Tài liệu Luận văn cntt nghiên cứu hiệu ứng truyền năng lượng giữa các hạt nano quang và ứng dụng chế tạo sensor sinh học

  • Số trang: 20 |
  • Loại file: DOC |
  • Lượt xem: 127 |
  • Lượt tải: 0

Mô tả:

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ VŨ VĂN SƠN NGHIÊN CỨU HIỆU ỨNG TRUYỀN NĂNG LƯỢNG GIỮA CÁC HẠT NANO QUANG VÀ ỨNG DỤNG CHẾ TẠO CẢM BIẾN SINH HỌC Chuyên ngành: Vật liệu và linh kiện nano Mã số: Chuyên ngành đào tạo thí điểm TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ CHƯƠNG 1. CHƯƠNG 2. CHƯƠNG 3. 1 CHƯƠNG 4. HÀ NỘI - 2017 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ TÊN ĐỀ TÀI: “Nghiên cứu hiệu ứng truyền năng lượng giữa các hạt nano quang và ứng dụng chế tạo cảm biến sinh học” I. Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI Hiện nay, sự bùng nổ của công nghệ nano đã tạo nên một cuộc cách mạng trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu khoa học và cuộc sống. Một trong các hướng khoa học đang thu hút được sự quan tâm của nhiều phòng thí nghiệm trên thế giới là nghiên cứu chế tạo, nghiên cứu các đặc trưng hóa – lý và sử dụng các vật liệu nanô phát quang trong nghiên cứu y – sinh học như một chất đánh dấu mới cho kỹ thuật phát hiện bằng huỳnh quang. Để nâng cao độ nhạy các chỉ tiêu phân tích trong các mẫu sinh học, các đối tượng sinh học thường phải được đánh dấu bằng các chất phát quang. Cho đến nay, kỹ thuật huỳnh quang vẫn là phương pháp phát hiện chiếm ưu thế trong công nghệ cảm biến do các nguyên nhân: (i) thuận tiện và đơn giản thu nhận và xử lý các tín hiệu quang học; (ii) tính sẵn có của các chất đánh dấu hữu cơ với các tính chất phổ đa dạng; (iii) những tiến bộ mới đạt được trong hiện ảnh quang học. Tuy nhiên, rất khó để thu được các tín hiệu huỳnh quang yếu do các hệ số dập tắt bị giới hạn hoặc hiệu suất lượng tử của các chất màu hữu cơ và tỷ lệ các phân tử được đánh dấu là 2 thấp. Để khắc phục nhược điểm này, việc sử dụng các vật liệu có kích thước nanô mét là một hướng phát triển mới trong nghiên cứu y – sinh học. Các vật liệu có cấu trúc nano đang trở thành các chất đánh dấu thế hệ mới với nhiều tính chất nổi trội so với các chất đánh dấu cổ điển. Vật liệu nano có thể được làm từ cả hai vật liệu vô cơ và hữu cơ và có ít nhất một chiều nhỏ hơn 100 nm (tương đương kích thước của các phân tử sinh học) đang và hứa hẹn là công cụ hữu hiệu để nghiên cứu các quá trình sinh học ở thang nanomet hay nói cách khác là thang phân tử. Ở thang phân tử, các quá trình hay tính chất sinh học là các quá trình và tính chất cơ bản đặc thù mang tính hệ thống, vì vậy việc sử dụng các vật liệu nano trong các nghiên cứu sinh y học đã đưa lại những kết quả nổi trội so với các công cụ truyền thống và mở ra một hướng mới: nano y sinh học. Do kích thước nhỏ tỷ lệ bề mặt so với thể tích là lớn dẫn đến các tính chất quang phụ thuộc vào kích thước hạt. Bằng việc thay đổi thành phần và kích thước của các hạt nano, người ta có thể tạo ra một nhóm lớn các hạt phát quang với các tính chất quang đa dạng dùng trong đánh dấu. Sự dao động tập thể của các điện tử tự do trên bề mặt của các hạt nano kim loại khi kích thước của chúng giảm xuống dưới quãng đường tự do của điện tử sẽ gây ra một sự hấp thụ mạnh từ vùng nhìn thấy đến vùng hồng ngoại gần. Do đó khi được kích thích bằng ánh sáng tử ngoại hoặc nhìn thấy, 3 các cấu trúc nano kim loại thể hiện một số hiện tượng hấp dẫn bao gồm: phát quang, quang phi tuyến và tăng cường tán xạ Raman (Surface Enhanced Raman Scattering - SERS). Thực nghiệm cho thấy các phân tử sinh học có thể được ghi nhận với độ nhạy gấp hơn 1000 lần nếu chúng được gắn với một hạt vàng. Các nghiên cứu chỉ ra rằng khi một chất phát quang đặt gần một bề mặt kim loại, do tương tác giữa mô men lưỡng cực của chất phát quang với trường plasmon của kim loại, huỳnh quang của chất phát quang có thể được tăng cường hoặc bị dập tắt tùy thuộc vào điều kiện cụ thể. Đây là một hiện tượng vật lý rất lý thú để tìm hiểu và giải thích. Các mô hình nói chung đều dựa trên sự lan truyền sóng tại mặt phân cách và sự phù hợp vectơ sóng giữa bức xạ huỳnh quang của chất phát quang và các plasmon của bề mặt kim loại, tùy thuộc vào các cấu hình quang học cụ thể sẽ dẫn đến hiện tượng tăng cường hoặc dập tắt huỳnh quang của chất phát quang. Xét một hạt phát quang (Hạt nano Silica chứa tâm mầu) ở gần một hạt nano kim loại (hạt nano vàng), khi có ánh sáng kích thích, phát xạ huỳnh quang của hạt phát quang sẽ bị ảnh hưởng bởi hạt vàng: cường độ huỳnh quang của hạt phát quang sẽ được tăng cường hoặc bị dập tắt. Sự tăng cường hoặc dập tắt này được quy cho sự truyền năng lượng giữa hạt phát quang và hạt vàng. Hiện tượng chất phát quang ở gần bề mặt kim loại bị dập tắt có thể giải thích là do dao động lưỡng cực của phân tử 4 chất phát quang bị tắt dần, tương ứng quá trình dập tắt trạng thái kích thích của phân tử, hay nói cách khác là có sự truyền năng lượng từ phân tử chất màu tới bề mặt kim loại. Cơ chế truyền năng lượng này còn được gọi là truyền năng lượng bề mặt (surface energy transfer - SET). Tốc độ của quá trình truyền năng lượng bề mặt được cho bởi: 4 k ET 1  R0  1 1 =     τD  r  τ DA τ D Với r là khoảng cách từ phân tử donor (chất phát quang) tới bề mặt hạt kim loại (acceptor) và R 0 là khoảng cách mà tại đó hiệu suất truyền năng lượng đạt 50%, τD và τ DA lần lượt là thời gian sống phát quang của chất phát quang khi không có mặt kim loại và khi có mặt kim loại. Hiệu suất truyền năng lượng đối với cơ chế truyền năng lượng bề mặt khi đó là: E= 1  r  1+    R0  4 1  τ DA τD 5 F. Strouse đã sử dụng mô hình của Person để tính toán khoảng cách R0:  c 3D R 0  0.225 2 ωdye k f ωf     14 Với c là tốc độ ánh sáng trong chân không, D và dye là hiệu suất lượng tử và tần số phát xạ cực đại của phân tử donor, f và kf là tần số góc Fermi và vector sóng Fermi của kim loại (đối với kim loại vàng thì f = 8.41015s-1, kf = 1.2108cm-1. Trong sinh học, đối với các thí nghiệm nghiên cứu sự thay đổi hình thái và các tương tác giữa các phân tử sinh học, sử dụng kỹ thuật truyền năng lượng cộng hưởng huỳnh quang (FRET) cho thấy tốt hơn rất nhiều so với việc chỉ dùng một chất phát quang đơn do hiệu ứng FRET rất nhạy ở thang nano hay thang phân tử. Các cặp FRET truyền thống là các chất màu hữu cơ. Khi sử dụng các hạt nano kim loại trong các thí nghiệm FRET, hiệu ứng FRET được nâng cao hơn, tăng độ nhạy trong các thí nghiệm phân tích sinh học. Thực nghiệm cho thấy các hạt nano vàng là các nhân tố dập tắt hiệu quả cho các thí nghiệm FRET do sự cộng hưởng plasmon trong vùng ánh sáng nhìn thấy làm cho chúng hấp thụ và tán xạ mạnh với 6 hệ số dập tắt lớn, cùng với cường độ tín hiệu ổn định và khả năng chống lại sự tẩy quang. Các hạt nano vàng đặc biệt thu hút được sự quan tâm chú ý trong các thí nghiệm sinh học do khả năng điều khiển được kích thước hạt và dễ dàng gắn kết được với các phân tử sinh học có chứa các nhóm thiol bên ngoài thông qua liên kết vàng – lưu huỳnh (Au – S) trên bề mặt hạt vàng. Liên kết Au – S cũng tạo điều kiện cho sự gắn kết các nhóm chức khác như các nhóm carboxyl và amin thông qua các phối tử (ligand) có chứa sulfur với các nhóm đầu cuối đặc hiệu. Một mô hình sensor dựa trên hiệu ứng FRET được xây dựng dựa trên 2 loại hạt nano: hạt nano silica phát quang và hạt nano vàng. Aptamer là một sợi đơn của DNA hay một đoạn oligonucleotide có khả năng bắt cặp đặc hiệu với phần tử cần xác định (kháng nguyên trên bề mặt tế bào cần xác định). Tùy thuộc vào phần tử cần xác định mà người ta thiết kế aptamer có trình tự các nucleotide khác nhau. Sensor là dung dịch chứa các hạt nano vàng gắn với aptamer đặc hiệu kháng nguyên cần xác định và các hạt silica phát quang gắn với sợi aptamer bổ trợ với aptamer đặc hiệu. Nồng độ của các hạt nano gắn aptamer rất loãng sao cho khoảng cách giữa chúng rất xa để giữa các hạt nano không có hiện tượng truyền năng lượng nếu không có sự bắt cặp gữa các sợi aptamer làm cho khoảng cách giữa các hạt gần nhau. Khi không có phần tử cần xác định (tế bào bệnh) thì aptamer đã gắn vàng lai hóa với 7 sợi bổ trợ có gắn hạt silica phát quang. Khi đó khoảng cách giữa hạt nano vàng đến hạt nano silica phát quang là bằng chiều dài của sợ aptamer đặc hiệu (khoảng 10-20nm) và tín hiệu huỳnh quang của hạt nano silica phát quang bị dập tắt bởi hạt nano vàng. Khi có phần tử cần xác định, aptamer đặc hiệu sẽ bắt cặp với phần tử cần xác định mà không bị lai hóa với sợi bổ trợ của nó. Khi đó, do khoảng cách giữa hạt nano silica phát quang đến hạt nano vàng là rất xa nên không có hiện tượng truyền năng lượng giữa các hạt nano, do đó tín hiệu huỳnh quang của hạt nano silica phát quang không bị dập tắt. Từ đó ta có thể phát hiện ra tế bào bệnh dựa trên tín hiệu huỳnh quang của hạt nano silica phát quang. Mô hình sensor sử dụng aptamer trong hình dạng đã lai hóa với sợi bổ trợ. Một đầu của aptamer được gắn với hạt nano vàng, đầu kia gắn với chất phát quang. Ở trạng thái tự do, aptamer có hình kẹp tóc nên huỳnh quang của chất phát quang bị dập tắt do khoáng cách với hạt vàng. Khi có sự bắt 8 cặp với đoạn bổ trợ, khoảng cách giữa hạt vàng và chất phát quang bị xa ra và tín hiệu huỳnh quang được khôi phục. Tên đề tài luận văn “Nghiên cứu hiệu ứng truyền năng lượng giữa các hạt nano quang và ứng dụng chế tạo cảm biến sinh học” với mục tiêu nghiên cứu hiệu ứng truyền năng lượng giữa các hạt silica phát quang với hạt nano vàng có kích thước khác nhau nhằm ứng dụng trong nghiên cứu chế tạo sensor sinh học. II. NỘI DUNG LUẬN VĂN 1. Mục tiêu Nghiên cứu sự truyền năng lượng giữa các hạt nano quang (vàng và silica chứa tâm mầu) nhằm ứng dụng trong chế tạo sensor sinh học phát hiện ung thư 2. Phương pháp nghiên cứu Sử dụng phương pháp thực nghiệm về vật liệu nano, hóa sinh và quang phổ để thực hiện mục tiêu đặt ra. 3. Nội dung nghiên cứu i/ Nghiên cứu hiệu ứng truyền năng lượng giữa tâm màu FITC với hạt nano vàng có kích thước khác nhau, hạt nano Silica chứa tâm màu FITC với hạt nano vàng có kích thước khác nhau. 9 Chúng tôi đã nghiên cứu hiệu ứng truyền năng lượng giữa các hạt nano silica chứa tâm màu FITC với hạt nano vàng, các tâm màu FITC tự do trong ethanol với các hạt nano vàng. Các hạt nano silica có kích thước là 70nm, mỗi hạt chứa khoảng 400 tâm mầu FITC. Các hạt vàng được khảo sát với các kích thước khác nhau từ 5nm, 20nm, 40nm, 60nm. Kết quả thí nghiệm chỉ ra sự phụ thuộc của cường độ huỳnh quang của hạt nano silica và tâm mầu FITC tự do vào nồng độ hạt vàng đưa vào. Trường hợp hạt silica chứa tâm mầu FITC, khi thêm hạt nano vàng vào trong dung dịch, cường độ huỳnh quang của dung dịch bị giảm (hình 3.2) Cuong do HQ Cuong do HQ 220 1000 200 900 180 800 C uong do HQ Cuong do HQ 160 140 120 100 80 700 600 500 400 300 60 200 40 20 100 0 100 200 300 400 500 0 Luong acceptor(x2x10^12 hat) 50 100 150 200 Luong acceptor (x7x10^8 hat) a b Cuon do HQ Cuong do HQ 800 800 700 C uong do H Q C uon do H Q 700 600 500 400 600 500 400 300 300 200 0 10 20 30 40 0 Luong acceptor (x7x10^8 hat) 10 20 30 Luong acceptor (x 5,2x10^7 hat) 10 40 c d Hình 3.2: Sự phụ thuộc của cường độ huỳnh quang của SiO2@FITC vào nồng độ hạt vàng: a. Au 5nm, b. Au 20nm, c. Au 40nm, d. Au60nm. Trường hợp tâm mâầu FITC trong ethanol, khi nồầng đ ộ hạt nano vàng được thêm vào dung dịch là thâấp, có s ự tăng cường huỳnh quang của tâm mâầu FITC. Đêấn một giá trị nồầng độ đủ lớn, cường độ huỳnh quang của tâm mâầu FITC băất đâầu bị suy giảm (hình 3.4) cuong do HQ 800 1000 Cuong do HQ 900 700 800 cuong do H Q C uong do H Q 600 500 400 300 200 700 600 500 400 300 100 200 0 100 0 2 4 6 8 0 10 20 40 60 80 100 Luong acceptor (x7x10^8 hat) Luong acceptor(x2x10^12 hat) b a Cuong do HQ cuong do HQ 220 200 250 180 C uong do HQ cuong do H Q 200 150 100 160 140 120 100 80 60 50 40 20 0 0 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 20 40 60 80 100 Luong acceptor (x 5,2x10^7 hat) Luong acceptor (x7x10^8 hat) d c Hình 3.4: Sự phụ thuộc của cường độ huỳnh quang của tâm mầu FITC vào nồng độ hạt vàng: a. Au 5nm, b. Au 20nm, c. Au 40nm, d. Au60nm. 11 ii/ Chế tạo các phức hệ hạt nano vàng, hạt nano Silica chứa tâm màu FITC (Fluorescein isothiocyanate) với aptamer/oligonucleotide ( Au@Aptamer, SiO2FITC @Aptamer) Đã chêấ tạo phức hệ hạt nano vàng – aptamer đặc hiệu kháng nguyên HER2. Thử hoạt tnh sinh học và độ đ ặc hiệu của phức hệ với kháng nguyên HER2 băầng ph ương pháp DotBlot. Au-Apt Au Hình 3.5: Kết quả Dot Blot giữa mẫu hạt vàng có gắn aptamer và hạt vàng không gắn aptamer Đồng thời, chúng tôi thay đổi tỉ lệ DTT: apt với mong muốn nâng cao hiệu suất gắn kết giữa hạt nano vàng và aptamer. Với 3 tỉ lệ DTT: apt được tiến hành thí nghiệm kết quả cho thấy tất cả các nồng độ DTT được khảo sát không ảnh hưởng đến hiệu quả gắn kết và tính đặc hiệu của phức hệ Auapt. Nồng độ DTT cho kết quả tốt nhất là tỉ lệ DTT: apt tương đương 0,9:1 (Hình 3.6). 12 DTT 0,5 DTT 0,7 DTT 0,9 Hình 3.6: Kết quả khảo sát nồng độ DTT trong quá trình tạo phức gắn kết giữa phân tử Au-apt Bên cạnh đó chúng tôi cũng chế tạo thành công phức hệ giữa hạt nano silica và aptamer. Để kiểm tra phức hệ hạt nano silica chứa tâm mầu FITC và aptamer, chúng tôi sử dụng phương pháp nhuộm tế bào và chụp ảnh bằng kính hiển vi huỳnh quang. Tế bào BT-474, HeLa (dòng tế bào lành được lấy trong trực tràng, không có kháng nguyên HER2 trên bề mặt) được ủ với các hạt nano silica FITC gắn aptamer đặc hiệu HER2 trong 6h, 12h trước khi cố định. Để quan sát rõ hình thái và vị trí tế bào, chúng tôi đã nhuộm nhân bằng Hoechst 33342 (một loại chất mầu được sử dụng trong đánh dấu sinh học). a b c Hình 3.7: a) Tế bào BT-474 ủ với phức hệ siica FITCApt.HER2, b) không ủ với phức hệ, c) tế bào Hela ủ với phức hệ siica FITC-Apt.HER2 13 Ở các tế bào có sự biểu hiện HER2, khi các aptamer liên kết với protein HER2 trên màng tế bào, sẽ kích hoạt hiện tượng nhập bào các hạt nano Silica vào trong tế bào. Hình 3.7 cho thấy sự xâm nhập của hạt nano vào các tế bào đơn lớp dòng BT-474. Tín hiệu màu xanh huỳnh quang của tâm màu FITC trong hạt nano silica biểu hiện ở tế bào BT-474 do sự có mặt HER2 trên màng. Điều này chứng minh cho độ đặc hiệu của phức hệ silica@FITC-Apt.HER2. Quá trình gắn kết hạt với aptamer tạo thành phức hệ đã không làm ảnh hưởng đến độ đặc hiệu của aptamer. Ở dòng HeLa (hình 3.7c) không có tín hiệu màu xanh lá cây của các hạt Silica kể cả trên màng hay bên trong tế bào. Điều này là do tế bào HeLa không có thụ thể HER2 trên bề mặt màng, các hạt nano silica không có khả năng bám tự do lên bề mặt màng. iii/ Nghiên cứu chế tạo thử nghiệm sensor sinh học phát hiện tế bào ung thư vú sử dụng các phức Au@Aptamer, SiO2FITC@Aptamer đặc hiệu kháng nguyên ung thư vú. Sensor là 1 dung dịch chứa hạt SiO2 được gắn với sợi oligo bổ trợ với apt đặc hiệu kháng nguyên HER2 và hạt vàng (5nm) được gắn với sợi apt đặc hiệu kháng nguyên HER2. Sensor hoạt động theo nguyên lý cạnh tranh: Khi không có kháng nguyên HER2 thì sợi apt sẽ được bắt cặp với sợi oligo, khi có kháng nguyên HER2, apt bắt lên kháng nguyên và không còn khả năng bắt với sợi oligo trên hạt silica. Hạt Silica 70nm chứa tâm mầu FITC, nồng độ 6 x 10^10 hạt/ml. Hạt vàng 5nm, nồng độ 2 x 10^13 hạt/ml. Dung 14 dịch sensor gồm 500µl SiO2 và 5µl Au với nồng độ như trên để đảm bảo không có việc truyền năng lượng giữa 2 hạt. Ban đầu, thử nghiệm khả năng hoạt động của sensor: 1.0 Cuong do chuan hoa 0.8 0.6 0.4 SiO2@Au ko aptamer SiO2@Au co aptamer SiO2 0.2 0.0 20 40 60 80 thoi gian (phut) Hình 3.13: Thử nghiệm khả năng hoạt động sensor. Ta thấy đường màu xanh là đường suy giảm huỳnh quang của hạt SiO2, đường màu đen là đường suy giảm huỳnh quang của SiO2 và Au nồng độ và thể tích như đã nói ở trên. 2 đuờng xanh và đen gần gần trùng nhau cho thấy rằng giữa hạt SiO2 và Au khi chưa có apt thì không có hiên tượng truyền năng lượng giữa 2 hạt bởi vì khoảng cách giữa hạt vàng và hạt silica SiO2@FITC là rất lớn (khoảng 1,5 µm). Đường màu đỏ là dung dịch SiO2 và Au đã được gắn apt với nồng độ và thể tích như trên. Do có gắn apt nên khi trong dung dịch, sợi apt trên hạt vàng sẽ bắt cặp với sợi oligo trên SiO2, vì thế khoảng cách giữa 2 hạt bị thu ngắn lại (khoảng 15 20nm bằng chiều dài của aptamer) và xảy ra hiện tượng truyền năng lượng giữa 2 hạt. 1.0 Cuong do chuan hoa 0.8 0.6 Không khang nguyen Luong khang nguyen khac nhau: 10^-7 mg 10^-6 mg 10^-5 mg SiO2 0.4 0.2 0.0 20 40 60 80 Thoi gian(phut) Hình 3.13. Sensor thử nghiệm với kháng nguyên. Khi có kháng nguyên, sensor sử dụng nguyên lý cạnh tranh nên do đó khi có kháng nguyên thì không có hiện tượng truyền năng lương. Nên đường suy giảm huỳnh quang khi có kháng nguyên sẽ gần gần với đường suy giảm huỳnh quang của silica. Đường màu đen là suy giảm huỳnh quang của sensor khi không có kháng nguyên. Càng nhiều kháng nguyên trong mẫu cần phân tích thì càng nhiều cặp aptamer và sợi bổ trợ không thể bắt cặp với nhau, qua đó khoảng cách của hạt nano vàng và hạt nano silica không được thay đổi (khoảng 1,5 µm). Và khoảng cách này là rất lớn nên không xảy ra hiện tượng truyền năng lượng giữa 2 hạt silica và hạt vàng. Do đó nếu trong mẫu cần phân tích càng nhiều kháng nguyên thì đường suy giảm huỳnh quang càng gần với đường suy giảm huỳnh quang của hạt SiO2 tự do, và ngược lại, nếu trong mẫu 16 càng ít kháng nguyên thì đường suy giảm huỳnh quang càng gần với đường suy giảm huỳnh quang của sensor khi mà không có kháng nguyên. 1.0 Cuong do chuan hoa 0.8 0.6 SiO2 Doi chung am Doi chung duong 0.4 0.2 0.0 20 40 60 80 Thoi gian(phut) Hình 3.14: Sensor thử nghiệm với đối chứng âm và đối chứng dương. Đối chứng dương ở đây là một kháng nguyên bất kỳ không phải kháng nguyên HER2 nên kháng nguyên này không có khả năng bắt cặp với aptamer đặc hiệu kháng nguyên HER2. Do đó khi có mặt đối chứng dương là một kháng nguyên bất kỳ, aptamer vẫn sẽ bắt cặp với sợi bổ trợ trên hạt silica làm khoảng cách hạt vàng và hạt silica gần nhau và xảy ra hiện tượng truyền năng lượng giữa các hạt. Đối chứng âm là thí nghiệm sensor chỉ với hạt nano vàng gắn aptamer và hạt silica gắn sợi bổ trợ. Do không có bất kỳ tác nhân nào cản trở hoặc cạnh tranh nên aptamer và sợi bổ trợ bắt cặp với nhau và xảy ra hiện tượng truyền năng lượng giữa hạt vàng và hạt silica. Khi đó đường suy giảm huỳnh quang 17 của đối chứng dương (đường màu xanh) gần gần với đường suy giảm huỳnh quang của đối chứng âm (không có kháng nguyên, đường màu đỏ). Từ đó chứng tỏ khả năng nhận biết đặc hiệu của sensor. KẾT LUẬN Luận văn đã trình bày các kết quả nghiên cứu hiệu ứng truyền năng lượng giữa các hạt nano quang, trên cơ sở đó thử nghiệm chế tạo cảm biến truyền năng lượng với cặp donor-acceptor là hạt nano SiO2@FITC kích thước 70nm và hạt nano vàng kích thước 5nm. Luận văn đã thực hiện những công việc như sau: 1. Nghiên cứu hiệu ứng truyền năng lượng giữa các hạt nano vàng kích thước khác nhau và hạt nano silica chứa tâm mầu FITC (SiO2@FITC)/phân tử mầu FITC tự do trong ethanol cho thấy: - Khoảng cách truyền năng lượng tới hạn d 0 luôn lớn hơn 10nm và tăng tỉ lệ thuận với kích thước hạt nano vàng. Khoảng cách này tăng tới ̴ 5µm khi donor là hạt nano SiO2@FITC và acceptor là hạt nano vàng 60nm. - Khoảng cách d0FITC trong thí nghiệm donor-FITC tự do và acceptor-hạt nano vàng luôn ngắn hơn d 0SiO2@FITC 18 khi donor là hạt SiO2@FITC có chứa khoảng 400-500 phân tử FITC. Các kết quả trên cho thấy rõ ảnh hưởng của trường định xứ của các hạt nano quang donor-acceptor trong tương tác truyền năng lượng, đồng thời là minh chứng cho mô hình “trạm thu-phát sóng” 2. Thiết kế chế tạo thử nghiệm cảm biến sinh học truyền năng lượng trên cơ sở các phức hệ hạt nano vàng-aptamer và hạt nano SiO2@FITC-sợi bổ trợ hoạt động theo nguyên lý bắt cặp cạnh tranh giữa kháng nguyên đích và sợi bổ trợ lên phần đặc hiệu của sợi aptamer. - Đưa ra thiết kế của cảm biến gồm 2 thành phần chính: A) phức hệ hạt nano SiO2@FITC 70nm – sợi bổ trợ (3x1010 hạt); B) phức hệ hạt nano vàng 5nm – aptamer (1011 hạt) đặc hiệu kháng nguyên HER2. - Khảo sát hoạt động của cảm biến và xây dựng đường chuẩn phát hiện kháng nguyên ung thư vú HER2. Kết quả cho thấy cảm biến có thể phát hiện định lượng kháng nguyên HER2 trong khoảng nồng độ 10 -6 – 10-9mg với thời gian 80 phút. Giới hạn phát hiện của cảm biến là 2pg/ml. 19 Các công trình đã công bố có liên quan đến luận văn: 1. Hong Nhung Tran, Thi Ha Lien Nghiem, Thi Thuy Duong Vu, Viet Ha Chu, Quan Huan Le, Kim Thuan Tong, Quang Hoa Do, Duong Vu, Trong Nghia Nguyen, Minh Tan Pham, Cao Nguyen Duong, Thanh Thuy Tran, Van Son Vu, Thi Thuy Nguyen, Thi Bich Ngoc Nguyen, Anh Duc Tran, Thi Thuong Trinh and Thi Thai An Nguyen, Optical nanoparticles: synthesis and biomedical application. Advances in Natural Sciences: Nanoscience and Nanotechnology, IOP publishing, Vietnam academy of Science and Technology, 2015. 2. Vũ Văn Sơn, Nguyễn Thị Thùy, Trần Anh Đức, Hoàng Thị Mỹ Nhung, Khánh, Nguyễn Đắc Tú, Phan Thị Ngọc, Vũ Thị Thùy Dương, Nghiêm Hà Liên, Lê Quang Huấn và Trần Hồng Nhung, Ứng dụng hạt nano Silica chứa tâm màu FITC gắn kết với DNA cho việc hiện ảnh tế bào ung thư vú. The 8th National Conference on Optics and Spectroscopy, Đà Nẵng, 12-16 August 2014. 20
- Xem thêm -