2005/02/26

Vật liệu từ nano trong sinh học

Dạ Trạch

Thuật ngữ từ học nano ứng dụng trong sinh học (nanobiomagnetism) càng ngày càng được sử dụng nhiều trong các ngành khoa học mũi nhọn và có rất nhiều ứng dụng quan trọng trong đời sống. Nó là một ngành khoa học kết hợp của ba ngành: vật lí, hóa học, và sinh vật học. Trong tự nhiên đã có rất nhiều các sinh vật sử dụng các hạt nano từ như các vi khuẩn, ong và những sinh vật định hướng bằng từ trường của trái đất. Nguyên tố từ tính chủ yếu trong sinh học là sắt và các hợp chất từ sắt.

Việc áp dụng các nguyên tắc trong sinh vật lên cơ thể người là điều mà các nhà khoa học đã và đang nghiên cứu. Từ hàng trăm năm trước, khi mà con người chưa hiểu rõ về nam châm nhưng họ vẫn dùng nó để lấy các vật thể lạ bằng sắt ra khỏi các vị trí trong cơ thể. Nhưng những ứng dụng đó không nhiều và không có tầm quan trọng đặc biệt. Chỉ đến khi vật liệu từ có kích thước nano ra đời thì các ứng dụng mới phát triển mạnh mẽ. Để hiểu tại sao vật liệu nano có tầm quan trọng chúng ta cần phải biết một số giá trị kích thước của tế bào từ 10-100 m, virus từ 20-500 nm, protein từ 5-50 nm, gen có 2 nm chiều rộng và 10-100 nm chiều dài. Vật liệu nano có kích thước đủ nhỏ để có thể đi sâu vào các cơ quan mà không làm ảnh hưởng đến chức năng của chúng.

Một số sinh vật định hướng dựa vào từ trường trái đất.

Vật liệu từ nano sinh học cần một số tính chất mà các ứng dụng thuần túy vật lí không quan tâm như độc tính, bao phủ bề mặt, thời gian tồn tại trong cơ thể sinh vật.

Độc tính (biotoxicity)
Các tế bào có thể bị chết bởi hai cách: tác nhân ngoại như tác động của các hợp chất hóa học hoặc bị một áp lực cơ học, tác nhân nội được lập trình để tế bào sẽ chết sau một loạt các chuỗi sự kiện nhất định (apoptosis). Các tác nhân ngoại gây đến cái chết của tế bào gọi là các tác nhân có độc tính, một số hợp chất độc đối với loại tế bào này lại không độc với loại tế bào khác. Thông thường để thử độc tính của một hợp chất nào đó người ta thường thử với tế bào vú, nếu nó không độc (biocompatible: tương hợp) với tế bào vú thì nó sẽ không độc với hầu hết các tế bào khác. Các vật liệu từ nano cần phải tương hợp với thực thể sống. Vật liệu thường dùng hiện nay là ô-xít sắt vì chúng rẻ, dễ dàng chế tạo và có tính chất từ khá đa dạng như tính siêu thuận từ hoặc ferri từ. Nhược điểm của loại vật liệu này là chúng có mô men từ bão hòa (khoảng 100 emu/g) và độ cảm từ không lớn. Một số các vật liệu khác cũng được nghiên cứu và sử dụng đó là sắt, cobalt, Ni, ferrite, FePt,...

Lớp bề mặt
Các hạt có kích thước nano có xu hướng kết tụ để giảm năng lượng bề mặt, và giảm lực van der Wal người ta bao phủ xung quanh các hạt một chất hoạt hóa bề mặt (surfactant) để giữ cho các hạt phân tán trong dung môi hoặc làm cho hạt có tính tương hợp sinh học. Sự kết hợp giữa các hạt nano từ được bao phủ bởi các phân tử chất hoạt hóa bề mặt trong một dung môi như nước hay dầu được gọi là chất lỏng từ (magnetic fluid). Đặc tính của các chất hoạt hóa về mặt là chúng là các phân tử dài (2-10 nm), có một đầu phân cực và đuôi không phân cực. Trong dung môi nước, các đầu phân cực sẽ hướng về các phân tử nước và các đuôi không phân cực sẽ hướng về bề mặt các hạt nano và tạo một lớp bao phủ bề mặt rất chắc chắn xung quanh hạt nano.

Thời gian tồn tại trong cơ thể sống
Cơ thể sống có một cơ chế gọi là opxonin (opsonize), nó cho phép nhận biết các vật thể lạ trong cơ thể và nếu phát hiện ra các vật thể này thì chúng sẽ tìm cách đưa các vật thể đó ra ngoài. Quá trình opxonin được thực hiện thông qua hệ miễn nhiễm (reticuloendothelial system). Nếu các hạt nano xâm nhập vào cơ thể thì sẽ bị loại ra ngoài sau khoảng 5 phút. Tất nhiên quá trình loại bỏ này phụ thuộc rất nhiều vào tính chất của hạt nano như kích thước, điện tích bề mặt và tính ưa kị nước. Hạt càng nhỏ thì càng tồn tại lâu trong cơ thể nhưng nếu nhỏ quá thì từ tính bị yếu đi nên ta phải thỏa hiệp giữa hai thông số này. Bằng cách sử dụng các chất hoạt hóa bề mặt, tính ưa kị nước sẽ được cải thiện.

(còn nữa)

12 comments:

Anonymous said...

Hello
That was useful info...thanks and Welcome to live chat FETISH. If you search the aldactone? Click here - aldactone
Enjoy

Anonymous said...

Hi all!. Use these helpful search engines TFO search & movie pages and try to find all you need in your area!
for fun

Anonymous said...

bai viet rat huu ich, thay mat ban doc, cam on ban rat nhieu, minh dang tim hieu va wan tam den linh vuc nano. Thanks

Anonymous said...

Cảm ơn Dạ Trạch về bài viết rất bổ ích này.
Nếu có thể mong được DT giải thích thêm một chút về việc điện tích bề mặt và tính ưa/kỵ nước vủa vật liệu liên quan như thế nào đến thời gian tồn tại của nó trong cơ thể sinh vật.
Hi vọng anh sớm viết phần tiếp theo để mọi người được tham khảo thêm. :)

Lin Huang said...

abercrombie and fitch new york
gucci
coach outlet store online
coach factory outlet
abercrombie
coach outlet
michael kors outlet online
christian louboutin outlet
hollister kids
air jordan 13
lebron james shoes
prada uk
gucci outlet
abercrombie store
hollister clothing store
toms outlet
michael kors purse
kobe shoes
beats solo
kate spade
lebron james shoes
michael kors
louis vuitton outlet
michael kors outlet
insanity workout
cheap jordans
jordan 11
coach factory outlet
true religion jeans
ralph lauren outlet
louis vuitton
coach factory outlet online
michael kors outlet
jordan 11s
chanel handbags
ray ban outlet
chi flat iron
tory burch outlet online
mulberry uk
true religion jeans
caihuanglin20150612

Meiqing Xu said...

15724meiqing
michael kors
tods shoes
cheap jordans
ray ban uk
abercrombie & fitch new york
ray ban sungalsses
mont blanc legend
prada outlet
kate spade outlet
polarized sunglasses
coach outlet
michael kors handbags
michael kors outlet online
mont blanc
coach factory outlet
celine outlet
tods outlet
louis vuitton
chanel uk
chi flat irons
cheap jordans
louis vuitton handbags
ray ban sunglasses
lv outlet
louis vuitton handbags
dior handbags
ray ban outlet
jordan shoes
mont blanc pens
ray ban sunglasses
coach outlet
ralph lauren outlet
christian louboutin shoes
coach outlet store online
michael kors outlet
nike air max uk
ralph lauren uk
burberry sale
abercrombie & fitch
coach outlet

Xianjun Ranqin said...

qihang0921,adidas shoes
ugg boots
lebron james shoes
pandora bracelets
tods outlet
toms wedges
celine handbags
retro jordans
michael kors outlet online
nike free runs
prada outlet
abercrombie
true religion outlet
longchamp pas cher
mont blanc pens
ray ban sunglasses
louboutin pas cher
cheap jerseys
longchamp handbags
air max 90
gucci
nike blazer
uggs on sale
cheap jordans
mcm handbags
nike cortez
cheap uggs boots
hermes uk
canada goose outlet
kate spade outlet
nike huarache trainers
jordan pas cher
moncler outlet
nike running shoes
gucci shoes
ray ban sunglasses outlet
christian louboutin shoes
north face uk
kevin durant shoes
oakley sunglasses wholesale
q

Junda Xu said...

20151026 junda
michael kors outlet
louis vuitton outlet
nfl jerseys
cheap ugg boots
Coach Factory Outlet Online Sale
air max 95,nike golf,nike janoski,air max 1,nike canada,nike plus,nike shox,nike factory store
Louboutin Red Bottoms Shoes Outlet
oakley sunglasses
louis vuitton outlet
ralph lauren polo
michael kors outlet
michael kors outlet sale
ugg boots
Authentic Louis Vuitton Handbags Cheap Online
mont blanc
michael kors outlet
Gucci Outlet Online Sale
michael kors handbags
Authentic Louis Vuitton Belts Outlet Store
michael kors outlet
Coach Factory Outlet Private Sale
true religion jeans
tory burch outlet
Oakley Vault Outlet Store Online
hollister clothing store
nike trainers
Louis Vuitton Handbags Official Site
michael kors handbag
Louis Vuitton Handbags Factory Store
uggs australia

柯云 said...

2016-01-09keyun
cheap ugg boots
louis vuitton outlet
louis vuitton bags
oakley sunglasses
cheap tods
uggs for men
tory burch shoes
oakley sunglasses
michael kors outlet
hollister kids
michael kors outlet clearance
nike huarache white
cheap ray ban sunglasses
kobe 8
coach clearance
cheap air jordans
louis vuitton outlet stores
jordan shoes
ugg boots outlet
cheap oakley sunglasses
timberlands
michael kors outlet
celine handbags
coach outlet
michael kors outlet
louis vuitton purses
ray ban outlet
coach outlet
canada goose outlet online
fake oakley sunglasses
uggs outlet
canada goose coats
ugg australia outlet
nfl jerseys wholesale
hollister kids
coach outlet
christian louboutin shoes
louis vuitton bags
gucci outlet

chenlili said...

chenlili20160324
the north face jackets
christian louboutin sale
hollister jeans
oakley store
ghd hair straighteners
nike roshe run mens
ugg outlet
ugg for cheap
copy watches
kate spade outlet
tory burch flats
louis vuitton uk
nike free 5.0
louis vuitton bags
coach outlet online
kate spade outlet
nfl jerseys
jordan retro 4
toms outlet
michael kors outlet
ralph lauren outlet
fit flops
nike trainers sale
coach outlet online
kate spade purses
louis vuitton outlet
tods outlet store
gucci handbags
vans sneakers
louis vuitton
burberry sale
replica rolex watches
jordan 3s
oakkey sunglasses
michael kors outlet
michael kors outlet

xjd7410@gmail.com said...

coach factory outlet
toms outlet
louis vuitton handbags
louis vuitton purses
cheap nfl jerseys
michael kors handbags
michael kors outlet
michael kors outlet
cheap oakley sunglasses
juicy couture
ralph lauren outlet
coach factory outlet online
hermes outlet
toms outlet
tods outlet online
ralph lauren polo
rolex watches
coach factory outlet
kate spade handbags
ray ban sunglasses
polo ralph lauren outlet
kate spade outlet
nike air max uk
polo ralph lauren
louis vuitton handbags
michael kors outlet clearance
nike air max 90
timberland outlet
ghd flat iron
michael kors outlet clearance
chenyingying2016716

soma taha said...

Having read this I believed it was rather informative
http://www.prokr.net/2016/09/spraying-pesticides-anti-insects-company-in-qassim.html
http://www.prokr.net/2016/09/pesticides-spray-anti-insect-company-riyadh.html