Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Kỹ thuật vi thẩm tách (microdialysis - MD) đã phát triển trong nhiều thập kỷ qua như một phương pháp thu nhận và làm sạch mẫu liên tục tại chỗ (in situ), đóng vai trò quan trọng trong các nghiên cứu dược động học, hóa thần kinh, công nghệ sinh học và phân tích môi trường. Thông qua một màng bán thấm chọn lọc cấy vào đối tượng phân tích, kỹ thuật này cho phép thu thập các hợp chất ở dạng tự do trong dịch ngoại bào hoặc các ma trận phức tạp như đất, nước thải công nghiệp mà không làm xáo trộn đáng kể hệ thống nghiên cứu. Tuy nhiên, các đầu dò vi thẩm tách thương mại hiện nay thường có giá thành cao và phụ thuộc vào quy trình chế tạo tinh vi tại các nhà sản xuất chuyên dụng.

Cùng với sự phát triển của phong trào phần cứng khoa học mã nguồn mở (open-source scientific hardware), công nghệ in 3D đã nổi lên như một giải pháp chế tạo thiết bị thí nghiệm với chi phí thấp (theo nghiên cứu của Pearce, 2013). Dù vậy, việc ứng dụng công nghệ in 3D để chế tạo các đầu dò vi thẩm tách ở quy mô vi thể (micro-scale) vẫn là một thách thức lớn do đòi hỏi độ nhạy, độ chính xác kích thước cao và yêu cầu tương thích cơ học khi gắn kết màng lọc siêu nhỏ.

Khóa luận cử nhân "Development of 3D-printed Microdialysis probe for determining glucose concentration In-vitro" của sinh viên Dương Văn Huy (chương trình Tiên tiến K42, Trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên, thực hiện trong khuôn khổ kỳ thực tập 3 tháng tại Đại học Quốc gia Thanh Hoa – NTHU, Đài Loan) được thực hiện nhằm kiểm chứng khả năng chế tạo và đánh giá hiệu năng của đầu dò vi thẩm tách in 3D trong điều kiện in-vitro.

Mục tiêu nghiên cứu cụ thể:

  1. Kiểm chứng độ thu hồi tương đối (Relative Recovery - RR) của đầu dò vi thẩm tách in 3D so với thiết bị thương mại chuẩn trong việc xác định nồng độ glucose in-vitro.
  2. Hướng tới mục tiêu cắt giảm chi phí đầu tư trang thiết bị trong các nghiên cứu phân tích liên quan đến vi thẩm tách.
  3. Nâng cao và thử nghiệm năng lực in ấn các cấu trúc kích thước vi mô của máy in 3D quang hóa.
  4. Mở rộng tiềm năng ứng dụng của thiết bị vi thẩm tách tự chế tạo vào các nghiên cứu đa ngành, đặc biệt là quan trắc môi trường.

Câu hỏi nghiên cứu:

  1. Độ thu hồi tương đối (RR) của đầu dò vi thẩm tách in 3D đạt được là bao nhiêu khi so sánh với đầu dò thương mại chuẩn trong phép thử nghiệm nồng độ glucose?
  2. Khả năng tái tạo hình học và độ lặp lại trong chế tạo (replicability) của đầu dò vi thẩm tách in 3D đạt mức độ nào với điều kiện kỹ thuật hiện tại?

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Đầu dò vi thẩm tách in 3D tự thiết kế và chế tạo, so sánh đối chứng với đầu dò thương mại CMA 20 Elite Microdialysis Probe; mô hình khuếch tán glucose in-vitro.
  • Phạm vi thời gian và không gian: Thực hiện trong kỳ thực tập 3 tháng (hoàn thành tháng 01/2015) tại Khoa Kỹ thuật Y sinh và Khoa học Môi trường, Đại học Quốc gia Thanh Hoa (NTHU, Đài Loan). Thử nghiệm giới hạn ở quy mô phòng thí nghiệm (in-vitro) với dung dịch glucose 0,1 mM trong nền NaCl 0,9% tại 4 dải tốc độ dòng truyền dịch: 0,5 µL/phút; 1,0 µL/phút; 1,5 µL/phút và 2,0 µL/phút.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và mô hình truyền khối

Nghiên cứu dựa trên lý thuyết vi thẩm tách định lượng và mô hình truyền khối của Bungay et al. (1990). Sự khuếch tán của chất phân tích qua màng bán thấm được xác định thông qua phân đoạn chiết (Extraction Fraction - EF) hoặc độ thu hồi tương đối (Relative Recovery - RR).

Phương trình truyền khối được biểu diễn: $$EF = 1 - \exp\left[ -\frac{1}{Q_d (R_d + R_m + R_{ext})} \right]$$

Trong đó:

  • $Q_d$: Tốc độ dòng dung dịch truyền (perfusion flow rate).
  • $R_d$, $R_m$, $R_{ext}$: Trở kháng khuếch tán lần lượt của dịch thẩm tách, màng thẩm tách và môi trường ngoại bào.
  • Trở kháng của màng ($R_m$) đóng vai trò quyết định chính đến hệ số thấm của toàn bộ hệ thống.

Độ thu hồi tương đối thực nghiệm được tính toán theo tỷ lệ nồng độ: $$RR (%) = \frac{C_d}{C_b} \times 100$$

  • $C_d$: Nồng độ chất phân tích đo được trong dịch thu nhận sau thẩm tách (dialysate).
  • $C_b$: Nồng độ chất phân tích thực tế trong dung dịch mẫu ngoại bào (sample solution).

Phương pháp nghiên cứu và công nghệ chế tạo

  1. Thiết kế mô hình 3D (CAD): Sử dụng phần mềm SolidWorks để dựng bản vẽ 3D chi tiết của thân đầu dò vi thẩm tách với cấu trúc đồng tâm (khe dẫn chất lỏng vào và ra), mô phỏng các thông số chức năng của mẫu thương mại CMA 20 Elite.
  2. Gia công in 3D: Sử dụng máy in MiiCraft 3D printer hoạt động theo nguyên lý quang trùng hợp lập thể dùng máy chiếu Pico DLP (Stereolithography / Digital Light Processing), độ dày mỗi lớp in đạt mức tối thiểu 50 micron.
  3. Phương pháp phân tích quang phổ huỳnh quang: Sử dụng máy đọc vi đĩa Infinite® 200 PRO – TECAN (đĩa 96 giếng). Phản ứng ghép enzyme giữa Glucose Oxidase và chất chỉ thị Amplex® UltraRed (AUR) với xúc tác Horseradish Peroxidase (HRP). Sự xuất hiện của hydro peroxide ($H_2O_2$) tạo ra sản phẩm oxy hóa huỳnh quang đỏ (đo ở bước sóng kích thích 535 nm và bước sóng phát xạ 590 nm).
  4. Phương pháp thực nghiệm đối chứng: Thiết lập song song hệ thống thẩm tách giữa đầu dò in 3D và đầu dò thương mại CMA 20 Elite trong cùng điều kiện nhiệt độ phòng, cùng dung dịch truyền và các tốc độ bơm kiểm soát.

Thiết kế kỹ thuật và quy trình thực nghiệm

Thông số kỹ thuật của đầu dò vi thẩm tách in 3D

Đầu dò in 3D được thiết kế mô phỏng các kích thước chức năng của mẫu đầu dò chuẩn CMA 20 Elite nhưng có sự điều chỉnh kỹ thuật để phù hợp với độ phân giải và độ bền cơ học của vật liệu nhựa in 3D:

Thông số kỹ thuật Đầu dò thương mại CMA 20 Elite Đầu dò in 3D (SolidWorks & MiiCraft)
Vật liệu màng lọc Polyarylethersulfone Polyarylethersulfone
Ngưỡng cắt phân tử (MWCO) 20.000 Daltons (20 kDa) 20.000 Daltons (20 kDa)
Chiều dài màng hoạt tính 4,00 mm 4,00 mm
Đường kính ngoài của màng 0,50 mm 0,50 mm
Chiều dài toàn bộ đầu dò 24,00 mm 24,00 mm
Chiều dài ống dẫn vào/ra 200,00 mm 200,00 mm
Đường kính ngoài trục đầu dò (Shaft OD) 0,77 mm 1,20 mm (tăng để đảm bảo độ bền cơ học)
Đường kính trong trục đầu dò (Shaft ID) ~0,40 - 0,50 mm 0,85 mm (tăng để gắn màng và ống bên trong)
Vật liệu ống dẫn vào Ống tiêu chuẩn hãng Ống PEEK (kích thước 0.20x5')

Quy trình thẩm tách và định lượng huỳnh quang

  1. Chuẩn bị hóa chất:
    • Dung dịch truyền (perfusate): Dung dịch NaCl 0,9%.
    • Dung dịch mẫu bên ngoài: 1,5 mL Glucose 0,1 mM (pha từ 15 µL Glucose 10 mM trong 1485 µL NaCl 0,9%).
    • Dung dịch thử nghiệm huỳnh quang: Glucose Oxidase (nồng độ 30 units), Horseradish Peroxidase (HRP, nồng độ 0,64 unit) và Amplex UltraRed (AUR, nồng độ 60 µM).
  2. Quá trình thẩm tách:
    • Bơm tiêm 2 mL chứa NaCl 0,9% được gắn vào bơm truyền vi lượng, kết nối với cổng dẫn vào (inlet) của đầu dò.
    • Đầu dò (có gắn màng bán thấm) được nhúng hoàn toàn vào dung dịch glucose 0,1 mM.
    • Tiến hành truyền dịch qua màng ở 4 mức tốc độ dòng: 0,5 µL/phút; 1,0 µL/phút; 1,5 µL/phút và 2,0 µL/phút. Tổng thể tích dịch truyền cho mỗi chu kỳ đạt khoảng 0,3 mL.
    • Dung dịch sau thẩm tách qua cổng ra (outlet) được thu thập vào ống eppendorf sạch để phân tích.
  3. Định lượng trên máy đọc vi đĩa:
    • Cho dịch thu được phản ứng với hỗn hợp Glucose Oxidase + HRP + AUR trong đĩa 96 giếng.
    • Đo cường độ tín hiệu huỳnh quang ở bước sóng kích thích 535 nm và bước sóng phát xạ 590 nm trên hệ thống Infinite 200 PRO – TECAN để xác định nồng độ glucose và tính toán độ thu hồi tương đối (RR).

Nội dung chính theo từng phần của khóa luận

Part I: Rationale of study (Lý do chọn đề tài và mục tiêu nghiên cứu)

Tác giả nêu bật tầm quan trọng ngày càng tăng của kỹ thuật vi thẩm tách trong giám sát hóa học ngoại bào và phân tích môi trường (như tách ion kim loại, xử lý mẫu nước thải). Đồng thời, tác giả liên hệ với xu hướng chế tạo thiết bị phòng thí nghiệm giá rẻ nhờ công nghệ in 3D (dẫn chứng nghiên cứu của Pearce năm 2013 và nhóm nghiên cứu Michigan Tech về bơm tiêm in 3D giúp giảm giá từ 250 - 2.500 USD xuống còn 50 USD). Tác giả xác định các mục tiêu, câu hỏi nghiên cứu và chỉ ra các hạn chế kỹ thuật bước đầu liên quan đến sai số in ấn và tính bất đối xứng của cấu trúc vi mô.

Part II: Literature Review (Tổng quan tài liệu)

Chương này tổng hợp toàn diện các cơ sở lý thuyết và ứng dụng thực tiễn:

  • Khái niệm thí nghiệm in-vitro: Phân tích nguyên lý thao tác sinh hóa ngoài cơ thể sống trong môi trường nhân tạo có kiểm soát.
  • Công nghệ in 3D: Trình bày lịch sử phát triển, nguyên lý bồi đắp từng lớp (additive manufacturing) từ bản vẽ CAD/SolidWorks, tiềm năng tương lai trong sản xuất phi tập trung và y sinh học.
  • Kỹ thuật vi thẩm tách: Lịch sử từ các thí nghiệm đầu tiên của Bito (1966) trên dịch não tủy chó, "dialytrode" của Delgado (1972) trên khỉ, đến đầu dò màng sợi rỗng của Ungerstedt và Pycock (1974).
  • Lý thuyết truyền khối: Phân tích phương trình Bungay và các yếu tố ảnh hưởng đến hệ số chiết (EF) và độ thu hồi tương đối (RR).
  • Vật liệu màng bán thấm: Đánh giá các vật liệu phổ biến như Polycarbonate, Polyethersulfone, Polysulfone, Regenerated Cellulose và các giải pháp giảm hấp phụ protein bề mặt bằng polyethylene glycol (PEG).
  • Ứng dụng đa ngành của vi thẩm tách: Trình bày chi tiết các ứng dụng trong tâm thần dược lý học, bệnh học thần kinh và ung thư, dược động học/độc chất học, sinh lý học. Đặc biệt, tác giả phân tích sâu ứng dụng trong môi trường:
    • Mẫu lỏng: Lấy mẫu tự động oligosaccharide trong nước thải nhà máy bia (Torto et al., 2002); ghép nối trực tuyến vi thẩm tách với HPLC xác định aromatic amines trong nước thải công nghiệp polyme (Jen et al.); tách chọn lọc ion kim loại (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb) và sử dụng peptide mạch ngắn (poly-L-aspartic acid, poly-L-histidine) làm tác nhân liên kết tăng hiệu suất thẩm tách (Mogopodi & Torto, 2003).
    • Mẫu rắn và bán rắn: Cấy đầu dò vi thẩm tách trực tiếp vào quả cà chua chín để theo dõi sự tích lũy kim loại từ nước thải (Miró & Frenzel, 2005); ứng dụng trong khoa học đất nhằm quan trắc động học vận chuyển kim loại tại vùng rễ cây mà không cần qua các bước sấy, nghiền, phá mẫu truyền thống.
  • Tổng quan các nghiên cứu thực nghiệm tiêu biểu: Dẫn chứng công trình của Liu (1994) về độc tính kích thích tủy sống; Ungerstedt & Rostami (2004) về giám sát tỷ lệ lactate/pyruvate và glycerol trong tổn thương não; Su Cheng-Kuan et al. (2013) về hệ ghép nối vi thẩm tách phân đoạn trực tuyến với SPE-ICP-MS để phân tích vi lượng kim loại trong não chuột.

Part III: Reagents and Procedures of Validation (Hóa chất và quy trình kiểm tra thực nghiệm)

Mô tả chi tiết danh mục hóa chất chuẩn độ, cấu hình máy in quang hóa MiiCraft (độ phân giải lớp 50 µm) và máy đọc vi đĩa Infinite 200 PRO – TECAN. Trình bày chi tiết từng bước thiết lập dòng chảy, áp suất chênh lệch qua màng và cơ chế phát hiện huỳnh quang qua phản ứng enzyme Amplex Red oxy hóa tạo huỳnh quang đỏ khi có mặt $H_2O_2$.

Part IV: Technical Information and Results (Thông số kỹ thuật và kết quả đo lường)

Trình bày bản vẽ thiết kế 4 góc nhìn trên SolidWorks và bảng kích thước thực tế của đầu dò in 3D. Công bố các dữ liệu thực nghiệm về cường độ huỳnh quang và độ thu hồi tương đối (RR) thu được từ 4 mức tốc độ dòng (0,5; 1,0; 1,5; 2,0 µL/phút). Phân tích mối tương quan nghịch giữa tốc độ dòng truyền dịch và nồng độ glucose thẩm tách thu được.

Part V: Discussion and Conclusion (Thảo luận và kết luận)

Thảo luận chi tiết về nguyên nhân dẫn đến sự chênh lệch hiệu suất giữa đầu dò in 3D và đầu dò thương mại. Đánh giá tính khả thi thực tế, phân tích các nguyên nhân kỹ thuật hạn chế và đề xuất phương hướng hiệu chuẩn, hoàn thiện cấu trúc đầu dò phục vụ các nghiên cứu chuyên sâu về sau.

Kết quả và đóng góp

Kết quả định lượng chính

  1. Tín hiệu huỳnh quang (Fluorescence Index):

    • Ở tốc độ dòng 0,5 µL/phút: Dung dịch đối chứng Glucose 0,1 mM đạt cường độ huỳnh quang cao nhất (dao động quanh mức 20.000 đơn vị). Tín hiệu huỳnh quang của dịch thẩm tách từ đầu dò thương mại tăng dần từ 6.131 lên 9.678 đơn vị; trong khi đầu dò in 3D đạt tối đa 5.799 đơn vị (khoảng một nửa so với mẫu thương mại).
    • Ở tốc độ dòng 1,0 µL/phút: Tín hiệu của đầu dò in 3D tăng từ 1.387 lên 3.716 đơn vị, so với 2.400 đến 8.600 đơn vị của đầu dò thương mại.
    • Ở tốc độ dòng 1,5 µL/phút và 2,0 µL/phút: Cường độ huỳnh quang giảm rõ rệt theo sự tăng của tốc độ dòng (ở 2,0 µL/phút, tín hiệu đầu dò 3D dao động từ 900 đến 2.500 đơn vị so với 1.400 đến 5.000 đơn vị của mẫu thương mại).

  2. Độ thu hồi tương đối (Relative Recovery - RR):

    • Độ thu hồi tương đối của cả hai thiết bị đều giảm dần khi tốc độ dòng truyền dịch ($Q_d$) tăng lên, hoàn toàn phù hợp với lý thuyết truyền khối vi thẩm tách.
    • Hiệu suất thu hồi thực tế của đầu dò in 3D đạt khoảng 50% so với hiệu suất của đầu dò thương mại đối chứng (thấp hơn mục tiêu kỳ vọng ban đầu là 70% - 80%).

Bảng tổng hợp so sánh độ thu hồi tương đối (RR) theo tốc độ dòng:

Tốc độ dòng truyền dịch ($Q_d$) Độ thu hồi tương đối (RR) của đầu dò thương mại CMA 20 Elite Độ thu hồi tương đối (RR) của đầu dò vi thẩm tách in 3D Tỷ lệ hiệu suất tương đối (3D / Thương mại)
0,5 µL/phút ~42,0% (42,5%) ~20,0% ~47,6%
1,0 µL/phút ~34,0% ~15,5% ~45,6%
1,5 µL/phút ~28,0% ~13,0% ~46,4%
2,0 µL/phút ~21,0% ~11,0% ~52,4%

Đóng góp khoa học và thực tiễn của đề tài

  • Đóng góp phương pháp: Đã thiết kế và chế tạo thành công một mẫu đầu dò vi thẩm tách hoạt động được bằng công nghệ in 3D DLP giá rẻ kết hợp màng polyarylethersulfone 20 kDa, thiết lập quy trình kiểm thử hoàn chỉnh bằng phương pháp đo huỳnh quang enzyme microplate.
  • Giá trị thực nghiệm: Cung cấp dữ liệu định lượng thực tế chứng minh nguyên lý thẩm tách qua màng in 3D tuân thủ đúng quy luật truyền khối lý thuyết (RR giảm khi tốc độ dòng tăng), khẳng định tiềm năng ứng dụng công nghệ in 3D trong chế tạo dụng cụ phân tích vi lưu và môi trường.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế kỹ thuật được ghi nhận trong nghiên cứu

  1. Độ chính xác kích thước in: Bề mặt bên trong của trục đầu dò in 3D chưa đạt độ nhẵn mịn lý tưởng, kích thước in thực tế đôi khi nhỏ hơn thông số thiết kế CAD, gây khó khăn cho việc đưa màng lọc và ống kim bên trong (inner cannula) vào đúng vị trí.
  2. Sự không đồng nhất về vật liệu và phụ kiện ghép nối: Do điều kiện phòng thí nghiệm, đường kính ngoài của trục đầu dò in 3D phải nới rộng lên 1,20 mm (thay vì 0,77 mm) và đường kính trong lên 0,85 mm để tăng độ bền cơ học và thuận tiện gắn màng. Ống dẫn vào sử dụng loại ống PEEK (NAT 0.20x5') không hoàn toàn đồng nhất với cấu hình chuẩn của đầu dò thương mại, làm ảnh hưởng đến động học dòng chảy và phân đoạn chiết.
  3. Hiệu suất chưa đạt kỳ vọng: Độ thu hồi tương đối mới chỉ đạt khoảng một nửa so với thiết bị thương mại chuẩn (tối đa 20% so với 42,5% ở 0,5 µL/phút), chưa đạt mức kỳ vọng ban đầu (70% - 80%).

Hướng nghiên cứu và phát triển tiếp theo

  • Hiệu chuẩn lại các thông số in 3D và cải thiện độ phân giải để tạo ra bề mặt lòng ống nhẵn mịn, chuẩn hóa kích thước đường kính trong và đường kính ngoài tương đương đầu dò thương mại.
  • Đồng bộ hóa vật liệu và kích thước ống dẫn vào/ra nhằm tối ưu hóa phân đoạn chiết.
  • Mở rộng phạm vi thử nghiệm từ mô hình glucose in-vitro sang các nghiên cứu phức tạp hơn: thử nghiệm in-vivo, tách lọc ion kim loại nặng hoặc hạt nano trong các mẫu nền môi trường (nước thải, đất và mô thực vật).

Giá trị tham khảo

Tài liệu khóa luận có giá trị tham khảo thiết thực cho nhiều nhóm đối tượng học thuật và kỹ thuật:

  • Sinh viên và học viên ngành Khoa học Môi trường, Kỹ thuật Y sinh, Hóa học Phân tích: Cung cấp tài liệu tham khảo chi tiết về nguyên lý hoạt động, mô hình toán học truyền khối và tổng quan các ứng dụng của kỹ thuật vi thẩm tách trong quan trắc môi trường và y sinh.
  • Người nghiên cứu về phần cứng nghiên cứu mở (Open-source Lab Hardware) và Công nghệ In 3D: Cung cấp quy trình thiết kế CAD trên SolidWorks, cách lựa chọn thông số máy in DLP/SLA để chế tạo các chi tiết vi cơ điện tử/vi lưu (microfluidics), cùng phương pháp xử lý các lỗi sai số kích thước khi gia công chi tiết micro.
  • Nghiên cứu viên phân tích sinh hóa: Cung cấp giao thức chi tiết về phép thử huỳnh quang Amplex UltraRed / HRP / Glucose Oxidase trên máy đọc vi đĩa 96 giếng để định lượng glucose ở nồng độ vi lượng.

Câu hỏi thường gặp

1. Mục tiêu cốt lõi của đề tài này là gì?

Khóa luận tập trung kiểm chứng tính khả thi của việc sử dụng công nghệ in 3D (máy in MiiCraft) để chế tạo đầu dò vi thẩm tách thay thế thiết bị thương mại đắt tiền, thông qua việc đo lường và so sánh độ thu hồi tương đối (Relative Recovery - RR) trong phép định lượng nồng độ glucose in-vitro.

2. Đầu dò in 3D được thiết kế dựa trên mẫu thương mại nào và có kích thước thay đổi ra sao?

Đầu dò in 3D mô phỏng theo mẫu CMA 20 Elite Microdialysis Probe. Tuy nhiên, đường kính ngoài của trục đầu dò in 3D được tăng lên 1,20 mm (so với 0,77 mm của mẫu CMA 20 Elite) và đường kính trong tăng lên 0,85 mm nhằm bù đắp độ bền cơ học cho nhựa in 3D và khắc phục tình trạng lòng ống thô nhám khi luồn màng lọc polyarylethersulfone (dài 4 mm, đường kính ngoài 0,5 mm, MWCO 20 kDa).

3. Kết quả độ thu hồi tương đối (RR) của đầu dò in 3D so với đầu dò thương mại đạt được như thế nào?

Đầu dò in 3D đạt hiệu suất thu hồi tương đối tương đương khoảng 50% so với đầu dò thương mại ở tất cả các tốc độ dòng thử nghiệm. Cụ thể: ở tốc độ 0,5 µL/phút đạt ~20% (so với 42,5% của mẫu thương mại); ở 1,0 µL/phút đạt ~15,5% (so với 34%); ở 1,5 µL/phút đạt ~13% (so với 28%); và ở 2,0 µL/phút đạt ~11% (so với 21%).

4. Những nguyên nhân chính nào khiến hiệu suất của đầu dò in 3D chưa đạt mức kỳ vọng 70% - 80%?

Các nguyên nhân chính gồm: độ chính xác in ấn chưa hoàn hảo làm lòng trục gồ ghề, kích thước lòng ống thực tế có đoạn bị hẹp hơn bản vẽ thiết kế dẫn đến việc lắp màng và ống kim chưa thật khít; sự không đồng nhất về vật liệu và kích thước của ống dẫn PEEK nối ở đầu vào/ra làm thay đổi động lực học dòng chảy và giảm phân đoạn chiết qua màng.

5. Phương pháp phân tích nào đã được sử dụng để định lượng nồng độ glucose thẩm tách?

Tác giả sử dụng phương pháp đo huỳnh quang trên máy đọc vi đĩa Infinite® 200 PRO – TECAN (đĩa 96 giếng). Phép đo dựa trên phản ứng giữa glucose với enzyme Glucose Oxidase tạo ra $H_2O_2$; sau đó $H_2O_2$ phản ứng với thuốc nhuộm Amplex® UltraRed dưới xúc tác enzyme HRP theo tỷ lệ 1:1 tạo sản phẩm huỳnh quang đỏ, được kích thích ở bước sóng 535 nm và đo phát xạ ở bước sóng 590 nm.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Dương Văn Huy đã chế tạo thành công mẫu đầu dò vi thẩm tách bằng công nghệ in 3D quang hóa DLP và kiểm chứng hiệu năng thu nhận glucose in-vitro đối chứng với thiết bị chuẩn thương mại CMA 20 Elite. Dù độ thu hồi tương đối thực tế đạt khoảng 50% so với thiết bị thương mại (chưa đạt mốc kỳ vọng 70% - 80% do những giới hạn về độ chính xác in ấn vi mô và vật liệu ghép nối), nghiên cứu đã chứng minh rõ ràng quy luật truyền khối qua màng và tính khả thi của việc tự chế tạo thiết bị phân tích vi lưu giá rẻ. Kết quả thực nghiệm này đặt nền móng quan trọng cho các cải tiến thiết kế và mở ra tiềm năng ứng dụng thiết bị vi thẩm tách in 3D trong quan trắc môi trường cũng như nghiên cứu y sinh học tương lai.