Nghiên cứu và chế tạo cảm biến sinh học trên cơ sở công nghệ polyme in phân tử ứng dụng phát hiện một số phân tử nhỏ (protein, kháng nguyên, kháng sinh) TT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Phí Văn Tồn NGHIÊN CỨU VÀ CHẾ TẠO CẢM BIẾN SINH HỌC TRÊN CƠ SỞ CÔNG NGHỆ POLYME IN PHÂN TỬ ỨNG DỤNG PHÁT HIỆN MỘT SỐ PHÂN TỬ NHỎ (PROTEIN, KHÁNG NGUYÊN, KHÁNG SINH) Ngành: Vật lý Kỹ thuật Mã số: 9520401 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ KỸ THUẬT Hà Nội – 2021 i Cơng trình hồn thành tại: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: PGS TS Trương Thị Ngọc Liên GS TS Yuzuru TAKAMURA Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Trường họp Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Vào hồi …… giờ, ngày … tháng … năm ……… Có thể tìm hiểu luận án thư viện: Thư viện Tạ Quang Bửu - Trường ĐHBK Hà Nội Thư viện Quốc gia Việt Nam ii MỞ ĐẦU Các phân tử nhỏ định nghĩa phân tử hữu có trọng lượng phân tử thấp có kích thước thường nhỏ 1000 Da Danh mục bao gồm nhiều loại hợp chất hóa học khác nhau, có nguồn gốc tự nhiên dược phẩm, nhiều hợp chất số có liên quan đến sinh học, dược lý môi trường, điều làm cho việc phát định lượng phân tử trở nên quan trọng nhiều lĩnh vực Nhiều phân tử nhỏ chất gây ô nhiễm tiếng thực phẩm, thức ăn chăn nuôi sản phẩm nông nghiệp khác Cảm biến sinh học cung cấp giải pháp thay rẻ nhanh Một số ưu điểm cảm biến sinh học so với phương pháp khác để phát phân tử nhỏ bao gồm theo dõi thời gian thực, độ đặc hiệu cao, thời gian phản hồi nhanh, giảm tiêu thụ dung môi hữu thao tác lấy mẫu, tính di động, nhỏ gọn dễ vận hành mà không cần nhân viên có tay nghề Việc phát triển cảm biến sinh học để phát phân tử nhỏ thể thách thức cụ thể mà khơng phải vấn đề với chất phân tích lớn Cơng nghệ polyme in phân tử (MIP) cho phép thiết kế chế tạo đầu thu sinh học nhân tạo có tính chọn lọc độ đặc hiệu xác định trước, ứng dụng lĩnh vực phân tách, phân tích, xúc tác hay cảm biến sinh hóa Nghiên cứu luận án tập trung vào việc khắc phục hạn chế công nghệ MIP ứng dụng cảm biến sinh học điện hóa phổ tổng trở EIS phát phân tử nhỏ với chiến lược sử dụng điện cực phủ hạt nano vàng Mục đích nghiên cứu: Nghiên cứu phát triển công nghệ polyme in phân tử (MIP) chế tạo đầu thu sinh học nhân tạo điện cực mực in bon phủ hạt nano vàng ứng dụng cảm biến sinh học phát định lượng phân tử nhỏ Nghiên cứu chế tạo cảm biến sinh học phổ tổng trở điện hóa (EIS) sử dụng đầu thu sinh học nhân tạo MIP phát protein (sarcosine 17β-estradiol), kháng nguyên Enrofloxacin kháng sinh nước hồ nuôi thủy sản dược phẩm Phát triển công nghệ vi lưu ly tâm, chế tạo chíp CMF gắn vi mẫu linh kiện vi cân tinh thể thạch anh QCM hướng tới tự động hóa quy trình chế tạo q trình đo đạc cảm biến sử dụng đầu thu MIP Phương pháp nghiên cứu: Phương pháp nghiên cứu luận án nghiên cứu thực nghiệm Cách tiếp cận trình nghiên cứu từ kết thực nghiệm, kết hợp với lý thuyết tài liệu tham khảo, giải thích, so sánh, đánh giá tối ưu qui trình thực nghiệm Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài: Về ý nghĩa khoa học, kết luận án góp phần phát triển công nghệ polymer in phân tử (MIP) chế tạo đầu thu sinh học nhân tạo ứng dụng cảm biến sinh học phát định lượng chỗ phân tử nhỏ bao gồm protein, kháng nguyên kháng sinh sử dụng điện cực mực in bon thương mại Hơn nữa, luận án thiết kế chế tạo chíp vi lưu ly tâm ứng dụng gắn vi mẫu lên điện cực linh kiện vi cân tinh thể thạch anh (QCM), vừa tiết kiệm hoát chất tiêu hao, vừa đảm bảo khả gắn kết nhanh, đồng từ giúp tăng độ xác độ nhạy cảm biến sinh học Loại bỏ bọt khí dễ dàng Ngồi ra, với thiết kế này, việc tháo, lắp vệ sinh vi kênh dễ dàng, có khả tái sử dụng cao Kiểm soát thời gian lượng mẫu sử dụng, giúp tiết kiệm nhân công chi phí Về ý nghĩa thực tiễn, luận án nghiên cứu phát triển kỹ thuật chế tạo cảm biến sinh học sử dụng đầu thu sinh học nhân tạo sở điện cực mực in bon thương mại cho phép phát phân tử nhỏ có giá thành thấp, thời gian phân tích ngắn, độ nhạy độ chọn lọc cao Cảm biến hoạt động tốt mơi trường mẫu thực, cho kết tương thích với kết đo sử dụng sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC) phổ UV-Vis Các đóng góp luận án: - Luận án đề xuất quy trình công nghệ chế tạo đầu thu sinh học nhân tạo MIP điện cực mực in bon phủ lớp hạt nano vàng (AuNPs) phân tán bề mặt nhằm khắc phục tính khơng đồng vị trí liên kết gây tương tác khơng đặc hiệu làm giảm chất lượng tín hiệu cảm biến Lớp AuNPs làm tăng diện tích hiệu dụng bề mặt điện cực dẫn đến làm tăng số lượng phân tử chất phân tích in vào màng polyme Hơn với lớp AuNPs phân bố bề mặt điện cực giúp tạo đơn lớp monome định hướng điện cực, giúp trình hình thành màng polyme có độ đồng bề mặt cao, mỏng nên dễ dàng tách phân tử chất phân tích in vào màng q trình polyme hóa để hình thành khuôn nhận dạng sinh học đặc hiệu, làm tăng hiệu suất chế tạo đầu thu sinh học nhân tạo MIP Trái với công nghệ tại, đầu thu sinh học MIP thường tiến hành điện cực kim loại, cấu trúc MIP tạo thường có dạng đa lớp đa phân tử phức hợp, gây cản trở trình tách phân tử chất phân tích khỏi mạng polyme, làm giảm hiệu suất tạo đầu thu sinh học nhân tạo MIP - Luận án đề xuất kỹ thuật nhằm tổng hợp màng polyme MIP chuỗi mầm poly(aminothiophenol) ngắn tổng hợp sẵn điện cực AuNPs-SPCE Kỹ thuật giúp cảm biến làm cho đầu thu MIP vị trí thuận lợi cho phân tử chất in dễ dàng tái liên kết với chúng Từ giúp cải thiện độ nhạy cảm biến - Do màng polyme MIP có độ dẫn thấp nên thơng thường tín hiệu điện cảm biến không cao dẫn tới độ nhạy cảm biến thấp (tín hiệu cảm biến nồng độ chất phân tích) Luận án đề xuất kỹ thuật nhúng hạt AuNPs vào mạng polyme MIP trình polyme tạo MIP cách: (i) Sử dụng hạt keo vàng kích thước 10 nm, gắn monome p-ATP Lượng thích hợp tổ hợp hạt AuNP-gắn monome trộn vào dung dịch polyme Do đó, trình polyme, hạt nano vàng nhúng vào mạng polyme MIP (ii) Trộn lượng hợp chất hóa học HAuCl4 vào dung dịch polyme quét tạo màng polyme MIP qua điện áp khử Au khỏi hợp chất nhúng vào mạng polyme MIP Hạt nano Au đưa vào màng polyme có tác dụng cải thiện độ dẫn màng polyme làm tăng cường trình vận chuyển điện tử mạng polyme hình thành phân bố ba chiều AuNPs ma trận MIP - Luận án đề xuất phương pháp gắn vi mẫu lên điện cực cảm biến cách sử dụng chíp vi lưu kết hợp quay ly tâm cho phép thao tác dễ dàng, kiểm soát thời gian lượng mẫu sử dụng, giúp tiết kiệm nhân cơng chi phí Bố cục luận án: Luận án trình bày gồm 05 chương khơng kể phần mục lục, danh mục tài liệu tham khảo phụ lục Chương 1: Tổng quan tài liệu Chương 2: Thực nghiệm phương pháp nghiên cứu Chương 3: Cảm biến MIP/EIS phát protein phân tử nhỏ Chương 4: Cảm biến MIP/EIS phát kháng nguyên Chương 5: Cảm biến MIP/EIS phát kháng sinh nước hồ nuôi thủy sản dược phẩm CHƯƠNG 1- TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Cảm biến sinh học điện hóa 1.1.1 Điện cực điện hóa 1.1.2 Cảm biến phổ tổng trở điện hóa Cảm biến sinh học phổ tổng trở điện hóa dựa nguyên tắc nhận biết tương tác sinh học xảy bề mặt điện cực làm việc thông qua thay đổi trở kháng hệ điện hóa Khi đặt điện áp kích thích dao động biên độ nhỏ xoay chiều hình sin lên hệ điện hóa hệ điện hóa xuất dịng điện đáp ứng hình sin tần số góc ω lệch pha góc θ so với điện áp đặt vào [16], [17] Bằng cách quét tần số liên tục từ cao đến thấp với chiều đặt điện cực làm việc cố định ta thu phổ tổng trở cảm biến Phổ tổng trở thực nghiệm xử lý mô mạch điện tương đương mà phần tử mạch điện đại diện cho tính chất điện hệ điện hóa Hình 1.7 Cảm biến miễn dịch phổ tổng trở điện hóa sử dụng chất dò [Fe(CN)6]3-/4-; (a) đầu thu kháng thể cố định điện cực vàng, (b) đầu thu kháng thể liên kết đặc hiệu với kháng nguyên cản trở trình truyền điện tích đến điện cực, (c) mạch tương đương Randles (d) phổ tổng trở biểu diễn mặt phẳng Nyquist cảm biến trước sau phản ứng miễn dịch [19] Cảm biến sinh học phổ tổng trở (impedimetric biosensor) dựa thay đổi trở kháng phức cảm biến cảm biến khảo sát dung dịch điện ly có cặp chất ơxy hóa-khử [16] Hai loại cặp chất ơxy hóa-khử thường sử dụng cặp anion [Fe(CN)6]3-/4- cặp cation [Ru(NH3)6]2+/3+; cặp chất lựa chọn dựa thông số điện tích, kích thước ion [26], [27] (hình 1.7) Cảm biến loại có độ ổn định cao, cảm biến khơng cho phép phân tích nồng độ đối tượng cần phát mà cho phép khảo sát qua bước công nghệ chế tạo cảm biến Ưu điểm cảm biến phổ tổng trở phân tích cách trực tiếp thơng qua phản ứng đặc hiệu đầu thu sinh học chất cần phân tích, điều giúp cho cảm biến phát loại đối tượng sinh học đa dạng 1.2 Công nghệ polyme in dấu phân tử (MIP) 1.2.1 Lịch sử hình thành phát triển công nghệ MIP 1.2.2 Nguyên lý đánh dấu phân tử Hình 1.8 trình bày bước quy trình cơng nghệ chế tạo MIP [48]– [50] Q trình gồm: i) Phân tử khuôn kết hợp với monomer chức thơng qua liên kết cộng hóa trị khơng cộng hóa trị; ii) Q trình polyme hóa bắt đầu với lượng lớn phân tử liên kết chéo chứa hai nhóm chức có khả polyme hóa; iii) Tách loại bỏ phân tử mẫu Hình 1.8 Sơ đồ ngun lý cơng nghệ MIP Hình 1.9 Nguyên tắc nhận dạng in phân tử [48], [52] Các phân tử khuôn mẫu, monome chức năng, liên kết chéo chất khơi mào cần thiết với tỷ lệ tối ưu cho q trình trùng hợp hồn tồn Sau trùng hợp, hốc nhận biết có độ đặc hiệu cao hình thành ma trận MIP cho phân tử khn MIP tạo thành phương pháp khác 1.2.3 Các thành phần MIP 1.2.3.1 Khuôn 1.2.3.2 Các monome chức 1.2.3.3 Các liên kết chéo 1.2.3.4 Tác nhân Porogen (tạo xốp) 1.2.3.5 Chất khơi mào 1.2.4 Ưu điểm công nghệ MIP 1.2.5 Ứng dụng Kết luận chương CHƯƠNG THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Hóa chất thiết bị 2.1.1 Hóa chất 2.1.2 Vật tư, thiết bị 2.2 Quy trình thực nghiệm chế tạo đầu thu sinh học nhân tạo MIP 2.2.1 Chuẩn bị điện cực in carbon biến tính hạt vàng (AuNPs/SPCE) 2.2.2 Tạo lớp màng SAM (p-ATP) điện cực AuNPs-SPCE 2.2.3 Gắn phân tử chất in vào màng SAM 2.2.4 Tạo màng polymer MIP 2.2.4.1 Cảm biến ENRO-MIP 2.2.4.2 Cảm biến Chloramphenicol (CAP)-MIP 2.2.4.3 Cảm biến Norfloxacin (NOR)-MIP 2.2.4.4 Cảm biến Ciprofloxacin (CF)-MIP 2.3 Quy trình phân tích dư lượng hàm lượng kháng sinh Norfloxacin 2.3.1 Phân tích dư lượng kháng sinh NOR nước hồ nuôi thủy sản 2.3.2 Phân tích hàm lượng kháng sinh NOR dược phẩm 2.4 Các thông số đánh giá hoạt động cảm biến 2.3.1 Độ nhạy cảm biến 2.3.2 Khoảng tuyến tính cảm biến 2.3.3 Độ lặp lại cảm biến 2.3.4 Giới hạn phát cảm biến 2.3.5 Độ chọn lọc cảm biến 2.5 Các thông số đánh giá hoạt động cảm biến 2.5.1 Phương pháp phân tích phổ Raman 2.5.2 Phương pháp phân tích phổ UV-Vis 2.5.3 Phương pháp phân tích HPLC 2.5.4 Phương pháp đo phổ tổng trở điện hóa Kết luận chương CHƯƠNG CẢM BIẾN MIP/EIS PHÁT HIỆN PROTEIN PHÂN TỬ NHỎ SARCOSINEVÀ 17-ESTRADIOL 3.1 Cảm biến Sarcosine-MIP/EIS 3.1.1 Ảnh hưởng vật liệu đế lên hình thành màng polyme MIP SEM hình 3.1a 3.1b cho thấy mặt màng MIP điện cực SPAu thô ráp với hạt PATP hình thành có kích thước micromet đó, màng MIP bao phủ điện cực SPC lớp mỏng khó quan sát ảnh SEM Kết cho thấy tốc độ tổng hợp màng polyme điện cực SPAu nhanh gấp nhiều lần so với điện cực AuNPs/SPC Ngoài ra, chênh lệch tốc độ hai trình tổng hợp màng polymer hai loại đế cịn quan sát đồ thị tín hiệu điện phản hồi I/V hình 3.1c 3.1d Điều cho thấy màng polymer hình thành cách chậm rãi bề mặt điện cực AuNPs/SPCE, giúp cho màng mỏng đồng Kết cho thấy tốc độ tổng hợp màng polyme điện cực SPAu nhanh gấp nhiều lần so với điện cực AuNPs/SPC Ngoài ra, chênh lệch tốc độ hai trình tổng hợp màng polymer hai loại đế cịn quan sát đồ thị tín hiệu điện phản hồi I/V hình 3.1c 3.1d Điều cho thấy màng polymer hình thành cách chậm rãi bề mặt điện cực AuNPs/SPCE, giúp cho màng mỏng đồng Hình 3.1 a) Ảnh SEM điện cực SPAu sau biến tính màng MIP; b) Ảnh SEM điện cực SPC sau biến tính màng MIP; c) Đặc trưng dịng-thế q trình polyme hóa điện cực SPAu; d) Đặc trưng dòng-thế trình polyme hóa điện cực SPC 3.1.2 Phân tích đặc tính điện hóa cảm biến qua bước quy trình cơng nghệ Hình 3.2 biểu diễn đồ thị Nyquist phổ EIS sau bước biến tính bề mặt điện cực quy trình chế tạo cảm biến MIP, giá trị tham số phổ EIS fit theo mơ hình Randles mơ tả Hình 3.2 Phổ EIS cảm biến bảng 3.1 Quan sát từ đồ thị ta MIP/AuNPs/SPCE sau bước biến tính thấy điện cực carbon ban đầu có giá trị RCT lớn, kΩ Điều cho thấy, điện cực in carbon nguyên gốc có tính dẫn điện thấp Sau phủ hạt vàng lên bề mặt điện cực carbon, giá trị RCT điện cực làm việc giảm cách đột ngột xuống 200 Ω (nhỏ gần 20 lần so với điện cực carbon ban đầu) quan sát qua đường cong EIS Nhìn chung, lớp hạt vàng bề mặt carbon bị oxi hóa hoạt động cặp điện trở song song làm giảm đáng kể tổng trở bề mặt điện cực Bảng 3.1 Giá trị thành phần mạch tương đương Randles cảm biến MIP/AuNPs/ SPCE sau bước biến tính Các thành phần mạch tương đương Randles Các bước biến tính SPCE Cdl (µF) RCT(k) Bare 6.37 0.16 AuNPs-biến tính 0.16 1.15 Polyme hóa 1.00 0.46 Blank (Mẫu trống) 0.06 16.3 1000 ng 1.41 1.49 Bằng phương pháp tính tốn thay đổi RCT tương ứng với nồng độ sarcosine khác tái liên kết với hốc nhận dạng cản trở trình truyền động lượng cặp ferro/ferrit mà xác định ngược lại nồng độ sarcosine thông qua đường cong chuẩn hóa RCT 3.1.3 Khảo sát hoạt động cảm biến sarcosine-MIP/SPAuE Đồ thị Nyquist phổ tổng trở tương ứng với nồng độ khác biểu diễn hình 3.3 giá trị thành phần phổ trở kháng tương ứng với mơ hình tương đương mơ tả bảng 3.2 Có thể quan sát thấy rằng, phần bán cung thể cho đặc tính cản trở trao đổi điện tích bề mặt điện cực với đầu dị oxi hóa khử K3[Fe(CN)]6/K4[Fe(CN)]6, thay đổi mạnh nồng độ sarcosine tăng từ ng/mL đến 100 ng/mL Tuy nhiên nồng độ Sarcosine tăng từ 100 ng/mL đến 2.6 g/mL, đường kính bán cung Nyquist gần khơng thay đổi Có lẽ số lượng hữu hạn vị trí in phân tử đặc hiệu tạo bề mặt cảm biến MIP/SPAuE sau trình tách loại Sarcosine Độ thô ráp đặc màng MIP điện cực SPAu gây cản trở đáng kể cho trình Hình 3.3 a) Phổ EIS ứng với nồng độ khác cảm biến MIP (15 CVs)/SPAuE sau bước biến tính; b) Đường đặc trưng chuẩn cảm biến MIP/SPAuE NIP/SPAuE Đường chuẩn cảm biến E2-MIP-Au/AuNPs-SPCE mơ tả theo cơng thức thực nghiệm sau: ΔRCT (k) = 34 + 2,2 * C (mol/L) Hệ số R2 = 0,993, cho thấy kết thực phù hợp tuyệt liệu Giới hạn phát (LoD) cảm biến E2 chất lỏng đệm xác định fM với diện tích điện cực nhạy 2,64 mm2 3.2.3 Khảo sát đặc tính chọn lọc cảm biến E2-MIP Các phép đo tham chiếu thực với estriol, testosterone, stigmasterol cholesterol để đánh giá tính chọn lọc cảm biến phát triển dựa MIP E2 Có thể nói cảm biến chế tạo có độ chọn lọc cao E2 Kết luận chương CHƯƠNG CẢM BIẾN MIP/EIS PHÁT HIỆN KHÁNG NGUYÊN ENROFLOXACIN 4.1 Khảo sát hoạt động cảm biến miễn dịch sử dụng đầu thu sinh học tự nhiên Kết phổ EIS cảm biến nồng độ kháng nguyên khác cho thấy đường kính bán cung Nyquist (tương đương giá trị điện trở kháng truyền điện tử RCT) tăng tương ứng với nồng độ kháng ngun ENRO Sự tăng giải thích kháng nguyên liên kết với kháng thể tạo thành lớp điện mơi ngăn cản q trình truyền điện tử đến điện cực Có thể nhận thấy, đường đặc trưng phổ EIS hai loại cảm biến gần giống nhau, bán cung tăng lên nồng độ kháng nguyên tăng Tuy nhiên, giá trị RCT cảm biến sử dụng màng SAM p-ATP (cảm biến 1) lớn so với cảm biến sử dụng màng SAM Cysteamine (cảm biến 2) Hình 4.2 Đường đặc trưng chuẩn thể phụ thuộc ΔRCT vào nồng độ kháng nguyên ENRO hai cảm biến sử dụng đầu thu sinh học tự nhiên Hình 4.3 Độ chọn lọc cảm biến kháng thể ENTRO/SAM/AuNPs/SPCE môi trường chứa chất khác nhau: ENTRO, LEVO, CF Hình 4.2 trình bày đường đặc trưng chuẩn thể phụ thuộc ΔRCT vào nồng độ kháng nguyên ENRO hai cảm biến Kết cho 11 thấy, cảm biến có ΔRCT tăng dải nồng độ ENRO từ đến 15 ng/mL hệ số xác định bội R2 0,970 Với cảm biến R2 đạt giá trị cao hơn, 0,980 Điều chứng tỏ cảm biến có độ tuyến tính tốt cảm biến Từ đường đặc trưng chuẩn cảm biến xác định LOD hai cảm biến 0,1 ng/mL 0,2 ng/mL Giá trị LOD cho thấy cảm biến có khả ứng dụng mức độ chẩn đốn Để đánh giá độ chọn lọc cảm biến chế tạo (hình 4.3), chúng tơi tiến hành khảo sát hoạt động cảm biến môi trường có chứa kháng nguyên/chất khác bao gồm kháng nguyên ENTRO, kháng sinh Levofloxacin (LEVO) kháng sinh Ciprofloxacin (CF) Kết cho thấy cảm biến có độ nhạy 101 Ω/ng mL-1 cảm biến 83 Ω/ng mL-1 4.2 Khảo sát hoạt động cảm biến xác định kháng nguyên ENTRO sử dụng đầu thu sinh học nhân tạo ENTRO-MIP 4.2.1 Khảo sát ảnh hưởng độ dày màng polyme đến độ nhạy cảm biến Chúng tơi tiến hành tạo màng polyme MIP với số vịng quét khác 25, 28, 30 32 vòng Kết đo phổ EIS cho thấy với số vịng qt 25, 28, 30 32 ΔRCT tăng tuyến tính dải nồng độ từ ng/mL đến 10 ng/mL Độ nhạy cảm biến tương ứng với số vòng polyme 25, 28, 30 32 vòng là: 284, 302, 350 241 Ω/ng mL-1 Với số vịng qt 28, cảm biến có độ nhạy tương đối cao hệ số xác định bội cao (R2 0,996) Do vậy, lựa lựa 28 vòng quét tạo màng polyme MIP làm thông số tối ưu chế tạo cảm biến ENRO-MIP 4.2.2 Khảo sát hoạt động cảm biến xác định kháng nguyên ENTRO sử dụng đầu thu sinh học nhân tạo ENTRO-MIP Để đánh giá hoạt động cảm biến sử dụng đầu thu sinh học nhân tạo ENRO-MIP, tiến hành đo phổ EIS so sánh với cảm biến sử dụng đầu thu sinh học tự nhiên kháng thể ENRO/SAM (pATP)/AuNPs/SPCE cảm biến NIP/AuNPs/SPCE (không in phân tử ENRO vào mạng polyme) Trên hình 4.7 trình bày đường chuẩn thể phụ thuộc ΔRCT (sự thay đổi giá trị RCT cảm biến nồng độ kháng nguyên ENRO so với mẫu trắng) vào nồng độ kháng nguyên ENRO cảm biến sử dụng đầu thu sinh học tự nhiên (SAM), đầu thu sinh học nhân tạo (ENRO-MIP) cảm biến NIP Kết cho thấy, cảm biến ENROMIP/AuNPs/SPCE có hệ số xác định bội R2 0,996 độ nhạy đạt 302 12 Ω/ng mL-1, gấp lần so với độ nhạy cảm biến ENRO/SAM(pATP)/AuNPs/SPCE Hình 4.7 Đường đặc trưng chuẩn thể phụ thuộc ΔRCT vào nồng độ kháng nguyên ENRO cảm biến kháng thể ENRO-SAM/AuNPs/SPCE, ENROMIP/AuNPs/SPCE NIP/AuNPs/SPCE Như vậy, cảm biến nhận biết kháng nguyên ENRO sử dụng đầu thu sinh học nhân tạo ENRO-MIP độ nhạy hệ số xác định bội tốt nhiều so với cảm biến sử dụng đầu thu sinh học tự nhiên Giới hạn phát (LOD) cảm biến ENRO-MIP/AuNPs/SPCE 0,05 ng/mL 4.2.3 Đặc trưng quang phổ Raman 4.3 Cảm biến điện hóa enzyme HRP-SAM HRP-MIP 4.3.1 Cảm biến enzyme HRP-SAM/AuNPs/SPCE xác định H2O2 4.3.2 Cảm biến enzyme HRP-MIP/AuNPs/SPCE nhận biết enzyme HRP Kết luận chương CHƯƠNG CẢM BIẾN MIP/EIS PHÁT HIỆN KHÁNG SINH TRONG NƯỚC HỒ NUÔI THỦY SẢN, DƯỢC PHẨM 5.1 Cảm biến CAP-MIP/EIS 5.1.1 Đặc trưng cảm biến CAP-MIP Các kết đo SEM Raman chứng tỏ thành công việc chế tạo đầu thu sinh học nhân tạo CAP-MIP điện cực AuNPs/SPCE 5.1.2 Hoạt động cảm biến Đặc trưng phổ EIS CAP (với nồng độ xác định từ nM đến 16,6 μM) tái liên kết với đầu thu sinh học CAP-MIP khảo sát Từ kết xác định đường chuẩn, tiến hành khớp tuyến tính đường đặc trưng chuẩn, xác định giới hạn phát (LOD) cảm biến 3,67 nM với hệ số tuyến tính cao (R2 = 0,992) 13 Như vậy, việc pha tạp AuNPs vào mạng polyme, độ nhạy cảm biến MIP/EIS cải thiện đáng kể so với nghiên cứu trước 5.1.3 Độ chọn lọc cảm biến Kết cho thấy tín hiệu thu cảm biến khơng thay đổi nhiều so với tín hiệu đo dung dịch có kháng Hình 5.3 b) Đường chuẩn cảm sinh CAP Như thấy tín biến CAP-MIP/AuNPs/SPCE cảm biến đối chứng NIP hiệu thu cảm biến tái liên kết phân tử chất phân tích CAP với khn in Có thể nói cảm biến chế tạo có độ chọn lọc cao 5.2 Cảm biến NOR-MIP/EIS 5.2.1 Đặc trưng cảm biến NOR-MIP/EIS Kết đo đặc trưng dịng-thế q trình điện hóa tạo mạng polyme MIP sử dụng phương pháp quét tuần hồn SEM hình 5.5 cho thấy với quy trình thực nghiệm chúng tơi sử dụng cảm biến chế tạo thành cơng Hình 5.5 a) Đặc trưng dịng-thế q trình in phân tử NOR vào màng poly(aminothiophenol) theo phương pháp qt tuần hồn (20 vịng quét, tốc độ 50 mV/s) b) Ảnh kính hiển vi điện tử quét (SEM) màng in phân tử NOR điện cực in bon biến tính hạt vàng Hình 5.6 thể phổ tổng trở điện hóa cảm biến sau bước chế tạo Sau khớp với mạch tương đương Randles, xác định giá trị điện trở truyền điện tích RCT bước Đầu tiên khảo sát giá trị điện trở truyền điện tích điện cực in 14 bon, giá trị RCT lớn (12,0 kΩ) Sau điện cực biến tính hạt nano vàng phương pháp qt tuần hồn với số vịng qt 20 vịng, giá trị điện trở truyền điện tích giảm nhiều phủ AuNPs bề mặt (0,8 kΩ) ta thấy rõ qua đường kính đường cong Nyquist Sau loại phân tử kháng sinh NOR, giá trị điện trở truyền điện tích tăng lên nhiên nhỏ (0,3 kΩ) Đặc trưng quang phổ Raman bước chế tạo trình bày hình 5.7 Hình 5.6 Đường đặc trưng điện hóa cảm biến sau bước chế tạo a) điện cực in bon (SPCE), b) điện cực in bon biến tính hạt vàng (AuNPs/SPCE), c) mạng polyme in phân tử Norfloxacin (NOR-MIP/AuNPsSPCE), d) loại bỏ phân tử NOR khỏi mạng polyme Hình 5.7 Đặc trưng quang phổ Raman bước chế tạo Như vậy, phép đo quang phổ Raman cho thấy đầu thu sinh học nhân tạo NOR-MIP chế tạo thành công 5.2.2 Khảo sát hoạt động cảm biến NOR-MIP/EIS Hình 5.8 Đặc trưng phổ EIS ghi nhận nồng độ NOR cảm biến NOR-MIP/EIS phổ EIS mẫu đối chứng NIP Trên hình 5.8 trình bày đặc trưng EIS cảm biến xác định kháng sinh sử dụng đầu thu sinh học xác định kháng sinh NOR mẫu đối 15 chứng (NIP) trước sau nhỏ µL phân tử NOR (nồng độ xác định từ 0,32 ng/mL đến 31,91 ng/mL) Kết cho thấy đường kính bán cung Nyquist (tương ứng với giá trị RCT) tăng nồng độ NOR tăng Giá trị điện trở truyền điện tích tăng giải thích q trình tái liên kết phân tử NOR với hốc nhận diện bề mặt điện cực tạo lớp điện môi ngăn cản điện tử truyền tới điện cực Cảm biến có độ nhạy 66,32 /ppb Kết thêm hạt nano vàng vào mạng polyme theo cách trộn thêm dung dịch HAuCl4 vào dung dịch polyme hạt keo vàng kích thước 10 nm gắn p-ATP vào dung dịch polyme cho thấy giá trị điện trở truyền điện tích tăng mạnh so với phương pháp không trộn hạt vàng, độ nhạy cảm biến 171,32 /ppb tăng gấp 2,5 lần so với cảm biến chưa trộn hạt vàng Quan sát đường đặc trưng loại cảm biến ta thấy loại cảm biến có vùng làm việc tuyến tính (i) nồng độ NOR thấp từ 0,32 ng/mL đến 3,19 ng/mL (ii) nồng độ NOR từ 3,19 ng/mL đến 31,91 ng/mL Có thể thấy vùng tuyến tính giá trị ΔRCT cảm biến trộn hạt nano vàng tăng nhanh nhiều so với cảm biến không trộn hạt vàng Điều chứng tỏ cảm biến pha tạp thêm AuNPs vào trình polyme cho độ nhạy cao hẳn cảm biến không pha tạp AuNPs vào màng polyme MIP 5.2.3 Độ lặp lại cảm biến Kết nghiên cứu cho thấy cảm biến có độ lệch chuẩn điện trở truyền điện tích nhỏ (< 6%) Như cảm biến chế tạo theo quy trình cho độ lặp lại cao 5.2.4 Đường đặc trưng chuẩn cảm biến Giá trị LOD vùng 0,15 ng/mL, vùng 0,82 nM Theo sau giới hạn định lượng (LOQ) cảm biến vùng 0,5 ng/mL vùng 2,76 ng/mL Như giải nồng độ làm việc cảm biến ứng với vùng tuyến tính 0,5 ng/mL đến 3,19 ng/mL 2,76 ng/mL đến 31,91 ng/mL Bảng 5.1 thể số kết xác định nồng độ kháng sinh thuốc thực phẩm cơng bố tạp chí quốc tế Bảng 5.1 Một số kết xác định nồng độ kháng sinh Norfloxacin công bố tạp chí khoa học giới Giới hạn Phương Dải làm việc Hóa chất phát TLTK pháp (µg mL-1) -1 (µg mL ) Phân tích Carbon nanotubes 0,016 0,032-1,913 [203] điện hóa 16 UV Hydrochloridric acid 0,67 2,0 – 7,0 [206] VIS Hydrochloridric acid 22,05 90 – 120 [206] Phân tích điện hóa Glassy carbon electrode 1,1 5–50 [208] Quét tuần hoàn Pyrrole 0,015 0,032-2,553 [224] HPLC Sodium starch glycolate 2,185 5–20 [201] 5.2.5 Độ chọn lọc cảm biến Cảm biến NOR-MIP/EIS có độ chọn lọc cao NOR 5.3 Xác định dư lượng kháng sinh NOR nước hồ nuôi thủy sản 5.3.1 Kết phân tích sử dụng cảm biến NOR-MIP/EIS Kết đường đặc trưng điện hóa cảm biến sau phân tích mẫu nước thêm kháng sinh NOR cho thấy giá trị điện trở truyền điện tích tăng cho thêm kháng sinh chuẩn vào nước hồ nuôi Điều chứng tỏ điều kiện thực tế có nhiều loại kháng sinh khác có nhiều thành phần sinh học phức tạp, phân tử NOR tái liên kết với khn in đặc hiệu chúng Chúng tiến hành tương tự với mẫu đo giá trị điện trở truyền điện tích tương tự mẫu Kết giá trị điện trở truyền điện tích tương đương với sai số nhỏ (5%) Hơn nữa, chúng tơi tính độ thu hồi cảm biến hoạt động điều kiện thực tế Độ thu hồi thể bảng 5.2, ta thấy cảm biến hoạt động tốt điều kiện thực tế với độ thu hồi cao (> 94%) Bảng 5.2 Kết phân tích mẫu nước hồ ni cá bớp thêm chất chuẩn phương pháp điện hóa Nồng độ thêm vào Nồng độ tìm thấy Độ hồi phục (ng/mL) (ng/mL) (%) 0,96 0,94 98,68 3,19 3,23 101,43 12,76 12,02 94,17 19,14 18,75 97,91 5.3.2 Kết phân tích sử dụng phương pháp HPLC Từ sắc kí đồ thu được, xây dựng đường đặc trưng chuẩn thể kết phân tích HPLC kháng sinh NOR phân tán pha động nồng độ 10, 20 30,50, 100, 150, 200 ppb Với nồng độ 10 ppb mẫu có thời gian lưu 4,96 phút diện tích đỉnh 1145,3 Với 17 nồng độ mẫu có đỉnh xấp xỉ 4,9 phút diện tích đỉnh tăng dần theo độ tăng nồng độ kháng sinh NOR Đường đặc trưng chuẩn xác định kháng sinh NOR theo phương pháp HPLC cho thấy giá trị diện tích píc NOR tăng tuyến tính với gia tăng nồng độ NOR đạt độ tuyến tính cao R2= 0,998 Kết phân tích mẫu nước hồ ni cho thấy, qua phương pháp phân tích đối chiếu, chúng tơi khẳng định chế tạo thành công cảm biến sinh học sử dụng đầu thu sinh học nhân tạo NOR-MIP nhằm phân tích định lượng kháng sinh Norfloxacin nước hồ ni thủy sản 5.4 Xác định hàm lượng kháng sinh Norfloxacin dược phẩm 5.4.1 Kết phân tích sử dụng cảm biến NOR-MIP/EIS Thuốc sau xử lý, mẫu thuốc pha loãng cho nồng độ đạt ng/mL Sau thuốc phân tích điện hóa Giá trị nồng độ kháng sinh 398,03 ± 0,53 mg Giá trị lệch 0,5 % so với giá trị nhà sản xuất (400 mg) Điều chấp nhận sản xuất thuốc 5.4.2 Kết phân tích sử dụng quang phổ UV-Vis Kháng sinh NOR đo dải nồng độ từ µg/mL đến 40 µg/mL Hình 5.19 Phổ hấp thụ UV-VIS phân tích kháng sinh NOR (a) đường chuẩn (b) dải nồng độ từ µg/mL đến 40 µg/mL Hình 5.19a thể đặc trưng quang phổ UV-VIS phân tích kháng sinh NOR dải nồng độ từ µg/mL đến 40 µg/mL Đường chuẩn phương pháp thể hình 4.9b, ta thấy có vùng tuyến tính từ đến 20 µg/mL từ 20 đến 40 µg/mL Giá trị nồng độ kháng sinh phân tích 398,30 ±0,2 Giá trị lệch 0,4 % so với giá trị nhà sản xuất (400 mg) Điều chấp nhận sản xuất thuốc Qua phương pháp cho kết hàm lượng kháng sinh thuốc kháng sinh NOR 400 mg với giá trị 18 nhà sản xuất Kết hoàn toàn phù hợp với kết phân tích sử dụng cảm biến NOR-MIP/EIS 5.5 Cảm biến CF-MIP 5.5.1 Khảo sát hình thái bề mặt điện cực cảm biến Kết chụp SEM bề mặt điện cực cảm biến chế tạo theo phương pháp phương pháp cho thấy trình tạo hạt nano vàng đế thành công, hạt vàng phân bố phân tán bề mặt điện cực lớp màng polyme-MIP hình thành lớp hạt vàng 5.5.2 Khảo sát hoạt động cảm biến với đầu thu CF-MIP chế tạo theo phương pháp 5.5.2.1 Đặc trưng phổ tán xạ Raman 5.5.2.2 Xây dựng đường chuẩn cảm biến sử dụng đầu thu CF-MIP phương pháp phổ tổng trở điện hóa Thơng qua khớp phổ EIS sử dụng mạch tương đương Randles, cảm biến CF-MIP dải nồng độ kháng sinh CF từ ng/mL đến 13,24 ng/mL, giá trị điện trở truyền điện tích RCT tăng từ 0,12 kΩ đến 17,45 kΩ, với cảm biến NIP thay đổi cỡ 400  dải nồng độ CF từ ng/mL đến 33,1 µg/mL Kết cho thấy thay đổi tín hiệu cảm biến (RCT) hồn toàn tái liên kết phân tử CF với khuôn in đặc hiệu chúng (đầu thu CF-MIP) Hình 5.24 Đường đặc trưng chuẩn cảm biến CF-MIP với RCT (k) hàm nồng độ CF (ng/mL) Tất điểm đo đồ thị giá trị trung bình 03 cảm biến chế tạo độc lập sử dụng quy trình sai số giá trị độ lệch chuẩn (cỡ %) Đường đặc trưng chuẩn chia thành hai vùng tuyến tính ứng với nồng độ CF từ 0,33 ng/mL đến 3,31 ng/mL từ 3,31 ng/mL đến 13,24 ng/mL 19 Kết cho thấy cảm biến CF-MIP có khả phân tích định lượng kháng sinh CF dải nồng độ rộng từ 0,33 ng/mL đến 13,24 ng/mL Giới hạn phát (LOD) cảm biến hai vùng nồng độ từ 0,33 ng/mL đến 3,31 ng/mLvà từ 3,31 ng/mL đến 13,24 ng/mL tương ứng 6,0 pg/mL 15,4 pg/mL 5.5.2.3 Xác định hàm lượng kháng sinh CF dược phẩm Trên hình 5.26 trình bày phổ EIS cảm biến CF-MIP cảm biến NIP tiếp xúc với dung dịch thuốc nhỏ mắt với pha loãng với số lần xác định Đặc trưng EIS phân tích mẫu thuốc nhỏ mắt Prolaxi 0.3% nồng độ khác (A) Cảm biến CF-MIP (B) Cảm biến NIP Nồng độ kháng sinh CF có thuốc nhỏ mắt xác định có giá trị nằm khoảng từ 3,02 mg/mL đến 3,10 mg/mL Giá trị hoàn toàn phù hợp với sai số ghi bao bì sản phẩm sai số nồng độ CF sử dụng sản phẩm có giá trị từ 0,5% đến 3,5% (trong giới hạn cho phép Bộ Y tế) Hình 5.26 Đặc trưng EIS phân tích mẫu thuốc nhỏ mắt Prolaxi 0.3% nồng độ khác (A) Cảm biến CF-MIP (B) Cảm biến NIP Kết phân tích CF theo phương pháp phổ hấp thụ UV-Vis cho thấy nồng độ kháng sinh CF thuốc nhỏ mắt có giá trị nằm khoảng từ 3,17 mg/mL đến 3,19 mg/mL cao nồng độ ghi bao bì sản phẩm (0,3% tương đương với mg/mL) Tuy nhiên, kết giới hạn cho phép mà Bộ y tế quy định chế phẩm thuốc nhỏ mắt có chứa kháng sinh CF sai lệch không 10% so với hàm lượng ghi bao bì Kết hồn tồn phù hợp với kết phân tích sử dụng cảm biến CF-MIP/EIS 20 5.5.3 Khảo sát hoạt động cảm biến với đầu thu CF-MIP chế tạo theo phương pháp 5.5.3.1 Xây dựng đường chuẩn cảm biến CF-MIP/EIS Từ đường đặc trưng chuẩn xây dựng cảm biến CF-MIP cho thấy phụ thuộc giá trị ∆RCT (sự thay đổi giá trị RCT cảm biến nồng độ kháng sinh CF so với mẫu trắng) vào nồng độ kháng sinh CF Kết cho thấy cảm biến CF-MIP có khả phân tích định lượng nồng độ kháng sinh CF dải nồng độ rộng từ ppb đến 60 ppb cho giới hạn phân tích LOD = 0.15 ppb 5.5.3.2 Xác định dư lượng kháng sinh CF mẫu nước hồ nuôi thủy sản Chúng ứng dụng cảm biển CF-MIP/EIS phân tích định lượng dư lượng kháng sinh CF hồ nuôi thủy sản Mẫu nước sử dụng phân tích mẫu nước hồ ni ngao hồ ni tơm sú Tuy Hòa - Phú Yên Các mẫu nước thu thập từ khu vực hồ nuôi sử dụng để phân tích vịng 48 để thu kết xác Ảnh chụp thực tế khu vực hồ nuôi thủy sản với mẫu nước sử dụng để phân tích thể ảnh phụ lục C5.3 Hình 5.32 Phổ EIS mẫu nước pha loãng 10 lần đệm dung dịch HCl 0.1 N với (A) mẫu nước hồ nuôi tôm sú (B) mẫu nước hồ ni ngao Trên hình 5.32 trình bày phổ EIS cảm biến CF-MIP/EIS phân tích dư lượng kháng sinh CF mẫu nước hồ nuôi tôm sú nước hồ ni ngao Mẫu nước pha lỗng giảm 10 lần dung dịch HCl 0,1 N Kết đo trở kháng phức cảm biến thu nồng độ CF hồ ni tơm sú sau pha lỗng 10 lần 157 ppb Như vậy, tồn dư kháng sinh CF hồ nuôi tôm sú 157 ppb Kết phân tích sắc ký CF với nồng độ khác nhau, sắc ký đồ mẫu tôm sú xuất píc rửa giải phút thứ 5,452 với diện tích píc 15342,1 Đây đỉnh rửa giải đặc trưng CF Áp vào đường chuẩn xác định nồng độ CF hồ nuôi tôm sú 159,7 ppb 21 Kết phù hợp với kết đo cảm biến CF-MIP/EIS (nồng độ CF phát 157 ppb) Phân tích tương tự mẫu nước hồ nuôi ngao thu nồng độ CF thu hồi phép phân tích HPLC 53,89 ppb (tương đương 107,8 %) Kết lần khẳng định tương đương phương pháp phân tích HPLC phương pháp EIS sử dụng cảm biến CF-MIP chúng tơi chế tạo Kết phân tích sắc kí lỏng hiệu cao mẫu nước hồ nuôi cho thấy, dư lượng kháng sinh CF tồn dư mẫu nước hồ ni tơm sú đạt nồng độ 159,7 ppb cịn mẫu nước hồ ni ngao khơng có tồn dư kháng sinh CF So sánh kết với kết phân tích cảm biến, nhận thấy hai kết tương đương chứng tỏ cảm biến mà chế tạo hoạt động tốt môi trường mẫu thực Nhìn chung, qua phương pháp phân tích đối chiếu, khẳng định chế tạo thành công cảm biến sinh học sử dụng đầu thu sinh học nhân tạo CF-MIP nhằm phân tích định lượng kháng sinh Ciprofloxacin nước hồ nuôi thủy sản 5.6 Công nghệ vi lưu kết hợp quay ly tâm gắn vi mẫu lên điện cực cảm biến 5.6.1 Đặt vấn đề 5.6.2 Thiết kế chế tạo chíp vi lưu kết hợp quay ly tâm (CMF) 5.6.3 Nghiên cứu ảnh hưởng dòng dung dịch buồng phản ứng CMF 5.6.4 Khảo sát hoạt động cảm biến MIP-QCM sử dụng CMF quy trình chế tạo Như vậy, theo nguyên tắc sử dụng kênh vi dẫn dùng lực ly tâm để tác dụng lực đủ lớn cho phép gắn hiệu mẫu sinh học lên bề mặt điện cực cảm biến sinh học Thiết bị cho phép sử dụng lượng mẫu nằm khoảng từ đến 20µL, thay khoảng từ đến 5mL để gắn mẫu lên cảm biến Điều tiết kiệm lượng mẫu lớn, khoảng 1/1000 so với phương pháp gắn thông thường, giúp giảm chi phí xét nghiệm Ngồi ra, việc sử dụng lực ly tâm, thiết bị cho phép gắn mẫu nhanh, đồng đều, không thời gian chờ phương pháp thông thường Hơn nữa, thiết bị vi lưu để gắn mẫu lên cảm biến sinh học cho phép gắn mẫu tập trung phần diện tích cần gắn mẫu cảm biến sinh học, điều giúp giảm phản ứng phụ gây ảnh hưởng đến kết xét nghiệm Bằng cách bố trí kênh vi dẫn khoang gắn mẫu phủ lên phần diện tích cần gắn mẫu cảm 22 biến sinh học, thiết bị đảm bảo phần mẫu gắn lên phần diện tích cần thiết, ra, với việc điều khiển tốc độ ly tâm, cho phép điều khiển mật độ mẫu gắn lên cảm biến Điều vừa tiết kiệm mẫu vừa đảm bảo khả gắn kết nhanh, đồng mẫu lên bề mặt cảm biến giúp tăng độ xác độ nhạy cảm biến sinh học Bằng cách sử dụng vi kênh lắp ghép tạo bề mặt cảm biến sinh học sử dụng lực ly tâm để gắn mẫu cho phép loại bỏ vấn đề bọt khí, ngồi ra, với thiết kế này, việc tháo, lắp vệ sinh vi kênh dễ dàng, có khả tái sử dụng cao Thiết bị vi lưu dễ dàng áp dụng máy ly tâm sẵn có phịng xét nghiệm mà khơng cần thiết bị gắn phức tạp với nhiều đường bơm Bằng cách thiết kế đơn giản, dễ áp dụng, thiết bị cho phép thao tác dễ dàng, kiểm soát thời gian lượng mẫu sử dụng, giúp tiết kiệm nhân cơng chi phí Kết luận chương KẾT LUẬN 1) Đã xây dựng hồn thiện quy trình công nghệ tối ưu chế tạo đầu thu sinh học nhân tạo MIP dạng màng điện cực mực in vàng SPAuE điện cực mực in bon biến tính lớp hạt nano vàng mỏng phân bố phân tán bề mặt Màng polyme MIP điện cực cảm biến tổng hợp theo phương pháp điện hóa quét tuần hoàn Phân tử chất in tách loại khỏi màng polyme phương pháp điện hóa áp tĩnh Các điều kiện tối ưu bước công nghệ tạo màng polyme MIP tách loại phân tử chất in khỏi màng polyme khảo sát chi tiết đưa điều kiện tối ưu cho loại phân tử chất in Phương pháp đo phổ tổng trở điện hóa EIS phương pháp quang phổ Raman áp dụng sau bước quy trình cơng nghệ để khảo sát q trình hình thành đầu thu sinh học nhân tạo MIP Dựa vào kết cho phép đưa điều kiện tối ưu cho bước công nghệ 2) Ba loại cảm biến điện hóa phổ tổng trở EIS sử dụng đầu thu sinh học nhân tạo MIP chế tạo thành công phát phân tử nhỏ bao gồm protein, kháng nguyên kháng sinh Các kỹ thuật tiên tiến giải pháp công nghệ tối ưu áp dụng để làm tăng độ nhạy, độ chọn lọc độ lặp lại cảm biến Cảm biến MIP/EIS phát kháng sinh bước đầu cho thấy hoạt động tốt 23 môi trường thực mẫu thực nước hồ nuôi hải sản dược phẩm Kết đo cảm biến MIP/EIS hoàn toàn phù hợp với kết đo phương pháp HPLC phương pháp UV-vis Các kết cho thấy ưu điểm MIP so với đầu thu sinh học tự nhiên sử dụng cảm biến sinh học 3) Thiết kế chế tạo thành công hệ thiết bị vi lưu ly tâm cho phép gắn cách hiệu mẫu sinh học lên điện cực cảm biến Bằng cách sử dụng vi kênh lắp ghép tạo bề mặt cảm biến sinh học sử dụng lực ly tâm để gắn mẫu cho phép loại bỏ vấn đề bọt khí, ngồi ra, với thiết kế này, việc tháo, lắp vệ sinh vi kênh dễ dàng, có khả tái sử dụng cao Thiết bị có thiết kế đơn giản, dễ áp dụng, thiết bị cho phép thao tác dễ dàng, kiểm soát thời gian lượng mẫu sử dụng, giúp tiết kiệm nhân cơng chi phí TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC 24 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN Phí Văn Tồn, Nguyễn Quốc Hảo Trương Thị Ngọc Liên, Vai trò hạt nano vàng công nghệ polyme in phân tử ứng dụng chế tạo cảm biến phát Chloramphenicol, Hội nghị VLCR khoa học Vật liệu toàn quốc lần thứ X, (10/2017), pp743-746, 2017, ISBN: 978-604-95-0326-9 Tin Phan Nguy, Toan Van Phi, Do T N Tram, Truong T N Lien, Kasper Eersels, Patrick Wagner, Development of an impedimetric sensor for the label-free detection of the amino acid sarcosine with molecularly imprinted polymer receptors, Sensors and Actuators B 246 (2017) 461–470, ISSN 09254005 Toan Van Phi, Yoshiaki Ukita, Lien T N Truong, Development of centrifugal microfluidic technology for ultra low-volume and ultra sensitive QCM-based biosensing system, The 5th Academic Conference on Natural Science for Young Scientists, Master and PhD Students from Asean Countries, 4-7 October, 2018, Da Lat, Vietnam Phí Văn Tồn, Nguyễn Quốc Hảo, Trương Thị Ngọc Liên, Công nghệ polyme in phân tử (MIP) ứng dụng chế tạo cảm biến xác định kháng sinh Chloramphenicol, Tạp chí khoa học & cơng nghệ trường Đại học Kỹ thuật, Số 129/ 2018 pp 74-78, ISSN:2354-1083 T N Lien Truong, Phi Van Toan and Nguyen Quoc Hao, Using AuNPs-modified screen-printed electrode in the development of molecularly imprinted polymer for artificial bioreceptor fabrication to improve biosensor sensitivity for 17β-estradiol detection, Adv Nat Sci.: Nanosci Nanotechnol IOP Publishing, 10 (2019) 015015 (6pp) online 20/3/2019, ISSN: 2043-6262 Bằng độc quyền sáng chế, Thiết bị vi dòng để gắn vi mẫu lên cảm biến sinh học phương pháp gắn vi mẫu lên cảm biến sinh học, số 21439, chủ đơn trường Đại học Bách Khoa Hà Nội (VN), tác giả Phí Văn Tồn (VN), Trương Thị Ngọc Liên (VN), Yoshiaki Ukita (JP), số điểm bảo hộ 14, Quyết định cấp số: 53603/QĐ-SHTT, ngày 01/07/2019, Cục Sở Hữu Trí Tuệ, Bộ Khoa Học Cơng Nghệ a ... đích nghiên cứu: Nghiên cứu phát triển công nghệ polyme in phân tử (MIP) chế tạo đầu thu sinh học nhân tạo điện cực mực in bon phủ hạt nano vàng ứng dụng cảm biến sinh học phát định lượng phân tử. .. phân tử nhỏ Nghiên cứu chế tạo cảm biến sinh học phổ tổng trở điện hóa (EIS) sử dụng đầu thu sinh học nhân tạo MIP phát protein (sarcosine 17β-estradiol), kháng nguyên Enrofloxacin kháng sinh nước... nghĩa khoa học thực tiễn đề tài: Về ý nghĩa khoa học, kết luận án góp phần phát triển công nghệ polymer in phân tử (MIP) chế tạo đầu thu sinh học nhân tạo ứng dụng cảm biến sinh học phát định