Please use this identifier to cite or link to this item: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/61879
Title: Fluorescence probe for D-glucose and beta-glucosidase based on anthraquinone imidazole fluorophores
Other Titles: ฟลูออเรสเซนต์โพรบสำหรับดีกลูโคสและเบต้ากลูโคซิเดส ที่มีพื้นฐานเป็นแอนทราควิโนนอิมิดาโซลฟลูออโรฟอร์
Authors: Krittithi Wannajuk
Email: No information provinded
Advisors: Boosayarat Tomapatanaget
Other author: Chulalongkorn University. Faculty of Science
Advisor's Email: tboosaya@yahoo.com
Subjects: Fluorescence
Issue Date: 2010
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: The anthaquinone derivatives containing boronic acid or glycoside as an active site were synthesized and characterized by spectroscopy. We have developed the boronic anthaquinone based sensors (OB and PB) for glucose sensing by the enzymatic probe system with glucose oxidase. Actually, the glucose oxidase can react with glucose and oxygen to generate the gluconic acid and hydrogen peroxide. In consistent with our hypothesis, the generated H₂O₂ can convert the boronic moiety of sensors to be hydroxyl group resulting in the fluorescence quenching of sensor OB. The advantage of this sensor is that it can detect glucose specifically. The kinetic of this process measured by Michaelis-Menten constant (Km) provided the Km values of 0.174 mM, indicating that OB exhibits a higher affinity for glucose oxidase. The limit of detection (LOD) of glucose for OB evaluated in the range of 0.08-0.42 mM of glucose by the spectrofluorometry was 0.0114 mM. Moreover, the glycoside anthaquinone based sensors (OAG and PAG) bearing the anthraquinone as a sensory unit and glucoside as a active site were synthesized to detect β-glucosidase. After adding β-glucosidase, the fluorescence decreases of PAG were observed due to the cleavage of O-glucoside. The results showed that PAG can be a sensor for determining β-glucosidase in enzymatic probe system with the observation of fluorescence change. To improve the sensitivity of PAG for β-glucosidase sensing, we have applied PAG in the micellar system using CTAB as surfactant for enzymatic probe. This micellar system could reduce background signal from β-glucosidase and enhance the emission signal of PAG. Therefore, PAG in the micellar system can serve as a high potential for the β-glucosidase sensing. Finally, we tried to apply PAG in surfactant/lanthanide nanoparticles. The results also exhibited the enhancement of emission band of PAG in lanthanide nanoparticles and after adding β-glucosidase, the fluorescence intensity of PAG was significantly quenched. All approaches are exemplified by their application to develop a novel and highly sensitive fluorescence probe for β-glucosidase, which is widely used as the reporter of enzymes.
Other Abstract: ได้สังเคราะห์เซ็นเซอร์ที่เป็นอนุพันธ์ของแอนทราควิโนนอิมิดาโซลและกรดโบโรนิก หรือ หมู่ไกลโคไซด์ อันดับแรกได้นำอนุพันธ์ของแอนทราควิโนนและกรดโบโรนิก (OB และ PB) มาศึกษาสมบัติในการเป็นเซ็นเซอร์ในการตรวจวัดน้ำตาลกลูโคสในระบบการตรวจวัดด้วยเอนไซม์ ในระบบนี้ได้ใช้เอนไซม์กลูโคสออกซิเดสซึ่งทำงานโดยเกิดปฏิกิริยากับกลูโคสและออกซิเจนให้ผลิตภัณฑ์ คือ กรดกลูโคอิกและไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ โดยไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์สามารถเกิดปฏิกิริยากับกรดโบโลนิกในเซ็นเซอร์แล้วเปลี่ยนเป็นหมู่ไฮดรอกซิลในโมเลกุล OB ซึ่งจะทำให้สัญญาณฟลูออเรสเซนต์ลดลง ข้อดีของเซ็นเซอร์ที่ใช้ในกระบวนการนี้คือความจำเพาะเจาะจงกับน้ำตาลกลูโคสเท่านั้น และได้ทำการศึกษากลไกการเกิดปฏิกิริยาของเอนไซม์นี้กับ OB โดยคำนวณหาค่าคงที่มิชาเอลิสเมมเทน ได้เท่ากับ 0.174 มิลลิโมลาร์ ซึ่งแสดงว่า OB สามารถเกิดปฏิริยาได้ดีกับเอนไซท์กลูโคส ออกซิเดส และได้คำนวณขีดจำกัดต่ำสุดในการตรวจวัดน้ำตาลในช่วงความเข้มข้นเท่ากับ 0.08-0.42 มิลลิโมลาร์ ได้ขีดจำกัดต่ำสุดเท่ากับ 0.0114 มิลลิโมลาร์ นอกจากนี้ได้นำอนุพันธ์ของแอนทราควิโนนและหมู่ไกลโคไซด์ (OAG และ PAG) ที่มีแอนทราควิโนนเป็นหน่วยให้สัญญาณและหมู่ไกลโคไซด์เป็นหน่วยที่เกิดปฏิกิริยากับเอนไซม์กลูโคซิเดส มาใช้ในการตรวจวัดเอนไซม์เบต้ากลูโคซิเดสโดยเทคนิคฟลูออเรสเซนต์ โดยจะเกิดการลดลงของสัญญาณฟลูออเรสเซนต์ของ PAG เมื่อเติมเอนไซม์เบต้ากลูโคซิเดสลงไปโดยจะเกิดการหลุดของเบต้ากลูโคสที่ติดอยู่ในเซ็นเซอร์ PAG และได้นำ PAG ไปพัฒนาในการตรวจวัดโดยการนำไปใช้ในระบบ ไมเซลล์โดยใช้ CTAB เพื่อช่วยให้สัญญาณฟลูออเรสเซนต์สูงขึ้นและลดสัญญาณรบกวนที่มาจากเบต้ากลูโคซิเดส นอกจากนี้ได้นำ PAG มาประยุกต์ใช้ในการตรวจวัดเอนไซม์ในระบบของอนุภาคนาโนของเซอร์แฟคแทนต์/แลนทาไนด์ จากผลการทดลองพบว่า สามารถเพิ่มสัญญาณของ PAG ได้ในระบบอนุภาคนาโนและมีการเปลี่ยนแปลงของสัญญาณได้มากเมื่อมีการเติมเอนไซม์ลงไปในระบบ จากผลทดลองนี้เป็นการพัฒนาระบบฟลูออเรสเซนต์ ให้มีความว่องไวสูงในการตรวจวัดเอนไซม์เบต้ากลูโคซิเดส ซึ่งมีการใช้เป็นตัวรายงานเกี่ยวกับเอนไซม์กันอย่างแพร่หลาย
Description: Thesis (M.Sc.)--Chulalongkorn University, 2010
Degree Name: Master of Science
Degree Level: Master's Degree
Degree Discipline: Chemistry
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/61879
URI: http://doi.org/10.14457/CU.the.2010.742
metadata.dc.identifier.DOI: 10.14457/CU.the.2010.742
Type: Thesis
Appears in Collections:Grad - E-Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
5172210823_2010.pdf5.16 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.