Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Cảm biến sinh học trên cơ sở composite polypyrrole và ống nanocacbon ứng dụng xác định GOx và ADN

Mục tiêu của luận văn là chế tạo hai cảm biến trên cơ sở vật liệu mới là sử dụng màng polyme dẫn pha tạp với ống nanocacbon (CNT). Trong đó hai ứng dụng được thử nghiệm là: Cảm biến enzyme sử dụng enzyme glucose để xác định nồng độ glucose và cảm biến ADN để xác định ADN chuyển gen trong đậu tương. Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Cảm biến sinh học trên cơ sở composite polypyrrole và ống nanocacbon ứng dụng xác định GOx và ADN BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ---------------------- VŨ THỊ HỒNG ÂNCẢM BIẾN SINH HỌC TRÊN CƠ SỞ COMPOSITE POLYPYRROLE VÀ ỐNG NANOCACBON ỨNG DỤNG XÁC ĐỊNH GOx VÀ ADN LUẬN VĂN THẠC SỸ HÓA LÝ – HÓA LÝ THUYẾT HÀ NỘI - 2008 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ---------------------- VŨ THỊ HỒNG ÂNCẢM BIẾN SINH HỌC TRÊN CƠ SỞ COMPOSITE POLYPYRROLE VÀ ỐNG NANOCACBON ỨNG DỤNG XÁC ĐỊNH GOx VÀ ADN CHUYÊN NGÀNH: 62443101 LUẬN VĂN THẠC SỸ HÓA LÝ - HÓA LÝ THUYẾT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. TRẦN ĐẠI LÂM HÀ NỘI - 2008 LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, tôi xin chân thành cảm ơn TS. Trần Đại Lâm, người đã trực tiếphướng dẫn tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Để giúp tôihoàn thành tốt nhất nghiên cứu của mình, thầy đã tạo mọi điều kiện và chỉ bảo tôitận tình mỗi khi tôi gặp khó khăn trong công việc. Những kiến thức về chuyên môn,những kinh nghiệm về nghiên cứu khoa học mà tôi học được từ thầy sẽ luôn cùngtôi trên con đường nghiên cứu tiếp theo Thành công của luận văn ngày hôm nay cũng là nhờ sự giúp đỡ tận tình củaTS.Trương Thị Ngọc Liên, người đã tạo rất nhiều điều kiện thuận lợi, giúp đỡ vềmáy móc, dụng cụ, hoá chất cũng như chỉ bảo, bổ sung kiến thức cho tôi trong suốtquá trình tiến hành nghiên cứu. Cô và các thành viên khác trong nhóm nghiên cứuđã cùng tôi từ những thí nghiệm đầu tiên, những buổi semina khoa học nội bộ trongnhóm đã mang lại những kiến thức thiết thực cho tôi. Tôi xin cảm ơn các bạn đồng nghiệp ở Bộ môn Hóa Phân tích đã giúp đỡ tôihoàn thành luận văn này. Cuối cùng, xin được gửi lời cảm ơn tới gia đình đã động viên, khích lệ, chiasẻ và luôn ở bên tôi mỗi khi tôi gặp khó khăn. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nôi, ngày tháng 11 năm 2008 Tác giả Vũ Thị Hồng Ân BẢNG KÝ HIỆU VIẾT TẮTGOx Glucose OxidazaADN Axit Desoxyribo NucleicPy monomepyrrolePPy polypyrroleCNT Carbon nanotube: ống nano carbonQCM Quartz Crytal Microbalane: Vi cân tinh thể thạch anhDPV Diffirential Pulse Voltammetry: Cực phổ xung vi phânSWV Square Wave Voltammetry: Cực phổ sóng vuôngCV Cyclic Voltammetry: Quét thế vòngEIS Electrochemical Impedance Spectroscopy: Phổ tổng trở điện hóaPPy_CNT_Gox PPy pha tạp CNT có gắn enzyme glucosePPy_ADN dò PPy có gắn ADN dòPPy_CNT_ADN dò PPy pha tạp CNT có gắn ADN dò DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂUBảng 2.1. Cấu trúc hoá học và độ dẫn của một số loại polymer dẫn thông dụngBảng 4.1. Tần số dao động của linh kiện QCM tại giá trị nồng độ DNA đích xác định.Bảng 4.2 Giá trị Rct nhận được sau mô phỏng tại các nồng độ DNA đích xác định. DANH MỤC CÁC HÌNH VẼHình 1. 1 Mô hình cảm biến sinh học đầu tiên của C ClarkHình 1. 2 Sơ đồ cấu tạo của cảm biến sinh học thông thườngHình 1. 3 Một số phần tử được sử dụng làm đầu thu sinh họcHình 1. 4 Các dạng bắt giữ đầu thu sinh học bằng phương pháp vật lý và gắn kết hoá học.Hình 1. 5 Sơ đồ bộ phận chuyển đổi sử dụng tinh thể áp điệnHình 1. 6 Mô hình cantiler biosensor phát hiện DNA.Hình 1. 7 Sơ đồ cảm biến GoxHình 1. 8 Cấu trúc chuỗi xoắn kép ADNHình 2. 1 Độ dẫn của vật liệu polymer dẫn so với các vật liệu khác.Hình 2. 2 Polyme dẫn điện tửHình 2. 3 Polyme trao đổi ionHình 2. 4 Polyme oxy hoá khử.Hình 2. 5 Công thức cấu tạo của pyroleHình 2.6 Công thức cấu tạo phân tử polypyrroleHình 2. 7. Polaron, bipolaron và sự hình thành các dải năng lượng tương ứngHình 2. 8 Cơ chế phản ứng trùng hợp polypyrroleHình 2. 9 Cấu trúc của (a) SWNT và (b) MWNTHình 2. 10 CNT nguyên chất và CNT gắn với các cấu tử sinh học.Hình 3. 1 Chức năng hóa CNT bằng hỗn hợp HNO3: H2SO4 (1:3)Hình 3. 2 Sơ đồ hệ điện hóa ba điện cực sử dụng tổng hợp màng PPy pha tạp và không pha tạp ứng dụng xác định chuyển gen trong đậu tương.Hình 3. 3 Mô tả cấu trúc của tinh thể α-Quartz trong không gian (a) và trong mặt phẳng (b)Hình 3. 4 Cơ chế sinh ra hiện tượng áp điện trong tinh thể α-Hình 3. 5 Mô tả mode dao động trượt theo bề dày của linh kiện QCM.Hình 3. 6 Mô tả một số mode dao động trượt bề dày, mode trượt bề măt và mode co giãn.Hình 3. 7 Cấu trúc của QCM PlanarHình 3. 8 Biểu diễn vector Fresnel trong mặt phẳng phức.Hình 3. 9 Tập điểm M vẽ nên một đường phổ tổng trở đặc trưng cho hệ khảo sát.Hình 3. 10 Mạch điện tươ ...