Nghiên cứu tổng hợp vật liệu CeO2 có cấu trúc nano nhằm ứng dụng trong cảm biến ADN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 
NGUYỄN THỊ NGUYỆT 
NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU CeO2 CÓ CẤU TRÚC NANO 
NHẰM ỨNG DỤNG TRONG CẢM BIẾN ADN 
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU 
Hà Nội - 2020 
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 
NGUYỄN THỊ NGUYỆT 
NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU CeO2 CÓ CẤU TRÚC NANO 
NHẰM ỨNG DỤNG TRONG CẢM BIẾN ADN 
Ngành: Khoa học vật liệu 
Mã số: 9440122 
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU 
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 
1. PGS.TS. PHƯƠNG ĐÌNH TÂM 
2. GS.TS. TRẦN TRUNG 
Hà Nội - 2020 
i 
LỜI CẢM ƠN 
Trải qua 3 năm học tập và nghiên cứu hết mình, tác giả đã hoàn thành luận 
án Tiến sĩ Khoa học Vật liệu tại Viện AIST, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. Để 
có thể hoàn thành luận án này, tác giả đã nhận được sự hướng dẫn tận tâm, động 
viên và chỉ bảo hết lòng của hai thầy hướng dẫn đó là PGS. TS Phương Đình Tâm 
và GS. TS Trần Trung. Qua đây, tác giả xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới hai 
thầy đặc biệt là PGS. TS Phương Đình Tâm – người đã luôn bên cạnh, sát sao, chỉ 
bảo, góp ý từng bước thực hiện luận án của tác giả. 
Bên cạnh đó, tác giả cũng đã nhận được sự tư vấn, giúp đỡ, động viên vô 
cùng to lớn của các thầy PGS. TS Phạm Hùng Vượng, TS. Nguyễn Đức Dũng và cô 
PGS. TS Đặng Thị Thanh Lê cùng toàn thể các thầy cô, các bạn nghiên cứu sinh và 
học viên cao học đã và đang theo học tại Viện AIST và các anh chị em, bạn bè đồng 
nghiệp. Tác giả cũng xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc tới toàn thể thầy cô và các 
anh chị em và các bạn! 
Trong thời gian theo học tại Viện AIST, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, 
tác giả cũng đã nhận được sự tận tình giúp đỡ của tập thể các lãnh đạo Viện AIST, 
các phòng ban chức năng trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. Tác giả xin trân trọng 
cảm ơn tất cả các sự giúp đỡ này! 
Ngoài ra, tác giả cũng xin được tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới đại gia đình nội 
ngoại hai bên, cảm ơn chồng và các con của tác giả đã luôn đồng hành, tiếp sức cho 
tác giả trong suốt thời gian thực hiện luận án! 
 Tác giả 
Nguyễn Thị Nguyệt 
ii 
LỜI CAM ĐOAN 
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các kết quả nêu 
trong luận án là trung thực và chưa từng được tác giả khác công bố. 
Hà Nội, ngày tháng năm 2020 
 TM. Tập thể hướng dẫn 
PGS.TS Phương Đình Tâm 
Tác giả 
Nguyễn Thị Nguyệt 
iii 
MỤC LỤC 
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ i 
LỜI CAM ĐOAN ..................................................................................................... ii 
MỤC LỤC ................................................................................................................ iii 
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ............................................ vi 
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................ ix 
DANH MỤC HÌNH .................................................................................................. x 
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1 
Chương 1: CẢM BIẾN ADN ĐIỆN HÓA .............................................................. 6 
1.1 Giới thiệu về chuỗi ADN .................................................................................. 7 
1.2 Cơ sở lý thuyết về các phương pháp điện hóa sử dụng trong nghiên cứu cảm 
biến ADN ................................................................................................................ 9 
1.2.1 Phương pháp quét thế vòng ........................................................................ 9 
1.2.2 Phương pháp quét thế xung vi phân (DPV) .............................................. 11 
1.2.3 Phương pháp quét thế sóng vuông (SWV) ............................................... 12 
1.2.4 Phương pháp phổ tổng trở EIS ................................................................. 13 
1.3 Các phương pháp cố định chuỗi ssADN ......................................................... 15 
1.3.1 Hấp phụ vật lý ........................................................................................... 15 
1.3.2 Cố định bằng liên kết cộng hóa trị ............................................................ 16 
1.3.3 Cố định thông qua tương tác Avidin/Streptavidin -Biotin ....................... 18 
1.3.4. Cố định bằng phương pháp điện hóa ....................................................... 19 
1.4 Phương pháp phát hiện sự lai hóa ADN ......................................................... 21 
1.4.1 Phương pháp đánh dấu ............................................................................. 21 
1.4.2 Phương pháp không đánh dấu .................................................................. 25 
1.5 Ứng dụng của cảm biến sinh học .................................................................... 29 
Kết luận chương 1 ................................................................................................. 29 
Chương 2: NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU THANH NANO CeO2 & 
NANO COMPOSIT CeO2@Ppy ........................................................................... 31 
2.1 Đặt vấn đề ....................................................................................................... 31 
2. 2 Thực nghiệm .................................................................................................. 34 
2.2.1 Hóa chất, thiết bị ....................................................................................... 34 
2.2.2 Tổng hợp vật liệu thanh nano CeO2.......................................................... 34 
iv 
2.2.3 Tổng hợp vật liệu nano composit CeO2@Ppy .......................................... 36 
2.3 Kết quả và thảo luận ........................................................................................ 37 
2.3.1 Kết quả tổng hợp vật liệu thanh nano CeO2 ............................................. 37 
2.3.2 Kết quả tổng hợp vật liệu nano composit CeO2@Ppy .............................. 47 
Kết luận chương 2 ................................................................................................. 54 
Chương 3: PHÁT TRIỂN CẢM BIẾN ADN TRÊN CƠ SỞ CÁC THANH 
NANO CeO2 ............................................................................................................ 56 
3.1. Đặt vấn đề ..................................................................................................... 56 
3. 2 Thực nghiệm .................................................................................................. 59 
3.2.1 Hóa chất .................................................................................................... 59 
3.2.2 Cố định ssADN ......................................................................................... 59 
3.2.3 Các phép đo điện hóa ................................................................................ 62 
3.3 Kết quả và thảo luận ........................................................................................ 62 
3.3.1 Kết quả cố định chuỗi ssADN .................................................................. 62 
3.3.2 Đặc trưng của cảm biến ADN .................................................................. 66 
3.3.3 Tối ưu hóa các điều kiện thực nghiệm ...................................................... 69 
3.3.4 Độ lặp lại, độ ổn định, tính chọn lọc và khả năng tái sử dụng ................. 73 
Kết luận chương 3 ................................................................................................. 75 
Chương 4: CẢM BIẾN SINH HỌC ADN TRÊN CƠ SỞ VẬT LIỆU NANO 
COMPOSIT CeO2@Ppy ........................................................................................ 76 
4.1 Đặt vấn đề ....................................................................................................... 76 
4.2 Thí nghiệm ...................................................................................................... 78 
4.2.1 Hóa chất .................................................................................................... 78 
4.2.2 Cố định các chuỗi ssADN dò lên bề mặt điện cực ................................... 79 
4.2.3 Phân tích điện hóa ..................................................................................... 79 
4.3 Kết quả và thảo luận ........................................................................................ 79 
4.3.1 Kết quả cố định ssADN ............................................................................ 79 
4.3.2 Đặc trưng điện hóa của cảm biến sinh học ADN ..................................... 81 
4.3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số đến tín hiệu ra của cảm biến
 ........................................................................................................................... 84 
4.3.4 Độ chọn lọc, độ lặp lại và độ ổn định của cảm biến sinh học ADN ......... 86 
v 
4.3.5 Xác định vi khuẩn Salmonella bằng phương pháp PCR và so sánh với số 
liệu phát hiện của cảm biến ADN ...................................................................... 88 
Kết luận chương 4 ................................................................................................. 89 
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 90 
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN ............... 91 
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 92 
vi 
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 
TT 
Ký hiệu, 
chữ viết tắt 
Tên Tiếng Anh Tên Tiếng Việt 
1 ADN Acid deoxyribonucleic A xít deoxyribonucleic 
2 APTES 3-Aminopropyl-triethoxy-
silane 
3-Aminopropyl-triethoxy-
silan 
3 ASV Adsortive Stripping 
Voltammetry 
Vôn-ampe hòa tan hấp phụ 
4 BSA Bovine Serum Albumin Bovine Serum Albumin 
5 CE Counter electrode Điện cực đối 
6 CPs Conducting Polyme(s) (Các) Polyme dẫn điện 
7 CTAB Cetyltrimethyl ammonium 
bromide 
cetyltrimetyl amoni bromit 
8 CV Cyclic Voltammetry Vôn - ampe vòng 
9 DAO Diamin Oxidase Enzym DAO 
10 DIG Digoxigenin Digoxigenin 
11 DPV Differential Pulse 
Voltammetry 
Quét thế xung vi sai 
12 dsADN Double strand ADN Chuỗi ADN kép 
13 EDC 1-Ethyl-3-3-Dimethyl-
aminopropyl Carbodiimide 
1-Etyl-3-3-Dimetyl-
aminopropyl Cacbodiimit 
14 EDS Energy dispersive X-ray 
spectroscopy 
Phổ tán sắc năng lượng tia 
X 
15 EDTA Ethylene Diamine Tetracetic 
Acid 
Etylen Diamin Tetracetic A 
xít 
16 EIS Electrochemical Impedance 
Spectrocopy 
Phổ tổng trở điện hóa 
17 ELISA Enzym-linked 
Immunosorbent assay 
Xét nghiệm miễn dịch liên 
kết với enzym 
18 FESEM Field Emission Scaning Hiển vi điện tử quét phát 
vii 
Electron Microscopy xạ trường 
19 FTIR Fourier Transform Infrared 
Spectrocopy 
Phổ hồng ngoại biến đổi 
Fourier 
20 hCG Human Chorionic 
Gonadotropin 
hooc môn gonadotropin 
21 HRP Horseradish peroxide Horseradish Perô xít 
22 IEP Isoelectric Point Điểm đẳng điện 
23 ISFET Ion-Sensitive Field-Effect 
Transistor 
Trasistor hiệu ứng trường 
nhạy ion 
24 ITO Indium Tin Oxide Ô xít thiếc indi 
25 LOD Limit of Detection Giới hạn phát hiện 
26 LOQ Limit of Quantification Giới hạn định lượng 
27 MIA 1-Methylimidazole 1-Metyl imidazol 
28 NRs Nanorods Các thanh nano 
29 PABA Acid Para-Aminobenzoic A xít 4-Aminobenzoic 
30 PANAM Poly Amidoamine Poly amidoamin 
31 PANi Polyaniline Polyanilin 
32 PBS Phosphat Buffer Saline Đệm phốt phát 
33 PCR Polymerase Chain Reaction Phản ứng chuỗi Polyme 
34 Ppy Polypyrrole Poly pyrol 
35 Py Pyrrole Pyrol 
36 RE Reference electrode Điện cực so sánh 
37 SCE Saturated Calomel Electrode Điện cực Calomen bão hòa 
38 SMOs Solid Metal Oxides ô xít kim loại bán dẫn 
39 ssADN Single strand ADN Chuỗi ADN đơn 
40 SWV Square Wave Voltammetry Quét thế sóng vuông 
41 TEM Transmission electron 
microscopy 
Hiển vi điện tử truyền qua 
42 TGA Thermogravimetric Analysis Phân tích nhiệt 
43 TMC N-trimetyl chitosan N-trimetyl chitosan 
viii 
44 WE Working electrode Điện cực làm việc 
45 XRD X-ray Diffraction Nhiễu xạ tia X 
ix 
DANH MỤC BẢNG 
Bảng 2. 1: Các hóa chất, thiết bị được dùng trong nghiên cứu ............................... 34 
Bảng 3.1: Các chuỗi nucleotit tổng hợp được dùng trong nghiên cứu .................... 59 
Bảng 3.2: Bảng tổng hợp các đỉnh hấp thụ phổ FTIR của CeO2; ssADN và ssADN 
cố định trên các thanh CeO2 ..................................................................................... 64 
Bảng 3.3: Giá trị mô phỏng của tất cả các thành phần trong mạch tương đương 
Randles ..................................................................................................................... 68 
Bảng 3.4: So sánh các thông số phân tích của các cảm biến ADN Salmonella khác 
nhau .......................................................................................................................... 69 
Bảng 4. 1: Thông tin các chuỗi ADN ...................................................................... 78 
Bảng 4.2: Các thông số phân tích của các cảm biến sinh học để phát hiện 
Salmonella ................................................................................................................ 84 
x 
DANH MỤC HÌNH 
Hình 1.1: Hình ảnh mô phỏng phân tử ADN với 2 chuỗi xoắn kép .......................... 7 
Hình 1.2: Cấu tạo chuỗi polynucleotit và các nucleo bazo ....................................... 8 
Hình 1.3: Đồ thị quét thế vòng .................................................................................. 9 
Hình 1.4: Đồ thị CV cảm biến ADN trước và sau khi lai hóa các chuỗi ssADN ... 11 
Hình 1.5: Dạng thế quét và đồ thị dòng-thế phương pháp quét thế xung vi phân .. 12 
Hình 1.6: Dạng thế quét và đồ thị dòng-thế phương pháp quét thế xung vuông .... 12 
Hình 1.7: Mạch tương đương của bình điện phân ................................................... 13 
Hình 1.8: Tổng trở quá trình Faraday Zf.................................................................. 13 
Hình 1.9: Giản đồ Nyquist phổ tống trở điện hóa EIS ............................................ 14 
Hình 1.10: Các kỹ thuật cố định ssADN dò quan trọng lên điện cực ...................... 15 
Hình 1. 11: Sơ đồ chế tạo cảm biến ADN sử dụng hạt PANAM-Au ...................... 17 
Hình 1.12: Sơ đồ cố định và lai hóa ADN lên bề mặt điện cực Au ........................ 18 
Hình 1.13: Sơ đồ cố định ssADN dò thông qua tương tác streptavidin – biotin ..... 19 
Hình 1.14: Sơ đồ các kiểu liên kết của chất chỉ thị oxy hóa khử tới bề mặt ADN . 22 
Hình 1.15: Sơ đồ cảm biến điện hóa ADN dựa trên nhãn enzyme theo Gang Liu . 23 
Hình 1.16: Sơ đồ cảm biến ADN dựa trên nhãn hạt nano Fe3O4/TMC/Au ............ 25 
Hình 1.17: Sơ đồ sự phát hiện điện hóa ADN không đánh dấu theo R. Nurmalasari
 .......................... ...  future development", Parasitology, 
Vol.147, pp. 383–392. 
[87] N. Oliveira, E. Souza, D. Ferreira, D. Zanforlin, W. Bezerra, M.A. Borba, M. 
Arruda, K. Lopes, G. Nascimento, D. Martins, M. Cordeiro, J. Lima-Filho 
(2015), "A sensitive and selective label-free electrochemical DNA biosensor 
for the detection of specific dengue virus serotype 3 sequences", Sensors 
(Switzerland), Vol.15, pp. 15562–15577. 
[88] R. Singh, G. Sumana, R. Verma, S. Sood, M.K. Pandey, R.K. Gupta, B.D. 
Malhotra (2010), "DNA biosensor for detection of Neisseria gonorrhoeae 
causing sexually transmitted disease", Journal of Biotechnology, Vol.150, pp. 
357–365. 
[89] D. Yin, F. Zhao, L. Zhang, X. Zhang, Y. Liu, T. Zhang, C. Wu, D. Chen, Z. 
Chen (2016), "Greatly enhanced photocatalytic activity of semiconductor 
CeO2 by integrating with upconversion nanocrystals and graphene", RSC 
Advances, Vol.6, pp. 103795–103802. 
[90] R.L. Patel, S.A. Palaparty, X. Liang (2017), "Ultrathin Conductive CeO2 
Coating for Significant Improvement in Electrochemical Performance of 
LiMn1.5Ni0.5O4 Cathode Materials", Journal of The Electrochemical Society, 
Vol.164, pp. A6236–A6243. 
[91] E. Muccillo, R. Rocha, S. Tadokoro, J. Rey, R. Muccillo, M. Steil (2004), 
"Electrical Conductivity of CeO2 Prepared from Nanosized Powders", Journal 
of Electroceramics, Vol.13, pp. 609–612. 
[92] N.N. Dao, M.D. Luu, Q.K. Nguyen, B.S. Kim (2011), "UV absorption by 
cerium oxide nanoparticles/epoxy composite thin films", Advances in Natural 
Sciences: Nanoscience and Nanotechnology, Vol.2, pp. 045013. 
[93] E. Laubender, N.B. Tanvir, O. Yurchenko, G. Urban (2015), "Nanocrystalline 
CeO2 as room temperature sensing material for CO2 in low power work 
function sensors", Procedia Engineering, Vol.120, pp. 1058–1062. 
100 
[94] P. Tamizhdurai, S. Sakthinathan, S. Chen, K. Shanthi, S. Sivasanker, P. 
Sangeetha (2017), "Environmentally friendly synthesis of CeO2 nanoparticles 
for the catalytic oxidation of benzyl alcohol to benzaldehyde and selective 
detection of nitrite", Nature Publishing Group, pp. 1–13. 
[95] P. Guan, Y. Li, J. Zhang, W. Li (2016), "Non-Enzymatic Glucose Biosensor 
Based on CuO-Decorated CeO2 Nanoparticles", Nanomaterials, Vol.6, pp. 
159. 
[96] X. Yang, X. Yu, G. Li (2016), "The effects of Nd doping on the morphology 
and optical properties of CeO2 nanorods", Journal of Materials Science: 
Materials in Electronics, Vol.27, pp. 9704–9709. 
[97] D. Zhang, H. Fu, L. Shi, C. Pan, Q. Li, Y. Chu, W. Yu (2007), "Synthesis of 
CeO2 nanorods via ultrasonication assisted by polyethylene glycol", 
Inorganic Chemistry, Vol.46, pp. 2446–2451. 
[98] T.N. Ravishankar, T. Ramakrishnappa, G. Nagaraju, H. Rajanaika (2015), 
"Synthesis and Characterization of CeO2 Nanoparticles via Solution 
Combustion Method for Photocatalytic and Antibacterial Activity Studies", 
ChemistryOpen, Vol.4, pp. 146–154. 
[99] Y.H. Liu, J.C. Zuo, X.F. Ren, L. Yong (2014), "Synthesis and character of 
cerium oxide (CeO2) nanoparticles by the precipitation method", Metalurgija, 
Vol.53, pp. 463–465. 
[100] A.I.Y. Tok, S.W. Du, F.Y.C. Boey, W.K. Chong (2007), "Hydrothermal 
synthesis and characterization of rare earth doped ceria nanoparticles", 
Materials Science and Engineering A, Vol.466, pp. 223–229. 
[101] V.D. Araujo, W. Avansi, H.B. De Carvalho, M.L. Moreira, E. Longo, C. 
Ribeiro, M.I.B. Bernardi (2012), " CeO2 nanoparticles synthesized by a 
microwave-assisted hydrothermal method: evolution from nanospheres to 
nanorods", CrystEngComm, Vol.14, pp. 1150. 
[102] N. Sabari Arul, D. Mangalaraj, T.W. Kim, P.C. Chen, N. Ponpandian, P. 
Meena, Y. Masuda (2013), "Synthesis of CeO2 nanorods with improved 
photocatalytic activity: Comparison between precipitation and hydrothermal 
process", Journal of Materials Science: Materials in Electronics, Vol.24, pp. 
1644–1650. 
[103] A.D. Liyanage, S.D. Perera, K. Tan, Y. Chabal, K.J. Balkus (2014), 
"Synthesis, Characterization, and Photocatalytic Activity of Y-Doped CeO2 
Nanorods", ACS Catalysis, Vol.4, pp. 577–584. 
[104] F.Y. Chuang, S.M. Yang (2008), "Cerium dioxide/polyaniline core-shell 
nanocomposites", Journal of Colloid and Interface Science, Vol.320, pp. 194–
201. 
[105] X. Wang, T. Wang, D. Liu, J. Guo, P. Liu (2016), "Synthesis and 
Electrochemical Performance of CeO2/PPy Nanocomposites: Interfacial 
101 
Effect", Industrial and Engineering Chemistry Research, Vol.55, pp. 866–874. 
[106] E. Kumar, P. Selvarajan, D. Muthuraj (2012), "Preparation and 
characterization of polyaniline/cerium dioxide (CeO2) nanocomposite via in 
situ polymerization", Journal of Materials Science, Vol.47, pp. 7148–7156. 
[107] H. Zhang, X. Zhong, J.J. Xu, H.Y. Chen (2008), "Fe3O4/Polypyrrole/Au 
nanocomposites with core/shell/shell structure: synthesis, characterization, 
and their electrochemical properties", Langmuir, Vol.24, pp. 13748–13752. 
[108] C. Sun, H. Li, H. Zhang, Z. Wang, L. Chen (2005), "Controlled synthesis of 
CeO2 nanorods by a solvothermal method", Nanotechnology, Vol.16, pp. 
1454–1463. 
[109] P.X. Huang, F. Wu, B.L. Zhu, X.P. Gao, H.Y. Zhu, T.Y. Yan, W.P. Huang, 
S.H. Wu, D.Y. Song (2005), " CeO2 nanorods and gold nanocrystals 
supported on CeO2 nanorods as catalyst", Journal of Physical Chemistry B, 
Vol.109, pp. 19169–19174. 
[110] L. Yan, R. Yu, J. Chen, X. Xing (2008), "Template-free hydrothermal 
synthesis of CeO2 nano-octahedrons and nanorods: Investigation of the 
morphology evolution", Crystal Growth and Design, Vol.8, pp. 1474–1477. 
[111] D. Brezoi (2010), "Polypyrrole film preparared by chemical oxidation of 
pyrrole in aqueous FeCl3 solution", Journal of Science and Arts, Vol.1, pp. 
53–58. 
[112] M. Srivastava, A.K. Das, P. Khanra, M.E. Uddin, N.H. Kim, J.H. Lee (2013), 
"Characterizations of in situ grown ceria nanoparticles on reduced graphene 
oxide as a catalyst for the electrooxidation of hydrazine", Journal of Materials 
Chemistry A, Vol.1, pp. 9792–9801. 
[113] J. Zhang, X.S. Zhao (2012), "Conducting polymers directly coated on 
reduced graphene oxide sheets as high-performance supercapacitor 
electrodes", Journal of Physical Chemistry C, Vol.116, pp. 5420–5426. 
[114] Z. Wei, L. Zhang, M. Yu, Y. Yang, M. Wan (2003), "Self-Assembling Sub-
Micrometer-Sized Tube Junctions and Dendrites of Conducting Polymers", 
Advanced Materials, Vol.15, pp. 1382–1385. 
[115] A. Choi, K. Kim, H. Il Jung, S.Y. Lee (2010), "ZnO nanowire biosensors for 
detection of biomolecular interactions in enhancement mode", Sensors and 
Actuators, B: Chemical, Vol.148, pp. 577–582. 
[116] S. Komathi, N. Muthuchamy, K.P. Lee, A.I. Gopalan (2016), "Fabrication of 
a novel dual mode cholesterol biosensor using titanium dioxide nanowire 
bridged 3D graphene nanostacks", Biosensors and Bioelectronics, Vol.84, pp. 
64–71. 
[117] Q.Q. Sun, M. Xu, S.J. Bao, C. Ming Li (2015), "PH-controllable synthesis of 
unique nanostructured tungsten oxide aerogel and its sensitive glucose 
biosensor", Nanotechnology, Vol.26, pp. 115602–115608. 
102 
[118] A. Roychoudhury, S. Basu, S.K. Jha (2016), "Dopamine biosensor based on 
surface functionalized nanostructured nickel oxide platform", Biosensors and 
Bioelectronics, Vol.84, pp. 72–81. 
[119] D. Patil, N.Q. Dung, H. Jung, S.Y. Ahn, D.M. Jang, D. Kim (2012), 
"Enzymatic glucose biosensor based on CeO2 nanorods synthesized by non-
isothermal precipitation", Biosensors and Bioelectronics, Vol.31, pp. 176–
181. 
[120] P.R. Solanki, C. Dhand, A. Kaushik, A.A. Ansari, K.N. Sood, B.D. Malhotra 
(2009), "Nanostructured cerium oxide film for triglyceride sensor", Sensors 
and Actuators, B: Chemical, Vol.141, pp. 551–556. 
[121] S. Saha, S.K. Arya, S.P. Singh, K. Sreenivas, B.D. Malhotra, V. Gupta 
(2009), "Nanoporous cerium oxide thin film for glucose biosensor", 
Biosensors and Bioelectronics, Vol.24, pp. 2040–2045. 
[122] D. Patil, N.Q. Dung, H. Jung, S.Y. Ahn, D.M. Jang, D. Kim (2012), 
"Enzymatic glucose biosensor based on CeO2 nanorods synthesized by non-
isothermal precipitation", Biosensors and Bioelectronics, Vol.31, pp. 176–
181. 
[123] N.F. Starodub, J.O. Ogorodnijchuk (2012), "Cerium oxide ISFET based 
immune biosensor for control of bacterial contamination", The 14th 
International Meeting on Chemical Sensors, pp. 880–883. 
[124] P.R. Solanki, M.A. Ali, A. Kaushik, B.D. Malhotra (2014), "Label-Free 
Capacitive Immunosensor Based on Nanostructured Cerium Oxide", 
Advanced Electrochemistry, Vol.1, pp. 92–97. 
[125] P.D. Tam, C.X. Thang (2016), "Label-free electrochemical immunosensor 
based on cerium oxide nanowires for Vibrio cholerae O1 detection", 
Materials Science and Engineering C, Vol.58, pp. 953–959. 
[126] W. Gao, X. Wei, X. Wang, G. Cui, Z. Liu, B. Tang (2016), "A competitive 
coordination-based CeO2 nanowire-DNA nanosensor: Fast and selective 
detection of hydrogen peroxide in living cells and in vivo", Chemical 
Communications, Vol.52, pp. 3643–3646. 
[127] S. Vivek, P. Arunkumar, K.S. Babu (2016), "In situ generated nickel on 
cerium oxide nanoparticle for efficient catalytic reduction of 4-nitrophenol", 
RSC Advances, Vol.6, pp. 45947–45956. 
[128] K.P.S.S. Hembram, G.M. Rao (2009), "Studies on CNTs/DNA composite", 
Materials Science and Engineering: C, Vol.29, pp. 1093–1097. 
[129] S. Nafisi, A.A. Saboury, N. Keramat, J.F. Neault, H.A. Tajmir-Riahi (2007), 
"Stability and structural features of DNA intercalation with ethidium 
bromide, acridine orange and methylene blue", Journal of Molecular 
Structure, Vol.827, pp. 35–43. 
[130] T. Das, S.K. Kutty, R. Tavallaie, A.I. Ibugo, J. Panchompoo, S. Sehar, L. 
103 
Aldous, A.W.S. Yeung, S.R. Thomas, N. Kumar, J.J. Gooding, M. Manefield 
(2015), "Phenazine virulence factor binding to extracellular DNA is 
important for Pseudomonas aeruginosa biofilm formation", Scientific 
Reports, Vol.5, pp. 8398–8406. 
[131] D.K. Jangir, S. Charak, R. Mehrotra, S. Kundu (2011), "FTIR and circular 
dichroism spectroscopic study of interaction of 5-fluorouracil with DNA", 
Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology, Vol.105, pp. 143–
148. 
[132] J.E.B. Randles (1947), "Kinetics of rapid electrode reactions", Faraday 
Discussions, Vol.1, pp. 11–19. 
[133] M. Díaz-Serrano, A. Rosado, J. del Pilar, M. Arias, A.R. Guadalupe (2011), 
"A Polymer-Based Electrochemical DNA Biosensor for Salmonella: 
Preparation, Characterization and Calibration", Electroanalysis, Vol.23, pp. 
1830–1841. 
[134] A. Ulianas, L.Y. Heng, S.A. Hanifah, T.L. Ling (2012), "An electrochemical 
DNA microbiosensor based on succinimide-modified acrylic microspheres", 
Sensors (Switzerland), Vol.12, pp. 5445–5460. 
[135] J. Pan (2007), "Voltammetric detection of DNA hybridization using a non-
competitive enzyme linked assay", Biochemical Engineering Journal, Vol.35, 
pp. 183–190. 
[136] J. Zhang, H.P. Lang, G. Yoshikawa, C. Gerber (2012), "Optimization of DNA 
hybridization efficiency by pH-driven nanomechanical bending", Langmuir, 
Vol.28, pp. 6494–6501. 
[137] P.D. Tam, N. Van Hieu, N.D. Chien, A.T. Le, M. Anh Tuan (2009), "DNA 
sensor development based on multi-wall carbon nanotubes for label-free 
influenza virus (type A) detection", Journal of Immunological Methods, 
Vol.350, pp. 118–124. 
[138] Y. Okahata, M. Kawase, K. Niikura, F. Ohtake, H. Furusawa, Y. Ebara 
(1998), "Kinetic Measurements of DNA Hybridization on an Oligonucleotide-
Immobilized 27-MHz Quartz Crystal Microbalance", Analytical Chemistry, 
Vol.70, pp. 1288–1291. 
[139] R. Meunier-Prest (2003), "Direct measurement of the melting temperature of 
supported DNA by electrochemical method", Nucleic Acids Research, Vol.31, 
pp. 150e – 150. 
[140] P.D. Tam, M.A. Tuan, N. Van Hieu, N.D. Chien (2009), "Impact parameters 
on hybridization process in detecting influenza virus (type A) using 
conductimetric-based DNA sensor", Physica E: Low-Dimensional Systems 
and Nanostructures, Vol.41, pp. 1567–1571. 
[141] S. Surzycki (2003), "Human Molecular Biology Laboratory", Wiley 
Blackwell, . 
104 
[142] A.W. Peterson (2001), "The effect of surface probe density on DNA 
hybridization", Nucleic Acids Research, Vol.29, pp. 5163–5168. 
[143] A. Karimi, A. Othman, S. Andreescu (2016), "Portable Enzyme-Paper 
Biosensors Based on Redox-Active CeO2 Nanoparticles", Methods in 
Enzymology, Vol.571, pp. 177–195. 
[144] Q. Wu, Y. Hou, M. Zhang, X. Hou, L. Xu, N. Wang, J. Wang, W. Huang 
(2016), "Amperometric cholesterol biosensor based on zinc oxide films on a 
silver nanowire–graphene oxide modified electrode", Analytical Methods, 
Vol.8, pp. 1806–1812. 
[145] V.N. Psychoyios, G.-P. Nikoleli, N. Tzamtzis, D.P. Nikolelis, N. Psaroudakis, 
B. Danielsson, M.Q. Israr, M. Willander (2013), "Potentiometric Cholesterol 
Biosensor Based on ZnO Nanowalls and Stabilized Polymerized Lipid Film", 
Electroanalysis, Vol.25, pp. 367–372. 
[146] D. Schaffhauser, M. Fine, M. Tabata, T. Goda, Y. Miyahara (2016), 
"Measurement of Rapid Amiloride-Dependent pH Changes at the Cell 
Surface Using a Proton-Sensitive Field-Effect Transistor", Biosensors, Vol.6, 
pp. 11–22. 
[147] A. Poghossian, T.S. Bronder, S. Scheja, C. Wu, T. Weinand, C. Metzger-
Boddien, M. Keusgen, M.J. Schöning (2016), "Label-free Electrostatic 
Detection of DNA Amplification by PCR Using Capacitive Field-effect 
Devices", Procedia Engineering, Vol.168, pp. 514–517. 
[148] M.B. Gumpu, N. Nesakumar, S. Sethuraman, U.M. Krishnan, J.B.B. 
Rayappan (2014), "Development of electrochemical biosensor with ceria-
PANI core-shell nano-interface for the detection of histamine", Sensors and 
Actuators B: Chemical, Vol.199, pp. 330–338. 
[149] F. Li, X. Han, S. Liu (2011), "Biosensors and Bioelectronics Development of 
an electrochemical DNA biosensor with a high sensitivity of fM by dendritic 
gold nanostructure modified electrode", Biosensors and Bioelectronics, 
Vol.26, pp. 2619–2625. 
[150] M.L. Del Giallo, D.O. Ariksoysal, G. Marrazza, M. Mascini, M. Ozsoz 
(2005), "Disposable electrochemical enzyme-amplified genosensor for 
Salmonella bacteria detection", Analytical Letters, Vol.38, pp. 2509–2523. 
[151] D. Berdat, A.C. Martin Rodríguez, F. Herrera, M.A.M. Gijs (2008), "Label-
free detection of DNA with interdigitated micro-electrodes in a fluidic cell", 
Lab on a Chip, Vol.8, pp. 302–308. 
[152] R. Luo, Y. Li, X. Lin, F. Dong, W. Zhang, L. Yan, W. Cheng, H. Ju, S. Ding 
(2014), "A colorimetric assay method for invA gene of Salmonella using 
DNAzyme probe self-assembled gold nanoparticles as single tag", Sensors 
and Actuators B: Chemical, Vol.198, pp. 87–93. 
[153] A. Vainrub, B.M. Pettitt (2002), "Coulomb blockage of hybridization in two-
105 
dimensional DNA arrays", Physical Review E - Statistical Physics, Plasmas, 
Fluids, and Related Interdisciplinary Topics, Vol.66, pp. 041905(1–4).