L ời cam đoan
1.3.3. Cảm biến ADN
ADN (axit deoxyribo nucleic) là một chuỗi xoắn kép của hai mạch polinucleotit (single-stranded ADN- ssADN). Mỗi nucleotit đƣợc cấu tạo bởi một phân tử đƣờng deoxyribo liên kết với một nhóm photphat và một trong bốn bazơ nitơ A (Adenine), T (Thymine), G (Guanine) và C (Cytosine) bằng các liên kết hóa học. Trong một nucleotit, nhóm photphat liên kết với phân tử đƣờng bằng liên kết hóa trị este-photphat, phân tử đƣờng liên kết với bazơ nitơ bằng liên kết glycozit. Các nucleotit liên kết với nhau bằng liên kết hóa trị giữa phân tử đƣờng của nucleotit đứng trƣớc với nhóm photphat của nucleotit đứng sau. Các chuỗi polinucleotit liên kết với nhau bằng liên kết hydro giữa các cặp bazo nito theo nguyên tắc bổ sung: A-T bằng hai liên kết hydro, G-C bằng ba liên kết hydro và ngƣợc lại để tạo thành chuỗi ADN mạch kép (double-stranded ADN- dsADN) [70].
18
Hình 1.8 Cấu tạo của một nucleotit và các bazơ nitơ[70]
Chuỗi xoắn kép trong dsADN có thể tách ra thành hai mạch đơn ssADN khi ở nhiệt độ cao. Ngƣời ta đƣa vào khái niệm nhiệt độ nóng chảy của ADN là nhiệt độ mà tại đó có khoảng 50% chuỗi dsADN biến đổi thành ssADN [71]. Điểm nóng chảy này đặc trƣng cho các chuỗi dsADN, phụ thuộc vào số lƣợng liên kết G-C và A-T. Do liên kết A-T chỉ bằng 2 liên kết hydro, G-C bằng 3 liên kết hydro, nên chuỗi dsADN có số lƣợng liên kết A-T càng nhiều thì nhiệt độ nóng chảy càng thấp và ngƣợc lại [71]. Khi các cặp bazơ nitơ tách rời nhau, các ssADN sẽ tách rời và tồn tại độc lập trong dung dịch. Khi hạ dần nhiệt độ, các ssADN sẽ liên kết lại với nhau theo nguyên tắc bổ sung tạo thành các dsADN ban đầu.
ADN có tính đặc thù và tính đa dạng. Tức là số lƣợng, trình tự sắp xếp các nucleotit là đặc trƣng cho từng loài và nếu thay đổi thì sẽ tạo ra các ADN khác nhau. Do vậy, cảm biến sinh học ADN đƣợc phát triển nhanh chóng trong những năm gần đây. Chúng có ý nghĩa và giá trị lớn trong các nghiên cứu biểu hiện gen, định dạng gen, dƣợc lí học, xác định trình tự và chẩn đoán phân tử [72].
Cảm biến ADN hoạt động dựa trên việc phát hiện sự lai hóa của các chuỗi ssADN. Bề mặt cảm biến đã cố định các ssADN dò đƣợc nhúng vào dung dịch chứa các ssADN đích. Khi có sự bắt cặp theo nguyên tắc bổ sung của các bazơ nitơ A-T, G-C của chuỗi ssADN dò và ssADN đích, một chuỗi dsADN hình thành trên bề mặt cảm biến [72]. Quá trình cố định các ssADN dò và lai hóa đƣợc phát hiện dựa trên sự thay đổi của tín hiệu dòng điện trên bề mặt điện cực thông qua các phép đo điện hóa. Nguyên lý hoạt động của cảm biến ADN đƣợc trình bày nhƣ hình 1.9.
19 Hình 1.9 Nguyên lí cảm biến ADN [72] ssADN dò ssADNđích ssADN khôngbắt cặp Điện cực Chấtphân tích
20
CHƢƠNG 2.PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM
