Phương pháp in thạch bản sử dụng chùm tia electron
Nguyên tắc của phương pháp này, người ta sử dụng một chùm tia electron với kích thước và cường độ mong muốn để cắt mẫu thành các phần riêng lẻ với kích thước cỡ nano, các phần riêng lẻ này được thu lại trên một đế điện trở, tiếp đó người ta tiến hành phân tán lại sản phẩm của quá trình chia cắt vào dung môi phù hợp. Đây là một phương pháp mới, hiện đại do có thể điều chỉnh được kích thước và hình dạng của sản phẩm hình thành, tuy nhiên phương pháp này có một nhược điểm là chi phí đầu tư ban đầu lớn và đòi hỏi kỹ thuật cao. Do vậy phương pháp này có phạm vi áp dụng khá hạn chế.
Do GQds có thể được chế tạo từ nhiều phương pháp khác nhau với chi phí thấp hơn, kỹ thuật thao tác đơn giản hơn do vậy cho tới nay chưa có nghiên cứu nào đề cập tới việc áp dụng phương pháp này để chế tạo GQds.
1.3. Hiệu ứng truyền năng lƣợng cộng hƣởng huỳnh quang FRET
1.3.1. Nguyên tắc
Hiệu ứng truyền năng lượng cộng hưởng huỳnh quang (Fluorencence resonance energy transfer, FRET) là một cơ chế vận chuyển năng lượng xảy ra ở cấp độ nano thông qua tương tác lưỡng cực-lưỡng cực, đây là một hiện tượng vật lý quan trọng với nhiều ứng dụng tiềm năng trong lĩnh vực quang điện tử và rất nhiều
41
lĩnh vực khác [94]. FRET được mô tả lần đầu tiên hơn 70 năm trước đây, hiện nay đang được sử dụng nhiều hơn trong nghiên cứu y sinh học và phát hiện ma túy. FRET là một hiệu ứng phụ thuộc vào khoảng cách truyền năng lượng từ một chất phát huỳnh quang tới một chất nhận huỳnh quang phù hợp, là một trong số ít các công cụ có sẵn để đo khoảng cách quy mô nm và xác định những thay đổi trong khoảng cách cả trong in vitro lẫn trong cơ thể. Do sự nhạy cảm của nó với khoảng cách, nên hiệu ứng FRET đã được sử dụng để nghiên cứu mức độ tương tác phân tử.
Cơ chế FRET liên quan đến các chất phát huỳnh quang mà ở đây là điện tử ở trạng thái kích thích, có thể truyền năng lượng kích thích của nó cho một chất nhận không phát xạ gần đó thông qua các tương tác lưỡng cực-lưỡng cực tầm xa. Lý thuyết truyền năng lượng được dựa trên khái niệm về một chất huỳnh quang kích thích như một lưỡng cực dao động có thể trải qua một sự trao đổi năng lượng với một lưỡng cực thứ hai có một tần số cộng hưởng tương tự. Về vấn đề này, truyền năng lượng cộng hưởng tương tự như sự dao động cùng tần số. Ngược lại, năng lượng bức xạ yêu cầu phát xạ và tái hấp thụ một photon phụ thuộc vào kích thước vật lý và tính chất quang học của mẫu vật, cũng như hình dạng của bề mặt và quãng đường truyền sóng. Không giống như các cơ chế bức xạ, truyền năng lượng cộng hưởng có thể mang lại một lượng đáng kể thông tin về cấu trúc liên quan đến các chất nhận. Một cặp phân tử tương tác với nhau thông qua hiệu ứng FRET được gọi là một cặp chất cho (donor) và chất nhận (acceptor). Hiện tượng FRET không qua trung gian là quá trình phát xạ photon (hình 1.17). Ngoài ra, nó thậm chí không yêu cầu chất màu nhận phát huỳnh quang. Mặc dù trong hầu hết các ứng dụng, các chất cho và chất nhận đều có khả năng phát huỳnh quang. FRET là cơ chế mà trong đó một điện tử có thể truyền năng lượng kích thích không bức xạ của nó cho một điện tử độc lập khác ở một khoảng cách ngắn (khoảng cách nguyên tử) [95-99].