Tổng hợp nano bạc ứng dụng diệt vi khuẩn bằng phương pháp khử quang hoá

t¹P CHÝ Y - D−îc häc qu©n sù sè 4-2020 
 24 
TỔNG HỢP NANO BẠC ỨNG DỤNG DIỆT VI KHUẨN 
BẰNG PHƯƠNG PHÁP KHỬ QUANG HOÁ 
 Lê Văn Dung1, Nguyễn Minh Ngọc2, Nguyễn Tiến Thắng3 
TÓM TẮT 
Mục tiêu: Nghiên cứu tổng hợp nano bạc trong dung dịch bằng phương pháp khử quang 
hoá. Đối tượng và phương pháp: Dùng ethylhydroxyl celolose (HEC) làm tác nhân khử, đồng 
thời là chất ổn định dung dịch nano bạc. Quá trình tổng hợp được thực hiện trong dung dịch, 
chiếu sáng với bước sóng 430 nm. Xác định kích thước hạt nano bằng các phương pháp: 
Quang phổ tử ngoại - khả kiến (UV-VIS), tán xạ ánh sáng động học (DSL). Nghiên cứu khả 
năng diệt vi khuẩn (VK) trên 3 chủng E. coli ATCC 25922, P. aeruginosa ATTC 27853 và S. 
aureus ATC29213. Kết quả và kết luận: Đã nghiên cứu thành công phương pháp tổng hợp 
dung dịch nano bạc để diệt VK trong nhiều đối tượng. 
* Từ khoá: Nano bạc; Khử quang hoá; Diệt vi khuẩn. 
MỞ ĐẦU 
Bạc là kim loại chuyển tiếp màu trắng, 
mềm, có tính dẫn điện cao nhất trong tất 
cả nguyên tố, độ dẫn nhiệt cao nhất trong 
tất cả kim loại, được sử dụng làm đồng 
tiền xu, đồ trang sức, chén đũa và đồ 
dùng sinh hoạt. Các hợp chất của bạc 
được dùng trong phim ảnh, bạc nitrat pha 
loãng được dùng làm chất diệt VK. Trong 
y học, bạc là thành phần sản xuất băng 
vết thương và được sử dụng như một lớp 
phủ kháng sinh trong các thiết bị y 
tế. Băng chứa bạc sulfadiazine hoặc bạc 
nano được sử dụng để điều trị nhiễm 
trùng bên ngoài vết thương [1, 2]. Nano 
bạc là những hạt nano của bạc có kích 
thước từ 1 - 100 nm, hình dạng đa dạng 
phụ thuộc vào phương pháp điều chế 
(hình cầu, tứ diện, bát diện). Có rất nhiều 
phương pháp tổng hợp nano bạc, theo 
thống kê, từ năm 1992 - 2014, số lượng 
công trình công bố về phương pháp tổng 
hợp nano bạc tăng rất nhanh (năm 1992 
chỉ có 1 công trình, năm 2014 là 800 công 
trình). Các phương pháp tổng hợp nano 
bạc phổ biến: Phương pháp khử hoá học 
[3, 4, 5, 6, 7], chiếu tia laser [8], điện hoá 
[9]. Các phương pháp tổng hợp trước đây 
có nhiều ưu điểm nhưng vẫn tồn tại 
những nhược điểm: Nhiều giai đoạn phức 
tạp, hoá chất đắt tiền, sản phẩm thu được 
kém bền theo thời gian bảo quản nên ảnh 
hưởng đến khả năng ứng dụng. Vì vậy, 
chúng tôi nghiên cứu tổng hợp nano bạc 
qua một giai đoạn với chất khử là 
hydroxylcellulose (HEC), đồng thời là chất 
ổn định của dung dịch nano bạc trong quá 
trình bảo quản, chất oxi hoá là bạc nitrat, 
trong quá trình tổng hợp, chiếu sáng tử 
ngoại để tăng tốc độ tổng hợp. 
1Bộ môn Hóa, Học viện Quân y 
2Khoa Hóa - ĐHNN – ĐHQG 
3Công ty Cổ phần Liên doanh Sơn Quốc tế 
Người phản hồi: Lê Văn Dung ([email protected]) 
 Ngày nhận bài: 25/3/2020 
 Ngày bài báo được đăng: 12/5/2020 
T¹P CHÝ Y - D−îc häc qu©n sù sè 4-2020 
 25 
 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 
1. Vật liệu 
 Hydroxyethyl cellulose (HEC) và bạc 
nitrat được cung cấp bởi Công ty Sigma-
Aldrich (Mỹ). Ba chủng VK E. coli ATCC 
25922, P. aeruginosa ATTC 27853 và S. 
aureus ATC29213 được cung cấp bởi Bộ 
môn Vi sinh vật, Học viện Quân y. 
2. Tổng hợp nano bạc 
 Thêm từ từ dung dịch muối bạc nitrat 
nồng độ 0,1M (tương ứng với các nồng 
độ nano bạc thu được) vào bình cầu hồi 
lưu chứa 50 ml dung dịch HEC 0,35%, 
khuấy đều, đồng thời chiếu sáng tử ngoại 
bằng đèn chiếu tử ngoại (15 watt, 
254/365 nm) ở bước sóng 254 nm (đèn 
được đặt cách bình phản ứng 5 cm) đến 
khi thu được dung dịch nano bạc có màu 
vàng nhạt đến nâu, đun sôi hồi lưu dung 
dịch đến khi không còn ion bạc (không có 
phản ứng tạo kết tủa đen với dung dịch 
natri sunfua). Bảo quản dung dịch nano 
bạc ở điều kiện thường, trong lọ tối màu. 
Phản ứng của quá trình tổng hợp như sau: 
Cellulose-CH2-CH2-OH + 4Ag+ + H2O Cellulose-CH2-COOH + 4Ag + 4H+
hν
3. Khảo sát dung dịch nano bạc 
 Khảo sát phổ UV-VIS của dung dịch 
nano bạc bằng cách pha loãng các dung 
dịch nano bạc đến 20,0 ppm. Thực hiện 
đo phổ UV-VIS trên máy đo Spectro UV-
VIS UVD-2960 (Công ty Labomed, Inc, Mỹ) 
với bước sóng 370 - 600 nm. Đo kích 
thước hạt nano bạc bằng phương pháp 
tán xạ ánh sáng. Pha loãng dung dịch 
nano bạc đến nồng độ 20 ppm bằng dung 
dịch Tween 80 nồng độ 2%, thực hiện 
phép đo trên máy SZ-100 - HORIBA với 
góc nhiễu xạ 90o, vùng đo 0,1 - 10.000 nm, 
cuvet 1 cm. 
4. Thử hoạt tính diệt VK của dung 
dịch nano bạc 
* Xác định nồng độ ức chế VK tối thiểu 
(MIC): 
Pha loãng dãy nồng độ dung dịch nano 
bạc ở các nồng độ khác nhau (1/2; 1/4; 1/8; 
1/16; 1/32; 1/64), trộn mỗi dung dịch với 
lượng VK ở nồng độ nhất định (108 VK/ml). 
Sau mỗi thời điểm (0 giờ, 2 giờ, 6 giờ, 
24 giờ), lấy hỗn hợp cấy lên đĩa thạch 
thành các đường song song. Ủ ấm ở 
nhiệt độ thích hợp (37oC) trong thời gian 
quy định (24 giờ). Định lượng VK mọc trên 
đĩa thạch so với mẫu chuẩn (mẫu chuẩn 
có các đường ứng với dãy nồng độ VK: 
102, 103, 104, 105, 106, 107, 108 CFU/ml). 
* Khả năng diệt khuẩn bề mặt tiếp xúc: 
 Các chủng VK dùng trong nghiên cứu: 
VK 24 giờ tuổi, chủng E. coli ATCC 25922, 
P. aeruginosa ATCC 27853, S. aureus 
ATCC 29213. Dung dịch nano bạc được 
chia ra 2 lọ: 1 lọ giữ nguyên nồng độ ban 
đầu, 1 lọ được pha loãng có nồng độ 
bằng 1/2 dung dịch ban đầu. Tạo huyền 
dịch nồng độ 108 của từng chủng VK E. 
coli, P. aeruginosa, S. aureus trên máy so 
độ đục nồng độ 0,5 Mc Farland. Tạo mô 
hình nhiễm: Với mỗi chủng VK tạo 2 mô 
hình nhiễm bằng cách dùng tăm bông đã 
được thấm ướt bằng huyền dịch VK đã 
t¹P CHÝ Y - D−îc häc qu©n sù sè 4-2020 
 26 
chuẩn bị ở bước 2 ria lên bề mặt 2 đĩa 
petri có đường kính 12 cm. Khi bề mặt 
các mô hình nhiễm se lại dùng tăm bông 
đã được làm ẩm bằng nước muối sinh lý 
phết lên một góc đĩa, ria các tăm bông đó 
lên các đĩa thạch Muller Hinton tương 
ứng (thời điểm 0). Phun sương dung dịch 
nano bạc nồng độ 1 và 1/2 lên các mô 
hình nhiễm. Dùng tăm bông đã được làm 
ẩm bằng nước muối sinh lý phết ngẫu 
nhiên lên một góc đĩa petri (1 tăm bông 
cho 1 đĩa petri) ở các thời điểm 1 phút, 5 
phút, 15 phút sau khi VK tiếp xúc với 
dung dịch phun sương nano bạc. Mỗi tăm 
bông được ria lên 1 đĩa thạch Muller 
Hinton tương ứng để kiểm tra khả năng 
diệt khuẩn. Ủ các đĩa thạch ở 37oC trong 
24 giờ. Sau 24 giờ, lấy các đĩa thạch 
Muller Hinton ra đọc kết quả. So sánh mỗi 
nồng độ dung dịch nano bạc tiếp xúc với 
3 chủng VK tương ứng ở các thời điểm 
1 phút, 5 phút và 15 phút với thời điểm 0. 
Nếu không mọc VK, kết luận dung dịch 
nano bạc diệt hoàn toàn VK; nếu có mọc 
VK, kết luận dung dịch nano bạc không 
diệt hoàn toàn VK. 
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN 
1. Tổng hợp dung dịch nano bạc 
Bảng 1: Thời gian phản ứng ở các nồng độ AgNO3 khác nhau. 
 [AgNO3] (mmol.L-1) 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 7,0 8,0 
Thời gian phản ứng (phút) 15 15 25 40 60 90 150 320 
Hình 1: Hình ảnh dung dịch nano bạc (Nồng độ tăng dần từ phải qua trái). 
Khi tăng nồng độ của AgNO3, thời gian phản ứng tăng dần, dung dịch có màu đậm dần 
từ vàng chanh sang đỏ, nồng độ cao nhất có màu nâu đen. 
T¹P CHÝ Y - D−îc häc qu©n sù sè 4-2020 
 27 
2. Khảo sát phổ hấp thụ UV-VIS của dung dịch nano bạc 
Hình 2: Phổ UV-VIS của các dung dịch nano bạc. 
Khi nồng độ dung dịch càng cao, bước sóng hấp thụ cực đại càng lớn. Các nghiên 
cứu đã chỉ ra bước sóng hấp thụ cực đại càng lớn, kích thước hạt nano càng lớn [10]. 
Như vậy, khi tăng nồng độ AgNO3 trong quá trình tổng hợp nano bạc thì kích thước hạt 
nano bạc tăng dần. 
3. Phân tích kích thước hạt 
Bảng 2: Kích thước hạt nano bạc. 
Tên 
mẫu 
Nồng độ AgNO3 
(mmol/l) 
Các vùng kích thước 
hạt trung bình (nm) Tỷ lệ (%) 
Kích thước hạt 
trung bình chung (nm) 
4,1 24,0 
M1 0,5 
45,5 76,0 
35,6 
4,7 23,0 
M2 1,0 
47,1 77,0 
37,3 
4,6 17,0 
M3 2,0 
57,3 83,0 
48,3 
6,5 16,0 
M4 3,0 
62,7 84,0 
53,7 
Bước sóng (nm) 
t¹P CHÝ Y - D−îc häc qu©n sù sè 4-2020 
 28 
7,1 18,0 
M5 4,0 
66,2 82,0 
55,6 
7,9 21,0 
M6 5,0 
73,1 79,0 
59,4 
6,8 12,0 
M7 6,0 
74,3 88,0 
66,2 
M8 7,0 73,2 100,0 73,2 
Khi tăng dần nồng độ AgNO3, kích thước hạt tăng dần từ 35,6 nm (AgNO3 0,5 mmol/l) 
đến 73,2 nm (AgNO3 7,0 mmol/l). Tuy nhiên, từ mẫu M1 đến mẫu M7 có 2 vùng kích 
thước hạt nano, vùng 1 kích thước rất nhỏ (< 10 nm) với khoảng 20%, vùng 2 có kích 
thước lớn hơn (40 - 90 nm). Mẫu M8 không có vùng có kích thước nhỏ, chỉ có 1 vùng 
có kích thước lớn. 
4. Nghiên cứu khả năng diệt VK 
* Xác định nồng độ ức chế VK tối thiểu (MIC): 
Bảng 3: Khả năng diệt VK E. coli ATCC 25922 của nano bạc ở các nồng độ khác nhau. 
Khả năng diệt VK E. coli ATCC 25922 (CFU/ml) 
Nồng độ nano bạc (ppm) 
0 giờ 2 giờ 6 giờ 24 giờ 
162,0 108 0 0 0 
81,0 108 0 0 0 
40,5 108 0 0 0 
20,2 108 105 0 104 
10,1 108 106 105 107 
5,0 108 106 106 107 
Mẫu chuẩn 
0 giờ 
2 giờ 
6 giờ 
24 giờ 
Hình 3: Hình ảnh khả năng diệt VK E. coli ATCC 25922 của dung dịch nano bạc. 
T¹P CHÝ Y - D−îc häc qu©n sù sè 4-2020 
 29 
Nồng độ dung dịch nano bạc tối ưu dùng để diệt VK E. coli ATCC 25922 là 40,5 ppm. 
Các dung dịch có nồng độ thấp < 10 ppm không có khả năng diệt VK. Dung dịch nồng độ 
20 ppm ức chế tạm thời VK (sau 6 giờ VK vẫn phát triển). 
* Khả năng diệt khuẩn bề mặt tiếp xúc: 
Bảng 4: Khả năng diệt VK trên bề mặt tiếp xúc của dung dịch nano bạc. 
TT Loại VK Nồng độ nano bạc (ppm) 
Nồng độ VK 
ban đầu (VK/ml) 
Nồng độ VK sau khi phun dung dịch 
nano bạc (VK/ml) 
 1 phút 5 phút 15 phút 
1 100,0 108 0 0 0 
2 
E. coli 
ATCC 25922 50,0 108 0 0 0 
3 100,0 108 0 0 0 
4 
P. aeruginosa 
ATTC 27853 50.0 108 0 0 0 
5 100,0 108 103 0 0 
6 
S. aureus 
ATC 29213 50,0 108 104 102 0 
Dung dịch nano bạc dạng phun sương bề mặt với nồng độ thử nghiệm có hiệu lực 
diệt khuẩn với các chủng VK Gram âm E. coli ATCC 25922, P. aeruginosa ATCC 
27853 ở nồng độ nano bạc 50 ppm; hiệu lực diệt khuẩn tốt với chủng S. aureus ATCC 
29213 ở nồng độ 100 ppm sau thời gian phun 5 phút. 
KẾT LUẬN 
Đã nghiên cứu thành công phương 
pháp tổng hợp dung dịch nano bạc bằng 
phương pháp quang hoá sử dụng ánh 
sáng tử ngoại bước sóng 254 nm, dùng 
chất hydroxyetylcellulose làm chất khử và 
ổn định dung dịch. Dung dịch nano bạc 
thu được có kích thước trung bình nhỏ, 
bền theo thời gian. Sử dụng các phương 
pháp hiện đại như quang phổ tử ngoại - 
khả kiến (UV-VIS), tán xạ ánh sáng động 
học (DSL) xác định kích thước hạt nano 
trong dung dịch. Nghiên cứu khả năng ức 
chế VK E. coli ATCC 25922, kết quả khả 
năng ức chế VK tốt nhất ở nồng độ nano 
bạc 40 ppm. Dung dịch nano bạc dạng phun 
sương bề mặt với nồng độ thử nghiệm có 
hiệu lực diệt khuẩn với các chủng VK 
Gram âm E. coli ATCC 25922, P. aeruginosa 
ATCC 27853 ở nồng độ nano bạc 50 ppm; 
hiệu lực diệt khuẩn tốt với chủng S. aureus 
ATCC 29213 ở nồng độ 100 ppm sau 
thời gian phun 5 phút. Kết quả nghiên 
cứu cho thấy có thể sử dụng dung dịch 
nano bạc tổng hợp được để diệt VK trong 
nhiều đối tượng. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. Atiyeh, Bishara S, Costagliola, et al. 
Effect of silver on burn wound infection control 
and healing: Review of the literature. Burns 
2007; 33(2): 139-148. 
2. Hermans, Michel H. Silver-containing 
dressings and the need for evidence. American 
Journal of Nursing 2006; 106(12):60-68. 
t¹P CHÝ Y - D−îc häc qu©n sù sè 4-2020 
 30 
3. Turkevich J, Stevenson PL, Hillier J. 
A study of the nucleation and growth process 
in the synthesis of colloidal gold. Discuss. 
Faraday Soc 2006; 11:55-75. 
4. Polte J, et al. Formation mechanism of 
colloidal silver nanoparticles: Analogies and 
differ-ences to the growth of gold nanoparticles. 
ACS Nano 2012; 6(7):5791-5802. 
5. Patakfalvi R, Dekany I. Nucleation and 
growth of silver nanoparticles monitored by 
titration microcalorimetry. J Therm Anal Calorim 
2005; 79:587-594. 
6. Yoosaf K, et al. In situ synthesis of metal 
nanoparticles and selective naked-eye detection 
of lead ions from aqueous media. J Phys 
Chem C 2007; 111:12839-12847. 
7. Hada H, et al. Photoreduction of silver 
ion in aqueous and alcoholic solutions. J Phys 
Chem 1976; 80(25):2728-2731. 
8. Hu MZ, Easterly CE. A novel thermal 
electrochemical synthesis method for production 
of stable colloids of “naked” metal (Ag) nanocrystals. 
Mater Sci Eng C 2009; 29(3):726-736. 
9. Surudzic R, et al. Electrochemical 
synthesis of silver nanoparticles in poly(vinyl 
alcohol) solution. J Serb Chem Soc 2013; 
78(12):2087-2098. 
10. MA Noginov, et al. The effect of gain 
and absorption on surface plasmons in metal 
nanoparticles. Applied Physics B 2007; 86:455-460.