Cảm biến sinh học trên cơ sở polyme dẫn trong phát hiện vi rút gây bệnh

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

6

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

8

phân tích

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

20

cảm biến
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

55

tích
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
7

Hình 1.1

Hình thái bề mặt của cảm biến trước và sau khi lai hoá

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

15

khác để chẩn đoán bệnh

Hình 1.7

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

15

và dự báo xu hướng phát triển
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

27

bản
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

36

không cần thiết
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

52

cảm biến
Hình 3.4

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

53

màng APTS
Hình 3.5

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

55

phân tích bằng 0,5nM
Hình 3.6

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

56

nhiệt độ phòng
Hình 3.7

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

58

mẫu phân tích khác nhau
Hình 3.8

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

59

sung của vi cảm biến theo nồng độ mẫu phân tích
Hình 3.9

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

60

mẫu 1nM
Hình 3.10

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

61

VN055
Hình 3.11

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

62

PCR
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 6467
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), 2028
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.


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)