CHƢƠNG I : TỔNG QUAN
1.1 CẢM BIẾN HUỲNH QUANG SINH HỌC
1.1.2.3.2 Vật liệu cấu trúc nano ứng dụng trong cảm biến huỳnh quang sinh học
học.
Việc sử dụng tính chất phát huỳnh quang của vật liêu nano trong cảm biến huỳnh quang sinh học ngày càng đƣợc chú ý theo sau sự phát triển của công nghệ nano. Có vật liệu cấu trúc nano thƣờng có tính chất quang học đặc biệt nhƣ có thể phát quang cƣờng độ cao, và có độ bền quang học tốt. Một số vật liệu cấu trúc nano có thể không tƣơng thích sinh học có thể đƣợc chức năng hóa đế tăng khả năng tƣơng thích. Ngoài ra, các cảm biến sinh học sử dụng vật liệu nano còn có tận dụng những đặc tính ƣu việt tính chất hóa học, sinh học, vật lý có đƣợc nhờ cấu truc nano của vật liệu so với cấu trúc khối. Các cấu trúc nano thƣờng có các hiệu ứng bề mặt dựa trên kích thƣớc nhỏ, cấu trúc bề mặt, sự truyện dẫn điện tích, mức độ dính ƣớt, tỷ số diện tích bề mặt, trên thể tích đƣợc tận dụng trong nghiên cứu cảm biến [82][33][22]. Đối với cảm biến sinh học huỳnh quang, các đặc tính ƣu việt của các tâm phát quang vật liệu cấu trúc nano nhƣ các hạt nano bán dẫn, hạt nano silica, cum nano kim loại vàng/ bạc, vật liệu liệu nano oxit kim loại là khả năng phát huỳnh quang cƣờng độ cao, độ bền quang học, tính tƣơng thích quang học khi so sánh với các tâm phát quang hữu cơ, hay protein sinh học. Việc sử dụng các cấu trúc carbon nhƣ là chấm, ống nano, hay graphen trong các cảm biến sinh học phát hiện tế bào ung thƣ, tƣơng tác của DNA, phân tử glucose cũng đã đƣợc rất nhiều các nhóm trên thế giới nghiên cứu [79][53][4][3] Bên cạnh các cấu trúc nano của các loại vật liệu nói trên, cấu trúc nano của oxit kim loại, cụ thể là ZnO, cũng đƣợc nghiên cứu sử dụng rất nhiều trong các loại cảm biến huỳnh quang sinh học bởi các tính chất hấp dẫn khi là vật liệu bán dẫn loại n có độ rộng vùng cấm rộng (3.37 eV), điểm đẳng điện cao (pI = 9-9.5) và đặc biệt là khả năng phát huỳnh quang rất mạnh ở nhiệt độ phòng cùng tính tƣơng thích sinh học cao. Tận dụng đặc trƣng của vật liệu ZnO, nhiều cảm biến sinh học đã đƣợc phát triển dựa trên loại vật liệu này. Đồng thời cấu trúc nano ZnO còn có thể kết hợp với các
loại nano kim loại để tăng cƣờng khả năng cảm biến khi phát triển các loại cảm biến sinh học là một hƣớng nghiên cứu rất hứa hẹn trong việc tăng cƣờng độ nhạy cũng nhƣ làm giảm giới hạn phát hiện của cảm biến [82][44][26][30].