không thay đổi nữa chứng tỏ rằng quá trình lai hóa giữa các DNA đã đạt tới trạng thái bão hòa hoặc cũng có thể số DNA receptor đã hoàn toàn được bắt cặp hết với DNA target.
Hình 4.17. Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa thời gian bắt cặp DNA và độ lệch của cantilever.
4.2.5. Mối quan hệ giữa nồng độ DNA target và sự thay đổi tần số của thanh dao động thanh dao động
Để khảo sát mối quan hệ giữa tần số dịch chuyển khi lai hóa DNA và nồng độ của DNA target chúng tôi sử dụng 10 chip chứa microcantilever đã gắn DNA receptor ở trên nhúng vào dung dịch DNA target với 10 nồng độ khác nhau lần lượt là 0.01, 0.02, 0.05, 0.1, 0.2, 0.5, 1, 2, 5 và 10 µmole. Sự lai hóa DNA receptor – DNA target sẽ làm tăng khối lượng của DNA bám lên bề mặt thanh, dẫn tới sự thay đổi (giảm) tần số dao động của thanh.
Sau thời gian lai hóa 60 phút, các thanh dao động được lấy ra khỏi dung dịch, làm khô, và khảo sát tần số dao động của thanh sử dụng hệ đo chuyên dụng Scala (MECWINS, Spain). Kết quả về mối quan hệ giữa tần số dịch chuyển sau khi lai hóa DNA và nồng độ của DNA target được trình bày trong hình 4.18. Các điểm chấm tròn và độ lệch chuẩn là các điểm/đường thực nghiệm. Kết quả nghiên cứu này cho thấy sự dịch chuyển của tần số dao động của thanh với các nồng độ DNA target trong khoảng [0.1 – 10] micromole. Trong khi đó chúng tôi không ghi nhận được sự thay đổi về tần số dao động của thanh trong khoảng nồng độ DNA target từ [0.01 – 0.05] micromole. Như vậy có thể nhận xét rằng các thanh
dao động có thể được sử dụng để phát hiện DNA với nồng độ nhỏ nhất là 0.1 micromole.
Từ các kết quả thực nghiệm cho thấy các điểm trên đồ thị 4.18 khi nối lại có thể sẽ là đường thẳng nên chúng tôi đã fit các điểm đó lại với nhau và thu được đường thẳng cùng hàm tuyến tính như trong hình 4.18, trong đó biến Y thể hiện cho độ dịch chuyển tần số còn biến X thể hiện cho nồng độ của DNA target.
Hình 4.18. Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa độ dịch chuyển tần số sau khi lai hóa DNA và nồng độ của DNA target.
Nồng độ CM (µmole) 0.1 0.2 0.5 1 2 5 10 Khối lượng DNA target thêm vào × 10-8 (g) 0.131 0.132 0.138 0.146 0.16 0.27 0.39 Sô phân tử DNA trên đơn
vị diện tích × 1015
(number/cm2)
0.304 0.308 0.32 0.34 0.372 0.63 0.91
Bảng 2. Chi tiết về mối quan hệ giữa khối lượng và mật độ phân tử của DNA target với nồng độ của nó.
Dựa trên tính toán số học, bảng 2 trình bày chi tiết khối lượng DNA target được lai hóa và số phân tử DNA target trên đơn vị diện tích của cantilever. Tuy nhiên phải nói rõ rằng, chúng tôi đã bỏ qua các ảnh hưởng của ứng xuất bề mặt
(surface stress) trong các tính toán của chúng tôi để đưa đến các thông số trình bày trong số liệu ở bảng 2. Việc bỏ qua các ảnh hưởng của ứng xuất bề mặt có thể dẫn đến các sai số trong tính toán, nhưng các sai số này là chấp nhận được vì theo các công trình nghiên cứu của Craighead và các cộng sự, ứng suất bề mặt có ảnh hưởng không nhiều đến thông số làm việc của thanh dao động có cấu trúc micron như của chúng tôi [27,28]. Ứng suất bề mặt sẽ có ảnh hưởng rất lớn đến tần số dao động khi các thanh dao động được chế tạo mỏng hơn về vùng có độ nano từ 1-100 nm.
Như đã chỉ ra, cantilever có thể phát hiện được DNA target với nồng độ nhỏ nhất là 0.1 micromole. Tại nồng độ này, khối lượng của DNA target đã lai hóa và mật độ phân tử trên diện tích của thanh dao động lần lượt là 0.131.10-8 g và 0.304.1015 phân tử/ cm2. Khi nồng độ tăng, khối lượng DNA được lai hóa và số phân tử DNA target trên đơn vị diện tích cũng tăng theo. Nồng độ nhỏ nhất của DNA target có thể phát hiện được tương ứng với độ dịch chuyển tần số nhỏ nhất của thanh dao động có thể phát hiện được thông qua hệ đo Scala là 16 Hz. .
CHƯƠNG V
KẾT LUẬN VÀ ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU