Luận án Nghiên cứu tổng hợp và biến tính bề mặt nano silica cấu trúc rỗng định hướng ứng dụng mang thuốc chống ung thư

hỉ tiêu còn lại, mẫu được chuẩn bị ở dạng rắn. 
62 
2.3.7. Biến tính bề mặt nano silica cấu trúc rỗng với Pluronic (F127) 
 Phương pháp nghiên cứu 
Tương tự như mPEG, đối với Pluronic cũng cần được hoạt hóa với 4-
Nitrophenyl chloroformate. Tuy nhiên, trong cấu trúc của Pluronic có hai nhóm –OH 
ở hai đầu, nên sau khi cả hai đầu được hoạt hóa với NPC thì tiếp tục cho phản ứng 
với 3-amino-1-propanol để tạo thành một nhóm –OH ở một đầu, sản phẩm tạo thành 
kí hiệu NPC-F127-OH. Tiếp theo, để biến tính bề mặt nano silica với Pluronic 
(HMSN-F127), sử dụng mẫu silica trên bề mặt có chứa nhóm amin phản ứng với 
Pluronic đã hoạt hóa để tạo thành HMSN-F127. 
Sơ đồ 2.10. Sơ đồ phản ứng tổng hợp NPC-F127-OH 
 Quy trình tổng hợp 
a) Hoạt hóa Pluronic (F127) bằng 4-Nitrophenyl chloroformate (NPC) 
Cân 5 gam F127 cho vào bình cầu 250 mL làm nóng chảy ở nhiệt độ 65oC 
trong môi trường chân không khoảng 1 giờ 30 phút để F127 tan chảy hoàn toàn và 
đồng thời không có độ ẩm trong mẫu. Sau đó 0,18 g NPC cho vào bình cầu, khuấy ở 
nhiệt độ 65oC, môi trường khí N2 trong 5 giờ. Giảm nhiệt độ xuống 40oC, cho 10 ml 
THF vào khuấy ở nhiệt độ trong vòng 16 giờ. Cho 0,03 ml 3-amino-1-propanol (1,2 
mmol và d = 0,982 gam/l) pha loãng bằng 10 ml THF, nhỏ giọt từ từ vào bình cầu, 
khuấy từ trong 5 giờ ở nhiệt độ phòng. Dung dịch thu được đem đi tủa trong 250 ml 
63 
diethyl ether. Sau đó, hỗn hợp được lọc hút chân không, sản phẩm được đem đi cô 
quay để loại hoàn toàn dung môi còn sót lại đến khối lượng không đổi. Sản phẩm thu 
được có màu trắng mịn. 
Sơ đồ 2.11. Sơ đồ hoạt hóa F127 bằng p-nitrophenyl chloroformate 
b) Biến tính bề mặt nano silica cấu trúc rỗng với Pluronic 
Phân tán 50 mg HMSN-NH2 (mẫu chứa lượng amin cao nhất) trong 10ml nước 
khử ion, đánh siêu âm trong 15 phút và cho vào bình cầu, gọi là dung dịch A. Hòa 
tan NPC-F127-OH trong nước khử ion, khuấy đến tan, gọi là dung dịch B. Nhỏ từ từ 
dung dịch B vào dung dịch A, tiếp tục khuấy trong vòng 2 giờ với tốc độ 350 rpm. 
Sản phẩm thu được thẩm tách với nước cất bằng màng 12×14 KDa trong 2 ngày, thay 
nước 4 lần/ngày, sau đó đông khô thu được mẫu HMSN-F127 dạng bột màu trắng. 
 Phương pháp đánh giá 
Mẫu NPC-F127-OH, HMSN-F127 được phân tích bằng FTIR. Ngoài ra mẫu 
HMSN-F127 được đánh giá hình thái qua ảnh SEM, TEM. Đánh giá kích thước hạt 
và thế zeta, đánh giá diện tích bề mặt - thể tích lỗ xốp, XRD, XPS và TGA. 
64 
Chuẩn bị mẫu: Mẫu sau khi đông khô (các thông số cài đặt như sau: nhiệt độ 
-38,1oC, áp suất 29,5 Pa) trong 3 ngày thì được phân tán lại trong nước khử ion đã 
được lọc qua màng 0,45µm với nồng độ 1000 ppm. Đối với mẫu chụp hình TEM, sau 
khi dung dịch được siêu âm thì tráng ngay lên bề mặt lưới đồng và làm khô. Riêng 
đối với mẫu đo kích thước hạt, thế zeta thì dung dịch được để ổn định khoảng 1 giờ 
sau khi siêu âm. Đối với các chỉ tiêu còn lại, mẫu được chuẩn bị ở dạng rắn. 
2.3.8. Nghiên cứu hiệu quả nang hóa thuốc chống ung thư Doxorubicin (Dox) 
của các chất mang nano HMSN, HMSN-NH2, HMSN-mPEG, HMSN-F127 
Để đánh giá khả năng nang hóa thuốc của nano silica rỗng và mẫu chức hóa 
bề mặt, phương pháp khuếch tán qua màng được sử dụng. Theo phương pháp này hệ 
chất mang – thuốc được khuấy tại nhiệt độ phòng, sau đó cho vào màng thẩm tách và 
đặt vào môi trường trường thích hợp để loại thuốc tự do. Thuốc tự do được định lượng 
bằng phương pháp trắc quang UV-Vis. 
Khả năng mang thuốc của vật liệu được đánh giá qua thông số: Hiệu suất tải 
thuốc – DLE (Drug loading efficency) và khả năng mang thuốc – DLC [95, 143]: 
Hiệu suất tải thuốc 
DLE (%) = 
Lượng thuốc chứa trong mẫu
Tổng lượng thuốc ban đầu
 x 100% 
Khả năng mang thuốc của hạt 
DLC (%) = 
Lượng thuốc chứa trong mẫu
Tổng lượng mẫu và lượng thuốc ban đầu
 x 100% 
Quy trình thực hiện: Phân tán 20 mg mỗi chất mang trong 8 ml nước khử 
ion, đánh siêu âm 15 phút, cho vào lọ thủy tinh màu nâu. Tiếp theo thêm dung dịch 
Doxorubicin 1000 ppm vào và khuấy hỗn hợp trong 24 giờ tại nhiệt độ phòng (riêng 
đối với chất mang HMSN-F127 thì khuấy tại 20oC do đây là polymer nhạy nhiệt), 
mẫu được đặt trong bóng tối. Sau đó chia thành 3 phần, tương ứng với ba nghiệm 
thức. Cho mỗi phần vào một túi màng cellulose 6×8 KDa, thẩm tách trong 10 ml nước 
khử ion trong 6 giờ. Thay nước bên ngoài màng 3 lần, mỗi lần cách nhau 2 giờ. Nước 
cất ngoài màng ứng với mỗi lần thay được đem đi đo UV-Vis để xác định hàm lượng 
Dox tự do tương ứng. Sau khi loại thuốc dư, dung dịch bên trong màng ngay lập tức 
được đông khô để mang đánh giá khả năng phóng thích thuốc. Kí hiệu hệ chất mang 
– thuốc gồm HMSN/Dox, HMSN-NH2/Dox, HMSN-mPEG/Dox, HMSN-F127/Dox. 
65 
Sơ đồ 2.12. Sơ đồ nang hóa thuốc Doxorubicine của hệ chất mang 
2.3.9. Khảo sát tốc độ phóng thích thuốc Doxorubicin của hệ HMSN/Dox, 
HMSN-NH2/Dox, HMSN-mPEG/Dox, HMSN-F127/Dox 
Đệm PBS là một dung dịch đẳng trương có pH 7,4 giống với pH trong cơ thể 
người, pH 5,5 là pH của tế bào ung thư, đây là dung dịch điển hình để thẩm tách các 
chất tương hợp sinh học. Phương pháp màng thẩm tách được sử dụng để khảo sát sự 
nhả chậm thuốc Dox từ hệ. Túi thẩm tách có khối lượng phân tử 3.5 KDa chứa mẫu 
được treo lơ lửng trong dung dịch phosphate-buffered saline (PBS) có pH 7,4 và pH 
5,5 được đặt trong bể điều nhiệt và khuấy ở 37 ± 10C. Ở mỗi khoảng thời gian khác 
nhau một lượng mẫu được rút ra, đồng thời thêm vào một lượng tương ứng dung dịch 
PBS được rút ra để đảm bảo thể tích dung dịch đệm không đổi. Hàm lượng Dox được 
giải phóng ra được xác định bằng phương pháp quang phổ tử ngoại khả kiến UV-Vis. 
Thí nghiệm nhả chậm Dox được làm lặp lại 3 lần với khoảng tin cậy lớn hơn 95%. 
Phần trăm Dox giải phóng ra được tính bằng công thức (Wendy H. Chern). 
Q = CnVs + Vt ∑ Cn−1
n−1
i=1
Trong đó: 
Q: lượng Dox được giải phóng từ chất mang nano 
Cn: nồng độ ở thời điểm t. 
66 
Vs: thể tích của PBS 
Vt: thể tích mẫu. 
∑ Cn−1
n−1
i=1 : nồng độ của Dox được giải phóng theo thời gian. 
Quy trình thực hiện: Phân tán một lượng xác định hệ chất mang – thuốc gồm 
HMSN/Dox, HMSN-NH2/Dox, HMSN-mPEG/Dox, HMSN-F127/Dox vào 1 ml 
nước cất. Chuyển các mẫu thử vào màng cellulose 6×8 KDa riêng biệt. Đặt các màng 
thẩm tách vào 20 ml dung dịch đệm photsphate (PBS) có pH lần lượt 7,4 và 5,5. Tiến 
hành khuấy dung dịch tại nhiệt độ sinh lý 37oC với tốc độ 100 rpm. Tại các thời điểm 
định trước gồm 1, 3, 6, 9, 12, 24, 36, 48 và 72 giờ thì 2 ml dung dịch bên ngoài màng 
được lấy ra và 2ml đệm được thêm vào. Đo độ hấp thụ của các dung dịch ngoài màng 
bằng phương pháp trắc quang UV-Vis, sau đó vẽ biểu đồ phóng thích thuốc của các 
mẫu tương ứng. 
Sơ đồ 2.13. Sơ đồ phóng thích thuốc của hệ chất mang – thuốc 
67 
2.3.10. Nghiên cứu độc tính tế bào đối với các hệ chất mang nano HMSN, HMSN-
NH2, HMSN-PEG, HMSN-F127, HMSN/Dox, HMSN-NH2/Dox, HMSN-
mPEG/Dox, HMSN-F127/Dox 
Sử dụng các phương pháp MTT để đánh giá độ độc tế bào của hệ mang thuốc 
và hiệu quả diệt tế bào ung thư của hệ chất mang khi mang thuốc chống ung thư. Các 
tế bào ung thư dự kiến sử dụng là tế bào ung thư gan HCC J5 và được thực hiện tại 
Viện Khoa học vật liệu ứng dụng thành phố Hồ Chí Minh. 
 Nguyên tắc 
MTT là phương pháp phản ánh số lượng tế bào thông qua các sản phẩm trao 
đổi chất của chúng. Cụ thể, các enzyme oxidoreductase phụ thuộc NADPH (NADPH-
dependent oxidoreductase) phản ánh số lượng tế bào sống hiện diện. Những enzyme 
này có khả năng khử muối 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium 
bromide (viết tắt là MTT, thuộc loại muối tetrazolium) tạo thành tinh thể formazan 
không tan, có màu tím. Sau đó, formazan được hòa tan bằng dung dịch isopropanol 
đã được axit hóa trước bằng HCl 0,01N tạo thành dung dịch màu tím. Dung dịch này 
được định lượng (xác định nồng độ formazan) bằng cách đo mật độ quang (optical 
density, hay OD) của nó, sử dụng máy đo quang phổ ở bước sóng 500 – 600 nm. Từ 
giá trị này, tính toán ngược lại số lượng tế bào sống, từ đó đánh giá hoạt tính của đối 
tượng đã thử nghiệm. 
 Nuôi cấy tế bào 
Dòng tế bào ung thư gan (HCC J5) được nuôi cấy trong môi trường DMEM 
có bổ sung L-glutamin (2 mM), 1,5 g/L NaHCO3, penicillin (100 U/mL), 
streptomycin (100 μg/mL), 10% (v/v) huyết thanh bào thai bò FBS và ủ ở 37oC, 
5% CO2. 
 Quy trình khảo sát hoạt tính gây độc bằng phương pháp MTT 
Tế bào đơn được cấy trên những đĩa nuôi cấy 96 giếng với mật độ là 5×104 
tế bào/giếng. Sau 24 giờ nuôi cấy, quần thể tế bào được ủ với chất khảo sát lần 
lượt Dox, HMSN, HMSN-NH2, HMSN-mPEG, HMSN-F127, HMSN/Dox, 
HMSN-NH2/Dox, HMSN-mPEG/Dox và HMSN-F127/Dox ở các nồng độ khác 
nhau trong 48 giờ. Sau đó, 20 µl dung dịch MTT (5 mg/mL) được thêm vào mỗi 
giếng và ủ 4 giờ ở 37oC. Môi trường nuôi cấy được loại bỏ, 100 µl dung dịch 
DMSO được thêm vào mỗi giếng và khuấy nhẹ trong 2 phút. Các đĩa sau đó được 
68 
đo độ hấp thụ quang tại bước sóng 570 nm. Các thí nghiệm được lặp lại ba lần và 
kết quả được trình bày dưới dạng giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn. 
 Xử lý kết quả 
Sau khi có giá trị mật độ quang ở bước sóng 570nm (ký hiệu là OD570 ) 
- Tính OD570 = ODtb - ODblank 
- Tính tỉ lệ (%) gây độc tế bào theo công thức: 
TN
C
OD
% I= 1- ×100 %
OD
Với 
- ODtb: giá trị OD của giếng có chứa tế bào 
- ODblank: giá trị OD của giếng blank (không có tế bào) 
- ODTN: giá trị OD của mẫu thử 
- ODC: giá trị OD của mẫu chứng (control) 
Dữ liệu được tính toán dựa trên giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn và đánh giá 
thống kê thực hiện bằng Microsolf Excell. 
69 
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ - THẢO LUẬN 
3.1. Kết quả khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến kích thước hạt nano silica rắn 
3.1.1. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ TEOS 
Theo báo cáo của Stober và cộng sự, lượng TEOS không ảnh hưởng đến kích 
thước hạt [10]. Ngược lại, Bogush và cộng sự cho rằng kích thước hạt lớn hơn do 
tăng nồng độ của TEOS [12] và trong khi Van Helden và cộng sự thì cho rằng kích 
thước hạt giảm [144]. 
Đồ thị 3.1. Ảnh hưởng của nồng độ TEOS đến kích thước hạt tại nồng độ ban đầu 
cố định của NH3 (0,41 mol/l) và H2O (7,23 mol/l) 
Quan sát Đồ thị 3.1 nhận thấy tại nồng độ của dung dịch NH3 0,41 mol/l và 
nồng độ H2O 7,23 mol/l, kích thước hạt tăng khi tăng nồng độ của TEOS cho đến khi 
nồng độ TEOS 0,61 mol/l thì kích thước hạt ổn định khoảng 239,63 ± 3,50 nm. Cơ 
chế tạo thành các hạt gồm hai giai đoạn. Giai đoạn thứ nhất (giai đoạn tạo mầm) tại 
dung dịch quá bão hòa ban đầu, sự tạo thành các hạt mầm diễn ra để hình thành các 
hạt sơ cấp. Giai đoạn thứ hai (giai đoạn phát triển mầm) là sự kết tụ các hạt sơ cấp 
tạo thành các hạt thứ cấp bền hơn [12, 145]. Trong giai đoạn tạo mầm, nồng độ của 
TEOS sẽ quy định lượng mầm/ hạt sơ cấp. Do đó khi tăng nồng độ của TEOS thì 
nồng độ của hạt sơ cấp tại giai đoạn tạo mầm (tạo thành do phản ứng thủy phân) cũng 
tăng lên, kết quả là hạt sẽ tăng kích thước nhanh chóng ở giai đoạn phát triển mầm. 
Tuy nhiên, khi nồng độ TEOS lớn hơn 0,6 mol/l thì kích thước hạt giảm do nồng độ 
TEOS quá cao thì vai trò xúc tác của NH3 trong phản ứng thủy phân và phản ứng 
trùng ngưng không hiệu quả nên kích thước hạt giảm. Kết quả này phù hợp với nghiên 
cứu của Rahman và cộng sự [110]. 
70 
Đồ thị 3.2. Ảnh hưởng của nồng độ TEOS đến sự phân bố kích thước hạt tại nồng 
độ ban đầu cố định của NH3 (0,41 mol/l) và H2O (7,23 mol/l) 
Sự phân bố kích thước kích thước hạt (SD) thể hiện trong Đồ thị 3.2, tại tất cả 
các nồng độ đường cong phân bố khá rộng và có hình dạng giống nhau thuộc kiểu 
hình chuông. Tuy nhiên, khi nồng độ TEOS lớn hơn 0,22 mol/l thì đường SD rộng 
hơn. Điều này do khi nồng độ TEOS tăng thì sự tạo thành các hạt sơ cấp tại giai đoạn 
quá bão hòa cao hơn tốc độ tiêu thụ (consumption) các hạt này (do nồng độ chất xúc 
tác giảm) theo cơ chế Ostwald [146, 147]. Do đó, các hạt sơ cấp này kết hợp với nhau 
một cách tự nhiên để tạo thành các hạt thứ cấp bền hơn, kết quả là sẽ tồn tại nhiều 
kích thước hạt [148]. Ngoài ra, kết quả ảnh TEM Hình 3.1 cho thấy các hạt nano silica 
tạo thành tại nồng độ TEOS cao nhất 1,2 mol/l có sự kết tụ và kích thước hạt không 
đều. 
Hình 3.1. Ảnh TEM của nano silica tương ứng với hai nồng độ của TEOS: (A) 0,07 
mol/l and (B) 1,20 mol/l tại điều kiện cố định 
3.1.2. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ ammonia 
Nhìn chung phản ứng thủy phân diễn ra rất chậm, mặc dù axit hoặc bazơ được 
dùng như là chất xúc tác. Ammonia được dùng làm chất xúc tác cho phản ứng thủy 
71 
phân và ngưng tụ của TEOS trong ethanol. Nếu không có ammonia thì silica tạo thành 
có hình dạng hạt không đều và không có dạng hình cầu khi quan sát dưới kính hiển 
vi. Do đó, ammonia ảnh hưởng đến hình thái của các hạt và tạo thành các hạt có dạng 
hình cầu. Khi tăng nồng độ ammonia thì kích thước hạt sẽ tăng và hạt hình cầu lớn 
nhất được tạo thành khi hỗn hợp phản ứng bão hòa với ammonia [10]. 
Đồ thị 3.3. Ảnh hưởng của nồng độ ammonia đến kích thước hạt tại nồng độ ban 
đầu cố định của TEOS (0,36 mol/l) và H2O (6,90 mol/l) 
Đồ thị 3.4. Ảnh hưởng của nồng độ amonia đến sự phân bố kích thước hạt tại nồng 
độ ban đầu cố định của TEOS (0,36 mol/l) và H2O (6,90 mol/l) 
Quan sát Đồ thị 3.3 và 3.4 nhận thấy khuynh hướng chung về kích thước hạt 
và sự phân bố kích thước hạt (SD) khi tăng nồng độ của ammonia. Sự có mặt của 
ammonia làm tăng tốc độ phản ứng thủy phân TEOS cũng như tốc độ phản ứng trùng 
ngưng các monomer, kết quả làm tăng kích thước hạt. Kết luận này tương tự như 
công bố của Matsoukas và Gulari [11, 17, 149], nhưng theo nghiên cứu của Rao thì 
cho kết quả ngược lại tức là kích thước hạt giảm [111]. Tuy nhiên, tại nồng độ NH3 
72 
thấp 0,17 mol/l thì sự phân bố kích thước hạt tương đối hẹp so với các nồng độ còn 
lại. Và khi quan sát ảnh TEM thì bề mặt các hạt nano silica tạo thành tương đối nhẵn 
hơn so với nồng độ cao nhất 2,90 mol/l (Hình 3.2). 
Hình 3.2. Ảnh TEM của nano silica tương ứng với hai nồng độ của NH3: (A) 0,17 
mol/l and (B) 2,90 mol/l tại điều kiện cố định. 
3.1.3. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của ethanol 
Vì khả năng hòa tan giữa orthosilicate và nước thấp nên một dung môi được 
dùng để trộn lẫn hai chất phản ứng này trong quá trình phản ứng như ethanol đã được 
sử dụng [11, 113]. Ngoài ra, ethanol còn ảnh hưởng đến độ phân tán và kích thước 
hạt nano silica [111]. Quan sát Đồ thị 3.5 nhận thấy ảnh hưởng của nồng độ ethanol 
đến kích thước hạt, khi nồng độ ethanol tăng thì kích thước hạt giảm. Tại nồng độ 
ethanol khảo sát cao nhất là 15,19 mol/l thì sự phân bố kích thước hạt (SD) hẹp hơn 
thể hiện qua Đồ thị 3.6. Tuy nhiên quan sát ảnh TEM trong Hình 3.3 cho thấy hạt 
không đều, hình dạng hạt không phải dạng hình cầu. Điều này có thể do khi nồng độ 
ethanol cao thì vai trò xúc tác của NH3 trong phản ứng thủy phân và phản ứng trùng 
ngưng không hiệu quả nên kích thước hạt giảm [110]. 
Đồ thị 3.5. Ảnh hưởng của nồng độ ethanol đến kích thước hạt tại nồng độ 
ban đầu cố định của TEOS (1,49 mol/l) và H2O (28,90 mol/l) 
73 
Đồ thị 3.6. Ảnh hưởng của nồng độ ethanol đến sự phân bố kích thước hạt tại nồng 
độ ban đầu cố định của TEOS (1,49 mol/l) và H2O (28,90 mol/l) 
Hình 3.3. Ảnh TEM của nano silica tương ứng với hai nồng độ của ethanol: (A) 
8.68 mol/l và (B) 15.19 mol/l tại điều kiện cố định. 
3.1.4. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian phản ứng 
Ảnh hưởng của thời gian phản ứng từ 0,5 giờ đến 5 giờ được thực hiện tại 
nồng độ các chất tham gia phản ứng TEOS 0,22 mol/l, NH3 0,39 mol/l và ethanol 
13,48 mol/l. 
Đồ thị 3.7. Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến kích thước hạt tại nồng độ 
ban đầu cố định của TEOS (0,22 mol/l) và H2O (6,87 mol/l) 
74 
Đồ thị 3.8. Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến sự phân bố kích thước hạt tại 
nồng độ ban đầu cố định của TEOS (0,22 mol/l) và H2O (6,87 mol/l) 
Hình 3.4. Ảnh TEM của nano silica tương ứng với hai thời gian phản ứng: (A) 0,5 
giờ và (B) 5 giờ tại điều kiện cố định. 
Trong quá trình thực hiện phản ứng nhận thấy màu của dung dịch trong bình 
cầu chuyển sang hơi đục sau 15 phút thêm dung dịch TEOS. Điều này có thể do sau 
khi phản ứng thủy phân TEOS tạo thành silicic axit, sau đó là sự ngưng tụ của silicic 
axit ở trạng thái siêu bão hòa nên dung dịch trở nên có màu đục hơn so với ban đầu 
[10]. Sau hơn 1 giờ tiếp theo thì dung dịch có màu trắng đục và không nhận thấy sự 
thay đổi màu cho đến kết thúc phản ứng. Điều này phù hợp với kết quả kích thước 
hạt tăng khi thời gian phản ứng tăng thể hiện trong Đồ thị 3.7 và phù hợp với nghiên 
cứu đã công bố của Li và cộng sự [150]. Đồ thị 3.8 cho thấy sự phân bố kích thước 
hạt thu được khi phản ứng từ 3 ÷ 5 giờ là tương đối giống nhau với đường phân bố 
khá rộng so với của hạt thu được khi phản ứng 2 giờ. Tuy nhiên, quan sát ảnh TEM 
Hình 3.4 nhận thấy, tại thời gian phản ứng 0,5 giờ (hình A), sau hai phản ứng thủy 
phân và trùng ngưng thì các hạt sơ cấp chưa đủ thời gian ngưng tụ và hình thành các 
hạt nano có dạng hình cầu như tại thời gian phản ứng 5 giờ (hình B). 
75 
3.1.5. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ 
Kết quả nghiên cứu của Bogush và cộng sự về ảnh hưởng của nhiệt độ từ 9oC-
55oC đến kích thước hạt cho thấy kích thước hạt giảm khi nhiệt độ phản ứng tăng. 
Đặc biệt tại nhiệt độ thấp nhất thì các hạt đơn phân tán không được tạo thành [12]. 
Dựa vào Bảng 3.1 nhận thấy kích thước hạt giảm khi nhiệt độ tăng tại nồng độ 
các chất tham gia phản ứng TEOS 0,22 mol/lít, NH3 0,39 mol/l và ethanol 13,48 
mol/l, kích thước hạt thể hiện rõ trong hình TEM (Hình 3.5), kết quả này tương ứng 
với nghiên cứu của Rahman và cộng sự [110]. Tại nhiệt độ 50oC và 65oC thì kích 
thước hạt thay đổi không đáng kể. Theo Kota Sreenivasa Rao và cộng sự thì ảnh 
hưởng của nhiệt độ liên quan đến nồng độ bão hòa của dung dịch NH3, nồng độ của 
NH3 giảm khi nhiệt độ tăng ảnh nên ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng thủy phân và 
ngưng tụ [111]. 
Bảng 3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến kích thước hạt 
Hình 3.5. Ảnh TEM của nano silica tương ứng với hai nhiệt độ: (A) 350C và (B) 
650C tại điều kiện cố định 
76 
3.1.6. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tốc độ thêm dung dịch ammonia 
Hình 3.6. Ảnh TEM của nano silica tương ứng với tốc độ nhỏ của NH3: (A) nhanh 
và (B) 100μl/phút tại điều kiện cố định. 
Để kiểm soát kích thước hạt tạo thành, hầu hết các công bố nghiên cứu tốc độ 
thêm dung dịch TEOS vào hỗn hợp H2O, NH3 và ethanol trong quá trình tổng hợp 
nano silica [112, 151]. Tuy nhiên, tốc độ thêm dung dịch NH3 vào hỗn hợp phản ứng 
cũng ảnh hưởng đáng kể đến kích thước hạt. Dựa vào Hình 3.6 nhận thấy khi cho 
nhanh dung dịch NH3 đặc vào hỗn hợp ethanol, nước, TEOS thì tốc độ phản ứng thủy 
phân, kết quả tạo nồng độ các hạt sơ cấp tăng nhanh. Đồng thời, tốc độ phản ứng 
cũng tăng nhanh tương tự nên các hạt sơ cấp sẽ ngưng tụ nhanh chóng, do đó kích 
thước hạt tăng nhanh [110]. 
Như vậy các yếu tố ảnh hưởng đến kích thước hạt gồm nồng độ TEOS, NH3, 
ethanol và nhiệt độ đều có những quy luật riêng nên không thể cố định các yếu tố này 
để tạo thành một bộ số liệu cho tổng hợp hạt nano theo kích thước đã dự định. Các 
yếu tố này sẽ được tối ưu theo mô hình BBD. 
Dựa vào Đồ thị 3.7 nhận thấy tại thời gian phản ứng nhỏ hơn 2 giờ thì hạt nano 
được tạo thành. Do đó, để rút ngắn thời gian phản ứng sẽ cố định thời gian phản ứng 
là 3 giờ cho các thí nghiệm trong mô hình BBD. Tương tự, theo Hình 3.6, khi thêm 
nhanh dung dịch NH3 thì hạt tương đối đồng đều và bề mặt nhẵn hơn, như vậy sẽ 
chọn thêm nhanh dung dịch NH3 cho các thí nghiệm sau. 
3.2. Kết quả tổng hợp hạt nano silica rắn bằng phương pháp đáp ứng bề mặt 
3.2.1. Kết quả tổng hợp hạt nano silica rắn SSN 
Dựa vào kết quả của Bảng 3.2, ta thấy yếu tố đáp ứng kích thước hạt phụ thuộc 
chặt chẽ vào các biến số độc lập (nồng độ TEOS, NH3, EtOH và nhiệt độ). Kích thước 
hạt lớn nhất là 250.8 nm và kích thước hạt nhỏ nhất là 43.5 nm. 
77 
Bảng 3.2. Giá trị kết quả thực nghiệm và dự đoán bởi Minitab 16 
STT 
V TEOS 
(ml) 
V NH3