 1.8 Các hệ micelle: Hệ micelle thuận (a) và Hệ micelle đảo (b)
Micelle là hệ gồm 3 thành phần: chất hoạt động bề mặt, nước và dung môi
Chất hoạt động bề mặt có cấu trúc phân tử với một đầu kỵ nước và một đầu ưa nước, cho phép chúng hình thành các hệ micelle tùy thuộc vào tỷ lệ pha nước và dung môi Trong hệ micelle thuận (vi nhũ dầu trong nước), đầu ưa nước hướng ra ngoài, trong khi đầu kỵ nước nằm ở bên trong, với môi trường bên ngoài là nước và dung môi bên trong micelle Ngược lại, trong hệ micelle đảo, cấu trúc này sẽ thay đổi, với sự sắp xếp ngược lại của các đầu phân tử.
Trong dung môi nước trong dầu (water in oil), cấu trúc phân tử thể hiện rõ sự phân cực, với đầu ưa nước hướng vào bên trong và đuôi kỵ nước quay ra ngoài Môi trường bên trong vi nhũ là nước, trong khi bên ngoài là dung môi, tạo nên một hệ thống ổn định cho các ứng dụng trong công nghiệp và khoa học.
Các hệ vi nhũ được sử dụng để chế tạo hạt nano, trong đó micelle đóng vai trò là trung tâm phản ứng nano (nanoreactor) Quá trình thủy phân và ngưng tụ của precursor silic như TEOS và MTEOS diễn ra trong lòng các hệ micelle Có hai phương pháp chế tạo tương ứng với hai loại micelle: phương pháp micelle thuận và phương pháp micelle đảo Phương pháp micelle đảo được áp dụng để tạo ra hạt nano chứa các tâm màu tan trong nước, trong khi phương pháp micelle thuận thường dùng cho các tâm màu không tan trong nước Kích thước hạt nano phụ thuộc vào bản chất chất hoạt động bề mặt, loại và lượng precursor, tỷ lệ dung môi/nước, và xúc tác.
Hai phương pháp chế tạo micelle thuận và micelle đảo có những đặc điểm khác nhau Phương pháp micelle thuận đơn giản hơn, với các hạt nano phân tán ngay trong nước sau khi chế tạo, sử dụng dung môi an toàn như nước hoặc ethanol Ngược lại, phương pháp micelle đảo yêu cầu môi trường dung môi kỵ nước, do đó cần thêm bước để phân tán các hạt nano vào nước Các hạt được tạo ra từ cả hai phương pháp này thường có kích thước đồng đều và đơn phân tán (monodisperse).
Hình 1.9 là ảnh SEM của các hạt nano silica thực hiện bởi nhóm tác giả
Paras N Prasad [52] đã nghiên cứu các hạt nano silica đồng đều và đơn phân tán với kích thước khác nhau Kết quả cho thấy rằng khi tăng lượng chất hoạt động bề mặt, kích thước hạt nano silica sẽ tăng lên, và sự gia tăng này cũng tương ứng với lượng precursor được sử dụng.
Hình 1.9 Ảnh SEM của các mẫu hạt silica đơn phân tán với các kích thước khác nhau [52]
1.2.4 Các đặc trưng hóa lý
Các đối tượng sinh học
Protein, hay còn gọi là protit hay đạm, là những đại phân tử được hình thành từ các đơn phân là axit amin Chúng kết hợp với nhau thành các chuỗi dài thông qua các liên kết peptide, tạo thành chuỗi polypeptide.
Axit amin được cấu tạo từ ba thành phần chính: nhóm amine (-NH2), nhóm cacboxyl (-COOH) và một nguyên tử cacbon trung tâm liên kết với một nguyên tử hydro cùng nhóm R biến đổi, quyết định tính chất của axit amin Trong tự nhiên, đã có 20 loại axit amin được phát hiện, chúng là thành phần cấu tạo của tất cả các loại protein trong cơ thể sống.
Protein là thành phần thiết yếu của mọi cơ thể sống, chiếm hơn 50% khối lượng khô của tế bào Chúng đóng vai trò quan trọng trong cấu trúc nhân và các bào quan, đặc biệt là hệ màng sinh học có tính chọn lọc cao.
Gắn kết với protein có thể diễn ra qua nhiều hình thức như liên kết đồng hóa trị giữa nhóm amine hoặc carboxyl với các phân tử khác, liên kết tĩnh điện, liên kết kỵ nước và liên kết hydro Mỗi loại liên kết này phụ thuộc vào cấu trúc không gian của protein, cho phép chúng tương tác theo các cách khác nhau trong từng môi trường.
1.3.2 Albumin - protein bovine serum albumin (BSA) [9]
Albumin là một loại protein tan trong nước, nhưng tan ít hơn trong nước có muối Ở động vật có vú, albumin đóng vai trò là protein huyết tương quan trọng, chiếm phần lớn trong huyết tương và phân bố trong tất cả các chất lỏng nội mô của cơ thể Nồng độ bình thường của albumin trong máu người dao động từ 38 đến 48 gam/lít, thường chiếm khoảng 60% tổng lượng protein huyết tương.
Albumin đóng vai trò quan trọng trong cơ thể sống bằng cách ổn định áp suất thẩm thấu, vận chuyển hormone tuyến giáp và các hormone khác, đặc biệt là hormone tan trong mỡ Nó cũng giúp vận chuyển acid béo tự do, bilirubin không liên kết và phần lớn thuốc, cũng như tryptophan Thêm vào đó, albumin liên kết với các ion calcium và góp phần ổn định pH trong cơ thể.
Albumin huyết thanh bò – BSA (bovine serum albumin) có đầy đủ các tính chất như ở trên BSA có phân tử gam khoảng 69 kDa, kích thước khoảng 4×4×14 nm 3
Protein BSA được cấu tạo từ 607 axit amin, bao gồm 35 nhóm cysteine, 99 nhóm carboxyl và 103 nhóm amine, cùng với 17 liên kết disulfide (S-S) Sự hiện diện của các liên kết disulfide giúp BSA duy trì tính ổn định trong môi trường pH từ 5 đến 7, bảo vệ protein này trong môi trường pH trung tính.
SA là một loại protein được chiết xuất từ vi khuẩn Streptomyces avidinii, nổi bật với liên kết Biotin – SA, một trong những liên kết không hóa trị mạnh nhất trong tự nhiên Nhờ vào tính ổn định của phức hệ Biotin – SA trong các dung môi hữu cơ, các tác nhân sinh hóa, cũng như khả năng chịu đựng nhiệt độ và pH khác nhau, SA được ứng dụng rộng rãi trong sinh học phân tử và công nghệ nano sinh học.
Một trong những ứng dụng nổi bật của SA là phát hiện các phân tử sinh học khác nhau Sự kết nối mạnh mẽ giữa SA và biotin cho phép gắn kết các phân tử sinh học hoặc gắn chúng lên một bề mặt rắn.
Kháng thể, hay còn gọi là immunoglobulin, là các phân tử glycoprotein được sản xuất và tiết ra bởi tế bào lympho B và tương bào Chúng đóng vai trò quan trọng trong hệ miễn dịch, giúp nhận biết và vô hiệu hóa các tác nhân lạ như vi khuẩn và virus, được gọi là kháng nguyên.
Các kháng thể có hình dạng giống như chữ Y, bao gồm hai cành gắn vào một thân Chúng được cấu tạo từ bốn chuỗi polypeptide, trong đó có hai chuỗi nặng.
Các chuỗi nặng H và chuỗi nhẹ L của immunoglobulin đều giống hệt nhau, trong đó có hai loại chuỗi nhẹ là κ (kappa) và λ (lambda) Các chuỗi này được liên kết với nhau bằng cầu nối disulfide và có độ đàn hồi nhất định Mặc dù một phần cấu trúc của các chuỗi là cố định, nhưng phần đầu của hai "cánh tay" chữ Y lại rất biến đổi giữa các kháng thể khác nhau, tạo ra các vị trí kết hợp có khả năng phản ứng đặc hiệu với các kháng nguyên tương ứng, tương tự như enzyme tiếp xúc với cơ chất của nó Sự đặc hiệu của phản ứng kháng thể-kháng nguyên có thể được so sánh với ổ khóa và chìa khóa, khi mà kháng thể chỉ kết hợp đặc hiệu với loại kháng nguyên đã sinh ra chúng.
Kháng nguyên là các chất, thường là protein hoặc polysaccharide, khi xâm nhập vào cơ thể sẽ kích thích đáp ứng miễn dịch, dẫn đến việc sản xuất kháng thể Những kháng thể này có khả năng liên kết đặc hiệu với kháng nguyên, tạo ra phản ứng miễn dịch hiệu quả.
Tính đặc hiệu của kháng nguyên là khả năng kết hợp riêng biệt với kháng thể tương ứng trong phản ứng miễn dịch dịch thể, cũng như khả năng tương tác đặc hiệu với các thụ thể trên bề mặt tế bào lympho.
Bạch cầu T đóng vai trò quan trọng trong miễn dịch tế bào, với mỗi kháng nguyên tương ứng với một loại kháng thể cụ thể Sự gắn kết giữa kháng nguyên và kháng thể giống như chìa khóa và ổ khóa, cho thấy tính đặc hiệu cao Tính đặc hiệu này được xác định bởi sự tương đồng về cấu trúc hóa học giữa phân tử kháng thể và nhóm quyết định kháng nguyên.
Kết luận chương 1
Chương 1 đã trình bày tổng quan về chất màu hữu cơ, các hạt nano silica chứa chất màu hữu cơ và các đối tượng sinh học liên quan
1 Đã trình bày các đặc trưng cơ bản của phân tử màu hữu cơ như: cấu trúc hóa học, cấu trúc mức năng lượng, các dịch chuyển quang học Tính chất quang và các đặc trưng cơ bản của huỳnh quang của chất màu hữu cơ và các yếu tố ảnh hưởng cũng được trình bày chi tiết trong phần này
2 Các hạt nano silica chứa tâm màu hữu cơ được trình bày và nêu bật được những ưu điểm của các hạt nano chứa tâm màu so với các phân tử màu đơn lẻ
Các phương pháp chế tạo hạt nano silica chứa tâm màu bao gồm phương pháp Stober, micelle thuận và micelle đảo Mỗi phương pháp này đều có những ưu và nhược điểm riêng, phù hợp với từng loại tâm màu khác nhau.
Hạt nano silica chứa phân tử màu nổi bật với độ chói cao và độ bền quang học xuất sắc Chúng có khả năng bền vững trong môi trường sinh học và dễ dàng điều chỉnh kích thước cũng như nhóm chức năng trên bề mặt Những đặc điểm này tạo điều kiện thuận lợi cho việc ứng dụng hạt nano silica trong các phân tích sinh học.
Hạt nano silica chứa tâm màu có nhiều ứng dụng quan trọng trong sinh học, bao gồm việc sử dụng làm chất đánh dấu để hiện ảnh tế bào, phát hiện DNA siêu nhạy, và làm đầu dò đa chức năng Ngoài ra, chúng còn được ứng dụng trong máy đếm dòng tế bào và trong việc vận chuyển thuốc, mở ra nhiều tiềm năng mới cho nghiên cứu và điều trị y học.
3 Các khái niệm cơ bản của các đối tượng sinh học liên quan sử dụng trong các ứng dụng sinh học như: protein, kháng nguyên, kháng thể, vi khuẩn E coli
O157:H7, phản ứng miễn dịch… cũng được trình bày ngắn gọn.
