CHƢƠNG III : KHẢO SÁT VỀ KÍCH THƢỚC VÀ TÍNH CHẤT ĐIỆN CỦA SỢI SILIC
3.3 Đánh giá hiệu quả cố định thụ thể gắn huỳnh quang trên bề mặt wafer silic
Sau khi hồn tất qui trình chức năng hóa bề mặt lên các mẫu wafer Si, đem những mẫu này quan sát bằng kính hiển vi huỳnh quang thấy có rất nhiều thụ thể có gắn huỳnh quang F-LCA bám trên bề mặt mẫu. Nhƣng nhƣ thế vẫn chƣa thể xác định đƣợc thụ thể bám trên bề mặt mẫu là nhờ hấp phụ vật lý hay bởi tạo đƣợc liên kết hóa học với bề mặt mẫu đã đƣợc biến đổi. Vì vậy, việc đánh giá qui trình chức năng bề mặt có đạt hiệu quả tốt hay khơng là khơng thể. Do đó, qua từng bƣớc của qui trình tơi đã tiến hành những thử nghiệm và thu đƣợc những kết quả nhƣ sau:
Thí nghiệm 1: khảo sát thời gian gắn GPTS lên mẫu wafer.
Hình 3.11: Ảnh chụp bằng kính hiển vi huỳnh quang các mẫu (a) khơng gắn GPTS (b) gắn GPTS trong 8 giờ (c) gắn GPTS trong 16 giờ (d) gắn GPTS trong 24 giờ
trước khi đánh siêu âm.
Từ hình ảnh chụp đƣợc bằng kính hiển vi huỳnh quang có thể thấy sự bám của F-LCA lên bề mặt những mẫu có gắn GPTS gần nhƣ nhau và nhiều hơn mẫu không gắn GPTS, cho thấy sự khác biệt rõ giữa bề mặt có gắn và khơng gắn GPTS. Thụ thể (F-LCA) bám trên bề mặt mẫu là nhờ hấp phụ vật lý và liên kết hóa học (nếu có). Tại bề mặt của mẫu khơng gắn GPTS trên lí thuyết thụ thể sẽ bị rửa trôi đi khi ta tiến hành bƣớc rửa mẫu với dung dịch 1X PBS vì khơng tạo đƣợc liên kết hóa học với bề mặt. Tuy nhiên sau khi rửa ta vẫn thấy nhiều F-LCA bám trên bề mặt mẫu, đó là do có sự hấp phụ vật lí, những thụ thể vẫn bám trên bề mặt mẫu mà khơng cần tạo liên kết hóa học với bề mặt mẫu. Từ đây ta có thể khẳng định bƣớc gắn GPTS lên bề mặt Si là rất quan trọng, nó đóng vai trị nhƣ một chất trung gian để gắn thụ thể vào bề mặt Si.
Mặc dù có thể khẳng định sự quan trọng của bƣớc gắn GPTS nhƣng để đánh giá mức độ hiệu quả của GPTS là chƣa đủ. Trên bề mặt wafer lúc này ngoài những thụ thể gắn chặt vào bề mặt wafer thơng qua chất liên kết GPTS cịn có những thụ thể không gắn kết nhƣng chƣa bị trôi đi khi rửa. Và hơn nữa là chƣa thể tìm ra thời gian tối ƣu cho việc gắn kết GPTS với mẫu wafer Si. Do vậy ta tiếp tục tiến hành đánh siêu âm những mẫu trên trong 3 phút. Vì sự liên kết của hấp phụ vật lí yếu hơn rất nhiều so với lực liên kết hóa học, nên khi đánh siêu âm những thành phần không tạo đƣợc liên kết hóa học sẽ bị trơi đi.
Hình 3.12: Ảnh chụp bằng kính hiển vi huỳnh quang các mẫu (a) khơng gắn GPTS (b) gắn GPTS trong 8 giờ (c) gắn GPTS trong 16 giờ (d) gắn GPTS trong 24 giờ sau
khi đánh siêu âm trong 3 phút.
Sau 3 phút đánh siêu âm trong nƣớc DI, kiểm tra lại bằng kính hiển vi huỳnh quang. Những hình ảnh cho thấy sự khác biệt rõ rệt. Mẫu 1 không gắn GPTS, sau khi đánh siêu âm, F-LCA gần nhƣ trôi đi hết. Mẫu 2 gắn GPTS trong 8 giờ, số F-LCA trên bề mặt là ít hơn hẳn mẫu 3 gắn GPTS trong 16 giờ và mẫu 4 gắn GPTS trong 24 giờ nên việc ngâm wafer trong dung dịch GPTS trong 8 giờ là không hiệu quả. Mẫu 3 và mẫu 4 sau khi đánh siêu âm, theo hình ảnh quan sát đƣợc số lƣợng thụ thể còn lại trên bề mặt mẫu gần nhƣ nhau và cũng khơng nhiều.
Do đó, qua những thí nghiệm cho thấy mẫu ngâm trong GPTS trong 16 giờ là tốt nhất. Thí nghiệm 2: đánh giá mức độ hiệu quả của việc mở vịng epoxy bằng tia
UV.
Trong q trình thực nghiệm, chúng tơi thử nghiệm trên ba mẫu wafer Si đã gắn GPTS trong 16 giờ. Mẫu 1 không chiếu UV; mẫu 2 chiếu UV trong 15 phút; mẫu 3 chiếu UV trong 30 phút.
Hình 3.13: Ảnh chụp bằng kính hiển vi huỳnh quang các mẫu gắn GPTS trong 16 giờ (a) không chiếu UV (b) chiếu UV trong 15 phút (c) chiếu UV trong 30 phút
Từ hình chụp trên kính hiển vi huỳnh quang cho ta thấy mật độ thụ thể bám trên bề mặt các mẫu wafer gần nhƣ nhau.
Lấy cả ba mẫu đi đánh siêu âm trong 3 phút rồi quan sát lại bằng kính hiển vi huỳnh quang, ta thấy mật độ thụ thể bám trên bề mặt mẫu đã đƣợc chiếu UV trong 15 phút và 30 phút nhiều hơn so với mẫu không chiếu UV. Tuy nhiên sự khác biệt là khơng nhiều, do đó hiệu quả của bƣớc chiếu UV khơng cao.
Hình 3.14: Ảnh chụp bằng kính hiển vi huỳnh quang các mẫu gắn GPTS trong 16 giờ (a) không chiếu UV (b) chiếu UV trong 15 phút (c) chiếu UV trong 30 phút sau
khi đánh siêu âm trong 3 phút.
Thí nghiệm 3: Khảo sát thời gian gắn kết của thụ thể với bề mặt Si có lớp GPTS
Chuẩn bị ba mẫu wafer đƣợc ngâm trong dung dịch 2% GPTS trong 16 giờ và sau đó lấy ba mẫu đi nung nhiệt và chiếu UV trong 15 phút.
Ngâm trong dung dịch thụ thể F-LCA mẫu 1 trong 1 giờ, mẫu 2 trong 3 giờ, mẫu 3 trong 5 giờ. Rửa lại bằng 1X PBS (pH 7.4). Quan sát dƣới kính hiển vi huỳnh quang.
Hình 3.15: Ảnh chụp bằng kính hiển vi huỳnh quang các mẫu (a) ngâm thụ thể trong 1 giờ (b) ngâm thụ thể trong 3 giờ (c) ngâm thụ thể trong 5 giờ trước khi đánh
Những hình ảnh chụp đƣợc cho thấy F-LCA bám trên bề mặt mẫu ngâm trong 5 giờ là nhiều nhất. Đối với mẫu ngâm trong thụ thể trong 1 giờ, thời gian là quá ngắn do đó thụ thể chƣa thể tạo liên kết hóa học với bề mặt nên khi ta rửa lại với dung dịch PBS (pH 7.4) thụ thể sẽ bị trơi đi, chỉ cịn lại những thụ thể bám trên bề mặt wafer nhờ hấp phụ. Ở thí nghiệm này cho thấy việc ngâm mẫu có GPTS trong dung dịch thụ thể trong 5 giờ là tốt nhất.
Đem mẫu ngâm trong 1giờ, 3 giờ và 5 giờ đi đánh siêu âm trong 3 phút rồi quan sát qua kính hiển vi. Bề mặt mẫu ngâm trong 3 giờ thụ thể đã giảm nhiều nhƣng đối với mẫu ngâm trong 5 giờ thụ thể trên bề mặt có giảm nhƣng vẫn cịn rất nhiều trong khi đó mẫu ngâm trong 1 giờ gần nhƣ khơng cịn thụ thể. Qua thử nghiệm trên ta có thể kết luận hiệu quả của bƣớc này là tƣơng đối cao.
Hình 3.16: Ảnh chụp bằng kính hiển vi huỳnh quang các mẫu (a) ngâm thụ thể trong 1 giờ (b) ngâm thụ thể trong 3 giờ (c) ngâm thụ thể trong 5 giờ sau khi đánh
siêu âm trong 3 phút.
Sau khi tổng hợp kết quả của các thí nghiệm trên, đƣa ra thơng số, điều kiện tối ƣu cho qui trình chức năng hóa bề mặt. Thực hiện qui trình với các thông số vừa rút ra ấy lên chip sợi Si. Kết quả thu đƣợc nhƣ sau:
Khi cho dung dịch thụ thể vào, các phần tử của thụ thể bám rất nhiều trên thành giếng.
Hình 3.17: Thụ thể F-LCA bám trên thành giếng epoxy
Tuy nhiên, vẫn có nhiều thụ thể gắn kết trên sợi (trong vùng làm việc của chip). Qua thí nghiệm này có thể kết luận qui trình chức năng hóa bề mặt này là tƣơng đối thành công.
CHƢƠNG IV: ỨNG DỤNG CỦA CẢM BIẾN SINH HỌC SỢI SILIC TRONG VIỆC PHÁT HIỆN CHẤT CHỈ THỊ AFP CỦA
UNG THƢ GAN