Đang tải... (xem toàn văn)
Untitled Science & Technology Development, Vol 19, No T6 2016 Trang 178 Nghiên cứu biến đổi bề mặt Au bởi hợp chất thiol để ứng dụng trong cảm biến sinh học Phan Thanh Nhật Khoa Nguyễn Trung Thành[.]
Science & Technology Development, Vol 19, No.T6-2016 Nghiên cứu biến đổi bề mặt Au hợp chất thiol để ứng dụng cảm biến sinh học Phan Thanh Nhật Khoa Nguyễn Trung Thành Phan Văn Tuấn Phạm Văn Bình Phạm Xuân Thanh Tùng Lê Thị Thanh Tuyền Tống Duy Hiển Phịng Thí nghiệm Công nghệ Nano, ĐHQG-HCM (Nhận ngày 11 tháng 01 năm 2016, đăng ngày 29 tháng 11 năm 2016) TÓM TẮT Trong cảm biến sinh học dựa sở dao động, bề mặt Au đóng vai trị quan trọng, vừa bề mặt để chùm laser phản xạ, vừa nơi thực bước biến đổi bề mặt để đặc hiệu hóa cảm biến Trong báo này, nghiên cứu khảo sát biến đổi bề mặt Au với hợp chất cysteamine glutaraldehyde để biến đổi bề mặt Au trở nên phản ứng với hợp chất có nhóm chức amine Nồng độ cysteamine, thời gian xử lý với cysteamine thời gian xử lý với glutaraldehyde nghiên cứu để tìm thơng số thích hợp Các phương pháp phản ứng tạo màu với xúc tác enzyme horseradish peroxidase (HRP) phương pháp đo góc tiếp xúc kết hợp nhằm tối ưu hóa Kết cho thấy sử dụng cyteamine mM dung môi ethanol, thời gian xử lý cysteamine 16 giờ, thời gian xử lý glutaraldehyde cho bề mặt Au có khả phản ứng tối ưu với hợp chất có nhóm amine Từ khóa: góc tiếp xúc, dao động, cysteamine, glutaraldehyde, horseraddish peroxidase MỞ ĐẦU Cảm biến dao động thu hút ý nhà nghiên cứu cảm biến có tiềm ứng dụng đa dạng: có khả sử dụng làm cảm biến khí, cảm biến phát vi khuẩn [1, 2], phát thuốc [3] phát chất nổ [4] Craighead cộng [2] năm 2011 lần chứng minh khả phát vi khuẩn E coli sử dụng cảm biến dao động sau vào năm 2003 phát Salmonella enterica cơng bố Trong cơng trình nghiên cứu phát Salmonella enterica, vi khuẩn bị bắt giữ bề mặt tạo ứng suất khiến dao động bị uốn cong Tuy nhiên, để dao động trở thành cảm biến sinh học giai đoạn phải hoạt hóa, biến đổi bề Trang 178 mặt dao động để gắn thụ thể chuyên biệt với kháng nguyên (đối tượng cần nhận diện) lên bề mặt Tùy theo loại vật liệu cảm biến mà phương pháp biến đổi bề mặt lựa chọn cho thích hợp Đối với bề mặt có chứa Si, thí dụ SiO2, SiN Si, thơng thường bước hợp chất silane, thí dụ 3-glycidoxypropyl trimethoxysilane [15] 3-glycidoxypropyl triethoxysilane, 3-aminopropyl - triethoxysilane (APTES) chọn để xử lý bề mặt Trong nghiên cứu này, dao động chế tạo vật liệu silicon nitrode đế wafer Si Mặt có phủ lớp màng mỏng Cr Au nhằm tăng độ phản xạ, việc tạo thuận lợi cho việc TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 19, SỐ T6- 2016 đo độ lệch thanh, thân màng mỏng SiNx suốt không phản xạ ánh sáng Nhằm hướng đến ứng dụng dao động làm cảm biến nano sinh học phát thị ung thư, đặc biệt ung thư gan với thị sinh học alpha fetoprotein (AFP) [5], AFP-L3 (một đồng phân AFP) [6], golgi protein 73 (GP73) [7], Dickkopf-related protein, des-gamgacarboxyprothrombin (DCP)…Việc gắn kết kháng thể thị lên bề mặt dao động việc làm cần thiết, tạo tiền đề cho việc hoàn thiện cảm biến sinh học với cấu trúc dao động nano Do đó, nhóm tác giả nghiên cứu, biến đổi bề mặt Au nhằm gắn kết phân tử sinh học (kháng thể) lên dao động nano Trong báo này, khảo sát biến đổi bề mặt Au dao động với cysteamine glutaraldehyde, qua bề mặt Au chứa nhóm chức aldehyde, có khả phản ứng với nhóm amine phân tử kháng thể Trên bề mặt Au cố định nhiều kháng thể cảm biến có độ nhạy cao Do việc nghiên cứu tìm điều kiện thích hợp việc biến đổi bề mặt Au, bao gồm nồng độ cysteamin, thời gian xử lý với cysteamine, thời gian xử lý với GAD trọng tâm nghiên cứu VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP Chúng sử dụng phương pháp đế đánh giá kết khảo sát gồm: phương pháp đo góc tiếp xúc phương pháp đo phổ UV-Vis Phương pháp đo góc tiếp xúc sử dụng để khảo sát tính chất bề mặt Au qua bước biến đổi bề mặt Bề mặt Au ban đầu có góc tiếp xúc khoảng 21–22o Sau hình thành lớp cysteamine bề mặt, nhóm chức amine (NH2) có tính phân cực nên xảy tương tác nhóm amine phân tử H2O giọt nước, từ tương tác bề mặt phiến nước thay đổi Bề mặt trở nên nước góc tiếp xúc giảm đi, trình bày phần kết thảo luận Bước gắn kết glutaraldehyde sau tạo nhóm chức CHO, bước gắn kết HRP tạo lớp protein bề mặt phiến, tiếp tục làm góc tiếp xúc nước bề mặt thay đổi Do đó, sử dụng phương pháp góp phần đánh giá mức độ thành công bước biến đổi bề mặt Phương pháp đo phổ UV- Vis sử dụng để kiểm tra chất lượng bước gắn kết cysteamine GAD Việc đánh giá cách cố định enzyme horseradish peroxidase (HRP) lên bề mặt Au sau gắn GAD, cho mẫu vào lọ dung dịch chứa muối 2,2-azino-bis(3ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium (ABTS) không màu H2O2 HRP xúc tác phản ứng oxy hóa khử ABTS H2O2, sinh dạng ABTS bị oxy hóa có màu xanh, hấp thụ mạnh bước sóng 420 nm [17, 18, 19] Cường độ hấp thu dung dịch cao chứng tỏ bề mặt Au gắn kết nhiều HRP giữ hoạt tính sinh học HRP, thích hợp cho việc gắn kết protein Thí nghiệm thực tối ưu hóa phiến wafer silicon có phủ màng mỏng SiN (1000 nm) sau màng mỏng Au (20 nm) Các phiến chế tạo từ Phịng Thí nghiệm Cơng nghệ Nano- Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh Sau tìm thơng số thích hợp quy trình gắn cysteamine GAD phiến Si/SiN/Au, chúng tơi sử dụng điều kiện thích hợp tiến hành chip dao động Đầu tiên, acetone (Merck) ethanol (Merck) sử dụng để làm mẫu, loại bỏ hợp chất hữu bụi bẩn bám vào Sau đó, ngâm mẫu dung dịch cysteamine mM với dung môi ethanol (Sigma Aldrich), pha nhiệt độ phịng Sau đem mẫu rửa ethanol (Merck), chuyển vào ngâm dung dịch GAD (Sigma Aldrich) nồng độ 2,5 % nước khử ion nhiệt độ phòng Rửa lại mẫu nước khử ion Sau bước gắn GAD, để đánh giá tối ưu hóa bước gắn cysteamine GAD, mẫu ngâm Trang 179 Science & Technology Development, Vol 19, No.T6-2016 dung dịch HRP (Sigma Aldrich) đệm PBS với pH 7,4 0C Rửa lại phiến đệm phosphate buffered saline (PBS) đem ngâm phiến vào lọ chứa ABTS (Sigma Aldrich) H2O2 (Sigma Aldrich) với tỉ lệ 1mM:1mM Sau 24 h, lấy mẫu ra, đưa dung dịch vào cuvet đo phổ hấp thụ quang phổ kế UV-Vis Cary100 (Varian) Làm phiến Ngâm dd cysteamine mM, 24 giờ, nhiệt độ phòng Ngâm dd GAD 2,5 %, giờ, nhiệt độ phịng Ngâm dd HRP Hình Sơ đồ biến đổi bề mặt Au Để đo góc tiếp xúc nước bề mặt Au, sử dụng máy đo góc tiếp CAM0 (KVS Instrument, Phần Lan) KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Tính chất nước bề mặt Au Để tiến hành thí nghiệm này, phiến Si/SiN/Au cần có diện tích lớn, để giọt nước lan mà không gặp cản trở vùng biên phiến Do thí nghiệm tiến hành phiến Si/SiN phủ Au có kích thước 10x10 mm2 Nước khử ion sử dụng để nhỏ giọt thí nghiệm Thiết bị CAM110 chụp ảnh giọt nước phiến sau xử lý ảnh xuất góc tiếp xúc Kết đo góc tiếp xúc thể Hình Góc tiếp xúc (o) 80 60 40 20 Ban đầu Sau Sau GAD cysteamine Sau HRP Hình Kết đo góc tiếp xúc nước Từ kết quả, thấy qua giai đoạn biến đổi bề mặt, có thay đổi rõ rệt góc tiếp xúc Góc tiếp xúc tăng dần qua giai đoạn Ban đầu bề mặt Au có tính nước (góc tiếp xúc lớn Trang 180 70°) Sau gắn cysteamine GAD lên, nhóm chức -NH2, -CHO có tính phân cực chúng tương tác với phân tử H2O phân cực, bề mặt phiến có tính nước nhiều hơn, mà theo TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 19, SỐ T6- 2016 ngun lý bề mặt nước giá trị góc tiếp xúc nhỏ, điều kiện thí nghiệm góc tiếp xúc bề mặt có nhóm chức -NH2 -CHO 37,5 (±1,4) 45,8 (±1,3) Số liệu góc tiếp xúc nước sau gắn cysteamine nhỏ góc tiếp xúc sau gắn GAD, nguyên nhân độ phân cực khác nhóm chức CHO nhóm chức NH2 có đổi màu mạnh có ngâm phiến Si/SiN/Au gắn kết nhiều HRP giữ hoạt tính sinh học protein nhất, từ đánh giá chất lượng gắn kết cysteamine GAD tốt Trong khảo sát sau đây, thí nghiệm tiến hành phiến Si/SiN/Au với kích thước 2x4 mm2 để lấy giá trị trung bình cường độ hấp thụ 420 nm Sau cố định HRP lên, góc tiếp xúc tăng đến khoảng 64o, chứng tỏ có tương tác protein HRP phân tử nước nên bề mặt phiến mang tính nước (góc tiếp xúc nhỏ) Tuy nhiên, tính nước nhiều so với bề mặt có cysteamine GAD Do đó, bề mặt có HRP có giá trị góc tiếp xúc lớn so với bề mặt có cysteamine GAD (giá trị góc tiếp xúc 62±4,2 so với 37,5±1,4 45,8 (±1,3) Có thể nguyên nhân phân tử HRP có chứa amine acid thơm khơng phân cực làm giảm tính nước bề mặt Trong bước xử lý bề mặt Au với cysteamine GAD, có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng gắn kết cystamine GAD Nồng độ dung dịch cysteamine, thời gian xử lý, loại dung môi để pha cysteamine, thời gian ngâm GAD nồng độ GAD… có ảnh hưởng tới chất lượng lớp cysteamine GAD Tuy nhiên, phạm vi tập trung nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ cysteamine, thời gian xử lý cysteamine thời gian xử lý GAD Qua thí nghiệm, góc tiếp xúc có biến đổi lớn, từ chứng tỏ giai đoạn biến đổi bề mặt tạo lớp phân tử hóa học, sinh học bề mặt wafer Phản ứng tạo màu Để đánh giá protein cố định lên bề mặt Au sau bước gắn kết GAD hay không, enzyme HRP sử dụng Lọ dung dịch chứa chất H2O2 Ảnh hưởng nồng độ cysteamine Trong thí nghiệm này, phiến Si/SiN/Au ngâm dung dịch cysteamine với nồng độ mM, mM, 10 mM 300 mM 16 h Sau tất mẫu ngâm GAD 2,5 % h ngâm HRP 10 U 16 h Sau rửa sạch, phiến ngâm vào lọ chứa dung dịch ABTS H2O2 Sau 24 h, dung dịch lọ đem đo phổ UV-Vis Hình Lọ dung dịch ABTS+H2O2 thí nghiệm đối chứng âm (trái) đối chứng dương (phải) Hình cho thấy lọ dung dịch đối chứng âm (chỉ chứa chất H2O2, khơng ngâm phiến), sau 24 h màu sắc suốt, phổ UV-Vis có cường độ hấp thụ bé (0,003) bước sóng 420 nm Điều chứng tỏ chất ABTS H2O2 không phản ứng với khơng có mặt xúc tác enzym HRP Điều ngược lại xảy mẫu đối chứng Trang 181 Science & Technology Development, Vol 19, No.T6-2016 dương (lọ dung dịch chứa ABTS H2O2, sau nhỏ giọt trực tiếp 10 U HRP): màu sắc lọ đổi qua màu xanh nhanh chóng sau 24 h, lọ hoàn toàn trở nên xanh đen, phổ UV-Vis có cường độ hấp thu đến 2,625 420 nm Điều chứng minh có mặt enzyme HRP (ở dạng hòa tan dung dịch ABTS H2O2) xúc tác làm cho tốc độ phản ứng ABTS H2O2 3.0 2.5 tăng nhiều lần Nếu xem tốc độ phản ứng tỉ lệ thuận với cường độ hấp thu 420 nm, nói có mặt 10 U HRP làm tăng tốc độ phản ứng lên 800 lần Từ đó, dự đốn lọ dung dịch ngâm phiến Si/SiN/Au có gắn HRP, ABTS H2O2 phản ứng với nhanh lọ đối chứng âm, cường phổ phổ hấp thụ cao 0.5 đối chứng + 0.4 Độ hấp thụ Độ hấp thụ 2.0 0.3 1.5 đối chứng M2 (5mM) M1 (1mM) M3 (10mM) M4 (300mM) 0.2 1.0 0.1 0.5 0.0 0.0 400 450 500 550 600 650 700 750 800 Bước sóng (nm) 400 450 500 550 600 650 700 750 800 Bước sóng (nm) Hình Phổ UVVis lọ đối chứng dương (A) lọ khảo sát theo nồng độ cysteamine (B) Các lọ dung dịch có ngâm phiến gắn HRP cho màu xanh lục, từ nhạt đến đậm Qua phổ UV-Vis cho thấy, lọ có ngâm phiến xử lý với cysteamine mM có cường độ hấp thu 0,442 bước sóng 420 nm, mạnh 147 lần so với mẫu đối chứng âm (nhưng yếu nhiều so với mẫu đối chứng dương, điều hiển nhiên lọ đối chứng dương có trọn vẹn 10 U HRP, HRP tồn dạng hịa tan, có khắp lọ, cịn lọ ngâm phiến có lượng HRP bám phiến, HRP bị cố định, không di chuyển khắp dung dịch được) Điều chứng tỏ có HRP gắn bề mặt mẫu thí nghiệm xúc tác cho H2O2 oxy hóa ABTS làm dung dịch từ không màu chuyển sang màu xanh lục Các lọ lại chuyển màu xanh, nhiên 420 nm hấp thu yếu so với mẫu M2 Như nồng độ mM thích hợp cho khâu xử lý cysteamine Như vậy, sử dụng cysteamine với nồng độ thấp cao Trang 182 không tốt Nguyên nhân việc chất lượng lớp cysteamine không cao nồng độ thấp (1 M) nồng độ thấp khiến mật độ cysteamine bám lên bề mặt Au không nhiều, dẫn đến mật độ GAD phản ứng với nhóm NH2 cysteamine thấp, kết cuối mật độ HRP bám lên bề mặt Au thấp Còn nồng độ cao cysteamine, GAD có nhóm aldehyde giống hai đầu bề mặt Au có nhiều nhóm chức NH2 nằm sát nhau, trình xử lý GAD, số phân tử GAD có hai đầu lên liên kết với hai nhóm NH2 gần nhau, phân tử GAD khơng cịn có khả phản ứng giữ lại protein bề mặt Tuy nhiên, nguyên nhân cần kiểm chứng thêm phương pháp đo đạc khác có khả đánh giá định hướng phân tử GAD nằm bề mặt Au trạng thái liên kết hay chưa liên kết nhóm CHO [20] TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 19, SOÁ T6- 2016 Ảnh hưởng thời gian xử lý cysteamine tất mẫu ngâm GAD tới HRP Trong thí nghiệm này, phiến với điều kiện giống ngâm cysteamine mM qua khoảng thời gian khác nhau: h, h, h 16 h Sau đó, Bảng Độ hấp thu 420 nm trongkhảo sát theo thời gian xử lý cysteamine Nghiệm thức Độ hấp thu Đối chứng âm 0,004 ± 0,003 CT1 (1 h) 0,058 ± 0,008 CT2 (2 h) 0,105 ± 0,017 CT3 (4 h) 0,292 ± 0,018 CT4 (16 h) 0,464 ± 0,026 Đối chứng dương 2,705 ± 0,041 Mẫu đối chứng âm khơng có hấp thu 420 nm mẫu đối chứng dương hấp thu mạnh 420 nm Bảng cho thấy mẫu từ M1 đến M4 đổi màu, mẫu M4 đổi màu mạnh nhất, cường độ hấp thu đạt tới 0,464 Như vậy, cho thời gian ngâm cysteamine dài có nhiều phân tử cysteamine bám lên bề mặt phiến gắn nhiều GAD HRP Mẫu ngâm cysteamine 16 h cho kết tốt Chúng không khảo sát việc ngâm cysteamine thời gian dài dẫn đến tăng hay giảm khả gắn kết protein Au Có thể qua thời gian ngâm lâu tạo nhiều nhóm chức NH2và bước có số phân tử GAD phản ứng nhóm chức CHO với nhóm NH2 lân cận, làm giảm khả cố định protein bề mặt Au Có nhiều nhóm nghiên cứu tiến hành khảo sát tạo thành lớp cysteamine Au khoảng thời gian dài (đến tháng), nhiên, nghiên cứu này, không tiến hành khảo sát thời gian dài, mục tiêu đặt biến đổi bề mặt cảm biến để hướng tới phục vụ xét nghiệm cho kết chẩn đoán thời gian nhanh Ảnh hưởng thời gian xử lý GAD Để đạt hiệu cố định enzyme HRP bề mặt Au cao nữa, thời gian ngâm GAD tiến hành khảo sát Sau ngâm cysteamine mM qua đêm (16 h), mẫu tiếp tục ngâm GAD 2,5 % với thời gian 0,5 giờ; giờ; 1,5 Sau ngâm HRP với điều kiện giống Cuối thực phản ứng màu dung dịch ABTS H2O2 Trang 183 Science & Technology Development, Vol 19, No.T6-2016 Hình Kết phản ứng màu theo thời gian ngâm GAD 0.5 GAD 0.5h 0.4 Độ hấp thu GAD 1h GAD 1.5h 0.3 GAD 2h 0.2 0.1 0.0 400 450 500 550 600 650 700 750 800 Bước sóng (nm) Hình Phổ UV-Vis lọ ngâm phiến khảo sát theo thời gian xử lý GAD Hình Bảng cho thấy tất lọ dung dịch có ngâm phiến Si/SiN/Au gắn HRP chuyển màu xanh Có điểm đáng ý phiến ngâm GAD thời gian dài chất lượng gắn kết HRP tăng cao: phiến M3 M4 với thời gian ngâm GAD dài xúc tác không tốt phiến M2 ngâm GAD h Như vậy, thời gian ngâm GAD h thích hợp Nguyên nhân tối ưu thời gian bắt đầu phản ứng ngâm GAD, Trang 184 nhóm chức CHO GAD phản ứng với nhóm chức NH2 cysteamine gắn bề mặt Au, nhóm CHO cịn lại cịn tự gắn kết với nhóm amine HRP cố định HRP lên bề mặt Au Tuy nhiên, thời gian ngâm GAD lâu, nhóm CHO đầu tự GAD có khả phản ứng với nhóm NH2 cysteamine lân cận, phân tử GAD khơng cịn nhóm CHO tự để gắn kết cố định HRP lên bề mặt TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 19, SỐ T6- 2016 Bảng Độ hấp thu 420 nm kết phản ứng màu theo thời gian ngâm GAD Nghiệm thức Đối chứng âm GT1 (0,5 h) GT2 (1 h) GT3 (1,5 h) GT4 (2 h) Đối chứng dương Kiểm chứng dương tính giả Trong thực tế, protein hấp phụ vật lý trực tiếp lên bề mặt Au mà không cần thơng qua liên kết hóa học Như đặt vấn đề trình gắn cysteamine GAD khơng thực tạo thành nhóm chức CHO Au, bước HRP cố định lên bề mặt Au hấp phụ vật lý, đổi màu lọ dung dịch không chứng minh chắn tạo lớp cysteamine GAD (hiện tượng dương tính giả) Để kiểm chứng vấn đề này, chúng tơi tiến hành thí nghiệm mẫu phiến Au không trải qua gắn cysteamine GAD, mà ngâm trực tiếp dung dịch HRP 16 h, sau ngâm vào lọ chứa ABTS H2O2 Sau 24 giờ, lọ không thấy chuyển màu, đo phổ UV–Vis Kết cho thấy cường độ hấp thu trung bình đỉnh 420 nm lọ 0,014 ±0,009, cao khoảng 3–4 lần so với mẫu đối chứng âm thí nghiệm phần trước, thấp nhiều so với lọ có ngâm phiến Au trải qua bước gắn cysteamine GAD Từ thấy thực tế dù khơng có cysteamine GAD bề mặt Au HRP cố định lên, nhiên sau ngâm HRP, phiến đem rửa sạch, HRP hấp phụ yếu lên Au bị rửa trơi nhiều phần cịn lại khơng đáng kể Cịn bề mặt Au có cysteamine GAD hầu hết HRP liên kết hóa học lên bề mặt, liên kết bền HRP không bị rửa trôi qua trình làm sạch, Độ hấp thu (Abs) 0,004 ± 0,003 0,201 ± 0,015 0,448 ± 0,022 0,385 ± 0,022 0,392 ± 0,023 2,550 ± 0,038 cịn diện nhiều Au xúc tác mạnh cho phản ứng ABTS H2O2 KẾT LUẬN Để chuyển cảm biến dao động với bề mặt có màng Au trở thành cảm biến có khả phát chất thị sinh học, cần thiết phải gắn kết thành công kháng thể tương ứng lên bề mặt Au Vì chất kháng thể protein, nên nghiên cứu tập trung theo hướng gắn kết cysteamine GAD lên bề mặt Au Kết đo đạc góc tiếp xúc nước bề mặt Au sau lần biến đổi bề mặt cho thấy tính kỵ nước thay đổi rõ rệt Khảo sát ảnh hưởng nồng độ cysteamine, thời gian ngâm cysteamine, thời gian ngâm GAD cho thấy thông số có ảnh hưởng quan trọng đến chất lượng lớp cysteamine/GAD Trong phạm vi điều kiện tiến hành nghiên cứu, kết cho thấy nồng độ cysteamine mM, thời gian ngâm cysteamine 16 h thời gian ngâm GAD h để tạo lớp cysteamine/GAD thích hợp cho việc gắn kết protein bề mặt Au Kết có nhiều khả ứng dụng việc cố định kháng thể lên bề mặt Au để cảm biến mang tính đặc hiệu xét nghiệm Lời cảm ơn: Bài báo phần công việc phục vụ đề tài C2014-32-01 Nhóm tác giả xin gửi lời cảm ơn đến Phịng Thí Nghiệm Cơng nghệ Nano Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh Trang 185 Science & Technology Development, Vol 19, No.T6-2016 Study on modifying the Au surface by thiol compound for biosensor application Phan Thanh Nhat Khoa Nguyen Trung Thanh Phan Van Tuan Pham Van Binh Pham Xuan Thanh Tung Le Thi Thanh Tuyen Tong Duy Hien Laboratory for Nanotechnology, VNU-HCM ABSTRACT In cantilever-based biosensor, Au surface find optimal values The data of chromogenic plays two essential roles: as a surface to reflect reaction catalyzed by horseradish peroxidase laser beam and as a surface to be modified and (HRP) and the data of water contact angle thus functionalize the sensor In this paper, we measurement were combined to find the optimal researched on modifying the Au surface by values The results showed that the modification cysteamine and glutaraldehyde to make it reactive with mM cysteamine in ethanol for 16 h and toward amine substances Cysteamine glutaraldehyde for h would create the Au surface concentration, cysteamine treatment time and which can react optimally with amine substances glutaraldehyde treatment time were investigated to Keywords: contact angle, cantilever, cysteamine, glutaraldehyde, horseraddish peroxidase TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] O Buiu, G.P Kennedy et.al, Structural analysis of silicon dioxide and silicon oxynitride films produced using an oxygen plasma, IEEE Transactions on Plasma Science, 26, 6, 1700-1712 (1998) [2] O Buiu, M Gartner, S Taylor, G.P Kennedy, Structural analysis of silicon dioxide and silicon oxynitride films produced using an oxygen plasma, Plasma Science, IEEE Transactions on, 26 , 6, 1700-1712 (1999) [3] C Jime´nez, J Perrie, I Vickridge, J.P Enard, J.M Albella, Transformation of silicon nitride in oxygen plasma, Surface and Coatings Technology, 45,1–3, 15,147–154 (1991) [4] S Weichela, R de Reusa, S Bouaidata, P.A Rasmussena, O Hansena, K Birkelundb, H Trang 186 [5] [6] [7] [8] Dirac, Low-temperature anodic bonding to silicon nitride, Sensors and Actuators A: Physical, 82, 1–3, 15,249–253 (2000) D.S Chen et al, Serum α-fetoprotein in the early stage of human hepatocellular carcinoma, Gastroenterology, 86, 1404–1409 (1984) J.T Wu, Serum alpha-fetoprotein and its lectin reactivity in liver diseases: a review, Annals of Clinical and Laboratory Science, 20, 98–105 (1990) I.C Weitz, H.A Liebman, Des-γ-carboxy (abnormal)prothrombin and hepatocellular carcinoma: a critical review, Hepatology, 18, 990–997 (1993) T Behneand, M.S Copur, Biomarkers for hepatocellular carcinoma, International Journal of Hepatology, 2012, 859076 (2012) TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 19, SỐ T6- 2016 [9] M.S.S Mízia et al, Gold electrode modified by self-assembled monolayers of thiols to determine DNA sequences hybridization, Journal of Chemical Science, 122, 911–917 (2010) [10] B Anja et al, Cantilever-like micromechanical sensors, Reports on Progress in Physics, 74, 036101 (2011) [11] A R Digvijay et al, Quantitative and LabelFree technique for measuring protease activity and inhibition using a microfluidic cantilever array, Nano Letters, 8, 2968-2974 (2008) [12] Z Guo-Jun, N Yong, Silicon nanowire biosensor and its applications in disease diagnostics: A review, Analytica Chimica Acta, 749, 1–15 (2012) [13] T.C Wen T, L.I Chien, Development of a piezoelectric immunosensorfor the detection of alpha-fetoprotein, Sensors and Actuators B, 106, 455–460 (2005) [14] K Eung-Sam et al, Synergistic effect of orientation and lateral spacing of protein G on an on-chip immunoassay, Analyst, 137, 2421–2430 (2012) [15] K.Y.W April., J.K.Ỉ Ulrich, Surface characterization of 3glycidoxypropyltrimethoxysilane films on silicon-based substrates, Anal Bioanal Chem, 383, 187–200 (2005) [16] D Jinpian et al, A surface modification strategy on silicon nitride for developing biosensors, Analytical Biochemistry, 343, 322–328 (2005) [17] N.R Jose et al, Mechanism of reaction of hydrogen peroxide with horseradish peroxidase: identification of intermediates in the catalytic cycle, Journal of The American Chemical Society, 123, 11838–11847 (2001) [18] P George, Intermediate compound formation with peroxidase and strong oxidizing agents, The Journal of Biological Chemistry, 201, 413–426 (1953) [19] J Everse, The structure of heme proteins compound I and II: some misconceptions, Free Radical Biology and Medicine, 24, 1338–1346 (1998) [20] Z Michael, High-resolution X-ray photoelectron spectroscopy in studies of selfassembled organic monolayers, Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, 178, 380–393 (2010) Trang 187 ... thể tương ứng lên bề mặt Au Vì chất kháng thể protein, nên nghiên cứu tập trung theo hướng gắn kết cysteamine GAD lên bề mặt Au Kết đo đạc góc tiếp xúc nước bề mặt Au sau lần biến đổi bề mặt cho... từ chứng tỏ giai đoạn biến đổi bề mặt tạo lớp phân tử hóa học, sinh học bề mặt wafer Phản ứng tạo màu Để đánh giá protein cố định lên bề mặt Au sau bước gắn kết GAD hay không, enzyme HRP sử dụng. .. bề mặt dao động việc làm cần thiết, tạo tiền đề cho việc hoàn thiện cảm biến sinh học với cấu trúc dao động nano Do đó, nhóm tác giả nghiên cứu, biến đổi bề mặt Au nhằm gắn kết phân tử sinh học