Nghiên cứu phát triển cảm biến điện dung vi lỏng phát hiện tế bào sống A549

Abstract

Ung thư đã và đang được xem là căn bệnh của xã hội thời hiện đại. Trong quá trình sinh bệnh, các tế bào ung thư tách ra khỏi khối u ban đầu và đi vào máu, trở thành các tế bào ung thư tuần hoàn (CTCs) và có thể được coi như giai đoạn đầu của quá trình di căn. Khi các CTCs di chuyển khắp cơ thể và bám rễ chỗ nào thì nó có thể tạo nên khối u chỗ đó và trở thành mối đe dọa mới. Việc phát hiện sớm bệnh càng sớm càng tốt bởi các bác sĩ sẽ có phương pháp điều trị thích hợp và hiệu. Công nghệ phát hiện/xác định các đối tượng sinh học, thường có kích thước nhỏ (từ vài trăm nanomet-kích thước của virut đến khoảng 20 micromet-kích thước của tế bào ung thư), sử dụng lượng mẫu bệnh phẩm ít, hiện vẫn còn gặp nhiều thách thức, độ chính xác chưa cao hoặc quá cồng kềnh, vẫn cần đầu tư nghiên cứu cải tiến. Việc phát triển các chip vi lỏng dựa trên công nghệ vi chế tạo, có khả năng phát hiện tế bào sống một cách chính xác, nhỏ gọn và tự động hóa cao đóng vai trò quan trọng, là tiền đề để phát triển các hệ thống chuẩn đoán sớm bệnh. Luận văn này thực hiện việc nghiên cứu, thiết kế, mô phỏng hệ thống cảm biến vi lưu phát hiện tế bào sống A549 phục vụ cho mục đích tầm soát bệnh. Một cấu trúc tập trung tế bào sống tích hợp cảm biến điện dung phát hiện tế bào đã được thiết kế dựa trên công nghệ vi cơ lỏng và vật liệu tương thích sinh học. Hệ thống được mô phỏng xác nhận hoạt động sử dụng phương pháp phân tích các phần tử hữu hạn (FEM) dùng COMSOL Multiphysics. Quy trình chế tạo cảm biến điện dung vi lỏng pháp hiện tế bào sống A549 đã được nghiên cứu xây dựng dựa trên công nghệ vi chế tạo. Hệ thống đo đạc thử nghiệm hệ thống kênh dẫn vi lỏng tích hợp cảm biến điện dung cũng đã được xây dựng phục vụ cho thực nghiệm phát hiện tế bào sống A549. Kết quả từ nghiên cứu này là tiền đề quan trọng trong việc phát triên hệ thống kênh vi lỏng phát hiện tế bào sống A549 phục vụ cho xét nghiệm tầm soát bệnh.