Thiết kế một biosensor enzymatic để phát hiện dư organophosphate trong rau quả. a. Chọn enzyme thích hợp (acetylcholinesterase) và mô tả nguyên lý phát hiện (inhibition assay). b. Trình bày cấu trúc cả...

Để thiết kế một biosensor enzymatic nhằm phát hiện dư lượng organophosphate trong rau quả, ta thực hiện theo các bước như sau: ### a. Chọn enzyme thích hợp và mô tả nguyên lý phát hiện **Enzyme chọn lựa: Acetylcholinesterase (AChE)** Acetylcholinesterase là enzyme có vai trò phân hủy acetylcholine trong hệ thần kinh. Organophosphate, với tính chất ức chế enzyme này, có thể được phát hiện qua sự giảm hoạt tính của AChE. **Nguyên lý phát hiện (Inhibition assay):** Khi AChE bị ức chế bởi organophosphate, sự phân hủy acetylcholine sẽ bị giảm, dẫn đến sự tích tụ của acetylcholine. Sự tích tụ này có thể được đo bằng cách sử dụng một phương pháp điện hóa hoặc quang học. Nếu acetylcholine không được phân hủy hoàn toàn, nó sẽ tạo ra sản phẩm có thể được phát hiện. ### b. Trình bày cấu trúc cảm biến **Cấu trúc cảm biến:** - **Transducer:** Sử dụng cảm biến điện hóa, có thể là cảm biến carbon dạng nano hoặc cảm biến màng mỏng. - **Nguyên tắc hoạt động:** Khi acetylcholine bị phân hủy, một dòng điện được tạo ra tỷ lệ thuận với nồng độ acetylcholine. Khi có organophosphate, dòng điện này sẽ giảm xuống. **Cách hiệu chuẩn:** - Chuẩn bị các dung dịch tiêu chuẩn với nồng độ organophosphate khác nhau. - Ghi nhận dòng điện tương ứng cho từng nồng độ để xây dựng đường chuẩn. **Giới hạn phát hiện mong đợi:** - Giới hạn phát hiện có thể đạt được từ vài ppb (phần triệu) đến vài ppt (phần tỷ), tùy thuộc vào độ nhạy của transducer và phương pháp hiệu chuẩn. ### c. Nêu bước xử lý mẫu thực tế và cách hạn chế nhiễu ma trận **Bước xử lý mẫu thực tế:** 1. **Lấy mẫu:** Chọn rau quả cần kiểm tra, rửa sạch để loại bỏ bụi bẩn. 2. **Chiết xuất:** Cắt nhỏ mẫu rau quả và chiết xuất với dung môi phù hợp (thường là methanol hoặc acetone) để hòa tan các hợp chất. 3. **Lọc mẫu:** Lọc dung dịch chiết xuất để loại bỏ các hạt rắn và cặn bã. 4. **Pha loãng:** Pha loãng mẫu chiết xuất để đạt được nồng độ trong giới hạn phát hiện của cảm biến. **Cách hạn chế nhiễu ma trận:** - Sử dụng các phương pháp tách chiết hiệu quả để loại bỏ các chất có khả năng ức chế hoặc gây nhiễu cho hoạt tính của AChE. - Sử dụng các chất chống nhiễu hoặc thêm các enzyme bổ sung để điều chỉnh nồng độ. - Tiến hành hiệu chuẩn với các mẫu thực tế để xây dựng đường chuẩn chính xác hơn trong điều kiện thực tế. Với các bước này, biosensor enzymatic sẽ giúp phát hiện hiệu quả dư lượng organophosphate trong rau quả, đảm bảo an toàn thực phẩm cho người tiêu dùng.