อิทธิพลของขนาดรูพรุนของเมโซเซลลูลาร์โฟมซิลิกา/อนุภาคนาโนทองต่อประสิทธิภาพของกลูโคสไบโอเซนเซอร์

Abstract

งานวิจัยนี้ได้มุ่งเน้นศึกษาอิทธิพลขนาดรูพรุนของวัสดุเมโซเซลลูลาร์โฟมซิลิกา/อนุภาคนาโนทอง (MCF/AuNPs) โดยใช้กลูโคสไบโอเซนเซอร์เป็นตัวทดสอบ โดยงานวิจัยนี้ได้แบ่งการศึกษาออกเป็น 3 ส่วน ในส่วนที่ 1 เป็นการสังเคราะห์วัสดุเมโซเซลลูลาร์โฟมซิลิกา 5 ชนิด ที่มีอัตราส่วนโดยน้ำหนักของ TMB/P123 เป็น 0.5 1.0 1.5 2.5 และ 2.5 ที่มีการเติมแอมโมเนียมฟลูออไรด์ แล้วทำการวิเคราะห์คุณสมบัติของวัสดุเหล่านี้ โดยผลที่ได้นั้นเมื่อเพิ่มอัตราส่วนโดยมวลของ TMB/P123 แล้วจะทำให้ขนาดรูพรุนของวัสดุใหญ่ขึ้น อีกทั้งเมื่อเพิ่มสารเติมแต่ง (แอมโมเนียมฟลูออไรด์) จะทำให้ขนาดหน้าต่างของ MCF ใหญ่ขึ้นเช่นกัน และเมื่อทำการสังเคราะห์ทองลงบนวัสดุ จากการส่อง TEM พบว่าอนุภาคนาโนทองมีการกระจายลงบนวัสดุได้ดี ในส่วนที่ 2 ได้นำวัสดุทั้ง 5 ชนิด มาทำการตรึงเอนไซม์กลูโคสออกซิเดส (GOx) ปริมาณ 10 มิลลิกรัมต่อมิลลิลิตร พบว่า MCF/AuNPs ที่สังเคราะห์จากอัตราส่วนโดยน้ำหนักของ TMB/P123 ที่เพิ่มมากขึ้นจะสามารถตรึงเอนไซม์ได้ปริมาณที่สูงขึ้น เนื่องจากขนาดรูพรุนที่ใหญ่ทำให้เอนไซม์ที่มีขนาดเล็กกว่าเข้าไปได้ง่าย และเมื่อมีอนุภาคนาโนทองบนวัสดุจะยิ่งทำให้ตรึงเอนไซม์ได้มากขึ้นและในส่วนที่ 3 ทำการทดสอบทางไฟฟ้าเคมีโดยใช้กลไกของกูลโคสไบโอเซนเซอร์ในการทดสอบด้วยวิธีไซคลิกโวลแทมเมตรี (CV) และแอมโพโรเมตรี ในระบบปราศจากออกซิเจนพบว่าการใช้ MCF/AuNP เป็นตัวรองรับ GOx ไม่ช่วยให้เกิดกลูโคสไบโอเซนเซอร์รุ่นที่ 3 แต่ได้กลูโคสไบโอเซนเซอร์รุ่นที่ 1 โดยจากผลการทดสอบด้วย CV ในระบบอิ่มตัวด้วยอากาศที่มีการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของสารละลายกลูโคสโดยใช้วัสดุที่มีขนาดรูพรุนใหญ่ที่สุดพบการลดลงของกระแสรีดักชันเมื่อเพิ่มความเข้มข้นของกลูโคสที่ศักย์ไฟฟ้า 0.064 โวล์ต และพบว่าขนาดรูพรุนที่ใหญ่ซึ่งบรรจุเอนไซม์ได้มากขึ้นทำให้ได้กระแสไฟฟ้าตอบสนองที่สูงขึ้น อีกทั้งเมื่ออัตราส่วนของ TMB/P123 มากขึ้นทำให้ได้ค่า LOD และ Km ที่ต่ำลงอีกด้วย