KHẢO SÁT TÍNH CHẤT ĐỘNG LỰC HỌC CỦA MỘT SỐ HẠT NANO BẰNG PHƯƠNG PHÁP TƯƠNG QUAN HUỲNH QUANG TRÊN HỆ ĐO TỰ XÂY DỰNG
Hóa lý thuyết và Hóa lý (Mã số: 9.44.01.19)
Luận án tập trung vào việc khảo sát tính chất động lực học của các hạt nano sử dụng phương pháp Tương quan Huỳnh quang (Fluorescence Correlation Spectroscopy - FCS) trên một hệ đo tự xây dựng. Các hạt nano, bao gồm chấm lượng tử bán dẫn, nano silica, nanocacbon và nano bạc, có vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực như y - sinh học, đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc về kích thước thủy động lực học, khả năng khuếch tán và tương tác của chúng trong dung dịch. Tuy nhiên, các kỹ thuật đo thể tích khối truyền thống thường không đáp ứng được yêu cầu nghiên cứu ở mức độ đơn phân tử/đơn hạt.
Nghiên cứu này đã thành công trong việc thiết kế và xây dựng một hệ đo FCS hoàn chỉnh từ các mô-đun quang học, cơ quang và điện tử riêng lẻ. Hệ thống này đáp ứng các yêu cầu về hiệu quả, độ chính xác cao cho các nghiên cứu cấp độ đơn phân tử/đơn hạt, đồng thời là một bước tiến quan trọng khi đây là một phương pháp đo hiện đại chưa được thực hiện tại Việt Nam, tạo nền tảng cho việc phát triển các hệ đo quang học tiên tiến trong tương lai.
Dựa trên hệ đo FCS tự xây dựng, luận án đã khảo sát sự thay đổi tính chất khuếch tán của ADN sợi đơn, ADN sợi kép và phức hợp ADN-protein, chứng minh tiềm năng ứng dụng của hệ trong nghiên cứu tương tác sinh học. Kích thước thủy động lực học của các chấm lượng tử CdTe/CdS và CdTe (từ vài nm đến dưới 20 nm) được xác định bằng FCS, cho thấy sự đóng góp của lớp vỏ hữu cơ và lớp vỏ solvat hóa, đồng thời khẳng định FCS là phương pháp chính xác và thuận tiện hơn TEM trong môi trường dung dịch. Các nghiên cứu cũng chỉ ra rằng kích thước thủy động lực học của phân tử chất màu Rhodamine B và chấm lượng tử CdTe/CdS ít bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi độ nhớt của môi trường (0,89 - 8,33 cP).
Ngoài ra, luận án đã mở rộng ứng dụng của hệ đo sang Tương quan Tán xạ (Scattering Correlation Spectroscopy - SCS) để xác định kích thước thủy động lực học của các hạt nano không phát quang như nano silica và nano bạc, chứng tỏ tính đa năng của hệ. Cuối cùng, hệ đo đã được sử dụng để đo hiệu ứng chống bó (antibunching), xác định thời gian sống huỳnh quang của phân tử Rhodamine B và chấm lượng tử CdTe, cung cấp cơ sở cho việc khảo sát sâu hơn các quá trình hóa lý ở mức độ đơn phân tử/đơn hạt.