Cảm biến sinh học

Cảm biến sinh học dựa trên nguyên tắc từ Lai hóa-dò tìm đồng thời AND đơn AND ADN Treptavidin Biotin Cleaning... dò AND đơn AND Lai hóa ADN Treptavidin Biotin Cleaning Dò tìm sau lai

Cảm biến sinh học

Nhận biết các phân

tử sinh học

Spintronics

Sinh học

Y học

• Ứ ng d ụ ng:

– Chu ẩ n đ đ o o án cá b ệ nh v ề gen

– Nh ậ n bi ế t bi ế n d ị ho ặ c mô t ả

đị nh lư ợ ng c ủ a gen

– Nh ậ n bi ế t tương tá kháng th ể

- kháng nguyên trong nh ậ n

d ạ ng cá vi sinh v ậ t v v ũ khí sinh h ọ c

Bio-sensor

Đầu dò

probe DNA probe DNA

Lai hóa (Kết cặp)

Ánh sáng

Observation

Cảm biến sinh học dựa trên nguyên tắc huỳnh quang

Mẫu bệnh

DNA target

Hạt nanô huỳnh quang

Ảnh phân tích

huỳnh quang

Cảm biến sinh học dựa trên nguyên tắc từ

Lai hóa-dò tìm đồng thời

AND

đơn

AND

ADN

Treptavidin

Biotin

Cleaning

dò

AND

đơn

AND

Lai hóa ADN

Treptavidin Biotin

Cleaning

Dò tìm sau lai hóa

• Phương pháp:

– Nhỏ các AND cần dò lên

bề mặt sensơ đã gắn các

AND cần dò

– AND đã lai hóa được ủ

với hạt từ tạo liên kết

• Hạn chế: thời gian lai

hóa dài (3-12h) do AND

cần dò khuyếch tán để

lai hóa với đầu dò AND

Lai hóa-dò tìm đồng thời

• Phương pháp:

– Các AND cần dò được ủ với các hạt từ tạo liên kết trước khi cho lai hóa

– Dùng từ trường điều khiển các hạt từ/AND vào vị trí đã gắn đầu dò AND

• Ư u điểm: tăng tốc độ lai hóa (5-30 min)

Cảm biến từ sinh học

Hội tụ hạt từ

Dùng dòng điện tạo từ

trường để điều khiển chuyển

động và tập trung các AND

đã gắn hạt từ cần dò vào khu

nhạy sinh học của phép thử

và cảm biến

Cảm biến từ sinh học

Cảm biến từ trường dựa trên Hiệu ứng Hall

khi áp d
ng mt t trưng vuông góc

lên mt bn làm bng kim loi hay ch t

đang có dòng đin chy qua Lúc đó

th Hall) sinh ra ti hai mt đi din ca

thanh Hall

Dòng điện này chính là sự chuyển động của các

điện tích chạy qua từ trường sẽ chịu lực Lorentz

bị đẩy về một trong hai phía của thanh Hall, tùy

theo điện tích chuyển động đó âm hay dương

Sự tập trung các điện tích về một phía tạo nên

sự tích điện trái dầu ở 2 mặt của thanh Hall, gây

ra hiệu điện thế Hall

1: electron 2: thanh Hall 3: nam châm 4: từ trường

5: nguồn điện

Trên các hình B, C, D, chiều của nguồn điện và/hoặc

từ trường được đổi ngược

Hạt từ khô Hạt từ ướt

CẢM BIẾN SINH HỌC – spintronics

C Ả M BI Ế N SINH H Ọ C – spintronics

Mô hình đơn gin trong vic s d
ng các nhãn t

streptavidin đ dò tìm vùng lai hoá biotin-DNA trên chip

Ứng dụng Ứng dụng

Biotin

• Microbead

• Streptavidin

• Biotin

• Oligonucleot

ide

Option 1

N

HN H H- N H

N O

N

O

O N

H N

HN

N N

Option 2

-C

2 ) 6

- S

÷÷÷÷

-C

2 ) 6

-S÷÷÷÷

-C

2 ) 6

- S

÷÷÷÷

-C

2 6 )

- S

÷÷÷÷

-C

2 ) 6

-S÷÷÷÷

-C

2 6 )

-S÷÷÷÷

-C

2 )

6 - S

÷÷÷÷

-C

2 ) 6

- S

÷÷÷÷

-C

2 ) 6

-C

2 ) 6

-S÷÷÷÷

-C

2 ) 6

- S

÷÷÷÷

-(C

2 6 )

-S÷÷÷÷

-(C

2 ) 6

-S÷÷÷÷

T ự l ắ p ráp đơ đơ n n l ớ p (SAM) gi ữ a Thiol v ớ i

nucleotides

Biotinylated target DNA

Probe DNA

Si Au SH

Bi

c-6 spacer

Green Dye

Magnetic particle Streptavidin

Biotinylated Pseudomonas DNA

Probe

Pseudomonas

DNA

Si

AuSH

Bi

C-6 spacer

Red Dye

Magnetic particle

Red and green nanoparticles coated with pseudomonas and normal DNA