nghiên cứu phát triển vật liệu nano lai hóa kẽm spinel oxit kẽm oxit znfe204 zno định hướng ứng dụng trong phát hiện hiệu quả dư lượng thuốc kháng sinh furazolidone trong mẫu thực phẩm thịt lợn tôm

TÓM TẮT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Một cảm biến sinh học enzyme mới dựa trên hệ vật liệu MoS2/Ag để phát hiện Glucose đã được nghiên cứu.. Với những lý do trên, chúng tôi hướng đến đề tài: “Nghiên

TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHENIKAA

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU, TỔNG HỢP VẬT LIỆU NANO COMPOSITE

Sinh viên: Vũ Thị Thùy

Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Phương Đình Tâm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHENIKAA

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU, TỔNG HỢP VẬT LIỆU NANO COMPOSITE

Sinh viên: Vũ Thị Thùy

Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Phương Đình Tâm

Hà Nội – Năm 2024

Copies for internal use only in Phenikaa University

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHENIKAA

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU, TỔNG HỢP VẬT LIỆU NANO COMPOSITE

Sinh viên: Vũ Thị Thùy

Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Phương Đình Tâm

Hà Nội – Năm 2024

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHENIKAA

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU, TỔNG HỢP VẬT LIỆU NANO COMPOSITE

Sinh viên: Vũ Thị Thùy

Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Phương Đình Tâm

Hà Nội – Năm 2024

Copies for internal use only in Phenikaa University

Copies for internal use only in Phenikaa University

Copies for internal use only in Phenikaa University

Copies for internal use only in Phenikaa University

Copies for internal use only in Phenikaa University

Copies for internal use only in Phenikaa University

TÓM TẮT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Một cảm biến sinh học enzyme mới dựa trên hệ vật liệu MoS2/Ag để phát hiện Glucose đã được nghiên cứu Các hạt nano composite MoS2/Ag được tổng hợp bằng phương pháp hóa học đơn giản và lắng đọng trực tiếp lên điện cực Pt Glucose Oxidase (GOx) được cố định trên điện cực Pt biến tính bằng liên kết ngang Cấu trúc

và hình thái của vật liệu nano MoS2/Ag được đặc trưng bằng giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD) và kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường (FESEM) Các đặc tính điện hóa được nghiên cứu bằng phương pháp vôn kế tuần hoàn (CV) và phổ tổng trở (EIS) Kết quả cho thấy tỷ lệ Ag/MoS2 theo khối lượng tăng đã cải thiện khả năng truyền điện tử lên bề mặt cảm biến Độ nhạy của cảm biến (S) đạt 7204 μA mM −1 cm −2 với giới hạn phát hiện (LOD) là 0,01 mM Ảnh hưởng của các điều kiện thí nghiệm như

độ pH, độ tái lập, độ chọn lọc và độ ổn định cũng được nghiên cứu để tối ưu hóa Cảm biến sinh học được phát triển được cho là phù hợp để phát hiện Glucose trong mẫu nước tiểu; khả năng phục hồi nằm trong khoảng ~ 96,68% - 102,23% và giá trị RSD trong khoảng 1,02% - 2,5%

Copies for internal use only in Phenikaa University

LỜI CAM ĐOAN

Tên tôi là: Vũ Thị Thùy

Mã sinh viên: 19010089 Lớp: K13 Công nghệ Vật liệu

Ngành: Công nghệ Vật liệu – Vật liệu Điện tử, Nano

Tôi đã thực hiện đồ án/khóa luận tốt nghiệp với đề tài: Nghiên cứu, tổng hợp vật liệu nano composite MoS2/Ag nhằm ứng dụng cho cảm biến Glucose.

Tôi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu của riêng tôi và được sự hướng dẫn của: PGS.TS Phương Đình Tâm

Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong đề tài này là trung thực và chưa được các tác giả khác công bố dưới bất kỳ hình thức nào Nếu phát hiện có bất kỳ hình thức gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước pháp luật

LỜI CẢM ƠN

Trong chặng đường hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến những người đã đồng hành và hỗ trợ tôi suốt quá trình nghiên cứu và viết đồ án này

Đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến giảng viên hướng dẫn của tôi – PGS.TS Phương Đình Tâm – người đã dành thời gian quý báu để hướng dẫn và định hình ý tưởng cho đề tài của tôi Sự kiên nhẫn, kiến thức và hỗ trợ của thầy đã giúp tôi vượt qua những thách thức trong quá trình nghiên cứu và hoàn thiện đồ án này

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu và các anh chị trong nhóm nghiên cứu đã dạy dỗ cho tôi kiến thức về các môn đại cương cũng như các môn chuyên ngành, giúp tôi có được cơ sở lý thuyết vững vàng và tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu của mình

Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè, đã luôn tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành khoá luận tốt nghiệp

Một lần nữa, tôi xin chân thành cảm ơn tất cả mọi người Những đóng góp,

hỗ trợ và lời khích lệ của các bạn là những món quà vô giá trong hành trình này Tôi

hy vọng rằng đồ án này sẽ đóng góp nhỏ vào lĩnh vực nghiên cứu và có ý nghĩa trong thực tế

Xin chân thành cảm ơn và kính chúc mọi người sức khỏe, hạnh phúc và thành công trong tương lai

Hà Nội, ngày … tháng … năm 2024

Sinh viên thực hiện

Copies for internal use only in Phenikaa University

MỤC LỤC

TÓM TẮT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i

LỜI CAM ĐOAN ii

LỜI CẢM ƠN iii

DANH MỤC HÌNH VẼ vii

DANH MỤC BẢNG BIỂU ix

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ CÁC KÝ HIỆU x

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích 2

3 Đối tượng nghiên cứu 2

4 Phạm vi nghiên cứu 3

4.1 Phương pháp chế tạo 3

4.2 Phương pháp phân tích 3

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 5

1.1 Tổng quan về cảm biến Glucose 5

1.1.1 Tổng quan về cảm biến sinh học 5

1.1.2 Tổng quan về cảm biến sinh học Glucose 6

1.1.2.1 Cảm biến Glucose dựa trên các hệ vật liệu nano 6

1.1.2.2 Cảm biến Glucoe dựa trên điện cực có enzyme 7

1.2 Kim loại chuyển tiếp Dichalcogenides 10

1.3 Tổng quan về cảm biến sinh học Glucose dựa trên vật liệu MoS2/Ag 14

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16

Copies for internal use only in Phenikaa University

2.1 Phương pháp thực nghiệm 16

2.1.1 Dụng cụ và hóa chất 17

2.1.2 Thiết bị 19

2.2 Quy trình tổng hợp vật liệu 20

2.2.1 Quy trình tổng hợp vật liệu MoS2 20

2.2.2 Quy trình tổng hợp vật liệu MoS2/Ag 21

2.2.3 Chuẩn bị dung dịch enzyme GOx 22

2.2.4 Cố định enzyme GOx lên điện cực biến tính 22

2.3 Phương pháp nghiên cứu 23

2.3.1 Hiển vi điện tử phát xạ trường (Field Emission Scanning Electron Microscope - FESEM) 23

2.3.2 Phương pháp nhiễu xạ tia X (X-Ray Diffraction) 25

2.3.3 Phổ tán sắc năng lượng tia X (Energy Dispersive X-ray – EDX hoặc EDS) 27

2.3.4 Phương pháp phổ tổng trở ( Electrochemical Impedance Spectroscopy – EIS ) 29

2.3.5 Kỹ thuật quét thế vòng ( Cyclic Voltammetry - CV) 31

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 35

3.1 Đặc trưng vật liệu MoS2/Ag 35

3.1.1 Giản đồ nhiễu xạ tia X 35

3.1.2 Đặc trưng hình thái bề mặt 36

3.1.3 Tán sắc năng lượng tia X 38

3.2 Hành vi điện hóa 39

3.2.1 Đặc trưng dẫn điện của vật liệu 39

Copies for internal use only in Phenikaa University

3.2.2 Đặc trưng cảm biến 40

3.2.2.1 Đặc trưng điện hóa của các điện cực MoS2 biến tính 40

3.2.2.2 Ảnh hưởng của nồng độ Glucose lên phản ứng của cảm biến sinh học 42

3.3 Tối ưu hóa điều kiện 44

3.3.1 Ảnh hưởng của độ pH 44

3.3.2 Độ lặp lại, độ chọn lọc và độ ổn định của cảm biến Glucose 45

3.4 Phân tích mẫu nước tiểu thật 47

KẾT LUẬN 49 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO a

Copies for internal use only in Phenikaa University

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Sơ đồ cấu tạo của cảm biến sinh học; Chất xúc tác sinh học (A) chuyển

cơ chất (S) thành sản phẩm (P); Bộ biến năng (B) chuyển sản phẩm phản ứng thành tín hiệu điện; Bộ khuếch đại (C) nhằm khuếch đại tín hiệu điện của bộ

biến năng; Bộ vi xử lý tín hiệu (D); Màn hình hiển thị (E) 5

Hình 1.2 Một số ví dụ về cảm biến sinh học [32] 6

Hình 1.3 Phản ứng oxi hóa khử của enzyme [51] 8

Hình 1.4 Bốn thế hệ của cảm biến Glucose [54] 10

Hình 1.5 Cấu trúc dạng lớp “sandwich” của MoS2 [56] 11

Hình 1.6 Ba dạng cấu trúc tinh thể của MoS2 [57] 11

Hình 1.7 Ứng dụng của MoS2 trong chế tạo pin [59] 12

Hình 1.8 MoS2 ứng dụng trong xúc tác [60] 13

Hình 1.9 MoS2 ứng dụng trong siêu tụ điện [61] 13

Hình 1.10 Ứng dụng của MoS2 trong cảm biến sinh học [63] 14

Hình 2.1 Sơ đồ quy trình thí nghiệm 16

Hình 2.2 (a) Máy ly tâm; (b) Máy rung siêu âm; (c) Máy khuấy từ gia nhiệt;(d) Tủ sấy đối lưu cưỡng bức; (e) Lò nung CVD; (f) Cân điện tử; (g) Hệ đo điện hóa Palmsens 4 19

Hình 2.3 Quy trình tổng hợp vật liệu MoS2 20

Hình 2.4 Quy trình tổng hợp vật liệu MoS2/Ag 21

Hình 2.5 Dung dịch enzyme GOx 22

Hình 2.6 Quy trình cố định enzyme lên bề mặt điện cực biến tính 23

Hình 2.7 Sơ đồ nguyên lý của kính hiển vi phát xạ trường [70] 24

Hình 2.8 Hiển vi điện tử phát xạ trường (FESEM) 24

Hình 2.9 Sơ đồ nhiễu xạ tia X trên mặt phẳng mạng tinh thể [71] 25

Hình 2.10 Máy đo nhiễu xạ tia X (XRD) 26

Hình 2.11 Nguyên lý của phép phân tích EDX [72] 27

Hình 2.12 Sơ đồ nguyên lý của hệ ghi nhận tín hiệu phổ EDX [72] 28

Hình 2.13 Sơ đồ khối mô phỏng nguyên lý đo tổng trở 30

Copies for internal use only in Phenikaa University

Hình 2.14 Biểu diễn hình học các phần tử phức 30

Hình 2.15 Phổ Nyquist 31

Hình 2.16 Sơ đồ cấu tạo của hệ 3 điện cực [73] 32

Hình 2.17 Đường cong biểu diễn mối quan hệ giữa E(I) [74] 33

Hình 2.18 Hệ đo điện hóa Palmsens 4 34

Hình 3.1 Giản đồ nhiễu xạ tia X của các mẫu: (a)-MoS2; (b)-MoS2 -Ag 1 ; (c)-MoS2 -Ag 2 ; (d)- MoS2 -Ag 3 ; (e)- MoS2 -Ag 4 35

Hình 3.2 Ảnh FE-SEM của các mẫu (a)- MoS2; (b)- MoS2/Ag 1 ; (c)- MoS2/Ag 2 ; (d)- MoS2/Ag 3 ; (e)- MoS2/ Ag 4 36

Hình 3.3 Phân bố kích thước của AgNPs : (a) MoS2/Ag 1 ; (b) MoS2/Ag 2 ; (c) MoS2/Ag 3 và (d) MoS2 /Ag 4 37

Hình 3.4 Phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX) các mẫu (a) MoS2; ( b) MoS2 -Ag 1 ; (c) MoS2 -Ag 2 ;, (d) MoS2 -Ag 3 ; (e) MoS2 -Ag 4 38

Hình 3.5 Phổ tổng trở (EIS) thu được từ điện cực Pt và điện cực phủ vật liệu MoS2/Ag 0-4 trong dung dịch K3[Fe(CN)6]/K4[Fe(CN)6] 40

Hình 3.6 Đường cong CV của các điện cực khác nhau: (a): Pt bare, (b):Pt/MoS2 , (c): Pt/MoS2 /GOx, (d)-(g): Pt/MoS2/Ag 1- 4 ,trong PBS 1X (pH = 7) với Glucose 2,5 mM ở tốc độ quét 100 mV/s 41

Hình 3.7 (a) Đường cong CV của điện cực Pt/MoS2/Ag/GOx; (b) Đường chuẩn của điện cực Pt/MoS2/Ag/GOx trong 10 mM PBS với các nồng độ Glucose khác nhau (từ 0,1 mM đến 10 mM) (c), (d) Phản hồi tuyến tính của điện cực Pt/MoS2/Ag/GOx tương ứng từ 0,1 mM đến 2,5 mM và từ 2,5 mM đến 10 mM 43

Hình 3.8 Đường cong CV trong PBS chứa Glucose 2,5 mM dưới các giá trị pH khác nhau 45

Hình 3.9 (a) Khả năng lặp lại của cảm biến sinh học với 10 điện cực độc lập, (b) Độ chọn lọc của cảm biến sinh học đối với việc phát hiện Glucose khi có sự can thiệp của các tạp chất khác nhau và (c) Độ ổn định của điện cực Pt/MoS2/Ag/GOx được lưu trữ trong PBS ở 4 °C 46

Hình 3.10 Quy trình xử lý mẫu nước tiểu thật 47

Copies for internal use only in Phenikaa University

DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Bảng hóa chất và dụng cụ sử dụng trong quá trình thí nghiệm 17 Bảng 3.1 Thành phần các nguyên tố theo khối lượng trong các mẫu MoS2/Ag được xác định bằng phương pháp quang phổ tán sắc năng lượng tia X 39 Bảng 3.2 So sánh các đặc tính phân tích của các điện cực biến tính khác nhau để phát hiện Glucose 44 Bảng 3.3 Phân tích mẫu thực của cảm biến sinh học đã phát triển trong mẫu nước tiểu thật 48

Copies for internal use only in Phenikaa University

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ CÁC KÝ HIỆU

2D Two Dimension Hai chiều

CV Cyclic Voltammetry Quét thế vòng

EDX Energy - Dispersive Xray Phổ tán sắc năng lượng tia

X

EIS Electrochemical Impedance

Spectroscopy Phổ tổng trở NPs NanoParticles Hạt nano

NFs NanoFlowers Cánh hoa nano LoD Limit of Dectection Giới hạn phát hiện PtE Platium Electrode Điện cực Pt

SEM Scanning Electron Microscope Hiển vi điện tử quét TMDCs Transition metal dichalcogenides Kim loại chuyển tiếp XRD X-Ray Diffraction Nhiễu xạ tia X

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Bệnh tiểu đường là một bệnh lý nghiêm trọng xảy ra khi nồng độ Glucose trong máu tăng cao (70 - 130 mg/dL lúc đói và dưới 180 mg/dL sau khi ăn xong - 1 mg/dL = 0,0555 mmol/L) [1] Nguyên nhân chính dẫn đến việc tăng đường huyết là

do cơ thể không sản xuất đủ Insulin - một loại hormone thiết yếu được sản xuất trong tuyến tụy giúp các tế bào của cơ thể hấp thụ Glucose trong máu, hoặc không thể sử dụng hiệu quả Insulin Cả bệnh tiểu đường loại 1 và loại 2 đều có thể được điều trị bằng cách cung cấp Insulin cần thiết cho cơ thể Tuy nhiên, nếu tình trạng thiếu insulin không được kiểm soát, lượng đường trong máu có thể tăng đột ngột đến mức có thể gây tổn thương cho mắt, thận, tim và dây thần kinh [2] Theo thống kê của Liên đoàn bệnh tiểu đường quốc tế, có khoảng 600 triệu người mắc bệnh tiểu đường trên toàn thế giới vào năm 2021 và số bệnh nhân này được dự đoán sẽ lên tới

950 triệu người vào năm 2045 [3] Vì vậy, việc theo dõi chính xác và kiểm soát chặt chẽ nồng độ Glucose trong máu rất quan trọng để chẩn đoán và điều trị bệnh tiểu đường; giúp giảm thiểu nguy cơ mắc bệnh, ngăn ngừa các biến chứng lâu dài phát sinh bao gồm nhồi máu cơ tim, đột quỵ, tăng huyết áp, suy thận, mù lòa,…[4] Hiện nay có rất nhiều các phương pháp đã được nghiên cứu và phát minh để theo dõi nồng độ Glucose trong máu như: cảm biến nhiệt [5], quang học [6], huỳnh quang [7], quang phổ hồng ngoại [8], cảm biến điện hóa [9],… Trong số đó, cảm biến điện hóa đã và đang nhận được sự quan tâm đặc biệt trong những năm gần đây do tính ưu việt như độ chính xác cao, thuận tiện, nhanh chóng, đơn giản, có tính chọn lọc tốt và

độ nhạy cao [10] Nghiên cứu về cảm biến sinh học điện hóa Glucose đã được nghiên cứu và phát triển lần đầu tiên vào năm 1962 với điện cực phủ enzyme [11] Các nền tảng enzyme khác nhau ngày càng được nghiên cứu sâu và phát triển không ngừng với mong muốn cải thiện hiệu suất chuyển điện tích giữa enzyme và điện cực Bên cạnh đó, việc phát minh ra các hệ vật liệu nano tiên tiến và vật liệu nano – composite ví dụ như: hạt vàng [12], ống cacbon [13], chấm lượng tử

Copies for internal use only in Phenikaa University

cacbon/grapheme [14] và hợp chất chitosan hydrogel [15],… Đăc biệt, hệ vật liệu 2D có cấu trúc giống cấu trúc của graphene – hệ vật liệu mới được cho là vật liệu tiềm năng trong chế tạo cảm biến sinh học Glucose như: MoS2, MoSe2, WS2, WSe2,

Sb2Se3, TiS2,… Trong đó, vật liệu MoS2 có cấu trúc dạng lớp với diện tích hoạt động bề mặt tốt lớn, có tính chất quang và xúc tác tốt đang được các nhà khoa học đặc biệt quan tâm để chế tạo cảm biến Glucose [16] Tuy nhiên MoS2 có khả năng dẫn điện kém dẫn đến hiệu suất của cảm biến dựa trên cơ sở của vật liệu MoS2 thấp Đây là nhược điểm lớn nhất của MoS2 Để khắc phục vấn đề này, sự kết hợp MoS2với các vật liệu có khả năng dẫn điện cao như: kim loại quý [17,18], polyme dẫn [19], hoặc các oxit bán dẫn [20] là cần thiết Khi đó, khả năng chuyển điện tích giữa điện cực và dung dịch điện phân được cải thiện nên độ nhạy của cảm biến sẽ tăng [21]

Với những lý do trên, chúng tôi hướng đến đề tài: “Nghiên cứu, tổng hợp vật

liệu nano composite MoS 2 /Ag nhằm ứng dụng cho cảm biến Glucose ” nhằm tạo ra

được hệ vật liệu ứng dụng cho cảm biến sinh học để xác định nồng độ Glucose trong máu

- Khảo sát các đặc trưng của cảm biến

3 Đối tƣợng nghiên cứu

- Vật liệu nano composite MoS2/Ag

- Enzyme Glucose Oxidase (GOx)

Copies for internal use only in Phenikaa University

độ và áp suất cao hơn điều kiện thường

 Phương pháp hóa học đơn giản là một quy trình tạo ra vật liệu mới bằng cách sử dụng các phản ứng hóa học đơn giản Quy trình này thường dựa trên việc pha trộn các chất phản ứng và thực hiện các phản ứng hóa học

để tạo thành vật liệu mong muốn

- Phân tích thành phần các nguyên tố hóa học, liên kết trong mẫu quang

phổ tán sắc năng lượng tia X (EDS)

- Phân tích cấu trúc pha tinh thể cấu thành mẫu từ giản đồ nhiễu xạ tia X

(XRD)

- Các đặc tính điện hóa được nghiên cứu bằng phương pháp vôn kế tuần

hoàn (CV) và quang phổ trở kháng điện hóa (EIS)

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Đề tài "Nghiên cứu, tổng hợp vật liệu nano composite MoS2/Ag nhằm ứng dụng cho cảm biến Glucose" có ý nghĩa quan trọng trong lĩnh vực khoa học và thực tiễn MoS2 (Molypdenum Disulfide) là một loại vật liệu nano có cấu trúc tinh thể

Copies for internal use only in Phenikaa University

lớp, trong đó các lớp MoS2 xen kẽ với nhau [22] Vật liệu này có tính chất đặc biệt, bao gồm tính chất nhiệt điện [23], tính chất quang học [24] và tính chất cơ học [25]

Ag (bạc) là một kim loại dẫn điện tốt và có khả năng tương thích sinh học cao [26] Khi kết hợp MoS2 và Ag thành vật liệu nano composite, ta có thể tận dụng những tính chất đặc biệt của cả hai vật liệu để tạo ra một cấu trúc mới với tính chất quang, điện và cơ học đặc biệt, đồng thời mở ra cơ hội phát triển các ứng dụng công nghệ tiên tiến Một trong những ứng dụng quan trọng của vật liệu nano composite MoS2/Ag là trong cảm biến Glucose Glucose là một loại đường trong cơ thể người,

và việc đo lường nồng độ Glucose trong máu và nước tiểu có ý nghĩa quan trọng trong chẩn đoán và điều trị bệnh tiểu đường Việc sử dụng vật liệu nano composite MoS2/Ag có thể cải thiện hiệu suất của cảm biến Vật liệu nano composite này có

diện tích bề mặt lớn, cho phép tăng cường tương tác với Glucose và nâng cao hiệu suất cảm biến Đặc tính dẫn điện và diện tích bề mặt lớn của MoS2, cùng với tính dẫn điện tốt của Ag, có thể tăng cường đáng kể độ nhạy và độ chính xác của cảm biến Glucose [27] Ngoài ra, hệ vật liệu nano composite này có khả năng ổn định và bền với thời gian, giúp cảm biến có tuổi thọ cao và ổn định trong quá trình sử dụng [27]

Với các ưu điểm trên, vật liệu nano composite MoS2/Ag có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực y tế, đặc biệt là trong việc chẩn đoán và quản lý bệnh tiểu đường Nghiên cứu và phát triển cảm biến Glucose sẽ đóng góp quan trọng vào việc cải thiện chất lượng cuộc sống của những người sống với bệnh tiểu đường

Copies for internal use only in Phenikaa University

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU

1.1 Tổng quan về cảm biến Glucose

1.1.1 Tổng quan về cảm biến sinh học

Cảm biến sinh học là thiết bị nhằm phát hiện sự có mặt của một loại phần tử sinh học trong mẫu thử, thông qua cơ chế tương tác sinh học Cấu tạo chung của một cảm biến sinh học bao gồm bốn bộ phận chính: (A) Đầu thu sinh học: có tác dụng bắt cặp và phát hiện sự có mặt của các tác nhân sinh học cần phân tích; (B) Tác nhân

cố định: giúp gắn các đầu thu lên trên điện cực thường là các loại vật liệu nano, polymer dẫn, ống nano carbon v.v; (C) Bộ phận chuyển đổi tín hiệu giúp chuyển các biến đổi sinh học thành các tín hiệu có thể đo đạc được như tín hiệu quang, cơ hoặc điện; (D), (E) Bộ phận xử lý và hiển thị tín hiệu

Hình 1.1 Sơ đồ cấu tạo của cảm biến sinh học; Chất xúc tác sinh học (A) chuyển cơ chất (S) thành sản phẩm (P); Bộ biến năng (B) chuyển sản phẩm phản ứng thành tín hiệu điện; Bộ khuếch đại (C) nhằm khuếch đại tín hiệu điện của bộ biến năng; Bộ vi

xử lý tín hiệu (D); Màn hình hiển thị (E)

Nguyên lý chung: Cảm biến sinh học hoạt động dựa trên sự tương tác của thành phần sinh học (DNA, enzyme, kháng thể…) được cố định trên bề mặt cảm biến với tác nhân sinh học (vi rút, vi khuẩn…) cần phân tích trong môi trường, khi

đó, sẽ làm thay đổi các tín hiệu sinh hoá ở lân cận bề mặt cảm biến Sự thay đổi các

Copies for internal use only in Phenikaa University

tín hiệu này sẽ được nhận biết bằng bộ chuyển đổi tín hiệu (điện cực) sau đó được hiển thị bằng tín hiệu điện, quang, cơ hoặc nhiệt ở đầu ra của cảm biến Trong những năm gần đây, những cảm biến này đã trở nên rất phổ biến và chúng được ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau như: Y tế [28], Công nghệ môi trường [29], Công nghệ người máy [30], Công nghệ sinh học [31],…

Hình 1.2 Một số ví dụ về cảm biến sinh học [32]

1.1.2 Tổng quan về cảm biến sinh học Glucose

Các cảm biến sinh học Glucose điện hóa dựa trên các hệ vật liệu nano đang thu hút sự chú ý đáng kể của các nhà khoa học trong những năm gần đây [33] Ví dụ màng mỏng nano xốp CeO2 trên thủy tinh phủ Platinum đã được sử dụng để cố định GOx và phát hiện Glucose lên tới 300 mg/dL, với đặc tính phản hồi tuyến tính nằm

Copies for internal use only in Phenikaa University

trong khoảng từ 50 mg/dL đến 300 mg/dL [34] GOx cũng được cố định trên các thanh nano CeO2 lắng đọng trên đế thủy tinh phủ oxit thiếc Điện cực thu được thể hiện phạm vi tuyến tính phát hiện Glucose là 2–26 mM, thời gian đáp ứng là 2 giây,

độ nhạy 0,165 AmM –1 cm –2 và giới hạn phát hiện (LOD) là 0,1 mM [35] Tấm graphene oxit khử (rGO) được đính bằng các hạt nano CeO2 cho thấy phạm vi tuyến tính phát hiện Glucose là 0,05–6,5 mM với LOD là 2 M và độ nhạy là 7,198

AmM –1 cm –2 [36] Điện cực dán cacbon được biến tính bởi PANi/Ce có thể phát hiện Glucose với thời gian đáp ứng là 6–9 giây, độ nhạy 25,79 AmM –1 cm –2 và LOD là 0,56 M [37] Mảng dây nano đồng trục PANi/Ni có độ nhạy 76,8 AmM –1

cm –2 , LOD 10 M, phạm vi tuyến tính là 0 – 7 mM, độ chọn lọc và độ ổn định tốt [38] Các hạt nano Niken đã được phân tán đồng đều trên ma trận PANi và được phát hiện có độ nhạy đối với Glucose là 278,8 AmM –1 cm –2 trong vòng 0,02 – 1

mM, thời gian phản hồi là 3 giây và LOD là 1 M [39] Các hạt nano lưỡng kim

Cu-Pd trên tấm MoS2 có LOD Glucose là 0,29 M và phạm vi phát hiện là 0,2–50 M [40] Hạt nano PANi/Cu đã được chế tạo để phát hiện nồng độ Glucose với độ nhạy

103 AmM –1 cm –2, phạm vi tuyến tính từ 10 M đến 24 mM và LOD là 2,83 M [41] Các hạt nano PANi/Au cho thấy phạm vi tuyến tính phát hiện Glucose trong khoảng 0,3 đến 10 mM với LOD là 0,1 mM [42] Nhiều vật liệu khác cũng được dùng làm cảm biến sinh học Glucose như: dây nano Pd trên Polyaniline Hydrogen [43], PANi–12 borophene [44], rGO/Ni [45], giấy PANi–graphit/cellulose [46] và Co@MoS 2 / rGO [47]

1.1.2.2 Cảm biến Glucoe dựa trên điện cực có enzyme

Cảm biến sinh học Glucose dựa trên điện cực enzyme được ứng dụng rộng

rãi nhất và đã được đưa vào nghiên cứu từ nhiều thế kỉ trước Một trong ba enzyme

thường được sử dụng làm chất xúc tác oxy hóa Glucose là: Hexokinase, Glucose oxidase (GOx) và Glucose-1-dedhidrogenase (GDH) [48] Enzyme Hexokinase được sử dụng chủ yếu trong cảm biến quang phổ, enzyme GOx và GDH được sử dụng chủ yếu trong cảm biến sinh học điện hóa Với nghiên cứu này, nhóm sử dụng

Copies for internal use only in Phenikaa University

enzyme xúc tác GOx do có nhiều ưu điểm như: độ chọn lọc cao đối với Glucose, khả năng thích ứng với sự thay đổi pH, lực ion, nhiệt độ [49]

Cơ chế hoạt động chung của cảm biến sinh học Glucose dựa trên sự xúc tác của enzyme GOx cho quá trình oxi hóa 𝛽 – D – Glucose bằng việc sử dụng oxi có sẵn tạo ra axit Glutonic và hidro peoxit [50] Các phản ứng đại diện cho các phản ứng oxi hóa khử của enzyme (Glucose Oxidase, GOx), trong đó Flavin adenin nucleotit (FAD) hoạt động như một chất nhận electron:

Hình 1.3 Phản ứng oxi hóa khử của enzyme [51]

Hydrogen peroxide (H2O2) được phân hủy thành oxy và được phát hiện trên

bề mặt điện cực Glucose có thể được xác định bằng cách theo dõi dòng oxy hóa ở điện thế không đổi Ba phương pháp đo phổ biến được sử dụng cho cảm biến điện hóa Glucose đó là: đo sự tiêu thụ oxi, đo lượng H2O2 sinh ra hoặc sử dụng chất trung gian để chuyển electron từ GOx đến điện cực

Cho đến nay, bốn thế hệ cảm biến sinh học Glucose đã được nghiên cứu và phát triển:

- Thế hệ cảm biến sinh học Glucose thứ nhất: Là cảm biến Glucose có enzyme được chế tạo đầu tiên vào năm 1962 bởi Clark và Lyons trong đó enzyeme

Copies for internal use only in Phenikaa University

GOx được đặt lên điện cực oxy bằng màng bán thấm [11] Sau đó, công nghệ Clark được chuyển giao cho Công ty thiết bị Yellow Spring Instrument, trở thành sản phẩm thương mại đầu tiên vào năm 1975, mở đầu cho sự thành

công của việc đo nồng độ Glucose dựa trên sự xác định dòng của H2O2 từ mẫu máu và được gọi là máy phân tích model 23A YSI [21]

- Thế hệ cảm biến sinh học Glucose thứ hai: Năm 1987, những bộ cảm biến sinh học Glucose được ra mắt dưới tên thương hiệu ExacTech bởi Công ty MediSense (tên gốc là Genetics International), một công ty được thành lập giữa các trường đại học Cranfield và Oxford Cảm biến này dựa trên các chất trung gian oxy hóa khử nhân tạo để thay thế điện cực phụ thuộc vào oxy, thuận lợi cho quá trình chuyển electron từ enzym đến bề mặt điện cực làm việc Chất trung gian là các thành phần oxi hóa khử nhỏ, trọng lượng phân tử thấp , hòa tan, hoạt động như chất chuyển điện tử nhân tạo [52]

- Thế hệ cảm biến sinh học Glucose thứ ba: Cảm biến sinh học Glucose thế hệ thứ ba dựa trên sự truyền electron trực tiếp giữa enzym và điện cực mà không cần có mặt của chất trung gian Với sự thay thế các các chất trung gian có độc tính cao, điện cực có thể trao đổi electron trực tiếp bằng cách sử dụng các vật liệu dẫn điện hữu cơ [53] Bởi vậy, thế hệ cảm biến Glucose thế hệ thứ ba đã dẫn đến sự ra đời của các thiết bị cấy ghép cải tiến trong việc xác định nồng

độ Glucose trong máu

- Thế hệ cảm biến thứ tư: Là thế hệ cảm biến sinh học Glucose không sử dụng enzyme trên bề mặt điện cực, trong đó Glucose bị oxi hóa trực tiếp tại điện

cực Nó được khảo sát lần đầu tiên cách đây hàng thế kỉ bởi Walther Loeb

dựa trên sự oxi hóa điện hóa của Glucose trong axit sunfuric tại điện cực anot bằng chì [51] Mặc dù, cảm biến Glucose thế hệ thứ tư đã khắc phục được nhiều những vấn đề gặp phải đối với cảm biến Glucose sử dụng enzym Tuy nhiên bị giới hạn bởi độ chọn lọc kém và động học của quá trình oxi hóa Glucose chậm tại nhiều điện cực trần, sự gây nhiễu đối với điện cực của những phần tử trong mẫu thật [21]

Copies for internal use only in Phenikaa University

Hình 1.4 Bốn thế hệ của cảm biến Glucose [54]

Các cảm biến Glucose ngày nay thường thuộc vào thế hệ thứ tư, với sự phát triển của công nghệ không enzyme và tích hợp các công nghệ tiên tiến như công nghệ điện tử, truyền thông không dây và quá trình thu nhỏ Cảm biến Glucose được

sử dụng rộng rãi trong quản lý đường tiểu đường để giúp người dùng theo dõi nồng

độ Glucose trong máu một cách tiện lợi và chính xác nhất

1.2 Kim loại chuyển tiếp Dichalcogenides

Trong những năm gần đây, graphene và vật liệu cấu trúc lai (hybrid) hai chiều thuộc nhóm sulfua kim loại chuyển tiếp (2D-TMDs), đặc biệt là Molydenum disulfide (MoS2) các tính chất cơ điện, cơ, lý hóa và quang học nổi nội đã được chú

ý nghiên cứu và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực điện tử, cảm biến, quang học và thiết

bị lưu trữ năng lượng MoS2 là một loại vật liệu có cấu trúc tương tự graphene, thuộc họ dichalcogenides kim loại chuyển tiếp MX2 (M = Mo, W ; X = S, Se, Te),

có dung lượng lí thuyết tương đối cao: 669 mAh/g [55] MoS2 có cấu trúc lớp dạng

“sandwich” với 3 lớp nguyên tử S-Mo-S liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị bền trong từng đơn lớp theo cấu trúc sáu cạnh tương tự graphene, còn giữa các đơn lớp (khoảng cách d ~ 0,63 nm) trong mạng tinh thể liên kết khá yếu với nhau bằng liên kết Van der Waals [56]

Copies for internal use only in Phenikaa University

Hình 1.5 Cấu trúc dạng lớp “sandwich” của MoS 2 [56]

Trong ba cấu dạng của tinh thể MoS2 là 1T (Tetragonal), 2H (Hexagonal), 3R (Rhombohedral) [57], các nhà khoa học đặc biệt quan tâm tới cấu trúc 2H – MoS2, dạng tồn tại bền vững nhất và mang tính chất đặc trưng của vật liệu bán dẫn với độ rộng vùng cấm vào khoảng 1,8 eV [58]

Hình 1.6 Ba dạng cấu trúc tinh thể của MoS 2 [57]

Copies for internal use only in Phenikaa University

Đây là một điều rất đặc biệt của hợp chất kim loại chuyển tiếp MoS2 để ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như cảm biến sinh học, chất xúc tác, chế tạo siêu tụ điện, điện cực pin, xúc tác quang,… Cụ thể:

- Ứng dụng trong chế tạo pin: Như chúng ta đã biết, MoS2 và các dẫn xuất của

nó đã được sử dụng rộng rãi làm vật liệu catot để chế tạo pin hiệu suất cao Vào năm 2019, Yanyun Liu và các cộng sự đã công bố về ứng dụng của MoS2 trong cực âm của pin lưu huỳnh litium Trong nghiên cứu này, cấu trúc

và đặc tính của MoS2 được giới thiệu ngắn gọn, đồng thời đánh giá tiến độ nghiên cứu về thiết kế, điều chế, cấu trúc và tính chất của MoS2 làm vật liệu catốt chopin Li-S trong những năm gần đây Ảnh hưởng của cấu trúc MoS2

và thành phần của nó với vật liệu cacbon hoặc oxit kim loại đến hiệu suất của vật liệu điện cực được phân tích [59]

Hình 1.7 Ứng dụng của MoS 2 trong chế tạo pin [59]

- Ứng dụng trong xúc tác: MoS2 cũng như các hợp chất pha tạp của MoS2 được coi là chất xúc tác quang tuyệt vời Vào năm 2018, Jun Mao và các cộng sự

đã công bố bài báo nghiên cứu về sự gia tăng của MoS2 hai chiều cho xúc tác Trong nghiên cứu này, các vị trí hoạt động của 2D MoS2 và các chiến lược khác nhau để tăng cường hoạt động xúc tác nội tại của MoS2 được minh họa Những tiến bộ gần đây trong việc sử dụng các vật liệu dựa trên MoS2 2D cho

Copies for internal use only in Phenikaa University

các ứng dụng như xúc tác nhiệt, xúc tác điện và xúc tác quang đã được thảo luận [60]

Hình 1.8 MoS 2 ứng dụng trong xúc tác [60]

- Ứng dụng trong siêu tụ điện:

 Năm 2019, Honey Gupta và các cộng sự đã nghiên cứu và công bố bài báo về siêu tụ điện hiệu suất cao dựa trên cấu trúc nano 2D-MoS2 Trong bài báo này, kỹ thuật thủy nhiệt một bước được sử dụng để tổng hợp cấu trúc phân lớp MoS2 và hiệu suất của nó được nghiên cứu thông qua phân tích điện hóa [61]

Hình 1.9 MoS 2 ứng dụng trong siêu tụ điện [61]

Copies for internal use only in Phenikaa University

 Ngoài ra, còn có nhóm nghiên cứu của Minkyu Kim và các cộng sự tìm hiểu về siêu tụ điện có mật độ năng lượng cao dựa trên vật liệu nano composite MoS2/PANi Trong bài báo này, MoS2 lần đầu tiên được điều chế bằng phương pháp trùng hợp phân tán tự ổn định đã chứng minh khả năng đạt được tốc độ cao và có những đặc tính công suất tốt giống như điện cực siêu tụ điện bằng cách giữ mật độ năng lượng cao (3.8 Wh/kg) ở mật độ công suất cao (2000 W/kg) [62]

- Ứng dụng trong lĩnh vực cảm biến sinh học: Loại vật liệu này được ứng dụng

để chế tạo cảm biến enzym, ADN, miễn dịch, Glucose…v.v vì nó có tính dẫn điện, tính xúc tác tốt, tính tương thích tế bào cao, không độc trong ngưỡng cho phép và ổn định với môi trường …v.v

Hình 1.10 Ứng dụng của MoS 2 trong cảm biến sinh học [63]

1.3 Tổng quan về cảm biến sinh học Glucose dựa trên vật liệu MoS 2 /Ag

Hiện nay, các hạt nano kim loại quý, đặc biệt là hạt nano bạc (AgNPs) đã thu hút được sự chú ý đáng kể bởi tính chất vật lý, hóa học, sinh học và quang học khác biệt [64] Đặc biệt, AgNPs dẫn điện rất tốt Do đó việc kết hợp MoS2 – vật liệu dẫn

Copies for internal use only in Phenikaa University

điện kém với hạt nano kim loại bạc (AgNPs) là điều cần thiết Từ đó, khả năng chuyển điện tích giữa điện cực và dung dịch điện phân được cải thiện và độ nhạy của cảm biến tăng lên Điều này đã được chứng minh bởi một số các nghiên cứu như: Xiaona Zhu và các đồng nghiệp đã tìm hiểu và tóm tắt về các phương pháp chuẩn bị của MoS2, cùng với cảm biến sinh học dựa trên MoS2 để phát hiện tế bào

và phân tử sinh học (chẳng hạn như Glucose, DNA và kháng nguyên) [65] Ngoài ra, tình hình hiện tại về cảm biến sinh học dựa trên MoS2 2D và các triển vọng về khả năng mở rộng ứng dụng của nó trong tương lai cho nhiều ứng dụng cảm biến sinh học khác nhau đã được thảo luận bởi Kuorosh Kalantar-zadeh và Jian Zhen Ou và báo cáo vào năm 2015 [66] Bên cạnh đó, Wang và các cộng sự đã nghiên cứu và chế tạo một cảm biến sinh học điện hoá trên cơ sở lớp màng MoS2 để xác định sự lai hoá chuỗi ADN với giới hạn phát hiện thấp [67] Hoặc nhóm của Narayanan đã nghiên cứu cảm biến sinh học enzyme trên cơ sở vật liệu MoS2 để phát hiện nhanh nồng độ dopamine [68] Tuy nhiên, ứng dụng hệ vật liệu nano composite MoS2/Ag cho cảm biến Glucose vẫn chưa được nghiên cứu nhiều Hiện nay, theo hướng nghiên cứu này mới chỉ có một số nhóm tập trung nghiên cứu và điển hình là nhóm nghiên cứu của Kash Anderson và cộng sự đã phát triển cảm biến Glucose không enzyme có độ nhạy cao dựa trên tác dụng điều tiết của Glucose đối với hành vi điện hóa của các hạt nano bạc trên MoS2 [69]

Copies for internal use only in Phenikaa University

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Trong chương 2 này, chúng tôi sẽ trình bày cụ thể về các quy trình thực nghiệm cũng như các hóa chất, dụng cụ và thiết bị được sử dụng Đồng thời, chúng tôi cũng sẽ đề cập đến các phương pháp đo đạc được khảo sát trong phạm vi nghiên cứu của đề tài lần này

2.1 Phương pháp thực nghiệm

Vật liệu MoS2 sau khi được chế tạo bằng phương pháp thủy nhiệt sẽ được bổ sung thêm lưu huỳnh và đem đi ủ trong lò CVD ở nhiệt 700 ℃ trong vòng 2 tiếng, thu được MoS2 dạng bột màu đen Bột MoS2 đen sau đó sẽ được đem đi để chế tạo MoS2/Ag bằng phương pháp hóa học đơn giản ở những nồng độ Bạc (AgNPs) khác nhau Vật liệu MoS2 và MoS2/Ag sau khi được chế tạo xong sẽ đem đi để nghiên cứu hình dạng và các đặc trưng tính chất bằng các phương pháp như FESEM, XRD, EDX Cuối cùng, các điện cực Platinum sẽ được biến tính bởi vật liệu MoS2 và MoS2/Ag với sự có mặt của enzyme bằng phương pháp lắng đọng trực tiếp trên bề mặt để đo các đặc trưng của cảm biến bằng phương pháp quét thế vòng CV và phương pháp phổ tổng trở EIS dựa trên hệ điện hóa Palmsens 4 Hình 2.1 là hình ảnh tổng quan quy trình thí nghiệm

Hình 2.1 Sơ đồ quy trình thí nghiệm

Copies for internal use only in Phenikaa University

2.1.1 Dụng cụ và hóa chất

Bảng 2.1 Bảng hóa chất và dụng cụ sử dụng trong quá trình thí nghiệm

Hóa chất

1 Muối natri molybdat Na2MoO4.2H2O

2 L-Cysteine HSCH2CH(NH2)COOH

5 Axit citric monohydrat C6H8O7

6 Natri dodecyl sulfat (SDS) CH3(CH2)11OSO3Na

12 Natri hydroxide NaOH

13 Enzym Glucose Oxidase GOx

2.2 Quy trình tổng hợp vật liệu

2.2.1 Quy trình tổng hợp vật liệu MoS2

Vật liệu MoS2 được tổng hợp bằng phương pháp thuỷ nhiệt với hai tiền chất ban đầu là Na2MoO4 và L-cystein Quy trình tổng hợp được mô tả trên Hình 2.3

Hình 2.3 Quy trình tổng hợp vật liệu MoS 2

Đầu tiên, các muối Na2MoO4 và L-Cysteine được cân theo các tỉ lệ đã tính toán trước Song song với quá trình cân, Na2MoO4 và L-Cysteine lần lượt được cho vào các cốc thủy tinh khác nhau cùng với nước cất hai lần, khuấy bằng máy khuấy

từ trong khoảng 15 - 20 phút cho đến khi thu được dung dịch hoàn toàn trong suốt Tiếp đến, nhỏ từ từ dung dịch L-Cysteine vào dung dịch Na2MoO4, ngay lập tức quan sát thấy dung dịch chuyển màu vàng, trong suốt Tiếp tục khuấy hỗn hợp trong thời gian 30 phút nữa, giữ nhiệt độ phản ứng trong suốt quá trình thí nghiệm ở 70

oC Sau đó, mẫu sản phẩm dung dịch màu vàng chanh được đem rung siêu âm trong vòng 30 phút Cuối cùng, chuyển hỗn hợp dung dịch vào bình teflon đặt trong bình thủy nhiệt Bình thuỷ nhiệt sau đó được đưa vào trong lò nâng nhiệt đến 200 oC trong vòng 24h Khi quá trình thủy nhiệt kết thúc, dung dịch trong teflon chuyển màu đen và có kết tủa Tiến hành ly tâm, rửa nhiều lần với nước, etanol hoặc axeton cho đến khi dung dịch rửa trong suốt, không màu để thu chất rắn màu đen Chất rắn sau khi rửa được làm khô ở 60 oC trong vòng 10h để thu được bột MoS

Copies for internal use only in Phenikaa University

2.2.2 Quy trình tổng hợp vật liệu MoS2/Ag

Vật liệu MoS2 sau khi được chế tạo bằng phương pháp thuỷ nhiệt sẽ được sử dụng để chế tạo vật liệu composite MoS2/Ag bằng phương pháp hoá học Sơ đồ tổng hợp vật liệu composite được mô tả trên Hình 2.4

Hình 2.4 Quy trình tổng hợp vật liệu MoS 2 /Ag

Đầu tiên, phân tán hoàn toàn MoS2 trong 80 mL dung dịch C6H8O7 4mg/mL, khuấy trong 1h, rung siêu âm trong 30 phút Sau đó thêm từ từ dung dịch AgNO310mg/mL với thể tích V khác nhau, lần lượt là 2,5 mL, 4,5 mL, 7 mL, 9,5 mL (được

kí hiệu là MoS2/Ag1, MoS2/Ag2, MoS2/Ag3, MoS2/Ag4) Hỗn hợp được khuấy từ tại

500 rpm trong 60 phút, rung siêu âm trong 30 phút Tiến hành ly tâm, rửa nhiều lần với nước, ancol - etanol cho đến khi dung dịch rửa trong suốt, không màu và thu chất rắn màu đen Chất rắn sau khi rửa sẽ được sấy để thu được vật liệu composite MoS2/Ag0-4

Copies for internal use only in Phenikaa University

2.2.3 Chuẩn bị dung dịch enzyme GOx

Ban đầu, enzym Glucose Oxidase và Albumine huyết thanh bò (BSA) được cân theo các tỉ lệ đã tính toán trước và được cho vào cùng một cốc thủy với dung dịch PBS, khuấy bằng máy khuấy từ trong 10 phút Tiếp theo, nhỏ từ từ dung dịch Glycerol vào dung dịch GOx, khuấy nhẹ Dung dịch enzyme GOx được bảo quản ở nhiệt độ 4 ℃ khi chưa sử dụng

Hình 2.5 Dung dịch enzyme GOx

2.2.4 Cố định enzyme GOx lên điện cực biến tính

Đầu tiên, điện cực Platinum sẽ được làm sạch trong dung dịch H2SO4 0,5 M bằng phương pháp quét thế vòng CV với khoảng thế quét là -1,8 V – 1,8 V, tốc độ quét là 50 mV/s và 5 chu kỳ, sau đó được sấy khô ở nhiệt độ phòng Vật liệu đã tổng hợp được hòa tan trong dung dịch SDS 1M và rung siêu âm trong vòng 60 phút ở

50 ℃ Tiếp theo, nhỏ phủ vật liệu lên bề mặt điện cực đã làm sạch, để khô tự nhiên,

ủ ở 40 ℃ trong vòng 180 phút Sau đó, hỗn hợp enzyme GOx được chuẩn bị trước được nhỏ lên điện cực Pt/MoS2/Ag0-4 Các điện cực được đặt trong bình kín chứa ~

50 % dung dịch glutaraldehyde ở nhiệt độ phòng, trong 90 phút Trước khi thực hiện phép đo điện hóa, điện cực được rửa bằng dung dịch PBS nhằm rửa sạch enzyme dư thừa không tạo liên kết chéo với vật liệu MoS2/Ag Các điện cực đã biến tính được bảo quản ở 4 ℃, trong trường hợp không sử dụng

Copies for internal use only in Phenikaa University