การประยุกต์ใช้คิวซีเอ็มเซนเซอร์ในการวิเคราะห์อันตรกิริยาเพื่อการตรวจวัด Aggregatibacter actinomycetemcomitans

สาธิต รอดภักดีกุล

dc.contributor.advisor	มานะ ศรียุทธศักดิ์
dc.contributor.advisor	ไตรรักษ์ พิสิษฐ์กุล
dc.contributor.author	สาธิต รอดภักดีกุล
dc.contributor.other	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิศวกรรมศาสตร์
dc.date.accessioned	2023-08-04T07:35:13Z
dc.date.available	2023-08-04T07:35:13Z
dc.date.issued	2565
dc.identifier.uri	https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/83003
dc.description	วิทยานิพนธ์ (วศ.ด.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2565
dc.description.abstract	งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการประยุกต์ใช้ไบโอเซนเซอร์ชนิดควอตซ์คริสตัลไมโครบาลานซ์ (quartz crystal microbalance, QCM) ในการวิเคราะห์อันตรกิริยาระหว่างแบคทีเรียก่อโรคปริทันต์ชนิด Aggregatibacter actinomycetemcomitans กับโมโนโคลนอลแอนติบอดีที่จำเพาะเพื่อการตรวจวัดแบคทีเรียก่อโรคปริทันต์ ไบโอเซนเซอร์สำหรับการตรวจวัดถูกสร้างขึ้นโดยใช้คิวซีเอ็มเซนเซอร์ ชนิด 30 เมกะเฮิรตซ์ ที่ผ่านการปรับสภาพพื้นผิวอิเล็กโทรดทองด้วย 11-mercaptoundecanoic acid (11-MUA) และได้ประเมินความหนาแน่นการเรียงตัวของชั้น 11-MUA ด้วยเทคนิคไซคลิกโวลแทมเมตรี จากนั้นทำการตรึงโมโนโคลนอลแอนติบอดีชนิด Anti-A. actinomycetemcomitans กับ 11-MUA โดยใช้ 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide/N-hydroxysuccinimide (EDC/NHS) เพื่อใช้แอนติบอดีทำหน้าที่เป็นสารรู้จำทางชีวภาพ (biorecognition element) สำหรับการตรวจวัด A. actinomycetemcomitans การวิเคราะห์อันตรกิริยาระหว่างแบคทีเรียกับแอนติบอดีชนิด anti-A. actinomycetemcomitans ทำด้วยกัน 4 รูปแบบ ได้แก่ รูปแบบที่ 1 ใช้ข้อมูลการเปลี่ยนแปลงความถี่ (∆F) ซึ่งผลการศึกษาบ่งชี้ว่าสามารถใช้ข้อมูล ∆F ในการจำแนกความสามารถในการจับกันระหว่างแอนติบอดีและเซลล์แบคทีเรียชนิดต่าง ๆ ได้ โดยคู่แอนติบอดีและเซลล์แบคทีเรียที่มีความจำเพาะต่อกันมีรูปแบบ ∆F ที่แสดงให้เห็นแนวโน้มการเปลี่ยนแปลงของ ∆F ที่ขึ้นกับความเข้มข้น รูปแบบที่ 2 ใช้ค่าอนุพันธ์อันดับหนึ่งของการเปลี่ยนแปลงความถี่ (dF/dT) ซึ่งผลการศึกษาบ่งชี้ว่าสามารถใช้วิธีนี้จำแนกความจำเพาะของแอนติบอดีชนิด Anti-A. actinomycetemcomitans กับแบคทีเรียต่างชนิดได้ โดยเมื่อเกิดการจับกันระหว่างแอนติบอดีและเซลล์ที่มีความจำเพาะกัน ค่า dF/dT จะเปลี่ยนแปลงเป็นลบ และค่า dF/dT แสดงให้เห็นแนวโน้มการเปลี่ยนแปลงเป็นรูปแบบที่ขึ้นกับความเข้มข้นเช่นเดียวกับข้อมูล ∆F รูปแบบที่ 3 ใช้ข้อมูลเวลาการตอบสนอง (τ) ซึ่งผลการศึกษาบ่งชี้ว่าการจับกันระหว่างแอนติบอดีกับเซลล์ A. actinomycetemcomitans ที่ความเข้มข้นสูงสุด (1.16 × 108 เซลล์/มิลลิลิตร) ให้ค่า τ เฉลี่ยเพียง 143 วินาที ทำให้ทราบผลลัพธ์ของการจับกันระหว่างแอนติบอดีกับเซลล์ A. actinomycetemcomitans รวดเร็วกว่าการติดตามจากข้อมูล ∆F ถึง 3 เท่า รูปแบบที่ 4 ใช้ข้อมูลความชันของการตอบสนอง (response slope) ซึ่งบ่งชี้ความสัมพันธ์ระหว่างความชันของการตอบสนอง (y) และจำนวนเซลล์ A. actinomycetemcomitans (x) ในฟังก์ชันเอกซ์โพเนนเชียล โดยมีสมการความสัมพันธ์คือ y = 0.0053x0. 2861 มีค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ R2 เท่ากับ 0.7737 โดยความชันของการตอบสนองของสภาวะที่เซลล์มีความเข้มข้นสูงจะมีความชันของการตอบสนองมากกว่าสภาวะที่เซลล์มีความเข้มข้นต่ำ
dc.description.abstractalternative	This work aims to study the application of a quartz crystal microbalance (QCM) biosensor for Aggregatibacter actinomycetemcomitans detection based on the interaction between the bacterium and its specific monoclonal antibody, anti-A. actinomycetemcomitans antibody. The biosensor was developed using 30 MHz QCM sensor. The surface modification was performed by using 11-mercaptoundecanoic acid (11-MUA). The 11-MUA layer on the gold surface was evaluated using a cyclic voltammetry technique to determine its packing density. The anti-A. actinomycetemcomitans antibody was covalently linked to 11-MUA using 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide/N-hydroxysuccinimide (EDC/NHS) and acts as a biorecognition element of the biosensor for the detection. The interaction between anti-A. actinomycetemcomitans antibody and periodontal bacteria was analyzed by means of 4 methods: 1) Frequency shift (∆F) results indicated that the ∆F can be used to classify the binding ability between anti-A. actinomycetemcomitans antibody and different bacteria. The specific antibody-bacteria pair provided the ∆F pattern in a concentration-dependent manner. 2) First derivative of the frequency response (dF/dT) results indicated that this method can also be used to characterize the specificity of anti-A. actinomycetemcomitans antibody. For the specific binding reaction, the dF/dT shows negative change and concentration-dependent manner as the ∆F method. 3) Response time (τ) results indicated that the specific binding at the highest concentration of A. actinomycetemcomitans (1.16 × 108 cells/ml) provided the average τ value of only 143 seconds which 3 times faster than the ∆F method. 4) Response slope results indicated the relationship between the response slope (y) and the number of A. actinomycetemcomitans cells (x) can be expressed in an exponential function: y = 0.0053x0. 2861 with a correlation coefficient (R2) of 0.7737. The response slope of the high cell concentration had a greater response slope than that of the low cell concentration.
dc.language.iso	th
dc.publisher	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
dc.relation.uri	http://doi.org/10.58837/CHULA.THE.2022.869
dc.rights	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
dc.title	การประยุกต์ใช้คิวซีเอ็มเซนเซอร์ในการวิเคราะห์อันตรกิริยาเพื่อการตรวจวัด Aggregatibacter actinomycetemcomitans
dc.title.alternative	Application of QCM sensor for aggregatibacter actinomycetemcomitans detection based on interaction analysis
dc.type	Thesis
dc.degree.name	วิทยาศาสตรดุษฎีบัณฑิต
dc.degree.level	ปริญญาเอก
dc.degree.discipline	วิศวกรรมชีวเวช
dc.degree.grantor	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
dc.identifier.DOI	10.58837/CHULA.THE.2022.869