Nghiên cứu chế tạo vi cảm biến điện hóa trên cơ sở polyme dẫn biến tính để ứng dụng trong y sinh và môi trường (tt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ  Nguyễn Hải Bình NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO HỆ VI CẢM BIẾN ĐIỆN HÓA TRÊN CƠ SỞ POLYME DẪN BIẾN TÍNH ĐỂ ỨNG DỤNG CHO Y SINH VÀ MÔI TRƯỜNG Chuyên ngành: Vật liệu điện tử Mã số: 9.44.01.23 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU Hà Nội - 2019 Luận án hoàn thành tại: Phòng Vật liệu Nano y sinh, Viện Khoa học vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Người hướng dẫn khoa học: GS TS Trần Đại Lâm Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Cơ sở tổ chức Học viện Khoa học Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam vào hồi ngày tháng năm 20 Có thể tìm hiểu luận án thư viện: Thư viện Quốc gia Hà Nội, Thư viện Học viện Khoa học Công nghệ, Thư viện Viện Khoa học vật liệu, Thư viện Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam MỞ ĐẦU Hiện nay, cảm biến sinh học xem thiết bị đầy tiềm ứng dụng nhiều lĩnh vực như: sinh học, dược phẩm, nông nghiệp, vệ sinh an tồn thực phẩm, bảo vệ mơi trường an tồn cơng nghiệp Cảm biến sinh học thiết bị sử dụng thành phần sinh học đặc trưng kết hợp với chuyển đổi tín hiệu để phát hiện, đo đạc phân tích hóa chất Vi cảm biến điện hóa có cấu trúc đơn giản, thay đổi thiết kế phát triển cấu trúc, khả tích hợp cao với phần tử vi hệ thống, chế tạo số lượng lớn nên giá thành giảm Các điện cực làm việc, điện cực đối, điện cực so sánh tích hợp chip, giúp giảm thể tích khối lượng mẫu cần phân tích kích thước điện cực giảm Các phần tử vi cảm biến điện hóa chế tạo cơng nghệ planar nên dễ đóng gói, tăng độ ổn định độ lặp lại Trên giới, nhiều nhóm nghiên cứu phát triển vi cảm biến sinh học sở linh kiện vi điện tử với hiệu ứng vật lý – hóa học khác như: khối lượng, áp suất, điện hóa… So sánh với vi cảm biến sử dụng hiệu ứng khối lượng, áp suất, vi cảm biến điện hóa có ưu điểm thiết kế chế tạo cơng nghệ MEMS nên kích thước nhỏ gọn, dễ chế tạo số lượng lớn làm giảm giá thành, có cấu trúc đơn giản hơn, dễ tích hợp với hệ thống vi kênh - vi van - vi bơm hơn, dễ đóng gói hơn, dễ sử dụng phương pháp điện hóa để kiếm tra tính chất thiết bị Tại Việt Nam, số kết ban đầu chế tạo phát triển cảm biến sinh học công bố đơn vị nghiên cứu nước Tóm lại, hướng nghiên cứu phát triển vi hệ thống điện hóa ứng dụng chẩn đốn y sinh quan trắc môi trường quan tâm đầu tư mạnh nhiều quốc gia giới Việt Nam quốc gia có kinh tế phát triển mạnh mẽ dân số gần 90 triệu người, triển vọng phát triển thiết bị, vi hệ thống điện hóa sở ứng dụng vật liệu nano có giá trị thúc đẩy khoa học công nghệ ý nghĩa kinh tế xã hội sâu sắc Trên sở khoa học u cầu thực tiễn đó, tơi lựa chọn thực luận án “Nghiên cứu chế tạo hệ vi cảm biến điện hóa sở polyme dẫn biến tính để ứng dụng y-sinh môi trường” Vấn đề đặt cho luận án phải nghiên cứu chế tạo phát triển thử nghiệm hệ vi cảm biến sinh học điện hóa (platform) có chế độ hoạt động đơn giản, thời gian đáp ứng nhanh, độ xác cao, dễ dàng tùy biến cấu trúc, dễ dàng tích hợp linh kiện Với mục tiêu nghiên cứu, chế tạo số hệ vi cảm biến sinh học điện hóa sở vật liệu polyme dẫn biến tính vật liệu cấu trúc nano điều kiện cơng nghệ có nước, luận án đặt nhiệm vụ cần phải giải là: thiết kế hệ vi cảm biến điện hóa phù hợp với điều kiện cơng nghệ có, tiến hành thực nghiệm chế tạo cảm biến, khảo sát tính chất đặc trưng cảm biến chế tạo, thử nghiệm phân tích số tiêu y sinh, chất nhiễm mơi trường chất an tồn thực phẩm Trên sở đó, rút kết luận khả chế tạo – phát triển ứng dụng hệ vi cảm biến điều kiện cơng nghệ có nước Đối tượng nghiên cứu luận án: Hệ vi cảm biến sinh học điện hóa sở polyme dẫn (PANi P(1,5-DAN)) biến tính/chức hóa với vật liệu cấu trúc nano (CNTs, hạt nano Fe3O4 Graphen) Mục tiêu nghiên cứu luận án: Nghiên cứu chế tạo hệ vi cảm biến sinh học điện hóa sở polyme dẫn ((PANi P(1,5-DAN)) biến tính/chức hóa với vật liệu cấu trúc nano (CNTs, hạt nano Fe3O4 Graphen) Thử nghiệm ứng dụng hệ vi cảm biến sinh học điện hóa chế tạo phân tích y sinh môi trường Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án: Nghiên cứu biến tính/chức hóa vật liệu polyme dẫn sử dụng vật liệu cấu trúc nano (CNTs, hạt nano Fe3O4, Graphen) để phát triển cảm biến sinh học điện hóa thử nghiệm ứng dụng cảm biến sinh học điện hóa phân tích y sinh mơi trường Phương pháp nghiên cứu: Luận án tiến hành phương pháp thực nghiệm Các vi điện cực điện điện hóa tích hợp chế tạo công nghệ Vi điện tử/Vi điện tử Cấu trúc bề mặt màng compozít sở polyme dẫn biến tính/chức hóa vật liệu nano khảo sát kỹ thuật: phổ hấp thụ hồng ngoại, phổ Raman, ảnh hiển vi điện tử quét, ảnh hiển vi lực nguyên tử Tính chất điện hóa màng compozít đánh giá kỹ thuật phân tích điện hóa: Vơn-Ampe tuần hồn, Vơn-Ampe xung sóng vng, phổ tổng trở điện hóa Các thử nghiệm phân tích y sinh, mơi trường cảm biến sinh học điện hóa thực kỹ thuật điện hóa: Vơn-Ampe tuần hồn, đo dòng thời gian thực, Vơn-Ampe xung sóng vng thiết bị điện hóa đa Autolab PGS/TAT 30A (EcoChimie, Hà Lan) Nội dung nghiên cứu luận án: - Nghiên cứu trùng hợp điện hóa màng compozít sở vật liệu polyme dẫn (PANi, P(1,5-DAN)) biến tính/chức hóa vật liệu cấu trúc nano (CNTs, hạt nano Fe3O4, Graphen) - Nghiên cứu cấu trúc bề mặt, tính chất điện hóa màng compozít bề mặt hệ vi điện cực điện hóa tích hợp - Nghiên cứu đánh giá đặc trưng cảm biến sinh học điện hóa sở màng compozít (PANi, P(1,5-DAN)) thử nghiệm ứng dụng phân tích y sinh, mơi trường Bố cục luận án: Nội dung luận án trình bày chương Chương I phần tổng quan cảm biến sinh học điện hóa, vật liệu polyme dẫn (PANi, P(1,5-DAN), vật liệu cấu trúc nano ứng dụng cảm biến sinh học điện hóa Chương II trình bày quy trình cơng nghệ thực nghiệm để chế tạo hệ vi điện cực điện hóa tích hợp, tổng hợp điện hóa màng compozít, kỹ thuật phân tích Chương III đưa kết nghiên cứu tính chất màng compozít sở polyme dẫn (PANi P(1,5DAN)) Chương IV trình bày kết nghiên cứu thử nghiệm hệ vi cảm biến sinh học điện hóa phân tích y sinh, mơi trường Các kết nghiên cứu luận án cơng bố 10 cơng trình khoa học, bao gồm 04 báo đăng tạp chí quốc tế (ISI), 02 báo đăng tạp chí quốc tế (Scopus) 04 đăng tạp chí quốc gia Kết luận án: Đã nghiên cứu chế tạo thành cơng hệ vi điện cực điện hóa tích hợp công nghệ Vi điện tử/Vi điện tử Đã nghiên cứu trùng hợp điện hóa thành cơng màng compozít sở polyme dẫn biến tính/chức hóa vật liệu cấu trúc nano Đã nghiên cứu tính chất cấu trúc điện hóa màng compozít bề mặt hệ vi điện cực điện hóa Đã phát triển thành cơng cảm biến sinh học điện hóa sở polyme dẫn (PANi, P(1,5-DAN)) ứng dụng phân tích y sinh, mơi trường Chương I TỔNG QUAN I Giới thiệu cảm biến sinh học điện hóa Cảm biến sinh học điện hóa loại cảm biến sinh học nguyên lý hoạt động dựa tượng điện hóa xảy cho dòng điện qua bình điện phân q trình ơxy hóa – khử điện cực, tượng phụ thuộc vào tính chất điện cực chất, nồng độ dung dịch Vi cảm biến điện hóa hệ cảm biến điện hóa có điện cực làm việc với kích thước nhỏ 1mm (tương tự định nghĩa vi hệ thống điện tử - MEMS) Vi cảm biến sinh học điện hóa cho phép chuyển đổi trực tiếp tín hiệu sinh hóa kết tương tác protein-protein, kháng nguyên-kháng thể, ADN dò-ADN đích, enzym-cơ chất thành tín hiệu điện II Vật liệu polyme dẫn sử dụng cảm biến sinh học điện hóa Hai loại polyme dẫn điện tử (PANi PDAN) nghiên cứu trùng hợp biến tính để phát triển cảm biến sinh học điện hóa nhờ ưu điểm chúng: độ dẫn tốt, dễ dàng gia cơng, giá thành rẻ, có nhóm chức -NH2 cấu trúc polyme để tạo liên kết với phần tử sinh học, độ ổn định độ bền tốt Bên cạnh đó, nhằm tăng cường tính chất dẫn, độ hoạt động điện hóa chúng, vật liệu cấu trúc nano (như ống nano cácbon, Graphen, hạt nano từ Fe3O4) sử dụng để pha tạp/biến tính với polyme dẫn chế tạo – phát triển vi cảm biến sinh học điện hóa III Ứng dụng cảm biến sinh học điện hóa Cảm biến sinh học điện hóa có nhiều ứng dụng lĩnh vực khác như: lĩnh vực y tế chăm sóc sức khỏe (theo dõi hàm lượng glucơzơ cholesterol máu, xác định chuỗi DNA virút HPV), quan trắc môi trường (xác định dư lượng thuốc bảo vệ thực vật Atrazin), kiểm sốt an tồn thực phẩm (xác định hàm lượng Aflatoxin M1 sữa, xác định hàm lượng lactôzơ sữa) Chương II THỰC NGHIỆM CHẾ TẠO VI CẢM BIẾN SINH HỌC ĐIỆN HÓA Trong chương này, quy trình thực nghiệm chế tạo – phát triển thử nghiệm cảm biến sinh học điện hóa sở vật liệu polyme dẫn pha tạp/biến tính với vật liệu cấu trúc nano (hạt nano Fe3O4, ống nano cácbon, vật liệu graphen…) trình bày cụ thể Mơ hình sơ đồ bước thực nghiệm thể Hình II.1 CHẾ TẠO HỆ VI ĐIỆN CỰC TÍCH HỢP CỐ ĐỊNH PHÂN TỬ ĐẦU DÒ SINH HỌC TỔNG HỢP MÀNG POLYME DẪN CHỨC NĂNG HĨA ĐO ĐẠC, PHÂN TÍCH, THỬ NGHIỆM Hình II.1 Sơ đồ bước thực nghiệm chế tạo – thử nghiệm cảm biến sinh học điện hóa sở polyme dẫn I Chế tạo vi điện cực điện hóa Trong khn khổ thực nghiệm luận án này, thực chế tạo hệ vi điện cực điện hóa tích hợp chíp gồm: điện cực làm việc (Pt), điện cực đối (Pt) điện cực so sánh (Ag/AgCl) phiến Si/SiO2 (được mua từ cơng ty Wafernet Inc, Mỹ) (trong đế Si p có chiều dày ~50 m lớp SiO2 có chiều dày m) có sử dụng lớp lót Crơm (Cr) để tăng độ bám dính lớp vật liệu đế Vi điện cực điện hóa tích hợp chế tạo sở cơng nghệ vi điện tử kỹ thuật quang khắc (UV-photolithography), lắng đọng màng mỏng pha vật lý (PVD – Physical Vapor Deposition), lift-off Viện Khoa học vật liệu (IMS), Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam (VAST) số Phòng thí nghiệm nước (Viện Điện tử bản, Đại học Paris 11, Pháp Khoa Khoa học Hệ thống Kỹ thuật, Đại học Quốc gia Thanh Hoa, Đài Loan) Vi điện cực điện hóa tích hợp có kích thước: đường kính điện cực làm việc 100/200/500 m, bề rộng điện cực đối/điện cực so sánh 100/200 m, khoảng cách điện cực 100/200 m với chân cắm thiết kế theo cấu hình USB II Trùng hợp điện hóa màng polyme dẫn II.1 Trùng hợp điện hóa màng polyanilin Dung dịch tiến hành điện phân gồm có monome ANi 0,1 M H2SO4 0,5 M có chứa MWCNTs-COOH (hoặc Fe3O4-COOH) % khối lượng (so với Anilin) Quá trình trùng hợp áp dụng phương pháp quét vòng (CV) dải từ 0,0 ÷ 0,9 V (vs Ag/AgCl), tốc độ quét 50 mV/s với bước 10 mV 20 chu kỳ Quá trình tổng hợp PANi điều kiện tiến hành để so sánh II.2 Trùng hợp điện hóa màng polydiaminonaphthalen Màng P (1,5-DAN) pha tạp Fe3O4 phủ vi điện cực làm việc (Pt) trùng hợp dung dịch 1,5-diaminonapthalene (DAN) 5mM HClO4 M dung dịch Fe3O4 (10mg/ml) với tỉ lệ 0,5 % khối lượng so với DAN theo phương pháp tổng hợp điện hóa qt Vơn-Ampe tuần hồn (CV) khoảng từ -0,02 ÷ +0,95 V, tốc độ 50 mV/s, 10 chu kỳ, bước 10 mV Màng PDAN tổng hợp điểu kiện để so sánh tính chất III Cố định phần tử sinh học vi điện cực điện hóa tích hợp Sau màng compozít sở màng polyme dẫn đa chức (được biến tính vật liệu cấu trúc nano) trùng hợp điện hóa bề mặt vi điện cực làm việc (của hệ vi điện cực tích hợp), phần tử sinh học (đầu dò sinh học như: enzym, aptamer, chuỗi ADN kháng thể đơn dòng…) cần cố định lên bề mặt màng compozít để phát triển cảm biến sinh học điện hóa Các đầu dò sinh học cố định lên bề mặt màng compozít thơng qua liên kết hóa học (-NH-COO-) kỹ thuật sinh học Các đầu dò sinh học sử dụng luận án đầu dò sinh học có độ đặc hiệu cao như: enzym (Glucose oxidase, Cholesterol oxidase…), kháng thể đơn dòng, chuỗi ADN, chuỗi aptamer IV Các phương pháp phân tích điện hóa Trong luận án này, chúng tơi sử dụng nhiều phương pháp phân tích điện hóa khác để khảo sát tính chất màng compozít (trên sở PANi PDAN) xác định hàm lượng chất cần phân tích dung dịch như: Vơn-Ampe tuần hồn, xung sóng vng, đo dòng, phổ tổng trở điện hóa Các thực nghiệm điện hóa thực thiết bị điện hóa đa Autolab PGS/TAT 30 (Ecochimie, Hà Lan) Viện Khoa học vật liệu (VAST), Viện Kỹ thuật nhiệt đới (VAST), Trung tâm CETASD (Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội) V Các kỹ thuật phân tích bề mặt cấu trúc màng Các kỹ thuật phân tích bề mặt cấu trúc phương pháp hiển vi điện tử quét (FE-SEM), phương pháp hiển vi điện tử truyền qua (HRTEM) phương pháp hiển vi lực nguyên tử (AFM), phổ hấp thụ hồng ngoại (FT-IR), phổ Raman sử dụng nghiên cứu khảo sát tính chất bề mặt màng vật liệu vi cảm biến sinh học điện hóa Chương III NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN VI CẢM BIẾN SINH HỌC ĐIỆN HÓA TRÊN CƠ SỞ VẬT LIỆU POLYME DẪN I Phát triển vi cảm biến sinh học điện hóa sở polyme dẫn - polyanilin I.1 Pha tạp màng PANi ống nano cácbon (CNTs) Phổ CV thu hai trường hợp trình bày hình III.1 có hình dáng tương tự nhau, phổ CV đặc trưng q trình tổng hợp điện hóa màng PANi Tuy nhiên điều lý thú cường độ dòng điện thu màng PANi/MWCNTs lớn cỡ gần 10 lần so với màng PANi Như với pha tạp MWCNTs màng làm tăng : (i) độ dẫn điện màng và/hoặc (ii) bề mặt tiếp xúc màng với dung dịch chứa monome Hình III.1 Phổ trùng hợp điện hóa theo phương pháp CV màng PANi (a) màng PANi/MWCNTs (b) chu kỳ thứ 20 vi điện cực tích hợp I.2 Pha tạp màng PANi hạt nano Fe3O4 Phổ tổng hợp điện hóa màng PANi pha tạp Fe3O4 thể Hình III.2 Ta quan sát thấy tăng cường độ dòng điện hóa màng PANi có pha tạp Fe3O4 (đường liền nét) so sánh với màng PANi (đường đứt nét) (như Hình III.3); điều có nghĩa hạt nano Fe3O4 làm tăng cường độ dòng màng PANi điều kiện thực nghiệm (thiết kế điện cực tính chất màng PANi nhau), chứng tỏ pha tạp Fe3O4 vào màng PANi làm tăng độ hoạt động điện hóa bề mặt tiếp xúc màng với dung dịch chứa monome; điều dẫn đến việc tăng khả truyền điện tử cấu hình vi cảm biến điện hóa 1000 1000 800 800 600 600 400 400 I / A I /A Fe3O4/PANi 200 PANi 200 -200 -200 -400 -400 -600 -800 -600 -0,2 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 -0,2 1,0 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 E /V vs Ag/AgCl E /V vs Ag/AgCl Hình III.2: Phổ trùng hợp điện hóa CV Hình III.3 So sánh phổ trùng hợp điện hóa màng PANi pha tạp Fe3O4 màng PANi-Fe3O4 PANi I.3 Nghiên cứu phát triển vi cảm biến điện hóa sử dụng cấu trúc lớp PANi/Graphen Chiều dày cấu trúc nhóm chức màng PANi/Graphen đánh giá phổ Raman (như Hình III.4) Sự biến đổi cấu trúc màng Graphen trước sau chuyển lên bề mặt điện cực làm việc Pt/PANi quan sát rõ ràng phổ Raman thông qua việc so sánh với phổ Raman màng PANi màng Graphen Phổ Raman màng PANi/Graphen (đường đen) thể dải phổ tạo thành từ PANi graphene, điều chứng tỏ tồn đồng thời hai vật liệu màng Vấn đề cần nghiên cứu màng graphen tạo liên kết hóa học với màng PANi màng graphen gắn tạm thời màng PANi Trong luận án này, ta thấy vân vị trí 1507 cm-1 (liên kết N-H, lưỡng cực) bị che chắn lúc vân vị trí 1612 cm-1 (liên kết C-C, vòng benzenoid) dịch chuyển phía đỏ tới vị trí 1597cm-1 Các kết chứng tỏ tăng nồng độ cấu trúc benzenoid, hay nói cách khác xuất liên kết hóa học PANi graphen Đây liên kết π-π vòng quinoid PANi với graphen Các liên kết tạo kênh truyền điện tích Graphen PANi làm tăng khả truyền dẫn điện tích-hạt mang điện vật liệu PANi/Graphen Từ chúng làm tăng độ dẫn vật liệu, giảm thời gian truyền tín hiệu cảm biến sử dụng vật liệu PANi/Graphen động điện hóa) pha tạp với nồng độ nhỏ không làm thay đổi dạng phổ tăng cường độ hoạt động điện hóa màng compozít, màng graphen tăng độ dẫn màng nên ta thấy cường độ dòng píc (Ipa Ipc) màng compozít lớn (khoảng lần) so với cường độ píc màng PANi 400 (1) PANi/Fe3O4/Graphene films (1) 300 (2) PANi films I / A 200 100 (2) -100 -200 -300 -0,8 -0,6 -0,4 -0,2 0,0 0,2 0,4 0,6 E /V vs Ag/AgCl Hình III.7 Tính chất điện hóa màng PANi-Fe3O4/Graphen II PHÁT TRIỂN VI CẢM BIẾN ĐIỆN HÓA TRÊN CƠ SỞ MÀNG P(1,5-DAN) II.1 Tổng hợp điện hóa màng P(1,5-DAN) pha tạp hạt nano Fe3O4 Khi pha tạp hạt nano Fe3O4 vào màng PDAN q trình trùng hợp điện hóa insitu, hạt nano từ Fe3O4 liên kết với monome DAN thông qua cầu liên kết [Fe3O4]COO-NH-[DAN] làm tăng độ hoạt động điện hóa (electroactivity) màng vật liệu Sau 20 chu kỳ, cường độ dòng màng PDAN/Fe3O4 đạt ~ 120 A đó, cường độ dòng màng PDAN đạt ~ A, cường độ dòng màng PDAN/Fe3O4 tăng lớn so với màng PDAN thơng thường Độ hoạt động điện hóa màng PDAN/Fe3O4 khảo sát so sánh với màng PDAN phổ điện hóa Von-Ampe tuần hồn (hình III.8) Phổ điện hóa polyme PDAN-Fe3O4 khơng có thay đổi hình dạng cường độ tín hiệu tăng lên rõ 11 rệt, diện tích phổ tăng lên (thể tăng cường độ dẫn điện hóa màng) khoảng 10 lần Do độ dẫn điện hóa màng PDAN/Fe3O4 nên tín hiệu cảm biến điện hóa tăng tương ứng, từ đó, độ nhạy cảm biến tăng lên 60 40 I /A 20 -20 -40 P1,5-DAN P1,5-DAN/Fe3O4 -60 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 E /V vs Ag/AgCl Hình III.8 So sánh hoạt động điện hóa màng PDAN pha tạp/khơng pha tạp Fe3O4 II.2 Chế tạo vi cảm biến điện hóa Graphen/PDAN Độ hoạt động điện hóa màng Graphen/PDAN khảo sát so sánh với màng PDAN phổ điện hóa Von-Ampe tuần hồn (Hình III.9 đây) 150 100 I / A 50 -50 Pt/Gr/P(1,5-DAN) Pt/P(1,5-DAN) -100 -150 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 E /V vs Ag/AgCl Hình III.9 So sánh hoạt động điện hóa màng Pt/PDAN Pt/Graphen/PDAN So với màng PDAN thuần, phổ điện hóa màng polyme Graphen/PDAN khơng 12 có thay đổi hình dạng cường độ tín hiệu tăng lên rõ rệt, diện tích phổ tăng lên (thể tăng cường độ dẫn điện hóa màng) khoảng 15 lần Do độ dẫn điện hóa màng Graphen/PDAN nên tín hiệu cảm biến điện hóa tăng tương ứng, từ đó, độ nhạy cảm biến tăng lên Sự tăng độ dẫn điện hóa màng PDAN vật liệu Graphen tương tác nhóm NH2-Graphen làm thay đổi vùng cấm vật liệu dẫn đến tăng khả dẫn truyền điện tử vật liệu Chương NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÁC VI CẢM BIẾN SINH HỌC ĐIỆN HĨA TRONG PHÂN TÍCH I ỨNG DỤNG TRONG PHÂN TÍCH Y-SINH I.1 Xác định hàm lượng glucơzơ dung dịch I.1.1 Xác định hàm lượng glucôzơ vi cảm biến sinh học điện hóa PANi/CNTs Đường đặc trưng dòng đáp ứng vi cảm biến sở màng nanocompozíte PANi/CNTs/GOx (với tỷ lệ pha tạp CNTs 1,0 % khối lượng) hình IV.1 Đường chuẩn vi cảm biến sở màng composite PANi/CNTs có pha tạp 1,0%CNTs 0,4 ∆i (μA) 0,3 0,2 y = 0,0371x + 0,0074 R² = 0,9962 0,1 0 Nồng độ (mM) 10 Hình IV.1 Đường đặc tuyến dòng đáp ứng Hình IV.2 Đường chuẩn vi cảm biến vi cảm biến PANi/CNTs/GOx thêm PANi/CNTs/GOx với dải nồng độ 1-9 mM glucơzơ vào hệ điện hóa (E = 0,7V) Có thể thấy cường độ dòng đo dung dịch PBS (10 mM, pH = 7) đạt ổn định sau khoảng 200 s Khi thêm dung dịch glucơzơ vào cường độ dòng tăng nhanh đạt ổn định sau khoảng 30-40 s Tuy nhiên nồng độ glucơzơ vượt giá trị 9mM tăng cường độ dòng yếu, chí bị giảm Điều lượng enzym GOx cố định điện cực chưa nhiều hoạt tính thấp (20 kU) 13 Đường chuẩn mô tả mối quan hệ chênh lệch cường độ dòng đáp ứng ΔI (A) nồng độ glucơzơ C (mM) thêm vào bình điện hóa đưa hình IV.2 Phương trình hồi quy có dạng ΔI (A) = 0,0074 + 0,0371*C (mM) Hệ số tương quan phương trình hồi quy đạt R2 = 0,9962 I.1.2 Xác định hàm lượng Glucôzơ vi cảm biến PANi-Fe3O4 Cường độ dòng q trình ơxy hóa glucơzơ vi cảm biến PANi/Fe3O4/GOx tăng theo nồng độ glucôzơ dung dịch thể Hình IV.3 Hình IV.3 Đáp ứng dòng vi cảm biến Hình IV.4 Đường chuẩn cảm biến sinh học PANi/Fe3O4/GOx PANi/GOx PANi/Fe3O4/GOx điện +0,7 V dung dịch PBS (pH=7) thêm liên tiếp 0,5mM glucôzơ sau 50s Từ kết Hình IV.3, ta xác định độ nhạy vi cảm biến đạt 10 A.mM−1.cm−2 thời gian đáp ứng nhỏ 10 s Từ đường chuẩn cảm biến (Hình IV.4), khoảng tuyến tính vi cảm biến PANi/Fe3O4/GOx xác định 0,5 đến 3,5 mM với R2 = 0,9992, LOD = 0,25 mM Phương trình hồi qui có dạng: I (A) = 0,33021*C (mM) + 0,04503 I.1.3 Xác định hàm lượng glucơzơ vi cảm biến điện hóa PANiFe3O4/Graphen/GOx Đường đáp ứng thời gian thực cảm biến PANi-Fe3O4/Graphen/GOx nồng độ glucôzơ dung dịch thể Hình IV.5 (mỗi lần thêm mM glucơzơ vào dung dịch, nhiệt độ phòng, khơng có khuấy, dung dịch đệm 50 mM PBS 1x) 14 Hình IV.5 Đáp ứng dòng vi cảm biến Hình IV.6 Đường chuẩn vi cảm biến PANi-Fe3O4/Graphen/GOx thêm liên PANi-Fe3O4/Graphen/GOx theo nồng độ tiếp nồng độ glucôzơ (E = 0,7V, glucơzơ nhiệt độ phòng, khơng có khuấy, dung dịch đệm 50 mM PBS 1x) Ta thấy cảm biến có thời gian đáp ứng ngắn thay đổi nồng độ glucozơ dung dịch, tđáp ứng ~ 10-15 s, cường độ dòng đáp ứng cảm biến có độ ổn định tốt nồng độ glucôzơ Dựa đường đáp ứng cảm biến, ta xác định đường đặc tuyến cảm biến theo phương trình hồi quy sau: I (A) = 1,484*C (mM) + 6,764 Từ đó, ta xác định cảm biến có độ sai số tương đối R2 = 0,9969 dải nồng độ từ 2,9 ÷ 23 mM (như Hình IV.6) Từ đường chuẩn cảm biến, ta xác định độ nhạy cảm biến 47 A.mM1 cm-2, LOD = 1,5 mM; độ nhạy lớn cảm biến khơng có màng graphen phát triển trước (khoảng 10 ÷ 30 A.mM-1.cm-2) I.2 Xác định hàm lượng cholesterol dung dịch I.2.1 Xác định hàm lượng cholesterol vi cảm biến PANi/CNTs Đường đặc trưng đáp ứng dòng vi cảm biến PANi/CNTs/ChOx với có mặt hợp chất trung gian K3[Fe(CN)6] điện áp E= -0,3V đưa hình IV.7 Nồng độ cholesterol nồng độ pha loãng (coi thay đổi thể tích khơng đáng kể) 15 Hình IV.7 Đặc trưng đáp ứng dòng theo thời gian vi cảm Hình IV.8 Đường chuẩn vi cảm biến biến PANi/MWCNTs/ChOx PANi/MWCNTs/ChOx thêm liên tiếp cholesterol vào dung dịch PBS 50mM (pH=7,0) điện áp -0,3V Vi cảm biến PANi/CNTs/ChOx đạt ổn định dòng (~ 2,8 A) dung dịch đệm PBS 50 mM (pH = 7) sau khoảng 400 s Dựa vào chênh lệch cường độ dòng đáp ứng vi cảm biến PANi/CNTs/ChOx tổng nồng độ cholesterol thêm vào xây dựng đường chuẩn xác định cholesterol điện áp -0,3V (so với Ag/AgCl) với có mặt K3[Fe(CN)6] Phương trình hồi quy có dạng ΔI (A) = 0,0174 + 4,3014 * C (mM) Hệ số tương quan phương trình hồi quy: R2 = 0,9985 I.2.2 Xác định nồng độ cholesterol cảm biến PANi/Fe3O4 Đường đặc tuyến đáp ứng dòng vi cảm biến PANi/Fe3O4/ChOx-Fe3O4 trình bày hình IV.23 Kết cho thấy cảm biến cho đáp ứng dòng tốt (tuyến tính) khoảng nồng độ cholesterol từ 0,196 ÷ 1,803 mM Ở nồng độ cholesterol lớn hơn, thêm vào bình điện phân, tín hiệu bị nhiễu, đáp ứng dòng kém; điều ChOx xúc tác cho phản ứng thủy phhân chất choleterol không phục hồi kịp với tốc độ thêm vào chất Với kết đồ thị đường chuẩn cảm biến (hình IV.10), phương trình hồi qui đường chuẩn có dạng: I (µA) = (21,45 ± 1,271)×C (mM) + (-0,8352 ± 1,1474), hệ số tương quan phương trình hồi quy đạt R2 = 0,9929 Độ nhạy trung bình vi cảm biến PANi-Fe3O4/ChOx-Fe3O4 S = 21,44 A.mM-1.cm-2 16 Hình IV.9 Đặc tuyến đáp ứng dòng với Hình IV.10 Đường chuẩn vi cảm nồng độ cholesterol (0,19 mM) thêm biến sinh học điện hóa PANi/Fe3O4/ChOxvào vi cảm biến sinh học điện hóa PANi- Fe3O4 Fe3O4/ChOx-Fe3O4 I.2.3 Xác định hàm lượng cholesterol vi cảm biến PANi-Fe3O4/Graphen Tương tự cảm biến glucôzơ, cảm biến xác định cholesterol chế tạo ứng dụng sở cấu trúc điện cực PANi-Fe3O4/Graphen với phần tử đầu dò sinh học enzym Cholesterol oxidase Đường đáp ứng thời gian thực cảm biến Cholesterol trình bày Hình IV.11 (trong điều kiện thực nghiệm: lần thêm 2mM chất Cholesterol vào dung dịch chứa 50mM đệm PBS 1x, nhiệt độ phòng, khơng có khuấy) Từ Hình IV.11, ta thấy cảm biến cholesterol có thời gian đáp ứng ngắn thay đổi nồng độ cholesterol (< 5s) Đường đặc tuyến cảm biến tuyến tính dải nồng độ từ mM đến 20mM (và đáp ứng yêu cầu phân tích y sinh với dải nồng độ từ ÷ 10mM) Phương trình hồi quy cảm biến có dạng I (µA) = (2,15 ± 0,13)*C (mM) với R2= 0,9986 (hình IV.11 nhỏ), giới hạn phân tích cảm biến đạt 0,25mM Với cảm biến có đường kính điện cực làm việc 250 µm, độ nhạy cảm biến cholesterol 1095, 54 AmM-1cm-2 (lớn gấp lần so với cảm biến cholesterol sử dụng vật liệu PANi-CNT chế tạo) 17 Hình IV.11 Đường đáp ứng dòng vi cảm biến sinh học điện hóa PANiFe3O4/Graphen/ChOx (hình nhỏ: đường đặc tuyến cảm biến cholesterol) I.3 Xác định chuỗi ADN virút HPV Đồ thị phân tích SWV ghi lại sau q trình (hoạt hóa với EDC/NHS, trước I /A sau gắn aptamer, kháng nguyên HPV), trình bày Hình IV.12 3,5x10 -4 3,0x10 -4 2,5x10 -4 2,0x10 -4 1,5x10 -4 1,0x10 -4 5,0x10 -5 (1) + EDC/NHS (2) + HPV-16-L1 (3) + 10nM anti-HPV (4) + 20nM anti-HPV (5) + 30nM anti-HPV (6) + 40nM anti-HPV (7) + 50nM anti-HPV (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 0,0 -5,0x10 -5 -1,0x10 -4 -0,4 -0,2 0,0 0,2 0,4 0,6 E /V vs Ag/AgCl Hình IV.12 Đồ thị SWV xử lí với Hình IV.13 Đường chuẩn vi cảm biến sinh EDC/NHS (đường 1), gắn với aptamer học điện hóa PANi/MWCNTs theo nồng độ HPV HPV-16-L1 với nồng độ 5x10-8 M (đường 2) dải 10-80 nM hình thành phức hợp HPV-16-L1 với kháng nguyên HPV (đường 3- 7) (thông số: tần số = 12,5 Hz, tốc độ quét = 50 mV/s, bước = 10 mV, biên độ xung = mV, dải = -0,6÷ 0,5V dung dịch HCl 0,1 M) 18 Phổ phân tích SWV chứng minh rõ ràng tạo thành phức hợp aptamer HPV-16-L1 kháng thể HPV đặc hiệu nó, thông qua việc suy giảm cường độ pic SWV cách tuyến tính Đường chuẩn xây dựng với loạt nồng độ HPV khác dải từ 10÷80 nM (thể Hình IV.13) Vi cảm biến sinh học PANi/MWCNTs có đáp ứng độ nhạy 1,75 ± 0,2 (A.nM-1) (R2 =0,997) dải nồng độ từ 10 ÷ 50 nM với giới hạn phát (LOD) 490 pM Có thể nhận thấy, tín hiệu có xu hướng bão hòa với giá trị nồng độ 80 nM II ỨNG DỤNG TRONG KIỂM SOÁT AN TOÀN THỰC PHẨM II.1 Xác định hàm lượng Aflatoxin M1 sữa Khả nhận biết nồng độ AFM1 vi cảm biến xác định đường chuẩn với loạt nồng độ khác (từ ÷ 78 ng/L tương với nồng độ từ 18÷240 pM AFM1) AFM1 (trọng lượng phân tử ~328 Da) Kết phân tích nồng độ AFM1 vi cảm biến phương pháp xung sóng vng – SWV thể Hình IV.14 hồn tồn tương đồng với tín hiệu điện hóa CV vi cảm biến (1) Fe3O4/PANi (2) Fe3O4/PANi/Glu (3) Fe3O4/PANi/Glu/APT -1 (4) + AFM1 06ngL -1 (5) + AFM1 18ngL -1 (6) + AFM1 30ngL -1 (7) + AFM1 60ngL I / A I /A 5,0 I (A) = -4,77*CAFM1 + 5,17 (A) 4,5 R = 0,9986 4,0 3,5 3,0 -1 2,5 LOD = 1,98 ngL -1 LOQ = 6,62 ngL 2,0 10 20 30 40 50 60 70 80 SIGNAL OFF -0,6 -0,4 -0,2 0,0 -1 AFM1 concentration /ngL 0,2 0,4 0,6 0,8 E /V vs Ag/AgCl Hình IV.14 Phổ SWV vi cảm biến PANi/Fe3O4 với nồng độ AFM1 khác (thông số: tần số quét 12,5 Hz, tốc độ quét: 50 mV/s, bước 10 mV, dải quét: -0,6 ÷ +0,65 V dung dịch HCl 0,1 M) Kết thu vi cảm biến là: độ nhạy đạt 4,77±0,2 (A/ngL-1) (R2 = 0,9986) khoảng nồng độ từ – 60 ngL-1 (tương ứng xấp xỉ 18 đến 240 pM) với LOD đạt 1,98 ngL-1 (đường chuẩn cảm biến Hình IV.31 nhỏ) II.2 Xác định hàm lượng lactôzơ sữa 19 II.2.1 Xác định hàm lượng lactôzơ sữa vi cảm biến P(1,5-DAN)/Fe3O4 Đặc tuyến đáp ứng dòng cảm biến khảo sát điện 0,4V thể hình IV.15 Hình IV.15 Đặc tuyến đáp ứng dòng thời Hình IV.16 Đường chuẩn vi cảm biến gian thực theo nồng độ lactôzơ vi cảm PDAN-Fe3O4 theo nồng độ lactơzơ biến sinh học điện hóa PDAN-Fe3O4 (E = dung dịch 0,4V) Từ đặc tuyến đáp ứng dòng thời gian thực, ta nhận thấy vi cảm biến sinh học điện hóa PDAN-Fe3O4 có đáp ứng tuyến tính với nồng độ chất cần phân tích dải ~12 A.Từ hình IV.15, ta thu thời gian đáp ứng vi cảm biến nhỏ (< 10 s) đáp ứng dòng ổn định nồng độ mẫu khảo sát Thời gian ổn định vi cảm biến môi trường đệm ngắn (< 200 s) Đây thông số vi cảm biến đáp ứng tốt yêu cầu kết nối mạch xử lý điện tử để phát triển thiết bị phân tích nhanh hàm lượng lactơzơ mẫu Dựa đặc tuyến đáp ứng dòng thời gian thực, ta xây dựng đường chuẩn tín hiệu ra-nồng độ lactơzơ cảm biến (hình IV.16) Dựa đường chuẩn vi cảm biến, ta xác định độ nhạy vi cảm biến 0,38 A/(mg.mL-1), R2 = 0,9965 với giới hạn phát LOD = 0,19 mgmL-1 Vi cảm biến có đáp ứng tuyến tính dải nồng độ – 14 mgmL-1 II.2.2 Xác định hàm lượng lactôzơ sữa vi cảm biến Graphen/P(1,5-DAN) Đường chuẩn cảm biến sinh học điện hóa Graphen/PDAN (thể Hình IV.17) 20 Hình IV.17 Đường chuẩn vi cảm biến Graphen/PDAN theo nồng độ lactose dung dịch Dựa đường chuẩn vi cảm biến, ta xác định độ nhạy vi cảm biến đạt 1,33 A/(g.mL-1), R2 = 0,995 với giới hạn phát LOD = 1,3 g.mL-1 dải nồng độ ÷ 60 g.mL-1 III ỨNG DỤNG TRONG QUAN TRẮC Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG III.1 Xác định dư lượng thuốc diệt cỏ Atrazine vi cảm biến PANi/Fe3O4 Chúng sử dụng phương pháp SWV mơ hình SIGNAL-OFF để ứng dụng cho cảm biến điện hóa nhằm xác định hàm lượng nhỏ ATZ dung dịch (như Hình IV.19) Sự suy giảm tín hiệu điện hóa từ đường (1)  (7) cho thấy khả hoạt động tốt cảm biến Đường chuẩn cảm biến xây dựng dựa kết đo SWV cảm biến dải nồng độ từ 10-11 đến 10-8M Atrazin (thể Hình IV.19 đây) Đường chuẩn cảm biến thể phụ thuộc tuyến tính dòng nồng độ Atrazin (theo log) dải từ 10-11 M đến 10-8 M Phương trình hồi quy là: I (A) = (-306,02 ± 6,71) – (64,78 ± 0,62) (logCATZ) Độ nhạy cảm biến đạt (64,78 ± 0,62) (A/logCATZ) với R2 = 0,9915, giới hạn phân tích LOD = 2,1x10-9 M 21 700 600 (1) PANi\Fe3O4 (2) PANi\Fe3O4 \Glu (1) (3) PANi\Fe3O4 \Glu-ATZ -11 500 I /A 400 (4) [ATZ] = 10 M -10 (5) [ATZ] = 10 M -9 (6) [ATZ] = 10 M -8 (7) [ATZ] = 10 M (2) (3) (4) (5) 300 (6) 200 (7) 100 -0,8 -0,6 -0,4 -0,2 0,0 0,2 0,4 0,6 E /V vs Ag/AgCl Hình IV.18 Phổ SWV vi cảm biến Hình IV.19 Đường chuẩn cảm biến PANi-Fe3O4 với nồng độ khác PANi-Fe3O4/Anti-Atrazin Atrazin (thông số: tần số quét 12,5 Hz, tốc độ quét: 50 mV/s, bước 10 mV, dải quét: -0,6 ÷ +0,65 V dung dịch HCl 0,1 M) III.2 Xác định dư lượng Atrazin dung dịch vi cảm biến PANi/Graphen Tín hiệu đáp ứng SWV vi cảm biến PANi/Graphen với nồng độ ATZ dải nồng độ chọn thể Hình IV.20 550 500 450 I () 400 Pt/PANi/Gr-GA Pt/PANi/Gr-GA-ATZ -11 Pt/PANi/Gr-GA-ATZ-ATZ 10 M -10 Pt/PANi/Gr-GA-ATZ-ATZ 10 M -9 Pt/PANi/Gr-GA-ATZ-ATZ 10 M -8 Pt/PANi/Gr-GA-ATZ-ATZ 10 M -7 Pt/PANi/Gr-GA-ATZ-ATZ 10 M 350 300 250 CATZ 200 150 100 0,3 0,4 0,5 0,6 E (V) vs Ag/AgCl Hình IV.20 Tín hiệu đáp ứng SWV vi cảm biến PANi/Graphen với nồng độ Atrazin dải từ 10-11 đến 10-7M (thông số: tần số quét 12,5 Hz, tốc độ quét: 50 mV/s, bước 10 mV, dải quét: -0,6 ÷ +0,65V dung dịch HCl 0,1 M) 22 Từ hình IV.20, ta thấy rõ suy giảm cường độ dòng đỉnh ơxy hóa điện áp +0,57 V phổ SWV theo tăng nồng độ Atrazin Điều cho thấy gia tăng phân tử ATZ liên kết với kháng thể ATZ dung dịch có nồng độ ATZ cao hơn, chúng hoạt động hàng rào động học ngăn cản truyền điện tử Việc cố định vật liệu không dẫn điện ATZ bề mặt vi điện cực cản trở phần tử hoạt động điện gắn lên điện cực làm giảm trao đổi điện tử bề mặt điện cực dung dịch, trao đổi điện tử lớp vật liệu Đường chuẩn đáp ứng dòng cảm biến (tại đỉnh phổ SWV) với nồng độ khác ATZ mô tả Hình IV.21 Hình IV.21 Đường chuẩn đáp ứng dòng điện áp +0,57V vi cảm biến PANi/Graphen dải nồng độ ATZ từ 10-11 đến 10-7 M Phương trình hồi qui cảm biến có dạng: I = 13,33 logCATZ + 202 (A), với R2 = 0,9786 Ta thấy khoảng tuyến tính nồng độ lớn, có nghĩa cảm biến có độ xác cao dải nồng độ hoạt động lớn Giới hạn phân tích cảm biến miễn dịch sở vật liệu cấu trúc lớp PANi/Graphen 43 pg.L-1 (hay 43x10-12 g.L-1), thấp nhiều so với mức quy định dư lượng tối đa g.L-1 theo quy định EPA (Mỹ) EU 23 KẾT LUẬN CHUNG Đã chế tạo thành công hệ vi điện cực điện hóa tích hợp (gồm điện cực chíp: điện cực làm việc điện cực đối Pt, điện cực so sánh Ag/AgCl) công nghệ Vi điện tử Công nghệ Vi điện tử Điện cực làm việc thay đổi đường kính từ 100 – 500m Đã nghiên cứu trùng hợp điện hóa chức vật liệu polyme dẫn (PANi, PDAN) biến tính vật liệu nano (CNTs, hạt nano Fe3O4, Graphen) bề mặt vi điện cực điện hóa tích hợp Độ dẫn độ hoạt động điện hóa màng polyme dẫn sau biến tính lớn màng polyme Các tính chất bề mặt điện hóa màng nanocompozít khảo sát đánh giá Đã thử nghiệm ứng dụng thành công vi cảm biến sinh điện hóa phân tích y-sinh (xác định hàm lượng glucơzơ, cholesterol xác định chuỗi DNA virút HPV), quan trắc ô nhiễm môi trường (xác định dư lượng Atrazin dung dịch) kiểm sốt an tồn thực phẩm (xác định hàm lượng độc tố Aflatoxin sữa, xác định hàm lượng lactose sữa) Các vi cảm biến có đáp ứng tuyến tính với chất cần phân tích dải hoạt động đáp ứng u cầu, có LOD thấp độ nhạy lớn 24 CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ SỬ DỤNG TRONG LUẬN ÁN Binh Hai Nguyen, Binh Thanh Nguyen, Hanh Van Vu, Chuc Van Nguyen, Dzung Tuan Nguyen, Loc Thai Nguyen, Thi Thu Vu, Lam Dai Tran, Development of label-free electrochemical lactose biosensor based on graphene/poly(1,5-diaminonaphthalene) film, Current Applied Physics, 16 (2), pp 135-140 (2016) Nguyen Van Chuc, Nguyen Hai Binh, Cao Thi Thanh, Nguyen Van Tu, Nguyen Le Huy, Nguyen Tuan Dzung, Phan Ngoc Minh, Vu Thi Thu, Tran Dai Lam, Electrochemical Immunosensor for Detection of Atrazine based on Polyaniline/Graphene, Journal of Materials Science and Technology, 32 (6), pp 539-544 (2016) Binh Hai Nguyen, Lam Dai Tran, Quan Phuc Do, Huy Le Nguyen, Ngoc Huan Tran, Phuc Xuan Nguyen, Label-free detection of aflatoxin M1 with electrochemical Fe3O4/Polyaniline-based aptasensor, Materials Science and Engineering: C, 33 (4), pp 2229-2234 (2013) Lam Dai Tran, Dzung Tuan Nguyen, Binh Hai Nguyen, Quan Phuc Do, Huy Le Nguyen, Development of interdigitated array coated with functional polyaniline/MWCNT for electrochemical biodetection Application for Human Papilloma Virus, Talanta, 85 (3), pp 1560-1565 (2011) Hai Binh Nguyen, Van Chuc Nguyen, Van Tu Nguyen, Huu Doan Le, Van Quynh Nguyen, Thi Thanh Tam Ngo, Quan Phuc Do, Xuan Nghia Nguyen, Ngoc Minh Phan and Dai Lam Tran, Development of the layer-by-layer biosensor using graphene films: application for cholesterol determination, Advances in Natural Sciences: Nanoscience and Nanotechnology, (1), 015013 (2013) Le Huy Nguyen, Hai Binh Nguyen, Ngoc Thinh Nguyen, Tuan Dung Nguyen, Dai Lam Tran, Portable cholesterol detection with polyaniline-carbon nanotube films based on integdigitated electrodes, Advances in Natural Sciences: Nanoscience and Nanotechnology, (1), 015004 (2012) Nguyen Le Huy, Nguyen Hai Binh, Nguyen Van Anh, Tran Dai Lam, Research and development of biosensor in Vietnam: current situation and prospects, Vietnam Science and Technology Review, (1), pp 57-64 (2015) Nguyen Hai Binh, Nguyen Le Huy, Nguyen Van Chuc, Ngo Thi Thanh Tam, Nguyen Van Tu, Mai Thi Thu Trang, Nguyen Tuan Dung, Nguyen Van Anh, Do Phuc Quan, Nguyen Xuan Phuc, Vu Dinh Lam, Tran Dai Lam, Biosensors: some of initial results at Institute of Materials Science, Vietnamese Journal of Science and Technology, 51(2A), pp 128-14 (2013) Le Dang Khuong, Nguyen Hai Binh, Nguyen Le Huy, Vu Dinh Lam, Tran Dai Lam, Fabrication on the electrochemical biosensor for determination of the concentration of glucose based on PANi/MWCNT coated - Micro Intedigitated Electrode (IDE), Vietnamese Journal of Chemistry, 49 (2ABC), pp 361-366 (2011) 10 Nguyen Hai Binh, Nguyen Le Huy, Vu Thi Hong An, Nguyen Ngoc Hung, Vu Dinh Lam, Tran Dai Lam, Study on fabrication of electrochemical biosensor for cholesterol quantitive at low potential by using K3[Fe(CN)6] mediator, Vietnamese Journal of Chemistry, T49, (2011), pp 437-440 ... liệu vi cảm biến sinh học điện hóa Chương III NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN VI CẢM BIẾN SINH HỌC ĐIỆN HÓA TRÊN CƠ SỞ VẬT LIỆU POLYME DẪN I Phát triển vi cảm biến sinh học điện hóa sở polyme dẫn - polyanilin... Fe3O4) sử dụng để pha tạp /biến tính với polyme dẫn chế tạo – phát triển vi cảm biến sinh học điện hóa III Ứng dụng cảm biến sinh học điện hóa Cảm biến sinh học điện hóa có nhiều ứng dụng lĩnh... cứu chế tạo hệ vi cảm biến điện hóa sở polyme dẫn biến tính để ứng dụng y- sinh mơi trường Vấn đề đặt cho luận án phải nghiên cứu chế tạo phát triển thử nghiệm hệ vi cảm biến sinh học điện hóa