Luận văn Tổng hợp Nano CU₂O-Cu/Alginate và khảo sát khả năng kháng nấm Neoscytalidium Dimidiatum gây bệnh đốm nâu trên cây Thanh Long

79 trang Quỳnh Hoa 27/10/2025 70

Download

Bạn đang xem 30 trang mẫu của tài liệu "Luận văn Tổng hợp Nano CU₂O-Cu/Alginate và khảo sát khả năng kháng nấm Neoscytalidium Dimidiatum gây bệnh đốm nâu trên cây Thanh Long", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.

File đính kèm:

luan_van_tong_hop_nano_cuo_cualginate_va_khao_sat_kha_nang_k.pdf

Nội dung tài liệu: Luận văn Tổng hợp Nano CU₂O-Cu/Alginate và khảo sát khả năng kháng nấm Neoscytalidium Dimidiatum gây bệnh đốm nâu trên cây Thanh Long

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- Nguyễn Duy Thắng TỔNG HỢP NANO CU2O-CU/ALGINATE VÀ KHẢO SÁT KHẢ NĂNG KHÁNG NẤM NEOSCYTALIDIUM DIMIDIATUM GÂY BỆNH ĐỐM NÂU TRÊN CÂY THANH LONG LUẬN VĂN THẠC SĨ: HÓA HỌC Thành phố Hồ Chí Minh- 2021
VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- Nguyễn Duy Thắng TỔNG HỢP NANO CU2O-CU/ALGINATE VÀ KHẢO SÁT KHẢ NĂNG KHÁNG NẤM NEOSCYTALIDIUM DIMIDIATUM GÂY BỆNH ĐỐM NÂU TRÊN CÂY THANH LONG Chuyên ngành: Hóa vô cơ Mã số: 8440113 LUẬN VĂN THẠC SĨ: HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC Hướng dẫn 1 : TS. Bùi Duy Du Thành phố Hồ Chí Minh - 2021
Lời cam đoan Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Bùi Duy Du. Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong đề tài là trung thực, chưa được công bố ở các đề tài cùng cấp và các công trình khoa học tương tự. Tp. Hồ Chí Minh, tháng 02 năm 2021 Học viên cao học Nguyễn Duy Thắng i
Lời cảm ơn Để hoàn thành luân văn này, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến: TS. Bùi Duy Du, thầy đã hướng dẫn tận tình, tạo điều kiện cho tôi về cơ sở vật chất, thiết bị và địa điểm để tôi thực hiện và hoàn thành luận văn. NCS. Lê Nghiêm Anh Tuấn, thầy đã giúp đỡ và hướng dẫn tôi trong quá trình làm thí nghiệm và hoàn thiện nội dung luận văn. Trung tâm sinh học và vật liệu mới – Viện Khoa học Vật Liệu ứng dụng, phòng thí nghiệm trọng điểm về Công nghệ Tế bào Thực vật – Viện Sinh học nhiệt đới, đã cung cấp cơ sở hạ tầng, trang thiết bị giúp tôi thực hiện các thí nghiệm. Học viện Khoa học và Công nghệ – Viên Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã hỗ trợ tạo mọi điều kiện giúp tôi hoàn thành tốt chương trình đào tạo Thạc sĩ và hoàn thành luận văn này. Các bạn học viên lớp cao học Hóa vô cơ và Hóa phân tích khóa 2017A và 2017B đã động viên giúp đỡ trong suốt hóa trình học tập cũng như thực hiện luận văn. ii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu/ từ STT Thuật ngữ đầy đủ Ý nghĩa viết tắt Môi trường nuôi cấy vi sinh 1 PDA Potato dextrose agar vật, nấm meo Transmission electron Kính hiển vi điện tử truyền 2 TEM microscopy qua 3 XRD X-Ray diffraction Nhiễu xạ tia X Fourier transform infrared Quang phổ hồng ngoại biến 4 FT-IR spectroscopy đổi fourier Ultraviolet-visible Phổ hấp thụ tử ngoại khả 5 UV-Vis spectroscopy kiến 6 EDX Energy-dispersive X-ray Phổ tán xạ năng lượng tia X Ethylenediaminetetraacetic 7 EDTA Chất ổn định acid Cetyltrimethylammonium 8 CTAB Chất nổ định bromid 9 PAAM Polymer Allylamine Chất ổn định 10 AAM Allylamine Chất ổn định 11 DMF Dimethyl formamide Dung môi hữu cơ 12 FA Formamide Dung môi hữu cơ iii
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Các công nghệ khác nhau sử dụng cho việc điều chế hạt nano Cu2O ..... 14 Bảng 3.1. Ảnh hưởng của nồng độ alginate đến kích thước hạt nano Cu2O-Cu ...... 41 Bảng 3.2. Độc tính cấp LD50 qua đường miệng trên chuột của chế phẩm nano Cu2O Cu/alginate ...................................................................................................... 47 Bảng 3.3. Tỷ lệ nhạy cảm của chuột với chế phẩmnano Cu2O-Cu/alginate ........... 48 Bảng 3.4. Sự thay đổi khối lượng cơ thể và phản ứng nhạy cảm da ........................ 48 Bảng 3.5. Hiệu lực ức chế nấm Neoscytalidium dimidiatum của chế phẩm nano Cu2O-Cu/alginate ...................................................................................................... 51 Bảng 3.6. Tỉ lệ bệnh và chỉ số bệnh đốm nâu thanh long thí nghiệm trong điều kiện nhà lưới ...................................................................................................................... 53 Bảng 3.7. Hiệu lực phòng trừ bệnh đốm nâu trên cành thanh long ở thí nghiệm điều kiện nhà kính ............................................................................................................. 54 iv
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1. Đặc trưng cấu trúc của alginate .................................................................. 5 Hình 1.2. Mô hình tạo gel của alginate với ion hóa trị 2 ............................................ 6 Hình 1.3. Triệu chứng bệnh đốm nâu trên dây, quả thanh long do nấm Neoscytalidium dimidiatum gây ra .............................................................................. 7 Hình 1.4. Hình ảnh chụp các hạt nano đồng đang tương tác lên tế bào vi khuẩn, phá vỡ cấu trúc màng ngoài của tế bào vi khuẩn và tiêu diệt chúng ................................. 9 Hình 1.5. Cơ chế phòng trừ vi sinh vật của CuO và Cu2O (Surapaneni Meghana et al, 2013) ..................................................................................................................... 10 Hình 1.6. Độc tính của các chất và hợp chất kim loại nano so với muối kim loại của nó (Nguồn: Olesja Bondarenko và cs, 2013) ............................................................ 17 Hình 2.1. Quy trình điều chế vật liệu Cu2O-Cu/alginate .......................................... 21 Hình 2.2. Thiết bị kính hiển vi điện tử truyền qua JEM 1400; JEOL - Nhật Bản ... 22 Hình 2.3. Sơ đồ nhiễu xạ của tia X trên tinh thể ...................................................... 23 Hình 2.4. Góc đỉnh phản xạ của tía X phụ thuộc kích thước hạt ............................. 24 Hình 2.5. Nhiễu xạ tia X (D8-ADVANCE, Brucker – Đức) .................................. 24 Hình 2.6. Thiết bị hồng ngoại FT–IR 8400S (Shimadzu - Nhật Bản) ..................... 25 Hình 2.7. Thiết bị UV- Vis Model V630, Jasco - NhậtBản .................................... 27 Hình 2.8. Kính hiển vi điện tử quét phân giải cao với hệ tán xạ năng lượng tiaX (JSM-7610 - JEOL JED 2300 - Nhật Bản ................................................................. 27 2+ Hình 2.9. Sự đổi màu dung dịch xanh của phức [Cu(NH3)4] thành nâu đỏ trong quá trình khử Cu2+ thành Cu ..................................................................................... 30 2+ Hình 3.1. Phổ UV-vis của alginate (a) và phức [Cu(NH3)4] trong dung dịch alginate (b) ................................................................................................ 37 Hình 3.2. Ảnh TEM và phân bố kích thước hạt của nano Cu2O-Cu phụ thuộc vào nồng độ Cu2+ ............................................................................................................. 38 Hình 3.3. Ảnh TEM và phân bố kích thước hạt của nano Cu2O-Cu phụ thuộc vào nồng độ chất khử ....................................................................................................... 40 Hình 3.4. Ảnh TEM và phân bố kích thước hạt của nano Cu2O-Cu phụ thuộc vào nồng độ chất ổn định alginate ................................................................................... 41 Hình 3.5. Phổ FT-IR của alginate và nano Cu2O-Cu/alginate ................................. 43 v
Hình 3.6. Giản đồ XRD của Alginate và nano Cu2O-Cu/Alginate 40 ..................... 44 Hình 3.7. Phổ EDX của chế phẩm nano Cu2O-Cu/alginate ..................................... 44 2+ Hình 3.8. Phổ UV-vis của phức alginate-Cu , nano Cu2O-Cu/Alginate ................ 45 Hình 3.9. Sơ đồ mô phỏng mô phỏng phản ứng tạo cấu trúc nano nhân-vỏ Cu@Cu2O .................................................................................................................. 46 Hình 3.10. Sự thay đổi kích thước hạt nano Cu2O-Cu và phổ UV-vis của vật liệu theo thời gian ............................................................................................................. 47 Hình 3.11. Sự phát triển của nấm Neoscytalidium dimidiatum sau 7 ngày .............. 51 Hình 3.12. Đồ thị tương quan giữa nồng độ Cu củananoCu2O-Cu/alginate đến hiệu lực ức chế nấm Neoscytalidium dimidiatum ..................................................... 52 Hình 3.13. Triệu chứng bệnh đốm nâu trên dây thanh long trong thí nghiệm xử lý Cu2O-Cu/alginate ...................................................................................................... 55 vi
MỤC LỤC Lời cam đoan .................................................................................................................................... i Lời cảm ơn ...................................................................................................................................... ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT .................................................................... iii DANH MỤC CÁC BẢNG ............................................................................................................. iv DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ......................................................................................... v MỤC LỤC ..................................................................................................................................... vii MỞ ĐẦU ......................................................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ......................................................................................................... 3 1.1. Vật liệu nano đồng, nano oxit đồng và hiệu ứng kháng vi sinh vật gây bệnh thực vật. ........... 3 1.2. Rong nâu và ứng dụng của axit alginic trong rong nâu làm chất điều hòa sinh trưởng thực vật và ổn định dung dịch keo nano .................................................................................................. 4 1.3. Bệnh đốm nâu trên cây thanh long. .......................................................................................... 6 1.4. Cơ chế kháng vi sinh vật của nano Cu và Cu2O ...................................................................... 7 1.5. Tình hình nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano Cu2O-Cu ......................................................... 11 1.6. Độc tính của nano đồng và oxit đồng ..................................................................................... 14 CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................................... 18 2.1. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................................... 18 2.2. Nội dung nghiên cứu .............................................................................................................. 18 2.3. Vật liệu và phương pháp nghiênứ c u ..................................................................................... 19 2.3.1. Vật liệu ................................................................................................................................ 19 2.3.2. Phương pháp nghiên ức u ..................................................................................................... 19 2.3.2.1. Phương pháp tổng hợp nano Cu2O-Cu/alginate ............................................................... 19 2.3.2.2. Phương pháp chụp ảnh hiển vi điện tử truyền qua (TEM). .............................................. 20 2.3.2.3. Phương pháp đo phổ nhiễu xạ tia X (XRD) ..................................................................... 22 2.3.2.4. Phương pháp đo phổ hồng ngoại (FT-IR) ........................................................................ 24 2.3.2.5. Phương pháp đo phổ tử ngoại – khả kiến (UV-vis). ........................................................ 24 2.3.2.6. Phương pháp đo phổ tán xạ năng lượng tia X (EDX) ...................................................... 26 2.3.2.7. Phương pháp xác định hàm lượng Cu trong nông sản bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử ................................................................................................................................. 26 2.3.3. Phương pháp thống kê và xử lý số liệu ............................................................................... 28 2.4. Thực nghiệm .......................................................................................................................... 28 2.4.1. Nghiên cứu tổng hợp nano Cu2O-Cu/alginate..................................................................... 28 vii
2+ 2.4.1.1 Thí nghiệm ảnh hưởng của nồng độ ion Cu ban đầu đến kích thước hạt nano Cu2O- Cu/alginate .................................................................................................................................... 28 2.4.1.2. Thí nghiệm ảnh hưởng nồng độ chất khử hydrazine đến kích thước hạt nano Cu2O- Cu/alginate .................................................................................................................................... 29 2.4.1.3. Thí nghiệm ảnh hưởng nồng độ chất ổn định alginate đến kích thước hạt nano Cu2O- Cu/alginate .................................................................................................................................... 30 2.4.1.4. Đánh giáộ đ c tính cấp LD50 của nano Cu2O-Cu/alginate ................................................. 30 2.4.2. Khảo sát in vitro hiệu lực kháng nấm Neoscytalidium dimidiatum gây bệnh đốm nâu trên cây thanh long theo nồng độ của nano Cu2O-Cu/alginate.. .......................................................... 31 2.4.2.1. Khảo nghiệm hiệu lực phòng trừ bệnh đốm nâu trên cây thanh long của chế phẩm nano Cu2O-Cu/alginate bằng phương pháp khuếch tán đĩa thạch. ........................................................ 31 2.4.2.2. Khảo nghiệm hiệu lực phòng trừ bệnh đốm nâu trên cây thanh long của chế phẩm nano Cu2O-Cu/alginate trong nhà kính. ................................................................................................. 32 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................................. 36 3.1. Tổng hợp nano Cu2O-Cu/ALGINATE .................................................................................. 36 2+ 3.1.1. Ảnh hưởng nồng độ ion Cu đến kích thước hạt nano Cu2O-Cu/alginate ......................... 36 3.1.2. Ảnh hưởng nồng độ chất khử hydrazine đến kích thước hạt nano Cu2O-Cu/alginate ........ 38 3.1.3. Ảnh hưởng nồng độ alginate đến kích thước hạt nano Cu2O-Cu/alginate .......................... 39 3.2. Nghiên cứu tính chất đặc trưng của nano Cu2O-Cu/ALGINATE .......................................... 41 3.2.1. Phổ FT-IR của nano Cu2O-Cu/alginate ............................................................................... 41 3.2.2. Phổ XRD của nano Cu2O-Cu/alginate ................................................................................ 42 3.2.3. Phổ tán xạ năng lượng tia X (EDX) của chế phẩm nano Cu2O-Cu/alginate ....................... 43 3.2.4. Phổ UV-vis của vật liệu nano Cu2O-Cu/alginate ................................................................ 44 3.2.5. Nghiên cứu sự thay đổi kích thước hạt của dung dịch keo nano Cu2O-Cu/Alginate .......... 45 3.2.6. Độc tính của nano Cu2O-Cu/alginate .................................................................................. 46 3.2.6.1. Độc tính qua đường miệng ............................................................................................... 46 3.2.6.2. Độc tính qua đường tiếp xúc da ....................................................................................... 47 3.3. Hoạt tính kháng nấm neoscytalidium dimidiatum gây bệnh đốm nâu trên cây thanh long của nano Cu2O-Cu/ALGINATE. ......................................................................................................... 49 3.3.1. Thí nghiệm khuếch tán đĩa thạch xác định hiệu lực kháng nấm phụ thuộc nồng độ Cu trong vật liệu nano Cu2O-Cu/alginate ........................................................................................... 49 3.3.2.Thí nghiệm trong điều kiện nhà lưới .................................................................................... 52 CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................. 55 4.1. Kết luận .................................................................................................................................. 55 4.2. Kiến nghị ................................................................................................................................ 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................................. 56 viii