Tin trong nước
Giải pháp tạo khuôn phân tử cho cảm biến sinh học
(sokhcn.cantho.gov.vn - 11/02/2020):

Nhómnghiên cứu của Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã tạo ra quy trình cho phép chếtạo đầu thu sinh học nhân tạo MIP trên nền điện cực mực in carbon (SPCE) đượcphủ một lớp hạt nano vàng (AuNPs) phân tán trên bề mặt.

Các nhà nghiên cứu thuộc Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đãtạo được quy trình chế tạo đầu thu nhân tạo dành cho cảm biến sinh học từ khuônpolyme, cho phép thay thế các cảm biến sử dụng phân tử tự nhiên đắt tiền. 

Nhóm nghiên cứu đã phát triển được một quy trình sản xuất đầuthu nhân tạo dành cho cảm biến sinh học dựa trên công nghệ polyme in phân tử(Molecularly Imprinted Polymers - MIP) nhằm tạo ra các “khuôn” vừa khớp vớihình dạng, kích thước và các nhóm chức của chất cần nhận biết. Tại một số vịtrí của “khuôn” có đính các liên kết có tính chọn lọc tương tự như đầu thu sinhhọc tự nhiên như kháng nguyên, kháng thể hoặc enzyme. Thiết kế này có thể ứngdụng chế tạo cảm biến sinh học sử dụng các lĩnh vực khác nhau trong đời sốngnhư trong kiểm tra an toàn thực phẩm hay chẩn đoán bệnh sớm.

Đầu thu nhân tạo MIP có ưu điểm là tạo ra các khoang bổ trợcó ái lực liên kết mạnh hơn so với các cảm biến miễn dịch sử dụng phân tử tựnhiên, đồng thời lớp polyme bên trong cho phép sử dụng ở các môi trường khắcnghiệt về pH, nhiệt độ hoặc áp suất. Thiết kế của đầu thu cũng cho phép sử dụngđược trong nhiều tháng với yêu cầu bảo quản đơn giản hơn so với sử dụng cảmbiến có chất sinh học tự nhiên mà không làm giảm hiệu quả sử dụng.

Giải thích về cơ chế của đầu thu nhân tạo này, PGS.TS. TrươngThị Ngọc Liên, Trưởng nhóm nghiên cứu thuộc Viện Vật lý Kỹ thuật, trường ĐHBách khoa Hà Nội, cho biết: “Quy trình này sử dụng cơ chế bắt chước (mimic) cácđối tượng cần đo đạc giúp giảm được rất nhiều chi phí mua kháng nguyên tự nhiêncho các cảm biến sinh học mà vẫn có thể tạo ra hàng ngàn bản sao sử dụng đượclâu dài.” Do vậy, quy trình này có thể giúp quá trình xét nghiệm các loại bệnhtật, thực phẩm và môi trường trở nên rẻ hơn, dễ dàng và phổ biến hơn.

Vì nhiều ưu điểm kể trên, trên thế giới, công nghệ MIP đangnổi lên như một ứng cử viên thay thế đáng tin cậy cho các đối tượng sinh học.Tuy nhiên, việc ứng dụng MIP trong cảm biến sinh học vẫn còn một số hạn chế vềmặt kỹ thuật khiến chưa thể thương mại hóa rộng rãi.

Một mặt, khả năng tương thích của các mẫu tự nhiên không bềnvới các điều kiện tạo ra MIP. Mặt khác, vẫn còn khó khăn trong việc phân bổ cáckhuôn in đồng nhất để khắc phục tình trạng nhiều phân tử bị quấn rối hoặc cùngbám vào một chỗ làm giảm khả năng tương tác đặc hiệu, hay quá trình polyme hóangẫu nhiên có thể làm xê dịch phân bổ các khuôn in trong mạng polyme.  

Đồng thời, do được in trên nền polyme ít dẫn điện nên MIPkhông có đặc tính xúc tác, do vậy phải có các phương pháp để kích hoạt tín hiệuđiện giữa MIP và phân tử khuôn mẫu. Thêm vào đó, do các khuôn mẫu là phân tử cócấu trúc phức tạp nên MIP tạo ra cũng có dạng đa lớp. Đây là một khó khăn choquá trình trích xuất mẫu hoàn toàn, bởi nếu các mẫu bị kẹt lại và giải phóngdần dần trong các lần sử dụng MIP khác, bản thân chúng có thể tương tác với cácphân tử đích, gây ảnh hưởng đến độ chính xác của cảm biến khi phân tích.

Nhóm nghiên cứu đã cố gắng khắc phục những khó khăn trên. Họtạo ra quy trình cho phép chế tạo đầu thu sinh học nhân tạo MIP trên nền điệncực mực in carbon (SPCE) được phủ một lớp hạt nano vàng (AuNPs) phân tán trênbề mặt. 

Để giảm chi phí phù hợp với điều kiện Việt Nam, các nhànghiên cứu đã phải nghĩ đến việc sử dụng điện cực in carbon thay vì sử dụngđiện cực kim loại, dùng các hạt nano vàng thay vì phủ một lớp vàng mỏng. Tuyvậy, PGS.TS. Trương Thị Ngọc Liên chia sẻ: “Làm việc với vật liệu rẻ tiền nhưvậy sẽ đòi hỏi kĩ thuật rất khó”. 

Một trong những điểm nổi bật nhất của nghiên cứu là thànhcông trong việc phủ đều được hạt nano vàng lên điện cực carbon vốn dẫn điện kémvà khoanh vùng các điểm để các đầu thu sinh học bám lên đó có thể phân tán đồngnhất. Bề mặt phủ nano vàng lên tới 80%. PGS.TS. Trương Thị Ngọc Liên đã từngđược mời đến nhiều hội thảo quốc tế quan trọng để chia sẻ về phương phápnày. 

Trong phòng thí nghiệm, nhóm nghiên cứu đã chế tạo thử nghiệmmột số dạng đầu thu MIP phát hiện kháng sinh nhóm Quinolinone Norfloxacin(NOR), kháng nguyên Enrofloxacin và enzyme HRP - chất nhận biết H2O2.Các cảm biến có thể tái sử dụng tới 5 lần và chi phí chế tạo khoảng 4-7USD/chiếc.

Nghiên cứu này khởi động từ năm 2016 và đã được Cục Sở hữutrí tuệ (Bộ KH&CN) cấp bằng độc quyền sáng chế số 1-0022078 công bố ngày25/10/2019. Trường Đại học Bách khoa Hà Nội cho biết đang tìm kiếm đối tác quantâm đến công nghệ này để chuyển giao tài sản trí tuệ.

 

 

 
Tin tức khác
Hệ thống vi thủy canh: Giải bài toán khó về cây cúc
Bộ kit xét nghiệm virus SARS-CoV-2: Thành công từ “nhiều mũi giáp công”
Ứng dụng tế bào gốc và một số vấn đề liên quan
Đa dạng sinh học ở Việt Nam và những thành tựu mới
Ứng dụng kỹ thuật sinh học phân tử và kỹ thuật laser quang đông trong điều trị hội chứng truyền máu song thai và dải xơ buồng ối
Thông báo
Thông báo chuẩn bị hồ sơ đăng ký giao trực tiếp thực hiện từ năm 2019 thuộc Chương trình CNSH
Thông báo số 1: Hội nghị Công nghệ sinh học toàn quốc – Khu vực phía Nam lần thứ II năm 2011
Quyết định 490/QĐ-BNN-KHCN điều chỉnh cá nhân chủ trì đề tài thuộc “chương trình trọng điểm phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong lĩnh vực nông nghiệp và ptnt đến năm 2020”.
THÔNG BÁO TUYỂN CHỌN TỔ CHỨC VÀ CÁ NHÂN CHỦ TRÌ NHIỆM VỤ KH&CN
Kết quả khảo nghiệm đánh giá an toàn sinh học đối với đa dạng sinh học và môi trường
Văn bản mới
Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn thông báo giao trực tiếp tổ chức, cá nhân thực hiện nhiệm vụ KHCN...
Quyết định 490/QĐ-BNN-KHCN điều chỉnh cá nhân chủ trì đề tài thuộc “chương trình trọng điểm phát triển...
Quyết định phê duyệt danh mục nhiệm vụ khoa học và công nghệ đưa vào tuyển chọn, giao trực tiếp bắt đầu...
Về việc cấp bằng bảo hộ giống cây trồng mới (kèm danh mục)
Bổ sung 71 chỉ tiêu tuyển sinh đào tạo thạc sĩ năm 2011 cho Trường Đại học Lâm nghiệp
Về việc giao dự toán NSNN năm 2011(Kinh phí bổ sung sự nghiệp khoa học Công nghệ năm 2011- nhiệm vụ cấp...
Giao dự toán ngân sách nhà nước năm 2011 (đợt 4) Kinh phí xử lý sự cố đê điều năm 2011 (Phụ lục kèm theo)
Tài Liệu mới
Rút ngằn thời gian vi nhân giống lan hồ điệp
Công nghệ sinh học trong nông nghiệp
Ảnh hưởng của các yếu tố sinh học lên sự nảy mầm
Kỹ thuật trồng hoa lan Mokara
Liên kết Website
Vụ khoa học công nghệ và môi trường bộ NN và PTNT
Viện công nghệ sinh học
Bộ nông nghiệp vf phát triển nông thôn
Agbiotech Việt Nam
Báo Nhân Dân
Trung tâm Khuyến nông Quốc gia
Thống kê truy cập
Số người đang online: 113
Tổng số lượt truy cập: 1742618
Ngân hàng Nông nghiệp và phát triển nông thôn
Copyright © 2011 Văn phòng Công nghệ sinh học - Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
Địa chỉ : Số 02 Ngọc Hà, Ba Đình, Hà Nội. Điện thoại : (024) 38436817 - Fax: (024) 38433637
Email: webmaster@agrobitotech.gov.vn. Web site: www.agrobiotech.gov.vn