I. Cảm biến sinh học
Luận văn tập trung vào việc chế tạo cảm biến sinh học để phát hiện E. Coli thông qua phương pháp tán xạ Raman. Cảm biến sinh học được xây dựng dựa trên việc sử dụng vật liệu nano như bạc nano (AgNPs) và bạc nano/ZIF-8 (AgNPs/ZIF-8). Các vật liệu này được tổng hợp bằng phương pháp hóa học và đánh giá thông qua các kỹ thuật UV-vis, SEM, và EDS. Cảm biến sinh học này có khả năng phát hiện DNA của E. Coli ở nồng độ thấp, mang lại hiệu quả cao trong việc giám sát môi trường.
1.1. Chế tạo cảm biến
Quá trình chế tạo cảm biến bao gồm việc tổng hợp AgNPs và AgNPs/ZIF-8, sau đó phủ lên các giá thể như thủy tinh, giấy cellulose nitrate, và giấy cellulose acetate. Thủy tinh được chọn làm giá thể chính do tính ổn định và khả năng thu nhận tín hiệu Raman tốt. Cảm biến sinh học được hoàn thiện bằng cách gắn đầu dò DNA lên đế cảm biến, tạo ra một hệ thống phát hiện DNA E. Coli hiệu quả.
1.2. Ứng dụng cảm biến sinh học
Ứng dụng cảm biến sinh học trong việc phát hiện E. Coli mang lại nhiều lợi ích, đặc biệt trong lĩnh vực giám sát môi trường. Cảm biến này có thể phát hiện E. Coli ở nồng độ thấp (25 ng/mL), giúp giảm thiểu thời gian và chi phí so với các phương pháp truyền thống. Điều này mở ra tiềm năng lớn trong việc ứng dụng công nghệ cảm biến để giám sát chất lượng nước và thực phẩm.
II. Phát hiện E
Luận văn đề cập đến việc phát hiện E. Coli thông qua DNA của vi khuẩn. Phương pháp tán xạ Raman được sử dụng để ghi nhận tín hiệu DNA, với các đỉnh hấp thu đặc trưng tại bước sóng 480 và 780 cm-1. Cảm biến sinh học dựa trên AgNPs đã chứng minh khả năng phát hiện DNA E. Coli ở nồng độ 25 ng/mL, với cường độ tín hiệu được khuếch đại gấp 2.5 đến 6 lần so với phương pháp không sử dụng cảm biến.
2.1. Phương pháp phát hiện
Phương pháp phát hiện E. Coli trong luận văn dựa trên việc sử dụng cảm biến sinh học kết hợp với tán xạ Raman. Cảm biến này có khả năng phát hiện DNA E. Coli ở các nồng độ khác nhau (100 ng/mL, 50 ng/mL, và 25 ng/mL), trong đó nồng độ 50 ng/mL cho tín hiệu tốt nhất. Điều này cho thấy hiệu quả vượt trội của cảm biến sinh học so với các phương pháp truyền thống.
2.2. Tín hiệu Raman
Tín hiệu Raman được sử dụng để đánh giá hiệu quả của cảm biến sinh học trong việc phát hiện DNA E. Coli. Các đỉnh hấp thu Raman tại bước sóng 560 và 1094 cm-1 cho thấy sự hiện diện của DNA E. Coli. Phương pháp này không chỉ nhanh chóng mà còn có độ chính xác cao, phù hợp cho việc giám sát môi trường liên tục.
III. Giám sát môi trường
Luận văn nhấn mạnh tầm quan trọng của việc giám sát môi trường trong việc phát hiện E. Coli, đặc biệt là trong nguồn nước và thực phẩm. Cảm biến sinh học được chế tạo trong nghiên cứu này có tiềm năng lớn trong việc ứng dụng thực tế, giúp giảm thiểu nguy cơ lây nhiễm bệnh do E. Coli gây ra. Việc phát hiện nhanh chóng và chính xác E. Coli sẽ góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng và cải thiện chất lượng môi trường.
3.1. Ứng dụng thực tế
Cảm biến sinh học phát hiện E. Coli có thể được ứng dụng rộng rãi trong việc giám sát môi trường, đặc biệt là trong các hệ thống cấp nước và xử lý nước thải. Việc phát hiện sớm E. Coli sẽ giúp ngăn chặn sự lây lan của các bệnh đường ruột, đặc biệt là ở trẻ em và người già.
3.2. Tiềm năng phát triển
Nghiên cứu này mở ra tiềm năng lớn cho việc phát triển các cảm biến sinh học hiện đại, có khả năng tự động hóa trong việc giám sát môi trường. Các cảm biến này có thể được tích hợp vào các hệ thống giám sát liên tục, giúp đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm và nguồn nước.
