PGS.TS Trần Thị Luyến nhận Giấy chứng nhận đạt tiêu chuẩn chức danh Phó Giáo sư năm 2025

 Một điện cực rất nhỏ phủ graphene oxide và các hạt nickel có thể làm công việc vốn thường được giao cho một thành phần sinh học: nhận biết glucose và chuyển sự hiện diện của nó thành tín hiệu điện. Trong công trình đăng trên Synthetic Metals năm 2025, nhóm năm tác giả tại Việt Nam đã chế tạo cảm biến điện hóa theo hướng này mà không sử dụng enzyme trong quá trình oxy hóa glucose. PGS.TS Trần Thị Luyến, giảng viên Khoa Hóa học, Trường Hóa và Khoa học Sự sống, Đại học Bách khoa Hà Nội, là tác giả đứng đầu; phần phân công đóng góp của bài báo cũng ghi nhận bà ở các vai trò giám sát, quản lý dự án, nghiên cứu và phân tích.

Không dùng enzyme không phải là một cách nói để làm công nghệ nghe mới lạ hơn. Nó liên quan trực tiếp tới cách cảm biến tạo tín hiệu.

Để vật liệu điện cực trực tiếp nhận biết glucose

Nhiều cảm biến glucose sử dụng glucose oxidase, một enzyme xúc tác phản ứng với glucose. Đây là cơ chế đã được khai thác rộng rãi, nhưng enzyme là thành phần sinh học nên độ ổn định trong chế tạo, bảo quản và sử dụng là một trong những bài toán mà các hướng cảm biến khác tìm cách giải quyết. Phụ nữ Mới từng giới thiệu cảm biến sinh học trên giấy theo dõi bệnh tiểu đường qua mồ hôi, trong đó nhóm tại Đại học Binghamton sử dụng bào tử vi khuẩn thay cho hệ enzyme truyền thống.

Nhóm PGS.TS Trần Thị Luyến chọn một con đường khác. Trong công trình năm 2025, graphene oxide được đưa lên vi điện cực platinum, sau đó các hạt nickel được tổng hợp điện hóa trực tiếp trên bề mặt này. Ở môi trường kiềm, glucose được oxy hóa ngay trên điện cực mà không cần enzyme đứng giữa phản ứng.

Theo bài báo gốc, cảm biến đạt độ nhạy 1.091 µA mM⁻¹ cm⁻² và khoảng tuyến tính từ 0,05 đến 20 mM. Khi nhóm thử với dung dịch truyền glucose 5%, sai số được báo cáo là 0,27%; cảm biến cũng được thử với một mẫu nước tiểu của bệnh nhân tiểu đường. Đây là những kết quả đáng chú ý ở cấp độ thử nghiệm phân tích, nhưng chưa phải bằng chứng một thiết bị đã đủ điều kiện dùng để theo dõi đường huyết cho bệnh nhân.

Sự khác biệt này cần được giữ rất rõ. Một mẫu nước tiểu hay dung dịch truyền giúp kiểm tra cảm biến trong ma trận gần thực tế hơn dung dịch chuẩn đơn giản, nhưng không thay thế được các nghiên cứu trên số lượng người đủ lớn, không chứng minh độ chính xác chẩn đoán và cũng chưa biến cảm biến phòng thí nghiệm thành máy đo glucose thương mại.

PGS.TS Trần Thị Luyến, giảng viên Khoa Hóa học, Trường Hóa và Khoa học Sự sống, Đại học Bách khoa Hà Nội. Ảnh: SCLS/HUST.

Một hướng nghiên cứu đã đi qua nhiều thế hệ vật liệu

Công trình năm 2025 không xuất hiện từ một đề tài rời rạc. Hồ sơ học thuật của Đại học Bách khoa Hà Nội cho thấy PGS.TS Trần Thị Luyến đã làm việc tại trường từ năm 2007 và hoàn thành tiến sĩ năm 2017. Luận án của bà mang tên “Nghiên cứu phát triển cảm biến sinh học điện hóa trên cơ sở dây nano polypyrrole tích hợp hệ vi lưu”.

Trong luận án đó, bà phát triển dây nano polypyrrole trong vi bình phản ứng có thể tích 4,55 µl, nghiên cứu cách cố định kháng thể IgY lấy trực tiếp từ trứng gà lên cảm biến và tích hợp cảm biến điện hóa với hệ vi lưu nhằm thu nhỏ hệ đo, giảm lượng mẫu sử dụng. Những kết quả ấy cho thấy trọng tâm đã nằm ở bài toán kết nối vật liệu nano, bề mặt điện cực và hệ đo từ gần một thập kỷ trước.

Sau luận án, hướng này tiếp tục được mở rộng. Hồ sơ chính thức của Trường Hóa và Khoa học Sự sống ghi PGS.TS Trần Thị Luyến là chủ nhiệm đề tài Bộ Giáo dục và Đào tạo giai đoạn 2022–2024 về vật liệu tổ hợp nano trên nền graphene cho cảm biến sinh học và cảm biến điện hóa. Bà cũng chủ nhiệm đề tài cấp cơ sở từ tháng 12/2023 đến tháng 11/2025 về vật liệu nanocomposite nickel/đồng dùng trong cảm biến điện hóa phân tích glucose.

Chuỗi công việc vì thế không chỉ là thay một kim loại này bằng một kim loại khác. Với cảm biến điện hóa, bề mặt vật liệu quyết định rất nhiều đến tốc độ trao đổi electron, diện tích phản ứng, khả năng xúc tác và mức độ phân biệt glucose với những chất khác cùng có trong mẫu. Thay đổi cấu trúc nano cũng là thay đổi cách điện cực “giao tiếp” với mẫu cần đo.

Một công trình khác công bố trên Journal of The Electrochemical Society tháng 4/2025 cho thấy điều đó. PGS.TS Trần Thị Luyến tiếp tục đứng đầu danh sách bảy tác giả, trong khi TS Sái Công Doanh là tác giả liên hệ. Nhóm tạo các dây nano CuO dài khoảng 10 µm, đường kính khoảng 50 nm rồi trang trí bề mặt bằng các hạt nano vàng để chế tạo cảm biến glucose không dùng enzyme.

Cảm biến này có giới hạn phát hiện 0,24 mM, khoảng đo tuyến tính 0,6–8 mM và được báo cáo duy trì độ ổn định ít nhất năm tuần. Nhóm cũng đánh giá ảnh hưởng của axit ascorbic, lactose và axit uric, những chất có thể gây nhiễu trong mẫu nước tiểu, đồng thời thử hệ điện cực với dung dịch glucose truyền tĩnh mạch và mẫu nước tiểu người.

Ba ranh giới cần giữ khi đọc kết quả

Hai công trình năm 2025 chứng minh khả năng đo glucose không dùng enzyme ở quy mô phòng thí nghiệm; chúng chưa phải thiết bị y tế được thử nghiệm lâm sàng. Việc thử với nước tiểu hoặc dung dịch truyền không đồng nghĩa đã chứng minh khả năng thay thế máy đo đường huyết. Và đây là kết quả của các nhóm nhiều tác giả; vai trò của PGS.TS Trần Thị Luyến cần được ghi đúng là tác giả đứng đầu ở hai công trình, không quy toàn bộ kết quả tập thể cho một cá nhân.

Không phải nghiên cứu nào cũng phải bỏ enzyme

Một chi tiết khác giúp nhìn rõ hơn cách nhóm lựa chọn công nghệ. Năm 2026, New Journal of Chemistry công bố một cảm biến giấy đo glucose bằng màu sắc. Công trình có ba tác giả: PGS.TS Trần Vĩnh Hoàng là tác giả liên hệ, TS Nguyễn Văn Tuấn là đồng tác giả và PGS.TS Trần Thị Luyến là tác giả thứ ba.

Thiết bị giấy này lại sử dụng glucose oxidase. Glucose được enzyme oxy hóa để tạo hydrogen peroxide, sau đó vật liệu nano chứa sắt đóng vai trò “nanozyme” mô phỏng hoạt tính peroxidase, tạo phản ứng đổi màu từ không màu sang xanh. Nồng độ glucose có thể được nhận biết bằng mắt hoặc bằng cường độ xám của hình ảnh. Khoảng tuyến tính được báo cáo là 0,025–0,5 mM, giới hạn phát hiện 18,75 µM; bài báo cho biết hệ thống được kiểm tra với mẫu huyết tương người.

Chi tiết này quan trọng vì nó tránh một cách kể quá đơn giản rằng mục tiêu của nhóm là “loại bỏ enzyme”. Hai cảm biến điện hóa năm 2025 chọn vật liệu điện cực để xúc tác trực tiếp glucose; một công trình khác lại giữ glucose oxidase vì cơ chế đo màu cần nó. Phương pháp thay đổi theo bài toán, thay vì biến “không enzyme” thành mục tiêu tự thân.

Ban giám khảo vòng chung khảo cuộc thi Hóa học xanh 2025 tại Đại học Bách khoa Hà Nội. Trang nguồn xác nhận PGS.TS Trần Thị Luyến là một trong các giám khảo; nguồn không chú thích vị trí từng thành viên trong ảnh nên không xác định vị trí nhân vật. Ảnh: SCLS/HUST.

Hiện PGS.TS Trần Thị Luyến là giảng viên cao cấp của Đại học Bách khoa Hà Nội. Trường Hóa và Khoa học Sự sống ghi nhận hướng chuyên môn của bà gồm tổng hợp vật liệu nano tiên tiến, phát triển cảm biến điện hóa và ứng dụng các cảm biến này trong khoa học sức khỏe, giám sát môi trường, an toàn thực phẩm, dược phẩm và phát hiện virus. PGS.TS Trần Thị Luyến cũng là thành viên của Phòng thí nghiệm Hóa học Vật liệu Tiên tiến và Ứng dụng, nơi mảng nghiên cứu của bà được xác định là vật liệu nano tiên tiến cho cảm biến điện hóa sinh học.

Năm 2025, PGS.TS Trần Thị Luyến được bổ nhiệm chức danh Phó Giáo sư ngành Hóa học tại Đại học Bách khoa Hà Nội. Hồ sơ hiện tại của trường ghi bà là Phó Giáo sư, Tiến sĩ và giảng viên cao cấp.

Khoảng cách từ một điện cực hoạt động tốt trong phòng thí nghiệm tới thiết bị người bệnh có thể sử dụng vẫn còn dài: phải kiểm tra trên nhiều mẫu hơn, đánh giá sai số giữa các lô chế tạo, độ ổn định trong điều kiện bảo quản, ảnh hưởng của các chất gây nhiễu, hiệu chuẩn, hệ điện tử đọc tín hiệu và cuối cùng là đánh giá lâm sàng nếu hướng tới sử dụng y tế. Giá trị hiện tại của chuỗi nghiên cứu nằm ở một tầng sớm hơn nhưng có ý nghĩa: chứng minh rằng việc thiết kế vật liệu nano trên điện cực có thể tạo ra những cách khác nhau để nhận biết glucose, rồi từng bước đưa phép đo ra khỏi dung dịch chuẩn đơn giản.