BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
CHƯƠNG TRÌNH TRỌNG ĐIỂM CẤP NHÀ NƯỚC
“NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ
CƠ KHÍ VÀ TỰ ĐỘNG HÓA”, MÃ SỐ KC.03.TN/11-15”
PHỤ LỤC
ĐỀ TÀI KHCN TIỀM NĂNG
“Nghiên cứu chế tạo hệ thống đo đạc và phân tách
các phân tử sinh học đặc hiệu – protein/ADN”

MÃ SỐ: KC.03.TN10/11-15

Chủ nhiệm đề tài : TS. Cao Xuân Hữu
Cơ quan chủ trì : Trường Đại học Bách Khoa – Đại học Đà Nẵng Hình ảnh một bo mạch nguồn sử dụng cho hệ thống đo đạc. Hình ảnh sensor GMR chế tạo bằng công nghệ MEMS đã hoàn thành.

SẢN PHẨM DẠNG II

QUY TRÌNH GẮN KẾT CÁC PHÂN TỬ SINH HỌC
LÊN HẠT NANO SẮT TỪ
(THỰC HIỆN TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM)
1. Hóa chất
- Các muối FeCl
2
và FeCl
3
được mua từ công ty Merck. 3-
Aminopropyltriethoxysilane, Glutardialdehyde được mua từ công ty Sigma. Các
hóa chất thông thường khác dùng để pha đệm nhưNaOH,sodium phosphate
dibasic, NaCl … được cung cấp bởi công ty Merck.
- Protein được sử dụng thí nghiệm này gồm có enzyme Alcalase của hãng
Sigma, và kháng thể kháng IgM của hãng Teco Diagnostics.
- ADN trong trường hợp này là các oligopeptide có gắn nhóm amino tại đầu 5’
được cung cấp bởi Shanghai Sangon Biological Engineering Technology and
Services.
2. Các thiết bị chính

FeCl
3
.6H
2
O 0.5 M và lọc bỏ phần rắn bằng màng lọc cellulose nitrate 0.45 µm.
• Chuẩn bị 200 ml NaOH 5 M (S2).
• Cho 100 ml nước cất và cốc thủy tinh 1 L và khuấy ở tốc độ 1000 rpm
• Cho S1 và S2 vào cốc thủy tinh và tiếp tục khuấy trong 5 phút
• Rửa dung dịch 3 lần với khoảng 600 ml NaCl, rửa tiếp 3 lần với khoảng 600 ml
nước cất. Dùng HCl 1M điều chỉnh pH dung dịch đến 7-8. Trong quá trình rửa, hạt ôxit
sắt từ được hình thành, hút bỏ phần dịch.
• Ph
ần dịch lỏng còn lại khoảng 200 ml.
• Thêm 800 ml methanol vào hỗn hợp trên. Sau khi khuấy trộn, hạt sắt từ được
tạo thành, loại phần dịch.
• Rửa lại 2 lần bằng methanol, mỗi lần khoàng 400 ml methanol để loại hêt nước
~ 1 % v/v, thể tích dung dịch cuối cùng thu được khoảng 250 ml.
3.2. Hoạt hóa bề mặt hạt nano sắt từ :
Để thuận lợi cho quá trình gắn kết cả protein và ADN lên hạt nano sắt từ, chúng
tôi sử dụ
ng phương pháp gắn dẫn xuất của aminosilane được theo sau bằng việc phủ
glutardialdehyde như đã được mô tả bởi Hubbuch và cs. (2001) để họat hóa bề mặt của
chúng. Dẫn xuất aminosilane sẽ tạo lên trên bề mặt hạt sắt từ một lớp các nhóm amino
(-NH
2
), các nhóm chức này sau đó sẽ liên kết với nhóm aldehyde (-CHO) trên phân tử
glutardialdehyde. Nhóm –CHO còn lại của phân tử glutardialdehyde sẽ là cầu nối gắn
với phân tử protein thông qua các nhóm amino, sulfhydryl, phenolic hoặc vòng
imidazole …, hoặc với các nhóm amino đã được gắn lên trên các phân tử
oligonuleotide.

C trong nước cất.
3.2.2. Phủ hạt nano sắt từ bằng Glutardialdehyde :
a) Nguyên tắc phản ứng: b) Quy trình thực hiện:

Hình 3 : Quy trình phủ Glutardialdehyde lên hạt nano sắt từ có gắn aminosilane
c) Thuyết minh quy trình :
• 10 g hạt nano sắt từ có gắn aminosilane đã chuẩn bị ở trên được khuyếch tán trở
lại trong cốc thủy tinh có chứa sẵn 1200 ml nước cất, có khuấy nhẹ để phân tán
đều hạt vào dung dịch.
• Bổ sung 70 ml dung dịch Glutardialdehyde 50%. Điểu chỉnh để đạt giá trị pH =
11 bằng NaOH 1M.
• Giữ yên hỗn hợp trong khoảng 1 h để
phản ứng diễn ra (hình bên dưới). Lưu ý
theo dõi giá trị pH, điều chỉnh nếu cần thiết để giữ pH = 11.
• Sau khi hoàn tất phản ứng, hạt nano sắt được giữ lại bằng từ trường và loại bỏ
dung dịch phản ứng. Hạt sau đó được rửa 3 lần bằng 500 ml NaCl 0.2M. Giữ hạt
trong 500 ml nước cất.
• Hạt nano sắt từ đã đựợc họat hóa bề mặt sẵn sàng cho các quá trình gắn protein
hoặc ADN tiếp theo. Hat có thể được bảo quản trong nước cất tại 4
o
C.
3.3. Gắn các phân tử sinh học lên trên hạt nano sắt từ đã được họat hóa bề mặt
3.3.1. Gắn kết các phân tử protein
Quy trình gắn kết các phân tử protein với hạt nano sắt từ như sau :
• Pha loãng dung dịch protein để có nồng độ 1 mg/ml bằng dung dịch đệm
phosphate 0.01M pH 8.5 (hòa tan 0.71 g sodium phosphate dibasic trong 500 ml
nước cất).

dung dịch phản ứng. Hạt sau đó được rửa để loại bỏ các oligonucleotide không
tạo liên kết.
• Quá trình rửa : rửa 3 lần bằng 500 ml NaCl 0.2M, rửa lại 3 lần bằng 500 ml
nước cất
• Hạt có gắn oligonucleotide được giữ trong dung dịch muối NaCl 0.09% ở 4
o
C.
Lưu ý
: Các thao tác cần tiến hành chính xác và nhanh chóng, tránh để hạt bị khô.
SẢN PHẨM DẠNG III
BÀI BÁO KHOA HỌC ĐĂNG TRÊN TẠP CHÍ TRONG NƯỚC
(Bài báo tiếng Anh)

Cao Xuan Huu, Pham Van Tuan, Dang Duc Long, Nguyen Thi Minh Xuan,
Measurement of Biological Concentration Using Magnetic Agents,
Journal of Science and Technology, University of Danang, Vol.12 (61) 2012, p. 40-46.

PHỤ LỤC 2: MẠCH XỬ LÝ TÍN HIỆU VÀ KẾT QUẢ MÔ PHỎNG
MẠCH THEO TÍN HIỆU THỰC
PL2.1. Mạch xử lý tín hiệu tổng quát

C9A
104
R29 0R

LTC2050
+
3
-
4
V+
5
V-
2
OUT
1
U3
LTC2050
R2A
10K
VCC_3.3V
Vout1
R3A 100K
AGND
R19A
10K
Vout5
12
J3A
JUMPER
AGND
AN_3
AGND
R5A
47K

R28A
10K
NOTCH
C1A
10uF
+
3
-
4
V+
5
V-
2
OUT
1
U4
LTC2050
AGND
AGND
AGND
SENSOR_OUTPUT
AGND
AN_1
+
3
-
4
V+
5
V-

5
-
6
V+
8
V-
4
OUT
7
U16B
OPA2364
AGND
AGND
VCC_3.3V
AGND
C2A
0.47uF
VCC_3.3V
VREF
AGND
R11A
10K
12
J4A
JUMPER
Vnext
C14A
0.2uF
C15A
0.2uF

+
3
-
4
V+
5
V-
2
OUT
1
U8
LTC2050
AGND
Vref
AGND
C24A
104
R17A1
100K
12
J2A
JUMPER
Vref
NOTCH_1
R4A
100K
AGND
VCC_3.3V
C4A
10uF

104
C12A
104
AGND
C17A
0.1u
Vref
C10A
104Mạch xử lý tín hiệu tổng quát. Các điểm lấy tín hiệu sau các tầng tại điểm khoanh tròn.
PL2.2. Các kết quả mô phỏng theo tín hiệu thực
TÍN HIỆU GỐC – SENSOR Output TÍN HIỆU SAU TẦNG LỌC THÔNG THẤP 1 (Tại Vout1) TÍN HIỆU SAU TẦNG LỌC THÔNG THẤP 2 (Tại Vnext)
TÍN HIỆU SAU TẦNG KHUẾCH ĐẠI (Tại Vout3) TÍN HIỆU TẠI TẦNG CUỐI (Tại Vout4)