Thay vì sử dụng chất khử methylic tổng hợp nano bạc, TS Thúy sử dụng dịch chiết từ củ hành tím an toàn hơn, tiềm năng làm màng bọc sinh học kháng khuẩn.
Ngoài công dụng như một thành phần phổ biến trong món ăn, củ hành tím là nguồn dinh dưỡng giàu nhóm hợp chất flavonoid và polyphenol chống oxy hóa. Tận dụng ưu điểm của loài thực phẩm này, năm 2019, TS Nguyễn Thị Thu Thúy (46 tuổi), Đại học Nông-Lâm TP HCM và cộng sự tìm ra phương pháp tạo hạt nano bạc từ dịch chiết củ hành tím.
TS Thúy cho biết, quá trình tổng hợp hạt nano kim loại thường sử dụng các chất methylic. Chất này nếu còn lưu lại trong hạt nano có thể gây ngộ độc. Để khắc phục, TS Thúy và cộng sự thay thế các chất khử methylic bằng hợp chất tự nhiên trong củ hành tím.
Hành tím là loại thực phẩm phổ biến, có thể sử dụng để tổng hợp nano bạc.
Nghiên cứu củ hành tím, các nhà khoa học tìm thấy axit gallic, quercetin, eriodictyol là những chất mang đặc tính kháng khuẩn. Nhóm đã ép lấy 3 ml dịch chiết và bảo quản mức nhiệt 4 độ C để đảm bảo hoạt tính trong hợp chất.
Dịch chiết được tiếp tục trộn với dung dịch bạc nitrat (AgNO3) ở nồng độ 1 mM. Đây được coi là chất khởi đầu quan trọng để tạo các chất khử trùng với đặc tính dễ hòa tan trong nước nên tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tổng hợp.
Từ hỗn hợp thu được, nhóm đưa vào thiết bị khuấy trong 60 phút ở nhiệt độ 70 độ C, đến khi màu chuyển từ xám nhạt sang nâu sẫm. "Sự biến đổi này cho thấy các hạt nano bạc đã được hình thành trong dung dịch", TS Thúy nói. Nhóm đã thực hiện 30 phép thử cho từng nồng độ dung dịch bạc nitrat và nhiệt độ phản ứng mới có thể tìm ra tỉ lệ tối ưu để thu hoạch lượng hạt nano bạc nhiều nhất.
Các hạt nano bạc được tách ra khỏi hỗn hợp bằng phương pháp quay ly tâm ở tốc độ 10.000 vòng/phút để cô đọng. Sau 10 phút, hạt nano không mùi, màu vàng nhạt. Đưa ra phơi nắng khoảng 60 phút, hạt chuyển sang nâu. Sử dụng máy quang phổ và kính hiển vi điện tử, nhóm nghiên cứu đo hạt nano bạc có kích thước 17 nanomet.
Trong quy trình này, 3 ml (100 g) dịch chiết hành có thể thu được 6,8 ml hỗn hợp chứa hàng nghìn hạt nano bạc. Hạt này hoạt động dựa trên cơ chế tấn công màng tế bào của các sinh vật đơn bào (vi khuẩn, nấm, tảo) để ức chế khả năng vận chuyển oxy vào trong tế bào, làm vô hiệu hóa hoạt tính của chúng.
Hạt nano bạc ở kích thước 500nm. (Ảnh: NVCC)
Nano bạc được tổng hợp trong nước thường có kích thước 25-30 nanomet, tuy vậy, hạt càng nhỏ, khả năng kháng và diệt khuẩn càng lớn. TS Thúy cho biết, vì sử dụng các nguyên liệu phổ biến, quy trình tạo nano bạc từ hành tím hoàn toàn có thể mở rộng ở quy mô lớn hơn nếu nhóm có thể hợp tác với cơ sở, doanh nghiệp sản xuất.
Kết quả này giúp TS Thúy và cộng sự tiếp tục kế hoạch chế tạo màng bọc thực phẩm sinh học thân thiện môi trường và có khả năng ngăn chặn vi khuẩn xâm nhập vào thức ăn và làm màng kháng khuẩn cho khẩu trang y tế.
Để tạo ra những sản phẩm ứng dụng vào cuộc sống, bước tiếp theo, nhóm phải tìm ra khả năng diệt khuẩn khi kết hợp với vật liệu polymer sinh học làm màng, tính toán quy trình phối trộn ở quy mô phòng thí nghiệm và pilot sau này.