-
8/20/2019 NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN BẰNG HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN
H2O2/BỨC XẠ GAMMA COBAN – 60 ĐỂ CHẾ TẠO …
1/210
ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜ NG ĐẠI HỌC KHOA HỌC
ĐẶNG XUÂN DỰ
NGHIÊN CỨ U CẮT MẠCH CHITOSANBẰNG HIỆU Ứ NG ĐỒNG VẬN
H2O2 /BỨ C XẠ
GAMMA COBAN – 60 ĐỂ CHẾ TẠOOLIGOCHITOSAN
LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC
HUẾ - NĂM 2015
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
-
8/20/2019 NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN BẰNG HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN
H2O2/BỨC XẠ GAMMA COBAN – 60 ĐỂ CHẾ TẠO …
2/210
ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜ NG ĐẠI HỌC KHOA HỌC
NGHIÊN CỨ U CẮT MẠCH CHITOSANBẰNG HIỆU Ứ NG ĐỒNG VẬN
H2O2 /BỨ C XẠ
GAMMA COBAN – 60 ĐỂ CHẾ TẠOOLIGOCHITOSAN
Chuyên ngành: Hóa lý thuyết và Hóa lý
Mã số: 62 44 01 19
LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC
HUẾ - NĂM 2015
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
-
8/20/2019 NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN BẰNG HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN
H2O2/BỨC XẠ GAMMA COBAN – 60 ĐỂ CHẾ TẠO …
3/210
LỜ I CẢM Ơ N
Tôi xin chân thành gửi lờ i cảm ơ n sâu sắc tớ i
những ngườ i Thầy của
mình PGS.TS Nguyễn Quốc Hiến, PGS.TS Võ Quang Mai đã dành nhiều
thờ igian và công sức hướ ng dẫn tôi hoàn thành công
trình nghiên cứu này.
Tôi xin gửi lờ i cảm ơ n đến Phòng thí nghiệm Hóa lý –
Khoa Hóa,
Trườ ng Đại học Khoa học Huế, nơ i đã tạo điều kiện
thuận lợ i về trang thiết bị
và hướ ng dẫn tận tình cho tôi trong suốt thờ i gian
làm thực nghiệm.
Tôi cũng xin gửi lờ i cảm ơ n đến gia đ ình, bạn
bè và đồng nghiệp trong
Nhóm nghiên cứu tại Trung tâm Nghiên cứu và Triển Khai Công
nghệ Bức xạ – Viện Năng lượ ng Nguyên tử Việt
Nam, Phòng Công nghệ Bức xạ –Viện
Nghiên cứu Hạt nhân Đà Lạt, Phòng phân tích Hóa lý –
Trườ ng Đại học Khoa
học Tự nhiên – ĐHQG Tp. HCM đã tạo điều kiện giúp
đỡ tôi về máy móc,
thiết bị trong suốt quá trình thực hiện luận án.
Cuối cùng tôi xin gửi lờ i cảm ơ n đến GS.TS Trần Thái
Hòa trưở ng Bộ
môn Hóa lý, Ban chủ nhiệm, cán bộ giảng viên và anh
chị em NCS của Khoa
Hóa – Trườ ng Đại học Khoa học Huế, các Thầy cô trong Ngành
Hóa – Khoa
Sư phạm Khoa học Tự nhiên – Trườ ng Đại học Sài
Gòn đã động viên giúp đỡ
tôi trong suốt thờ i gian nghiên cứu.
Tp. H ồ Chí Minh, ngày 27 tháng 3 nă m 2015
Tác giả
ĐẶNG XUÂN DỰ
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
-
8/20/2019 NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN BẰNG HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN
H2O2/BỨC XẠ GAMMA COBAN – 60 ĐỂ CHẾ TẠO …
4/210
LỜ I CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các
số liệu
và kết quả nghiên cứu nêu trong luận án là trung thực,
đượ c các đồng tác giả cho phép sử dụng và chưa từng
đượ c công bố trong bất kỳ một công trình nào
khác.
Tác giả
ĐẶNG XUÂN DỰ
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
-
8/20/2019 NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN BẰNG HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN
H2O2/BỨC XẠ GAMMA COBAN – 60 ĐỂ CHẾ TẠO …
5/210
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT
ANOVA Phân tích phươ ng sai (Analysis of Variance)
ABTS 2,2’-azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic
acid)
CFU/ml Số đơ n vị khuẩn lạc trong 1 ml (Colony
Forming Unit per
milliter)
CNBX Công nghệ bức xạ
COS Oligochitosan
COSM5 Oligochitosan, Mw ~ 5 kDa
COSM10 Oligochitosan, Mw ~ 10 kDa CTS Chitosan
CTS-91 Chitosan có độ đề axetyl~91%, Mw ~49
kDa
CTS-80 Chitosan có độ đề axetyl~80%, Mw ~50
kDa
CTS-72 Chitosan có độ đề axetyl~72%,
Mw ~48,2 kDa
CTSM15 Chitosan Mw ~15 kDa
CTSM23 Chitosan Mw ~23kDa
CTSM30 Chitosan Mw ~30 kDa CTSM45 Chitosan Mw ~45
kDa
CTSM60 Chitosan Mw ~60 kDa
CTSM91 Chitosan Mw ~91 kDa
C90 Chitosan có độ đề axetyl 91%, Mw ~166
kDa
C80 Chitosan có độ đề axetyl 83%, Mw ~176
kDa
C70 Chitosan có độ đề axetyl 72%, Mw ~183
kDa
D Hiệu ứng đồng vận
E. coli Vi khuẩn Escherichia coli
ĐA Độ axetyl
ĐĐA Độ đề axetyl
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
-
8/20/2019 NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN BẰNG HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN
H2O2/BỨC XẠ GAMMA COBAN – 60 ĐỂ CHẾ TẠO …
6/210
ĐSGKLPT Độ suy giảm khối lượ ng phân tử
ĐTNBH Độ trươ ng nướ c bão hòa
EB Chùm electron (Electron beam)
FAO Tổ chức Lươ ng thực và Nông nghiệp Liên hiệp
quốc(Food and Agriculture Organization of the United Nations)
FT-IR Phươ ng pháp Phổ hồng ngoại(Fourier transform
infrared)
GPC Phươ ng pháp Sắc kí gel thấm qua(Gel Permeation
Chromatography)
Gs Kí hiệu hiệu suất cắt mạch bức xạ 1H-NMR
Phươ ng pháp phổ cộng hưở ng từ proton (Proton
Nuclear
Magnetic Resonance)
HSCMBX Hiệu suất cắt mạch bức xạ
HSTĐPƯ Hằng số tốc độ phản ứng
IAEA Cơ quan Năng lượ ng Nguyên tử quốc
tế (International
Atomic Energy Agency)
k Kí hiệu của HSTĐPƯ
KLPT Khối lượ ng phân tử trung bình khối
lượ ngk91d HSTĐPƯ cắt mạch CTS-91 trong dung
dịch
k80d HSTĐPƯ cắt mạch CTS-80 trong dung dịch
k72d HSTĐPƯ cắt mạch CTS-72 trong dung dịch
k91t HSTĐPƯ cắt mạch CTS-91 ở dạng
trươ ng
k80t HSTĐPƯ cắt mạch CTS-80 ở dạng
trươ ng
k72t HSTĐPƯ cắt mạch CTS-72 ở dạng
trươ ng
LSD Sai khác nhỏ nhất có ý ngh ĩ a (Least
SignificantDifference)
m0 Kí hiệu khối lượ ng phân tử đơ n
vị monome
mesh Số lỗ trên một inch chiều dài
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
-
8/20/2019 NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN BẰNG HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN
H2O2/BỨC XẠ GAMMA COBAN – 60 ĐỂ CHẾ TẠO …
7/210
Mn Kí hiệu khối lượ ng phân tử trung bình
số lượ ng
Mv Kí hiệu khối lượ ng phân tử trung bình
độ nhớ t
Mw Kí hiệu khối lượ ng phân tử trung bình khối
lượ ng
N Cỡ mẫuOD Mật độ quang (Optical Density)
PI Độ đa phân tán của polyme (Polydispersity Index)
S. aureus Vi khuẩn Staphylococcos aureus
SD Độ lệch chuẩn (Standard Deviation)
t Kí hiệu thờ i gian
UV Phươ ng pháp phổ tử ngoại (Ultraviolet
spectroscopy)
v/v Thể tích /thể tích
XRD Phươ ng pháp nhiễu xạ tia X (X–ray
diffraction)
WHO Tổ chức Y tế thế giớ i (World Health
Organization)
w/v Khối lượ ng/thể tích
α Mức ý ngh ĩ a
γ Co60 Bức xạ /tia gamma Co - 60
[η] Độ nhớ t đặc trưng
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
-
8/20/2019 NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN BẰNG HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN
H2O2/BỨC XẠ GAMMA COBAN – 60 ĐỂ CHẾ TẠO …
8/210
DANH MỤC BẢNG
Trang
Bảng 1.1. Một số dao động đặc trưng trên phổ IR của
CTS 12
Bảng 1.2. Hằng số k và α đối vớ i CTS và
một số hệ dung môi 15
Bảng 1.3. Khối lượ ng phân tử trung bình Mv,
Mn và Mw của các
mẫu CTS có ĐĐA khác nhau
17
Bảng 1.4. Các loại cột Ultrahydrogel của hãng Waters và
khoảng
đo KLPT hiệu dụng
19
Bảng 1.5. Suy giảm KLPT khi cắt mạch β - CTS bằng
hydroperoxit, tia γ Co60 và hiệu ứng đồng vận hydro
peroxit và
tia γ Co60
29
Bảng 2.1. Thông tin về các mẫu chuẩn Pullulan 41
Bảng 2.2. KLPT và thờ i gian lưu của các mẫu chuẩn
Pullulan đối
vớ i cột Ultrahydrogel 250
41
Bảng 2.3. KLPT và thờ i gian lưu của các mẫu chuẩn
Pullulan đối
vớ i cột Ultrahydrogel Linear
43
Bảng 2.4. Kết quả Mw, Mn và PI của CTS đo bằng
GPC 45
Bảng 3.1. Sự thay đổi ĐĐA của CTS theo thờ i
gian phản ứng 55
Bảng 3.2. Sự thay đổi KLPT, ĐĐA và PI của CTS nguồn
cắt mạch
bằng hydro peroxit
58
Bảng 3.3. Kết quả cắt mạch dung dịch 5% CTS-91
chế tạo COS 60
Bảng 3.4. Hiệu ứng đồng vận cắt mạch CTS-91 trong dung
dịch
5% bằng tia γCo60 và H2O2 0,5%
62
Bảng 3.5. Hiệu suất cắt mạch bức xạ dung dịch CTS-91
5% trong
trườ ng hợ p có và không có H2O2 0,5%
63
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
-
8/20/2019 NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN BẰNG HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN
H2O2/BỨC XẠ GAMMA COBAN – 60 ĐỂ CHẾ TẠO …
9/210
Bảng 3.6. ĐĐA của sản phẩm cắt mạch bằng chiếu xạ
dung dịch
CTS-91 5%, H2O2 0,5% theo liều xạ
68
Bảng 3.7. Kết quả cắt mạch dung dịch CTS-80 nồng
độ 5% chế tạo
COS
69
Bảng 3.8. Hiệu ứng đồng vận cắt mạch CTS-80 trong dung
dịch
5% bằng tia γCo60 và H2O2 0,5%
71
Bảng 3.9. Hiệu suất cắt mạch bức xạ dung dịch CTS-80
5% trong
trườ ng hợ p có và không có H2O2 0,5%
72
Bảng 3.10. ĐĐA của sản phẩm cắt mạch bằng chiếu xạ
dung dịch
CTS-80 5%, H2O2 0,5% theo liều xạ
75
Bảng 3.11. Kết quả cắt mạch CTS-72 trong dung dịch
5% chế tạo
COS
76
Bảng 3.12. Hiệu ứng đồng vận cắt mạch CTS-72 trong dung
dịch
5% bằng tia γCo60 và H2O2 0,5%
78
Bảng 3.13. Hiệu suất cắt mạch bức xạ dung dịch CTS-72
5% trong
trườ ng hợ p có và không có H2O2 0,5%
80
Bảng 3.14. ĐĐA của sản phẩm cắt mạch bằng chiếu xạ
dung dịchCTS-72 5%, H2O2 0,5% theo liều xạ
84
Bảng 3.15. Độ ẩm và ĐTNBH các mẫu CTS 88
Bảng 3.16. KLPT của CTS cắt mạch theo liều
xạ vớ i nồng độ H2O2
khác nhau
91
Bảng 3.17. HSCMBX Gs theo liều
xạ ở những nồng độ H2O2 khác
nhau
93
Bảng 3.18. ĐĐA của CTS chiếu xạ ở 10 kGy
vớ i nồng độ H2O2 khácnhau
95
Bảng 3.19. KLPT và PI của CTS cắt mạch dạng trươ ng
trong H2O2
5% ở liều xạ 10 kGy vớ i suất liều khác
nhau
98
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
-
8/20/2019 NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN BẰNG HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN
H2O2/BỨC XẠ GAMMA COBAN – 60 ĐỂ CHẾ TẠO …
10/210
Bảng 3.20. Ảnh hưở ng của nồng độ H2O2 đến KLPT
và ĐĐA
của CTS ở liều xạ 10,5 kGy
99
Bảng 3.21. Kết quả cắt mạch CTS-91 ở dạng
trươ ng trong dung dịch
H2O2 5%
101
Bảng 3.22. Hiệu ứng đồng vận cắt mạch CTS-91 bằng tia
γCo60 và
H2O2 5%
105
Bảng 3.23. Hiệu suất cắt mạch bức xạ CTS-91
ở dạng trươ ng trong
nướ c và trong dung dịch H2O2 5%
106
Bảng 3.24. ĐĐA của sản phẩm cắt mạch CTS-91 ở dạng
trươ ng
trong dung dịch H2O2 5% theo liều xạ
108
Bảng 3.25. Kết quả cắt mạch CTS-80 ở dạng
trươ ng trong nướ c và
trong dung dịch H2O2 5%
111
Bảng 3.26. Hiệu ứng đồng vận cắt mạch CTS-80 bằng tia
γCo60 và
H2O2 5% ở dạng trươ ng
113
Bảng 3.27. Hiệu suất cắt mạch bức xạ CTS-80
ở dạng trươ ng trong
nướ c và trong dung dịch H2O2 5%
114
Bảng 3.28. ĐĐA của sản phẩm cắt mạch CTS-80 ở dạng
trươ ngtrong dung dịch H2O2 5% theo liều xạ
117
Bảng 3.29. Kết quả cắt mạch CTS-72 ở dạng
trươ ng trong nướ c và
trong dung dịch H2O2 5%
118
Bảng 3.30. Hiệu ứng đồng vận cắt mạch CTS-72 bằng tia
γCo60 và
H2O2 5% ở dạng trươ ng trong nướ c và
trong dung dịch
H2O2 5%
119
Bảng 3.31. Hiệu suất cắt mạch bức xạ CTS-72
ở dạng trươ ng trongnướ c và trong dung dịch
H2O2 5%
120
Bảng 3.32. Sự phụ thuộc của HSCMBX và
HSTĐPƯ theo ĐĐA khi
cắt mạch ở trạng thái rắn
121
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
-
8/20/2019 NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN BẰNG HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN
H2O2/BỨC XẠ GAMMA COBAN – 60 ĐỂ CHẾ TẠO …
11/210
Bảng 3.33. ĐĐA của sản phẩm cắt mạch CTS-72 ở dạng
trươ ng
trong dung dịch H2O2 5% theo liều xạ
124
Bảng 3.34. KLPT, PI và ĐĐA của CTS đượ c cắt mạch vớ i
các thờ i
gian khác nhau theo phươ ng pháp 1
129
Bảng 3.35. Kết quả hồi qui phi tuyến theo mô hình hàm
mũ cơ số tự
nhiên (exponential) và hàm luỹ thừa vớ i biến
số thờ i gian
(power) theo phươ ng pháp 1
130
Bảng 3.36. KLPT và ĐĐA phụ thuộc thờ i gian cắt mạch
theo
phươ ng pháp 2
131
Bảng 3.37. Kết quả hồi qui phi tuyến theo mô hình hàm
mũ cơ số tự
nhiên (exponential) và hàm luỹ thừa vớ i biến
số thờ i gian
(power) theo phươ ng pháp 2
132
Bảng 3.38. Kí hiệu các mẫu CTS cho nghiên cứu hiệu ứng chống
oxi
hóa
134
Bảng 3.39. Hoạt tính kháng khuẩn của CTS có KLPT Mw
(kDa)
khác nhau đối vớ i E.coli
136
Bảng 3.40. Hiệu suất diệt khuẩn E. coli của CTS KLPT
thấp và COS 137Bảng 3.41. Hiệu quả diệt khuẩn E.
coli của CTSM15 có nồng độ
khác nhau
137
Bảng 3.42. Hiệu quả diệt khuẩn S. aureus của CTS có
KLPT khác
nhau
138
Bảng 3.43. Hiệu quả diệt khuẩn S. aureus của CTS có
nồng độ khác
nhau
138
Bảng 3.44. Ảnh hưở ng của CTS có MwKLPT khác nhau
140Bảng 3.45. Trọng lượ ng (kg) của gà 72 ngày tuổi
ở các lô khác nhau
141
Bảng 3.46. Ảnh hưở ng của CTSM15 có nồng độ khác
nhau
142
Bảng 3.47. Trọng lượ ng (kg) của gà 63 ngày tuổi
ở các lô khác nhau 143
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
-
8/20/2019 NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN BẰNG HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN
H2O2/BỨC XẠ GAMMA COBAN – 60 ĐỂ CHẾ TẠO …
12/210
DANH MỤC HÌNH VẼ
Trang
Hình 1.1. Cấu tạo phân tử chitin 4
Hình 1.2. Công thức cấu tạo của CTS 5
Hình 1.3. Công thức cấu tạo chính xác của CTS 5
Hình 1.4. Công thức cấu tạo của COS 5
Hình 1.5. Phổ UV dẫn xuất thứ nhất của dung dịch
axit axetic 0,01;
0,02; 0,03M và dung dịch N-axetyl glucosamin vớ i các
nồng độ khác nhau (mg/l) trong axit axetic 0,01M
9
Hình 1.6. Phổ IR của mẫu chitin/CTS có ĐĐA khác nhau
5% (a);
50% (b) và 90% (c)
12
Hình 1.7. Tươ ng quan giữa độ nhớ t rút gọn
và nồng độ CTS 14
Hình 1.8. Sự tạo thành liên kết hydro (I) và (II)
16
Hình 1.9. Sự phụ thuộc giá trị k và
α vào ĐĐA của CTS 16
Hình 1.10.
Sơ đồ cơ chế bắt hydro của gốc
tự do hydroxyl cắt mạch
CTS
27
Hình 1.11. Sự suy giảm KLPT của β - CTS
xử lý vớ i H2O2, tia γ Co60
và H2O2 /tia γ Co60 theo thờ i gian và liều
xạ (suất liều:
1,33 kGy/h)
29
Hình 2.1. Sắc kí đồ GPC của mẫu chuẩn Pullulan ghi
trên cột
Ultrahydrogel 250 vớ i KLPT 100000 (a), 40000 (b),
23700 ( c), 12200 (d) và 738 Da (e)
42
Hình 2.2. Đườ ng chuẩn tươ ng quan giữa KLPT và
thờ i gian lưu
của Pullulan đối vớ i cột Ultrahydrogel 250
43
Hình 2.3. Đườ ng chuẩn tươ ng quan giữa KLPT và
thờ i gian lưu
của Pullulan đối vớ i cột Ultrahydrogel Linear
44
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
-
8/20/2019 NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN BẰNG HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN
H2O2/BỨC XẠ GAMMA COBAN – 60 ĐỂ CHẾ TẠO …
13/210
Hình 2.4. Sắc kí đồ của mẫu COS (a), CTS KLPT thấp
(b) và CTS
KLPT cao (c)
45
Hình 2.5. (I) – Sơ đồ nguồn SVST Co –
60/B; (II) – Liều kế:
(a) - chưa sử dụng, (b) - đã sử dụng
48
Hình 3.1. Ảnh hưở ng của thờ i gian đề axetyl đến
ĐĐA của CTS 55
Hình 3.2. CTS có ĐĐA ~ 78% (a); 84% (b); 95,5% (c)
chế tạo từ
chitin
57
Hình 3.3. CTS nguồn ĐĐA ~ 72% (a); 80,3% (b) và 91,0 % (c)
58
Hình 3.4. Sơ đồ chế tạo COS bằng
chiếu xạ dung dịch 59
Hình 3.5. Sự phụ thuộc KLPT của CTS-91 trong
dung dịch 5%
theo liều xạ và thờ i gian phản ứng (thờ i
gian,
giờ = kGy/1,33)
61
Hình 3.6. Sự phụ thuộc (1/Mw –1/Mw0) của
CTS-91 trong dung
dịch 5% theo liều xạ
64
Hình 3.7. Giá trị PI của sản phẩm cắt mạch bằng
chiếu xạ dung
dịch CTS-91 5% theo liều xạ và thờ i gian (thờ i
gian,
giờ = kGy/1,33)
66
Hình 3.8. Phổ FT-IR của CTS-91 (a) và sản phẩm cắt
mạch bằng
chiếu xạ dung dịch CTS-91 5%, H2O2 0,5%
ở liều xạ
2,2 kGy (b); 7,6 kGy (c); 15,1 kGy (d) và 19,8 kGy (e)
67
Hình 3.9. Sự phụ thuộc KLPT của CTS-80 cắt
mạch trong dung
dịch 5% theo liều xạ và thờ i gian phản ứng
(thờ i gian,
giờ = kGy/1,33)
70
Hình 3.10. Sự phụ thuộc (1/Mw –1/Mw0) của CTS-80
cắt mạch trongdung dịch 5% theo liều xạ
72
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
-
8/20/2019 NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN BẰNG HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN
H2O2/BỨC XẠ GAMMA COBAN – 60 ĐỂ CHẾ TẠO …
14/210
Hình 3.11. Giá trị PI của sản phẩm cắt mạch bằng
chiếu xạ dung
dịch CTS-80 5% theo liều xạ và thờ i gian (thờ i
gian,
giờ = kGy/1,33)
73
Hình 3.12. Phổ FT-IR của CTS-80 (a) và sản phẩm cắt
mạch bằngchiếu xạ dung dịch CTS-80 5%, H2O2 0,5%
ở liều xạ
2,6 kGy (b); 5,8 kGy (c); 10,7 kGy (d) và 21,2 kGy (e)
74
Hình 3.13. Sự phụ thuộc KLPT của CTS-72 trong
dung dịch 5%
theo liều xạ và thờ i gian phản ứng (thờ i
gian,
giờ = kGy/1,33)
77
Hình 3.14. Hiệu ứng đồng vận của các loại CTS trong dung
dịch
5%/0,5% H2O2 theo liều xạ
79
Hình 3.15. Sự phụ thuộc (1/Mw –1/Mw0) của
CTS-72 trong dung
dịch 5% theo liều xạ
79
Hình 3.16. Giá trị PI của sản phẩm cắt mạch bằng chiếu
xạ dung
dịch CTS-72 5% theo liều xạ và thờ i gian (thờ i
gian,
giờ = kGy/1,33)
81
Hình 3.17. Phổ FT-IR của CTS-72 (a) và sản phẩm cắt mạch
bằngchiếu xạ dung dịch CTS-72 5%, H2O2 0,5%
ở liều xạ
8,2 kGy (b); 12,3 kGy (c); 16,5 kGy (d) và 21,4 kGy (e)
82
Hình 3.18. Dung dịch 5% CTS-91 trướ c khi chiếu xạ
(a) và sau
chiếu xạ (b)
84
Hình 3.19. CTS -91 (a), CTS-91 cắt mạch (b), COS thu đượ c
từ
CTS-91 (c), CTS-80 (d) và CTS-72 (e)
85
Hình 3.20. Phổ UV – vis của CTS-91 (a), sản phẩm cắt mạch
CTS-91 (b), COS thu đượ c từ CTS-72 (c), CTS-80 (d)
và
CTS-91 (e) nồng độ 0,1 % (w/v) trong dung dịch axit
axetic 0,05%
86
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
-
8/20/2019 NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN BẰNG HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN
H2O2/BỨC XẠ GAMMA COBAN – 60 ĐỂ CHẾ TẠO …
15/210
Hình 3.21. Liên kết hydro trong phân tử của CTS 89
Hình 3.22. Sự suy giảm KLPT của CTS trươ ng trong
nướ c và trong
dung dịch H2O2 theo liều xạ
92
Hình 3.23. Sự phụ thuộc (1/Mw –1/Mw0) của CTS ( ĐĐA ~
91,3%)cắt mạch dạng trươ ng nướ c theo liều xạ
94
Hình 3.24. Phổ FT-IR của CTS ban đầu (a) và sản phẩm cắt
mạch
CTS ở dạng trươ ng vớ i H2O2 nồng
độ 1% (b), 3% (c),
5% (d) tại liều xạ 10 kGy
95
Hình 3.25. Giản đồ XRD của CTS ban đầu (a) và sản phẩm cắt
mạch
CTS ở dạng trươ ng vớ i H2O2 nồng
độ 1% (b), 3% (c), 5% (d)
tại liều xạ 10 kGy
96
Hình 3.26. Phổ UV-vis của dung dịch CTS 0,1% có KLPT
khác
nhau trong dung dịch axit axetic 0,05%
97
Hình 3.27. CTS ban đầu – dạng bột (a), CTS trươ ng trong
dung dịch
H2O2 5% (b) và CTS cắt mạch bằng hiệu ứng đồng vận (c)
98
Hình 3.28. Phổ FT-IR của sản phẩm cắt mạch CTS
ở dạng trươ ng
vớ i H2O2 nồng độ 0% (5ml H2O/1g CTS, a); 5%
(b);7,5% (c); 10% (d) tại liều xạ 10,5 kGy
99
Hình 3.29. Sơ đồ cắt mạch CTS ở dạng
trươ ng 101
Hình 3.30. Quan hệ giữa KLPT và liều xạ đối vớ i
CTS-91 cắt mạch ở
dạng trươ ng trong nướ c và dung dịch H2O2 5%
(thờ i gian,
giờ = kGy/1,33)
102
Hình 3.31. Mô hình đề nghị cho
cơ chế cắt mạch đồng vận ở trạng
thái trươ ng
104
Hình 3.32. Sự phụ thuộc (1/Mw –1/Mw0) của CTS-91
cắt mạch theo
liều xạ ở trạng thái trươ ng trong
nướ c
106
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
-
8/20/2019 NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN BẰNG HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN
H2O2/BỨC XẠ GAMMA COBAN – 60 ĐỂ CHẾ TẠO …
16/210
Hình 3.33. Giá trị PI của sản phẩm cắt mạch CTS-91
ở dạng trươ ng
theo liều xạ và thờ i gian (thờ i gian,
giờ = kGy/1,33)
107
Hình 3.34. Phổ FT-IR của CTS-91(a) và sản phẩm cắt mạch
CTS-91
ở dạng trươ ng trong H2O2 5% tại các liều
xạ 8,2 kGy (b);
12,0 kGy (c);15,9 kGy (d) và 22,7 kGy (e)
108
Hình 3.35. CTS-91 ban đầu - 49 kDa (a); CTS-91 KLPT thấp -
14
kDa (b)
109
Hình 3.36. Quan hệ giữa KLPT và liều xạ đối vớ i
CTS-80 cắt mạch
ở dạng trươ ng trong nướ c và trong dung
dịch H2O2 5%
(thờ i gian, giờ = kGy/1,33)
112
Hình 3.37. Sự phụ thuộc (1/Mw –1/Mw0) của CTS-80
cắt mạch theo
liều xạ ở trạng thái trươ ng trong
nướ c
114
Hình 3.38. Giá trị PI của sản phẩm cắt mạch CTS-80
ở dạng trươ ng
theo liều xạ và thờ i gian (thờ i gian,
giờ = kGy/1,33)
115
Hình 3.39. Phổ FT-IR của CTS-80 (a) và sản phẩm cắt mạch
CTS-80
ở dạng trươ ng trong H2O2 5% tại các liều
xạ 7,1 kGy (b);
15,5 kGy (c); 20,1 kGy (d) và 22,6 kGy (e)
116
Hình 3.40. CTS-80 ban đầu - 50 kDa (a); CTS-80 KLPT thấp –
11,7
kDa (b)
117
Hình 3.41. Quan hệ giữa KLPT và liều xạ đối vớ i
CTS-72 cắt mạch
ở dạng trươ ng trong nướ c và trong dung
dịch H2O2 5%
(thờ i gian, giờ = kGy/1,33)
119
Hình 3.42. Sự phụ thuộc (1/Mw –1/Mw0) của CTS-72
cắt mạch theo
liều xạ ở trạng thái trươ ng trong
nướ c
120
Hình 3.43. Giá trị PI của sản phẩm cắt mạch CTS-72
ở dạng trươ ng
theo liều xạ và thờ i gian (thờ i gian,
giờ = kGy/1,33)
122
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
-
8/20/2019 NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN BẰNG HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN
H2O2/BỨC XẠ GAMMA COBAN – 60 ĐỂ CHẾ TẠO …
17/210
Hình 3.44. Phổ FT-IR của CTS-72 ban đầu (a) và sản phẩm
cắt
mạch CTS ở dạng trươ ng trong H2O2 5% tại các
liều xạ
7,5 kGy (b); 14,0 kGy (c); 20,1 kGy (d) và 22,4 kGy (e)
123
Hình 3.45. CTS-72 ban đầu - 47,8 kDa (a); CTS-72 KLPTthấp - 13,3
kDa (b)
124
Hình 3.46. CTS sau khi cắt mạch bức xạ ở dạng
trươ ng 125
Hình 3.47. CTS-80 (a); CTS KLPT thấp cắt mạch từ CTS-72
(b);
CTS-80 (c); CTS-91(d) và COS chế tạo từ CTS-80 (e)
125
Hình 3.48. Phổ UV –vis của CTS-80 (a); CTS KLPT thấp cắt
mạch
từ CTS-72 (b); CTS-80 (c); CTS-91(d) và COS chế
tạo
từ CTS-80 (e) nồng độ 0,1 % (w/v) trong dung dịch
axitaxetic 0,05%
126
Hình 3.49. CTS có KLPT 31 (a), 15(b), 10(c) và 5 kDa (d) 128
Hình 3.50. Sự phụ thuộc của KLPT vào thờ i gian
cắt mạch theo
phươ ng pháp 1
130
Hình 3.51. Sự phụ thuộc của KLPT vào thờ i gian
cắt mạch theo
phươ ng pháp 2
132
Hình 3.52. Hiệu suất bắt gốc tự do của CTS và COS 135
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
-
8/20/2019 NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN BẰNG HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN
H2O2/BỨC XẠ GAMMA COBAN – 60 ĐỂ CHẾ TẠO …
18/210
MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU
.........................................................................................................
1 CHƯƠ NG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
........................................................ 4
1.1. TỔNG QUAN VỀ CHITIN, CHITOSAN,
OLIGOCHITOSAN................ 4
1.1.1. Nguồn gốc chitin, chitosan, oligochitosan
.............................................. 4
1.1.2. Cấu trúc chitin, chitosan, oligochitosan
.................................................. 4
1.1.3. Ứ ng dụng chitin, chitosan,
oligochitosan................................................ 6
1.1.4. Một số thông số quan trọng của chitin, chitosan
..................................... 6
1.1.5. Cơ chế kháng khuẩn của chitosan khối
lượ ng phân tử thấp và
oligochitosan....................................................................................................
8
1.2. SƠ LƯỢC VỀ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỘ
ĐỀ AXETYL VÀ
KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ CỦA
CHITOSAN................................................. 8
1.2.1. Phươ ng pháp xác định độ đề axetyl
........................................................ 8
1.2.2. Phươ ng pháp xác định khối lượ ng phân
tử của chitosan ....................... 13
1.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP BIẾN TÍNH CẮT MẠCH CHITOSAN VÀ
CÔNGNGHỆ BỨ C XẠ BIẾN TÍNH CẮT MẠCH
CHITOSAN.............................. 20
1.3.1. Giớ i thiệu sơ lượ c về Công
nghệ bức xạ và Hóa học bức xạ .................20
1.3.2. Một số khái niệm và định
ngh ĩ a............................................................21
1.3.3. Nguồn bức xạ
.......................................................................................23
1.3.4. Tình hình sử dụng bức xạ trong và ngoài
nướ c .....................................23
1.3.5. Hóa học bức xạ của nướ c và dung dịch
nướ c........................................24
1.4. HIỆU Ứ NG ĐỒNG
VẬN........................................................................281.4.1.
Định
ngh ĩ a............................................................................................28
1.4.2. Áp dụng hiệu ứng đồng vận trong hóa học
...........................................30
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
-
8/20/2019 NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN BẰNG HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN
H2O2/BỨC XẠ GAMMA COBAN – 60 ĐỂ CHẾ TẠO …
19/210
1.5. TỔNG QUAN CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨ U CẮT MẠCH
CHITOSAN
...................................................................................................
31
1.6. MỤC TIÊU CỦA LUẬN
ÁN..................................................................36
CHƯƠ NG 2. VẬT LIỆU VÀ CÁC PHƯƠ NG PHÁP NGHIÊN
CỨ UTHỰ C
NGHIỆM..........................................................................................38
2.1. NGUYÊN LIỆU VÀ HÓA CHẤT
.......................................................... 38
2.2. THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ
.......................................................................38
2.3. PHƯƠNG
PHÁP.....................................................................................39
2.3.1. Đo các thông số của chitosan và oligochitosan
..................................... 39
2.3.2. Đặc trưng cấu trúc vật liệu chitosan và
oligochitosan........................... 46
2.3.3. Các phươ ng pháp chế tạo và biến tính vật liệu
chitosan........................47
2.3.4. Các phươ ng pháp nghiên cứu ứng dụng vật liệu
chitosan cắt mạch ...... 51
CHƯƠ NG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
...............................................55
3.1. CHẾ TẠO CHITOSAN NGUỒN TỪ CHITIN
....................................... 55
3.2. CẮT MẠCH CHITOSAN NGUỒN BẰNG HYDROPEROXIT.............
57
3.3. HIỆU Ứ NG ĐỒNG VẬN CHẾ TẠO OLIGOCHITOSAN
BẰNG
CHIẾU XẠ DUNG
DỊCH..............................................................................593.3.1.
Hiệu ứng đồng vận chế tạo oligochitosan đối vớ i
chitosan có độ đề
axetyl ~ 91%
..................................................................................................
59
3.3.2. Hiệu ứng đồng vận chế tạo oligochitosan đối
vớ i chitosan có độ đề
axetyl ~ 80,3%
...............................................................................................
69
3.3.3. Hiệu ứng đồng vận chế tạo oligochitosan đối
vớ i chitosan có độ đề
axetyl ~ 72%
..................................................................................................
76
3.4. HIỆU Ứ NG ĐỒNG VẬN CẮT MẠCH CHITOSAN Ở
DẠNGTRƯƠNG..
....................................................................................................88
3.4.1. Xác định một số thông số ban đầu của chitosan
cắt mạch ở dạng
trươ ng…………………………………………………………………………88
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
-
8/20/2019 NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN BẰNG HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN
H2O2/BỨC XẠ GAMMA COBAN – 60 ĐỂ CHẾ TẠO …
20/210
3.4.2. Cắt mạch chitosan bằng hiệu ứng đồng vận của
H2O2 /tia γCo60 ở dạng
trươ ng và khảo sát ảnh hưở ng của nồng độ, suất
liều......................................91
3.4.3. Hiệu ứng đồng vận cắt mạch chitosan có độ đề
axetyl ~ 91% ở dạng
trươ ng...........................................................................................................
1013.4.4. Hiệu ứng đồng vận cắt mạch chitosan có độ đề
axetyl ~ 80,3 ở dạng
trươ ng...........................................................................................................
111
3.4.5. Hiệu ứng đồng vận cắt mạch chitosan có độ đề
axetyl ~ 72 ở dạng
trươ ng...........................................................................................................
118
3.5. KHẢ NĂNG CHẾ TẠO OLIGOCHITOSAN BẰNG H2O2
TRONG
DUNG DỊCH
...............................................................................................
128
3.6. Ứ NG DỤNG SẢN PHẨM CHITOSAN CẮT MẠCH
.......................... 134
3.6.1. Hiệu ứng chống oxi
hóa......................................................................
134
3.6.2. Hiệu ứng kháng
khuẩn........................................................................
135
3.6.3. Hiệu ứng kích thích tăng trưở ng và kháng bệnh trên
gà...................... 139
KẾT LUẬN CHÍNH CỦA LUẬN
ÁN.......................................................
144
TÀI LIỆU THAM KHẢO
DANH MỤC CÁC CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN
ÁNPHỤ LỤC
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
-
8/20/2019 NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN BẰNG HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN
H2O2/BỨC XẠ GAMMA COBAN – 60 ĐỂ CHẾ TẠO …
21/210
1
MỞ ĐẦU
Chitosan và oligochitosan là những polyme có nguồn gốc thiên
nhiên
đượ c ứng dụng trong nhiều l ĩ nh vực khác nhau
của đờ i sống. Chúng đượ c
dùng làm chất kháng khuẩn [29], [51], [61], [70], [74], [117],
chất chống oxihóa [36], [52], [85], [96], chất kháng khối u [75],
chất gây hiệu ứng tăng
cườ ng miễn dịch [20], [21], chất kích kháng bệnh và thúc
đẩy tăng trưở ng cho
cây trồng [34], [78], [116], chất mang dượ c phẩm [58],
[101]… Đặc biệt
oligochitosan có độ polyme hóa từ 7 – 10 có hiệu ứng
chống xâm nhiễm của
nhiều loại nấm gây bệnh thực vật thông qua cơ
chế tự tạo kháng sinh
(phytoalexin) [5]. Hàng năm, có khoảng 10 tỉ tấn chitin
đượ c sản xuất ra trên
thế giớ i [76], là nguồn nguyên liệu dồi dào để
chế tạo chitosan. Chitosan
thông thườ ng có khối lượ ng phân tử rất cao,
chỉ tan trong một số dung môi
nhất định. Điều này đã hạn chế khả năng ứng dụng của
nó trong nhiều trườ ng
hợ p [89]. Vì vậy, vấn đề biến tính cắt mạch chitosan
nhằm mở rộng khả năng
ứng dụng của loại polyme này là rất cần thiết.
Nhiều phươ ng pháp cắt mạch chitosan khác nhau đã
đượ c nghiên cứu và
áp dụng. Trong đó, phươ ng pháp hóa học sử dụng
H2O2 và phươ ng phápchiếu xạ sử dụng bức
xạ gamma cắt mạch chitosan để chế tạo
oligochitosan
gần đây đượ c tập trung nghiên cứu áp dụng vì cho hiệu suất
cao, thân thiện
vớ i môi trườ ng [38], [76] và có khả năng áp
dụng vớ i quy mô lớ n [32]. Tuy
nhiên, nghiên cứu sử dụng kết hợ p hai tác nhân này
cho đến nay vẫn còn rất ít
[9], [32], [34], [45] và chưa thật sự có hệ thống.
Trên thế giớ i, việc ứng dụng công nghệ bức
xạ đã trở nên phổ biến. Các
sản phẩm của công nghệ bức xạ đã mang lại sự thay
đổi mớ i mẻ trong nhiềul ĩ nh vực của đờ i
sống và đã đượ c các tổ chức quốc tế IAEA, FAO, WHO
ủng
hộ, phối hợ p chuyển giao công nghệ. Công nghệ bức
xạ ứng dụng trong các
l ĩ nh vực biến tính vật liệu, khử trùng
nướ c, chế tạo chế phẩm dùng trong y tế,
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
-
8/20/2019 NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN BẰNG HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN
H2O2/BỨC XẠ GAMMA COBAN – 60 ĐỂ CHẾ TẠO …
22/210
2
các chất điều hòa tăng trưở ng, chất bảo vệ và tăng
năng suất cây trồng… là
những hướ ng nghiên cứu và ứng dụng đầy triển vọng.
Ở Việt Nam, nghiên cứu và triển khai ứng dụng công
nghệ bức xạ chỉ
đượ c bắt đầu từ những năm 1980 và chủ yếu
đượ c tiến hành ở Viện nghiêncứu hạt nhân Đà Lạt
trên cơ sở sử dụng lò phản ứng hạt nhân
và nguồn chiếu
xạ gamma Co – 60. Đến nay, nhiều trung tâm chiếu
xạ thực phẩm và chiếu xạ
khử trùng đượ c xây dựng tại Hà Nội và Tp. HCM đã
mở rộng hơ n phạm vi
nghiên cứu và ứng dụng của công nghệ bức xạ. Ở các
trung tâm này, vớ i
nguồn bức xạ gamma Co – 60 đượ c trang bị, nhiều
nghiên cứu biến tính vật
liệu đã đượ c triển khai và ứng dụng có hiệu quả. Một trong
các hướ ng nghiên
cứu đó là biến tính cắt mạch chitosan chế tạo chitosan
khối lượ ng phân tử
thấp và oligome của nó bằng phươ ng pháp chiếu xạ. Tại
trung tâm
VINAGAMMA, Tp. HCM, nghiên cứu theo hướ ng này đã thu
đượ c những
kết quả bướ c đầu rất có triển vọng. Một số sản
phẩm đã đượ c đưa vào ứng
dụng như chế phẩm oligochitosan, tên thươ ng mại
là RIZASA 3SL, SĐKVN:
1796/11RR do Cục Bảo vệ Thực vật, Bộ Nông nghiệp và
Phát triển Nông
thôn cấp phép dùng làm chất kích kháng bệnh cho cây lúa và cho
các loại câykhác. Một số công trình liên quan đến vấn
đề này cũng đã đượ c công bố trong
các tạp chí chuyên ngành trong và ngoài nướ c [1], [4],
[3], [5], [6], [9], [11],
[10], [32], [40]. Tuy nhiên, nghiên cứu các quy trình công
nghệ nhằm tăng
tính hiệu quả và tiết kiệm năng lượ ng bức xạ vẫn
đang là vấn đề hấp dẫn cần
đượ c mở rộng nghiên cứu.
Từ những thông tin trên, vớ i mong muốn tìm hiểu
khả năng kết hợ p của
hai tác nhân H2O2 và bức xạ gamma Co-60 trong việc cắt
mạch chitosan chế tạo oligochitosan, chúng tôi chọn và thực
hiện đề tài: “ Nghiên cứ u cắ t mạ ch
chitosan bằ ng hiệu ứ ng đồ ng
vậ n H 2O 2 /bứ c
xạ gamma Coban– 60 để chế
tạ o oligochitosan” .
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
-
8/20/2019 NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN BẰNG HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN
H2O2/BỨC XẠ GAMMA COBAN – 60 ĐỂ CHẾ TẠO …
23/210
3
Đề tài đượ c tiến hành dựa vào phươ ng pháp
nghiên cứu hiệu ứng đồng
vận áp dụng cho hai tác nhân là H2O2 và bức xạ gamma
Co-60 trên cơ sở
tham khảo một số công trình đã đượ c công
bố [45], [32], [91].
Bằng phươ ng pháp tiếp cận có hệ thống, chúng tôi
tiến hành chế tạooligochitosan và tính hiệu ứng đồng vận dựa
trên phươ ng pháp chiếu xạ
gamma Co-60 sử dụng H2O2 nhằm làm gia tăng hiệu suất
cắt mạch bức xạ.
Các yếu tố ảnh hưở ng đến độ suy giảm khối
lượ ng phân tử của chitosan như
nồng độ, liều xạ, thờ i gian phản ứng đều đượ c khảo
sát. Từ kết quả nghiên
cứu, chúng tôi tìm điều kiện thích hợ p cho việc
sử dụng hiệu ứng đồng vận để
chế tạo hiệu quả oligochitosan.
Nội dung nghiên cứu của luận án bao gồm:
- Nghiên cứu điều kiện chế tạo hiệu quả chitosan
nguồn
- Nghiên cứu giảm khối lượ ng phân
tử chitosan
- Nghiên cứu hiệu ứng đồng vận để chế tạo
chitosan khối lượ ng phân tử
thấp và oligochitosan
- Nghiên cứu ảnh hưở ng của suất liều bức xạ
đến hiệu suất cắt mạch
chitosan- Nghiên cứu một số ứng dụng của sản phẩm
oligochitosan và chitosan
khối lượ ng phân tử thấp chế tạo đượ c
Kết quả nghiên cứu của luận án sẽ là cơ
sở khoa học cho việc áp dụng
hiệu ứng đồng vận của các tác nhân tươ ng tự trong
việc chế tạo chitosan khối
lượ ng phân tử thấp. Từ kết quả của luận án
cho phép xây dựng quy trình công
nghệ sản xuất hiệu quả oligochitosan áp dụng hiệu ứng
đồng vận vớ i quy mô
lớ n, mở rộng khả năng áp dụng hiệu ứng này
lên các loại polysaccarit có cấutrúc tươ ng tự, nhằm phát
triển khả năng ứng dụng của các loại polyme có
nguồn gốc tự nhiên.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
-
8/20/2019 NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN BẰNG HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN
H2O2/BỨC XẠ GAMMA COBAN – 60 ĐỂ CHẾ TẠO …
24/210
4
O
OH
OH
OO
OH
NHCOCH3
OOH
NHCOCH3
OOH
NHCOCH3
OOH
OOH
NHCOCH3
OOH
CHƯƠ NG 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. TỔNG QUAN VỀ CHITIN, CHITOSAN, OLIGOCHITOSAN
1.1.1. Nguồn gốc chitin, chitosan, oligochitosan
Chitin có tên khoa học là
poly-(2,4)-2-acetamido-2-desoxy- β -D-glucose,
thuộc về nhóm hợ p chất polysaccarit. Trong thiên
nhiên, trữ lượ ng của chitin
chỉ đứng thứ hai sau cellulose. Chitin là thành phần
chủ yếu trong vỏ của các
loại động vật “xươ ng ngoài” như: cua, tôm, nhện,
bọ cạp, vỏ của các loại giáp
xác… Chitin cũng đượ c tìm thấy trong vách tế bào của
một vài loài nấm hay
của một số loài sinh vật khác [12].
Chitosan (CTS) là dẫn xuất của chitin, đượ c chế tạo
phổ biến bằng cách
đề axetyl hóa một phần từ chitin trong môi
trườ ng kiềm đặc [13].
Oligochitosan còn gọi là chitosan oligosaccarit (COS) là sản
phẩm giảm
cấp của CTS, đượ c chế tạo bằng biến tính cắt mạch CTS
sử dụng các tác nhân
cắt mạch như enzym [63], hóa học [76] và bức xạ [27],
[38]…
1.1.2. Cấu trúc chitin, chitosan, oligochitosan
Chitin là polysaccarit thiên nhiên không nhánh, giống cellulose,
có cấu
trúc như mô tả trên hình 1.1.
Hình 1.1. C ấ u t ạo phân
t ử chitin Cấu trúc hóa học của chitin rất
giống của cellulose, chỉ khác là nhóm -OH
ở vị trí C2 của mỗi đơ n vị
D-Glucose của cellulose đượ c thay bằng nhóm
-NHCOCH3 ở chitin. Một cách đơ n giản,
chúng ta có thể xem chitin là sản
phẩm trùng ngưng của nhiều phân tử N-acetyl-D-glucosamine
[12].
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
-
8/20/2019 NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN BẰNG HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN
H2O2/BỨC XẠ GAMMA COBAN – 60 ĐỂ CHẾ TẠO …
25/210
5
CTS có cấu tạo gồm các đơ n vị D-glucosamin và
N-acetyl-D-glucosamin.
Đơ n vị cấu tạo trong phân tử CTS là
D-glucosamin, các mắt xích đượ c liên
kết vớ i nhau như trên hình 1.2.
Hình 1.2. Công thứ c cấ u t ạo của
CTS
Hình 1.2 mô tả cấu trúc CTS trên lý thuyết. Thực tế, mạch
phân tử CTS
vẫn tồn tại nhóm axetyl đan xen do sự đề axetyl hóa
chưa hoàn toàn. Do vậy,
công thức cấu tạo chính xác của mạch CTS có thể biểu diễn
như ở hình 1.3.
Hình 1.3. Công thứ c cấ u t ạo chính xác của
CTS COS có cấu trúc phân tử đượ c mô
tả như trên hình 1.4.
Hình 1.4. Công thứ c cấ u t ạo của
COS
COS là sản phẩm của quá trình cắt mạch CTS nên về cấu trúc
như CTS
nhưng có mạch phân tử ngắn hơ n, khối lượ ng phân
tử (KLPT) trung bình khối
nhỏ hơ n 10 kDa.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
-
8/20/2019 NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN BẰNG HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN
H2O2/BỨC XẠ GAMMA COBAN – 60 ĐỂ CHẾ TẠO …
26/210
6
1.1.3. Ứ ng dụng chitin, chitosan, oligochitosan
Chitin là nguồn nguyên liệu quan trọng để chế tạo ra
các dẫn xuất như
carboxymethyl chitin, CTS, COS…
Chitin/CTS cùng vớ i dẫn xuất của nó có những tính chất
quan trọng như:
khả năng tươ ng hợ p và phân hủy sinh học, chống
oxi hóa, khả năng kháng
khuẩn, kháng khối u và khả năng hấp phụ kim loại
nặng… Do vậy, các
polyme này đã đượ c nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trong
nhiều l ĩ nh vực
khác nhau như: nông nghiệp, dượ c phẩm, mỹ phẩm, thực
phẩm chức năng,
công nghệ sinh học và xử lý môi trườ ng... [3],
[8], [79], [86]. Đặc biệt,
nghiên cứu gần đây cho thấy CTS tan trong nướ c là một dạng
cấu trúc mớ i,
đó không phải là những oligome mà là CTS có KLPT tươ ng đối
cao,
Mw ~ 1 - 5×105 Da, độ đề axetyl khoảng 45 -
55%, đượ c chế tạo theo phươ ng
pháp axetyl hóa CTS bằng anhydrit axetic và kết tủa bằng etanol
[35]. CTS
tan trong nướ c đượ c đánh giá là rất có triển vọng
để ứng dụng trong nghiên
cứu in vivo [39], đặc biệt là làm chất ổn định, chất bắt
gốc tự do để chế tạo hạt
nano kim loại (Au, Ag...).
COS đượ c xem là chất kích thích kháng bệnh thực vật hiệu
quả (vắc xinthực vật) vì có những hoạt tính sinh học đặc biệt
khác vớ i CTS thông thườ ng
– có KLPT cao. Ngoài các tính chất tươ ng
tự như CTS, COS đặc biệt hiệu quả
đối vớ i khả năng kích thích sự miễn dịch trên
động vật và cây trồng [53],
[110].
1.1.4. Một số thông số quan trọng của chitin,
chitosan
Độ đề axetyl hóa (ĐĐA) hoặc độ axetyl hóa (ĐA),
ĐA = 100 – ĐĐA làmột thông số rất quan trọng của chitin và
CTS. Về mặt định lượ ng thì ĐĐA là
tỉ số giữa số nhóm -NH2 so vớ i
tổng số nhóm -NH2 và nhóm -NHCOCH3
trong phân tử chitin/CTS. ĐĐA là thông
số cơ bản dùng để phân biệt chitin
vớ i CTS. CTS thườ ng có ĐĐA > 50%,
ngh ĩ a là số nhóm NH2 > số nhóm
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
-
8/20/2019 NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN BẰNG HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN
H2O2/BỨC XẠ GAMMA COBAN – 60 ĐỂ CHẾ TẠO …
27/210
7
-NHCOCH3 [7], [12]. Sự khác biệt
về số lượ ng của các nhóm trên dẫn tớ i
sự
khác biệt rõ rệt về tính chất của hai loại polyme này. CTS
có ĐĐA khác nhau
dẫn tớ i sự khác nhau về KLPT,
độ nhớ t, khả năng hòa tan trong axit... Khi
chitin đượ c đề axetyl hóa, do điều kiện khắt khe của
sự đề axetyl hóa như nồng độ NaOH, nhiệt độ,
thờ i gian... dẫn đến sự cắt mạch làm cho CTS tạo
thành có độ dài mạch ngắn hơ n so vớ i chitin
gốc. ĐĐA càng cao thì KLPT và
độ nhớ t càng giảm. Độ nhớ t của CTS trong
axit axetic bị ảnh hưở ng bở i nhiều
yếu tố như ĐĐA, KLPT, pH, nhiệt độ... Các hằng
số về độ nhớ t trong phươ ng
trình Mark – Houwink ([η] = k×Mvα) là k và
α phụ thuộc vào sự thay đổi của
ĐĐA. Khi ĐĐA tăng, k tăng và α giảm.
Khối lượ ng phân tử trung bình khối – Mw cũng
là một thông số quan
trọng của chitin/CTS. Chitin có Mw vào khoảng 3×105 -
5×105 Da trong khi
CTS có Mw vào khoảng 1×105 - 3×105 Da. KLPT ảnh
hưở ng đến độ tan và độ
nhớ t của chitin/CTS. Và do đó, nó cũng ảnh hưở ng
đáng kể đến khả năng ứng
dụng của các loại polyme này.
Độ tan là thông số kỹ thuật quan trọng quyết định
đến khả năng ứng dụng
của chitin/CTS và dẫn xuất của chúng trong nhiều trườ ng
hợ p. Chitin khôngtan trong nướ c, kiềm, axit loãng,
ancol và hầu hết các dung môi hữu cơ , chỉ
tan trong axit vô cơ đặc như HCl, H2SO4,
H3PO4 và thườ ng kèm theo sự giảm
cấp. Chitin tan trong một số dung môi hữu cơ
có chứa clorua liti như:
N,N-dimetylacetamid (DMAc) chứa 5% LiCl và N-etyl
pyrrolydon-LiCl. Khả
năng hòa tan của chitin trong DMAc-LiCl phụ thuộc vào ĐĐA
của nó, khả
năng này giảm khi ĐĐA tăng lên. Khác vớ i chitin - khó hòa
tan trong các
dung môi thông thườ ng, CTS do có nhóm -NH2 tự do
nên tan dễ dàng trongcác dung môi axit như axit formic,
adipic, axetic... Trong trườ ng hợ p này,
nhóm amin tự do bắt đầu hình thành nhóm -NH3+ [17].
Nhờ đặc tính này mà
CTS có giá trị ứng dụng cao hơ n chitin và do đó có
giá trị thươ ng mại cao hơ n
vì dễ chế tạo thành nhiều dạng khác nhau như màng
mỏng, sợ i, bột...
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
-
8/20/2019 NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN BẰNG HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN
H2O2/BỨC XẠ GAMMA COBAN – 60 ĐỂ CHẾ TẠO …
28/210
8
Ngoài ra, độ ẩm, độ tro, hàm lượ ng protein và
độ trươ ng nướ c bão hòa
cũng là những thông số quan trọng có ảnh hưở ng đến
khả năng ứng dụng của
chitin/CTS.
1.1.5. Cơ chế kháng khuẩn của chitosan khối
lượ ng phân tử thấp vàoligochitosan
Không giống như chitin, CTS KLPT thấp và COS
sở hữu các nhóm
amino tự do trong cấu trúc của nó. Số nhóm amino này
đã thể hiện vai trò
quan trọng trong hoạt tính kháng khuẩn và một
số cơ chế đã đượ c
đề nghị để
mô tả hoạt tính này [26]. Cơ
chế đượ c cho là phù hợ p nhất giải thích rằng
CTS KLPT thấp/COS có thể làm thay đổi các đặc tính thấm của
màng tế bào
vi khuẩn và ngăn cản sự tiếp nhận khoáng chất hoặc gây rò
rỉ các thành phần
tế bào mà cuối cùng dẫn đến cái chết của vi khuẩn [72].
Một cơ chế khác
đượ c đề nghị để giải thích về hoạt
tính kháng khuẩn của COS là sự ngăn chặn
việc sao chép RNA do sự hấp phụ của COS thâm nhập vào
DNA của vi khuẩn
[50]. Để thỏa mãn cơ chế này, KLPT của CTS
phải nhỏ hơ n một giá trị giớ i
hạn, cho phép các phân tử xâm nhập vào trong tế bào
vi khuẩn. Tuy nhiên,
các chứng cứ thu thập đượ c chưa đủ cập nhật củng
cố giả thuyết này. Ngoàira, hoạt tính tạo chelat của COS
cũng đã tướ c đoạt các kim loại, yếu tố vi
lượ ng hoặc các chất dinh dưỡ ng cần thiết cũng
đượ c đề xuất như một yếu tố
giớ i hạn sự tăng trưở ng của vi khuẩn
[112].
1.2. SƠ LƯỢ C VỀ PHƯƠ NG PHÁP XÁC ĐỊNH
ĐỘ ĐỀ AXETYL VÀ
KHỐI LƯỢ NG PHÂN TỬ CỦA CHITOSAN
1.2.1. Phươ ng pháp xác định độ đề axetyl
Có nhiều phươ ng pháp xác định ĐĐA của CTS như: phân tích
nguyên tố,
dùng phổ UV (Ultraviolet spectroscopy), IR (infrared
spectra) và NMR
(Nuclear Magnetic Resonance)… Tuy nhiên, các phươ ng pháp
phổ biến hiện
nay là sử dụng UV, NMR và IR.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
-
8/20/2019 NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN BẰNG HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN
H2O2/BỨC XẠ GAMMA COBAN – 60 ĐỂ CHẾ TẠO …
29/210
9
• Phươ ng pháp xác định ĐĐA bằng phổ UV dẫn xuất
thứ nhất
Phươ ng pháp đo phổ tử ngoại (UV) dẫn xuất
thứ nhất để xác định ĐĐA
của CTS đượ c đề nghị bở i Muzzarelli và
Rocchetti năm 1985 [67]. Sau đó,
Tan và cộng sự (1998) đã xác nhận tính chính xác của
phươ ng pháp và đề
nghị dùng như là phươ ng pháp chuẩn để xác
định thườ ng nhật ĐĐA của CTS
do phươ ng pháp có độ nhạy cao, giảm thiểu gây nhiễu
từ tạp chất và dễ thao
tác [67]. Để xác định ĐĐA theo phươ ng pháp này cần
tiến hành theo thứ tự
sau:
Xác định đ iể m nề n:
Chuẩn bị 3 dung dịch axit axetic nồng độ 0,01; 0,02 và
0,03M. Đo phổ
UV ba dung dịch này trong vùng bướ c sóng 190 - 220 nm dùng
nướ c làm
mẫu đối chứng. Điểm chồng lên nhau phổ UV của ba dung dịch
này tại bướ c
sóng 202 - 203 nm (hình 1.5) [67], [90] và điểm này là điểm nền
(H = 0) dùng
để tính ĐĐA của CTS.
Hình 1.5. Phổ UV d ẫ n xuấ t
thứ nhấ t của dung d ịch axit axetic 0,01;
0,02; 0,03M và dung d ịch N-axetyl glucosamin vớ i các
nồng độ khác nhau
(mg/l) trong axit axetic 0,01M
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
-
8/20/2019 NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN BẰNG HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN
H2O2/BỨC XẠ GAMMA COBAN – 60 ĐỂ CHẾ TẠO …
30/210
10
Lậ p đườ ng chuẩ n dùng N-axetyl
glucosamine:
Chuẩn bị 5 dung dịch chuẩn N-axetyl glucosamin nồng
độ trong khoảng
0,5 đến 3,5 mg trong 100 ml axit axetic 0,01M. Ghi phổ UV
của các dung
dịch này trong khoảng bướ c sóng 190 - 220 nm. Đo chiều cao
H (mm) củacác pic hấp thụ tính từ điểm nền như đã mô
tả ở trên lên đỉnh pic (hình 1.5).
Lập đườ ng chuẩn mối tươ ng quan giữa chiều cao H (mm)
trục tung và nồng
độ N-axetyl glucosamin trục hoành, H = f (C). Phươ ng
trình đườ ng chuẩn đã
đượ c xác định là: H = 32,7×C hoặc là C = H×1/32,7
[67].
Chuẩ n bị dung d ịch CTS:
Hòa 500 mg CTS đã đượ c sấy khô đến khối lượ ng không
đổi trong 50
ml dung dịch axit axetic 0,1M sau đó định mức bằng nướ c
thành 500 ml.
Nồng độ CTS là 1 mg/ml.
Đo phổ UV dung d ịch CTS và xác
định ĐĐ A của CTS:
Đo phổ UV dung dịch CTS trong khoảng bướ c sóng 190 -
220 nm. Đo 5
lần lấy giá trị trung bình chiều cao H (mm) tại λmax ~
199 nm. Tính nồng độ
N-axetyl glucosamin từ giá trị H đo đượ c, ví
dụ H = 66 mm thì nồng độ
N-axetyl glucosamin sẽ là C = 66×(1/32,7) = 19,2 mg/l. Kết
quả này cũng cóngh ĩ a độ axetyl của mẫu CTS là
19,2% và ĐĐA là 100 – 19,2 = 80,8%. Đối
vớ i mẫu CTS có ĐĐA lớ n hơ n 90% thì phải dùng
đườ ng chuẩn N-axetyl
glucosamin đượ c hiệu chỉnh vớ i glucosamin [67],
[90].
Xác định ĐĐA của CTS bằng phươ ng pháp đo phổ UV dẫn
xuất thứ
nhất là khá đơ n giản, tiện lợ i và nhanh chóng
vớ i độ chính xác và tin cậy cao.
Phươ ng pháp có một số ưu điểm như: i) không cần thiết
phải biết chính xác
nồng độ axit axetic do điểm nền đượ c xác định trong
khoảng rộng nồng độ
axit axetic, ii) đo phổ UV của dung dịch CTS dùng dung dịch
so sánh là nướ c,
giảm thiểu các tín hiệu nhiễu trong quá trình đo và iii) một
lượ ng mẫu CTS
nên dùng là 0,5 g để tránh sai số do cân.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
-
8/20/2019 NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN BẰNG HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN
H2O2/BỨC XẠ GAMMA COBAN – 60 ĐỂ CHẾ TẠO …
31/210
11
• Phươ ng pháp xác định ĐĐA bằng phổ NMR
Phươ ng pháp xác định ĐĐA sử dụng phổ NMR
đượ c tiến hành như sau
[55]:
Đo phổ 1H-NMR của CTS ở điều kiện ghi phổ: nhiệt
độ 353 K, số lần
quét phổ 128, dung môi D2O.CF3COOD.
Từ phổ 1H-NMR, ĐĐA đượ c tính
theo công thức sau:
( )H1D H1D HAc§§ A(%) / / 3 100 (1.1) I I I = + ×
Trong đó I H1D và I HAc lần
lượ t là tích phân tươ ng ứng tại các đỉnh proton H1D
và 3 proton HAc.
• Phươ ng pháp xác định ĐĐA sử dụng
phổ IR
Phươ ng pháp đo phổ IR để xác định ĐĐA của CTS
lần đầu tiên đượ c đề
nghị bở i Moore và Roberts năm 1977 [63]. Cho đến nay,
có nhiều nghiên cứu
quan tâm đến phươ ng pháp IR để xác định ĐĐA của CTS
[82], [15], [18],
[46] do tính thuận lợ i, đơ n giản và nhanh chóng so
vớ i các phươ ng pháp khác
như chuẩn độ, phổ cộng hưở ng từ (1H-NMR,
13C NMR) và phổ tử ngoại [67],
[41], [57], [24], [47], [48], [49],.. Phươ ng pháp IR xác
định ĐĐA của CTS
sau đó đượ c Baxter [15] và cộng sự tiếp tục cải tiến
và phát triển vớ i công
thức tính ĐĐA như sau:
ĐĐA, % = 100 – [(A1655 /A3450) × 115] (1.2)
Vớ i A1655 và A3450 là độ hấp thụ tại
số sóng 1655 và 3450 cm-1 tươ ng ứng.
Công thức tính ĐĐA của CTS dựa trên
cơ sở so sánh độ hấp thụ của
một
pic chuẩn (A3450) vớ i độ hấp thụ của một
pic đo (A1655), sau đó dùng phươ ng
trình kinh nghiệm để tính ĐĐA do nhóm nghiên cứu của
Baxter đề nghị ở trên đượ c ghi nhận là
có độ chính xác cao hơ n.
Năm 2001, Brugnerotto và cộng sự [18] đã
đề nghị cách tính ĐĐA của
chitin/CTS bằng phươ ng pháp IR sử dụng pic đặc trưng
của sự axetyl hóa
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
-
8/20/2019 NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN BẰNG HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN
H2O2/BỨC XẠ GAMMA COBAN – 60 ĐỂ CHẾ TẠO …
32/210
12
(characteristic band of the N-acetylation) 1320 cm-1 và pic
so sánh (reference
band) 1420 cm-1 (hình 1.6 và bảng 1.1) như sau:
ĐA,% = [31,92 × (A1320 /A1420)] − 12,20 (1.3)
ĐĐA, % = 100 − ([31,92 × (A1320 /A1420)]
− 12,20) (1.4)
Hình 1.6. Phổ IR của mẫ u chitin/CTS
có ĐĐ A khác nhau 5% (a);
50% (b) và 90% (c)
Bảng 1.1. M ột số dao động đặc
tr ư ng trên phổ IR của CTS
Số sóng, cm-1
Liên kết Tài liệu859 và 1153 C-O-C (β(1→4) glycosit)
[95], [102]
1254 δO–H [95]
1373 υC–H (nhóm metyl) [45]
1420 υC–H (nhóm –CH2) [95]
1598-1590 δN–H (nhóm –NH2) [52], [62]
1655 Amit I [15]
1634-1650 υC=O (nhóm axetyl) [62], [83]
2870-2880 υC–H (–CH2 của vòng glucopyranose) [102]
3360-3450 υO–H, υN–H [52], [62]
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
-
8/20/2019 NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN BẰNG HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN
H2O2/BỨC XẠ GAMMA COBAN – 60 ĐỂ CHẾ TẠO …
33/210
13
Ư u điểm của phươ ng pháp sử dụng pic 1320
cm-1 và 1420 cm-1 để tính
ĐA và ĐĐA là tránh đượ c sai số do ảnh hưở ng của
độ ẩm trong quá trình sấy
mẫu chitin/CTS so vớ i dùng pic A3450 như là pic
so sánh theo Baxter và cộng
sự [15].
Nhìn chung, phươ ng pháp phổ 1H-NMR đượ c cho là
rất chính xác trong
việc tính ĐĐA của CTS [56]. Tuy nhiên, phươ ng pháp dùng
phổ IR tính ĐĐA
lại đượ c sử dụng khá phổ biến hiện nay trong các
nghiên cứu trên thế giớ i. Ư u
điểm của phươ ng pháp này là đơ n giản, nhanh, cho kết
quả khá chính xác và
chi phí thấp hơ n so vớ i phươ ng pháp
phổ 1H-NMR [18].
Trong luận án này, chúng tôi sử dụng phươ ng pháp
phổ IR và phươ ngtrình kinh nghiệm (1.4) để tính
ĐĐA cho các mẫu CTS.
1.2.2.
Phươ ng pháp xác định khối lượ ng phân
tử của chitosan
Khối lượ ng phân tử của CTS thườ ng đượ c
xác định bằng phươ ng pháp
đo độ nhớ t và phươ ng pháp sắc kí gel thấm qua
(Gel Permeation
Chromatography - GPC).
• Xác định KLPT của CTS bằng phươ ng pháp đo
độ nhớ tPhươ ng pháp đo độ nhớ t là một
trong những phươ ng pháp nhanh chóng
và đơ n giản nhất để xác định KLPT của CTS nói riêng
và polyme nói chung
[80]. Theo phươ ng pháp này, KLPT trung bình nhớ t
Mv quan hệ vớ i độ nhớ t
[η ] theo phươ ng trình Mark – Houwink:
[η ] = k×M vα (1.5)
Trong đó:
[η ] là độ nhớ t đặc trưng
M v là KLPT trung bình nhớ t
k và α là hằng số
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
-
8/20/2019 NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN BẰNG HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN
H2O2/BỨC XẠ GAMMA COBAN – 60 ĐỂ CHẾ TẠO …
34/210
14
Đây là phươ ng pháp so sánh tươ ng đối nên cần phải
xác định hằng số k
và α trong phươ ng trình Mark – Houwink.
Hằng số k và α không phụ thuộc vào
KLPT trung bình của polyme trong
một khoảng rộng và đượ c xác định đối vớ i từng hệ:
polyme – dung môi.Để xác định KLPT trung bình nhớ t
Mv bằng phươ ng pháp đo độ nhớ t cần
xác định thờ i gian chảy (t ) qua đoạn ống mao quản
của nhớ t kế của một thể
tích dung dịch polyme và so sánh vớ i thờ i gian chảy
của dung môi (t 0). Từ các
giá trị t 0 , t và nồng độ dung
dịch polyme (C ) các đại lượ ng và tên gọi đượ c
đưa ra như sau [92]:
Độ nhớ t tươ ng đối: η t đ =
η / η 0 = t/t 0
Độ nhớ t riêng: η r =
η t đ -1 =
(η t đ -η 0)/ η 0 = (t -
t 0)/t 0
Độ nhớ t rút gọn: η rg =
η r /C
Độ nhớ t đặc trưng:0
[ ] lim( / ) (1.6)r
CCη η
→=
Nồng độ polyme thườ ng dùng là g/100 ml (g/dl),
thứ nguyên của [η ] sẽ là
100 ml/g (dl/g) và giá trị này sẽ đượ c nhân
vớ i 100 khi dùng thứ nguyên là
ml/g.
Hình 1.7. T ươ ng quan giữ a
độ nhớ t rút gọn và nồng độ CTS
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
-
8/20/2019 NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN BẰNG HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN
H2O2/BỨC XẠ GAMMA COBAN – 60 ĐỂ CHẾ TẠO …
35/210
15
Từ các đườ ng thẳng trên hình 1.7 ngoại suy cho đến
C = 0 ta nhận đượ c
độ nhớ t đặc trưng [η ]. Knaul và cộng
sự (1998) đưa ra bảng thống kê
hệ số k
và α trong phươ ng trình Mark – Houwink để tính
Mv của CTS sử dụng nhiều
hệ dung môi khác nhau [54]. Bảng 1.2 đưa ra các giá
trị k và α điển hình
thườ ng đượ c dùng để đo Mv của CTS.
Bảng 1.2. H ằ ng số k và
α đố i vớ i CTS và một số hệ dung
môi
Hệ dungmôi
Nhiệt độ đo, °C
ĐĐA,
%
k (ml/g) α Mv
(× 103)
Tài liệu
0,1 M
CH3COOH0,2 M NaCl
25 ~80 1,81 × 103 0,93 630-4,8 Robert
(1982)[80]
0,2 MCH3COOH
0,1 MCH3COONa
30 69
84
91
100
0,104 × 10-3
1,424 × 10-3
6,589 × 10-3
16,80 × 10-3
1,12
0,96
0,88
0,81
251-19,4
Wang(1991)[103]
0,25 MCH3COOH
0,25 MCH3COONa
25 65-95 1,4 × 10-2 0,83 - Knaul(1998)
[54]
Kết quả nghiên cứu xác định k và α của Wang
và cộng sự (1991) [103]
cho thấy k tăng dần từ 0,104
× 10-3 đến 16,80 × 10-3 và α giảm dần
từ 1,12
đến 0,81 tươ ng ứng đối vớ i ĐĐA của CTS từ 69
đến 100%. Điều này chứng
tỏ độ cứng của mạch phân tử CTS trong dung
dịch giảm theo sự tăng của
ĐĐA do các liên kết hydro giữa các mạch trong cấu trúc chitin
(hình 1.8).
Hai loại liên kết hydro nội phân tử (I) và (II) làm hạn
chế độ linh động
của nhóm acetamid (−NHCOCH3), hydroxylmethyl (HOCH2−) và β
− 1,4
vòng glucopyranose trong mạch CTS. Sau quá trình đề axetyl
bằng kiềm đặc,
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
-
8/20/2019 NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN BẰNG HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN
H2O2/BỨC XẠ GAMMA COBAN – 60 ĐỂ CHẾ TẠO …
36/210
16
nhóm acetamid chuyển thành nhóm amin (−NH2) từng phần hoặc là
hoàn
toàn. Nguyên tử nitơ không có khả năng tạo
liên kết hydro (I) do quá trình
proton hóa vớ i H+, vì vậy độ linh động của phân
tử CTS đượ c tăng lên.
Hình 1.8. S ự t ạo thành liên
k ế t hydro (I) và (II)
Từ kết quả hình 1.9, phươ ng trình tính
k và α theo ĐĐA đượ c Wang và
cộng sự (1991) [103] đưa ra như sau:
k = 1,64 × 10-30 × (ĐĐA)14 (r = 0,996) (1.7)
α = −1,02 × 10-2 × (ĐĐA) + 1,82 (r = 0,998)
(1.8)
Hình 1.9. S ự phụ thuộc giá
tr ị k và α vào ĐĐ A của CTS
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
-
8/20/2019 NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN BẰNG HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN
H2O2/BỨC XẠ GAMMA COBAN – 60 ĐỂ CHẾ TẠO …
37/210
17
Như vậy để đo KLPT trung bình nhớ t Mv của
CTS đượ c chính xác hơ n,
trướ c hết phải xác định ĐĐA của CTS và tính ra hệ
số k và α đối vớ i mẫu
CTS nghiên cứu. Ngoài ra, có thể sử dụng hệ
dung môi
CH3COOH 0,1M/NaCl 0,2M và CH3COOH 0,25M/CH3COONa 0,25M
để xác định KLPT trung bình nhớ t Mv của CTS khi
chưa biết giá trị ĐĐA.
Bảng 1.3. Khố i lượ ng phân
t ử trung bình M v , M n và
M w của các mẫ u CTS có
ĐĐ A khác nhau
ĐĐA,% [η] (dl/g) Mv × 103 Mn × 10
3 Mw × 103 Mw /Mn
90,1 8,58 586 247 457 1,85
87,7 8,57 585 260 502 1,9387,3 11,22 809 427 842 1,97
79,2 7,90 531 270 550 2,04
64,3 7,52 500 335 699 2,09
Bảng 1.3 ghi ra các giá trị KLPT trung bình nhớ t Mv,
KLPT trung bình
khối Mw và KLPT trung bình số Mn của CTS. Theo
công thức tính KLPT
trung bình nhớ t Mv của CTS do Knaul và cộng sự
(1998) [54] đề nghị:
[η ] = 1,40 × 10-2 Mv0,83 thì Mv của
CTS khá gần vớ i giá trị Mw khi đo bằng
phươ ng pháp sắc ký gel thấm qua (GPC) đối vớ i các
mẫu CTS có ĐĐA trong
khoảng từ 65 đến 90%.
• Xác định KLPT của CTS bằng phươ ng pháp sắc ký gel
thấm qua
Phươ ng pháp sắc ký gel thấm qua (GPC) xác định KLPT trung
bình khối
Mw và KLPT trung bình số Mn là phươ ng
pháp so sánh tươ ng đối thườ ng
đượ c dùng để xác định KLPT trung bình và chỉ
số đa phân tán PI
(Polydispersity Index, PI = Mw /Mn) của polyme nói chung
bao gồm cả CTS
và dẫn xuất của nó. Wu và cộng sự (1976) [109] lần đầu
tiên nghiên cứu đo
KLPT của CTS bằng phươ ng pháp GPC sử dụng dung môi
axit axetic 2% và
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
-
8/20/2019 NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN BẰNG HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN
H2O2/BỨC XẠ GAMMA COBAN – 60 ĐỂ CHẾ TẠO …
38/210
18
chất chuẩn là dextran. Sau đó, nhiều tác giả nghiên cứu đã
xác nhận do tính
chất thủy động không tươ ng đồng của dextran và CTS nên kết
quả xác định
KLPT của CTS bị sai lệch nhiều. Terbojevich và cộng
sự (1993) [93] đo
KLPT của CTS dùng dung môi (pha động) là CH3COOH
0,5M/CH3COONa0,2M vớ i cột đượ c sử dụng là Bio-gel
TSK, ToyoSoda, Tokyo, Nhật. Nhiều
tác giả đã đưa ra nhận xét là kích thướ c của các
phân tử đa điện tích
(polyelectrolyte) phụ thuộc vào lực ion, nồng độ của
chúng trong dung dịch
và sự có mặt của các ion khác. Hơ n nữa, hiệu ứng hút
ion thể vùi (ion-
inclusion) luôn luôn hiện diện khó có thể loại
trừ hoặc làm hạn chế hiệu ứng
này thì ngượ c lại hiệu ứng ngăn cản ion (ion – exclusion)
có thể loại trừ bằng
việc thêm chất điện ly KLPT thấp vào pha động [93]. Mặt khác,
mật độ điện
tích của chất nhồi cột có thể gây ra tươ ng tác ion.
Hiện tượ ng này đã đượ c xác
nhận đối vớ i các cation, bở i vì các nhóm tích điện
âm có mặt trong nhiều loại
gel nhồi cột sắc ký. Độ pH của dung dịch cũng đóng vai trò
quan trọng trong
việc điều biến mức độ ion hóa của polyme và nhóm chức trên
bề mặt của gel
nhồi cột. Do vậy, dung dịch CTS trong axit axetic (ví
dụ 0,25M) làm giảm
quá trình ion hóa của các nhóm cacboxyl trên bề mặt gel,
hạn chế sự hấp phụ CTS trên gel nhồi cột.
Sử dụng muối CH3COONa 0,25M trong pha động cùng
vớ i axit axetic 0,25M nhằm tạo ra lực ion
đủ để vượ t qua hiệu ứng ngăn cản
ion [54]. Terbojevich và cộng sự (1993) xác nhận rằng nồng
độ CH3COONa
nhỏ hơ n 0,2M thì CTS tách ra khỏi cột không đạt
độ lặp lại và đôi khi không
tách ra đượ c do tươ ng tác t ĩ nh điện giữa
polycation và chất nhồi cột [93].
Ngày nay vớ i sự phát triển của kỹ thuật sắc ký
nhiều loại cột khác nhau
vớ i độ phân giải cao đã đượ c sản xuất và
thươ ng mại hóa, ví dụ loại cột
Ultrahydrogel của hãng Waters, USA (bảng 1.4). Các loại cột
Ultrahydrogel
(7,8×300 mm) mô tả trong bảng 1.4 thích hợ p dùng
để đo các mẫu tan trong
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
-
8/20/2019 NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN BẰNG HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN
H2O2/BỨC XẠ GAMMA COBAN – 60 ĐỂ CHẾ TẠO …
39/210
19
dung dịch nướ c như oligome, oligosaccarit,
polysaccarit, các polyme cationic,
anionic và lưỡ ng tính trong khoảng pH rộng 2-12 vớ i
độ phân giải cao.
Bảng 1.4. Các loại cột Ultrahydrogel của hãng Waters và
khoảng đ o
KLPT hiệu d ụng Ký hiệu cột Kích thướ c
lỗ trống, Å
Khoảng đo KLPT
hiệu dụng, Da
Ultrahydrogel 120 120 2×102 – 5×103
Ultrahydrogel 250 250 103 – 8×104
Ultrahydrogel 500 500 5×103 – 4×105
Ultrahydrogel 1000 1000 10
4
– 1×10
6
Ultrahydrogel 2000 2000 5×105 – 7×106
Ultrahydrogel Linear Hỗn hợ p 103 – 7×106
Gần đây một số tác giả đề nghị sử dụng
phươ ng pháp tuyệt đối sắc ký gel
tán xạ laser xác định KLPT của CTS để làm mẫu chuẩn
thay cho các loại mẫu
chuẩn đang đượ c sử dụng hiện nay như pullulan,
polyethylen glycol,.. nhằm
xác định KLPT của CTS đượ c chính xác hơ n.
Nhìn chung, xác định KLPT của CTS bằng phươ ng pháp đo
độ nhớ t là
nhanh chóng và đơ n giản nhất. Tuy nhiên, để xác định
đượ c KLPT của CTS
theo phươ ng pháp này cần phải tính các giá trị
k và α trong phươ ng trình
Mark – Houwink. Các giá trị này thườ ng phụ
thuộc vào ĐĐA trong một
khoảng rộng nên việc xác định nó thườ ng gặp phải sai
số làm giảm tính chính
xác của phép đo. Hiện nay, xác định KLPT của CTS bằng GPC
đượ c sử dụngtại nhiều trung tâm nghiên cứu về vật
liệu polysaccarit tự nhiên trong khu vực
châu Á và trên thế giớ i. Trong luận án này KLPT của
CTS và dẫn xuất đượ c đo
bằng GPC.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
-
8/20/2019 NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN BẰNG HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN
H2O2/BỨC XẠ GAMMA COBAN – 60 ĐỂ CHẾ TẠO …
40/210
20
1.3. CÁC PHƯƠ NG PHÁP BIẾN TÍNH CẮT MẠCH CHITOSAN VÀ
CÔNG NGHỆ BỨ C XẠ BIẾN TÍNH CẮT MẠCH CHITOSAN
CTS là polyme có tầm ứng dụng khá rộng. Khả năng ứng dụng
của CTS
ngày càng đượ c mở rộng dựa vào việc biến tính
cắt mạch vật liệu. Cho đến
nay nhiều phươ ng pháp biến tính cắt mạch CTS đã đượ c
áp dụng bao gồm:
- Phươ ng pháp sử dụng tác nhân hóa học như HCl,
HCl-H3PO4, HNO2,
H2O2...
- Phươ ng pháp dùng tác nhân sinh học sử dụng các
enzym như: cellulase,
lysosyme, lipase.
- Phươ ng pháp siêu âm
- Phươ ng pháp vi sóng
- Phươ ng pháp chiếu xạ (γCo60, electron beam)
Phươ ng pháp cắt mạch hóa học đượ c cho là
phươ ng pháp đơ n giản nhất.
Tuy nhiên, phươ ng pháp này thườ ng gặp bất lợ i
do quá trình cắt mạch thườ ng
kèm theo sự thay đổi cấu trúc của CTS, thườ ng là
bị đề amin hóa và thậm chí
là phá vỡ vòng glucopyranose [76]. Ngoài ra,
phươ ng pháp cắt mạch hóa học
còn có những hạn chế nữa là hiệu suất thấp và nguy
cơ gây ô nhiễm môitrườ ng là khá cao [53].
Phươ ng pháp sinh học sử dụng các enzym cắt mạch
cho hiệu suất khá cao nhưng giá thành đắt hơ n so vớ i
phươ ng pháp hóa học
[63]. Phươ ng pháp chiếu xạ hiện đượ c xem là
kỹ thuật hữu hiệu để cắt mạch
CTS trên quan điểm thân thiện vớ i môi trườ ng [38] và
ít gây ra sự thay đổi
trong cấu trúc chính của phân tử CTS [27]. Đây cũng là
phươ ng pháp chủ yếu
của luận án. Vì vậy trong phần tổng quan này chúng tôi
chủ yếu giớ i thiệu về
công nghệ bức xạ biến tính cắt mạch CTS.
1.3.1.
Giớ i thiệu sơ lượ c về Công
nghệ bứ c xạ và Hóa học bứ c xạ
Công nghệ bức xạ (CNBX) là công nghệ sử dụng
bức xạ làm nguồn năng
lượ ng trong công nghiệp. CNBX nghiên cứu các hiệu ứng vật
lý, hóa học và
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
-
8/20/2019 NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN BẰNG HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN
H2O2/BỨC XẠ GAMMA COBAN – 60 ĐỂ CHẾ TẠO …
41/210
21
sinh học khi bức xạ truyền năng lượ ng cho vật chất,
nhằm xây dựng các quy
trình chế tạo sản phẩm mớ i đáp ứng nhu cầu con
ngườ i [81].
Hóa học bức xạ là một l ĩ nh vực nghiên cứu
về tươ ng tác của bức xạ ion
hóa (γ, X, dòng điện gia tốc...) lên các hệ hóa học. Do có
năng lượ ng cao nênkhi đi qua môi trườ ng vật chất bức
xạ làm cho nhiều hạt bị ion hóa và kích
thích phát sinh ra gốc tự do, từ đó xảy ra các phản
ứng hóa học theo những
phươ ng hướ ng khác nhau [108].
1.3.2. Một số khái niệm và định ngh ĩ a
- Bức xạ: là những dạng năng lượ ng phát ra trong quá trình
vận động và
biến đổi của vật chất dướ i dạng sóng, hạt hoặc sóng hạt.
Mối quan hệ giữa
năng lượ ng ε và bướ c sóng λ của bức
xạ đượ c mô tả thông qua phươ ng trình:
(1.9)hc
hε ν λ
= =
Trong đó, h là hằng số Planck và c là vận tốc ánh
sáng trong chân không.
- Bức xạ ion hóa: là những bức xạ đi qua môi
trườ ng vật chất gây ra quá
trình ion hóa.
- Đơ n vị năng lượ ng: electron volt (eV) là năng
lượ ng của một electron
chuyển động dướ i điện thế 1V.
- Hệ số truyền năng lượ ng tuyến tính (Linear
Energy Transfer, LET) biểu
thị tốc độ mất năng lượ ng khi bức xạ đi qua
môi trườ ng, đượ c xác định bằng
biểu thức:
(1.10)dE
LET dx
=
dE là tổn hao năng lượ ng trung bình của hạt mang điện trên
quãng đườ ng
dx.
LET có đơ n vị thườ ng dùng là
eV/Å
- Liều chiếu xạ ( X ): là khả năng ion hóa
của tia X hoặc tia gamma trong
một đơ n vị khối lượ ng không khí.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
-
8/20/2019 NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN BẰNG HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN
H2O2/BỨC XẠ GAMMA COBAN – 60 ĐỂ CHẾ TẠO …
42/210
22
(1.11)dQ
X dm
=
Đơ n vị của X là C/kg: liều
lượ ng tia X hoặc tia gamma trong 1 kg không
khí khô ở điều kiện tiêu chuẩn (0°C, 760 mmHg).- Suất
liều chiếu xạ (P): là liều chiếu xạ trong một đơ n
vị thờ i gian.
(1.12)dX
Pdt
=
Đơ n vị của P là: R/s, R/m hoặc R/h...
- Liều hấp thụ ( D): là năng lượ ng bức xạ
hấp thụ bở i một đơ n vị khối
lượ ng vật chất.
(1.13)dE Ddm
=
Đơ n vị của D là: Gray (Gy), 1 Gy = 1
J/kg
hoặc rad, 1rad = 100 ergs/g = 10-2 Gy
- Suất liều hấp thụ (Pht ): là liều hấp thụ trong
một đơ n vị thờ i gian.
(1.14)ht
dD P
dt =
Đơ n vị của Pht là Gy/s, kGy/h, rad/s...-
Hiệu suất hóa học bức xạ (G): là số phân tử, ion, nguyên
tử đượ c tạo
thành hay phân hủy khi hệ hấp thụ 100 eV năng
lượ ng bức xạ.
100 (1.15)N
G D
= ×
N là số phân tử sản phẩm biến đổi
(tạo thành hay phân hủy) trong một thể
tích xác định còn D là liều hấp thụ trong
thể tích đó.
Đối vớ i phản ứng hóa học bức xạ thông thườ ng,
giá trị G khoảng 10-15phân tử /100eV. Đối vớ i
phản ứng dây chuyền G có giá trị rất lớ n cỡ
hàng
triệu.
- Hoạt độ phóng xạ ( A): là số nguyên
tử đồng vị phóng xạ phân rã trong
một đơ n vị thờ i gian. Quy luật phân rã phóng
xạ tuân theo hàm mũ:
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
-
8/20/2019 NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN BẰNG HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN
H2O2/BỨC XẠ GAMMA COBAN – 60 ĐỂ CHẾ TẠO …
43/210
23
0 (1.16)kt
A A e−= ×
A và A0 là hoạt độ phóng xạ
tươ ng ứng tại thờ i điểm t và tại thờ i điểm
t = 0, k là hằng số đặc trưng cho tốc
độ phân rã.
Đơ n vị của A là: Curie (Ci), 1Ci = 3,7×1010
phân rã/s.
hoặc Bequerel (Bq), 1Bq = 1 phân rã/s.
- Chu kì bán hủy (t 1/2): là thờ i gian hoạt
độ phóng xạ giảm đi một nửa.
1/2
ln 2(1.17)t
k =
1.3.3. Nguồn bứ c xạ
Nguồn bức xạ đượ c dùng phổ biến hiện nay là
nguồn gamma phát ra từ
đồng vị phóng xạ Cobalt-60 và đồng vị phóng
xạ Cesium-137. Ngoài ra, ở
Trung tâm VINAGAMMA, Tp. HCM, nguồn bức xạ không hạt nhân
là dòng
điện tử gia tốc (Electron Beam, EB) phát ra từ máy gia
tốc điện tử cũng đã
đượ c sử dụng.
Trong luận án này, chúng tôi sử dụng nguồn bức
xạ γCo60 có các thông số
kỹ thuật như sau:
- Chu kì bán hủy: 5,26 năm- Năng lượ ng bức xạ: gồm hai tia
bức xạ gamma có năng lượ ng tươ ng
ứng là E1 = 1,17 MeV và E2 = 1,33 MeV. Năng lượ ng
tổng cộng khi chiếu
đồng thờ i hai tia là E = E1 + E2 = 2,5 MeV.
- Công suất bức xạ là P = 0,0148 W/Ci hay P’ = 67,567
kCi/kW.
1.3.4.Tình hình sử dụng bứ c xạ trong và
ngoài nướ c
Trên thế giớ i, CNBX đã đượ c ứng dụng mạnh
mẽ ở nhiều nướ c, nhiều
thiết bị công nghệ chiếu xạ đã đượ c
thươ ng mại hóa. Tổng giá trị sản phẩmchiếu
xạ khoảng 2 tỷ USD/năm và hàng năm gia tăng khoảng 15 -
20%. Hiện
nay, có khoảng hơ n 200 nguồn chiếu xạ γCo60 và
khoảng 750 máy phát chùm
electron (EB) đang vận hành [8].
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
-
8/20/2019 NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN BẰNG HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN
H2O2/BỨC XẠ GAMMA COBAN – 60 ĐỂ CHẾ TẠO …
44/210
24
Ở Việt Nam, nghiên cứu và triển khai CNBX đượ c bắt
đầu vào năm 1983
vớ i thiết bị chiếu xạ Gamma Cell đượ c lắp
đặt tại Viện Nghiên cứu Hạt nhân
Đà Lạt. Hiện nay, tại Hà Nội máy chiếu xạ γCo60 bán
công nghiệp đã đượ c
đưa vào sử dụng và dần đượ c nâng cấp. Tại Tp. HCM
máy chiếu xạ côngnghiệp đa chức năng phục vụ khử
trùng dụng cụ y tế và thanh trùng thực
phẩm đã đượ c vận hành. Gần đây, máy phát EB cũng đã
đượ c đầu tư trang bị
cho Trung tâm Nghiên cứu và Triển khai Công nghệ Bức
xạ
(VINAGAMMA) Tp. HCM n