Kết hợp tính toán hóa lượng tử và nghiên cứu thực nghiệm để thiết kế, tổng hợp và ứng dụng các sensor huỳnh quang phát hiện ion kim loại nặng và các phân tử thiol sinh học
Nhóm nghiên cứu của TS. Nguyễn Khoa Hiền tại Viện Nghiên cứu khoa học miền Trung đã thực hiện đề tài: “Kết hợp tính toán hóa lượng tử và nghiên cứu thực nghiệm để thiết kế, tổng hợp và ứng dụng các sensor huỳnh quang phát hiện ion kim loại nặng và các phân tử thiol sinh học” từ năm 2017 đến năm 2021.
Đề tài hướng đến thực hiện các mục tiêu sau: thu được các sensor huỳnh quang có thể phát hiện các ion kim loại nặng, các phân tử thiol sinh học; kết hợp linh hoạt giữa tính toán lý thuyết và thực nghiệm trong thiết kế, tổng hợp, đặc trưng và ứng dụng các sensor; góp phần xây dựng cơ sở khoa học trong phát triển các sensor huỳnh quang mới, tiến đến sử dụng các tính toán lý thuyết để nâng cao hiệu quả ứng dụng của các sensor như tăng độ nhạy, độ chọn lọc, tính tan của các sensor; và góp phần phát triển đội ngũ nghiên cứu khoa học trong nước về các hướng tiếp cận mới: kết hợp tính toán hóa lượng tử và nghiên cứu thực nghiệm, phát triển các sensor huỳnh quang.
Sau bốn năm nghiên cứu, đề tài đã thu được các kết quả sau:
- Đã kết hợp tính toán hóa lượng tử và nghiên cứu thực nghiệm để thiết kế, tổng hợp, đặc trưng và ứng dụng thành công 1 sensor huỳnh quang mới: 7-Acryloxy-4-methylcoumarin (AMC), từ một dẫn xuất của coumarin. Sensor AMC phản ứng chọn lọc với các phân tử thiol sinh học thông qua phản ứng cộng Michael làm thay đổi đặc tính huỳnh quang và có thể sử dụng làm cảm biến huỳnh quang để xác định các phân tử thiol sinh học.
- Đã kết hợp tính toán hóa lượng tử và nghiên cứu thực nghiệm để thiết kế, tổng hợp, đặc trưng và ứng dụng thành công 1 sensor huỳnh quang mới để phát hiện các thiol sinh học dựa trên phức giữa ion kim loại với phối tử huỳnh quang mới là: (E)-3-((2-(benzo[d]thiazol-2-yl)hydrazono)methyl)-7- (diethylamino) coumarine (BDC), từ dẫn xuất của coumarine. Phức giữa BDC với ion Cu2+ phản ứng chọn lọc với các phân tử thiol sinh học thông qua phản ứng trao đổi phức làm thay đổi đặc tính huỳnh quang và có thể sử dụng làm cảm biến huỳnh quang để xác định các phân tử thiol sinh học.
Các kết quả nghiên cứu có tính mới, giá trị khoa học, giá trị thực tiễn và khả năng ứng dụng cao; đã được công bố 02 bài báo trên tạp chí ISI uy tín thuộc danh mục theo QĐ số 31/QĐ-HĐQLNAFOSTED, ngày 30/3/2016: Dyes and Pigments, Q1, IF 2018/2019=4.018; RSC Advance Q1, IF 2020=3.070; 02 bài báo trên các tạp chí quốc gia có uy tín, trong đó có 1 bài Vietnam Journal of Chemistry (ESCI).
Đề tài thúc đẩy hợp tác khoa học giữa Viện Nghiên cứu Khoa học miền Trung với các đơn vị trực thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Đại học Huế, và các Phòng thí nghiệm thuộc các trường Đại học khác trên thế giới.
Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 18119/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.
https://vista.gov.vn/
