เทคโนโลยีพร้อมถ่ายทอด
ชื่อ
ไบโอเซนเซอร์โดยใช้เอนไซม์ออกซิเดส
ชม 66 ครั้ง
52
เจ้าของ
รศ.ดร. อาภรณ์ นุ่มน่วม
เมล์
apon.n@psu.ac.th
รายละเอียด
การพัฒนาเทคนิคสำหรับการตรวจวัดด้วยไบโอเซนเซอร์ (biosensor) ร่วมกับเทคนิคทางเคมีไฟฟ้า (electrochemistry) เป็นวิธีที่ได้รับความสนใจเป็นอย่างมาก เนื่องจากเทคนิคดังกล่าวมีข้อดีคือ สามารถใช้ได้ง่าย ราคาถูก และสามารถพัฒนาให้พกพาได้ ซึ่งไบโอเซนเซอร์ เป็นอุปกรณ์ตรวจวัดทางชีวภาพชนิดหนึ่ง โดยอาศัยการทำงานของสารชีวภาพ เช่น เอนไซม์ (enzyme) แอนติบอดี (antibody) หรือดีเอ็นเอ (DNA) ที่มีความเจาะจงสำหรับการวิเคราะห์สารที่สนใจ ซึ่งในกระบวนการตรวจวัดเมื่อสารชีวภาพจับกับสารที่สนใจวิเคราะห์ จะเกิดการเปลี่ยนแปลงทางด้านกายภาพหรือทางเคมี เช่น ไฟฟ้า ไอออน อิเล็กตรอน แสง และมวล เป็นต้น สามารถวัดได้ด้วยตัวตรวจวัด (transducer) ที่เหมาะสม ซึ่งทำหน้าที่ในการรับและแปลงสัญญาณเหล่านี้เป็นสัญญาณที่สามารถตรวจวัดได้ โดยเมื่อนำมาใช้ร่วมกับเทคนิคทางเคมีไฟฟ้า สามารถเปลี่ยนสัญญาณที่สามารถตัววัดได้เป็นสัญญาณทางไฟฟ้า ในการพัฒนาไบโอเซนเซอร์ร่วมกับเทคนิคทางเคมีไฟฟ้า จะเป็นการพัฒนาและปรับปรุงในส่วนของพื้นที่ผิวขั้วไฟฟ้าทำงาน ซึ่งทำหน้าที่ในการตรวจวัดค่าทางไฟฟ้า เพื่อให้มีความจำเพาะต่อสารที่ต้องตรวจวัด ในกระบวนการปรับปรุงพื้นผิวของขั้วไฟฟ้าทำงานสามารถทำได้โดยการตรึงสารชีวภาพลงบนขั้วไฟฟ้าทำงาน แต่อย่างไรก็ตามการตรึงสารชีวภาพบนขั้วไฟฟ้าทำงานโดยการใช้สารเชื่อมขวางจะลดเสถียรภาพและประสิทธิภาพในการทำงานของเอนไซม์ ทำให้ไบโอเซนเซอร์มีค่าความไววิเคราะห์ที่ต่ำ ดังนั้นการตรึงสารชีวภาพลงบนวัสดุรองรับที่เข้ากันได้ทางชีวภาพ มีความแข็งแรง เช่น ไคโตซาน (chitosan) พอลิไวนิลแอลกอฮอล์ (polyvinyl alcohol) จะช่วยทำให้สารชีวภาพยึดเกาะกับขั้วไฟฟ้าทำงานดีขึ้น
เอนไซม์ออกซิเดส เป็นสารชีวภาพที่ใช้ในการเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันในสารหลายประเภทในด้านการแพทย์ อาหาร โดยปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นจะให้ผลิตภัณฑ์คือ ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ (hydrogen peroxide, H2O2 ) ที่สามารถตรวจวัดได้ด้วยตัวตรวจวัดทางเคมีไฟฟ้า อย่างไรก็ตามการตรวจวัดโดยตรงต้องใช้ศักย์ไฟฟ้าที่สูง ทำให้เกิดสัญญาณรบกวนจากตัวรบกวนอื่นๆที่สามารถเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันที่ศักย์ไฟฟ้าสูงได้ ดังนั้นการใช้วัสดุที่มีคุณสมบัติเป็นตัวส่งผ่านอิเล็กตรอนที่ดี (mediator) เช่น เมทิลลีนบูล (methylene blue) เฟอร์โรซีน (ferrocene) และปรัชเชียนบลู (Prussian blue) ทำหน้าที่ช่วยในการส่งผ่านอิเล็กตรอนระหว่างเอนไซม์กับขั้วไฟฟ้าทำงาน ทำให้ลดศักย์ไฟฟ้าที่ใช้ในการตรวจวัดได้ อย่างไรก็ตามเพื่อเพิ่มคุณสมบัติที่ดีของไบโอเซนเซอร์ร่วมกับเทคนิคทางเคมีไฟฟ้า นิยมนำวัสดุนาโนที่มีคุณสมบัติการนำไฟฟ้าที่ดี พื้นที่ผิวสูง และมีความเสถียรที่ดี เช่น กราฟีน (graphene) ท่อนาโนคาร์บอน (carbon nanotube) อนุภาคนาโนโลหะ (metal nanoparticles) มาใช้ในการปรับปรุงผิวขั้วไฟฟ้าทำงานอีกด้วย โดยงานวิจัยนี้ไดออกแบและพัฒนาเพื้อใช้ในการตรวจวัดฮิสมาในอาหารทะเล ซึ้งเป็นตัวบ่งชี้ความสดของหารทะเล
บันทึกโดย