CHƯƠNG 2 THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.2. Quy trình công nghệ chế tạo đầu thu sinh học nhân tạo MIP
2.2.4.4. Cảm biến Ciprofloxacin (CF)-MIP
Hai kỹ thuật trùng hợp điện hóa tổng hợp màng polyme-MIP đã được thực hiện nhằm cải thiện hiệu suất chế tạo đầu thu Ciprofloxacin-MIP. Hai kỹ thuật đó bao gồm:
i) Trùng hợp điện hóa trực tiếp trên màng đơn lớp tự lắp ghép (SAM) của monome p-ATP hình thành trên điện cực AuNPs-SPCE (phương pháp 1). ii) Trùng hợp điện hóa trên mầm poly(aminothiophenol) hình thành trên
AuNPs-SPCE (phương pháp 2).
Sơ quy trình công nghệ chế tạo Ciprofloxacin-MIP theo phương pháp 1 và phương pháp 2 được trình bày trên hình 2.5.
• Phương pháp 1 - Tổng hợp polyme MIP trực tiếp trên màng SAM (p-ATP): Trong
quá trình tổng hợp tạo màng polyme, các phân tử CF sẽ liên kết với các phân tử p-ATP trong chuỗi polyme thông qua liên kết hydro giữa nguyên tử O/N với nguyên tử H (giữa nguyên tử O của Ciprofloxacin với H của nhóm -NH của p-ATP, giữa nguyên tử H của nhóm carboxyl với nguyên tử N của p-ATP, giữa H và N của Ciprofloxacin hoặc p-ATP).
35
Hình 2.5. Sơ đồ quy trình thực nghiệm chế tạo Ciprofloxacin-MIP theo phương pháp 1 và
phương pháp 2.
Trên hình 2.6 trình bày đặc trưng dòng thế của quá trình trùng hợp tạo Polyme- MIP. Kết quả cho thấy dòng giảm dần sau mỗi vòng quét chứng tỏ trên điện cực hình thành màng polyme cùng với phân tửCF được in vào mạng polyme. Sự suy giảm dòng mạnh giữa vòng quét đầu tiền và vòng quét tiếp theo chứng tỏ màng Polyme-MIP được hình thành nhanh chóng cùng với sự có mặt của các phân tử CF. Sau 7 vòng quét, dòng giảm chậm và dần đạt trạng thái bão hòa chứng tỏ sự bề dày màng đạt tới trạng thái ổn định.
• Phương pháp 2 - tổng hợp polyme-MIP trên lớp mầm poly(aminothiophenol): Trong
quá trình nghiên cứu nhằm cải tiến hoạt động của cảm biến sinh học dựa trên công nghệ polyme in dấu phân tửdùng đểphân tích dư lượng kháng sinh CF, chúng tôi đã tiến hành thay đổi một số quy trình chế tạo cảm biến nhằm làm cho cảm biến trở nên tối ưu hơn. Đối với việc chế tạo cảm biến sinh học điện hóa sử dụng đầu thu sinh học nhân tạo CF-MIP theo phương pháp thứhai, chúng tôi đã thay đổi một sốbước biến tính bề mặt điện cực với mong muốn làm tăng diện tích bề mặt của điện cực qua đó tăng hiệu suất chế tạo đầu thu dẫn tới tăng độ nhạy của cảm biến. Quy trình thực nghiệm chế tạo cảm biến loại này cũng tương tựnhư quy trình thực nghiệm chế tạo cảm biến theo phương pháp thứ nhất nhưng thay vì gắn trực tiếp các phân tử CF lên lớp màng SAM (p-TATP), chúng tôi đã tiến hành tạo mầm poly(aminothiophenol) trước khi tạo polyme-MIP.
36
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.
Quy trình thực nghiệm theo phương pháp 2 gồm có 5 bước: - Tạo màng SAM (p-ATP) trên điện cực AuNPs-SPCE;
- Tạo mầm poly(aminothiophenol) trên điện cực SAM/AuNPs-SPCE; - Gắn phân tử CF lên mầm;
- Tổng hợp màng polyme-MIP;
- Loại phân tử CF khỏi mạng polyme-MIP.
Trong đó, bước tạo màng SAM (p-ATP), gắn CF trên mầm poly(aminothiophenol) được tiến hành giống hệt phương pháp 1. Bước trùng hợp tạo polyme MIP cũng được tiến hành giống với phương pháp 1 ngoại trừ sử dụng khác nồng độ các chất trong dung dịch polyme cụ thểnhư sau: monome p-ATP 7,5 mM, CF 1,5 mM và dung dịch đệm PBS 100 mM (pH 6,6).
Bước tạo mầm poly(aminothiophenol) trên điện cực SAM/AuNPs-SPCE được tiến hành như sau: Để có thể tạo ra mầm poly(aminothiophenol) trên điện cực AuNPs- SPCE bằng phương pháp điện hóa, chúng tôi đã sử dụng thêm muối LiClO4 1mM trong đệm PBS (pH 7,0) để phân tán monomer p-ATP có nồng độ 10 mM. 35 µL dung dịch này được nhỏ lên bề mặt điện cực SAM/AuNPs-SPCE và áp thếtĩnh với điện áp +200 mV vs. Ag/AgCl trong 700 s để tạo mầm poly(aminothiophenol). Dựa vào một số nghiên cứu trước đây về phương pháp điện hóa tạo sợi polyme, muối LiClO4 thêm vào dung dịch polyme với mục đích tăng khả năng hình thành sợi do ClO4- ảnh hưởng trực tiếp tới thế oxi-hóa khửtrong quá trình điện hóa, sựđồng đều cũng như cấu trúc của sợi. Ngoài ra, ClO4- thông qua liên kết ion mạnh còn góp phần tách xa các mạch polyme dẫn đến sự hình thành sợi nano một cách dễdàng hơn.
37