Báo cáo Luận văn - Nghiên cứu điều chế và đánh giá Nanolycopene

Ths. Vũ Thị Hồng Phượng Sinh viên thực hiện: Quách Thanh Hiếu Bà Rịa-Vũng Tàu, tháng 07 năm 2017 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ VÀ ĐÁNH GIA NANOLYCOPENE GVHD: TS. NGUYỄN THỊ LỆ THỦY THS. VŨ THỊ HỒNG PHƯỢNG 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU VIỆN KỸ THUẬT – KINH TẾ BIỀN PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN/ KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP (Đính kèm Quy định về việc tổ chức, quản lý các hình thức tốt nghiệp ĐH, CĐ ban hành kèm theo Quyết định số 585/QĐ-ĐHBRVT ngày 16/7/2013 của Hiệu trưởng Trường Đại học BR-VT) Họ và tên sinh viên:QUÁCH THANH HIẾU Ngày sinh: 27/10/1995 MSSV : .13030440 ................................. Lớp:DH13HD Địa chỉ : 145 Lưu Chí Hiếu – Phường 10 – Thành phố Vũng Tàu .... E-mail : Thanhhieu271095@gmail.com ........................................... Trình độ đào tạo : Đại học – Tín chỉ ................................................................. Hệ đào tạo : Chính quy ............................................................................. Ngành : Công nghệ kĩ thuật hóa học ................................................. Chuyên ngành : Hóa dầu ................................................................................ 1. Tên đề tài: Nghiên cứu điều chế và đánh giá nano lycopene ....................... 2. Giảng viên hướng dẫn: 1. Ts. NGUYỄN THỊ LỆ THỦY.Đơn vị công tác: Trung tâm nghiên cứu triển khai khu công nghệ cao . 2. Ths. VŨ THỊ HỒNG PHƯỢNG.Đơn vị công tác: Trường Đại học Bà Rịa- Vũng Tàu.. 3. Ngày giao đề tài:13/02/2017.. 4. Ngày hoàn thành đồ án/ khoá luận tốt nghiệp: 12/07/2017 Bà Rịa-Vũng Tàu, ngày 11 tháng 2 năm 2017 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ VÀ ĐÁNH GIA NANOLYCOPENE GVHD: TS. NGUYỄN THỊ LỆ THỦY THS. VŨ THỊ HỒNG PHƯỢNG 2 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) TRƯỞNG NGÀNH SINH VIÊN THỰC HIỆN (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ VÀ ĐÁNH GIA NANOLYCOPENE GVHD: TS. NGUYỄN THỊ LỆ THỦY THS. VŨ THỊ HỒNG PHƯỢNG 3 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu do tôi thực hiện và được sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Thị Lệ Thủy và ThS. Vũ Thị Hồng Phượng. Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong đề tài này là trung thực và chưa công bố dưới bất kỳ hình thức nào trước đây. Tôi xin cam đoan, những số liệu trong các bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá được chính tôi thu thập từ các nguồn khác nhau có ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo. Ngoài ra, trong luận văn còn sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũng như số liệu của các tác giả khác, cơ quan đều có trích dẫn và chú thích nguồn gốc. Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung luận văn của mình. Bà Rịa – Vũng Tàu, ngày 29 tháng 06 năm 2017 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ VÀ ĐÁNH GIA NANOLYCOPENE GVHD: TS. NGUYỄN THỊ LỆ THỦY THS. VŨ THỊ HỒNG PHƯỢNG 4 LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian từ khi bắt đầu làm đồ án tốt nghệp ở Trung tâm nghiên cứu triển khai khu Công nghệ cao Thành phố Hồ Chí Minh đến nay, em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của anh chị, cô chú cán bộ công nhân viên và bạn bè tại Phòng công nghệ Nano. Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến quý anh chị Phòng công nghệ Nano – Trung tâm nghiên cứu triển khai khu công nghệ cao TP HCM, đặc biệt là chị Nguyễn Thị Lệ Thủy và anh Nguyễn Thanh Sinh đã cùng với tri thức và tâm huyết của mình để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho em trong suốt thời gian thực tập tại Trung tâm. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu nói chung và các thầy cô ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học nói riêng, đặc biệt là Cô Vũ Thị Hồng Phượng đã tận tâm hướng dẫn cho em. Nếu không có những lời hướng dẫn, dạy bảo của thầy cô thì em nghĩ bài thu hoạch này của em rất khó có thể hoàn thiện được. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn Cô. Luận văn là kết quả cuối cùng của 4 năm học, được thực hiện trong khoảng thời gian 4 tháng. Tìm hiểu về cách Nghiên cứu điều chế và đành giá hệ phân tán nano lycopene trong môi trường nước. Bà Rịa Vũng Tàu, tháng 07 năm 2017 Sinh viên thực hiện Quách Thanh Hiếu LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ VÀ ĐÁNH GIA NANOLYCOPENE GVHD: TS. NGUYỄN THỊ LỆ THỦY THS. VŨ THỊ HỒNG PHƯỢNG 5 MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ....................................................................... i DANH MỤC BẢNG ........................................................................................ ii DANH MỤC HÌNH ........................................................................................ iii LỜI MỞ ĐẦU .................................................................................................. 1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ........................................................ 4 1.1. Công nghệ Nano .................................................................................... 4 1.1.1. Khái quát công nghệ nano ...................................................................... 4 1.1.2. Vật liệu nano ........................................................................................... 5 1.1.3. Tình hình hiện nay .................................................................................. 5 1.2. Lycopene ................................................................................................ 8 1.2.1. Khái quát về lycopene ............................................................................. 8 1.2.2. Cấu trúc và tính chất hóa lý .................................................................... 9 1.2.3. Những ưu điểm và hạn chế của lycopene ............................................. 11 1.3. Nano lycopene...................................................................................... 12 1.3.1. Lợi ích của nano lycopene .................................................................... 12 1.3.2. Các phương pháp nghiên cứu điều chế nano. ....................................... 13 1.3.3. Phương pháp điều chế nano lycopene tại Trung tâm nghiên cứu triển khai Khu công nghệ cao – Phương pháp nghiền quay kiểu hành tinh. ........... 15 1.3.4. Các phương pháp, công cụ dùng để đánh giá hệ nano lycopene .......... 19 CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM ................................................................... 35 2.1. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị thí nghiệm .......................................... 35 2.1.1. Hóa chất ................................................................................................ 35 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ VÀ ĐÁNH GIA NANOLYCOPENE GVHD: TS. NGUYỄN THỊ LỆ THỦY THS. VŨ THỊ HỒNG PHƯỢNG 6 2.1.2. Dụng cụ và thiết bị thí nghiệm..37 2.2. Thực nghiệm ........................................................................................ 39 2.2.1. Tiến hành thực nghiệm ......................................................................... 39 2.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình điều chế nano lycopene .............. 46 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................... 50 3.1. Đánh giá tính chất cảm quan của nano lycopene ............................ 50 3.2. Hình thái cấu trúc của hạt .....52 CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................... 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 59 PHỤ LỤC...61 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ VÀ ĐÁNH GIA NANOLYCOPENE GVHD: TS. NGUYỄN THỊ LỆ THỦY THS. VŨ THỊ HỒNG PHƯỢNG DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nguyên văn SEM Scanning Eclectron Microscope TEM Transmission Electron Microscopy UV – VIS Ultraviolet – visible spectroscopy HPLC High – performance liquid chromatography CHHBM Chất hoạt hóa bề mặt HPMC Hydroxypropyl methyl cellulose LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ VÀ ĐÁNH GIA NANOLYCOPENE GVHD: TS. NGUYỄN THỊ LỆ THỦY THS. VŨ THỊ HỒNG PHƯỢNG ii DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1. Bảng đánh giá nano lycopene bằng các chỉ tiêu cảm quan.52 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ VÀ ĐÁNH GIA NANOLYCOPENE GVHD: TS. NGUYỄN THỊ LỆ THỦY THS. VŨ THỊ HỒNG PHƯỢNG iii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Nanorobot xâm nhập vào cơ thể con người điều trị bệnh ................. 6 Hình 1.2. Pin Nano siêu nhỏ ............................................................................. 7 Hình 1.3. Công thức cấu tạo của Lycopene .................................................... 10 Hình 1.4. Bột lycopene .................................................................................... 11 Hình 1.5. Máy siêu âm DR – P280 DERUI. ................................................... 14 Hình 1.6. Bột HPMC...17 Hình 1.7. Tween 80.17 Hình 1.8. Máy nghiền bi kiểu hành tinh ......................................................... 19 Hình 1.9. Kính hiển vi điện tử quét (SEM) ..................................................... 19 Hình 1.10. Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) ........................................ 21 Hình 1.11. Cấu tạo của súng phóng điện tử .................................................... 22 Hình 1.12. Ảnh trường sáng và ảnh trường tối ............................................... 25 Hình 1.13. Thiết bị đo thế zêta SZ – 100 ........................................................ 26 Hình 1.14. Máy quang phổ hấp thụ (UV – VIS) ............................................. 27 Hình 1.15. Máy sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC .......................................... 31 Hình 1.16. Sơ đồ hệ thống HPLC ................................................................... 32 Hình 2.1. Dầu gấc – Bột gấc nhão .................................................................. 35 Hình 2.2. KOH của Meck ............................................................................... 36 Hình 2.3. Hòa tan muối ăn, sau đó lọc ............................................................ 36 Hình 2.4. Màng lọc Whatman Nylon 0,2 μm .................................................. 37 Hình 2.5. Máy khuấy từ IKA RW 20 Digital .................................................. 37 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ VÀ ĐÁNH GIA NANOLYCOPENE GVHD: TS. NGUYỄN THỊ LỆ THỦY THS. VŨ THỊ HỒNG PHƯỢNG iv Hình 2.6. Máy hút chân không38 Hình 2.7. Bể ổn nhiệt...38 Hình 2.8. Bếp gia nhiệt ...38 Hình 2.9. Máy nghiền quay.38 Hình 2.10. Rót dầu gấc vào beaker ................................................................. 40 Hình 2.11. Beaker đặt trong bể chưng cách thủy – khuấy – đo nhiệt độ ........ 40 Hình 2.12. Quá trình khuấy từ xà phòng hóa dầu gấc .................................... 41 Hình 2.13. Quá trình lọc lycopene .................................................................. 42 Hình 2.14. Quay nano lycopene ...................................................................... 43 Hình 2.15. Siêu âm .......................................................................................... 43 Hình 2.16. Bột gấc nhão .................................................................................. 44 Hình 2.17. Quá trình lọc rửa bột nhão ............................................................ 45 Hình 2.18. Thiết bị cô quay khép kín .............................................................. 46 Hình 2.19. Bột lycopene trích ly từ bột gấc nhão ........................................... 46 Hình 3.1. Bột lycopene .................................................................................... 50 Hình 3.2. Bột lycopene dạng tinh thể .............................................................. 50 Hình 3.3. Dung dịch Nano lycopene ............................................................... 51 Hình 3.4. Bột nano lycopene 5% .................................................................... 51 Hình 3.5. Kết quả đo SEM ngày 03.04.2017 .................................................. 53 Hình 3.6. Kết quả đo SEM ngày 02.05.2017 .................................................. 53 Hình 3.7. Kết quả đo TEM .............................................................................. 54 Hình 3.8. Phổ UV – VIS trong n- hexan của 3mẫu nano (đo lần 1) ............... 56 Hình 3.9. Phổ UV – VIS trong n- hexan của 3mẫu (đo lần 2) ........................ 56 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ VÀ ĐÁNH GIA NANOLYCOPENE GVHD: TS. NGUYỄN THỊ LỆ THỦY THS. VŨ THỊ HỒNG PHƯỢNG v LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ VÀ ĐÁNH GIA NANOLYCOPENE GVHD: TS. NGUYỄN THỊ LỆ THỦY THS. VŨ THỊ HỒNG PHƯỢNG LỜI MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây trên thị trường bắt đầu xuất hiện nhiều sản phẩm được quảng bá sử dụng công nghệ nano như khẩu trang nano bạc, thiết bị lọc nước nano, tủ lạnh nano, máy giặt nano, nano LCD, mỹ phẩm nano, sơn nano, “Công nghệ Nano” không chỉ góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm mà còn trở thành một chiêu thức tiếp thị của các nhà sản xuất nhằm thu hút sự chú ý của người tiêu dùng. “Công nghệ Nano” đang làm thay đổi cuộc sống của chúng ta nhờ vào khả năng can thiệp của con người tại kích thước nanomet, tại đó vật liệu nano thể hiện rất nhiều tính chất đặc biệt và lý thú. Một nhánh quan trọng của “Công nghệ Nano”, đó là lý sinh học nano, trong đó vật liệu nano được sử dụng để chẩn đoán, điều trị bệnh, làm đẹp,...Không thể không nhắc đến, một chế phẩm được ví như “thần dược” của tuổi thanh xuân, vừa xuất hiện gần đây đó là nano lycopene. Nano lycopene có rất nhiều công dụng trong việc làm đẹp như bảo vệ tế bào da chống bị oxy hóa, làm viên năng chống nắng, điều trị bệnh ung thư,Trong bài này, tôi xin được trình bày một số phương pháp chế tạo vật liệu nano và nghiên cứu điển hình là “Nghiên cứu điều chế Nano Lycopene”. NỘI DUNG ĐỀ CƯƠNG 1. Tính cấp thiết của đề tài Ngày nay, khoa học và công nghệ nano được xem là lĩnh vực công nghệ mới. Ngành khoa học này phát triển rất nhanh chóng chế tạo ra vật liệu có kích thước rất bé (trong khoảng từ 0.1 – 100nm ). Loại vật liệu này có nhiều tính chất mới lạ do hiệu ứng kích thước. Chế tạo hạt nano có kích thước theo yêu cầu là mục tiêu của các công trình nghiên cứu. Vì, trong vật liệu nano thông số kích thước là rất quan trọng ảnh hưởng đến đặc tính của chúng do sự thay đổi diện tích tiếp xúc bề mặt. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ VÀ ĐÁNH GIA NANOLYCOPENE GVHD: TS. NGUYỄN THỊ LỆ THỦY THS. VŨ THỊ HỒNG PHƯỢNG 2 Nano lycopene là một chất chống oxy hóa rất mạnh, có nhiều trong các loại quả như dưa hấu, ớt, cà chua, gấc,Các nhà khoa học Phần Lan đã phát hiện ra rằng, hàm lượng lycopene trong cơ thể càng cao thì nguy cơ đột quỵ não càng giảm. Đặc biệt, nano lycopene có thể phòng ngừa, và điều trị ung thư, ức chế tế bào ung thư, giảm ung thư tuyến tiền liệt . Mức độ lycopene khá cao trong máu và mô mỡ có liên quan đến việc làm giảm nguy cơ ung thư, bệnh tim, bệnh thoái hóa điểm vàng, ... Ngoài ra, nano lycopene còn có tác dụng chống viêm, kháng oxy hóa, 2. Tình hình nghiên cứu: Có rất nhiều nghiên cứu đã chứng minh những công dụng tuyệt vời của nano lycopen. Trong đó, tiêu biểu là nghiên cứu của trường Y Mount Sinal (New York) phát hiện nano lycopene có khả năng ngăn ngừa hiện tượng cháy nắng hiệu quả khi được sử dụng trên da. Các nhà nghiên cứu tại Đức khẳng định việc bổ sung nano lycopene có thể giúp cải thiện hiệu quả tình trạng da, giúp da bớt nhám và tróc vảy. Tại Nhật Bản, Lycopene được mệnh danh là “chiến binh dũng mãnh” giúp bảo vệ và đẩy lùi hiện tượng lão hóa, xóa mờ vết thâm nám, nếp nhăn trên da. Vào năm 2012, Công ty Fujifilm đã xây dựng thành công các hạt nano của lycopene, một chất chống oxy hóa được tiềm thấy trong cà chua và gấc. Và hiện tại các Thạc sĩ, Tiến sĩ thuộc phòng thí nghiệm Công nghệ Nano của Trung tâm nghiên cứu triển khai Khu công nghệ cao đã và đang nghiên cứu chế phẩm này để phục vụ cho đời sống người Việt Nam. 3. Mục đích nghiên cứu: - Điều chế Nano lycopene bằng phương pháp nghiền quay. - Thảo luận, đánh giá Nano lycopene bằng nhiều phương pháp như phương pháp quang phổ hấp thu UV – Vis, sắc kí lỏng hiệu năng cao HPLC, đánh giá LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ VÀ ĐÁNH GIA NANOLYCOPENE GVHD: TS. NGUYỄN THỊ LỆ THỦY THS. VŨ THỊ HỒNG PHƯỢNG 3 kết quả thông qua kính hiển vi điện tử quét SEM, kính hiển vi điện tử truyền qua TEM,... 4. Nhiệm vụ nghiên cứu: - Tiềm hiểu về công nghệ nano - Nghiên cứu một số phương pháp chế tạo vật liệu nano - Tiềm hiểu về hợp chất lycopene - Khảo sát một số lợi ích của nano lycopene trong thực tiễn ứng dụng - Quy trình điều chế nano lycopene - Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình điều chế - Đánh giá sản phẩm tạo thành bằng nhiều phương pháp, công cụ thiết bị (SEM, TEM, UV – VIS, HPLC,...). 5. Phương pháp nghiên cứu: Phương pháp nghiên cứu được sử dụng tại Trung tâm nghiên cứu triển khai Khu công nghệ cao là Phương pháp nghiền quay. 6. Kết quả nghiên cứu: Điều chế ra được nano lycopene, đánh giá các kết quả từ nano lycopene 7. Cấu trúc của luận văn tốt nghiệp: Gồm 4 chương: Chương 1: Tổng quan tài liệu Chương 2: Thực nghiệm Chương 3: Kết quả và thảo luận Chương 4: Kết luận và kiến nghị . LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ VÀ ĐÁNH GIA NANOLYCOPENE GVHD: TS. NGUYỄN THỊ LỆ THỦY THS. VŨ THỊ HỒNG PHƯỢNG 4 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Công nghệ Nano 1.1.1. Khái quát công nghệ nano Ngày nay, với sự phát triển của khoa học công nghệ, công nghệ nano đang được biết đến như một phép màu. Với kích thước bề dày khá nhỏ là nanomet đã đem lại nhiều tính năng vượt trội, đang dần thay thế với vật liệu có kích thước micromet và milimet. Trong vòng hai mươi năm qua, ngành công nghệ nano luôn là một ngành công nghệ mũi nhọn của thế giới. Hàng tỷ đô la được đầu tư mỗi năm cho nghiên cứu và ứng dụng công nghệ nano, hơn 3000 phát minh được đăng kí bản quyền sáng chế mỗi năm, càng ngày càng có nhiều sản phẩm ứng dụng nano được đưa ra thị trường. Dự đoán trong vòng 10 – 15 năm nữa, công nghệ nano sẽ tạo nên khoảng 1000 tỷ USD trong kinh doanh thương mại và sẽ có nhiều ảnh hưởng đến xã hội và con người. Tuy nhiên, hầu như ở các nước chưa có các quy định chặt chẽ về vấn đề phát triển, sử dụng vật liệu nano và chưa có các đánh giá chính xác về mức độ an toàn của sản phẩm nano [9]. Công nghệ nano có nhiều tiềm năng to lớn nhưng cần được phát triển một cách có trách nhiệm, không chỉ chạy theo lợi nhuận mà cần phải nghiên cứu nghiêm túc các tác động đến con người và môi trường nhằm giảm thiểu tối đa các nguy cơ tiềm ẩn của nó. Khái niệm về Công nghệ Nano được nhắc đến năm 1959 khi nhà vật lý người Mỹ Richard Feynman đề cập tới khả năng chế tạo vật chất ở kích thước siêu nhỏ đi từ quá trình tập hợp các nguyên tử, phân tử. Những năm 1980, nhờ sự ra đời của hàng loạt thiết bị phân tích, trong đó có kính hiển vi đầu dò quét (SPM hay STM) có khả năng quan sát đến kích thước vài nguyên tử hay phân tử, con người có thể quan sát và hiểu rõ hơn về lĩnh vực Nano. Công nghệ Nano LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ VÀ ĐÁNH GIA NANOLYCOPENE GVHD: TS. NGUYỄN THỊ LỆ THỦY THS. VŨ THỊ HỒNG PHƯỢNG 5 bắt đầu được đầu tư nghên cứu và phát triển mạnh mẽ. Ra đời mới hơn hai mươi năm, là một ngành công nghệ non trẻ, nhưng công nghệ Nano đang phát triển với tốc độ chóng mặt [9]. Công nghệ Nano (tiếng Anh: Nanotechnology) là ngành công nghiệp liên quan đến việc thiết kế, phân tích, chế tạo và ứng dụng các cấu trúc, thiết bị và hệ thống bằng việc điều khiển hình dáng, kích thước trên quy mô nanomet (nm, 1nm = 10-9m) [10]. 1.1.2. Vật liệu nano Vật liệu nano là vật liệu trong đó ít nhất một chiều có kích thước nanomet. Về trạng thái của vật liệu, người ta phân chia thành ba trạng thái, rắn, lỏng và khí. Vật liệu nano được tập trung nghiên cứu hiện nay, chủ yếu là vật liệu rắn, sau đó mới đến chất lỏng và khí. Về hình dáng vật liệu, người ta phân ra thành các loại sau:  Vật liệu nano không chiều (cả ba chiều đều có kích thước nano, không còn chiều tự do nào cho điện tử), ví dụ: đám nano, hạt nano.  Vật liệu nano một chiều là vật liệu trong đó hai chiều có kích thước nano, điện tử được tự do trên 1 chiều (2 chiều cầm tù), ví dụ: dây nano, ống nano.  Vật liệu nano hai chiều là vật liệu trong đó một chiều có kích thước nano, hai chiều tự do, ví dụ: màng mỏng. Ngoài ra còn có vật liệu có cấu trúc nano hay nanocomposite trong đó chỉ có một phần của vật liệu có kích thước nm, hoặc cấu trúc của nó có nano không chiều, một chiều, hai chiều đan xen lẫn nhau [10]. 1.1.3. Tình hình hiện nay Hiện nay, vật liệu nano được áp dụng rộng rãi trong và ngoài nước vì đặc tính của nó khá tốt, được ưa chuộng nhiều. Phát triển mạnh mẽ nhiều lĩnh vực. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ VÀ ĐÁNH GIA NANOLYCOPENE GVHD: TS. NGUYỄN THỊ LỆ THỦY THS. VŨ THỊ HỒNG PHƯỢNG 6 a) Y sinh học Các hạt nano được xem như là các robot nano thâm nhập vào cơ thể giúp con người có thể can thiệp ở quy mô phân tử hay tế bào. Hiện nay, con người đã chế tạo ra hạt nano có đặc tính sinh học có thể dùng để hỗ trợ chuẩn đoán bệnh, dẫn truyền thuốc, tiêu diệt các tế bào ung thư, Ví dụ như việc điều trị bệnh ung thư, nhiều phương pháp điều trị khác nhau đã được thử nghiệm để có thể hạn chế các khối u phát triển và tiêu diệt chúng ở cấp độ tế bào. Một nghiên cứu đã cho kết quả rất khả quan khi sử dụng các hạt nano vàng để chống lại nhiều loại ung thư. Các hạt nano này sẽ được đưa đến các khối u bên trong cơ thể, sau đó chúng được tăng nhiệt độ bằng tia laser hồng ngoại chiếu từ bên ngoài để có thể tiêu diệt các khối u. Không dừng lại ở đó, các nhà khoa học còn nghiên cứu một dự án nanorobot vô cùng đặc biệt. Với những chú robot có kích thước siêu nhỏ, có thể đi vào bên trong cơ thể con người để đưa thuốc điều trị đến những bộ phận cần thiết. Việc cung cấp thuốc một cách trực tiếp như vậy sẽ làm tăng khả năng cũng như hiệu quả điều trị [10]. Hình 1.1. Nanorobot xâm nhập vào cơ thể con người điều trị bệnh LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ VÀ ĐÁNH GIA NANOLYCOPENE GVHD: TS. NGUYỄN THỊ LỆ THỦY THS. VŨ THỊ HỒNG PHƯỢNG 7 Công nghệ nano trong tương lai không xa sẽ giúp con người chống lại căn bênh ung thư quái ác. Ngay cả những căn bênh ung thư khó chữa nhất như ung thư não, các bác sĩ sẽ có thể dễ dàng điều trị mà không cần mở hộp sọ của bệnh nhân hay bất kỳ phương pháp hóa trị độc hại nào. b) Các lĩnh vực khác *Điện tử - cơ khí Chế tạo các linh kiện điện tử nano có tốc độ xử lí cực nhanh, chế tạo các thế hệ máy tính nano, sử dụng vật liệu nano để làm các thiết bị ghi thông tin cực nhỏ, màn hình máy tính, điện thoại, tạo ra các vật liệu nano siêu nhẹ- siêu bền sản xuất các thiết bị xe hơi, máy bay, tàu vũ trụ,[10]. a) Hình 1.2. Pin Nano siêu nhỏ - Môi trường Chế tạo ra màng lọc nano lọc được các phân tử gây ô nhiễm, các chất hấp phụ, xúc tác nano dùng để xử lý chất thải nhanh chóng và hoàn toàn[10]. - May mặc Một ý tưởng vô cùng đặc biệt với loại quần áo có khả năng diệt vi khuẩn gây mùi hôi khó chịu trong quần áo đã trở thành hiện thực với việc áp dụng các hạt nano bạc. Các hạt nano bạc này có thể thu hút các vi khuẩn và tiêu diệt các tế bào của chúng. Ứng dụng hữu ích này đã được áp dụng trên một số LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ VÀ ĐÁNH GIA NANOLYCOPENE GVHD: TS. NGUYỄN THỊ LỆ THỦY THS. VŨ THỊ HỒNG PHƯỢNG 8 mẫu quần áo thể thao và đặc biệt hơn là được sử dụng trong một loại quần lót khử mùi. Không chỉ dừng lại ở công dụng khử mùi, công nghệ nano có thể biến chiếc áo bạn đang mặc thành một trạm phát điện di động. Sử dụng các nguồn năng lượng như gió, năng lượng mặt trời và với công nghệ nano bạn sẽ có thể sạc điện cho chiếc smartphone của mình mọi lúc mọi nơi. Ứng dụng này còn được sử dụng rộng rãi hơn với ý tưởng chế tạo những chiếc buồm bằng vật liệu nano, với khả năng chuyển hóa năng lượng tự nhiên thành điện năng. Tuy nhiên ứng dụng này vẫn đang trong quá trình thử nghiệm [10]. - Nông nghiệp Hiện nay tại Việt Nam đã có một số ứng dụng của công nghệ nano trong sản xuất các loại phân bón lá, thuốc trừ nấm bệnh cho cây trồng. Hai nguyên tố được tiếp cận đầu tiên ở dạng nano là nano bạc (Ag) và nano đồng (Cu). Đây là hai nguyên tố có tính chất kháng khuẩn mạnh và càng mạnh hơn khi nó được chia tách thành các hạt có kích thước nanomet. Nhưng trong hai nguyên tố này, có một nguyên tố là thành phần dinh dưỡng của cây và của con người, đó là đồng, cái còn lại (bạc Ag) thì không. Vì thế, đồng ở dạng nano được sử dụng như phân bón lẫn thuốc trừ nấm bệnh, vi khuẩn trên cây trồng, trở thành một loại thuốc bảo vệ thực vật không những không độc hại cho con người và môi trường mà còn giúp cung cấp dinh dưỡng vi lượng đồng cho cây với một liều lượng cực nhỏ vừa đủ, giúp cây thoát khỏi tình trạng bị ngộ độc do tích lũy đồng dư thừa trong đất [10]. 1.2. Lycopene 1.2.1. Khái quát về lycopene Lycopene là một sắc tố caroten và carotenoid màu đỏ tươi là một hóa chất thực vật được tìm thấy trong nhiều loại rau quả có màu đỏ như gấc, cà LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ VÀ ĐÁNH GIA NANOLYCOPENE GVHD: TS. NGUYỄN THỊ LỆ THỦY THS. VŨ THỊ HỒNG PHƯỢNG 9 chua, dưa hấu, đu đủ, ổi đỏ, bưởi đỏ, nhưng không có trong dâu tây hay anh đào. Mặc dù lycopen về mặt hóa học là một loại caroten, nhưng nó không có hoạt tính của vitamin A. Thực phẩm không có màu đỏ cũng có thể chứa lycopen, chẳng hạn như các loại đỗ, đậu [2]. Ở thực vật, tảo và các sinh vật có khả năng quang hợp khác, lycopen là một hợp chất trung gian quan trọng trong tổng hợp sinh học nhiều loại carotenoid, bao gồm cả beta caroten, hợp chất đóng vai trò trong quá trình tạo ra sắc tố đỏ, vàng hay cam, quang hợp và bảo vệ chống cháy sáng. Giống như mọi carotenoid khác, lycopen là một hydrocarbon không bão hòa, nghĩa là một alken không thay thế [1]. 1.2.2. Cấu trúc và tính chất hóa lý Lycopen là một tetraterpen và được tổ hợp từ 8 khối isopren chỉ bao gồm cacbon và hydro. Nó không hòa tan trong nước. Mười một liên kết đôi tiếp hợp của lycopen tạo ra màu đỏ đậm và hoạt tính chống ôxi hóa cho nó. Nhờ có màu nóng và không độc nên lycopen là một màu thực phẩm (E160d) hữu dụng và nó cũng được phê chuẩn cho phép sử dụng tại nhiều quốc gia, trong đó có Hoa Kỳ, Australia và New Zealand và EU [2]. a) Cấu trúc phân tử lycopene Các phân tử lycopene là một chuỗi mở của carotenoid chưa bão hòa với 40 cacbon có công thức phân tử là C40H56 có khối lượng phân tử của 536 Da và là một trong những carotenoid tổng hợp bởi thực vật và vi sinh vật quang hợp. Lycopene có 13 liên kết đôi, trong đó có 11 liên kết đôi liên hợp, chính vì vậy nó hoạt động như một chất chống lại các tác nhân oxy hóa như tia UV[4]. Tuy nhiên, các liên kết không bão hòa trong cấu trúc phân tử của nó làm cho lycopene dễ bị oxy hóa, nhạy cảm với ánh sáng và nhiệt. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ VÀ ĐÁNH GIA NANOLYCOPENE GVHD: TS. NGUYỄN THỊ LỆ THỦY THS. VŨ THỊ HỒNG PHƯỢNG 10 Hình 1.3. Công thức cấu tạo của Lycopene Lycopene có số đồng phân hóa rộng, kết quả lý thuyết là có 1056 cấu hình cis– trans. Chỉ có một vài đồng phân được thực sự tiềm thấy trong tự nhiên. Tuy nhiên với tất cả các đồng phân thì đồng phân trans của lycopene là đồng phân phổ biến nhất được tìm thấy trong thực phẩm. Sự ổn định nhiệt của các đồng phân lycopene đã được xác định tương đối so với tất cả các đồng phân trans. Các đồng phân lycopene được tìm thấy trong huyết tương người, sữa mẹ, và các mô của con người chủ yếu là của đồng phân cis. Các màu sắc của lycopene có liên quan trực tiếp đến hình thức đồng phân của nó. Các đồng phân trans và hầu hết các đồng phân khác của lycopene có màu đỏ, trong khi tetra – cis của lycopene có màu cam [3]. b) Tính chất hóa lý Lycopene có tinh thể hình kim màu đỏ dài từ hỗn hợp carbondisulphide và ethanol, dạng bột màu nâu đỏ. Là chất thấm dầu hòa tan trong các dung môi hữu cơ. Lycopene không hòa tan trong các dung môi phân cực như nước, ethanol, methanol. Lycopene nhạy với ánh sáng, oxy, nhiệt độ cao và axit [1][2]. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ VÀ ĐÁNH GIA NANOLYCOPENE GVHD: TS. NGUYỄN THỊ LỆ THỦY THS. VŨ THỊ HỒNG PHƯỢNG 11 Hình 1.4. Bột lycopene Lycopene tinh thể có độ nóng chảy 167oC – 168oC không có tác dụng lên ánh sáng phân cực [4]. Lycopene tan trong cacbonsunfua cho dung dịch màu đỏ máu. Trong chloroform và ether dầu hỏa cho dung dịch màu vàng đỏ. Trong benzene cho dung dịch màu vàng cam, trong cồn etylic cho dung dịch màu vàng. Với công thức cấu tạo của lycopene chứa nhiều nối đôi liên hợp nên nó có thể khử được các gốc tự do [4]. 1.2.3. Những ưu điểm và hạn chế của lycopene a) Ưu điểm Lycopene là một trong những hoạt chất rắn có màu đỏ đặc trưng, có đặc tính kháng oxy hóa rất cao trong gần 600 loại carotenoid được biết đến. Đặc tính này giúp lycopene có thể bảo vệ cơ thể khỏi các bệnh tật về suy thoái làm thay đổi AND như ung thư, lão hóa và tim mạch bằng cách trung hòa các gốc tự do và oxy hóa mức đơn ở năng lượng cao [1]. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ VÀ ĐÁNH GIA NANOLYCOPENE GVHD: TS. NGUYỄN THỊ LỆ THỦY THS. VŨ THỊ HỒNG PHƯỢNG 12 Lycopene hấp thụ bức xạ có bước sóng dài của ánh sáng khả kiến và khi phối hợp trong mỹ phẩm dưỡng da, hoặc có thể bảo vệ khỏi các ảnh hưởng ngắn hạn (cháy nắng), dài hạn (ung thư da) của ánh sáng mặt trời. Lycopene còn tham gia vào quá trình chống oxy hóa, chống lại tác nhân gây đột biến cho các tế bào của sinh vật và đặc biệt là phòng chống ung thư. Lycopene kìm hãm sự phát triển của một số căn bệnh ung thư như: ung thư tuyến tiền liệt, ung thư ruột, un