ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

***************

Trần Quang Huy

CẢM BIẾN SINH HỌC TRÊN CƠ SỞ POLYME DẪN

TRONG PHÁT HIỆN VI RÚT GÂY BỆNH

Chuyên ngành : Vật liệu và linh kiện nanô

LUẬN VĂN THẠC SỸ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS. Mai Anh Tuấn

Hà Nội - 2007

LỜI CAM ĐOAN

Với tư cách là tác giả của đề tài : ‘‘Cảm biến sinh học trên cơ sở polyme dẫn

trong phát hiện vi rút’’, xin cam đoan rằng đây là đề tài do chính tác giả đề xuất và

thực hiện, không trùng lặp với bất kỳ công trình nào khác ở Việt Nam cũng như trên

thế giới. Một phần kết quả trong luận văn đã được tác giả công bố trong một số tạp

chí, hội nghị chuyên ngành trong nước và quốc tế. Tác giả xin chịu hoàn toàn trách

nhiệm với nội dung cuốn luận văn này.

Hà Nội, ngày 10 tháng 12 năm 2007

Tác giả

Trần Quang Huy

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành đề tài luận văn, trước tiên tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu

sắc tới TS. Mai Anh Tuấn - người thày đã hướng dẫn, chỉ đạo khoa học, tận tình giúp

đỡ và khích lệ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài.

Xin chân thành cảm ơn tới sự giúp đỡ vô cùng quí báu của những cộng sự :

Nguyễn Thị Thanh Thủy, Phương Đình Tâm, Trịnh Văn Trung trong nhóm nghiên cứu

cảm biến sinh học tại ITIMS.

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn tới Ban Giám đốc ; Ban chủ nhiệm khoa Vi

rút ; ThS. Nguyễn Thanh Thủy, CN. Nguyễn Thị Minh Liên, TS. Đỗ Thị Thoa - Phòng

thí nghiệm Hiển vi điện tử ; ThS. Nguyễn Thị Thường – Phòng thí nghiệm các vi rút

Herpes ; PGS.TS. Phan Thị Ngà – Phòng thí nghiệm vi rút viêm não/Arbo - Viện Vệ

sinh Dịch tễ Trung ương đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt khóa học cũng như

những ý kiến đóng góp quí báu trong quá trình nghiên cứu thực hiện đề tài.

Để có được những kết quả này, tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn tới Ban giám

hiệu, Phòng Đào tạo sau đại học và Nghiên cứu khoa học, Khoa Vật lý kỹ thuật và

Công nghệ nanô, lớp cao học khóa 12N (2005 -2007) - Trường Đại học công nghệ -

Đại học quốc gia Hà Nội; Ban giám đốc và tập thể cán bộ Viện Đào tạo Quốc tế về

Khoa học Vật liệu (ITIMS) - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã tạo điều kiện cho

tôi học tập và thực hiện đề tài luận văn.

Con xin dâng tặng thành công này tới cha mẹ, gia đình để bày tỏ lòng biết ơn

tới bậc sinh thành, nuôi dưỡng và đã luôn tin tưởng, động viên, khích lệ con trong cuộc

sống và suốt khóa học.

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn sự động viên tinh thần của bạn bè và những

người thân trong thời gian vừa qua.

Hà Nội ngày 10 tháng 12 năm 2007

Tác giả

Trần Quang Huy

MỤC LỤC

Trang phụ bìa

Lời cam đoan

Lời cảm ơn

Mục lục

Danh mục các ký hiệu, chữ viết tắt

Danh mục các bảng

Danh mục các hình vẽ, đồ thị

MỞ ĐẦU

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN Trang

1.1 Lịch sử phát triển cảm biến sinh học …………………………... 3

1.2 Cảm biến sinh học……………………………………………… 5

1.2.1 Khái niệm cảm biến sinh học…………………………….. 5

1.2.2 Nguyên lý cảm biến sinh học…………………………….. 9

1.2.3 Phân loại cảm biến sinh học……………………………… 10

1.3 Polyme dẫn……………………………………………………… 15

1.3.1 Khái niệm polyme dẫn ………...…………………………. 15

1.3.2 Cơ chế dẫn của polyme dẫn………………………………. 16

1.3.3 Ứng dụng polyme dẫn trong cảm biến sinh học………….. 18

1.4. Một số khái niệm về sinh học phân tử, vi rút học, vi rút Herpes 21

1.4.1 Một số khái niệm về sinh học phân tử……………………. 21

1.4.2 Một số khái niệm về vi rút học…………………………… 24

1.4.3 Vi rút Herpes……………………………………………… 27

CHƯƠNG 2. CHẾ TẠO CẢM BIẾN SINH HỌC 2.1 Thiết bị, hóa chất……………………………………………….. 31

2.1.1 Thiết bị……………………………………………………. 31

2.1.2 Hóa chất…………………………………………………... 31

2.2 Thiết kế và chế tạo cảm biến vi điện cực………………………. 32

2.2.1 Thiết kế cảm biến vi điện cực…………………………….. 32

2.2.2 Qui trình chế tạo vi cảm biến…………………… 33

2.3 Lựa chọn DNA đầu dò…………………………………………. 37

2.4 Lựa chọn polyme dẫn…………………………………………… 38

2.5 Cố định DNA đầu dò lên bề mặt vi cảm biến…………….. 39

2.6 Đo đạc các thông số……………………………………………. 41

2.6.1 Kính hiển vi điện tử quét (KHVĐTQ)……………………. 41

2.6.2 Phổ hồng ngoại biến đổi chuỗi Fourier (FTIR)…………… 42

2.6.3 Kỹ thuật phản ứng chuỗi tổng hợp polymerase (PCR)…... 42

2.6.4 Xây dựng hệ đo tín hiệu cảm biến sinh học………………. 43

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

3.1 Cảm biến vi điện cực…………………………………………… 49

3.2 Tạo màng polyme dẫn APTS ….………………………………. 52

3.3 Phổ hồng ngoại FTIR…………………………………………… 52

3.4 Dò tìm axit nucleic từ mẫu phân tích…………………………… 53

3.4.1 Dò tìm DNA bổ sung……………………………………... 53

3.4.2 Dò tìm DNA đặc hiệu của HSV………………………….. 60

KẾT LUẬN

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA

TÁC GIẢ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

APTS 3-aminopropyl–triethoxy-silance

(Tên một loại polyme dẫn)

DNA Deoxyribonucleic acid

(Axít đêoxyribônuclêic – AND)

EDC 1–ethyl-3-(dimethyl-aminopropyl)carbodiimide

(Tên chất để hoạt hóa gốc phốt phát của ADN)

ELISA Enzyme Linked Immuno Sorbent Assay

(Kỹ thuật miễn dịch gắn men)

IF ImmunoFlourescence

(Kỹ thuật miễn dịch huỳnh quang)

FTIR Fourier Transform Infrared Spectroscopy

(Phổ hồng ngoại biến đổi chuỗi Fourier)

HSV Herpes Simplex Viruses type 1 & 2

(Vi rút Herpes týp 1 và 2)

ITIMS International Training Institute for Material Science

(Viện Đào tạo Quốc tế về Khoa học Vật liệu)

KHVĐTQ Kính hiển vi điện tử quét

MIA 1-methylimidazole

(Tên chất để làm ổn định hóa DNA hoạt hóa trong nước)

NCBI National Center of Biotechnology Information

(Trung tâm Quốc gia về Thông tin Công nghệ sinh học)

PCR Polymerase Chain Reaction

(Kỹ thuật phản ứng chuỗi tổng hợp polymeraza)

RNA Ribonucleic acid

(Axít ribônuclêic - ARN)

WHO World Health Organization

(Tổ chức Y tế Thế giới)

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang

Bảng 1.1 Các loại thụ thể sử dụng trong cảm biến sinh học và kỹ thuật đo

điện hoá

6

Bảng 1.2 Kiểu đo tương ứng với các bộ chuyển đổi điện hoá và đối tượng

phân tích

8

Bảng 1.3 Một số tạp chất tiêu biểu dùng để pha tạp trong polyme dẫn 18

Bảng 1.4 Cố định các phân tử sinh học lên lớp polyme dẫn trong các thiết bị

cảm biến

20

Bảng 1.5 So sánh hai týp vi rút Herpes 29

Bảng 2.1 Thông số quá trình oxy hoá bề mặt phiến silic 34

Bảng 2.2 Thông số quá trình phún xạ tạo màng kim loại trên phiến silic 36

Bảng 2.3 Các thông số hàn dây siêu âm 37

Bảng 2.4 Bảng mẫu thực hiện các phép đo theo nồng độ, nhiệt độ, thời gian 48

Bảng 3.1 So sánh ưu, nhược điểm của hai loại cảm biến vi điện cực 51

Bảng 3.2 Tín hiệu lai hóa khi nồng độ mẫu thấp tại nhiệt độ phòng 54

Bảng 3.3 Tín hiệu lai hóa của DNA đầu dò và DNA bổ sung trong mẫu phân

tích

55

Bảng 3.4 Tín hiệu lai hóa theo sự thay đổi của nhiệt độ, nồng độ và thời gian 57

Bảng 3.5 Tín hiệu lai hóa khi đo với sản phẩm PCR của HSV 61

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Trang Hình 1.1 Hình thái bề mặt của cảm biến trước và sau khi lai hoá 7

Hình 1.2 Nguyên lý hoạt động của cảm biến sinh học 9

Hình 1.3 Mô hình một loại cảm biến enzyme…. 11

Hình 1.4 Nguyên lý của cảm biến sinh học DNA 12

Hình 1.5 Mô hình cảm biến miễn dịch sợi nano phát hiện vi rút 14

Hình 1.6 Vị trí của cảm biến sinh học so với các kỹ thuật truyền thống

khác để chẩn đoán bệnh

15

Hình 1.7 Tốc độ phát triển cảm biến sinh học trong 20 năm trở lại đây

và dự báo xu hướng phát triển

15

Hình 1.8 Mô hình ứng dụng của màng polyme dẫn 19

Hình 1.9 Cấu trúc và sự lai hóa của phân tử DNA 21

Hình 1.10a Ảnh hiển vi điện tử truyền qua của vi rút Herpes - nhuộm âm

bản

27

Hình 1.10b Cấu trúc vi rút Herpes 27

Hình 1.11 Bệnh nhân bị nhiễm vi rút HSV-1 28

Hình 2.1a Thiết kế cảm biến 70µm x 30µm 32

Hình 2.1b Mô hình cấu trúc vi điện cực của cảm biến 70µm x 30µm 32

Hình 2.2a Thiết kế cảm biến 20µm x 20µm 32

Hình 2.2b Mô hình cấu trúc vi điện cực của cảm biến 20µm x 20µm 32

Hình 2.3 Xử lý bề mặt phiến Si 33

Hình 2.4 Tạo lớp màng SiO2 33

Hình 2.5 Mô phỏng quá trình quang khắc trên phiến silic 35

Hình 2.6 Mô phỏng quá trình phún xạ cao tần tạo màng Pt…. 35

Hình 2.7 Quá trình loại bỏ lớp cảm quang và lớp màng kim loại Pt/Cr

không cần thiết

36

Hình 2.8 Kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường lạnh S-4800-Hitachi 41

Hình 2.9 Máy phân tích phổ hồng ngoại biến đổi chuỗi Fourier 43

Hình 2.10 Dạng sóng từ bộ khuếch đại Lock-in 43

Hình 2.11 Hệ đo vi sai sử dụng máy khuyếch đại Lock-in SR830 45

Hình 2.12 Mạch tương đương của hệ đo vi sai 45

Hình 3.1A Vi cảm biến 30µm x 70µm 49

Hình 3.1B Vùng điện cực hoạt động của vi cảm biến 30µm x 70µm 49

Hình 3.2A Vi cảm biến loại 20µm x 20µm 50

Hình 3.2B Vùng điện cực hoạt động của vi cảm biến 20µm x 20µm 50

Hình 3.3 Hình ảnh HVĐTQ của màng polyme dẫn APTS trên bề mặt vi

cảm biến

52

Hình 3.4 Phổ FTIR xác nhận các liên kết hóa học giữa DNA đầu dò –

màng APTS

53

Hình 3.5 Tín hiệu lai hóa theo thời gian tương ứng với nồng độ mẫu

phân tích bằng 0,5nM

55

Hình 3.6 Tín hiệu lai hóa theo sự thay đổi nồng độ mẫu phân tích ở

nhiệt độ phòng

56

Hình 3.7 Tín hiệu lai hóa theo thời gian tương ứng với các nồng độ

mẫu phân tích khác nhau

58

Hình 3.8 Sự ảnh hưởng của nhiệt độ lên khả năng phát hiện DNA bổ

sung của vi cảm biến theo nồng độ mẫu phân tích

59

Hình 3.9 Tín hiệu lai hóa theo nhiệt độ của vi cảm biến với nồng độ

mẫu 1nM

60

Hình 3.10 Hình ảnh PCR dương tính với HSV của bệnh nhân ký hiệu

VN055

61

Hình 3.11 Khả năng phát hiện DNA đặc hiệu của HSV trong sản phẩm

PCR

62

Hình 4 Đo đạc thử nghiệm vi cảm biến trên hệ đo mới 72

1

MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, rất nhiều các nhà khoa học trong nước và Quốc tế

đã tập trung nghiên cứu chế tạo ra loại cảm biến sinh học có độ nhạy, độ chọn lọc cao,

thiết bị nhỏ gọn, sử dụng tiện ích và cho kết quả tin cậy. Thiết bị này được đánh giá

với nhiều tính năng vượt trội và có khả năng khắc phục được hầu hết nhược điểm của

các thiết bị phân tích truyền thống khác như ELISA, PCR... Trong tương lai gần, các

nhà khoa học dự đoán rằng các thiết bị truyền thống sẽ dần bị thay thế bởi các thế hệ

cảm biến sinh học do chính những tiện ích của nó mang lại. Trong lĩnh vực chẩn đoán

bệnh, ba loại cảm biến sinh học chủ yếu thường được tập trung nghiên cứu chế tạo là :

i) cảm biến enzyme trên cơ sở phản ứng đặc hiệu enzyme – cơ chất; ii) cảm biến

miễn dịch trên cơ sở phản ứng đặc hiệu kháng nguyên – kháng thể; iii) cảm biến

DNA trên cơ sở lai hóa đặc hiệu giữa hai sợi đơn DNA có trình tự bổ sung nhau.

Trong phát hiện vi rút gây bệnh, hai loại cảm biến sinh học thường được tập trung

nghiên cứu hơn cả là: cảm biến miễn dịch và cảm biến DNA. Với mục tiêu phát triển

và chế tạo ra loại vi cảm biến sinh học để có thể ứng dụng trong phát hiện vi rút gây

bệnh tại Việt Nam, đồng thời phục vụ cho luận văn cao học, tác giả đã đề xuất đề

cương đề tài ‘‘Cảm biến sinh học trên cơ sở polyme dẫn trong phát hiện vi rút gây

bệnh’’ với các nhiệm vụ:

- Chế tạo bộ vi cảm biến thích hợp cho việc phân tích, dò tìm những mẫu sinh

học có nồng độ thấp.

- Lựa chọn loại polyme dẫn thích hợp, tương thích với mẫu sinh học và có khả

năng tạo màng trên bề mặt vi cảm biến, không tham gia vào các phản ứng sinh hóa

giữa phần tử sinh học đầu dò và phần tử đích.

- Lựa chọn phần tử sinh học đầu dò, cố định lên bề mặt vi cảm biến

- Đo đạc thử nghiệm với mẫu phân tích để xác định độ nhạy và các thông số

khác của vi cảm biến trong phát hiện vi rút gây bệnh.

Đề cương này đã được Trường Đại học công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội

chấp thuận.

Dưới sự hướng dẫn khoa học của Tiến sỹ Mai Anh Tuấn, sự giúp đỡ của nhóm

nghiên cứu cảm biến sinh học - Viện Đào tạo Quốc tế về Khoa học Vật liệu, Trường

Đại học Bách khoa Hà Nội, tác giả đã triển khai nghiên cứu phát triển loại cảm biến

2

sinh học DNA trên cơ sở polyme dẫn 3-aminopropyl–triethoxy-silance (APTS) để phát

hiện axit nucleic của vi rút Herpes týp 1 và 2 (HSV) thông qua việc dò tìm đoạn DNA

đặc hiệu của loại vi rút này. So với mục tiêu và nhiệm vụ đề ra, tác giả đã hoàn thành

đề tài với những kết quả khả quan. Một số kết quả đã được tác giả công bố trên các tạp

chí, hội nghị chuyên ngành trong nước và Quốc tế. Tác giả nhận thấy rằng, loại cảm

biến này có độ nhạy rất cao, tín hiệu lai hóa giữa DNA đầu dò trên bề mặt vi cảm biến

và DNA bổ sung xuất hiện rất nhanh khoảng 1 phút tại nồng độ 0,5nM ở nhiệt độ

phòng và kết quả cũng đạt được tương tự đối với DNA đặc hiệu của HSV ở nhiệt độ

50°C – 55°C. Tuy nhiên, tín hiệu đầu ra thu được từ sự lai hóa thường xuất hiện rất

nhỏ, do đó để đưa vào ứng dụng thực tế cần phải có nghiên cứu sâu hơn, đồng bộ hơn

để khuyếch đại, tăng tín hiệu đầu ra. Quá trình thực nghiệm, các kết quả cũng như

những bàn luận được tác giả trình bày chi tiết trong luận văn.

Bố cục của luận văn được trình bày như sau :

Chương 1 . Tổng quan

Trong chương này, tác giả trình bày tổng quan về lịch sử, khái niệm cũng như

nguyên lý, phân loại của cảm biến sinh học. Bên cạnh đó, những kiến thức về polyme

dẫn, cách lựa chọn, cố định polyme dẫn lên bề mặt cảm biến và một số khái niệm cơ

bản về vi rút học, sinh học phân tử cũng được tác giả nêu ra.

Chương 2. Chế tạo cảm biến sinh học

Chương này mô tả toàn bộ quá trình thực nghiệm để thực hiện đề tài. Bắt đầu từ

việc lựa chọn vật liệu, hóa chất, tiếp theo là mô tả việc thiết kế, chế tạo loại cảm biến

vi điện cực thế hệ mới loại 70µm x 30µm và 20µm x 20µm, quá trình lựa chọn, pha

tạp và tổng hợp polyme dẫn lên bề mặt vi cảm biến. Cuối cùng, mô tả cách cố định

phần tử sinh học đầu dò lên vi cảm biến, đo đạc các thông số và thiết lập hệ đo,

phương thức đo đối với mẫu phân tích.

Chương 3. Kết quả và bàn luận

Trong chương này, toàn bộ kết quả của quá trình thực nghiệm được trình bày và những bàn luận của tác giả đối với những kết quả đạt được, từ đó đưa ra kết luận và những ý kiến đề xuất.

3

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1 Lịch sử phát triển cảm biến sinh học

Giáo sư Lenan C Clark là người đầu tiên phát minh ra điện cực oxy năm 1956,

khởi nguồn của Công nghệ cảm biến sinh học [16]. Năm 1962, tại Hội thảo khoa học

của Viện Hàn lâm Khoa học New York, ông đã đề xuất một hướng nghiên cứu mới :

‘‘Làm thế nào để tạo ra cảm biến điện hóa thông minh hơn (pH, phân thế, độ

dẫn,…) ?’’ khi đưa thêm vào ‘‘lớp chuyển tiếp enzyme giống như màng kẹp giữa, theo

kiểu xếp chồng’’. Khái niệm này sau đó được làm sáng tỏ bằng thực nghiệm khi người

ta sử dụng điện cực oxy Clark để bẫy men đường (glucose oxidase) thông qua màng

thẩm tách. Độ giảm của nồng độ oxy đo được tỷ lệ với nồng độ glucose. Trong một

công trình công bố năm 1962, Clark và Lyon lần đầu tiên đưa ra khái niệm điện cực

enzyme [15]. Updike và Hick đã triển khai chi tiết thực nghiệm để chứng minh sự cần

thiết để tạo ra điện cực enzyme chức năng đo nồng độ glucose mặc dù nhận được rất

nhiều phê bình từ các nhà chuyên môn [59]. Năm 1969, Guilbault và Montalvo công

bố chi tiết về điện cực enzyme bằng phương pháp đo thế [28]. Hai ông mô tả cảm biến

urea trên cơ sở cố định chất urease tại điện cực màng chất lỏng lọc lựa amoniac. Năm

1975, ý tưởng của Clark trở thành hiện thực khi công ty thiết bị Yellow Springs (Ohio,

Mỹ) giới thiệu lần thứ hai (lần đầu năm 1973) về thiết bị phân tích glucose sử dụng

phương pháp đo thế. Năm 1974, Cooney và đồng nghiệp đề xuất sử dụng bộ chuyển

đổi nhiệt cho cảm biến sinh học. Những thiết bị mới loại này được đặt tên tương ứng

với đầu dò enzyme nhiệt [18] và men cặp nhiệt [40].

Sự phát triển cảm biến sinh học đã tạo bước đột phá mới vào năm 1975, khi

Divis cho rằng có thể sử dụng vi khuẩn làm yếu tố nhận biết sinh học trong các điện

cực vi sinh vật để đo nồng độ cồn [25]. Công trình của ông đã khởi đầu cho hướng

nghiên cứu chính ở Nhật Bản nhằm tạo ra các loại cảm biến sinh học có khả năng ứng

dụng trong kiểm soát môi trường và Công nghệ sinh học. Cũng trong năm 1975,

Lubbers và Optitz đưa ra thuật ngữ optode để mô tả cảm biến sợi quang học có gắn

chất chỉ thị để đo oxit cácbon II (CO2) hoặc oxy. Trên cơ sở đó, hai ông và đồng

nghiệp đã tạo ra cảm biến sinh học tín hiệu quang để đo nồng độ cồn [60].

Năm 1976, Clemens và đồng nghiệp đã tích hợp thành công cảm biến sinh học

glucose điện hoá trong tuyến tụy nhân tạo [17], sau đó được Miles (Elkhart) tung ra thị

67

TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI IỆU TIẾNG VIỆT

1. Lê Huy Chính, Nguyễn Vũ Trung. Cẩm nang vi sinh vật y học. Nxb Y học,

2005

2. Hồ Huỳnh Thùy Dương. Sinh học phân tử. Nxb Giáo Dục, 2003

3. Nguyễn Kim Giao. Chẩn đoán vi rút gây bệnh trên người bằng phương pháp

Hiển vi điện tử. Nxb Y học, 2005

4. Trần Quang Huy, Nguyễn Thị Thường, Nguyễn Thị Thanh Thủy, Phương Đình

Tâm. Mai Anh Tuấn. Ứng dụng vi cảm biến DNA trong nghiên cứu y sinh học.

Tuyển tập công trình những vấn đề cơ bản của khoa học sự sống 2007, tr 170 -

171

5. Trần Quang Huy, Nguyễn Thị Thường, Nguyễn Thị Thanh Thủy, Phương Đình

Tâm. Mai Anh Tuấn. Phát hiện axit nucleic của vi rút gây bệnh bằng bộ cảm

biến sinh học DNA . Tạp chí Y học dự phòng, tập XVII, số 6 (91) 2007, tr 57 -

63

6. Nguyễn Thị Thường. Một số đặc điểm của họ Herpesviridae gây bệnh ở người.

Tạp chí y học dự phòng (2006), số 3+4 (83), trang 54-58 và số 5 (84) trang 64-

67

TÀI LIỆU TIẾNG ANH

7. A.O. Scott (Ed.), Biosensors for Food Analysis, The Royal Soc. of Chem.,

Cambridge, UK, 1998

8. Alcock, S.J. and Turner, A.P.F. IEEE Engineering in Medicine and Biology,

June/July 1994, 319

9. Antje J. Baeumner et al. Biosensor for Dengue Virus Detection: Sensitive,

Rapid, and Serotype Specific. Anal. Chem., 74 (6), 2002 , 1442 -1448

10. Bansi D. Malhotra et al. Prospects of conducting polymers in biosensors.

Analytica Chimica Acta 578 (2006) 59–74

11. Bobby Pejcic, Roland De Marco. Impedance spectroscopy: Over 35 years of

electrochemical sensor optimization. Electrochimica Acta 51 (2006) 6217–

6229.

68

12. Carrascosa et al. Trac-Trends ; Anal. Chemical. 25 (3) (2006), 196-206

13. Cass, A.E.G., Francis, D.G., Hill, H.A.O., Aston, W.J., Higgins, I.J., Plotkin,

E.V., Scott, L.D.L. and Turner, A.P.F. Anal. Chem. 56, (1984), 667-671

14. Claire L. Morgan et al. Immunosensors : Technology and opportunities in

laboratory medicine. Clinical Chemistry 42 :2, 1996, 193-209

15. Clark, L.C. Jnr. Ann. NY Acad. Sci. 102, (1962) 29-45

16. Clark, L.C. Jnr. Trans. Am. Soc. Artif. Intern. Organs 2, (1956) 41- 48

17. Clemens, A.H., Chang, P.H. and Myers, R.W. Proc. Journes Ann. de

Diabtologie de l'Htel-Dieu, Paris (1976)

18. Cooney, C.L., Weaver, J.C et al. In: "Enzyme Engineering" (Eds. E.K. Pye and

L.B. Wingard Jnr.) 2, Plenum, New York. (1974) 411-417

19. Cooper, M.A.. Optical biosensors in drug discovery. Nat. Rev. Drug Discov. 1,

(2002) 515–528

20. D. C. Cullen, R. S. Sethi, C. R. Lowe. Anal. Chim. Acta 231, (1990) 33

21. D.E. Gunning et al. Performance of ultra-high-density microelectrode arrays.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 576 (2007) 215–219

22. Daniel R. Thévenot; Klara Toth et al. Pure Appl. Chem., Vol. 71, No. 12,

(1999) 2333 - 2348,

23. David O. White, Frank J.Fenner. Medical Virology. Academic Press.1994

24. Dennison, M.J. and Turner, A.P.F. Biotechnol. Adv., 1 (1995)13

25. Divis, C. Annals of Microbiology 126A, (1975)175-186

26. Frank Lammers, Thomas Scheper. Thermal Biosensors in Biotechnology.

Volume 64/1999, Springer Berlin / Heidelberg, 35 -67

27. Geoffrey C. Allen, Fabio Sorbello et al. Macro-, micro - and nano -

investigations on 3-aminopropyltrimethoxysilane self-assembly-monolayers,

Thin Solid Films 483 (2005) 306–311

28. Guilbault, G.G. and Montalvo, J. JACS 91 (1969) 2164-2569

29. Huy.T.Q., Thuy N.T.T., Tam P.D, Tuan M. A., and Chien N.D. Investigation of

electrochemical DNA sensor for biomedical application. Proceedings of the 2sd

International Conference on Biomedical Engineering 2007, 273 – 278

30. J. Catrlik et al. Amperometric biosensors based on two different enzyme systems

and their use for glycerol determination in samples from biotechnological

69

fermentation process. Analytica Chimica Acta ,Volume 566, Issue 1, 27 April

2006, Pages 11-18

31. J. Justin Gooding et al. Biosensor technology for detecting biological warfare

agents: Recent progress and future trends. Analytica Chimica Acta 559 (2006)

137–151

32. Jeffrey D. Newman, Anthony P.F. Turner, Home blood glucose biosensors: a

commercial perspective. Biosensors and Bioelectronics 20 (2005) 2435–2453

33. Jeremy J. Ramsden. Optical biosensors. Journal of Molecular Recognition.

Volume 10, Issue 3 , Pages 109 – 120

34. K. Covington. Pure Appl. Chem. 66 (3), (1994) 565

35. Kress-Rogers, E. "Handbook of Biosensors and Electronic Noses: Medicine,

Food and the Environment", CRC Press, Boca Raton, USA, 1996

36. L. J. Blum, P. R. Coulet. Biosensor Principles and Applications. Marcel

Dekker, New York (1991)

37. Lec, R.M. Piezoelectric biosensors: recent advances and applications.

Proceedings of the 2001 IEEE International Volume , Issue , 2001, 419 – 429

38. Liedberg, B., Nylander, C. and Lundstrm, I. Sensors and Actuators 4, (1983)

299-304

39. M.A. Tuan, T. Q. Huy, N.T.Thuong, L. H. Hoang, C. V. Thach, N. H. Hai.

DNA Enrichment by Functionalized Magnetic Nanoparticles for On-site and

Fast Detection of Virus in Biomedical Application. Journal of Korea Physical

society (accepted, to be published)

40. Mosbach, K. and Danielsson, B. Biochim. Biophys. Acta. 364, 140-145 (1974)

41. Nathalie K. Guimard et al. Conducting polymers in biomedical engineering.

Prog. Polym. Sci. 32 (2007) 876–921

42. Olivier Lazcka et al. Pathogen detection: A perspective of traditional methods

and biosensors. Biosensors and Bioelectronics 22 (2007) 1205–1217

43. P. Bergveld, D. R. Thévenot. In Advances in Biosensors, Supplement 1 (A. P.

F. Turner, ed.), p. 31. JAI Press, London, UK (1993)

44. P. V. Climent et al. Development of a new amperometric biosensor based on

polyphenoloxidase and polyethersulphone membrane. Pure Appl. Chem., Vol.

73, No. 12, 2001, pp. 1993–1999

70

45. P. Van Gerwen, W. Laureyn, G. Huyberechts, M. Op De Beeck, K. Baert, A.

Varlan, W. Sansen, L. Hermans, R. Mertens, Nanoscaled Interdigitated

Electrodes For Biochemical Sensors, Sensors and Actuators B, 49 (1-2) (1998)

pp. 73-80

46. Patolsky, F., Lieber, C.M., Nanowire Nanosensors, Materials Today (2005), 20-

28

47. Patolsky, F., Zheng, G., Hayden, O., Lakadamyali, M., Zhuang, X., Lieber,

C.M., Electrical detection of single viruses, Proc. Natl. Acad. Sci. USA (2004),

101, 14017-14022

48. Pinar Kara a, Burcu Meric et al. Electrochemical DNA biosensor for the

detection and discrimination of herpes simplex Type I and Type II viruses from

PCR amplified real samples. Analytica Chimica Acta 518 (2004) 69–76

49. R.M.Lec. Piezoelectric biosensors: recent advances and applications.

Proceedings of the 2001 IEEE International Volume , Issue , 2001,419 – 429

50. R. Gonzalez ., B. Masquelier et al. Detection of Human Immunodeficiency

Virus Type 1 Antiretroviral Resistance Mutations by High-Density DNA Probe

Arrays. Journal of clinical microbiology (July 2004), p. 2907–2912

51. Rich, R.L. and Myszka, D.G. (2005) Survey of the year 2004 commercial

optical biosensor literature. J. Mol. Recognit. 18, 431–478;

52. Sara Rodriguez-Mozaz et al. Biosensors for environmental applications: Future

development trends. Pure Appl. Chem., Vol. 76, No. 4, 2004, pp. 723–752

53. Sergei V. Dzyadevych et al. Potentiometric Biosensors Based on ISFETs and

Immobilized CholinesterasesVolume 16, Issue 22 , ( 2004) Pages 1873 – 1882

54. Shichiri, M., Kawamori, R., Yamaski, R., Hakai, Y. and Abe, H. Lancet ii,

(1982)1129-1131

55. T Gregory Drummond et al. Electrochemical DNA sensors., Nature

Biotechnology, 2003, 1192-1199

56. T.A. Skotheim, R.L. Elsenbaumer, J. Reynold, Marcel Dekker. Handbook of

Conducting Polymers, ed., 2nd Edition, New York, 1998

57. Tarushee Ahuja et al.Biomolecular immobilization on conducting polymers for

biosensing applications. Biomaterials 28 (2007) 791–805

71

58. Turner, A.P.F. "Advances in Biosensors", I; II; Suppl. I; III. JAI Press, London,

UK, 1991; 1992; 1993; 1995

59. Updike, S.J. and Hicks, J.P. Nature 214,(1967) 986-988

60. Voelkl, K.P., Opitz, N. and Lubbers, D.W. Fres. Z. Anal. Chem. 301,(1980)

162-163

61. White, S.F. and Turner, A.P.F. In: "Encyclopedia of Bioprocess Technology:

Fermentation, Biocatalysis and Bioseparation"(Eds. M C Flickinger and S W

Drew). Wiley, New York, USA, 1997

62. Y. Han et al. Surface activation of thin silicon oxides by wet cleaning and

silanization. Thin Solid Films 510 (2006) 175 - 180

63. Y.K. Ye., J.H. Zhao. Electrochemical behavior and detection of hepatitis B

virus DNA PCR production at gold electrode. Biosensors and Bioelectronics 18

(2003) 1501-1508

64. http://www.mindbranch.com

72

PHỤ LỤC Để tiếp tục nghiên cứu phát triển loại vi cảm sinh học biến này, song song với

quá trình chế tạo vi cảm biến, thành viên trong nhóm nghiên cứu của chúng tôi đã xây dựng và phát triển một hệ đo cầm tay, có kích thước nhỏ gọn với nhều tính năng ưu việt hơn nhằm thay thế hệ Lock in RS830, phù hợp và đáp ứng được yêu cầu phân tích của vi cảm biến đối với mẫu ở nồng độ thấp như vi rút,…

Hình 4 là hình ảnh vi cảm biến sinh học 20µm x 20µm đang được đo đạc thử

nghiệm trên hệ đo mới

Hình 4. Đo đạc thử nghiệm vi cảm biến trên hệ đo mới (thiết bị xách tay)