Submitted by
quantri
on
Bảng thi
Trung học PT
Địa chỉ tác giả, nhóm tác giả
Trường THPT Ngô Sĩ Liên, TP Bắc Giang
Đạt giải Tỉnh
Giải Khuyến khích
Tác giả, nhóm tác giả
1. Đặng Thế Lâm
2. Trần Quang Huy
3. Nguyễn Công Hiếu
4. Lê Thế Hiệp
Thuyết minh tóm tăt..
Tính mới, tính sáng tạo:
Phát triển vật liệu nano đặc biệt có cấu trúc lõi vỏ từ Fe3O4 pha tạp Gd và bọc SiO2, với mục tiêu áp dụng trong điều trị ung thư, mang lại nhiều ưu điểm trong việc vận chuyển và giải phóng thuốc tới mục tiêu, giảm thiểu tác động phụ và tăng hiệu quả điều trị cho bệnh nhân.
Học sinh làm thí nghiệm
Quy trình sản xuất và nguyên lý hoạt động:
Quy trình sản xuất:
Bước 1: Lấy 2 ml FeCl3 2M, 3.8 ml FeCl2 2M và dung dịch muối Gd(NO3)3 0,2 M (2 ml, và 4mL tương ứng với tỷ lệ pha tạp x = 0,1 và x = 0,2). Tiếp tục cho 15 ml axit HCl 2M vào dung dịch ban đầu, sau đó chuyển vào bình cầu trên máy khuấy ở tốc độ 700 vòng/phút trong 30 phút.
Bước 2: Khuấy ổn định sau đó gia nhiệt lên 600C với sục khí N2. Để duy trì môi trường trơ trong suốt quá trình phản ứng. Nhỏ từ từ 80 mL dung dịch NH3 2M vào bình cầu với tốc độ 2 giọt/giây. Hỗn hợp phản ứng chuyển dần từ màu vàng sang nâu và đen. Duy trì điều kiện phản ứng thêm 30 phút sau khi nhỏ giọt.
(3-x) Fe3+ + Fe2+ + x Gd3++ 8OH- → Fe3-xGdxO4 + 4H2O
Bước 3: Rửa mẫu với nước khử ion vào và khấy đều rồi đặt lên nam châm vĩnh cửu (rửa khoảng 6 lần). Cuối cùng sản phẩm rửa bằng etanol 96% sản phẩm có thể được sấy khô ở nhiệt độ 70oC trong tủ sấy. Ta thu được hạt từ.
Bước 4: Lấy 10 mL hỗn hợp giữa etanol và hạt Fe3-xGdxO4 đã được tổng hợp ở trên cho vào cốc 250 mL rung và phân tán đều trong dung dịch chứa 100 mL etanol và 11,46 mL NH4OH trong 10 phút.
Bước 5: Chuyển hỗn hợp dung dịch sang máy khuấy ổn định 5 phút với tốc độ 500 vòng/phút. Nhỏ giọt từ từ 0,6 mL TEOS với tốc độ 0,1 mL/phút. Khuấy ổn định 16 tiếng.
2. Nguyên lý hoạt động:
Sử dụng vật liệu của dự án (Fe2,9Gd0,1O4@SiO2) để hấp phụ thuốc điều trị ung thư (Adriamycin); tiêm vật liệu đã hấp phụ thuốc vào vật thử nghiệm (chuột bạch) ở vị trí thích hợp gần vị trí của khối u; sử dung từ trường ngoài điều khiển vật liệu mang thuốc đến đúng vị trí của khối u, đảo hướng từ trường để gia nhiệt cho vật liệu nhả thuốc từ từ ở khu vực khối u; dùng từ trường ngoài đưa vật liệu quay ra vị trí ban đầu lúc tiêm vào để hút vật liệu ra ngoài cơ thể.
Khả năng áp dụng:
Sản phẩm tích hợp các thành phần từ tính và chất cản quang vào cùng một hạt nano để nâng cao chất lượng chẩn đoán hình ảnh và giao thuốc mục tiêu nhằm cải thiện đáng kể quá trình điều trị ung thư.
Hiệu quả của mô hình:
Trong chẩn đoán hình ảnh: Hạt nano Fe3O4/Gd để tăng cường độ tương phản của hình ảnh MRI, giúp phát hiện chính xác hơn các khu vực phát triển của khối u.
Giao thuốc chính xác: Việc bọc lớp SiO2 bảo vệ phân tử thuốc, đồng thời đảm bảo sự phóng thích thuốc tại vị trí cần thiết, giảm thiểu tác dụng phụ lên các tế bào lành.
Vật liệu nano này đã được sử dụng để chẩn đoán và điều trị trong mô hình động vật, cho thấy khả năng phát hiện sớm các tổn thương tế bào và cung cấp thuốc một cách hiệu quả.
Phát triển vật liệu nano đặc biệt có cấu trúc lõi vỏ từ Fe3O4 pha tạp Gd và bọc SiO2, với mục tiêu áp dụng trong điều trị ung thư, mang lại nhiều ưu điểm trong việc vận chuyển và giải phóng thuốc tới mục tiêu, giảm thiểu tác động phụ và tăng hiệu quả điều trị cho bệnh nhân.
Học sinh làm thí nghiệm
Quy trình sản xuất và nguyên lý hoạt động:
Quy trình sản xuất:
Bước 1: Lấy 2 ml FeCl3 2M, 3.8 ml FeCl2 2M và dung dịch muối Gd(NO3)3 0,2 M (2 ml, và 4mL tương ứng với tỷ lệ pha tạp x = 0,1 và x = 0,2). Tiếp tục cho 15 ml axit HCl 2M vào dung dịch ban đầu, sau đó chuyển vào bình cầu trên máy khuấy ở tốc độ 700 vòng/phút trong 30 phút.
Bước 2: Khuấy ổn định sau đó gia nhiệt lên 600C với sục khí N2. Để duy trì môi trường trơ trong suốt quá trình phản ứng. Nhỏ từ từ 80 mL dung dịch NH3 2M vào bình cầu với tốc độ 2 giọt/giây. Hỗn hợp phản ứng chuyển dần từ màu vàng sang nâu và đen. Duy trì điều kiện phản ứng thêm 30 phút sau khi nhỏ giọt.
(3-x) Fe3+ + Fe2+ + x Gd3++ 8OH- → Fe3-xGdxO4 + 4H2O
Bước 3: Rửa mẫu với nước khử ion vào và khấy đều rồi đặt lên nam châm vĩnh cửu (rửa khoảng 6 lần). Cuối cùng sản phẩm rửa bằng etanol 96% sản phẩm có thể được sấy khô ở nhiệt độ 70oC trong tủ sấy. Ta thu được hạt từ.
Bước 4: Lấy 10 mL hỗn hợp giữa etanol và hạt Fe3-xGdxO4 đã được tổng hợp ở trên cho vào cốc 250 mL rung và phân tán đều trong dung dịch chứa 100 mL etanol và 11,46 mL NH4OH trong 10 phút.
Bước 5: Chuyển hỗn hợp dung dịch sang máy khuấy ổn định 5 phút với tốc độ 500 vòng/phút. Nhỏ giọt từ từ 0,6 mL TEOS với tốc độ 0,1 mL/phút. Khuấy ổn định 16 tiếng.
2. Nguyên lý hoạt động:
Sử dụng vật liệu của dự án (Fe2,9Gd0,1O4@SiO2) để hấp phụ thuốc điều trị ung thư (Adriamycin); tiêm vật liệu đã hấp phụ thuốc vào vật thử nghiệm (chuột bạch) ở vị trí thích hợp gần vị trí của khối u; sử dung từ trường ngoài điều khiển vật liệu mang thuốc đến đúng vị trí của khối u, đảo hướng từ trường để gia nhiệt cho vật liệu nhả thuốc từ từ ở khu vực khối u; dùng từ trường ngoài đưa vật liệu quay ra vị trí ban đầu lúc tiêm vào để hút vật liệu ra ngoài cơ thể.
Khả năng áp dụng:
Sản phẩm tích hợp các thành phần từ tính và chất cản quang vào cùng một hạt nano để nâng cao chất lượng chẩn đoán hình ảnh và giao thuốc mục tiêu nhằm cải thiện đáng kể quá trình điều trị ung thư.
Hiệu quả của mô hình:
Trong chẩn đoán hình ảnh: Hạt nano Fe3O4/Gd để tăng cường độ tương phản của hình ảnh MRI, giúp phát hiện chính xác hơn các khu vực phát triển của khối u.
Giao thuốc chính xác: Việc bọc lớp SiO2 bảo vệ phân tử thuốc, đồng thời đảm bảo sự phóng thích thuốc tại vị trí cần thiết, giảm thiểu tác dụng phụ lên các tế bào lành.
Vật liệu nano này đã được sử dụng để chẩn đoán và điều trị trong mô hình động vật, cho thấy khả năng phát hiện sớm các tổn thương tế bào và cung cấp thuốc một cách hiệu quả.