Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu phát triển hệ vi lưu tích hợp cảm biến không dây LC định hướng trong xét nghiệm y sinh

Trong bối cảnh nhu cầu ngày càng tăng về các phương pháp xét nghiệm y sinh nhanh chóng, chính xác và tiện lợi, việc phát triển các hệ thống vi lưu tích hợp cảm biến đang trở thành một xu hướng tất yếu, góp phần nâng cao hiệu quả chẩn đoán và theo dõi sức khỏe. Luận án này tập trung vào nghiên cứu và phát triển một hệ vi lưu có khả năng phát hiện, định lượng các dung dịch sinh học cơ bản như NaCl, KCl, protein BSA và ALc-B8. Mục tiêu tổng quát là thiết kế và phát triển một hệ thống xét nghiệm sinh học tích hợp công nghệ vi lưu và cảm biến không dây thụ động LC, hướng tới việc thực hiện phát hiện và định lượng các đối tượng sinh học cho ứng dụng phân tích xét nghiệm y sinh, làm nền tảng cho các ứng dụng lâm sàng trong tương lai.

Luận án này hướng đến các nhà nghiên cứu, kỹ sư và sinh viên cao học trong lĩnh vực kỹ thuật điện tử, viễn thông, công nghệ vi lưu, cảm biến, và kỹ thuật y sinh, đặc biệt những người quan tâm đến phát triển thiết bị chẩn đoán y tế và phân tích sinh học tiên tiến.

Luận án tập trung vào nghiên cứu phát triển một hệ vi lưu tích hợp cảm biến cộng hưởng LC, hướng đến ứng dụng trong phân tích và xét nghiệm y sinh. Đề tài đề xuất một phương pháp cảm biến dựa trên nguyên lý thay đổi tần số cộng hưởng của khung cảm biến LC khi các dung dịch với đặc tính điện môi khác nhau được đưa vào kênh vi lưu. Sự thay đổi tham số điện của môi trường xung quanh cảm biến điện dung dẫn đến dịch chuyển tần số cộng hưởng có thể đo lường được, cho phép phân tích định lượng không đánh dấu. Phương pháp nghiên cứu bao gồm nghiên cứu lý thuyết, tổng quan tài liệu, tính toán thiết kế mô phỏng bằng phần mềm COMSOL Multiphysics, chế tạo thực nghiệm các cấu trúc kênh dẫn vi lưu (PDMS, PMMA) và cảm biến (điện cực đối xứng, răng lược, cuộn cảm xoắn ốc) cùng với đo đạc kiểm chứng. Các thử nghiệm được tiến hành để khảo sát khả năng phát hiện và định lượng dung dịch NaCl, KCl và bước đầu hướng tới phát hiện protein BSA, ALc-B8. Hệ thống vi lưu tích hợp cảm biến không dây LC này mang lại nhiều ưu việt như kích thước nhỏ gọn, giảm thiểu thể tích mẫu và thuốc thử, rút ngắn thời gian phân tích, và cho phép triển khai xét nghiệm tại chỗ (PoCT). Kết quả nghiên cứu thành công sẽ góp phần thúc đẩy sự phát triển các nền tảng cảm biến vi lưu, phục vụ cho các lĩnh vực như phân tích hóa học, chẩn đoán y sinh và giám sát môi trường.