Đang tải... (xem toàn văn)
Nghiên cứu chế tạo cảm biến ADN nhằm ứng dụng trong y học và thực phẩm
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ***************** PHƯƠNG ĐÌNH TÂM NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO CẢM BIẾN ADN NHẰM ỨNG DỤNG TRONG Y HỌC VÀ THỰC PHẨM Chuyên ngành: Công nghệ vật liệu điện tử Mã số: 62. 52. 92. 01 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT Hà nội – 2009 Công trình được hoàn thành tại: Đại học Bách khoa Hà nội Người hướng dẫn khoa học: GS.TS. Nguyễn Đức Chiến Phản biện 1: GS.TS. Nguyễn Năng Định Phản biện 2: PGS.TS. Nguyễn Văn Hùng Phản biện 3: PGS.TS. Phạm Văn Hội Luận án được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp nhà nước họp tại Đại học Bách Khoa Hà nội, vào hồi 8h30 ngày 17 tháng 7 năm 2009 Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: 1. Đại học Bách khoa Hà nội 2. Thư viện Quốc gia 1. Phương Đình Tâm, Mai Anh Tuấn, Nguyễn Đức Chiến, Trần Quang Huy, Electrochemical ADN sensor for Herpes virus detection, Journal of Chemistry, 46 (2008), pp.127-132. 2. Phương Đình Tâm, Mai Anh Tuấn, Nguyễn Đức Chiến, Fabrication Interdigitated electrode array for biosensor application, journal of Communications in Physics, accepted 3. Phương Đình Tâm, Mai Anh Tuấn, Nguyễn Đức Chiến, ADN covalent Attachment on Conductometric Biosensor for Modified Genetic Soybean Detection, Communications in Physics, 17 (2007), pp. 234-240. 4. Phương Đình Tâm, Nguyễn Hải Bình, Mai Anh Tuấn, Nguyễn Đức Chiến, Electrochemical ADN sensor for label – free soybean transgenic detection, journal of Chemistry, 45 (2007), pp. 241-244. 5. Tuan. M. A, Binh. N. H, Tam. P. D, and Chien. N.D. Conductometric biosensor for diabetic diagnosis and ADN detection in transgenic corn, Communication physics, 15 (2005), pp. 218-222. 3. Báo hội nghị quốc tế 1. Phương Đình Tâm, Mai Anh Tuấn, Nguyễn Đức Chiến, Tom Aarnink, Directly Immobilized ADN Sensor for Label-free Detection of Herpes Virus, The IEEE of 5th International Conference on Information Technology and Application in Biomedicine, ISBN 978-1-4244-2255-5, May 30-31, 2008, pp. 214-217. 2. T. D. Phuong, T. A. Mai, T. X. Vu, S. Ingebrandt, C. D. Nguyen, DNA sensor based on carbon nanotubes for influenza virus (type H5N1) detection, Proceeding of Eurosensor, 7-10/9/2008, Dresden, Germany, 1177-1180. 3. T. Phuong Dinh, B. Nguyen Hai, T. Mai Anh, C. Nguyen Duc. Development of ADN sensor for label – free transgenic detection application. Processing of International Conference on Engineering Physics, 2006, pp. 239-242. 4. Báo hội nghị trong nước 1. Phương Đình Tâm, Mai Anh Tuấn, Nguyễn Đức Chiến, Cố định trực tiếp chuỗi ADN trên bề mặt cảm biến để xác định vi rút, Tuyển tập báo cáo hội nghị vật lý chất rắn toàn quốc lần thứ 5, Vũng tàu, 11-14/12/2007, 566-569 1 GIỚI THIỆU Vi rút là một thực thể sống chưa có cấu tạo tế bào, kích thước trung bình 10 - 100 nm. Các loại vi rút đều gây cho con người cũng như động, thực vật những loại bệnh vô cùng nguy hiểm. Điển hình cho các loại bệnh này là bệnh hội chứng suy giảm miễn dịch (sida) do vi rút HIV gây ra, vi rút gây bệnh tả ở người, bệnh viêm loét chân tay miệng. Gần đây là bệnh vi rút cúm gia cầm H5N1 đã giết chết hàng trăm người trên thế gi ới, trong đó có những công dân của Việt Nam. Do vậy, cần phải có những phương pháp phát hiện sớm để nhận biết nhanh các loại vi rút, đưa ra các kế hoạch phòng ngừa, bảo vệ thích hợp, nhằm giảm thiểu những rủi do về con người cũng như về vật chất do các loại vi rút gây lên. Một lĩnh vực khác cũng đang được quan tâm đó là thực phẩm biến đổi gen. Theo các nhà nghiên cứu sinh h ọc, cây chuyển gen là một thực vật mang một hoặc nhiều gen được đưa vào nhân tạo thay vì thông qua lai tạo. Thông qua quá trình chuyển gen, cây chuyển gen đã đem lại những lợi ích như: tăng sản lượng, giảm chi phí sản xuất, tăng giá trị dinh dưỡng. Mặc dù có nhiều lợi ích như vậy, nhưng cây chuyển gen vẫn có những nguy cơ tiềm ẩn như: việc vô tình đưa những chất dị ứng vào th ực phẩm, khả năng phát tán những gen biến nạp trong cây trồng sang họ hàng hoang dại, sâu bệnh có nguy cơ tăng cường sức kháng với các chất độc tiết ra từ cây chuyển gen, nguy cơ những chất độc này tác động tới các sinh vật không phải là sinh vật cần diệt. Do đó, cần phải có những kết luận mang tính khoa học để đánh giá tác động của loại thực phẩm này đến đời s ống xã hội. Trong khi chờ đợi những kết luận cuối cùng thì cây chuyển gen vẫn chưa được cả xã hội chấp nhận sử dụng rộng rãi. Việc tìm hiểu các thông tin về thực phẩm chuyển gen là vấn đề thực sự được nhiều quốc gia quan tâm. Hiện nay, trên thế giới có rất nhiều phương pháp được sử dụng để phát hiện ADN của vi rút gây bệnh hay nhận biết ADN củ a cây trồng chuyển gen như: phương pháp phản ứng chuỗi polyme (PCR), phương pháp nhận biết các kháng nguyên - kháng thể, phương pháp ELISA. Đây là các phương pháp cho kết quả sau từ một đến vài giờ, thậm chí đến 24 giờ. Ở Việt nam, các phương pháp phân tích truyền thống như như PCR, ELISA v.v… thường chỉ được sử dụng ở các bệnh viện lớn, các trung tâm nghiên cứu của Trung ương hoặc các thành phố lớn. Những phươ ng pháp này thường không hiệu quả về mặt kinh tế, thời 2 gian phân tích lâu, quá trình phân tích đòi hỏi người sử dụng phải có chuyên môn. Một phương pháp khác có thể bổ sung cho các phương pháp nói trên, để nhận biết vi rút hay phát hiện chuyển gen là dựa vào sự phát hiện lai hóa đoạn ADN của vi rút hay thực phẩm chuyển gen sử dụng các cảm biến sinh học. Đây là loại cảm biến cho độ nhạy cao, thời gian phân tích nhanh, dễ dàng sử dụng, và đặc biệt nhờ kích thước nhỏ gọn người ta có th ể sử dụng những loại cảm biến này tại những vùng xa xôi, hẻo lánh. Phương pháp phân tích này có thể được coi như một biện pháp phát hiện sớm, bổ sung tích cực cho các phương pháp phân tích truyền thống tại các phòng thí nghiệm và bệnh viện lớn. Hiện nay, số lượng cảm biến sinh học được thương mại hóa chưa phải là nhiều, trong khi đó, sử dụng cảm biến sinh học để xác định s ự lai hóa các đoạn ADN vẫn còn là điều khá mới mẻ cho những người làm xét nghiệm, do giá thành của loại cảm biến này nhập về Việt Nam khá đắt, trong khi ở nước ta vẫn chưa có cơ sở nghiên cứu nào thực hiện nghiên cứu, chế tạo loại cảm biến này. Chính vì vậy, vấn đề đặt ra cho luận án là phải nghiên cứu khả năng phát triển loại cảm biến ADN có chế độ hoạt động đơn giản, phát hiện nhanh, chính xác, dễ dàng sử dụng. Luận án “Nghiên cứu chế tạo cảm biến ADN nhằm ứng dụng trong y học và thực phẩm” là nghiên cứu mở đầu về loại cảm biến sinh học này ở Việt nam. Với mục tiêu nghiên cứu, chế tạo cảm biến ADN với điều kiện công nghệ hiện có ở trong nước, luận án đặt ra các nhiệm vụ cần phải giải quyết là: thiết kế cảm biến phù hợp với điều kiện công nghệ trong nước, tiến hành thực nghiệm chế tạo cảm biến, khảo sát các đặc trưng của cảm biến đã chế tạo, đo đạc với mẫu bệnh phẩm thực tế do Viện vệ sinh dịch tễ Trung ương và một số c ơ sở khác có liên quan cung cấp. Trên cơ sở đó, rút ra được những kết luận về khả năng chế tạo loại cảm biến này ở trong nước, đưa ra những đề xuất làm cơ sở cho các định hướng nghiên cứu sau này về lĩnh vực cảm biến sinh học ADN. Từ những mục tiêu đặt ra của luận án, nội dung chính của luận án sẽ được chia làm 4 chương: Chươ ng 1: Tổng quan về cảm biến ADN Chương 2: Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo và các đặc trưng của cảm biến độ dẫn Chương 3: Nghiên cứu cố định ADN Chương 4: Nghiên cứu ứng dụng cảm biến ADN trong y học và thực phẩm 3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CẢM BIẾN ADN 1.1 Giới thiệu về cảm biến sinh học Cảm biến sinh học là loại cảm biến bao gồm phần cảm nhận sinh học kết hợp với bộ chuyển đổi tín hiệu như được mô tả trong hình 1.1. Thành phần cảm nhận sinh học là loại vật liệu sinh học được liên kết với bộ chuyển đổi, nó có thể liên kết hoặc phản ứ ng với cơ chất (chất cần phân tích) sinh ra sản phẩm làm thay đổi tín hiệu sinh hoá trong quá trình phân tích. Hiện nay, thành phần cảm nhận sinh học được sử dụng chủ yếu là các loại enzym, đoạn ADN, ARN, các kháng thể và các vật liệu sinh học khác. Trong cảm biến sinh học, bên cạnh thành phần cảm nhận sinh học còn có một bộ phận rất quan trọng khác, đó là bộ chuyển đổi hay còn được gọi là cảm bi ến. Đây là thành phần chuyển đổi các tín hiệu không điện do các phản ứng sinh học tạo ra thành các tín hiệu điện, quang, cơ hoặc nhiệt. 1.2 Cảm biến sinh học trên cơ sở ADN Cảm biến ADN là một loại thuộc họ cảm biến sinh học, thay vì sử dụng phần cảm nhận sinh học thông thường là enzym, kháng thể v.v… thì cảm biến sinh học ADN sử dụng phần cả m nhận sinh học là các đoạn ADN. Quá trình nhận biết ADN cần phân tích dựa trên sự lai hóa của đoạn ADN dò được gắn trên bề mặt bộ chuyển đổi (cảm biến) và ADN đích (ADN cần phát hiện). Cảm biến ADN đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: phát hiện vi rút, vi khuẩn gây bệnh, phát hiện chuyển gen của cây trồng, xác định các ion kim loại nặng trong lĩnh vực bảo v ệ môi trường. 1.3 Các bộ chuyển đổi sử dụng trong cảm biến ADN 1.3.1 Cảm biến ADN dựa trên bộ chuyển đổi quang Cảm biến sợi quang Cảm biến trên cơ sở sợi quang kết hợp với các mô đun điện tử đã được nghiên cứu khá kỹ trong hơn một thập kỷ qua. Trong phép đo quang, người ta phải sử dụng những vật liệ u có khả năng phát hoặc H ình 1.1. C ấu tạo của cảm biến sinh học 4 hấp phụ quang học, những vật liệu này thường được gắn lên các phần tử cảm nhận sinh học (ADN), về điều này cảm biến sinh học sử dụng bộ chuyển đổi quang thường được gọi là phương pháp đánh dấu. Chất đánh dấu thường được sử dụng là brôm ethidium (3.8 – diamino – 6 – phenyl – 5 – ethy – phenanthridium), picogreen, và một số chất khác. Cảm biến cộng hưởng plasmon bề mặ t Một loại cảm biến ADN khác cũng dựa trên bộ chuyển đổi quang học là hệ thống cộng hưởng plasmon bề mặt (SPR). Đây là cảm biến không đòi hỏi phải đánh dấu đoạn ADN, kết quả của phép đo có thể được hiển thị ngay trong quá trình đo. Hệ thống này dựa trên sự thay đổi góc cộng hưởng của ánh sáng phản xạ ở bề mặt cả m biến, khi có sự lai hóa của đoạn ADN dò và ADN đích. Sự thay đổi này sẽ tương ứng với sự thay đổi khối lượng phân tử tồn tại ở bề mặt cảm biến. 1.3.2 Cảm biến ADN dựa trên bộ chuyển đổi cơ học Cảm biến ADN trên cơ sở vi cân tinh thể thạch anh (QCM) Cảm biến QCM được chế tạo trên phiến tinh thể thạch anh mỏng bằng cách lắng đọng lên đó một lớp kim loại (thông thường là vàng) ở hai mặt phiến tạo thành một cặp điện cực. Để phát hiện lai hóa các đoạn ADN, trên bề mặt lớp kim loại phải được gắn đoạn ADN dò. Quá trình phát hiện lai hoá dựa vào sự thay đổi khối lượng trên bề mặt cảm biến khi có bắt cặp bổ sung của đoạn ADN dò và đoạn ADN đ ích trong dung dịch phân tích để hình thành nên đoạn xoắn kép. Sự thay đổi về khối lượng sẽ làm thay đổi tần số Δf của linh kiện. Cảm biến sóng âm bề mặt (SAW) Nguyên tắc của cảm biến này là dựa trên cơ sở nhận biết sóng âm bề mặt thông qua sự thay đổi khối lượng trên bề mặt cảm biến, sẽ làm thay đổi vận tốc truyền sóng, dẫn đến s ự thay đổi tần số cộng hưởng của tinh thể khi có liên kết của đoạn ADN đích với đoạn ADN dò. Cảm biến ADN kiểu thanh dầm Đây là loại cảm biến dựa vào sự thay đổi ứng suất bề mặt của một thanh dầm làm việc so với một thanh dầm chuẩn khi có sự bắt cặp của đoạn ADN dò và đoạn ADN bổ sung hình thành đ oạn xoắn kép trên bề mặt cảm biến. 5 1.3.3 Cảm biến ADN dựa trên bộ chuyển đổi điện hoá Cảm biến ADN sử dụng các phương pháp đánh dấu đoạn ADN Cảm biến ADN trên cơ sở chất chỉ thị hoạt động điện Đây là phương pháp nhận biết lai hoá dựa vào sự khử của chất chỉ thị điện hoạt hoá được gắn vào đoạn ADN đích. Đo ạn ADN dò được cố định trên bề mặt cảm biến bằng nhiều phương pháp khác nhau. Khi có sự kết cặp của đoạn dò và đích sẽ hình thành đoạn xoắn kép, dẫn đến nồng độ của chất chỉ thị sẽ tăng ở bề mặt cảm biến, làm thay đổi tín hiệu điện hóa trong quá trình đo. Kết quả này có thể được nhận biết bằng các ph ương pháp xung, thế tuần hoàn hoặc bằng phương pháp quét thế không đổi. Những chất chỉ thị thường được sử dụng là Co(bpy) 3 3+ , Ru(bpy) 3 2+ , Co(phen) 3 3+ hoặc các chất hữu cơ có thể liên kết theo những cách khác nhau đối với đoạn ADN. Cảm biến ADN sử dụng hạt nano Có hai phương pháp phổ biến sử dụng hạt nano để nhận biết ADN là điện hóa học hạt nano kim loại ở điện cực được cố định AND dò khi có sự bắt cặp của đoạn ADN bổ sung, hoặc sau khi lai, hóa hạt nano được hòa tan trong dung dịch axít sau đó đo tính chất điện hóa. Một đặc điểm khi sử dụng hạt nano kim loại để nhận biết lai hóa là khả năng phát hiện nhiều ADN đích cùng một lúc. Các đoạn ADN đích khác nhau có thể được mã hóa với nhiều hạt nano kim loại khác nhau. Tín hiệu của quá trình lai hóa có thể nhận được bằng việc phân tích tín hiệu điện hóa lượng kim loại khi hòa tan trong dung dịch axít. Tuy nhiên, đây là phương pháp tương đố i phức tạp, tín hiệu của cảm biến là không ổn định, mẫu phân tích sẽ bị phá hủy khi bị hòa tan trong dung dịch. Cảm biến điện hoá ADN không đánh dấu Cảm biến ADN dựa vào sự ôxi hóa của các bazơ trong đoạn ADN Đây là loại cảm biến dựa vào việc kiểm tra dòng ôxi hóa của các bazơ purine, adenine và đặc biệt là sự ôxi hóa mạnh của bazơ guanine làm cơ sở phân tích. Để khuếch đại tín hiệu điện hóa, Ru(bpy) 3 2+ đã được sử dụng làm xúc tác của cho quá trình ôxi hóa các bazơ. Cảm biến ADN dựa trên transistor hiệu ứng trường ISFET Cảm biến ADN dựa trên bộ chuyển đổi transistor hiệu ứng trường nhạy ion (ISFET) là loại cảm biến có kích thước nhỏ, độ nhạy cao, quá trình phát hiện không cần đánh dấu đoạn ADN. 6 Quá trình nhận biết lai hóa dựa vào sự bắt cặp của ADN dò và đích trên bề mặt ISFET dẫn đến sự tăng mật độ điện tích ở sát bề mặt cảm biến. Điều này sẽ làm thay đổi điện áp trong kênh dẫn, làm cho tín hiệu ra của cảm biến thay đổi. Cảm biến ADN trên cơ sở vi điện cực độ dẫn Cảm biến vi điệ n cực đã được sử dụng phổ biến do có những ưu điểm như: giá thành thấp, cấu trúc đơn giản, độ ổn định cao, đáng tin cậy, không cần điện cực chuẩn, quy trình công nghệ chế tạo đơn giản, phân tích nhanh và dễ dàng. Đây là loại cảm biến dựa trên sự thay đổi độ dẫn điện ở lân cận bề mặt cảm biế n khi có sự thay đổi về tính chất vật lý, hoá học hoặc sinh học trong dung dịch phân tích. Khi đó, sẽ làm thay đổi tín hiệu điện ở đầu ra của cảm biến. Hiện nay, vi điện cực được sử dụng nhiều nhất để ứng dụng cho cảm biến nói chung và cảm biến sinh học nói riêng là vi điện cực có dạng hình tròn và đặc biệt là các vi điện cực planar có c ấu trúc các thanh kim loại kích thước micromet đan xen (intedigitated array (IDA)). Các vi cảm biến này được chế tạo lên trên một đế cách điện bằng cách lắng đọng các kim loại quý như Au hoặc Pt trên các khuôn định dạng. Cũng như các loại cảm biến ADN khác, để xác định lai hoá đoạn ADN, trên bề mặt cảm biến phải được cố định đoạn ADN dò. Quá trình xác định lai hóa đoạn ADN dựa trên sự bắt cặp củ a đoạn ADN dò và ADN bổ sung hình thành đoạn xoắn kép (hình 1.2). Khi đó, sẽ có sự thay đổi độ dẫn ở lân cận bề mặt cảm biến. Sự thay đổi độ dẫn này được nhận biết bởi cảm biến và được chuyển thành tín hiệu điện ở đầu ra. CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA CẢM BIẾN ĐỘ DẪN 2.1 Thiết kế cảm biến Thiết kế mặt nạ (MASK) cho vi cảm biến H ình 1.2. C ảm biến ADN vi điện cực độ dẫn 7 Trong công nghệ vi điện tử, mặt nạ (Mask) có vai trò truyền tải các chi tiết của hệ thống được thiết kế lên phiến silíc. Mask còn được hiểu như là các khuôn ánh sáng trong quá trình quang khắc (photo lithography). Khi chiếu ánh sáng tử ngoại qua Mask lên lớp cảm quang phủ trên bề mặt phiến silíc, ánh sáng tử ngoại sẽ làm biến đổi tính hoà tan của cảm quang tại khu vực được chiếu sáng, tạo ra hình ảnh giống như hình ảnh của Mask lên lớ p cảm quang. Nhờ vậy, sẽ tạo ra hình ảnh thực của linh kiện cần chế tạo lên bề mặt phiến silíc. Các loại Mask được thiết kế trong luận án dựa trên 2 phần mềm là Coreldraw và Clewin. Ở giai đoạn nghiên cứu thử nghiệm, nhằm khảo sát các kích thước thực, phù hợp với các điều kiện công nghệ hiện có, mẫu thiết kế được thay đổi nhiều l ần, nên việc chế tạo Mask theo quy chuẩn là rất tốn kém và phức tạp. Do vậy, các Mask được thiết kế trên CorelDraw có độ chính xác của các chi tiết cỡ 1 μm. Sau đó, Mask được in laze trực tiếp từ máy tính lên phim nhựa đen trắng bằng máy in chuyên dụng, có độ phân giải cao, tỷ lệ 1:1. Hình 2.1 mô tả một số loại mask sau khi được chế tạo. Với cấu hình vi cảm biến có các chi tiết nhỏ hơn 10 μm, để đảm bảo độ chính xác về kích thước của cảm biến, Mask đã được thiết kế trên Clewin sau đó được in trên thủy tinh hữu cơ (hình 2.2). 2.2 Chế tạo cảm biến Chế tạo cảm biến có kích thước các thanh kim loại làm điện cực lớn hơn 20 μ m Hình 2.3a biểu diễn sơ đồ quy trình chế tạo của cảm biến có kích thước các thanh kim loại làm điện cực lớn hơn 20 μm. Đầu tiên, H ình 2.2. C ấu hình cảm biến được thiết kế bằng Clewin BiosensorBiosensor §iÖn cùc ®é dÉn 70 - 30 BiosensorBiosensor §iÖn cùc ®é dÉn 80 - 60 BiosensorBiosensor §iÖn cùc ®é dÉn 40 - 20 BiosensorBiosensor §iÖn cùc ®é dÉn 60 - 40 Hình 2.1. Cấu hình cảm biến thiế t k ế t r ên CorelDraw Formatted: Fo [...]... được thực hiện thành công Trên cơ sở n y, tạo điều kiện thuận lợi cho việc chế tạo cảm biến ADN cho các ứng dụng trong y học và trong ngành thực phẩm cũng như ứng dụng trong kiểm tra môi trường CHƯƠNG 4 ỨNG DỤNG CỦA CẢM BIẾN ADN TRONG Y SINH VÀ THỰC PHẨM 4.1 Ứng dụng của cảm biến AND để phát hiện chuyển gen trong công nghệ thực phẩm Xác định đoạn ADN của đậu tương chuyển gen Sau khi cố định đoạn ADN. .. đoạn đột biến Như v y, có thể khẳng định cảm biến ADN đã chế tạo có độ nh y đủ lớn để nhận biết các đoạn ADN bị đột biến ở một vài vị trí Khả năng tái sử dụng của cảm biến ADN Trong phần n y, tác giả đã nghiên cứu khả năng tái sử dụng cảm biến ADN bằng cách tách sợi ADN đích ra khỏi đoạn ADN dò trên bề mặt của cảm biến Sau đó, sử dụng cảm biến n y để tiếp tục xác định lai hóa đoạn ADN Quá trình n y dựa... phẩm ch y PCR của vi rút HSV sử dụng cảm biến ADN Có thể th y rằng, tín hiệu ra của cảm biến Hình 4.8 Cảm biến ADN phát tăng tuyến tính cùng với lượng ADN hiện ADN của vi rút herpes tăng Như v y, đã có sự phù hợp giữa trong sản phẩm PCR phương pháp phân tích bằng PCR và phương pháp phân tích sử dụng cảm biến ADN được chế tạo tại Đại học bách khoa Hà Nội 4.3.2 Ứng dụng cảm biến ADN phát hiện ADN của... phát hiện ADN của vi rút herpes, cúm A đã cho phép rút ra các kết luận của luận án Nghiên cứu chế tạo cảm biến ADN nhằm ứng dụng trong y học và thực phẩm như sau: 1 Luận án đã nghiên cứu, chế tạo được cảm biến vi điện cực độ dẫn có kích thước chiều rộng và khoảng cách các thanh kim loại làm điện cực thay đổi từ 2.5 μm đến 80 μm bằng công nghệ vi điện tử Trong đó, đã lựa chọn được vi cảm biến có kích... pyrrole Các liên kết C - H, N - H của chuỗi polypyrrole đã được quan sát th y tương ứng ở phổ 735 cm-1 (Ppy / ADN) , 734 cm-1 (Ppy) và 894 cm-1 (Ppy / ADN) , 897 cm-1 (Ppy) Ảnh hiển vi điện tử quét (FE - SEM) của màng Ppy / ADN trên bề mặt cảm biến Hình thái bề mặt màng Ppy và Ppy / ADN đã được nghiên cứu bằng kính hiển vi điện tử quét (FE - SEM) như được mô tả trong hình 3.4 Trong đó, bề mặt màng Ppy... sánh với phương pháp phản ứng chuỗi polyme, kết quả phân tích của hai phương pháp là tương đối giống nhau Như v y, việc chế tạo thành công cảm biến ADN và những ứng dụng thử nghiệm của cảm biến để xác định ADN của vi rút herpes, cúm A, đậu tương kháng thuốc diệt cỏ trong điều kiện thực tế đã cho phép khẳng định hoàn toàn có thể chế tạo được cảm biến sinh học nói chung và cảm biến ADN nói riêng tại Việt... vi cảm biến với nồng độ ADN đích như mô tả trong hình 4.11 Kết quả chỉ ra cho th y, gần như không có sự khác biệt về sự phụ thuộc tín hiệu lối ra của cảm biến với nồng độ của ADN đích đối với những phép đo trước và sau biến tính Điều n y cho phép nghĩ tới việc tái sử dụng của cảm biến ADN 22 4.4 KẾT LUẬN Kết quả khảo sát thực nghiệm cho th y, cảm biến ADN được chế tạo đã hoạt động ổn định, độ nh y đạt... polyme và điện tích âm của đoạn ADN hình thành lên lớp màng Ppy /ADN dẫn đến một sự tăng dòng trong quá trình điện hoá Ảnh hưởng của nồng độ ADN dò Trong quá trình cố định ADN bằng phương pháp điện hoá sử dụng polypyrrole làm vật liệu trung gian để liên kết ADN và bề mặt cảm biến, tác giả đã nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ ADN dò đến quá trình cố định ADN như được biểu diễn trong hình 3.2 Quá trình nghiên. .. hiệu ra của cảm biến khi xác định đoạn ADN của vi rút cúm A Chúng ta có thể th y, tín hiệu ra của cảm biến phụ thuộc vào nồng độ ADN đích theo hàm tuyến tính Y = 0.019X + 0.028 Nếu tăng tiếp nồng độ ADN đích thì tín hiệu ra cảm biến cũng tăng và sẽ đạt giá trị bão hoà khi nồng độ ADN đích bằng với nồng độ ADN dò Như Hình 4.9 Đặc trưng của cảm biến ADN được mô tả trên hình 4.9, vi cảm biến ADN có thể... đoạn ADN đến bề mặt cảm biến được sử dụng trong luận án là polypyrrole, ống nano các bon và hợp chất 3-Amino Propyl Triethoxy Silane (APTS), trong đó tín hiệu ra của cảm biến khi sử dụng Ppy là lớn nhất, kế tiếp là đến ống nano các bon và cuối cùng là APTS Điều n y cho phép khẳng định, với điều kiện công nghệ hiện có tại Đại học Bách khoa Hà nội, các phương pháp cố định trực tiếp ADN lên bề mặt cảm biến . việc chế tạo cảm biến ADN cho các ứng dụng trong y học và trong ngành thực phẩm cũng như ứng dụng trong kiểm tra môi trường. CHƯƠNG 4. ỨNG DỤNG CỦA CẢM BIẾN ADN TRONG Y SINH VÀ THỰC PHẨM. ADN Chương 2: Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo và các đặc trưng của cảm biến độ dẫn Chương 3: Nghiên cứu cố định ADN Chương 4: Nghiên cứu ứng dụng cảm biến ADN trong y học và thực phẩm 3 CHƯƠNG. GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ***************** PHƯƠNG ĐÌNH TÂM NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO CẢM BIẾN ADN NHẰM ỨNG DỤNG TRONG Y HỌC VÀ THỰC PHẨM Chuyên ngành: