Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thiết bị vi lưu tích hợp bẫy hạt nano từ ứng dụng y sinh
Luận án 2023: Ứng dụng Microsoft Word phân tích và diễn giải dữ liệu cho bài luận Ngọc Tú. Tối ưu hóa trình bày nội dung.
Luan An
Luận án tiến sĩ
Năm xuất bản
Số trang
127
Thời gian đọc
20 phút
Lượt xem
0
Lượt tải
0
Phí lưu trữ
40 Point
Tổng quan nhanh
- Chủ đề:
- 1. Tổng quan công nghệ thiết bị vi lưu trong y sinh học
- Số trang:
- 127 trang
- Trường:
- Học viện Khoa học và Công nghệ
- Chuyên ngành:
- Vật Lý Chất Rắn
- Tác giả:
- Lê Ngọc Tú
- Năm:
- 2023
Tóm tắt nội dung luận án
I. Tổng quan công nghệ thiết bị vi lưu trong y sinh học
Công nghệ vi lưu đóng vai trò nền tảng trong y sinh hiện đại. Thiết bị vi lưu cho phép điều khiển lượng chất lỏng cực nhỏ ở thang micromet. Hệ thống này thu nhỏ toàn bộ quy trình xét nghiệm phức tạp lên một đế phẳng. Thể tích mẫu bệnh phẩm cần thiết giảm đáng kể xuống mức microlit hoặc nanolit. Thời gian phản ứng sinh hóa diễn ra nhanh hơn nhiều so với phương pháp truyền thống. Các phản ứng đạt độ nhạy cao và tiết kiệm tối đa hóa chất đắt tiền. Sự kết hợp giữa cơ học vi lưu và công nghệ nano mở ra nhiều giải pháp chẩn đoán tại chỗ. Nền tảng này giúp phát hiện sớm nhiều bệnh lý nguy hiểm. Việc tích hợp nhiều mô đun trên cùng một hệ thống mang lại độ chính xác vượt trội. Đây là xu hướng then chốt trong kỹ thuật y sinh hiện nay.
1.1. Sự phát triển của hệ thống lab on a chip hiện đại
Hệ thống lab-on-a-chip đại diện cho bước tiến lớn của khoa học phân tích. Khái niệm này hướng đến việc tích hợp nhiều chức năng phòng thí nghiệm trên một vi mạch đơn lẻ. Cấu trúc vi lưu chứa các vi kênh, buồng phản ứng, bơm và van điều khiển. Dòng chảy tầng trong kênh vi mô đảm bảo tính ổn định cao. Hiện tượng khuếch tán phân tử chiếm ưu thế tuyệt đối trong môi trường dòng chảy này. Quá trình tiền xử lý, phân tách và nhận diện mẫu diễn ra tự động hoàn toàn. Thiết bị giúp loại bỏ các thao tác thủ công dễ gây sai số. Khả năng tích hợp đa chức năng nâng cao hiệu suất phân tích y sinh. Chi phí chế tạo hệ thống ngày càng giảm nhờ công nghệ vi cơ điện tử.
1.2. Ưu thế vượt trội trong phân tích hóa sinh và y tế
Phân tích hóa sinh trên nền tảng vi lưu mang lại nhiều giá trị thực tiễn. Tỷ lệ diện tích bề mặt trên thể tích tăng mạnh ở kích thước micromet. Tốc độ truyền nhiệt và truyền khối trong vi kênh diễn ra gần như tức thời. Các phân tử sinh học tương tác với nhau nhanh chóng và đồng đều. Tiêu hao mẫu bệnh phẩm và thuốc thử sinh học giảm hàng trăm lần. Nguy cơ lây nhiễm chéo giữa các mẫu phẩm bị triệt tiêu hoàn toàn. Thiết bị vi lưu có kích thước nhỏ gọn, dễ dàng vận chuyển đến vùng sâu vùng xa. Độ tin cậy của các phép đo đạt chuẩn mực tương đương phòng xét nghiệm trung tâm. Ứng dụng này mở rộng triển vọng sàng lọc bệnh diện rộng cho cộng đồng.
II. Nguyên lý bẫy từ tính vi mô dùng hạt nano siêu thuận từ
Bẫy từ tính vi mô là phương pháp then chốt để cô lập mục tiêu sinh học. Kỹ thuật này sử dụng hạt nano từ tính làm chất mang gắn kết phân tử. Dưới tác động của từ trường ngoài, các hạt di chuyển theo hướng xác định. Quá trình phân tách diễn ra êm dịu mà không làm hỏng cấu trúc tế bào. Không gian vi kênh cho phép kiểm soát chính xác quỹ đạo chuyển động của hạt. Hệ thống đạt hiệu suất bắt giữ cao ngay cả ở nồng độ mẫu cực loãng. Phương pháp này không làm biến tính các kháng thể hay DNA cần phân tích. Sự phối hợp giữa lực từ và lực thủy động học tối ưu hóa việc làm sạch mẫu. Đây là giải pháp phân tách mẫu không tiếp xúc đầy tiềm năng.
2.1. Cơ chế lực từ di magnetophoresis trên vi kênh
Hiện tượng di chuyển của hạt từ dưới tác dụng của gradient từ trường gọi là magnetophoresis. Lực từ di tỷ lệ thuận với thể tích hạt và độ chênh lệch độ cảm từ. Trong chất lỏng vi lưu, hạt nano chịu lực cản nhớt Stokes đối kháng. Sự cân bằng giữa lực từ di và lực cản thủy động quyết định vận tốc hạt. Khi gradient từ trường đủ lớn, hạt bị giữ lại tại vùng bẫy định sẵn. Dòng chất lỏng mang các thành phần tạp chất trôi ra ngoài vi kênh. Quá trình rửa trôi diễn ra liên tục mà không làm thất thoát hạt mục tiêu. Việc điều chỉnh lưu lượng bơm giúp kiểm soát hiệu quả bắt giữ hạt nano. Hiện tượng này tạo cơ sở vững chắc cho các kỹ thuật tiền tập trung mẫu.
2.2. Đặc tính của hạt nano từ tính và SPIONs chức năng hóa
Các hạt nano oxit sắt siêu thuận từ hay SPIONs sở hữu từ tính độc đáo. Chúng chỉ thể hiện từ tính mạnh khi có từ trường ngoài áp đặt. Khi ngắt từ trường, độ từ dư và lực kháng từ của SPIONs lập tức biến mất. Đặc tính hạt nano siêu thuận từ này ngăn ngừa hiện tượng vón cục tự phát. Bề mặt hạt thường được bọc silica, dextran hoặc polymer tương thích sinh học. Các nhóm chức gắn kháng thể đặc hiệu giúp bắt giữ chính xác phân tử đích. Kích thước hạt đồng đều từ 10 đến 100 nanomet tăng cường diện tích liên kết. SPIONs đóng vai trò như cảm biến nano thu gom chất phân tích trong lòng mạch vi lưu. Độ bền keo cao đảm bảo hệ phân tán luôn ổn định trong dung dịch đệm.
III. Thiết kế chế tạo chip vi lưu PDMS tích hợp van cơ khí
Chế tạo chip vi lưu đòi hỏi sự chính xác ở kích thước micromet. Vật liệu Polydimethylsiloxane (PDMS) là lựa chọn hàng đầu cho các nghiên cứu y sinh học. PDMS có độ trong suốt quang học cao, không độc và tương thích sinh học tốt. Quy trình đúc mềm cho phép tạo ra cấu trúc vi kênh sắc nét và đồng đều. Khả năng đàn hồi của PDMS tạo điều kiện tích hợp các màng van cơ học linh hoạt. Hệ thống ghép cơ khí hoặc xử lý huyết tương đảm bảo độ kín tuyệt đối cho vi mạch. Các vi kênh chịu được áp suất dòng chảy ổn định mà không xảy ra rò rỉ. Thiết kế modul hóa giúp kết nối nhanh chóng giữa kênh dẫn và khối điều khiển. Nền tảng chế tạo này mang tính khả thi cao cho sản xuất hàng loạt.
3.1. Kỹ thuật đúc mềm và xử lý bề mặt vật liệu PDMS
Kỹ thuật đúc mềm khởi đầu từ việc chế tạo khuôn mẫu bằng chất cảm quang SU-8. Mặt nạ quang học định hình cấu trúc vi kênh với độ phân giải cao. Hỗn hợp PDMS tiền chất và chất đóng rắn được đổ lên khuôn sau khi khử bọt khí. Quá trình nhiệt hóa ở nhiệt độ thích hợp tạo nên khối polymer rắn đàn hồi. Bề mặt PDMS sau khi bóc tách khỏi khuôn được làm sạch kỹ lưỡng. Xử lý plasma oxy tạo ra các nhóm silanol phân cực trên bề mặt vật liệu. Khi ép chặt PDMS với phiến kính, liên kết cộng hóa trị Si-O-Si hình thành bền vững. Vi kênh kín hoàn toàn, chịu được áp suất cao trong quá trình bơm mẫu liên tục. Phương pháp này đảm bảo tính lặp lại tốt cho các mẻ chế tạo chip vi lưu.
3.2. Cấu tạo và cơ chế kiểm soát dòng chảy bằng van cơ
Hệ van cơ đóng vai trò cốt lõi trong việc định tuyến chất lỏng trên chip vi lưu. Cấu trúc van gồm màng mỏng PDMS ngăn cách giữa kênh dẫn dịch và buồng điều khiển. Khi tác động lực cơ học hoặc áp suất khí, màng mỏng uốn cong và chặn kín dòng chảy. Cơ chế đóng mở linh hoạt cho phép ngăn cách hoặc trộn các dòng hóa chất theo ý muốn. Van cơ khí PDMS có độ đáp ứng nhanh và độ bền đóng mở qua hàng ngàn chu kỳ. Việc tích hợp hệ van giúp tự động hóa chu trình nạp mẫu, rửa và đẩy dung dịch phản ứng. Toàn bộ quá trình vận hành diễn ra khép kín, tránh tiếp xúc với môi trường ngoài. Thiết kế van nhỏ gọn tối ưu hóa diện tích bề mặt chip vi lưu.
IV. Mô đun cuộn dây phẳng tạo gradient từ trường tối ưu
Mô đun bẫy từ vi mô tích hợp yêu cầu nguồn từ trường có kích thước nhỏ gọn. Các cuộn dây phẳng vi mô chế tạo theo công nghệ vi cơ điện tử MEMS giải quyết bài toán này. Dòng điện chạy qua vi cuộn dây sinh ra từ trường tập trung ngay tại vùng vi kênh. Gradient từ trường cục bộ đạt giá trị cực lớn tại các góc cạnh dây dẫn. Cấu trúc cuộn dây phẳng cho phép tích hợp trực tiếp dưới đáy kênh vi lưu. Nhiệt lượng tỏa ra được kiểm soát nhờ tối ưu hóa kích thước hình học dây dẫn. Việc bật tắt từ trường diễn ra tức thì thông qua điều khiển xung dòng điện. Hệ thống giải phóng hạt từ nhanh chóng sau khi hoàn thành công đoạn bẫy và rửa mẫu.
4.1. Mô phỏng từ trường và tính toán lực từ cuộn dây MEMS
Mô hình toán học và phần mềm mô phỏng phần tử hữu hạn hỗ trợ tính toán từ trường. Phân bố mật độ từ thông và gradient từ trường quanh dây dẫn được khảo sát chi tiết. Kích thước dây dẫn với chiều rộng từ 10 đến 15 micromet mang lại hiệu quả tạo lực tối ưu. Lực từ tác dụng lên hạt nano từ tính đạt cực đại tại bề mặt tiếp giáp vi kênh. Tính toán công suất tiêu thụ điện giúp ngăn ngừa hiện tượng quá nhiệt làm biến tính mẫu sinh học. Sự tương tác giữa lực từ di và vận tốc dòng chảy được mô hình hóa chính xác. Kết quả mô phỏng cung cấp thông số hình học chuẩn xác cho bước chế tạo thực nghiệm. Thiết kế cuộn dây đáp ứng đầy đủ yêu cầu giữ hạt nano siêu thuận từ ở lưu lượng cao.
4.2. Chế tạo cuộn dây phẳng bắt giữ hạt nano từ hiệu năng cao
Quy trình chế tạo cuộn dây phẳng sử dụng công nghệ quang khắc và mạ điện vi cơ điện tử. Lớp kim loại dẫn điện như đồng hoặc vàng được lắng đọng trên đế cách điện. Cấu trúc dây dẫn vi mô có độ mịn cao và khoảng cách giữa các vòng dây đồng đều. Lớp màng mỏng cách điện bảo vệ cuộn dây khỏi sự ăn mòn của hóa chất vi lưu. Khi cấp dòng điện phù hợp, bẫy từ tính vi mô giữ chặt hơn 90% lượng hạt nano đi qua. Hạt nano từ tính tập trung thành dải hẹp ngay trên vị trí cuộn dây phẳng. Thao tác ngắt dòng điện cho phép hạt nano giải phóng tức thì theo dòng chảy ra cổng thu. Mô đun cuộn dây phẳng hoạt động ổn định và tái sử dụng được nhiều lần.
V. Ứng dụng thiết bị vi lưu phân tích y sinh và miễn dịch
Thiết bị vi lưu tích hợp bẫy từ tính mở ra ứng dụng đột phá trong phân tích y sinh. Nền tảng hỗ trợ phát hiện các phân tử sinh học, protein kháng thể và tồn dư kháng sinh. Quá trình gắn kết kháng nguyên kháng thể diễn ra nhanh chóng nhờ diện tích bề mặt hạt lớn. Hạt nano từ tính đóng vai trò giá mang rắn linh hoạt trong các phản ứng miễn dịch. Hệ thống giảm thiểu thời gian ủ mẫu từ vài giờ xuống còn vài phút. Kết hợp cảm biến phát hiện trực tiếp nâng cao giới hạn phát hiện chất phân tích. Các quy trình xét nghiệm phức tạp được tiêu chuẩn hóa trên một chip duy nhất. Thiết bị đáp ứng tốt các tiêu chí chẩn đoán nhanh, chính xác và tiện lợi tại điểm chăm sóc.
5.1. Tích hợp xét nghiệm miễn dịch ELISA trên chip vi lưu
Kỹ thuật miễn dịch liên kết enzyme ELISA truyền thống thường tốn nhiều thời gian và mẫu thử. Tích hợp ELISA trên chip vi lưu sử dụng SPIONs khắc phục triệt để các hạn chế này. Kháng thể bắt giữ được cố định trên bề mặt hạt nano siêu thuận từ phân tán trong kênh. Hạt nano di chuyển tự do trong dòng vi lưu, tăng mạnh xác suất va chạm với kháng nguyên. Sau phản ứng gắn kết, bẫy từ tính vi mô cố định các hạt để tiến hành bước rửa sạch tạp chất. Enzyme liên kết sau đó xúc tác phản ứng tạo tín hiệu quang học hoặc điện hóa rõ nét. Quy trình ELISA vi lưu rút ngắn thời gian phân tích tổng thể gấp nhiều lần. Độ nhạy và độ đặc hiệu của phép thử đạt mức tương đương các máy phân tích tự động lớn.
5.2. Định lượng kháng sinh Sulfamethoxazole bằng cảm biến điện hóa
Kháng sinh Sulfamethoxazole thuộc nhóm Sulfamid được sử dụng phổ biến trong điều trị và chăn nuôi. Việc kiểm soát dư lượng kháng sinh này đòi hỏi phương pháp đo nhanh và nhạy. Thiết bị vi lưu tích hợp điện cực vi mô cho phép định lượng chính xác Sulfamethoxazole. Hạt nano từ tính mang kháng thể đặc hiệu thu gom Sulfamethoxazole từ dung dịch mẫu. Sau khi bẫy hạt vào vị trí cảm biến điện hóa, phản ứng oxy hóa khử diễn ra trên bề mặt điện cực. Tín hiệu dòng điện sinh ra tỷ lệ thuận với nồng độ Sulfamethoxazole có trong mẫu thử. Giới hạn phát hiện đạt mức vết ở thang đo nanogram trên mililit. Phương pháp này mang lại giải pháp hiệu quả để kiểm tra an toàn thực phẩm và giám sát y tế cộng đồng.
Mục lục chi tiết luận án
Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Tải đầy đủ (127 trang)Trích đoạn nội dung luận án
Tải xuống để đọc toàn bộBỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- LÊ NGỌC TÚ NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ VI LƯU TÍCH HỢP MÔ ĐUN KHUẤY TRỘN VÀ BẪY HẠT NANO TỪ ỨNG DỤNG PHÂN TÍCH Y SINH LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ Hà Nội – 5/2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- LÊ NGỌC TÚ NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ VI LƯU TÍCH HỢP MÔ ĐUN KHUẤY TRỘN VÀ BẪY HẠT NANO TỪ ỨNG DỤNG PHÂN TÍCH Y SINH Chuyên ngành: Vật lý chất rắn Mã sỗ: 9440104 LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. Trần Đại Lâm 2. Cao Hồng Hà Hà Nội – 5/2023 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, dưới sự hướng dẫn của GS. Trần Đại Lâm và TS.
Cao Hồng Hà. Các số liệu, kết quả sử dụng trong luận án được trích dẫn từ các bài báo đã được sự đồng ý của các đồng tác giả. Các số liệu, kết quả này là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả luận án Lê Ngọc Tú LỜI CẢM ƠN Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc nhất của mình tới GS.
Trần Đại Lâm và TS. Cao Hồng Hà - những người Thầy hướng dẫn đã dành cho tôi sự động viên, giúp đỡ tận tình và những định hướng khoa học hiệu quả trong suốt quá trình thực hiện luận án. Bản luận án này sẽ không thể hoàn thành nếu không có sự giúp đỡ của các đồng nghiệp tại cơ quan nơi tôi công tác. Tôi xin được cảm ơn sự cộng tác và giúp đỡ đầy hiệu quả của các cán bộ Viện Vật lý - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VHLKHCNVN), vì sự giúp đỡ thực hiện các phép đo và sự quan tâm động viên hết sức quý báu với tôi trong quá trình thực hiện luận án.
Tôi xin được gửi lời cảm ơn tới cán bộ Bộ môn Hoá lý Viện Kỹ thuật Hoá học, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Viện Kỹ thuật Nhiệt Đới – Viện Hàn Lâm KHCN Việt Nam, Trung tâm Nano và Năng lượng (NEC) – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc Gia Hà Nội vì những hợp tác nghiên cứu trong các ứng dụng y sinh, chế tạo thiết bị và đo đạc các thống số. Tôi xin trân trọng cảm ơn sự giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi của cơ sở đào tạo là Học viện Khoa học và Công nghệ trong quá trình thực hiện luận án. Tôi xin trân trọng cảm ơn sự hỗ trợ kinh phí từ đề tài nghiên cứu Nafosted mã số 104.357 đã hỗ trợ tôi thực hiện luận án này. Tôi cũng xin được cảm ơn tới Ban lãnh đạo Bênh Viện Tâm thần đã luôn tạo điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong quá trình thực hiện bản luận án.
Sau cùng, tôi muốn gửi tình cảm yêu thương nhất và sự biết ơn tới vợ, con, bố, mẹ, cũng như tất cả những người thân trong gia đình và bạn bè đã luôn cổ vũ, động viên để tôi vượt qua khó khăn hoàn thành tốt nội dung nghiên cứu trong bản luận án này. Hà Nội, ngày 19 tháng 5 năm 2023 Tác giả luận án Lê Ngọc Tú MỤC LỤC MỤC LỤC. v BẢNG CÁC CHỮ VIÊT TẮT. 1 DANH MỤC HÌNH VẼ.
3 DANH MỤC BẢNG. Các ưu điểm của hệ vi lưu trong các ứng dụng phân tích hóa/sinh học. Các bộ phận cấu thành nên hệ microfluidics. Hoàn thiện hệ vi lưu – Packing microfluidic system.
Ứng dụng hệ vi lưu trong kỹ thuật ELISA. Hệ vi lưu trong xét nghiệm miễn dịch sử dụng hạt nano từ. Hệ vi lưu tích hợp cảm biến điện hóa. Giới thiệu thuốc kháng sinh Sulfamethoxazole và phương pháp phân tích hàm lượng kháng sinh.
Giới thiệu chung về kháng sinh nhóm Sulfamid. Phân loại Sulfamid. Giới thiệu về kháng sinh Sulfamethoxazole. Phương pháp phân tích hàm lượng nhóm Sulfamid.
Phương pháp sắc ký lỏng. Phương pháp xét nghiệm miễn dịch ELISA và quang học. Phương pháp điện hóa. THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.
Hoá chất và thiết bị. Thiết bị sử dụng trong chế tạo hệ vi lưu và các mô đun chức năng. Quy trình chế tạo hệ vi lưu. Thiết kế và chế tạo dạng vi kênh bằng vật liệu PDMS.
Thiết kế và chế tạo mặt nạ (mask). Chế tạo khuôn và vi kênh. Hoàn thiện hệ vi lưu và thử nghiệm độ kín của hệ vi lưu. Hoàn thiện hệ vi lưu bằng kỹ thuật ghép cơ khí.
Thử nghiệm độ kín của hệ vi lưu. THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ VAN CƠ ĐIỀU KHIỂN DÒNG CHẤT LỎNG. Thiết kế và chế tạo hệ van cơ khí bằng vật liệu PDMS. Mô tả cấu tạo hệ thống van điều khiển.
Chế tạo van điều khiển cơ. Lắp ghép và hoàn thiện hệ van. Thử nghiệm kiểm soát dòng chất lỏng trong thiết bị vi lỏng. THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ VI LƯU TÍCH HỢP MÔ ĐUN BẪY HẠT NANO TỪ.
Mô hình tính toán, thiết kế và chế tạo mô đun bẫy hạt nano từ(). Tính toán từ trường trong cuộn dây. Mối quan hệ giữa lực từ và cường độ từ trường của cuộn dây. Mô hình tính toán từ trường của cuộn dây phẳng.
Kết quả tính toán và mô phỏng từ trường tạo ra từ cuộn dây phẳng. Kết quả tính toán từ trường với kích thước của dây dẫn: L = 10 µm. Kết quả tính toán từ trường với kích thước của dây dẫn: L = 15 µm. Kết quả tính toán tiêu thụ năng lượng trong cuộn dây.
Chế tạo các cuộn dây phẳng cho mô đun bẫy hạt nano từ. Thiết kế cuộn dây phẳng. Thiết kế cấu trúc cuộn dây. Thiết kế mặt nạ.
Chế tạo cuộn dây phẳng theo kỹ thuật chế tạo MEMs. Kết quả nghiên cứu khả năng bắt giữ hạt nano từ của cuộn dây được tích hợp vào hệ vi lưu. Ảnh hưởng của cường độ dòng điện đến nhiệt độ trong hệ vi lưu. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của cường độ dòng điện đến khả năng bắt giữ hạt nano từ.
Khảo sát sơ bộ khả năng bắt giữ hạt nano từ. Ảnh hưởng của lưu lượng dòng bơm vào vi kênh đến khả năng bắt giữ hạt nano từ. TÍCH HỢP CẢM BIẾN ĐIỆN HOÁ VÀO HỆ VI LƯU ỨNG DỤNG CHO PHÂN TÍCH KHÁNG SINH. Thiết kế hệ vi lưu tích hợp điện cực mạch in biến tính.
Thiết kế chip vi lỏng. Tích hợp chíp vi lưu vào hệ thống thí nghiệm phân tích. Chế tạo cảm biến điện hoá biến tính trên nền điện cực cacbon dạng mạch in phẳng (Screen-printed electrode – SPE). Thiết kế hệ vật liệu cho biến tính bề mặt điện cực làm việc của hệ điện cực mạch in cacbon.
Kết quả khảo sát điều kiện chế tạo hệ vật liệu rGO/PDA-CuNPs trên điện cực glassy cacbon (GCE). Tổng hợp rGO trên bề mặt điện cực bằng phương pháp điện hóa. Tổng hợp màng polydopamin lên điện cực GCE/rGO. Tổng hợp CuNPs trên điện cực GCE/rGO/PDA.
Biến tính bề mặt điện cực carbon dạng mạch in SPE bằng hệ vật liệu rGO/PDA- CuNPs. Tổng hợp rGO bằng phương pháp điện hóa trên bề mặt điện cực SPE. Tổng hợp PDA bằng phương pháp điện hóa trên bề mặt điện cực SPE/rGO. Tổng hợp hạt nano Cu bằng phương pháp điện hóa trên bề mặt điện cực SPE/rGO/PDA.
Đặc trưng điện hóa của hệ vật liệu rGO/PDA-CuNPs trên bề mặt điện cực SPE. Đặc trưng hình thái học và cấu trúc của hệ vật liệu rGO/PDA-CuNPs trên bề mặt điện cực SPE. Ứng dụng hệ chip vi lưu tích hợp điện cực mạch in biến tính trong phân tích hàm lượng thuốc kháng sinh sulfamethoxazole. 108 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.
111 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ. 113 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 114 BẢNG CÁC CHỮ VIÊT TẮT Chữ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt CAGR Compound Annual Growth Rate Tỷ lệ tăng trưởng kép hàng năm CNC Computer numerical control Phương pháp cắt được điều khiển bằng phần mềm máy tính CV Cyclic Votammetry Quét thế vòng DNA Deoxyribonucleic acid EDX Energy dispersive X-ray Phổ tán sắc năng lượng tia X spectroscopy ELISA Enzyme-linked Immunosorbent Phép phân tích xét nghiệm hấp assay thụ miễn dịch liên kết với enzym FT-IR Fourier-transform infrared Phổ hồng ngoại spectroscopy GC Glassy Carbon Thủy tinh cacbon GO Graphene oxide Graphen oxit HLPC High-performance liquid Phổ sắc ký lỏng hiệu năng cao chromatography LoC Lab-on-a-Chip Phòng thí nghiệm trên một con chip MEMS/NEMS Micro/Nano Electronic Mechanic Hệ vi cơ điện tử Systems MS Mass spectrometry Phổ khối lượng NMR Nuclear magnetic resonance Phổ cộng hưởng từ hạt nhân PABA Para amino benzoic acid PDA Polydipamin PDMS Poly(dymethyl siloxane) PDV Differential Pulse Voltammetry Quét thế xung vi phân rGO Reduced graphene Oxide Graphen oxit dạng khử SEM Scanning Electron Microscope Kính hiển vi điện tử quét SMX Sulfamethoxazole SPE Screen printed electrode Điện cực cacbon dạng mạch in Su-8 Epoxy based negative photoresist Chất cảm quang âm họ epoxy SWV Square Wave Voltammetry Quét thế song vuông Chữ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt UV Ultra violet Tia cực tím µTAS Micro Total Analysis System Tổng số vi phân tích hệ thống Ab, Abs Antibody, antibodies Kháng thể Ag, Ags Antigen, antigens Kháng nguyên BSA Bovine serum albumin Huyết tương từ bò PBS Phosphate buffered saline Đệm phốt phát PCR Polymerase chain reaction Phản ứng khuếch đại gen mNP/mNPs Magnetic nano particle/particles Hạt nano từ EDC 1-ethyl-3-(3- dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride DPV Differential pulse voltammetry Quét thế xung vi phân 2 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1. Lịch sử phát triển khái niệm, nghiên cứu ứng dụng của hệ vi lưu trên thế giới, Copyright by Elveflow.
Tốc độ tăng trưởng của thị trường hệ vi lưu (thiết bị, chi phí nghiên cứu và ứng dụng) phân bố theo các khu vực trên thế giới, (Nguồn Yole Développement). Một số hệ vi lưu sử dụng cho nghiên cứu và ứng dụng, Hãng Technicolor (trái) và Hãng Lab on Chip (phải). Số lượng công bố khoa học về hệ vi lưu (Microfluidics và nanofluidics) từ năm 2001 đến 2020 (source: Web of science)(). Chíp phân tích xét nghiệm miễn dịch sử dụng hạt nano từ trong phát hiện Alzheimer’s biomarker được xác định bằng phương pháp điện hóa sử dụng chấm lượng tử để đánh dấu, [10].
Hệ vi lưu và các thành phần cơ bản của hệ vi lưu (Nguồn: FMN Laboratory, Bauman Moscow State Technical University). Một sản phẩm của hãng Workshop of Photonics (https://wophotonics.com) với tổ hợp vi kênh phức tạp dùng cho khuấy trộn đa dòng chất lỏng có thể tích siêu nhỏ cỡ µL. Hệ thông vi phản ứng trong microfluidics sử dụng trong tối ưu hóa phản ứng trong hệ sinh học [14].
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ
Trích dẫn luận án này
Lê Ngọc Tú (2023). Thiết bị vi lưu tích hợp bẫy hạt nano từ ứng dụng y sinh [Luận án tiến sĩ, Học viện Khoa học và Công nghệ]. LuanAn.net. https://luanan.net/y-hoc/thiet-bi-vi-luu-tich-hop-bay-hat-nano-tu-ung-dung-y-sinh
Câu hỏi thường gặp
Luận án "Thiết bị vi lưu tích hợp bẫy hạt nano từ ứng dụng y sinh" nghiên cứu về vấn đề gì?
Luận án 2023: Ứng dụng Microsoft Word phân tích và diễn giải dữ liệu cho bài luận Ngọc Tú. Tối ưu hóa trình bày nội dung.
Luận án "Thiết bị vi lưu tích hợp bẫy hạt nano từ ứng dụng y sinh" được bảo vệ tại trường nào?
Luận án này được bảo vệ tại Học viện Khoa học và Công nghệ. Năm bảo vệ: 2023.
Luận án "Thiết bị vi lưu tích hợp bẫy hạt nano từ ứng dụng y sinh" thuộc chuyên ngành gì?
Luận án "Thiết bị vi lưu tích hợp bẫy hạt nano từ ứng dụng y sinh" thuộc chuyên ngành Vật lý chất rắn. Danh mục: Y Học.
Luận án "Thiết bị vi lưu tích hợp bẫy hạt nano từ ứng dụng y sinh" có bao nhiêu trang?
Luận án "Thiết bị vi lưu tích hợp bẫy hạt nano từ ứng dụng y sinh" có 127 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.
Cách tải luận án "Thiết bị vi lưu tích hợp bẫy hạt nano từ ứng dụng y sinh" về máy như thế nào?
Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.