Please use this identifier to cite or link to this item: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/60419
Title: Dendritic polyelectrolytes as fluorescent aptasensors for potassium ion
Other Titles: เดนดริติกพอลิอิเล็กโทรไลต์เพื่อเป็นแอปทาเซ็นเซอร์วาวแสงสำหรับโพแทสเซียมไอออน
Authors: Wannapa Yuanboonlim
Advisors: Mongkol Sukwattanasinitt
Paitoon Rashatasakhon
Other author: Chulalongkorn University. Faculty of Science
Advisor's Email: Mongkol.S@Chula.ac.th
Paitoon.R@Chula.ac.th
Subjects: Potassium ions
Polyelectrolytes
โพแทสเซียมไอออน
โพลิอิเล็กทรอไลต์
Issue Date: 2011
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: A tricationic phenyleneethynylene fluorophore containing three ammonium groups was synthesized from Sonogashira coupling of triiodotriphenylamine with three equivalents of N,N-dimethyl-4-ethynylaniline using Pd/Cu catalyst. Quaternization of the three dimethylaniline groups was accomplished by methylation with methyl iodide. The iodide salt, however, tended to demethylate upon storage in a solid form and became poorly soluble in water. The strongly nucleophilic I- was thus exchanged to a less nuleophilic Cl- using Amberlite IRA-410 anionic ion exchange resin. The fluorophore containing Cl- counter ion was stable and retained its water solubility upon storage. In Tris-HCl buffer, the synthesized compound exhibited maximum absorption and emission at 372 and 386 nm, respectively, with a quantum yield of 6.6%. The polycationic periphery was designed for charge interaction with polyanionic oligonucleotide chain. Three potassium aptameric ODNs i.e. Apt12, Apt15 and Apt21, and one non-aptameric ODN (nApt15) were tested for K+ aptasensing properties. A job’s plot showed the binding ratios of fluorophore/aptamer of 1:2, 1:1 and 1:1 for Apt12, Apt15 and Apt21, respectively. Upon complexation with the aptamer ODNs, the fluorescent signal was enhanced probably by the reduction of geometrical relaxation and aggregation process. In the presence of K+, the fluorescent signal decreases by the formation of the K+-aptamer G-quaduplex structure. Monitoring the fluorescent signal provided a method for determination of K+ concentration in urine samples.
Other Abstract: ฟลูออโรฟอร์ของฟีนิลลีนอีทายนิลลีนที่มีหมู่แอมโมเนียม 3 กลุ่มเป็นองค์ประกอบ สังเคราะห์ได้จากปฏิกิริยาคู่ควบโซโนกาชิรา ใช้คอปเปอร์-แพลเลเดียมเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาระหว่างหมู่ 4,4’,4’’-ไตรไอโอโดไตรฟีนิลเอมีนที่เป็นแกนกลาง กับหมู่ล้อมรอบ N,N-ไดเมทิล-4-อีทายนิลอะนิลีน ทำการเมทิลเลชันหมู่เอมีนด้วยเมทิลไอโอไดด์ จากนั้นนำโมเลกุลที่สังเคราะห์ได้มาแลกเปลี่ยนเคาน์เตอร์ไอออนจากไอโอไดด์ไอออน เป็นคลอไรด์ไอออน เพื่อให้โมเลกุลของฟลูออโรฟอร์ที่สังเคราะห์ได้เสถียรขึ้น และสามารถเก็บในสถานะของแข็งได้นานขึ้นโดยไม่เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพการละลาย เนื่องจากลดการเกิดปฏิกิริยาดีเมทิลเลชันของหมู่ไตรเมทิลแอมโมเนียมลง เพราะคลอไรด์ไอออนมีความเป็นนิวคลีโอไฟล์น้อยกว่าไอโอไดด์ไอออน จากนั้นนำสารที่สังเคราะห์ได้มาละลายในบัฟเฟอร์ Tris-HCl เข้มข้น 10 mM pH 7.4 พบว่าให้ค่าการดูดกลืนแสงและการคายแสงสูงสุดที่ 372 และ 386 nM ตามลำดับ และมีประสิทธิภาพในการเรืองแสงเท่ากับ 6.6% เนื่องจากสารที่สังเคราะห์มีประจุรวมเป็นไอออนบวกจึงสามารถเกิดอันตรกิริยากับโมเลกุลแอปทาเมอร์โอลิโกนิว คลีโอไทด์ได้ เนื่องจากมีประจุรวมเป็นไอออนลบ ในงานวิจัยนี้เลือกใช้สายโอลิโกนิวคลีโอไทด์ที่มีความจำเพาะเจาะจงกับไอออนของโพแทสเซียมเรียกว่าแอปทาเมอร์ เพื่อนำไปใช้สำหรับทำเป็นเซ็นเซอร์ตรวจวัดปริมาณโพแทสเซียมไอออนที่มีอยู่ในร่างกาย ด้วยเลือกใช้แอปทาเมอร์ที่มี 12, 15 และ 21 เบส และใช้สายโอลิโกนิวคลีโอไทด์ที่ไม่ใช่แอปทาเมอร์อีก 1 เส้นที่มี 15 เบส จากนั้นได้ศึกษาหาอัตราส่วนที่เหมาะสมในการจับกันระหว่างฟลูออโรฟอร์กับแอปทาเมอร์จาก Job’s plot ได้เป็น 1:2, 1:1 และ 1:1 ตามลำดับ และพบว่าสัญญาณการวาวแสงเพิ่มขึ้นจากการลดขบวนการจีโอเมทริคัลรีแลกซีชัน เมื่อเติมไอออนของโพแทสเซียมลงในสารละลายของฟลูออโรฟอร์กับแอปทาเมอร์ จะเกิดการเปลี่ยนแปลงคอนฟอร์เมชันของแอปทาเมอร์เป็น G-quadruplex นำไปสู่การลดสัญญาณการวาวแสงจึงสามารถนำมาใช้ตรวจวัดไอออนโพแทสเซียมได้และนำมาประยุกต์ใช้สำหรับตรวจหาปริมาณโพแทสเซียมในปัสสาวะ โดยพบว่าเป็นวิธีวิเคราะห์ที่รวดเร็ว, ง่าย, lable freeและมีความจำเพาะเจาะจงในการวิเคราะห์ไอออน
Description: Thesis (M.Sc.)--Chulalongkorn University, 2011
Degree Name: Master of Science
Degree Level: Master's Degree
Degree Discipline: Chemistry
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/60419
URI: http://doi.org/10.14457/CU.the.2011.60
metadata.dc.identifier.DOI: 10.14457/CU.the.2011.60
Type: Thesis
Appears in Collections:Sci - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Wannapa_Yu.pdf3.39 MBAdobe PDFView/Open


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