A hybrid catalyst-triggered cascade reaction for cholesterol detection using a smartphone-based miniature fluorescent apparatus
ที่มา
คอเลสเตอรอลมีบทบาทสำคัญต่อร่างกาย เช่น การสังเคราะห์ฮอร์โมน วิตามินดี และกรดน้ำดี โดยแหล่งสำคัญมาจากผลิตภัณฑ์จากสัตว์ อย่างไรก็ตาม การบริโภคคอเลสเตอรอลมากเกินไปอาจเพิ่มความเสี่ยงต่อโรคหัวใจ หลอดเลือด และเบาหวาน ดังนั้นการตรวจวัดปริมาณคอเลสเตอรอลในอาหารจึงเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง
กระบวนการวิจัย และเทคนิคทางแสงซินโครตรอนที่เกี่ยวข้อง
งานวิจัยนี้พัฒนาเซนเซอร์ฟลูออเรสเซนซ์สำหรับตรวจวัดคอเลสเตอรอลแบบพกพาบนสมาร์ทโฟนโดยใช้อนุภาคนาโนแม่เหล็กที่ปรับปรุงพื้นผิวด้วย 3-อะมิโนโพรพิลไตรท็อกซีไซเลนเพื่อตรึงเอนไซม์คอเลสเตอรอลออกซิเดสซึ่งเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันของคอเลสเตอรอลให้เกิดไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ จากนั้นไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ที่เกิดขึ้นจากคลอเรสเตอรอลจะถูกกระตุ้นด้วยอนุภาคนาโนแม่เหล็กและไปทำปฏิกิริยากับออร์โท-ฟีนิลลีนไดเอมีน กลายเป็น 2,3-ไดอะมิโนฟีนาซีนซึ่งเป็นสารที่มีสมบัติฟลูออเรสเซนส์ อีกทั้งใช้สารลดแรงตึงผิวไทรทันเอกซ์-100 จนเกิดเป็นไมเซลล์ เมื่อโมเลกุล 2,3-ไดอะมิโนฟีนาซีนละลายเข้าไปในไมเซลล์จะส่งผลให้มีการคายแสงฟลูออเรสเซนส์ที่สูงขึ้น ช่วยเพิ่มสภาพไวและความแม่นยำของการตรวจวัด
- ใช้เทคนิค X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) เพื่อพิสูจน์เอกลักษณ์โครงสร้างอนุภาคนาโนแม่เหล็กที่สังเคราะห์ขึ้น และยืนยันถึงความสำเร็จในการปรับปรุงพื้นผิวและการตรึงเอนไซม์ และ
- ใช้เทคนิค Synchrotron X-ray Diffraction (XRD) เพื่อศึกษาและยืนยันโครงสร้างผลึกของอนุภาคนาโนแม่เหล็กที่สังเคราะห์ได้ และปรากฏพีคเอกลักษณ์ของโครงสร้างผลึก (crystal lattice) ของอนุภาคนาโนแม่เหล็ก
ประโยชน์และการประยุกต์ใช้
เครื่องมือตรวจวัดแบบพกพาบนสมาร์ทโฟนสามารถตรวจวัดคอเลสเตอรอลได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ ช่วยลดต้นทุนในการตรวจวัด สามารถใช้ทดแทนเครื่องฟลูออเรสเซนส์สเปกโตรมิเตอร์ที่มีราคาแพง สามารถวิเคราะห์ได้ง่ายขึ้น สะดวกต่อการใช้งานจริง และรายงานผลได้ทันที สามารถนำไปใช้ในอุตสาหกรรมอาหารและยา อีกทั้งสามารถประยุกต์ใช้ในเซนเซอร์ชนิดอื่นได้ด้วย