CHƯƠNG 2 SỰ TRUYỀN NĂNG LƯỢNG GIỮA CÁC HẠT NANO QUANG
3.3. Khảo sỏt hoạt động của cảm biến
Dung dịch cảm biến gồm ống A chứa 500àl SiO2@FITC-sợi bổ trợ (3x1010 hạt)
và ống B chứ 5àl hạt vàng-aptamer (1011hạt) với nồng độ như trờn để đảm bảo khụng cú
việc truyền năng lượng trực tiếp giữa 2 hạt.
Để xỏc định giới hạn hoạt động của cảm biến, chỳng tụi đó tiến hành đo huỳnh quang theo thời gian của 3 loại dung dịch như sau:
1) Dung dịch cảm biến (hỗn hợp ống A + ống B như trờn) khi khụng cú mặt của mẫu cần phõn tớch nhằm xỏc định khả năng suy giảm huỳnh quang cực đại của cảm biến khi toàn bộ sợi bổ trợ bắt cặp với toàn bộ aptamer cú trong dung dịch do khụng cú khỏng nguyờn HER2 cạnh tranh.
2) Dung dịch cú chứa hạt nano SiO2@FITC khụng gắn với sợi bổ trợ nhằm xỏc định độ ổn định theo thời gian của cường độ huỳnh quang của donor khi khụng cú acceptor
3) Dung dịch chứa hạt nano SiO2@FITC khụng gắn với sợi bổ trợ, hạt nano vàng khụng gắn với aptamer nhằm khẳng định khụng cú sự truyền năng lượng giữa cặp hạt này theo thời gian và đồng thời cường độ huỳnh quang của dung dịch này cũng được coi là giới hạn trờn của cảm biến, khi cỏc khỏng nguyờn cú mặt trong dung dịch phõn tớch bắt cặp với toàn bộ aptamer của cảm biến ngăn cản sự truyền năng lượng từ donor sang acceptor
Cả 3 dung dịch cú thể tớch là 500àl nghĩa là số lượng hạt nano SiO2@FITC là 3 x
1010 hạt, số lượng hạt nano vàng là (1011hạt). Với số lượng hạt SiO2@FITC và hạt vàng
như trờn, khoảng cỏch trung bỡnh giữa cỏc hạt là rất lớn (~ 1,5àm) lớn hơn rất nhiều so
rằng trong điều kiện bỡnh thường, khi hạt nano vàng và hạt SiO2@FITC khụng được gắn tương ứng với sợi aptamer và sợi bổ trợ thỡ sẽ khụng xảy ra hiện tượng truyền năng lượng trực tiếp giữa 2 hạt. 20 40 60 80 0.4 0.6 0.8 1.0 Cuong d o hu ynh qua ng chuan hoa
thoi gian (phut)
Dung dich 3 Dung dich 1 Dung dich 2 1 2 3
Hỡnh 3.3:Đường suy giảm huỳnh quang của cảm biến (1) so với dung dịch chỉ chứa hạt nano silica (2) và dung dịch chứa hạt nano silica khụng gắn sợi bổ trợ + hạt nano vàng khụng gắn
aptamer (3)
Hỡnh 3.3 là kết quả thu được sau khi đo cường độ huỳnh quang trong vũng 80 phỳt, tức là thời gian cần để toàn bộ aptamer và sợi bổ trợ trong dung dịch 1 bắt cặp với nhau làm cường độ huỳnh quang của hạt SiO2@FITC trong dung dịch suy giảm theo thời gian và ổn định. Đường số 2 ( màu xanh) là đường cường độ huỳnh quang của dung dịch 2-hạt SiO2@FITC, đường số 3 (màu đen) là đường suy giảm huỳnh quang của dung dịch 3-SiO2@FITC và hạt vàng khụng gắn sợi bổ trợ và aptamer. Ta thấy đuờng số 2 và số 3 trựng nhau, cường độ giảm khoảng 5% sau 80 phỳt. Điều này cho thấy khụng cú hiện tượng truyền năng lượng giữa cỏc hạt nano vàng và SiO2@FITC khi khụng gắn kết với aptamer và sợi bổ trợ. Huỳnh quang của dung dịch là huỳnh quang của donor SiO2@FITC cú độ ổn định 95% trong 80 phỳt. Đường số 1 (màu đỏ) là huỳnh quang của dung dịch 1 (cảm biến) cú hạt SiO2@FITC gắn với sợi bổ trợ và hạt vàng đó được gắn aptamer. Do sự bắt cặp của aptamer trờn hạt vàng với sợi bổ trợ trờn SiO2@FITC, vỡ thế khoảng cỏch giữa 2 hạt bị thu ngắn lại (khoảng 14nm bằng chiều dài từ đầu 5Ỗ của
aptamer S1 đến đầu 5Ỗ của sợi bổ trợ S2 như trong thiết kế) nờn xảy ra hiện tượng truyền năng lượng giữa 2 hạt. Đường 1 cho ta thấy cường độ huỳnh quang của dung dịch 1 giảm khoảng 30% sau khoảng 75 phỳt và sau đú ổn định, nghĩa là cần 75 phỳt để tất cả cỏc aptamer bắt cặp với sợi bổ trợ làm cho hạt vàng và SiO2@FITC tiến lại gần nhau dẫn tới sự truyền năng lượng từ SiO2@FITC sang hạt nano vàng. Lượng hạt vàng-aptamer cú trong dung dịch chỉ đủ dập tắt 25% cường độ huỳnh quang của cỏc hạt SiO2@FITC và đõy là giới hạn dưới của cảm biến.
20 40 60 80 0.4 0.6 0.8 1.0 Cuong do h uyn
h quang chuan hoa
Thoi gian(phut)
SiO2 Doi chung am Doi chung duong
1 2
3
Hỡnh 3.4:Cảm biến thử nghiệm với đối chứng õm và đối chứng dương
Để chứng minh độ nhận biết đặc hiệu của cảm biến, chỳng tụi sử dụng một đối chứng dương là khỏng nguyờn trờn bề mặt của tế bào Hela. Tế bào Hela là tế bào trong ruột kết của người, trờn bề mặt tế bào khụng cú khỏng nguyờn HER2. Vỡ vậy, khỏng nguyờn trờn bề mặt tế bào Hela khụng cú khả năng bắt cặp với aptamer đặc hiệu khỏng nguyờn HER2. Do đú khi cú mặt đối chứng dương, aptamer vẫn sẽ bắt cặp với sợi bổ trợ trờn hạt silica làm khoảng cỏch hạt vàng và hạt silica gần nhau và xảy ra hiện tượng truyền năng lượng giữa cỏc hạt. Đối chứng õm là thớ nghiệm cảm biến chỉ với hạt nano vàng gắn aptamer và hạt silica gắn sợi bổ trợ (cảm biến khi khụng cú mặt khỏng nguyờn) (đường số 1 trong hỡnh 3.3 và 3.4). Hỡnh 3.4 cú đường 1 và 3 trựng nhau cho thấy cảm biến khụng nhận biết khỏng nguyờn bề mặt Hela.