DSpace at VNU: Nghiên cứu hiệu ứng truyền năng lượng cộng hưởng huỳnh quang (FRET) ứng dụng trong chế tạo nanosensor

Nghiên cứu hiệu ứng truyền năng lượng cộng
hưởng huỳnh quang (FRET) ứng dụng trong chế
tạo nanosensor
Fluorescence Resonance Energy Transfer (FRET) Systems for Nanosensors Applications
NXB H. : ĐHCN, 2013 Số trang 113tr. +

Lê Phước Anh
Trường Đại học Công nghệ
Luận văn ThS ngành: Vật liệu và linh kiện nano;
Mã số: Chương trình đào tạo thí điểm
Người hướng dẫn: GS. TS. Nguyễn Đức Nghĩa
Năm bảo vệ: 2013
Keywords: Vật liệu Nano; Chấm lượng tử; Huỳnh quang; Năng lượng cộng hưởng
Content
Hiện nay vấn đề về vệ sinh an toàn thực phẩm là một vấn đề cấp thiết và cần có giải pháp kịp
thời trước vấn nạn các loại thực phẩm tiêu dùng hàng ngày chứa hóa chất độc hại. Tình hình An
Toàn Vệ Sinh Thực Phẩm ở Việt Nam đang trong tình trạng rất bức xúc, vô cùng nguy hiểm, sự mất
An Toàn Vệ Sinh Thực Phẩm đi từ khâu sản xuất cho đến tay người tiêu dùng, đó là: các chất kích
thích, hormon tăng trọng, thuốc trừ sâu tồn dư quá nhiều trong thực phẩm; các chất bảo quản thực
phẩm không cho phép (kháng sinh chloramphenicol, Nitrofuran, Ure...); các chất độc sinh ra trong
quá trình bảo quản, pha chế, nấu nướng (như vi khuẩn độc, nấm, Aflatoxin,...); các chất phụ gia độc
hại dùng trong chế biến vượt quá lượng cho phép (như hàn the, muối diêm...).
Đặc biệt trong thời gian gần đây vấn đề thịt lợn siêu nạc được tạo nạc bằng chất hóa học
Clenbuterol rất nguy hiểm đối với sức khỏe con người. Nếu ăn phải có thể gây ngộ độc cấp với các
triệu chứng: run cơ, đau tim, tim đập nhanh, tăng huyết áp, choáng váng, thậm chí tử vong. Chất độc
thường tập trung trong nội tạng của gia súc như gan, cật,…
Từ năm 1996 các nước châu Âu đã cấm đưa Clenbuterol vào thức ăn chăn nuôi, và một số
các phương pháp phân tích tiêu biểu đã được áp dụng ở nước ngoài như: xác định hàm lượng CLEN
trong gan lơ ̣n , nước tiể u , bằ ng phương pháp sắ c ký khí gép nối khối phổ và s ắc ký lỏng ghép nối
khối phổ. Phương pháp xác đinh
̣ hàm lươ ̣ng CLEN trong gan lơ ̣n , nước tiể u , bằ ng phương pháp

ELISA.
Hiện nay, một hướng nghiên cứu mới trên thế giới đang tập trung vào việc ứng dụng khoa
học và công nghệ nano mà ở đây là nanosensor nhằm phát hiện dư lượng chất hóa học độc hại còn
tồn dư trong thực phẩm [3].
Để góp phần vào xu hướng phát triển chung này tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu hiệu ứng truyền
năng lượng cộng hưởng huỳnh quang (FRET) ứng dụng trong chế tạo nanosensor”. Bằng việc phát
hiện sự thay đổi bước sóng, cường độ phát huỳnh quang của các chấm lượng tử nhóm A2B6 là chấm
lượng tử CdTe trong hiệu ứng FRET với chất màu hữu cơ phù hợp, mà qua đó định hướng chế tạo
cảm biến quang-hóa nano (optical-chemical nanosensor) độ nhạy cao có khả năng phát hiện dư
lượng Clenbuterol trong thịt gia súc.

1


FRET là một quá trình truyên năng lượng thông qua tương tác lưỡng cực-lưỡng cực, từ một
phân tử chất cho (donor) sang phân tử chất nhận (acceptor), mà ở đây dải phát xạ của donor phải
chồng chập lên dải hấp thụ của acceptor. Hiện nay hiệu ứng FRET được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh
vực hóa học, sinh học như nghiên cứu tế bào, khảo sát protein cũng như nhiều ứng dụng sinh trắc
quang học. Cặp chất donor-acceptor được nghiên cứu trong luận văn này là chấm lượng tử bán dẫn
CdTe và chất màu hữu cơ rhodamine b và curcumin. Hiệu ứng FRET được chúng minh qua các phép
đo phổ huỳnh quang và thời gian sống. Trong luận văn này, các kết quả thực nghiệm được đối chiếu,
so sánh với mô hình lý thuyết. Kết quả nổi lên của nghiên cứu này là nhằm tìm ra cặp chất donoracceptor phù hợp có hiệu ứng FRET ở dạng dung dịch nhằm định hướng bước tiếp theo chế tạo
thành công kit thử.
References
Tiếng Việt
1. Vũ Đức Chính (2011), “Nghiên cứu chế tạo, tính chất quang của các chấm lượng tử CdSe với cấu
trúc lõi/vỏ và định hướng ứng dụng”, Luận án tiến sĩ khoa học.
2. Lương Thị Bích Hảo (2011), “Nghiên cứu ứng dụng các chấm lượng tử đa lớp làm cảm biến sinh
học để phát hiện thuốc trừ sâu”, Luận văn tiến sĩ khoa học, Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội.
3. Hoàng Văn Khoa (2011), “Ứng dụng các chấm lượng tử nhóm A2B6 trong nanosensor để phát

hiện dư lượng vết thuốc trừ sâu”, Khóa luận tốt nghiệp đại học, Đại học công nghệ, Đại học
quốc gia Hà Nội.
4. Nguyễn Đức Nghĩa (2007), Hóa học Nano, công nghệ nền và vật liệu nguồn, Nhà xuất bản khoa
học tự nhiên và công nghệ.
5. Nguyễn Đức Nghĩa (2012), Báo cáo đề tài: Nghiên cứu biến đổi tính chất bề mặt của chấm lượng
tử bán dẫn phát quang trong môi trường hữu cơ và ứng dụng trong xác định dư lượng chất tăng
trọng trong vật nuôi và sản phẩm chăn nuôi, Viện hóa học, Viện hàn lâm khoa học Việt Nam.
6. Xiong Pheng (4/2011), “Nghiên cứu tính chất quang phổ của các chấm lượng tử phân tán trong
nước, nhằm ứng dụng trong sinh học”, Luận văn thạc sĩ, Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội.
Tiếng Anh
7. ADAM HULANICKI', STANISEAW GEAB and FOLKE INGMAN (1991), “CHEMICAL
SENSORS DEFINITIONS AND CLASSIFICATION”, Printed in Great Britain. @ 1991
IUPAC, Pure&App/. Chern., Vol. 63, No. 9, pp. 1247-1250, 1991.
8. Aoibh´eann Bird (2010), Fluorescence Resonance Energy Transfer(FRET) Systems for
Biomedical Sensor Applications, Doctor thesis, Dublin University.
9. Boyac, I. H (2006), Hacettepe University, Departmet of Food Engineering, Ankara, Turkey,
“Biosensors 2006”, pp 6-10.
10. C. R.Cantor, P. R. Schimmel (1980), “Biophysical Chemistry Part-II”, Freeman, San Francisco.
11. Chenzhong Li (2001), Lectures of Biosensors and Nano-Bioelectronics, Department of
Biomedical Engineering, Florida International University.
12. Gabriela Blagoi (2004), Fluorescence Resonance Energy Transfer (FRET)Based Sensors for
Bioanalysis, Doctor thesis, University of New Orleans.
13. Gae Baik Kim and Young-Pil Kim (2012), “Analysis of Protease Activity Using Quantum Dots
and Resonance Energy Transfer”, Theranostics 2012, 2(2). pp 127-138.
14. K. E. Sapsford, L. Berti and I. L. Medintz (2006), “Materials for Fluorescence Resonance
Energy Transfer Analysis: Beyond Traditional Donor-Acceptor Combinations,” Angewandte
Chemie International Edition, Vol. 45, No.28, 2006, pp. 4562-4588.

2

15. KIRANKUMAR K. VAGHASIYA M.Sc. “Applications of Biosensors technology : Future
trends development and new intervation in biotechnology”, Biotechnology, Bhagwan Mahavir
College Of Biotechnology, Surat
16.

R. M. Clegg (1996), “Fluorescence Resonance Energy Transfer,” In: X.-F. Wang and
B.Herman, Eds, Fluorescence Imaging Spectroscopy and Microscopy, 1996, Wiley, New
York, pp. 179-252.

17. Rachel Heil (12/7/2007), Lectures of Nanosensor, Wentworth Institute of Technology.
18. Rafael Vargas-Bernal, Esmeralda Rodríguez-Miranda and Gabriel Herrera-Pérez, “Evolution
and
Expectations
of
Enzymatic
Biosensors
for
Pesticides”,
Pesticides – Advances in Chemical and Botanical Pesticides, © 2012 Vargas-Bernal et al.,
licensee InTech.
19. Rastislav Monošík, Miroslav Streďanský, Ernest Šturdík (2012), “Biosensors- classification,
characterization and new trends”, Acta Chimica Slovaca, Vol. 5, No. 1, pp. 109-120.
20. S.A.E.Marras, F.R.Kramer and S.Tyagi (2002), “Efficiencies of Fluorescence Resonance
Energy Transfer and Contact-Mediated Quenching in Oligonucleotide Probes,” Oxford
University Press, Nucleic Acids Research, Vol. 30, No. 21, 2002, p. e122.
21. Sheetal Paliwal (2008), Development of enzyme-based biosensors for the detection of
organophosphate neurotoxins, Doctor Thesis, Auburn University, Alabama, December 19,
pp.8-20.
22. Syed Arshad Hussain (2010), An Introduction to Fluorescence Resonance

(FRET).

Energy Transfer

23. T.Förster Discuss Farady Soc (1959).Transfer mechanisms of electronic excitation 27.
24. Timothy Jamieson, Raheleh Bakhshi, Daniela Petrova (2007), “Review Biological applications
of quantum dots”, Biomaterials volume 28 (2007), pp 4717–4732.
25. U. Resch-Genger, M. Grabolle, S. Cavaliere-Jaricot, R. Nitschke and T. Nann (2008),
“Quantum Dots versus Organic Dyes as Fluorescent Labels,” Nature Methods, Vol. 5, No.9,
2008, pp. 763-775.
26. UIPAC, 1992, 64, 148 “Glossary for chemists of terms used in biotechnology” , pp148.
27. V.G.Kozlov, V.Bulovic, P.E.Burrows, S.R.Forrest (1997), “Laser action in organic
semiconductor waveguide and double-heterostructure devices”, Nature 389 (1997).
28. Yi Zhang and Tza-Huei Wang (2012), “Quantum Dot Enabled Molecular Sensing and
Diagnostics”, Theranostics 2012, 2(7), pp 631-654, 2012.

3