Luận án Nghiên cứu chế tạo bộ cảm biến điện hóa trên cơ sở các vật liệu nano vàng, bạc-oxide graphene khử để phát hiện một số vi khuẩn gây bệnh

9 trong nội dung 2.3.7. và tỷ số tín hiệu trên nhiễu S/N>3 [144]. Dựa 
vào giá trị thực nghiệm để xác định độ lệch chuẩn của các kết quả này và giá trị nhỏ 
nhất đo được với mẫu khi vi khuẩn Salmonella của cảm biến sinh học điện hóa, tính 
toán và xác định được giới hạn phát hiện của cảm biến SPE/AgNPs-
rGO/NHS/Ab/BSA là 22 CFU/mL (LOD = 22 CFU/mL). 
Để so sánh, đánh giá kết quả phát hiện vi khuẩn Salmonella của cảm biến sinh 
học điện hóa chế tạo được trên cơ sở biến tính vật liệu nano lai AgNPs-GO với một 
số phương pháp khác, Bảng 2.3 đã trình bày tóm tắt những thông số chính và kết 
quả nghiên cứu mới nhất từ một số công trình trên thế giới. Với việc sử dụng vật 
liệu nano lai AgNPs-rGO để biến tính điện cực SPE cho kết quả chế tạo cảm biến 
điện hóa có nhiều đặc trưng ưu điểm như dải phát hiện lớn từ 101-105 CFU/mL, thời 
gian phát hiện nhanh 25 phút, giới hạn phát hiện thấp LOD = 22 CFU/mL, phương 
pháp phát hiện có độ tin cậy cao trong kỹ thuật điện hóa là CV, EIS. Như vậy việc 
nghiên cứu sử dụng vật liệu nano lai AgNPS-rGO biến tính SPE được cho là đặc 
hiệu và phù hợp để hỗ trợ hoặc có thể thay thế một phần các phương pháp truyền 
thống hiện nay trong việc khoanh vùng, chẩn đoán, sàng lọc một số tác nhân gây 
nhiễm trùng bệnh viện trong trường hợp các vụ dịch xảy ra. 
Bảng 2.3: So sánh kết quả phát hiện vi khuẩn Salmonella của một số phương pháp, 
loại cảm biến sinh học điện hóa 
Vi khuẩn 
Vật liệu biến 
tính 
Phương pháp 
dò tìm 
Dải làm việc 
Giới hạn 
phát hiện 
Thời 
gian 
phát 
hiện 
Tài 
liệu 
tham 
khảo 
Salmonella 
Vật liệu nano 
từ 
Quang nhiệt 
96,2±7,4% -
106,4±5,6% 
300 
CFU/mL 
90 
phút 
[145] 
Salmonella 
Hạt nano vàng 
và hạt nano 
bạc 
CV và EIS 
1×10-15 to 1×10-
10 M 
0,162 fM 
50 
phút 
[146] 
Salmonella Cấu trúc lõi từ PCR 
54,34%-52,07% 
(thịt lợn hoặc 
sữa) 
18 
CFU/mL 
600 
phút 
[147] 
Salmonella 
M13 phage/Pty 
điện cực vàng 
Đo điện áp 2,0×102-1,0×107 
CFU/mL 
200 
CFU/mL 
40 
phút 
[148] 
Salmonella 
Vật liệu lai 
rGO-CHI/GC-
CV và DPV 101-106 
CFU/mL 
101 
CFU/mL 
120 
phút 
[149] 
 55 
điện cực 
cacbon 
Salmonella 
of O:2, O:3, 
O:4,O:7, O:9 
Hạt nano vàng Quan sát màu 96% và 97% // 15 
phút 
[41] 
Salmonella 
Hạt nano 
Fe3O4 
Khuếch đại 
HCR 
7,4× 108-7,4 
×101 CFU/mL 
7,4 × 101 
CFU/mL 
120 
phút 
[42] 
Salmonella 
// PCR-InvA // 104 
CFU/mL 
480 
phút 
[150] 
Salmonella 
Màng mỏng 
vàng 
CV và DPV 5-30 M 0,208 M 60 
phút 
[43] 
Salmonella 
AuNPs/ MBs DPV 103 - 106 
tế bào/ mL 
143 tế 
bào/mL 
90 
phút 
[44] 
Salmonella GCE DPV và EIS 10 - 400 pM 2,1 pM // [45] 
Salmonella 
Hạt vàng biến 
tính SPE 
DPV 1,0 × 10-11-0,5 × 
10-8 M 
50 (±2,1) 
pM 
60 
phút 
[46] 
Salmonella 
Zn-ghép trung 
gian 
EIS 1×108 CFU/ mL 1×101 
tế bào/mL 
30 
phút 
[151] 
Salmonella 
AuNPs-Ab2 và 
MBs-Ab1 
DPV 10,0-100,0 
tế bào/mL 
7,7 
tế bào/mL 
72 
phút 
[47] 
Salmonella 
Vàng và từ 
dạng core/shell 
CV và DPV 1×101-1×106 tế 
bào/ mL 
13 
tế bào/mL 
60 
phút 
[152] 
Salmonella 
Màng mỏng 
(Cr) và vàng 
(Au) 
EIS 3×103-3×106 
CFU/mL 
3×103 
CFU/mL 
// [153] 
Salmonella 
pAb-GNBs Đo sắc ký 
miễn dịch 
1×101-1×108 
CFU/mL 
// 15 
phút 
[154] 
Salmonella 
NPG/Au/GCE CV và 
EIS 
6,5×102 -
6,5×108 
CFU/mL 
6.5×101 
CFU/mL 
40 
phút 
[155] 
Salmonella 
Tinh thể nano 
và MWCNT 
SWASV 1×103–5×105 
tế bào/ mL 
400 tế 
bào/mL 
// [31] 
Salmonella AgNPs-GO CV và EIS 
101105 
CFU/mL 
22 
CFU/mL 
25 
phút 
Luận 
án 
2.4. Kết luận chương 2 
Một trong những đóng góp mới của luận án là đã sử dụng vật liệu nano lai giữa 
hạt nano bạc và graphene oxide chế tạo được, để biến tính vị trí mong muốn là điện 
cực làm việc (WE) nền cacbon của SPE để chế tạo cảm biến sinh học điện hóa phát 
hiện vi khuẩn Salmonella. 
Vật liệu nano lai bạc- graphen oxide khử (AgNPs-rGO) chế tạo được bằng 
phương pháp thủy nhiệt. Các thuộc tính bề mặt và đặc tuyến điện hóa được chỉ ra 
trong nghiên cứu khi sử dụng phương pháp quét thế vòng tuần hoàn trong dung dịch 
điện ly K3[Fe(CN)6]/K4[Fe(CN)6] cho thấy sự tăng cường dòng điện từ Ipeak = 
152,01 µA (điện cực trần) đến Ipeak = 227,61 µA (điện cực biến tính) và phương 
pháp đo EIS, cho thấy điện trở chuyển tiếp SPE trần Rct1 = 2,48 k đã giảm so với 
điện trở chuyển tiếp của điện cực biến tính SPE/AgNPs-rGO là Rct2 = 2,03 k do đó 
 56 
sẽ tăng cường việc khuếch đại tín hiệu đầu ra của cảm biến điện hóa. Việc biến tính 
điện cực SPE cacnbon bằng vật liệu nano lai AgNPs-rGO thuận lợi chức năng hóa 
bề mặt, cố định phần tử sinh học, phù hợp với định hướng phát triển cảm biến sinh 
học điện hóa. Vật liệu nano lai AgNPs-rGO với đặc tính diện tích bề mặt riêng lớn 
tạo điều kiện thuận lợi hơn trong quá trình cố định trực tiếp các phần tử sinh học 
cùng với khả năng truyền dẫn điện tử tốt, trong khi đó sự gắn kết hạt bạc lai 
graphen oxide với bề mặt điện cực làm giảm thiểu khoảng cách tự do giữa bề mặt 
dung dịch và bề mặt điện cực làm giảm điện trở của điện cực làm việc góp phần cải 
thiện tỷ lệ tín hiệu/nhiễu, nâng cao độ nhạy, độ ổn định của cảm biến sinh học. 
Kết quả nội dung nghiên cứu sử dụng điện cực SPE biến tính AgNPs-rGO cố 
định kháng thể bằng phương pháp liên kết cộng hóa trị để phát hiện vi khuẩn 
Salmonella cho thấy cảm biến sinh học điện hóa làm việc ổn định, có độ nhạy, độ 
chọn lọc cao, thời gian phát hiện vi khuẩn sớm khoảng từ 25 phút, trong dải đo từ 
101 đến105 CFU/mL, giới hạn phát hiện (LOD) là 22 CFU/mL. Kết quả nghiên cứu 
đã cho thấy triển vọng đầy hứa hẹn để tạo ra một thiết bị chẩn đoán, lưu động có 
nguồn nuôi thấp, có độ nhạy và độ chọn lọc cao, tiện dụng để sàng lọc nhanh, 
hướng xác định chính xác các chủng vi khuẩn gây nhiễm trùng bệnh viện. 
Tuy nhiên việc sử dụng vật liệu AgNPs-rGO biến tính SPE cacbon cho thấy các 
đường nền quét thế vòng tuần hoàn (CV) trước và sau khi ủ với vi khuẩn 
Salmonella của cảm biến có giá trị Ipeak = 0,048 (10
2 CFU/mL) nhỏ, giới hạn phát 
hiện LOD ở giá trị 22 CFU/mL. Do đó, nội dung nghiên cứu sử dụng vật liệu 
AuNPs được NCS triển khai thực hiện trong Chương 3 của luận án. 
 57 
Chương 3. CHẾ TẠO CẢM BIẾN ĐIỆN HÓA TRÊN CƠ SỞ 
ĐIỆN CỰC IN LƯỚI CACBON BIẾN TÍNH 
HẠT NANO VÀNG (AuNPs) 
Tóm tắt: 
Chương 3 trình bày kết quả quá trình nghiên cứu chế tạo cảm biến sinh học điện 
hóa trên cơ sở điện cực cacbon in lưới biến tính hạt nano vàng. Hạt nano vàng 
được chế tạo bằng phương pháp điện hóa, điều khiển kích thước hạt bằng giá trị 
điện áp xung và thời gian điện hóa, kết quả chế tạo hạt nano vàng được sử dụng để 
biến tính điện cực SPE cacbon nhằm tăng cường khả năng khuếch đại dòng điện 
của bộ chuyển đổi cảm biến và tăng diện tích riêng của điện cực làm việc làm cơ sở 
cho khả năng bám dính của phần tử sinh học. Điện cực sau khi biến tính được cố 
định kháng thể bằng phương pháp liên kết cộng hóa trị để khảo sát ứng dụng phát 
hiện 02 chủng vi khuẩn E.coli O157và MRSA gây nhiễm trùng bệnh viện. Kết quả 
nghiên cứu cho thấy ở điện cực SPE/AuNPs với kích thước hạt 18 nm phát hiện vi 
khuẩn E.coli O157có giới hạn phát hiện là 15 CFU/mL, đối với điện cực 
SPE/AuNPs ở kích thước hạt 15 nm có giới hạn phát hiện vi khuẩn MRSA là 13 
CFU/mL, dải phát hiện trong khoảng từ 10 CFU/mL đến 106 CFU/mL, thời gian 
phát hiện 25 phút. Nghiên cứu đã mở ra một hướng mới trong việc chế tạo cảm biến 
sinh học từ điện cực thương mại SPE cacbon biến tính hạt nano vàng đơn giản, 
giảm chi phí, phát hiện nhanh có tác dụng sàng lọc, phát hiện một số tác nhân gây 
nhiễm trùng bệnh viện hiện nay. 
 58 
3.1. Đặt vấn đề 
Cảm biến sinh học điện hóa luôn thu hút sự chú ý từ các nhà nghiên cứu trên toàn 
thế giới để phát hiện nhanh mầm bệnh. Trong số các cảm biến sinh học điện hóa. 
Bộ cảm biến sinh học được phát triển trên cơ sở điện cực in lưới đã được quan tâm 
nghiên cứu nhờ nguyên lý và khả năng hoạt động dễ dàng, chi phí thấp và độ nhạy 
cao so với phương pháp chẩn đoán truyền thống. Điện cực in lưới cacbon có điện 
trở bề mặt cao chính vì vậy chúng được làm điện cực nền để biến tính các vật liệu 
có cấu trúc nano nhằm tăng cường khả năng khuếch đại dòng điện của bộ chuyển 
đổi và liên kết với phần tử sinh học nhằm tăng độ nhạy trong quá trình ứng dụng 
phát hiện các mầm bệnh lây truyền trong thực phẩm, môi trường, đặt biệt là các vi 
khuẩn gây nhiễm trùng bệnh viện [156],[8], [157]. 
Trong thời gian gần đây, một số chủng vi khuẩn gây bệnh nhiễm khuẩn vết mổ, 
viêm phổi bệnh viện, nhiễm trùng tiểu, nhiễm khuẩn huyếtTại Việt Nam đang có 
xu hướng gia tăng, tỷ lệ nhiễm trùng do viêm phổi bệnh viện chiếm tỷ lệ cao nhất 
sau kể đến là nhiễm khuẩn vết mổ, trong đó vi khuẩn MRSA (Methicillin Resistant 
Staphyloccus aureus), vi khuẩn E.coli đang là một trong số những loại vi khuẩn 
chiếm tỷ lệ lớn và gia tăng hàng năm gây ra các loại nhiễm khuẩn chính cho các 
bệnh nhân viêm phổi bệnh viện và nhiễm khuẩn vết mổ, đường tiết niệu, nhiễm 
trùng huyết... Vi khuẩn MRSA và E.coli O157 được lan truyền trong các môi trường 
chăm sóc y tế, các quá trình tiếp xúc giữa bệnh nhân với bệnh nhân, bệnh nhân với 
nhân viên y tế và ngược lạicác phương pháp xét nghiệm, chẩn đoán MRSA, E.coli 
O157 là kỹ thuật PCR thông thường, vấn đề được đặt ra là cần phải ứng dụng các 
kỹ thuật hiện đại để phát hiện nhanh chủng loại vi khuẩn này nhằm hỗ trợ trong các 
công tác phòng ngừa và kiểm soát sự lây nhiễm trong cộng đồng [158],[3]. 
Một trong những điểm mới của luận án là nghiên cứu chế tạo cảm biến điện hóa 
trên cơ sở hạt nano vàng ở các kích thước hạt khác nhau để tìm ra phương án tối ưu 
nhằm phát hiện nhanh vi khuẩn MRSA gây nhiễm trùng bệnh viện. Các khảo sát sự 
ổn định điện hóa của hạt nano vàng khi sử dụng để biến tính điện cực in lưới 
cacbon, lựa chọn phương pháp cố định kháng thể bằng liên kết cộng hóa trị để gắn 
kết kháng thể của vi khuẩn với mục tiêu là chế tạo ra một thiết bị cảm biến phát 
hiện vi khuẩn E.coli, MRSA bằng kỹ thuật không đánh dấu (label - free) ở dải làm 
việc rộng, có giới hạn phát hiện thấp, thời gian phát hiện nhanh để ứng dụng kiểm 
soát nhiễm trùng bệnh viện trong thực tế. 
Trong nội dung này, NCS tập trung vào việc nghiên cứu và chế tạo cảm biến theo 
một quy trình hoàn thiện và có định hướng ứng dụng thực tế. Vi khuẩn trong mẫu 
để dò tìm và phát hiện là 02 loại vi khuẩn E.coli O157và vi khuẩn MRSA gây nhiễm 
trùng bệnh viện được cung cấp bởi Viện vệ sinh dịch tễ Trung ương. Bộ cảm biến 
điện hóa được nghiên cứu và chế tạo hoàn chỉnh đồng thời làm chủ công nghệ chế 
tạo và chủ động hoàn toàn nguồn vật liệu hạt nano vàng biến tính. Các nội dung 
nghiên cứu chương này bao gồm: 1) Nghiên cứu chế tạo hạt nano vàng bằng 
phương pháp điện hóa đồng thời khảo sát các điều kiện về điện áp, thời gian để 
khống chế và lựa chọn kích thước hạt nano vàng ứng dụng biến tính điện cực in lưới 
cacbon; 2) Biến tính điện cực in lưới cacbon bằng hạt nano vàng đồng thời khảo sát 
sự ổn định trong đặc tuyến điện hóa và khả năng bám dính của hạt nano vàng trên 
vật liệu nền cacbon của SPE; 3) Khảo sát đặc trưng điện hóa của điện cực SPE biến 
 59 
tính với AuNPs ở kích thước hạt 10 nm, 15 nm, 18 nm, 25 nm để lựa chọn phương 
án tối ứu chế tạo cảm biến; 4) Chế tạo cảm biến bằng phương pháp liên kết cộng 
hóa trị sử dụng nhóm thiol để gắn kết kháng thể vi khuẩn E.coli, MRSA; 5) Khảo sát 
khả năng phát hiện vi khuẩn đối với 02 chủng vi khuẩn E.coli O157 và MRSA gây 
nhiễm trùng bệnh viện. 
3.2. Vật liệu và phương pháp 
3.2.1. Vật liệu, hóa chất 
Natri citrate Na3C6H5O7 , 02 điện cực vàng kích thước 70 mm x 5 mm x 0,2 mm 
(99,99%), nước cất 2 lần DI, điện cực SPE cacbon, BSA (Bovine Serum Albumin) 
và đệm phốt phát PBS (pH = 7,4) được cung cấp bởi Sigma (Hoa Kỳ). Các hóa chất 
phụ trợ như ethanol, KCl, H2SO4: 98 %, N2: 99,9 %, K3Fe(CN)6 và K4Fe(CN)6 đều 
đạt chuẩn phân tích. 
3-Mercaptopropyl-trimethoxysilane (MTS) 95%, N-gamma-maleimidobutyrloxy 
sulphosuccinimide (GMBS). Kháng thể IgG đa dòng dê vi khuẩn E.coli O157, 
kháng thể IgG chuột đơn dòng vi khuẩn MRSA mua từ Abcam; Chủng vi khuẩn E. 
coli O157, (106 CFU/mL), chủng vi khuẩn MRSA (106 CFU/mL), chủng vi khuẩn 
đối chứng Salmonella enteritidis, (106 CFU/mL) cung cấp bởi Viện Vệ sinh dịch tễ 
Trung ương, Việt Nam. 
3.2.2. Đảm bảo an toàn sinh học 
Đối tượng nghiên cứu liên quan đến vi khuẩn E.coli, MRSA và vi khuẩn 
Salmonella; các quá trình nuôi cấy, pha, triết và bất hoạt vi khuẩn, sử dụng các hóa 
chất, sinh phẩm chẩn đoán. Do vậy, quá trình thực nghiệm đều được chuẩn bị ở 
phòng thí nghiệm an toàn sinh học cấp 2 của Viện Vệ sinh Dịch tễ Trung ương. 
3.2.3. Quy trình chế tạo hạt nano vàng 
Quy trình chế tạo hạt nano vàng (AuNPs) bằng phương pháp điện hóa là phương 
pháp đơn giản, chi phí thấp, hỗ trợ của chất khử citrate và nguồn điện áp xung cho 
phép điều khiển kích thước dễ dàng. 
Hình 3.1: Mô hình chế tạo hạt nano vàng AuNPs, quá trình chế tạo tại phòng thí nghiệm 
(A), mô hình nguyên lý chế tạo hạt AuNPs (B) 
Đây là phương pháp tổng hợp thân thiện với môi trường, điều kiện thí nghiệm 
đơn giản, dung dịch keo có độ tinh khiết cao [160]. Mô hình chế tạo hạt nano vàng 
bằng phương pháp điện hóa được biểu diễn như Hình 3.1. 
 60 
Bước 1. Hai điện cực vàng được làm sạch bằng nước DI, sau đó rung siêu âm 30 
phút ở nhiệt độ phòng. Tiếp theo làm khô bằng thổi khí nitơ 
Bước 2. Pha 0,05 g natri citrate (0,1%) trong 50 mL nước DI rung lắc đều trong 
15 phút, sau đó đưa vào bình thủy tinh đặt trên máy khuấy từ gia nhiệt ở 400C. 
Bước 3. Lắp hai điện cực trên giá làm hai cực anốt và catốt với khoảng cách 2 
cm, đặt song song nhau, hai điện cực được nhúng vào cốc thủy tinh chứa dung dịch 
natri citrate ngập 5 cm. 
Bước 4. Kết nối hai điện cực giá trị biên độ U = 3-15 V, thay đổi bước nhảy biên 
độ thế 3 V để điều chỉnh kích thước hạt (nếu cần). Thời gian thực hiện điện hóa là 
60 phút đến 240 phút. 
Sự hình thành hạt nano vàng được quan sát bằng mắt thường và phổ hấp thụ UV-
vis (Halo DB-20/DB-20S, Dynamica), kích thước hạt được xác định bởi hiển vi 
điện tử truyền qua - TEM (JEM1010, JEOL), nhiễu xạ tia X (D8, ADVANCE - 
Bruker). 
3.2.4. Biến tính điện cực in lưới cacbon bằng hạt nano vàng 
Quy trình: Điện cực SPE cacbon được hút chân không trong 20 phút sử dụng máy 
hút chân không (REOJ-EM, SDT10, Nhật Bản), tiếp đến điện cực được hoạt hóa 
điện hóa trong dung dịch H2SO4 0,5 M bằng kỹ thuật điện hóa quét thế tuần hoàn sử 
dụng hệ điện hóa (Palmsensor 3.0) ở điện áp Ever từ -0,3 V đến +0,6 V, tốc độ quét 
50 mVs-1 cho đến khi đặc trưng vòng CV ổn định (9 vòng), sau đó rửa bằng nước 
khử ion (DI) 3 lần và để khô tự nhiên. 
Bề mặt điện cực WE của SPE cacbon được biến tính với hạt nano vàng (AuNPs) 
thông qua phương pháp nhỏ phủ (drop-casting). Lấy 25 mL dung dịch keo vàng 
nồng độ 100 ppM, kích thước hạt trung bình  18 nm và 50 ppM (kích thước hạt 
trung bình 10 nm, 15 nm, 25 nm) lần lượt cho vào 12 ống ly tâm eppendorf 1,5 
mL khác nhau và rung lắc (MX-S, EMC lab) trong 3 phút. Sau đó dung dịch được 
ly tâm (Airfuge, Beckman Coulter) trong 5 phút ở tốc độ quay 5,000 vòng/phút loại 
bỏ cẩn thận phần đáy cặn, phần dung dịch sau khi đã loại bỏ cặn tiếp tục được ly tâm 
ở tốc độ 15,000 vòng/phút để lọc lấy các hạt nano vàng - AuNPs. Loại bỏ cẩn thận 
phần nước nổi, lấy phần lắng đọng và phân tán lại trong nước khử DI. 
Dung dịch sau khi được phân tán được rung lắc đều, lần lượt sử dụng pipet 
(Eppendorf loại 10 l) để nhỏ phủ lên bề mặt điện cực WE của SPE sau đó để khô tự 
nhiên ở nhiệt độ phòng trong khoảng thời gian 30 phút đem sử dụng ngay hoặc đưa 
vào hộp bảo quản khô trong tủ lạnh. 
3.2.5. Cố định kháng thể bằng liên kết cộng hóa trị 
Điện cực biến tính SPE/AuNPs biến tính với hạt nano vàng ở nồng độ 100 ppm 
có kích thước trung bình  18 nm được khảo sát đặc tuyến điện hóa để lựa chọn cho 
quy trình nghiên cứu tiếp theo. Có nhiều phương pháp đã được sử dụng để liên kết 
kháng thể vi khuẩn lên trên bề mặt cảm biến như: hấp phụ, liên kết cộng hóa trị, ái 
lực sinh học. Mỗi một phương pháp đều có ưu, nhược điểm riêng nhưng đều phải 
thỏa mãn các điều kiện: Kháng thể phải có độ ổn định cao khi cố định trên bề mặt 
cảm biến, kháng thể định hướng theo một hướng nhất định. Với những tính chất đặc 
trưng của vật liệu nano vàng và khả năng tương thích sinh học tốt của loại vật liệu 
 61 
vàng, trong nội dung này, phương pháp cố định bằng liên kết cộng hóa trị giữa bề 
mặt điện cực và kháng thể thông qua nhóm chức của amino axít phía ngoài của 
phần tử kháng thể được lựa chọn. Liên kết này hình thành sự gắn kết chắc chắn và 
có khả năng che phủ bề mặt cao. Vật liệu trung gian MTS và GMBS tiếp tục được 
lựa chọn sử dụng, bề mặt điện cực được xử lý thông qua các bước xử lý hóa học 
nhằm tạo ra các nhóm -SH, -NHS sẵn sàng liên kết với nhóm chức -NH2 sẵn có của 
kháng thể [106]. 
Hình 3.2: Quy trình biến tính điện cực để chế tạo cảm biến phát hiện vi khuẩn E.coli 
Ban đầu, điện cực SPE biến tính được rửa bằng nước khử ion (3 lần), sau đó sấy 
khô bằng khí N2. 
Chức năng hóa bề mặt điện cực: Ủ với 2% MTS/ethanol (1 mL MTS và 49 mL 
ethanol) trong 60 phút để tạo nhóm thiols (-SH), rửa điện cực trong Toluen và làm 
khô bằng khí N2, tiếp tục ủ 30 phút với dung dịch GMBS/EtOH (hòa 12,5 mg 
GMBS: N- gamma - maleimidobutyrloxy sulphosuccinimide Ester trong 250 μL 
Dimethyl sulfoxide - DMSO, sau đó cho 43 mL EtOH vào trong dung dịch trên). 
Quá trình này nhằm tạo nhóm -NHS[109]; 
Ủ kháng thể E.coli: Pha kháng thể 1 μg/mL trong PBS 7,4 dùng pipet (Eppendorf 
loại 10l) nhỏ 40 µL của 10 µg/mL của kháng thể E.coli O157lên bề mặt điện cực 
WE, tiếp tục ủ kháng thể lên điện cực trong 60 phút tại nhiệt độ phòng hoặc qua 
đêm ở 4oC [39][109]; 
Rửa điện cực bằng PBS 0,05 M 3 lần, ủ với 0,5% (0,1 M) BSA trong 30 phút để 
khóa những vị trí gắn kết không đặc hiệu; 
Rửa bằng PBS 0,05 M 3 lần và lưu cảm biến ở 4oC. 
Quy trình biến tính điện cực SPE, cố định kháng thể bằng phương pháp liên kết 
cộng hóa trị, ủ vi khuẩn E.coli O157được mô tả như trong Hình 3.2. 
3.2.6. Khảo sát cảm biến phát hiện vi khuẩn E.coli O157 và MRSA 
Vi khuẩn E.coli O157 (ATCC25923) và Vi khuẩn MRSA được pha với trong PBS 
pH=7,4 với các nồng độ tương ứng 101 CFU/mL, 102 CFU/mL, 103 CFU/mL, 104 
 62 
CFU/mL, 105 CFU/mL, 106 CFU/mL. Dùng pipet 1l để ủ lượt các nồng độ vi 
khuẩn trên lên bề mặt cảm biến trong khoảng thời gian khảo sát từ 25 phút sau đó ủ 
qua đêm ở 4oC. 
Điện cực biến tính SPE/AuNPs (nồng độ 100 ppM, kích thước hạt 18 nm sau khi 
cố định được ủ với vi khuẩn E.coli), SPE/AuNPs (nồng độ 50 ppM, kích thước hạt 
15 nm) được chức năng hóa cố định kháng thể MRSA theo phương pháp liên kết 
cộng hóa trị sử dụng MTS và GMBS, cảm biến sau khi chế tạo được ủ trong 30 
phút với các nồng độ từ 10 CFU/mL đến 106 CFU/mL để khảo sát khả năng phát 
hiện vi khuẩn của cảm biến. 
Phương pháp đo sử dụng là phương pháp phổ tổng trở với thông số đo phổ tổng 
trở điện hóa dải tần số từ 0,01 Hz đến 50 kHz, tequ = 10 s, Eac = 0,01 V với các điểm 
lấy mẫu là 71 điểm và quét thế vòng tuần hoàn Ever = -0,3 V đến 0,6 V, tốc độ quét 
50 mVs-1, Estep = 0,01 V, tdep = 60 s, tequ = 10 s. Kết quả thu thập được FIT mạch 
điện tương đương với phương pháp đo EIS. Thảo luận khả năng tăng cường tín 
hiệu, dải phát hiện và giới hạn dò tìm vi khuẩn MRSA của cảm biến sử dụng điện 
cực SPE biến tính AuNPs. 
3.3. Kết quả và thảo luận 
3.3.1. Hình thái và kích thước hạt nano vàng 
3.3.1.1. Sự hình thành hạt nano vàng phụ thuộc vào điện áp điện hóa 
Để khảo sát sự ảnh hưởng của điện áp đưa vào, sau các quá trình thử nghiệm ban 
đầu, chúng tôi lựa chọn và cố định nồng độ natri citrate 0,1% và thời gian điều chế 
trong 1,5 giờ. Hình 3.3 cho thấy kết quả quan sát bằng mắt thường, không có sự 
thay đổi màu sắc trong dung dịch điều chế với điện áp 3V. Tuy nhiên, ở các mức