Để phong tỏa các vị trí gắn kết không đặc hiệu trên bề mặt điện cực, sau khi gắn Aptamer đặc hiệu HER2 lên bề mặt điện cực và kiểm tra sự biến đổi dòng như ở bước trên, điện cực được ngâm với BSA với cùng nồng độ nhưng với thời gian ủ khác nhau. Kết quả phong tỏa bằng BSA đối với các vị trí gắn kết không đặc hiệu cũng được kiểm tra khả năng biến đổi dòng điện tích khi do bằng quét thế vòng và sóng vuông (Bảng 3.7, Hình 3.13).
Bảng 3.7. Kết quả xác định dòng đối với điện cực vàng bước xử lý BSA
Potential (V) Current (µA) Au Au-MPA-Apt- BSA1 Au-MPA-Apt- BSA2 Au-MPA-Apt- BSA3 0 0,767 0,881 0,475 0,752 0,05 1,15 1,25 0,81 0,705 0,1 2,54 2,46 2,16 1,04 0,15 11 6,3 5,37 2,31 0,20 15,5 6,63 6,23 5,17 0,25 9,39 1,92 2,59 5,83
0,30 2,2 0 0,704 3,38 0,35 1,46 0 1,29 2,36 0,40 2,05 1,32 1,51 2,29 0,45 1,7 1,32 1,14 2,02 0,50 1,48 1,11 0,817 1,65 0,55 1,38 1,18 0,724 1,15 0,60 1,43 1,38 0,75 0,971
Hình 3.13. Thế vòng (CV- cyclic voltammetry) và sóng vuông (square wave
voltammetry - SWV) của điện cực Au và Au-MPA-Apt-BSA: (1).Điện cực Au; (2).
Điện cực Au-MPA-Aptamer ủ BSA sau 20 phút; (3). Điện cực Au-MPA-Aptamer ủ với BSA sau 40 phút ; (4). Điện cực Au-MPA–apt ủ với BSA sau 60 phút.
Các thuộc tính bề mặt của điện cực Au ở mỗi bước biến đổi được đặc trưng bởi tín hiệu điện hóa. Kết quả đo quét thế vòng (CV) và sóng vuông (SWV) trong dung dịch điện li ( 5mM K4Fe(CN)6 + 5 mM K3Fe(CN)6 + 0,1 M KCl) với chế độ điện hóa U1=- 0,3V; U2=0,9V; v= 0,2V/s, 1 vòng , độ nhạy (sensibility) = 5.
Tín hiệu điện hóa ở điện cực Au ban đầu cho ta thấy rõ thế oxi hóa khử của K3Fe(CN)6 tại 303 mV và 209 mV (ΔEp = 94 mV, -Ipc =13,544 µA; Ipa =17,9 µA), hiệu thế đỉnh peak oxi hóa khử hiện tại của điện cực Au sau khi được ngâm với dung dịch MPA, Aptamer HER-NH2 và BSA đã tăng đáng kể, đó là kết quả do sự hình
1
4 1
thành liên kết giữa Au-MPA, MPA-Aptamer và chính các liên kết này ngăn chặn các phản ứng oxi hóa khử của K3Fe (CN)6 (Su et al., 2010). Sau khi điện cực vàng của
Biosensor gắn với Aptamer (Aptasensor) được ủ với dung dịch PBS chứa các nồng độ
của kháng nguyên HER2 thì hiệu điện thế đỉnh peak oxy hóa khử tiếp tục tăng, điều này cho biết Aptasensor Au-MPA-Aptamer đã nhận biết và gắn kết với kháng nguyên HER2. Liên kết đặc hiệu của Aptamer và kháng nguyên HER2 ở bước biến đổi này càng góp phần ngăn chặn quá trình dịch chuyển của electron giữa môi trường chứa Fe (CN)63- và bề mặt điện cực vàng. Kết quả được thể hiện ở Hình 3.14 và Bảng 3.8.
Hình 3.14. Thế vòng (CV) của điện cực Au tại các bước sửa đổi. (1). Điện cực Au; (2). Điện cực Au-MPA; (3). Điện cực Au-MPA-Apt; (4). Điện cực Au-MPA-Aptamer - BSA; (5,6). Điện cực Au-MPA-Apt– BSA ủ với kháng nguyên HER2.
Bảng 3.8. Kết quả xác định thế và dòng của điện cực sau các bước biến đổi Trạng thái biến đổi của điện cực Epa Epc ΔEp Ipa -Ipc Au 303 209 94 17,9 13,544 Au-MPA 284,8 184,8 100 16,3 12,1 Au-MPA 287,8 184,6 103,2 15,9 11,98 Au-MPA 290,8 184,8 106 16,01 11,7 Au-MPA-Apt 299,9 151,5 148,4 10,8 11,37
Au-MPA-Apt 303 148,4 154,6 10,68 10,6 Au-MPA-Apt 324,2 166,2 158 10,3 9,528 Au-MPA-Apt-BSA 333,3 130,3 203 9,887 9,012 Au-MPA-Apt-BSA 372,7 118,1 254,6 8,93 8,298 Au-MPA-Apt-BSA 369,6 81,78 287,82 7,298 6,146 Au-MPA-Apt-BSA-HER2 (C1) 509 118,2 390,8 5,006 4,3 Au-MPA-Apt-BSA-HER2 (C2) 612 187,9 424,1 3,516 2,486 Au-MPA-Apt-BSA-HER2 (C3) 496,7 66,69 430,21 3,829 3,289
Khi xác định theo chế độ đo sóng vuông, đồ thị biểu diễn sự liên quan giữa cường độ dòng và hiệu điện thế đối với điện cực vàng (điện cực hoạt động) sau các bước biến đổi được thể hiện trên Hình 3.15.
Hình 3.15. Đồ thị liên quan giữa thế và dòng đôi với các điện cực có bề mặt biến đổi khác nhau khi xác định theo kỹ thuật quét sóng vuông (SWV) của điện cực vàng tại các bước biến đổi. (1).Điện cực Au; (2). Điện cực Au-MPA; (3). Điện cực Au-MPA-Apt; (4). Điện cực Au-MPA-Apt-BSA; (5). Điện cực Au-MPA-Apt–BSA ủ với HER2.
Như vậy, điện cực vàng (điện cực hoạt động) được chế tạo (biến đổi bề mặt) theo quy trình của đề tài đã xây dựng cho thấy sự biến đổi dòng phù hợp với mỗi bước biến
1
đổi bề mặt so với điện cực vàng có bề mặt không biến đổi. Hơn nữa, sau khi tạo đơn lớp mỏng trên bề mặt điện cực thì sự thay đổi dòng là lớn nhất, sau đó mỗi bước biến đổi bề mặt tiếp theo có sự biến đổi dòng không nhiều, nhưng có thể phân biệt rõ ràng trên đồ thị cũng như các số liệu nhận được. Kết quả này cho phép chúng tôi tiếp tục sử dụng điện cực đã biến đổi ở bước sau cùng để xác định nồng độ HER2 trong các mẫu phân tích.