การสังเคราะห์โบโรนิกกราฟีนควอนตัมดอท สำหรับตรวจจับน้ำตาลกลูโคส ด้วยเทคนิคฟลูออเรสเซนต์

ภัทรปภา จันทกิจ

dc.contributor.advisor	บุษยรัตน์ ธรรมพัฒนกิจ
dc.contributor.author	ภัทรปภา จันทกิจ
dc.contributor.other	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิทยาศาสตร์
dc.date.accessioned	2022-05-17T06:01:44Z
dc.date.available	2022-05-17T06:01:44Z
dc.date.issued	2563
dc.identifier.uri	http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/78601
dc.description	โครงงานเป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาตามหลักสูตรปริญญาวิทยาศาสตรบัณฑิต ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ปีการศึกษา 2563	en_US
dc.description.abstract	น้ำตาลกลูโคสเป็นแหล่งพลังงานสำคัญสำหรับร่างกาย อย่างไรก็ตาม หากน้ำตาลกลูโคสถูกบริโภคในปริมาณที่มาก เกินไป หรือขาดการควบคุมระดับน้ำตาลกลูโคสด้วยระบบการควบคุมฮอร์โมน ซึ่งส่งผลให้ระดับน้ำตาลกลูโคสในเลือดสูง ผิดปกติ สิ่งเหล่านี้สามารถส่งผลให้เกิดอาการร้ายแรงในรูปของโรคเบาหวาน ที่น่าเสียดาย ณ ปัจจุบัน โรคนี้ยังไม่มีวิธีการ รักษาให้หายขาดได้ และผู้ป่วยบางคนอาจเกิดอาการแทรกซ้อนรุนแรงซึ่งได้มาจากโรคเบาหวานอีกด้วย ฉะนั้น การตรวจวัด น้ำตาลกลูโคสในเลือดจึงสำคัญสำหรับการบ่งบอกถึงระดับความรุนแรงของโรคเบื้องต้น เพื่อบรรเทาอาการรุนแรงของโรคได้ อย่างทันท่วงที ในงานวิจัยนี้ การสังเคราะห์วัสดุตรวจวัดจากโบโรนิกกราฟีนควอนตัมดอทที่ห่อหุ้มด้วยไฮโดรเจล (BGQDs/Gels) ประสบความสำเร็จในการตรวจวัดน้ำตาลกลูโคสผ่านปฏิกิริยาอาศัยเอนไซม์ โดยใช้เทคนิคฟลูออเรสเซนต์ สเปกโทรสโกปี BGQDs ถูกสังเคราะห์ผ่านกระบวนการไฮโดรเทอร์มอลเพียงขั้นตอนเดียว จากสารตั้งต้น 3-อะมิโนฟีนิล โบโรนิก แอซิด (3-APBA) ลักษณะสัณฐาน และโครงสร้างของ BGQDs ถูกศึกษาด้วยภาพถ่ายจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน ชนิดส่องผ่าน (TEM) จากผลการทดลอง BGQDs มีรูปร่างเป็นทรงกลม และมีขนาดอนุภาคเฉลี่ยที่ 4.69 ± 0.84 nm ยิ่งไป กว่านั้น การพิสูจน์เอกลักษณ์หมู่ฟังก์ชันบน BGQDs ด้วย FT-IR และ ¹¹B-NMR ได้ยืนยันว่า มีหมู่ฟังก์ชันโบโรนิก แอซิด บริเวณขอบของแผ่นกราฟีนควอนตัมดอท ในงานวิจัยนี้สนใจที่จะตรวจวัดน้ำตาลกลูโคสอย่างจำเพาะเจาะจงผ่านการใช้ เอนไซม์กลูโคสออกซิเดส ได้ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ (H₂O₂) เป็นผลิตภัณฑ์ที่ว่องไว ซึ่งสามารถเกิดปฏิกิริยากับหมู่ฟังก์ชัน โบโรนิก แอซิดผ่านปฏิกิริยาไฮโดรโบเรชันทำให้เกิดการลดลงของสัญญาณฟลูออเรสเซนต์ นอกจากนี้ ไฮโดรเจลถูกนำมา ประยุกต์ใช้ เพื่อเพิ่มความว่องไวในการตรวจวัดน้ำตาลกลูโคส และรักษาเสถียรภาพของเอนไซม์ โดยผลการทดลองแสดงให้ เห็นว่า ความเข้มสัญญาณฟลูออเรสเซนต์ที่ความยาวคลื่น 375 นาโนเมตรแปรผกผันกับความเข้มข้นของน้ำตาลกลูโคส ค่า ขีดจำกัดการตรวจวัด (LOD) และค่าขีดจำกัดการวัดเชิงปริมาณ (LOQ) ของน้ำตาลกลูโคสเป็น 40.10 และ 133.66 ไมโครโมลาร์ ตามลำดับ ในช่วงความเป็นเส้นตรง 300-800 ไมโครโมลาร์ นอกเหนือจากนั้น ผลการทดลองของงานนี้แสดงว่า BGQDs/Gels มีความสามารถในการตรวจวัดอย่างมีประสิทธิภาพสูง และมีความจำเพาะเจาะจงสูงต่อน้ำตาลกลูโคส โดยคาด ว่า วัสดุตรวจวัด BGQDs/Gels สามารถเป็นตัวเลือกที่จะเป็นประโยชน์ในการตรวจวัดระดับน้ำตาลกลูโคสในการวินิจฉัย ในทางการแพทย์ สำหรับผู้ป่วยโรคเบาหวานได้	en_US
dc.description.abstractalternative	Glucose is a necessary energy source for human body. However, if excessive amount of glucose is consumed or lack of glucose control by hormone regulation system, resulting in abnormally high level of glucose, these can cause a dangerous symptom in terms of “diabetes mellitus”. Unfortunately, this disease is nowadays untreatable, and some patients might gain severe complications, extending from diabetes. Accordingly, blood glucose measurement is vital for indicating preliminary disease severity in order to relieve dramatic symptoms in due time. In this study, sensing materials with fabrication of boronic graphene quantum dots encapsulated in hydrogel (BGQDs/Gels) have been achieved for glucose detection via enzymatic reaction by using fluorescence techniques. BGQDs were synthesized by one-step hydrothermal reaction by employing only 3-aminophenylboronic acid (3-APBA) as reactant. The morphology and structural properties of BGQDs were investigated by TEM photographs. As a result, BGQDs were spherical and their average size distributions of BGQDs were 4.69 ± 0.84 nm. Additionally, the functional group characterization by FT-IR and ¹¹B-NMR confirmed boronic acid group at the edge of BGQDs graphene sheet. Herein, this research focused on selective glucose detection by glucose oxidase enzymatic reaction to obtain H₂O₂ as reactive product, being able to react boronic acid groups on BGQDs via hydroboration reaction inducing the fluorescent quenching. Furthermore, hydrogel was applied to improve the sensitivity and enzymatic stability for glucose sensing system. The experiment demonstrated that the fluorescent spectra at 375 nm was inversely proportional to the concentration of glucose. The limit of detection (LOD) and limit of quantitation (LOQ) of glucose were 40.10 μM and 133.66 μM, respectively, with the concentration linear range of 300-800 μM. Moreover, the results of this study provided that BGQDs/Gels showed a highly effective sensing activity and excellent selectivity for glucose detection. As anticipated, the BGQDs/Gels materials can be alternative candidate to give a benefit as the application for detection of glucose levels in the field of medical diagnosis for diabetic patients.	en_US
dc.language.iso	th	en_US
dc.publisher	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย	en_US
dc.rights	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย	en_US
dc.subject	กลูโคส	en_US
dc.subject	น้ำตาลในเลือดสูง -- การวิเคราะห์	en_US
dc.subject	Glucose	en_US
dc.subject	Hyperglycemia -- Analysis	en_US
dc.title	การสังเคราะห์โบโรนิกกราฟีนควอนตัมดอท สำหรับตรวจจับน้ำตาลกลูโคส ด้วยเทคนิคฟลูออเรสเซนต์	en_US
dc.title.alternative	Synthesis of boronic graphene quantum dots for detection of glucose by using fluorescence techniques	en_US
dc.type	Senior Project	en_US
dc.degree.grantor	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย	en_US