Tóm tắt Luận văn Thạc sĩ: Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống cảm biến vi lỏng phát hiện vật thể trong kênh dẫn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI<br /> TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ<br /> ----------<br /> <br /> TRẦN HOÀI NAM<br /> <br /> NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỆ THỐNG CẢM BIẾN<br /> VI LỎNG PHÁT HIỆN VẬT THỂ TRONG KÊNH DẪN<br /> <br /> Ngành: Công Nghệ Kỹ thuật Điện tử, Truyền thông<br /> Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử<br /> Mã số: 8510302.01<br /> <br /> TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ<br /> CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ, TRUYỀN THÔNG<br /> <br /> HÀ NỘI – 2018<br /> <br /> Mục lục<br /> <br /> Mục lục ................................................................................................. 1<br /> MỞ ĐẦU .............................................................................................. 2<br /> Chương 1. GIỚI THIỆU CHUNG........................................................ 4<br /> 1.1.<br /> Một số ứng dụng của Công nghệ Nano Sinh học .............. 4<br /> 1.2.<br /> Vi cảm biến kiểu tụ điện .................................................... 5<br /> Chương 2. THIẾT KẾ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG CẢM BIẾN VI<br /> LỎNG PHÁT HIỆN VẬT THỂ TRONG KÊNH DẪN....................... 8<br /> 2.1.<br /> Cấu trúc cảm biến. ............................................................. 8<br /> 2.2.<br /> Mô phỏng phần cứng. ........................................................ 9<br /> 2.3.<br /> Thiết kế mạch điều khiển tập trung tế bào. ...................... 13<br /> Chương 3. CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM ........................................ 17<br /> KẾT LUẬN ........................................................................................ 21<br /> Kết luận.......................................................................................... 21<br /> Hạn chế và hướng phát triển .......................................................... 21<br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................. 23<br /> <br /> 1<br /> <br /> MỞ ĐẦU<br /> Tổng quan<br /> Những nghiên cứu trong công nghệ sinh học thường đòi hỏi một<br /> số lượng khá lớn những trang thiết bị và phòng thí nghiệm, cụ thể là<br /> những phân tích DNA, những nghiên cứu về các loại thuốc, những<br /> trang thiết bị thu thập thông tin về người bệnh như film chụp X-quang,<br /> cắt lớp…Để đáp ứng được nhu cầu trong vấn đề trên, một kỹ thuật<br /> hàng đầu trong lĩnh vực này được nghiên cứu chế tạo đó là các chíp<br /> sinh học (Biochip). Biochip được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, phổ<br /> biến nhất là trong nghiên cứu về gene, trong nông nghiệp, kiểm<br /> nghiệm thực phẩm; dùng để nghiên cứu về độc chất, protein, hóa sinh;<br /> phát hiện các loại vi trùng gây bệnh, xuất hiện trong thức ăn, nước<br /> uống và trong cơ thể con người; hay phát hiện nhanh các tác nhân<br /> trong chiến tranh hóa, sinh học.<br /> <br /> Hình 1: Một số mẫu chíp sinh học (nguồn: Internet)<br /> Microfluidic (kênh dẫn vi cơ lỏng) là một lĩnh vực mới thú vị của<br /> khoa học và kỹ thuật cho phép phân tích kiểm soát trên quy mô rất<br /> nhỏ và thiết bị nhỏ gọn, tiết kiệm chi phí, hiệu quả hơn hệ thống thông<br /> thường khác. Chúng có khả năng đáp ứng nhu cầu của các phản ứng<br /> <br /> 2<br /> <br /> tốc độ nhanh bằng cách giảm kích thước các kênh dòng chảy và các<br /> không gian phản ứng, qua đó giảm không gian khuếch tán. Công nghệ<br /> vi cơ lỏng ứng dụng trong rất nhiều ngành: Kỹ thuật, Vật lý, Hóa học,<br /> Công nghệ vi chế tạo và Công nghệ sinh học. Công nghệ này đang<br /> từng bước trở thành công nghệ mũi nhọn cho phép chế tạo những vi<br /> hệ thống sử dụng những vi thể tích chất lỏng, (còn được biết đến với<br /> cái tên “phòng thí nghiệm siêu nhỏ tích hợp trên một con chip” labon-chip).<br /> Các cảm biến trên cơ sở hệ vi cơ lỏng có khả năng phát hiện vi<br /> rút cúm A, tế bào ung thư,… Được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực<br /> khác nhau như: nuôi cấy tế bào, lọc tách các thành phần sinh học, hóa<br /> học…<br /> Mục tiêu của đề tài<br /> Đề tài này thực hiện nghiên cứu, thiết kế, chế tạo và thử nghiệm<br /> một cấu trúc hệ thống cảm biến vi lỏng phát hiện vật thể trong kênh<br /> dẫn hướng tới các ứng dụng trong lĩnh vực y sinh học…. Cấu trúc đề<br /> xuất hoạt động dựa trên nguyên lý điện dung vi sai với khả năng hoạt<br /> động trong các điều kiện môi trường đặc thù. Thiết kế các mạch tích<br /> hợp điều khiển, xử lý điện tử đánh giá khả năng hoạt động và kết quả<br /> phát hiện vật thể trong kênh dẫn.<br /> <br /> 3<br /> <br /> Chương 1. GIỚI THIỆU CHUNG<br /> 1.1.<br /> <br /> Một số ứng dụng của Công nghệ Nano Sinh học<br /> <br /> Công nghệ sinh học nghiên cứu vào sự phát triển và tồn tại của<br /> các dạng tế bào và mô đa chức năng ở thực vật, động vật, cũng như sự<br /> ảnh hưởng từ một tế bào sinh vật đến hoạt động của cả hệ thống sinh<br /> học.<br /> <br /> Hình 2: Phạm vi ứng dụng của công nghệ nano sinh học [4]<br /> Phạm vi ứng dụng của công nghệ sinh học nano rất rộng, từ lĩnh<br /> vực y học, dược phẩm, sinh học, tới các ngành công nghiệp thực phẩm<br /> và nông nghiệp. Trong lĩnh vực sinh học và y tế, công nghệ sinh học<br /> nano được ứng dụng để nghiên cứu bộ gene học (genomics), tin sinh<br /> học (bioinformatics), xác định trình tự gene, tìm kiếm và sàng lọc<br /> dược phẩm, tế bào… Đặc biệt, các hệ thống dẫn chuyển và hướng<br /> đích dược phẩm trên cơ sở công nghệ nano ngày càng được quan tâm<br /> nghiên cứu và đưa vào ứng dụng, bởi vì trên thực tế hầu hết dược<br /> phẩm không chỉ có các tác dụng dược lý hữu ích mà còn có những tác<br /> dụng phụ. Các hệ thống này bao gồm những hạt nano (nanoparticles)<br /> <br /> 4<br /> <br />