Tóm tắt Luận án tiến sĩ Vật lý kỹ thuật: Nghiên cứu và chế tạo cảm biến sinh học điện hóa độ nhạy cao sử dụng điện cực in các bon ứng dụng trong chẩn đoán bệnh sớm

Mục đích của luận án nhằm phát triển cảm biến sinh học phổ tổng trở điện hóa sử dụng điện cực in lưới thương mại với chi phí thấp hướng đến ứng dụng thực tế trong các thiết bị cầm tay. Cải tiến và phát triển các kỹ thuật biến tính bề mặt điện mực in các bon nhằm nâng cao hiệu suất cố định đầu thu sinh học cũng như tăng cường đáp ứng tín hiệu đối với cảm biến phổ tổng trở điện hóa.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án tiến sĩ Vật lý kỹ thuật: Nghiên cứu và chế tạo cảm biến sinh học điện hóa độ nhạy cao sử dụng điện cực in các bon ứng dụng trong chẩn đoán bệnh sớm BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỖ THỊ NGỌC TRÂMNGHIÊN CỨU VÀ CHẾ TẠO CẢM BIẾN SINH HỌC ĐIỆNHÓA ĐỘ NHẠY CAO SỬ DỤNG ĐIỆN CỰC IN CÁC BON ỨNG DỤNG TRONG CHẨN ĐOÁN BỆNH SỚM Ngành: Vật lý kỹ thuật Mã số: 9520401 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ KỸ THUẬT Hà Nội – 2018 Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: Hướng dẫn 1: PGS.TS. Trương Thị Ngọc Liên Hướng dẫn 2: GS.TS. Patrick Wagner Phản biện 1: GS. TS. Nguyễn Văn Hiếu Phản biện 2: GS. TS. Nguyễn Năng Định Phản biện 3: PGS. TS. Nguyễn Thế ToànLuận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Trường họptại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Vào hồi ….. giờ, ngày.….. tháng…….năm….Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:1. Thư viện Tạ Quang Bửu - Trường ĐHBK Hà Nội2. Thư viện Quốc gia Việt Nam MỞ ĐẦU Ung thư là bệnh có tỷ lệ bệnh nhân tử vong cao đứng thứ hai trên thế giớivới hơn 200 loại ung thư khác nhau [60]. Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) xếpViệt Nam ở vị trí 78 trên 172 quốc gia, vùng lãnh thổ được khảo sát với tỉ lệtử vong 110/100.000 người, nằm trong 50 nước thuộc nhóm 2 của bản đồ ungthư thế giới [1]. Tuy nhiên, phần lớn bệnh nhân mắc bệnh ung thư tại ViệtNam đến khám và điều trị ở giai đoạn khối u đã chuyển thành ác tính và di cănnên tỷ lệ chữa khỏi bệnh là thấp, chi phí điều trị tốn kém. Hiện nay, việc khámvà chữa bệnh ung thư tại các bệnh viện chủ yếu dựa vào các phương pháptruyền thống như siêu âm, chụp cộng hưởng từ và sinh thiết. Kết quả của cácphương pháp này phụ thuộc vào kích thước và đặc tính của khối u nên thườngphát hiện khi bệnh ở giai đoạn đã phát triển và không hiệu quả trong phát hiệnung thư giai đoạn sớm [17]. Các chỉ dấu khối u thường được sinh ra từ tế bàoung thư và biểu mô và có nồng độ cao hơn mức ở người bình thường. Các chấtnày có thể xác định được bằng các kỹ thuật như ELISA [247], PCR [108],miễn dịch phóng xạ (RIA) [131], phổ huỳnh quang [59], phổ khối [285] và sắckí [217]. Các kỹ thuật này cho phép phát hiện chỉ dấu khối u với độ chính xácvà độ chọn lọc cao; tuy nhiên yêu cầu thời gian phân tích lâu, chi phí hóa chấtcao, phân tích đơn lẻ từng chất chỉ dấu. Cảm biến sinh học điện hóa với ưuđiểm độ nhạy và độ chọn lọc cao, thời gian phân tích ngắn, cho phép phát hiệnchất cần phân tích ở nồng độ thấp, đơn giản và rẻ tiền, khả năng tích hợp trongcác thiết bị đo cầm tay ứng dụng phép phân tích tại chỗ đang là phương phápđược ưu tiên lựa chọn để phát hiện chỉ dấu khối u. Chính vì vậy, tác giả quyếtđịnh chọn đề tài “Nghiên cứu và chế tạo cảm biến sinh học điện hóa độ nhạycao sử dụng điện cực in các bon ứng dụng trong chẩn đoán bệnh sớm”.Mục tiêu nghiên cứu của luận án:(1) Phát triển cảm biến sinh học phổ tổng trở điện hóa sử dụng điện cực in lướithương mại với chi phí thấp hướng đến ứng dụng thực tế trong các thiết bị cầmtay.(2) Cải tiến và phát triển các kỹ thuật biến tính bề mặt điện mực in các bonnhằm nâng cao hiệu suất cố định đầu thu sinh học cũng như tăng cường đápứng tín hiệu đối với cảm biến phổ tổng trở điện hóa.(3) Chế tạo cảm biến sinh hóa điện hóa có độ nhạy và độ chọn lọc cao pháthiện chỉ dấu khối u (bao gồm các kháng nguyên α-hCG, PSA, AFP) ứng dụngtrong chẩn đoán sớm một số bệnh ung thư và cảm biến điện hóa enzyme xácđịnh glucose trong máu.Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu:Phương pháp nghiên cứu của luận án là phương pháp nghiên cứu thực nghiệm. 1Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án:- Về lý luận khoa học: các kết quả thu được của luận án đã góp phần làm sángtỏ cơ chế hoạt động cảm biến sinh học điện hóa phổ tổng trở sử dụng đầu thusinh học tự nhiên (kháng thể) và đầu thu sinh học bán tổng hợp aptamer.- Về thực tiễn: kết quả nghiên cứu của luận án hướng tới phát triển cảm biếnsinh học có cấu trúc đơn giản, giá thành thấp, thời gian phân tích ngắn, độ nhạyvà độ chọn lọc cao, cho phép phát hiện chỉ dấu khối u trong giai đoạn sớm củabệnh. Cảm biến sinh học đã chế tạo có định hướng ứng dụng trong các thiết bịcầm tay đáp ứng yêu cầu xét nghiệm tại chỗ.Những đóng góp mới của luận án:1. Luận án đã đóng góp các kết quả mới về công nghệ chế tạo hạt nano vàng phân tán đều trên bề mặt điện cực in lưới mực in các bon nhằm thay thế điện cực in lưới mực in vàng. Hơn thế nữa giải pháp công nghệ này giúp phân tán đều đầu thu sinh học trên bề mặt điện cực, nhờ đó nâng cao hiệu suất bắt cặp giữa đầu thu và chỉ dấu sinh học cần phân tích.2. Luận án đóng góp ba giải pháp biến tính bề mặt điện cực in lưới mực in các bon bằng hệ v ...