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)

187 14 0
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)

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ 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 Đương nhiên, gần tế bào chứa tập hợp từ 100 đến 200 phân tử hữu có trọng lượng phân tử thấp khác nhau, bao gồm axit amin phổ biến, nucleotide, đường dẫn xuất phosphoryl hóa chúng Mặt khác, phân tử tổng hợp nhỏ, người tạo sản xuất sinh học tổng hợp, ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực bao gồm phân tích dược phẩm, lâm sàng, mơi trường thực phẩm Nhiều phân tử nhỏ chất gây ô nhiễm tiếng thực phẩm, thức ăn chăn nuôi sản phẩm nông nghiệp khác Thông thường, nhiều phân tử nhỏ phát phương pháp sắc ký cung cấp độ nhạy độ đặc hiệu cao Tuy nhiên, chi phí cao, thiết bị đo đạc cồng kềnh yêu cầu chuyên môn cao, phương pháp khơng phù hợp cho mục đích Ngược lại, cảm biến sinh học cung cấp giải pháp thay rẻ nhanh Vô số cảm biến sinh học xét nghiệm phân tích sinh học khác cơng bố cho nhiều nhóm chất phân tích phân tử nhỏ khác nhau, từ xét nghiệm hấp thụ miễn dịch liên kết với enzym (ELISA) truyền thống xét nghiệm dòng chảy bên đến vi mạch huỳnh quang cảm biến điện hóa Một số ưu điểm cảm biến sinh học so với phương pháp cổ điển 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 mơi 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 Thứ nhất, phân tử nhỏ mục tiêu thách thức nhiều yếu tố nhận dạng, đặc biệt kháng thể riêng phân tử nhỏ khơng thể kích thích hệ thống miễn dịch chịu trách nhiệm sản xuất kháng thể Do đó, kháng thể đặc hiệu với phân tử nhỏ thường chọn cách sử dụng phân tử nhỏ liên hợp với phân tử mang lớn hơn, điều tạo kháng thể đặc hiệu cho liên hợp cho phân tử nhỏ tự Do kích thước nhỏ chúng, đoạn kháng thể tái tổ hợp góp phần làm giảm liên kết không đặc hiệu cản trở Steric thấp so với kháng thể nguyên vẹn Tuy nhiên, kháng thể tái tổ hợp thể lực tốt chí tương tự so với kháng thể thông thường, điều hạn chế việc sử dụng chúng để phát phân tử nhỏ có nồng độ thấp yêu cầu yếu tố nhận biết phải có lực cao Công 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 MIP thường sử dụng ma trận polyme kết hợp chất cần phân tích gốc monome (monomer) Sau loại bỏ chất phân tích (được gọi khuôn mẫu) màng polyme xuất khuôn nhận dạng phân tử mạnh Tại số vị trí khn có đính liên kết có tính chọn lọc tương tự đầu thu sinh học tự nhiên kháng nguyên, kháng thể enzyme Độ chọn lọc MIP cao dựa vào yếu tố hình dạng, kích thước nhóm chức hóa học chất phân tích Chính vậy, MIP khơng nhận diện chất sinh học mà đặc biệt hữu ích với chất hóa học Ưu điểm đầu thu sinh học nhân tạo MIP có độ bền ổn định cao so với đầu thu sinh học tự nhiên môi trường khắc nghiệt độ pH cao thấp, áp suất cao hay nhiệt độ cao thấp MIP sử dụng nhiều tháng mà khơng có tổn thất hiệu sử dụng yêu cầu bảo quản đơn giản so với chất sinh học tự nhiên Do đặc tính này, MIP thu hút ý ngày tăng nhà nghiên cứu thông qua số lượng báo tăng hàng năm MIP xem lựa chọn thay đầy hứa hẹn cho đối tác sinh học chúng để phát triển hướng lĩnh vực nghiên cứu đa ngành sắc ký, công nghệ sinh học, khoa học môi trường, an toàn thực phẩm đặc biệt cảm biến sinh học Tuy nhiên, việc ứng dụng MIP cảm biến sinh học tồn số hạn chế cần khắc phục trước đưa sản phẩm thương mại Trước hết, tính khơng đồng vị trí liên kết gây tương tác khơng đặc hiệu làm giảm chất lượng tín hiệu Để khắc phục vấn đề này, số nghiên cứu sử dụng phương pháp tổ hợp tính tốn để lựa chọn tỷ lệ monome phân tử chất phân tích Thứ hai, tính chất ngẫu nhiên q trình polyme hóa ảnh hưởng đến tính đồng việc phân bố khn in mạng polyme, gây biến thiên không mong muốn khuếch tán Để khắc phục nhược điểm này, số phương pháp áp dụng để cải thiện MIP chuyển đổi chuỗi phân mảnh bổ sung đảo ngược (Reversible addition-fragmentation chain transfer), phản ứng trùng hợp chuyển hóa gốc nguyên tử (atom transfer radical polymeisation), khởi tạo lắng đọng hóa học (Initiated chemical vapour deposition) gắn hóa học (click-chemistry) Ngồi ra, số phương pháp phát triển cấu trúc lõi-vỏ, vật liệu composit lai hữu vô cơ, kỹ thuật màng mỏng quang khắc “mềm” (softphotolithography) để tạo khn Để tăng cường tín hiệu cảm biến mở rộng phạm vi ứng dụng, số hình mẫu cảm biến ứng dụng MIP phát triển bao gồm đơn chất phân tích nhiều đế, đa chất phân tích mảng đế đơn, chíp vi dịng hệ thống lab - on - valve Tuy nhiên, cảm biến MIP cần giải pháp thỏa đáng cách thức chúng sản xuất tích hợp cách kinh tế vào thiết bị Do đó, 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 Các phân tử nhỏ lựa chọn nghiên cứu bao gồm protein (sarcosine, 17βestradiol), kháng nguyên Enrofloxacin kháng sinh (Chloramphenicol, Ciproflocaxin, Norfloxacin) Đây dấu phân tử nhỏ đánh giá mức độ chẩn đốn bệnh, chẩn đốn việc sử dụng hc môn tăng trưởng kháng sinh thực phẩm Sarcosine hay gọi N-methyl glysine chất sinh q trình chuyển hóa phân giải Glysine Năm 2009, Sreekumar nhóm cơng bố kết nghiên cứu cơng nhận rộng rãi vai trị tiềm sarcosine để phát chẩn đoán ung thư tiền liệt tuyến [129] Nhóm nghiên cứu thực thực nghiệm kiểm tra so sánh khả chẩn đốn xác Sarcosine PSA với bệnh nhân có số PSA dải xám (4 -10 ng/mL) Kết thu cho thấy Sarcosine có số AUC cao so với PSA Cho nên dấu sinh học tiềm cho việc chẩn đoán ung thư tiền liệt tuyến 17β-estradiol, tiêu thụ trải qua trình trao đổi chất, số tích tụ mơ có lực số khác bị đào thải khỏi thể theo đường nước tiểu Các hợp chất tiết phát nước thải nồng độ thấp, từ vài ng/ L đến μg/ L Điều đáng ý số nghiên cứu thực cho thấy tác dụng phụ liên quan đến chất gây rối loạn nội tiết nước thải, bao gồm q trình nữ hóa cá đực, giảm số lượng tinh trùng, chậm rối loạn chức sinh sản, vitellogenin giảm nở trứng cá [137], [141], [142] Ở người, estradiol gây ung thư vú tinh hoàn, thay đổi nội tiết tố, giảm khả sinh sản nam giới vấn đề sức khỏe khác [136] Tại Việt Nam lượng lớn dược phẩm sử dụng động vật bao gồm kháng sinh, vitamin thuốc diệt ký sinh trùng Trong đó, kháng sinh chiếm tới 70% Chăn nuôi lợn gia cầm thường bổ sung kháng sinh Tetracycline Tylosin cịn ni trồng thủy sản kháng sinh nhóm Quinolones Sulfonamides.Có khoảng 700g kháng sinh sử dụng cá nuôi trồng thủy sản Việt Nam, cao gấp lần so với quốc gia khác (Báo cáo từ Cục Quản lý Thực phẩm, Hà Lan, 2009, mã VWA/BuR/2009/13186) Theo báo cáo Bộ Nông nghiệp, tình hình sử dụng kháng sinh chăn ni chưa hợp lý Việc lựa chọn kháng sinh liều dùng dựa chủ yếu kinh nghiệm (chiếm 44%), 33% theo hướng dẫn bác sĩ thú y 17% theo nhà sản xuất Nhiều chủ hộ chăn nuôi không tuân thủ quy chế việc ngừng sử dụng kháng sinh trước thu hoạch sản phẩm từ động vật Trong tháng năm 2014, có tổng cộng 11 lơ tôm Việt Nam bị thị trường lớn EU Nhật Bản phát dư lượng Oxytetraxycline Trong đó, số lô tôm bị cảnh báo Nhật cịn EU (số lơ tơm bị phát dư lượng kháng sinh Oxytetraxycline EU năm 2013) Các lô tôm bị cảnh báo có dư lượng thấp 0,3 ppm cao 2,1 ppm (mức giới hạn cho phép đói với kháng sinh EU 0,1 ppm, Nhật 0,2 ppm) Nhật Bản thị trường xuất thủy sản lớn Việt Nam, chiếm tỷ trọng 17 - 23% tổng giá trị kim ngạch xuất nước 10 năm qua Năm 2015, xuất thủy sản sang Nhật đạt 1,043 tỷ USD, đứng thứ ba sau Hoa Kỳ EU Tuy nhiên, mặt hàng tôm (loại thủy sản hay dùng kháng sinh Enrofloxacin) giảm 22,8% so với năm 2014 với giá trị kinh ngạch đạt 574 triệu USD Nhật quy định mức MRL cho tổng dư lượng Enrofloxacin Ciprofloxacin - dẫn xuất Enrofloxacin - sản phẩm thủy sản 0,01 mg/kg Trong đó, EU - thị trường tiếng tiêu chuẩn an toàn thực phẩm quy định mức 0,1 mg/kg, thấp 10 lần quy định Nhật Bản Do vậy, nhu cầu loại thiết bị cho phép phát định lượng nhanh tồn dư kháng sinh thực phẩm vơ cần thiết 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 17βestradiol), 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 polyme 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 Bằng cách sử dụng vi kênh lắp ghép tạo bề mặt cảm biến 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 Chíp 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, kiểm soát thời gian lượng mẫu sử dụng, giúp tiết kiệm nhân cơng 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 môi 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 cơng 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 không 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 khn 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 Sarcosine 17b-estradiol Chương 4: Cảm biến MIP/EIS phát kháng nguyên Enrofloxacin Chương 5: Cảm biến MIP/EIS phát kháng sinh nước hồ nuôi thủy sản dược phẩm CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Cảm biến sinh học điện hóa Cảm biến sinh học điện hóa cảm biến hoạt động dựa nguyên tắc chuyển đổi tín hiệu tương tác sinh học thành tín hiệu điện hệ điện hóa (tín hiệu dịng, tín hiệu điện áp, tín hiệu độ dẫn vàtín hiệu tổng trở) [1]-[9] Đầu thu sinh học sử dụng cảm biến sinh học điện hóa đa dạng bao gồm kháng thể, enzyme, DNA, tế bào vi sinh vật Cảm biến loại có ưu điểm thời gian đáp ứng nhanh, độ nhạy độ chọn lọc cao ứng dụng phép phân tích y sinh y tế, cơng nghệ sinh học thực phẩm kiểm sốt thơng số mơi trường [10]-[12] 1.1.1 Điện cực điện hóa Cảm biến sinh học điện hóa thơng thường dựa hệ gồm điện cực (điện cực làm việc, điện cực so sánh điện cực đối), vật liệu yêu cầu loại điện cực trình bày bảng 1.1 Điện cực so sánh (RE - reference electrode) đóng vai trị giữ cố định điện cực làm việc Điện cực đối (CE - counter electrode) hay gọi điện cực phụ trợ (AE - auxiliary electrode) Điện cực làm việc (WE - working electrode) đóng vai trị quan trọng cảm biến sinh học điện hóa q trình tương tác đầu thu sinh học đối tượng cần phân tích diễn điện cực Vật liệu làm điện cực làm việc đa dạng vật liệu kim loại (vàng, bạc platin) bon [2], [12] Điện cực kim loại chế tạo công nghệ màng mỏng kết hợp với kỹ thuật quang khắc để tạo cấu trúc hình dạng khác Điện cực kim loại độ dẫn tốt, bền vững môi trường hóa, cho phép cố định đầu thu sinh học cách trực tiếp thông qua lực tĩnh điện Tuy nhiên, tính ơxy hóa mạnh kim loại nên phản ứng với chất tạp nhiễu làm giảm độ chọn lọc cảm biến Điện cực làm việc sử dùng vật liệu bon với ưu điểm giá thành rẻ, dịng phơng thấp, tính tương thích sinh học cao, vùng điện hóa mở rộng nên lựa chọn chế tạo cảm biến sinh học [13], [14] Bảng 1.1 Điện cực điện hóa cảm biến sinh học điện hóa Điện cực Điện cực làm việc Điện cực đối Điện cực so sánh Điện cực bon sử dụng phổ biến phịng thí nghiệm GCE (Glassy carbon electrode) (hình 1.1) với ưu điểm tái sử dụng cách đánh bóng bề mặt điện cực, nhiên nhược điểm tiêu hao hóa chất lớn yêu cầu xử lý bề mặt điện cực trước sử dụng Hình 1.1 Điện cực bon thủy tinh (Glassy carbon electrode - GCE) hệ điện hóa ba điện cực sử dụng điện cực làm việc GCE Trong năm gần đây, xu hướng sử dụng điện cực tích hợp điện cực đế chế tạo sở công nghệ in lưới màng dày (screenprinting thick film) Trong công nghệ in lưới, mực in nén qua khuôn mẫu hay mặt nạ xử lý nhiệt thích hợp để đảm bảo mực in bám dính tốt với đế Loại đế thường sử dụng công nghệ in lưới đế gốm đế nhựa Đế gốm cho phép áp dụng nhiệt độ xử lý cao thường sử dụng cho loại mực in vàng platin Đế nhựa sử dụng loại mực in chứa bạc bon nhiệt độ xử lý thấp Ngồi cịn có số loại đế khác nitroxenlulô, sợi thủy tinh Các loại mực in bon haykim loại (vàng platin) thường sử dụng để chế tạo điện cực làm việc điện cực đối, mực in Ag/AgCl dùng tạo điện cực so sánh Cơng nghệ in lưới có nhiều ưu điểm như: giá thành thâp, cho phép sản xuất hàng loạt, thiết kế linh hoạt, độ lặp lại cao nguồn nguyên liệu phong phú Hình 1.2 Điện cực điện hóa in lưới màng dầy (a) hệ điện cực, (b) hệ điện cực Điện cực in lưới mực in co câu truc đa dang bao gôm hệ hai điện cực (điện cực làm việc điện cực so sánh) hay ba điện cực (điện cực làm việc, điện cực so sánh, điện cực đối) tích hợp đế (hình 1.2) Hơn nữa, cơng nghệ in lưới tạo điện cực có cấu trúc linh hoạt (cấu trúc đơn kênh đa kênh) cho phép xác định đồng thời hay nhiều đối tượng khác nhau, kích thước nhỏ gọn, cấu hình phẳng, u cầu lượng nhỏ mẫu cần phân tích, ghép nối với hệ đo dễ dàng (hình 1.3) Các điện cực dùng cảm biến sinh học điện hóa thơng qua việc xác định tín hiệu điện hóa cường độ dịng, điện áp, phổ trở kháng Trên hình 1.4, trình bày cấu trúc điện cực in lưới màng dày hãng BioDevice Technology (Nhật Bản) sử dụng nội dung nghiên cứu luận án (d) (c) (a) (b) Hình 1.3 Điện cực in lưới mực in cácbon hãng Dropsen (Tây Ban Nha) (a) điện cực làm việc; (b) điện cực làm việc; (c) điện cực làm việc; (d) điện cực làm việc mm (a) Tiếp xúc thiết bị 12,5 mm Điện so sánh Ag/AgCl Hình 1.4 Điện cực in lưới màng dày hãng BioDevice Technology (Nhật Bản) (a) điện cực làm việc mực in bon; (b) điện cực làm việc mực in vàng 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 [15], [16] UU ei t [141] M Córdoba-Borrego, M Córdoba-Díaz, and D Córdoba-Díaz, “Validation of a high-performance liquid chromatographic method for the determination of 154 norfloxacin and its application to stability studies (photo-stability study of norfloxacin),” J Pharm Biomed Anal., vol 18, no 6, pp 919–926, 1999, doi: 10.1016/S0731-7085(98)00037-5 [142] R Aura, I Silvia, M Eleonora, and H Gabriel, “Quinolone Antibacterials: Commentary and Considerations Regarding UV Spectra and Chemical Structure.,” Acta Medica Marisiensis, vol 61, no 4, pp 328–336, 2015, doi: 10.1515/amma-2015-0084 [143] Mukthi Thammana, “A Review on High Performance Liquid Chromatography (HPLC)” Department of Pharmacy, Vignan Institute of Pharmaceutical Technology, Duvvada, Visakhapatanam, Andhra Pradesh, India [144] Andrzej Lasia, “Electrochemical Impedance Spectroscopy and its Applications”, DOI https://doi.org/10.1007/978-1-4614-8933-7] [145] R Elshafey, C Tlili, A Abulrob, A C Tavares, and M Zourob, “Label-free impedimetric immunosensor for ultrasensitive detection of cancer marker Murine double minute in brain tissue,” Biosens Bioelectron., vol 39, no 1, pp 220–225, 2013 [146] E Asav and M K Sezgintürk, “A novel impedimetric disposable immunosensor for rapid detection of a potential cancer biomarker.,” Int J Biol Macromol., vol 66, pp 273–80, 2014 [147] E Arkan, R Saber, Z Karimi, A Mostafaie, and M Shamsipur, “Multiwall carbon nanotube-ionic liquid electrode modified with gold nanoparticles as a base for preparation of a novel impedimetric immunosensor for low level detection of human serum albumin in biological fluids,” J Pharm Biomed Anal., vol 92, pp 74–81, 2014 [148] S K Arya and S Bhansali, “Anti-Prostate Specific Antigen (Anti-PSA) Modified Interdigitated Microelectrode-Based Impedimetric Biosensor for PSA Detection,” Biosens J., vol 1, pp 1–7, 2012 155 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN Phí Văn Tồn, Nguyễn Quốc Hảo Trương Thị Ngọc Liên, Vai trị hạt nano vàng cơng 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 0925-4005 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 & công 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 AuNPsmodified 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: 20436262 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 Công Nghệ 156 157 PHỤ LỤC PHỤ LỤC C5.1 Kết phân tích HPLC nồng độ chất chuẩn khác nhau: a)10 ppb, b)20 ppb, c)30 ppb, d) 50 ppb, e)100 ppb f)150 ppb g) 200 ppb a b PHỤ LỤC C5.2 Kết phân tích HPLC a) mẫu nước hồ nuôi, b) mẫu nước hồ nuôi thêm 20 ppb kháng sinh NOR, c) mẫu nước hồ nuôi thêm 40 ppb kháng sinh NOR, d) mẫu nước hồ nuôi thêm 60 ppb kháng sinh NOR c PHỤ LỤC C5.3 Ảnh thực tế khu vực hồ nuôi thủy sản cung cấp mẫu nước sử dụng để phân tích d PHỤ LỤC C5.4 Sắc kí đồ rửa giải kháng sinh CF nồng độ 25 ppb, 50 ppb, 100 ppb, 250 ppb, 500 ppb, 750 ppb 1000 ppb đường chuẩn e f PHỤ LỤC C5.5 Sắc kí đồ mẫu nước hồ nuôi tôm sú, ngao mẫu nước hồ nuôi ngao sau phân cho thêm 50 ppb kháng sinh CF g PHỤ LỤC C5.6 Chíp vi lưu kết hợp quay ly tâm (CMF) tích hợp thiết bị QCM h PHỤ LỤC C5.7 Kích thước QCM thương mại cấu tạo đĩa CD với chíp vi lưu i PHỤ LỤC C5.8 Khảo sát CMF-QCM dạng overflow với dung dịch mẫu thử 15µL, 18µL 20µL j PHỤ LỤC C5.9 Khảo sát CMF-QCM dạng siphon với dung dịch mẫu thử 15µL 8µL k ... 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... công nghệ chế tạo đầu thu sinh học nhân tạo MIP Quy trình cơng nghệ chế tạo đầu thu sinh học nhân tạo MIP cho cảm biến phát phân tử nhỏ, kháng nguyên kháng sinh trình bày hình 2.1 Quy trình cơng... polyme in phân tử (MIP) Công nghệ polyme in phân tử (MIP) kỹ thuật cho phép chế tạo đầu thu sinh học nhân tạo Công nghệ nghiên cứu phát triển với mục đích ban đầu nhằm thay đầu thu sinh học dựa chế

Ngày đăng: 02/10/2021, 09:45

Hình ảnh liên quan

Hình 1.6. Mô hình cấu trúc cảm biến miễn dịch kiểu tụ và mạch điện tương đương - 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)

Hình 1.6..

Mô hình cấu trúc cảm biến miễn dịch kiểu tụ và mạch điện tương đương Xem tại trang 13 của tài liệu.
Hình 1.13. Các chất khơi mào thường sử dụng trong MIPs - 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)

Hình 1.13..

Các chất khơi mào thường sử dụng trong MIPs Xem tại trang 25 của tài liệu.
Hình 2.1. Quy trình công nghệ chế tạo đầu thu sinh học nhân tại MIP phát hiện phân tử nhỏ (protein, kháng nguyên và kháng sinh) trên điện cực SPCE. - 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)

Hình 2.1..

Quy trình công nghệ chế tạo đầu thu sinh học nhân tại MIP phát hiện phân tử nhỏ (protein, kháng nguyên và kháng sinh) trên điện cực SPCE Xem tại trang 30 của tài liệu.
Quy trình công nghệ được trình bày trên hình 2.4. Đối với cảm biến này, có các kỹ thuật được thêm vào như sau: - 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)

uy.

trình công nghệ được trình bày trên hình 2.4. Đối với cảm biến này, có các kỹ thuật được thêm vào như sau: Xem tại trang 34 của tài liệu.
Hình 2.5. Sơ đồ quy trình thực nghiệm chế tạo Ciprofloxacin-MIP theo phương pháp 1 và phương pháp 2. - 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)

Hình 2.5..

Sơ đồ quy trình thực nghiệm chế tạo Ciprofloxacin-MIP theo phương pháp 1 và phương pháp 2 Xem tại trang 37 của tài liệu.
Hình 2.6. Đặc trưng dòng-thế của quá trình trùng hợp tạo Polyme-MIP ngày trên màng SAM (p-ATP) của điện cực AuNPs-SPCE. - 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)

Hình 2.6..

Đặc trưng dòng-thế của quá trình trùng hợp tạo Polyme-MIP ngày trên màng SAM (p-ATP) của điện cực AuNPs-SPCE Xem tại trang 38 của tài liệu.
Hình 2.13. Đường chuẩn sự phụ thuộc của độ hấp thụ A vào nồng độC và cách xác định nồng độ Cx từ Ax của mẫu cần phân tích. - 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)

Hình 2.13..

Đường chuẩn sự phụ thuộc của độ hấp thụ A vào nồng độC và cách xác định nồng độ Cx từ Ax của mẫu cần phân tích Xem tại trang 48 của tài liệu.
Hình 2.14. Sơ đồ cấu tạo của một hệ sắc kí lỏng hiệu năng cao. - 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)

Hình 2.14..

Sơ đồ cấu tạo của một hệ sắc kí lỏng hiệu năng cao Xem tại trang 49 của tài liệu.
Hình 2.15. Sơ đồ thể hiện sự ảnh hưởng của các lực rửa giải. - 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)

Hình 2.15..

Sơ đồ thể hiện sự ảnh hưởng của các lực rửa giải Xem tại trang 50 của tài liệu.
Hình 3.3. a) Phổ EIS ứng với các nồng độ khác nhau của cảm biến sarcosine-MIP (15 - 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)

Hình 3.3..

a) Phổ EIS ứng với các nồng độ khác nhau của cảm biến sarcosine-MIP (15 Xem tại trang 61 của tài liệu.
Hình 3.5. Ảnh SEM của các điện cực SPCE được biến tính AuNPs sử dụng phương pháp - 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)

Hình 3.5..

Ảnh SEM của các điện cực SPCE được biến tính AuNPs sử dụng phương pháp Xem tại trang 66 của tài liệu.
Hình 3.6. Phổ EIS ứng số vòng quét tạo hạt vàng khác nhau của cảm biến sarcosine-MIP/ AuNPs-SPCE. - 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)

Hình 3.6..

Phổ EIS ứng số vòng quét tạo hạt vàng khác nhau của cảm biến sarcosine-MIP/ AuNPs-SPCE Xem tại trang 68 của tài liệu.
Hình 3.8. a) Phổ EIS ứng với các nồng độ khác nhau của cảm biến sarcosine-MIP (15 - 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)

Hình 3.8..

a) Phổ EIS ứng với các nồng độ khác nhau của cảm biến sarcosine-MIP (15 Xem tại trang 71 của tài liệu.
Bảng 3.2. Giá trị của các thành phần trong đường đặc trưng chuẩn của 10 cảm biến sarcosine-MIP/AuNPs-SPCE. - 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)

Bảng 3.2..

Giá trị của các thành phần trong đường đặc trưng chuẩn của 10 cảm biến sarcosine-MIP/AuNPs-SPCE Xem tại trang 74 của tài liệu.
Hình 4.6. Đặc trưng phổ EIS của: a) cảm biến kháng thể ENRO/SAM(p-ATP)/AuNPs- - 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)

Hình 4.6..

Đặc trưng phổ EIS của: a) cảm biến kháng thể ENRO/SAM(p-ATP)/AuNPs- Xem tại trang 88 của tài liệu.
Hình 4.8. Quang phổ Raman của phân tử ENRO. - 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)

Hình 4.8..

Quang phổ Raman của phân tử ENRO Xem tại trang 90 của tài liệu.
Hình 4.10. Chu kì phản ứng khử của enzyme HRP với H2O2 và quá trình tự hồi phục [23]. - 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)

Hình 4.10..

Chu kì phản ứng khử của enzyme HRP với H2O2 và quá trình tự hồi phục [23] Xem tại trang 94 của tài liệu.
Hình 4.13. Ảnh hưởng của tốc độ quét đến khả năng hoạt động điện hóa của cảm biến - 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)

Hình 4.13..

Ảnh hưởng của tốc độ quét đến khả năng hoạt động điện hóa của cảm biến Xem tại trang 96 của tài liệu.
Hình 5.3. a) Đáp ứng phổ tổng trở của cảm biến tại các nồng độ CAP từ ng/mL đến 16,6 µM (đường đo thực nghiệm được biểu diễn bằng các ký hiệu, đường nét liền biểu diễn đường cong khớp theo mạch tương đương Randles; b) Đường chuẩn của cảm biến - 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)

Hình 5.3..

a) Đáp ứng phổ tổng trở của cảm biến tại các nồng độ CAP từ ng/mL đến 16,6 µM (đường đo thực nghiệm được biểu diễn bằng các ký hiệu, đường nét liền biểu diễn đường cong khớp theo mạch tương đương Randles; b) Đường chuẩn của cảm biến Xem tại trang 102 của tài liệu.
Hình 5.5. a) Đặc trưng dòng-thế của quá trình in phân tử NOR vào màng - 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)

Hình 5.5..

a) Đặc trưng dòng-thế của quá trình in phân tử NOR vào màng Xem tại trang 104 của tài liệu.
Hình 5.15 thể hiện đường đặc trưng điện hóa của cảm biến sau khi phân tích mẫu nước được thêm kháng sinh NOR. - 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)

Hình 5.15.

thể hiện đường đặc trưng điện hóa của cảm biến sau khi phân tích mẫu nước được thêm kháng sinh NOR Xem tại trang 122 của tài liệu.
Hình 5.17 thể hiện hình ảnh của thuốc và thuốc sau khi được xử lý theo quy trình đã trình bày trong chương 2. - 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)

Hình 5.17.

thể hiện hình ảnh của thuốc và thuốc sau khi được xử lý theo quy trình đã trình bày trong chương 2 Xem tại trang 126 của tài liệu.
Hình 5.19. Phổ hấp thụ UV-VIS khi phân tích kháng sinh Norfloxacin (a) và đường chuẩn (b) trong dải nồng độ từ 1 µg/mL đến 40 µg/mL. - 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)

Hình 5.19..

Phổ hấp thụ UV-VIS khi phân tích kháng sinh Norfloxacin (a) và đường chuẩn (b) trong dải nồng độ từ 1 µg/mL đến 40 µg/mL Xem tại trang 129 của tài liệu.
Hình 5.26. Đặc trưng EIS phân tích mẫu thuốc nhỏ mắt Prolaxi 0.3% tại các nồng độ khác nhau của (A) Cảm biến CF-MIP và (B) Cảm biến NIP. - 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)

Hình 5.26..

Đặc trưng EIS phân tích mẫu thuốc nhỏ mắt Prolaxi 0.3% tại các nồng độ khác nhau của (A) Cảm biến CF-MIP và (B) Cảm biến NIP Xem tại trang 135 của tài liệu.
Hình 5.31. Đường đặc trưng chuẩn thể hiện sự phụ thuộc của ∆RCT vào nồng độ CF của cảm biến - 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)

Hình 5.31..

Đường đặc trưng chuẩn thể hiện sự phụ thuộc của ∆RCT vào nồng độ CF của cảm biến Xem tại trang 142 của tài liệu.
Hình 5.30. Phổ tổng trở điện hóa cảm biến A) CF-MIP và B) NIP - 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)

Hình 5.30..

Phổ tổng trở điện hóa cảm biến A) CF-MIP và B) NIP Xem tại trang 142 của tài liệu.
Hình 5.32. Phổ EIS của các mẫu nước khi pha loãng 10 lần trong đệm là dung dịch HCl 0.1 N với (A) mẫu nước hồ nuôi tôm sú và (B) mẫu nước hồ nuôi ngao - 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)

Hình 5.32..

Phổ EIS của các mẫu nước khi pha loãng 10 lần trong đệm là dung dịch HCl 0.1 N với (A) mẫu nước hồ nuôi tôm sú và (B) mẫu nước hồ nuôi ngao Xem tại trang 143 của tài liệu.
Hình 5.42. Quy trình công nghệ chế tạo cảm biến MIP-QCM sử dụng chíp CMF. - 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)

Hình 5.42..

Quy trình công nghệ chế tạo cảm biến MIP-QCM sử dụng chíp CMF Xem tại trang 152 của tài liệu.

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan