สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

รายงานการวจย

เรอง

การพฒนาชดตรวจดเอนเอจากกระบวนการพซอารเพอจ าแนกสายพนธขาว

ปทมธาน 1 กบพนธขาวดอกมะล 105 ดวยเทคนคทางไฟฟาเคม

หวหนาโครงการวจย

ดร.สธษา เละเซน

คณะวทยาศาสตรและเทคโนโลย มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลสวรรณภม

(ศนยนนทบร)

ผรวมวจย

ดร.ไพศาล การถาง

ดร.วษวต สงนวล

ผศ.กนกพจน อารกล

งบประมาณแผนดน ป ๒๕๕๘

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

ก

ค าน า

รายงานนเปนสวนหนงของโครงการวจย งบประมาณแผนดน ป 2558 เรอง การพฒนาชดตรวจดเอนเอ

จากกระบวนการพซอารเพอจ าแนกสายพนธขาวปทมธาน 1 กบพนธขาวดอกมะล 105 ดวยเทคนคทาง

ไฟฟาเคม ซงจดท าโดยคณะผท าการวจย จดท าขนเพอตดตาม ประเมนและรายงานผลการด าเนนงานวจย

งานวจยนเปนงานวจยทเนนพฒนาองคความรทางดานตวตรวจจบดเอนเอดวยวธการทางไฟฟาเคม โดยม

วตถประสงคเพอพฒนาองคความรส าหรบการตอยอดเครองตรวจดเอนเอทมราคาถก และรวดเรว คณะผวจย

คาดหวงเปนอยางยงวาองคความรทไดรายงานนจะมสวนชวยพฒนาตอยอดองคความรและเปนความรพนฐาน

เรมตนส าหรบนกวจยทมความสนใจทางดานตวตรวจจบสารชวโมเลกล และนกวจยทมความสนใจทางดานการ

ตรวจจบดเอนเอ หากนกวจย ผประกอบการ หรอผใดทสนใจงานวจยน สามารถตดตอสอบถามหวหนา

โครงการวจยได คณะผท าวจยมความยนดเปนอยางยง ส าหรบการตอบขอสงสย และหากมขอผดพลาดประการใด

คณะผท าวจยตองขออภยมา ณ ทนดวย

นางสาวสธษา เละเซน

หวหนาโครงการวจยและคณะผรวมวจย

โครงการวจย งบประมาณแผนดน ป 2558

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

ข

สารบญ

หนา

ค าน า ก

รายการตาราง ค

รายการรปภาพ ง-ฉ

รายการสมการ ช

บทท 1 บทน า 1

บทท 2 กระบวนการด าเนนงานวจย 11

บทท 3 ผลการทดลองและการอภปรายผลการทดลอง 20

บทท 4 สรปผลการทดลอง 31

เอกสารอางอง 32

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

ค

รายการตาราง

ตารางท 1.1 แสดงรายการของรหสพนธกรรมทใชเปนตวตงตนในการเขารหสกบแอล

ลล badh2/Badh2 3

ตารางท 1.2 รหสพนธกรรมแอลลล badh2-E2 และ badh2-E7 ทไดรบการปรบปรง

แลว และความยาวของผลตภณฑพซอาร 3

ตารางท 2.1 รายการสารเคมทใชในงานวจยและบรษทผผลตสารเคม 11-12

ตารางท 2.2 แสดงคาทท าการวดสญญาณทางไฟฟาเคมของขวไฟฟาในแตละขนตอน 16

ตารางท 3.1 ตารางแสดงคาการวดเสนผาศนยกลางของขวทท าได คาเฉลย และสวน

เบยงเบนมาตรฐาน 21

ตารางท 3.2 ตารางแสดงคาตวแปรของวงจรสมมลทไดจากกระบวนการเลอกรปแบบ

กราฟของการวดคาอมพแดนซเชงไฟฟาเคม 29

ตารางท 3.3 ตารางแสดงคาตวแปรทใชส าหรบการวดคาผลตางกระแสเนองจากความ

ตางศกยแบบพลส 37

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

ง

รายการรปภาพ

รปท 1.1 รปแบบความตางศกยไฟฟาวธการวดกระแสไฟฟาเนองจากความตาง

ศกยไฟฟาแบบวน 6

รปท 1.2 แผนภาพกระแสไฟฟา – ความตางศกยไฟฟาทจายใหจากเรมตน

( )ถงจดสดทาย ( ) 6

รปท 1.3 รปแบบความตางศกยไฟฟาวธการวดผลตางกระแสไฟฟาเนองจากความ

ตางศกยไฟฟาแบบพลส 7

รปท 1.4 แผนภาพผลตางกระแสไฟฟา – ความตางศกยไฟฟาทจายใหจากเรมตน

( )ถงจดสดทาย ( ) 8

รปท 1.5 แผนภาพของการวดคาอมพแดนซเชงไฟฟาเคมของคาอมพแดนซสวน

จรง (Z) และสวนจนตภาพ (Z) 9

รปท 1.6 แผนภาพของการวดคาอมพแดนซเชงไฟฟาเคมของคาลอกการทมของ

ความถ (log f) กบผลตางเฟสระหวางกระแสไฟฟาและความตางศกย

(Phase) หรอคาลอกการทมของอมพแดนซ (log Z) 10

รปท 2.1 รปรางของหนากาก และรปรางของพนผวไอทโอหลงผานกระบวนการ

สรางรปรางแลว 14

รปท 2.2 กระบวนการเอสเทอรฟเคชนของหมฟงกชนไฮดรอกซลและคารบอกซ

เลตของเอมพเอ 15

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

จ

รปท 3.1 แสดงขนาดของสเกลทใชวดขนาดจรง (ก) และรปรางไอทโอทไดจาก

กระบวนการสรางรปรางดวยแสง (ข) 21

รปท 3.2 แผนภาพกระแส – ความตางศกยไฟฟาจากวธวดคากระแสเนองจาก

ความตางศกยไฟฟาแบบวนของขวไอทโอ (ITO) ในสารละลาย 20

มลลโมลาร Tris-HCl pH 7.0 23

รปท 3.3 แผนภาพกระแส – ความตางศกยไฟฟาจากวธวดคากระแสเนองจาก

ความตางศกยไฟฟาแบบวนของ

ขวไอทโอตดอนภาคทองนาโน (ITO/AuNPs, สเขยว) ขวไอทโอทตด

อนภาคทองนาโนผานชน MUA (ITO/MUA/AuNPs, สนาเงน) และ

ขวไอทโอทตดอนภาคทองนาโนผานชน MPA (ITO/MPA/AuNPs, ส

ชมพ) ในสารละลาย 20 มลลโมลาร Tris-HCl pH 7.0 25

รปท 3.4 คาพนทใตกราฟของกระแสแคโทดกเนองจากอนภาคทองนาโนเกด

รดกชนกบคลอไรดไอออนในสารละลาย 20 มลลโมลาร Tris-HCl pH

7.0 25

รปท 3.5 แผนภาพกระแส – ความตางศกยไฟฟาจากวธวดคากระแสเนองจาก

ความตางศกยไฟฟาแบบวนของ

ขวไอทโอ (ITO, สเขยว) ขวไอทโอทตดสารอนทรยสายสน

(ITO/MPA, สแดง) และ ขวไอทโอทตดสารอนทรยสายยาว

(ITO/MUA, สมวง) ทมรดอกซสปชส 1 มลลโมลาร ในสารละลาย 20

มลลโมลาร Tris-HCl pH 7.0:NaCl (10:1 ปรมาตรตอปรมาตร) 27

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

ฉ

รปท 3.6 แผนภาพกระแส – ความตางศกยไฟฟาจากวธวดคากระแสเนองจาก

ความตางศกยไฟฟาแบบวนของขวไอทโอ (ITO, สดา) และ ขวไอทโอ

ตดอนภาคทองนาโนแบบหยด (ITO/AuNPs, สแดง) ทมรดอกซสป

ชส 1 มลลโมลาร ในสารละลาย 20 มลลโมลาร Tris-HCl pH 7.0:NaCl

(10:1 ปรมาตรตอปรมาตร) 28

รปท 3.7 แผนภาพกระแส – ความตางศกยไฟฟาจากวธวดคากระแสเนองจาก

ความตางศกยไฟฟาแบบวนของขวไอทโอตดอนภาคทองนาโน (ส

เขยว) ขวไอทโอทมชนสารอนทรยสายยาวแบบตดดเอนเอตรวจจบ

กอน (สสม) และ หลงการเขาคกนของดเอนเอ (สฟา) ทมรดอกซสป

ชส 1 มลลโมลาร ในสารละลาย 20 มลลโมลาร Tris-HCl pH 7.0:NaCl

(10:1 ปรมาตรตอปรมาตร) 30

รปท 3.8 วงจรสมมลแบบ Modified Randle Equivalent Circuit 31

รปท 3.9 แผนภาพไนควชของขวไอทโอ (สนาเงน) ขวไอทโอทมชนสารอนทรย

สายสน (สแดง) และ ขวไอทโอทมชนสารอนทรยสายยาว (สเขยว)

ในสารละลาย Tris-HCl:NaCl 20 มลลโมลารทมอตราสวนของเฟอร –

เฟอโรไซยาไนดเทากนทความเขมขน 1 มลลโมลาร 33

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

ช

รปท 3.10

แผนภาพไนควชของขวไอทโอทมชนสารอนทรยสายยาวแบบไมตดด

เอนเอหรอขวไฟฟาเปรยบเทยบ (สนาเงน) และ ขวไอทโอทมชน

สารอนทรยสายยาวแบบตดดเอนเอ (สแดง) ในสารละลาย Tris-

HCl:NaCl 20 มลลโมลารทมอตราสวนของเฟอร /เฟอโรไซยาไนด

เทากนทความเขมขน 1 มลลโมลาร

34

รปท 3.11 แผนภาพไนควชของขวไอทโอทมชนสารอนทรยสายยาวแบบตดดเอน

เอตรวจจบกอน (สนาเงน) และ หลงการเขาคกนของดเอนเอ (สแดง)

ในสารละลาย Tris-HCl:NaCl 20 มลลโมลารทมอตราสวนของเฟอร /

เฟอโรไซยาไนดเทากนทความเขมขน 1 มลลโมลาร 35

รปท 3.12 แผนภาพความตางศกย – กระแสไฟฟาทไดจากการวดคาผลตางกระแส

เนองจากความตางศกยแบบพลสของพนผวดเอนเอตรวจจบทไดจากการ

ใชสารละลายดเอนเอความเขมขนตาง ๆ กน 38

รปท 3.13 แผนภาพความตางศกย – กระแสไฟฟาทไดจากการวดคาผลตางกระแส

เนองจากความตางศกยแบบพลสของพนผวดเอนเอตรวจจบหลงจากม

การเขาคกนของดเอนเอ โดยใชดเอนเอจากกระบวนการพซอารของ (ก)

ขาวปทมธาน 1 และ (ข) ขาวขาว กข ทความเขมขน 1 นาโนกรมตอ

ไมโครลตร 40

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

ซ

รปท 3.14

แผนภาพความตางศกย – กระแสไฟฟาทไดจากการวดคาผลตางกระแส

เนองจากความตางศกยแบบพลสของพนผวดเอนเอตรวจจบหลงจากม

การเขาคกนของดเอนเอ โดยใชดเอนเอจากกระบวนการพซอารของขาว

ดอกมะล 105 ทความเขมขน 1 นาโนกรมตอไมโครลตร

41

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

ฌ

รายการสมการ

สมการท (1) อตราสวนของพนททถกปกคลมจากคาอตราสวนของกระแสทลดลงดวย

วธการจายความตางศกยไฟฟาแบบวน 27

สมการท (2) อตราสวนของพนททถกปกคลมจากคาอตราสวนของกระแสทลดลงดวย

วธการวดคาอมพแดนซเชงไฟฟาเคม 36

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

1

บทท 1

บทน า

ขาวเปนอาหารหลกของประชากรสวนใหญของโลก รวมถงเปนสนคาการเกษตรทประเทศไทย

สงออกเปนอนดบตน ๆ ในปจจบนมการจ าแนกขาวตามสายพนธหลกได 3 สายพนธ คอ พนธดงเดม (Wild

Progenitor) พนธพนเมอง (Cultivated Rice) และพนธผสม (Weedy Rice) ทางการคาขาวจะแบงได 2 ชนด

คอขาวชนดทไมมกลนหอม (Non-aromatic rice) และชนดทมกลนหอม หรอขาวหอมมะล (Aromatic rice)

ทงนขาวชนดทมกลนหอมจะขายไดราคาทสงกวา แตผลผลตทไดนนนอยกวาชนดทไมมกลนหอมมาก ท าใหม

การปลอมปนขาวราคาถกกบราคาแพงเพอใหไดปรมาณมาก ผลกระทบส าคญทตามมาจากการปลอมปนขาว

คอความเชอมนของผคาและผบรโภคโดยเฉพาะกลมขาวพนธสงออกตวอยางเชน ขาวดอกมะล 105 ซงใน

ปจจบนประเทศผน าเขามกระบวนการตรวจสอบเปอรเซนตการปลอมปนและมาตรการการลงโทษทาง

กฎหมายทเขมขน ดงนน หากกระบวนการตรวจสอบการปลอมปนขาว กอนการคาและการสงออกไมชดเจน

อาจสงผลกระทบตอโอกาสการสงออกขาวในอนาคต

ปจจบนการจ าแนกพนธขาวมวธการหลายวธ อาทเชน ตรวจสอบขนาดความยาวตอความกว าง

ของเมลด (Length:Breadth Ratio; L/B) ความใส-ขนของเมลด (Opacity) อณหภมทเกดเจลลาตไนเซชน

(Gelatinization Temperature) ปรมาณอะไมโลส (Amylose Content) และความหนดของแปงสก (Gel

Consistency) เปนตน อยางไรกตาม กระบวนการดงกลาวสามารถแยกขาวแตละสายพนธไดในระดบกายภาพ

แตเนองจากพนธกรรมของขาวมการแปรผนมาก ท าใหลกษณะทางกายภาพของขาวบางสายพนธมความ

คลายคลงกนมาก โดยเฉพาะขาวดอกมะล 105 และขาวปทมธาน 1 ทมลกษณะทางกายภาพคลายกนมาก จง

ท าใหผเชยวชาญไมสามารถใชลกษณะทางกายภาพตรวจสอบได ดงนน ในโครงการวจยน จงมงประเดนไปท

การพฒนาชดตรวจเพอจ าแนกสายพนธขาวทลงลกไปในระดบ “พนธกรรม” โดยใชความจ าเพาะของชดตรวจ

ดเอนเอทสรางขนจากอนเดยมออกไซดเจอดบก ซงจะใชเวลาตรวจนอยและราคาถก ผลจากงานวจยน จะเปน

การสรางทางเลอกหนงในการตรวจสอบการปลอมปนขาว

การตรวจสอบพนธขาวในระดบพนธกรรมนนมหลายวธการ อาทเชน การวเคราะหในเชงสถตโดยด

ปรมาณการเขาคกนกบรหสดเอนเอทซ ากน (Microsatellite analysis) วธการท าเครองหมายรหสพนธกรรม

(Genetic marker) ซงแบงไดหลายวธ อาทเชน Random Amplify Polymorphic DNA (RAPD)

Restriction Fragment Length Polymorphism (RFLP) และวธวดมวลของรหสพนธกรรม เทคนคดงกลาว

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

2

ขางตนอาจตองใชการแยกทางไฟฟาโดยใชเจลรวมดวย ซงตองใชสารเคมทอนตราย หรอจ าพวกสารกอมะเรง

หรอบางเทคตองใชเครองมอทมราคาแพง มขนาดใหญ ไมเหมาะแกการน าไปใชนอกหองปฏบตการ แตการ

ตรวจดเอนเอดวยเครองวดทางไฟฟาเคมนน มขอดหลายประการ อาทเชน ตวเครองวดมขนาดไมใหญมาก

สามารถน าไปใชนอกหองปฏบตการได และทส าคญราคาไมแพง ตนทนของเครองรวมถงชดแผนตรวจมราคา

ไมเกนหนงแสนบาท นอกจากนนงสามารถพฒนาชดตรวจใหน ากลบมาใชซ าได ทงนจะเหนวาชดตรวจดเอนเอ

ดวยเทคนคเชงไฟฟาเคมเปนนวตกรรมทมราคายอมเยาว มขนาดเลก และใชงานงาย เนองจากมลกษณะคลาย

อปกรณไฟฟาทว ๆ ไป นอกจากนองคความรของการสรางเครองวดทางไฟฟาเคมและการพฒนาชดตรวจดวย

วธการทางไฟฟาเคมยงถอวาเปนประโยชนตอการพฒนาตอยอดในดานอน ๆ อกหลายดาน เพราะนอกจาก

เครองมอดงกลาวจะตรวจสอบดเอนเอไดแลว ยงสามารถตรวจสารชวโมเลกลชนดอน ๆ ไดอกดวย

1.1 รหสพนธกรรมของยนทใหกลนหอมของขาว

จากการศกษารหสพนธกรรมมาอยางยาวนานของขาว เพอศกษาและตรวจคนหายนทท าใหเกดลกษณะตามตองการ และท าการปรบปรงพนธใหไดตามความตองการของตลาด เชน กลนหอมของขาวหอมมะล เปนตน กลนหอมของขาวหอมมะลนนประกอบดวยสารอนทรยกวา 114 ชนด แตสารทมปรมาณมากสดทเปนสารหลกของกลนคอ 2-acetyl-1-pyrroline (2AP) การสรางสาร 2AP มกลไกการยบยงโดยสาร betaine aldehyde dehydrogenase (BADH2) ซงสารดงกลาวควบคมการสรางโดยแอลลล Badh2 ซงเปนยนยนเดนบนโครโมโซม 8 สวนแอลลล badh2-E2 และ badh2-E7 นนเปนสวนทเหนยวน าใหเกดการสราง 2AP จากการศกษาคนควาของ Shi W. และ Chen S. เกยวกบแอลลลของยนทมสวนเกยวของกบการสราง 2AP โดยการเลอกตดเครองหมายรหสพนธกรรมไว 10 รหส ดงตารางท 1.1 จากการทดลองจงคนพบวา null allele ของ badh2-E2 และ badh2-E7 มการถายทอดไปยงขาวรนถดไปในกรณของขาวหอมมะล รหสของยนแอลลลทคนพบวาเปนสวนส าคญของการสรางกลนหอมหรอสาร 2AP นจะพบมากในใบของตนออน และสวนอน ๆ ของพชยกเวน ราก รหสพนธกรรมดงกลาวแสดงไวในตารางท 1.2

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

3

ตารางท 1.1 แสดงรายการของรหสพนธกรรมทใชเปนตวตงตนในการเขารหสกบแอลลล badh2/Badh2 ชอของล าดบเบส รหสของล าดบเบส (5 ไป 3) ขนาดของผลตภณฑพซอาร

(เบส) Badh2P1 Badh2P2 Badh2P3 Badh2P4 Badh2P5 Badh2P6 Badh2P7 Badh2P8 Badh2P9 Badh2P10

F: GTCTCTCCTCCAACATGCTC R: GTGGTGTCAGGTGTGGAGTG F: CCGAAGTCCGTACCAACTGC R: CAATCATGTTAATGCAGCTC F: GTGCGTATCCTCTGTTCTGG R: CAAGCGTGTTAATGCAGCTC F: CTGAGCTGGCTAGACTAGAG R: CCATCAGGAGAGGATAGTTC F: CCTCCGTGTTAATGCAGCTC R: CATAGCAAGTGGCATGTACC F: GGTTGGTCTTCCTTCAGGTG R: GTCCTTCCTAACTGCCTTCC F: CCAGACGAGCAGGATGCAAG R: CATGGTCAGGAGCAAGAAGC F: GTGGCAAGGAAGGCAGTTAG R: GCAATAAGGCTTGGAAGGAC F: TTTCAGCTTCTTGCTCCTGA R: CAGTTAATCTCTGGCATCGC F: GGCCAACGATACTCAGTGAG R: CCGGTCATCAGCTAACTTCC

995 972 855 1025 1026 926 984 912 1023 1083

ตารางท 1.2 รหสพนธกรรมแอลลล badh2-E2 และ badh2-E7 ทไดรบการปรบปรงแลว และความยาวของผลตภณฑพซอาร แอลลล badh2 การเปลยนแปลงของล าดบเบส รหสของล าดบเบส (5 ไป 3) ขนาดของผลตภณฑพซอาร

(เบส)

badh2-E2 badh2-E7

หายไป 7 เบสทเอกซอน 2 หายไป 8 เบสทเอกซอน 7

F: CCTCTGCTTCTGCCTCTGAT R: GATTGCGCGGAGGTACTTG F: CTTCTGCCTCTGATTAGCCT R: GCCGTGAGCCATATACACTT F: GGTTGCATTTACTGGGAGTT R: CAGTGAAACAGGCTGTCAAG

200/207 643/650 260/268

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

4

1.2 การเตรยมพนผวและการวเคราะห

การเตรยมพนผวของฟลมบางใหสามารถตดตวตรวจจบทมความจ าเพาะกบสารทตองการ

วเคราะหนนมความส าคญในทกขนตอน โดยเรมจากการปรบสภาพพนผวใหมความเหมาะสมกบการตด

ชนสารในแตละชน การปรบสภาพผวนนเปนขนตอนทปรบพลงงานพนผวใหมความเหมาะสมกบการเกด

พนธะเคมกบสารทตองการตด เนองจากสารทตองการตดบนพนผวนนจะมหมฟงกชนทแตกตางกน ท าให

มคาไอโซอเลกทรกตางกน นอกจากการปรบสภาพพนผวแลว วธการสรางพนธะเคมระหวางพนผวกบ

สารทตองการตดบนพนผวกมดวยกนหลายวธ ซงสามารถแบงไดเปน 2 วธหลก ๆ ตามลกษณะอนตร

กรยาทเกด นนคอ อนตรกรยาทางกายภาพ และอนตรกรยาทางเคม การตดดวยอนตรกรยาแบบเคมนน

มขอดกวามาก เพราะสารทตดกบพนผวจะหลดยาก และสามารถก าหนดทศทางการวางตวของชนสาร

บนพนผวไดอกดวย การสรางอนตรกรยาทางเคมนน นยมใชความจ าเพาะของหมฟงกชนของสารท

ตองการตดกบพนผว อาทเชน พนผวจ าพวกออกไซดของโลหะจะสามารถสรางพนธะเคมกบหม

ฟงกชนไฮดรอกซล คารบอกซลก และฟอสฟอรกไดด ในขณะทพนผวจ าพวกทอง หรออนภาคนาโนของ

ทองจะตดกบสารจ าพวกไทออลไดด เปนตน ดงนนการเลอกหมฟงกชนของสารทตองการตดบนพนผวจง

เปนอกหนงตวแปรทส าคญ ตองเลอกใหดานหนงของโมเลกลตดพนผวไดด และอกดานของโมเลกลตดกบ

ชนสารถดไปไดดดวย

ชนสารอกหนงชนทมความส าคญกบการตรวจจบดเอนเอคอ ชนของดเอนเอตรวจจบ เนองจาก

การตรวจจบดเอนเอทมประสทธภาพและมความจ าเพาะมากในระดบสามล าดบเบสคอการตรวจจบดวย

การเขาคกนของดเอนเอ ดงนนปรมาณดเอนเอตรวจจบกเปนอกหนงตวแปรส าคญทท าใหพนผวตรวจจบ

มประสทธภาพด ทงนจ าเปนตองหาปรมาณของดเอนเอตรวจจบทเหมาะสมกบการตรวจดเอนเอ

เปาหมาย รวมไปถงตวแปรอน ๆ ทมผลกบการเขาคกนไดของดเอนเอทงสอง เมอพจารณาตวแปรหลกท

มผลกบปรมาณของดเอนเอตรวจจบทสามารถตดบนพนผวไดกคอ พนททดเอนเอตรวจจบสามารถสราง

พนธะเคมได หรอกคอพนทของชนสารกอนหนาทตดไปบนฐานรอง ซงชนสารดงกลาวทมความยาวของ

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

5

โลเลกลมากมแนวโนมทจะตดบนฐานรองไดมากกวา และมการจดเรยงตวทดกวา ท าให ไดพนทของชน

สารมากกวา แตความหนาของชนสารดงกลาวมผลโดยตรงกบการสงผานอเลกตรอนทบรเวณรอยตอของ

สารละลายกบขวไฟฟา ซงจะเปนกระบวนการทตองเกดขนทพนผวตวตรวจจบดวยวธการทางไฟฟาเคม

ดงนนจงตองมการเพมประสทธภาพการสงผานอเลกตรอนใหดยงขน หรอมความหนาแนนของกระแส

อเลกตรอนตอพนทเพมมากขน วธการหนงทนยมใชกนคอการตดอนภาคนาโนลงบนพนผว เพอชวยเพม

คากระแสอเลกตรอนตอพนท และชวยใหระดบชนพลงงานของอเลกตรอนทเกดการสงผานมคาใกลเคยง

กนมากขน มการกระจายตวของระดบพลงงานนอยลง ซงจะชวยแกปญหาชนสารทใชเชอมตอระหวาง

ฐานรองกบดเอนเอตรวจจบได

1.3 เทคนคการวเคราะหพนผวดวยไฟฟาเคม

ไฟฟาเคมนนเปนเทคนคการวดปรมาณทางไฟฟาทเกดเนองจากการสงผานอเลกตรอนหรอ

เนองจากประจไฟฟาบรเวณรอยตอระหวางสารละลายกบขวไฟฟา วธการทางไฟฟาเคมนนสามารถใช

เพอการสงเคราะหและวเคราะหทบรเวณผวหนาของขวไฟฟาหรอบรเวณรอยตอของขวไฟฟากบ

สารละลายได ในงานวจยนจะใชไฟฟาเคมเฉพาะในสวนทเปนการวเคราะห โดยจะใช 3 วธการหลก ๆ

คอ

1.3.1 การวดกระแสไฟฟาเนองจากความตางศกยแบบวน (Cyclic voltammetry)

การวดคากระแสทเกดเนองจากการจายความตางศกยไฟฟาแบบวน เปนการส ารวจระบบ

ขวไฟฟาในสารละลายอเลกโทรไลต เพอตรวจสอบระบบวามการเกดปฏกรยารดอกซระหวางขวกบ

สารละลายอเลกทรอไลตหรอเกดเนองจากสมบตเปนตวคะตะลสตของขวไฟฟาเองหรอไม โดยการจาย

ความตางศกยไฟฟาแบบสามเหลยม หรอใหคาความตางศกยไฟฟาแกวงในชวงทใชงานขวไฟฟาใน

สารละลายอเลกทรอไลต ความตางศกยทจายใหกบขววธนเปนดงรปท 1.1

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

6

รปท 1.1 รปแบบความตางศกยไฟฟาวธการวดกระแสไฟฟาเนองจากความตางศกยไฟฟาแบบวน

คาทวดไดคอคากระแสไฟฟาทเกดเนองจากการสงผานอเลกตรอนเขาและออกจากขว เมอ

จายความตางศกยไฟฟาจากคานอยไปมาก กระแสทเปนดานบวกคอกระแสแอโนดก และฝงทเปนลบคอ

กระแสแคโทดก โดยกระแสแอโนดกเกดจากอเลกตรอนหลดออกจากขวไปยงไอออนในสารละลาย และ

กระแสแคโทดกจะเกดการสงผานอเลกตรอนในทางกลบกน แผนภาพระหวางความตางศกยไฟฟาทจาย

ใหกบคากระแสไฟฟาทวดไดทความตางศกยใด ๆ คออดงรปท 1.2 ซงคากระแสไฟฟาทไดเกดเนองจาก

กระแสสองสวนคอ กระแสเนองจากการอดประจไฟฟา (Charging current) และกระแสเนองการใหหรอ

รบอเลกตรอนหรอกระแสเนองจากปฏกรยารดอกซ (Faradaic current) ซงเปนกระแสไฟฟาทสนใจของ

ปฏกรยารดอกซใด ๆ

รปท 1.2 แผนภาพกระแสไฟฟา – ความตางศกยไฟฟาทจายใหจากเรมตน ( )ถงจดสดทาย ( )

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

7

การวดคากระแสไฟฟาทไดจากการจายความตางศกยแบบวนนเปนการตรวจสอบปฏกรยา

เคมระหวางขวไฟฟาและสารละลายอเลกทรอไลตเบองตน หรอเปนการวดเพอใชเปนคาฐานเอาไวเทยบ

กบขวทท าการปรบสภาพพนผวแลว ในเบองตนถอเปนการตรวจสอบความเหมาะสมระหวา งขวและ

สารละลายอเลกทรอไลต ในกรณทขวมสมบตคะตะลสต สามารถใชเพอหาปรมาณคะตะลสตทขวไฟฟา

ไดอกดวย

1.3.2 การวดกระแสไฟฟาผลตางเนองจากความตางศกยแบบพลส (Differential pulse

voltammetry)

วธการวดกระแสไฟฟาผลตางเนองจากความตางศกยแบบพลสเปนวธการวดคากระแสท

ตางกนระหวางจดเรมตนและจดสดทายของสญญาณพลสเพอลดคากระแสทเกดจากการอดประจไฟฟา

ของขวไฟฟาซงถอเปนสญญาณทไมตองการวดในระบบขวทเกดปฏกรยารดอกซ ท าใหไดคาสญญาณของ

กระแสไฟฟาเนองจากปฏกรยารดอกซทสงขน ชดเจนขน นอกจากนยงมขดจ ากดของปรมาณสารทนอย

สามารถวดคากระแสไฟฟารดอกซเนองจากสารทเกดรดอกซไดในระดบไมโครถงนาโนโมลาร หรอระดบ

bpm ลกษณะของสญญาณความตางศกยไฟฟาทจายใหขวไฟฟาเปนดงรปท 1.3 และลกษณะของ

แผนภาพผลตางกระแสไฟฟากบความตางศกยไฟฟาทจายใหจะเปนดงรปท 1.4

รปท 1.3 รปแบบความตางศกยไฟฟาวธการวดผลตางกระแสไฟฟาเนองจากความตางศกยไฟฟาแบบพลส

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

8

รปท 1.4 แผนภาพผลตางกระแสไฟฟา – ความตางศกยไฟฟาทจายใหจากเรมตน ( )ถงจดสดทาย

( )

1.3.3 การวดคาอมพแดนซเชงไฟฟาเคม (Electrochemical impedance spectroscopy)

วธการวดคาอมพแดนซเชงไฟฟาเคมเปนวธการทจายความตางศกยไฟฟากระแสสลบหรอ

รปไซนในระดบมลลโวลตหรอในระดบนอย เพอรบกวนไอออนทผวหนาขวไฟฟาใหมการสน แลวท ากาวด

คากระแสไฟฟารปไซนทตอบสนองกลบมา โดยเปรยบเสมอนวาทขวบรเวณรอยตอของสารละลายม

ลกษณะทางกายภาพคลายกบอปกรณในวงจรไฟฟากระแสสลบ การทคากระแสไฟฟามขนาดทเปลยนไป

และมเฟสทเปลยนไป เนองมาจากอปกรณหรอลกษณะทางกายภาพของขวไฟฟา การใชเทคนคดงกลาว

ท าใหสามารถตรวจสอบลกษณะทางกายภาพของขวไฟฟาได โดยเฉพาะขวไฟฟาทมการปรบปรงผวหนา

สามารถใชวธการดงกลาวตดตามพนผวแตละชน ตลอดจนหาพนททแตละชนปกคลมไปบนขวไฟฟาได

เพอไมใหเกดการเปลยนแปลงทางเคมอน ๆ นอกเหนอจากชนสารในแตละชน จ าเปนตองใชสารละลายอ

เลกทรอไลตทไมเกดปฏกรยาเคมกบผวหนาของขวไฟฟา หรออาจใชตวก าเนดสญญาณรดอกซรวมดวย

เพอเพมประสทธภาพของการวดใหมากขน ทงนตวก าเนดสญญาณรดอกซตองมการรบ – ใหอเลกตรอน

กบขวเปนปฏกรยาแบบยอนกลบได

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

9

สญญาณทไดจากการวดคาอมพแดนซคอคากระแสไฟฟาทเปนสญญาณรปไซน สญญาณ

กระแสดงกลาวจะแสดงใหเหนลกษณะทางกายภาพของบรเวณรอยตอระหวางขวไฟฟากบสารละลาย

แผนภาพทไดจากคากระแสไฟฟาดงกลาวนมแผนภาพหลก ๆ 2 แบบคอ แผนภาพระหวางอมพแดนซ

สวนจรงกบสวนจนภาพดงแสดงตวอยางในรปท 1.5 และแผนภาพคาลอกการทมของความถกบเฟสหรอ

คาลอกการทมของอมพแดนซดงแสดงตวอยางในรปท 1.6 ลกษณะของแผนภาพทงสองจะแสดงใหเหนถง

ลกษณะทางกายภาพ ในสวนของการวเคราะหสญญาณทไดจ าเปนตองใชแบบของวงจรไฟฟาซงออกแบบ

ตามกระบวนการทเกดขนบรเวณผวหนา คาของอปกรณไฟฟาตาง ๆ จากวงจรทออกแบบไวจะแสดงให

เหนถงลกษณะการเปลยนแปลงทผวหนาของขวไฟฟา

รปท 1.5 แผนภาพของการวดคาอมพแดนซเชงไฟฟาเคมของคาอมพแดนซสวนจรง (Z) และสวนจนตภาพ

(Z)

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

10

รปท 1.6 แผนภาพของการวดคาอมพแดนซเชงไฟฟาเคมของคาลอกการทมของความถ (log f) กบผลตางเฟสระหวางกระแสไฟฟาและความตางศกย (Phase) หรอคาลอกการทมของอมพแดนซ (log Z)

1.4 วตถประสงคของงานวจย 1. เพอตรวจสอบความจ าเพาะของชดตรวจดเอนเอทสรางขนจากฐานรองอนเดยมออกไซด

เจอดบกทท าการปรบสภาพดวยชนสารอนทรย 2. พฒนาชดตรวจดเอนเอทไดจากกระบวนการพซอาร 3. เพอตรวจสอบการจ าแนกความแตกตางระหวางดเอนเอของขาวปทมธาน 1 กบขาวดอก

มะล 105 ของพนผวดเอนเอตรวจจบ 4. เพอสรางองคความรเกยวกบการตรวจพนธกรรมของพชดวยเทคนคทางไฟฟาเคม

ทดแทนการการแยกทางไฟฟาโดยใชเจล 5. เพอพฒนาชดตรวจพนธกรรมของพชทลดระยะเวลาการตรวจ ปลอดภย และราคาถก

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

11

บทท 2

กระบวนการด าเนนงานวจย

2.1 ขอมลเชงเคมและสารเคมทใช

พนผวฐานรองทใชคอฟลมบางอนเดยมออกไซดเจอดบกเคลอบบนกระจก ความหนาของฟลมบาง

ประมาณ 140 นาโนเมตร สภาพตานทานไฟฟา 10-4 โอหม-เซนตเมตร พนผวทไดนสงซอจากบรษทลมเนส

เซนทจ ากด ประเทศไตหวน ตลอดการท าวจยน ใชน ากลนจากศนยเครองมอกลาง คณะวทยาศาสตร

มหาวทยาลยมหดล วทยาเขตพญาไท น าทใชมคาสภาพตานทาน 18.3 เมกะโอหม-เซนตเมตร รายการสารเคม

ทใชในงานวจยนนแจกแจงดงตาราง 2.1

ดเอนเอเสนเดยวซงใชเปนดเอนเอตรวจจบและดเอนเอเปาหมายเพอใชในการตรวจสอบพนผว

ตรวจจบสงซอจากบรษท แปซฟค ไซเอนซ ละลายในน าทผานการตมฆาเชอแลว และกอนน าไปตดกบฐานรอง

จะละลายอยในสารละลาย 2XSSC (ปรบลดคาความเขมขน 10 เทาจาก 20XSSC; 3โมลาร โซเดยมคลอไรด

ผสมกบ 300 มลลโมลาร ไตรโซเดยมซเตรท ปรบคา pH ดวย 0.1 โมลารกรดไฮโดรคลอรก)เพอคงสภาพของด

เอนเอและใหมการกระจายตวทด

ตารางท 2.1 รายการสารเคมทใชในงานวจยและบรษทผผลตสารเคม

ล าดบท ชอสารเคม บรษท

1 อะซโตน

อารซไอ แลป สแกน จ ากด

2 ไอโซโพรพานอล

3 กรดไฮโดรคลอรก

4 เอทานอล

5 โซเดยมคลอไรด

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

12

ล าดบท ชอสารเคม บรษท

6 กรด 3-เมอแคปโตโพรพโอนก

ฟลกา 7 1,4-ไดไทออล-ดแอล-ทรททอล

8 โซเดยมซเตรท

9 โซเดยมไบคารบอเนต เมรก

10 โซเดยมอะซเตท

ซกมา-อลดรช

11 โพแทสเซยมเฮกซะไซยาโนเฟอเรต

12 เมททลนบล

13 ไฮโดรเจนออโรคลอเรต

14 กรด 11-เมอแคปโตอนเดคคาโนอก

15 เมอแคปโตเฮกซะนอล

16 โซเดยมโดเดซลซลเฟต ไบโอเบสก

17 ทรส(ไฮดรอกซเมททล)อะมโนมเทน รเสรช ออรแกนก

18 โซเดยมบอโรไฮเดรท แลปบอราทอร เคมสทร

2.2 ขนตอนการสรางรปรางของฟลมบางอนเดยมออกไซดเจอดบกบนกระจก

ฟลมบางของอนเดยมออกไซดเจอดบกหรอไอทโอถกใชเปนฐานของส าหรบชนสารตาง ๆ ตลอด

กระบวนการปรบสภาพผว พนททน าไฟฟาของไอทโอเทาเดม ดวยวธการฉายแสงเพอสรางแบบ ท าใหไดพนผว

รปรางกลมขนาดเสนผาศนยกลาง 3 มลลเมตร ไดพนทรวมโดยประมาณ 0.2 ตารางเซนตเมตร ทงนเทคนค

ทางไฟฟาเคมจะตองใชพนทผวทน าไฟฟาไดดพอ ๆ กน และมขนาดพนทน าไฟฟาเทากน เนองจากขนาดพนท

มผลกบขนาดของสญญาณทางไฟฟาทตรวจวดได กระบวนการฉายแสงเพอสรางแบบนใชแสงยวเพอใหไดขวม

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

13

รปรางตามตองการในขนาดระดบมลลเมตร ทกขนตอนของการท าลโทกราฟฟของฐานรองทกตวนนควบคมตว

แปรทกตวเหมอนกน ซงจะกลาวถงตอไป

2.1.1 การสรางรปรางของผวไอทโอทเคลอบบนกระจก

กอนจะเขาสกระบวนการลโทกราฟฟนน ตองท าความสะอาดพนผวไอทโอทเคลอบบนกระจก

กอน ขนตอนการลางคอ ใชน ายาลางจาน 1 – 2 หยดในน าททวมชนฐานรองเปนเวลา 10 นาท ตาม

ดวยน ากลนสองครง ครงละ 5 นาท จากนนตามดวยอะซโตนสองครง ครงละ 5 นาท สดทายลางดวยไอ

โซโพรพานอลหนงครง 10 นาท ทกขนตอนการลางสารละลายและตวอยางตองแชในเครองสนดวยคลน

เหนอเสยง

2.1.2 กระบวนการสรางรอยโดยใชแสงและการกดดวยสารเคม

หลงจากท าความสะอาดพนผวแลวกน ามาเขากระบวนการโฟโตลโทกราฟฟดวยการตดฟลมไว

แสงยวลงบนพนผว จากนนฉายแสงยวผานหนากากทมส และลกษณะดงรปท 2.1 (กลบขาวเปนด า)

เวลาทใชในการฉายแสงคอ 15 วนาท จากนนลางฟลมไวแสงสวนทไมโดนแสงยวออกดวย 2% น าหนก

ตอปรมาตรของโซเดยมไบคารบอเนต เวลาทใชลางคอ 2 นาท แลวลางน า และไลน าออกจากพนผวดวย

การอบในตอบทอณหภม 60 องศาเซลเซยส จากนนน าไปแชในกรดไฮโดรคลอรกเขมขนเพอกดเอาไอท

โอสวนทไมตองการออก ลางน าแลวน าไปแชใน 7% น าหนกตอปรมาตรของโซเดยมไฮดรอกไซดเปน

เวลานาน 5 – 10 นาท เปาใหแหงและเกบไวในตดดความชน

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

14

รปท 2.1 รปรางของหนากาก และรปรางของพนผวไอทโอหลงผานกระบวนการสรางรปรางแลว

2.3 การปรบสภาพผวไอทโอดวยชนสารอนทรยสายสนและสายยาว

หลงจากไดพนผวไอทโอรปรางและพนทตามตองการแลว น าพนผวดงกลาวมาปรบสภาพดวยวธการ

จดเรยงตวเอง โดยสารทใชปรบสภาพนนเปนสารอนทรยสายสนปลายดานหนงเปนหมฟงกชนคารบอกซลอก

ดานหนงเปนหมฟงกชนไทออล โดยในงานวจยนไดมการทดสอบแชขวไวในสารอนทรย 2 ชนด คอ

กรด3-เมอแคปโตโพรพโอนก (3-MPA) ซงเปนสารอนทรยทมความยาวของไฮโดรคารบอน 3 และอกชนดคอ

กรด 11-เมอแคปโตอนเดคคาโนอก (11-MUA) ซงมความยาวของไฮโดรคารบอน 11 ขนตอนคอน าพนผวไอท

โอไปแชในสารละลาย 3-MPA ในเอทานอลความเขมขน 5 มลลโมลาร หรอ 11-MUA 1 มลลโมลารเปน

เวลานานประมาณ 24 ชวโมง เมอแชครบเวลาแลวน าออกมาลางดวยน ากลนปรมาณมาก ๆ ชนสารอนทรย

ดงกลาวจะตดกบผวไอทโอดวยหมฟงกชนคารบอกซล และชหมฟงกชนไทออลขนมาพรอมส าหรบการสราง

พนธะไดซลไฟดกบดเอนเอตรวจจบ กอนทจะท าการเคลอบชนตอไปตองน าพนผวดงกลาวมาตรวจวดดวย

วธการทางไฟฟาเคมกอนเพอยนยนการตดของชนสารอนทรยและหาสดสวนของการตดบนพนทผวไอทโอ

ทงหมด

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

15

รปท 2.2 กระบวนการเอสเทอรฟเคชนของหมฟงกชนไฮดรอกซลและคารบอกซเลตของเอมพเอ

2.4 การปรบสภาพผวไอทโอดวยอนภาคทองนาโน

อนภาคทองนาโนเปนทรจกและนยมใชเพอการปรบสภาพพนผวใหมการสงผานอเลกตรอนไดดขน

ในงานวจยนจงไดทดลองใชสมบตการเพมขนาดสญญาณทางไฟฟาของอนภาคทองนาโน โดยไดทดลองตด

อนภาคทองนาโนทงแบบใชอนตรกรยาทางกายภาพและอนตรกรยาพนธะเคม เพอท าการทดสอบเปรยบเทยบ

ในเชงของการเตรยมตวอยางและการน าไปใชงานจรง วาวธการเตรยมแบบใดทเหมาะสมกบการใชงานจรง

ประหยดสารและเวลามากทสด จงไดมขนตอนการเตรยม 2 วธการเปรยบเทยบกนคอ

1. การตดอนภาคทองนาโนดวยอนตรกรยาเชงกายภาพ สามารถเตรยมไดโดยหยดสารละลายอนภาค

ทองนาโน 50 ไมโครลตรตอฐานรองไอทโอหนงแผน (2 ขวไฟฟา) โดยพยายามหยดใหทวมพนผวไอ

ทโอเทานน แลวท าการอบทอณหภม 60 องศาเซลเซยสเปนเวลา 4 ชวโมง จากนนน าออกมาลางน า

สะอาดและเปาใหแหง

2. การตดอนภาคทองนาโนดวยอนตรกรยาพนธะเคม ผานชนสารอนทรยทมหมฟงกชนของซลเฟอร

(3-MPA และ 11-MUA) ดวยการน าฐานรองไอทโอทมการตดชนสารอนทรยมาลางดวย 0.1 โมลาร

ของโซเดยมบอโรไฮไดรด ตามดวยน าสะอาด แลวหยดสารละลายอนภาคทองนาโน 100 ไมโครลตร

ลงบนฐานรองดงกลาว อบทอณหภม 60 องศาเซลเซยสเปนเวลา 4 ชวโมง

2.5 การตดดเอนเอตรวจจบบนพนผวของอนภาคทองนาโน

ขนตอนการตรวจดเอนเอเปาหมายนนตองใชดเอนเอทเขาคกนไดกบดเอนเอเปาหมายในการ

ตรวจจบ ดงนนการตดดเอนเอตรวจจบจงเปนตวแปรหนงทส าคญส าหรบการตรวจจบดเอนเอเปาหมาย

ปรมาณดเอนเอตรวจจบทพอเหมาะหรอมการตดในปรมาณทมากทสดดวยเงอนไขการตดทก าหนดจะชวยให

การเขาคกนของดเอนเอตรวจจบและเปาหมายเกดไดรวดเรวขน ดขน และมประสทธภาพในการตดมากขน

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

16

การตดดเอนเอตรวจจบในกรณนเปนการสรางพนธะเคมระหวางอนภาคทองนาโนกบดเอนเอทมการปรบแตง

ปลายดาน 5 หรอดานทเปนหมฟอสเฟตของดเอนเอ เพอใหดาน 5 ตดกบพนผว และปลอยดาน 3 ไวให

สามารถเขาคกบดเอนเอเปาหมายได เนองจากดเอนเอจะมการเขาคกนจากฝง 5 ของดเอนเอเปาหมายไปยง

ฝง 3

กระบวนการตดดเอนเอตรวจจบนใชวธการอบในภาชนะทมความชนสมพทธสงหรอในภาชนะทมน า

อยตลอดเวลา เพอใหความเขมขนของเกลอไมเปลยน โดยสารละลายทใชละลายดเอนเอคอสารละลายเกลอ

2XSSC ซงจะชวยใหเสนดเอนเอตรวจจบใหเปนกลางทางไฟฟาและคลายตว เนองจากเปนสารทม Na Ion อย

มาก เปนประจบวกสามารถท าใหหมฟอสเฟตทเปนลบของสารดเอนเอเปนกลางได อณหภมทใชอบในภาชนะ

ทมไอน าอยมากคอ 37 องศาเซลเซยส ซงถอเปนอณหภมมาตรฐานของการตดดเอนเอบนพนผวทเปนของแขง

โดยทวไป เวลาทใชอบประมาณ 4 ชวโมง จากนนน าพนผวทตดดเอนเอตรวจจบมาลางดเอนเอทไมสามารถตด

บนพนผวไดดวยสารละลายเกลอ 2XSSC 2 ครง แลวตามดวยน า DI เพอลางคราบเกลอส าหรบการตรวจวด

ทางไฟฟาเคม และใชเปนพนผวตรวจจบดเอนเอเปาหมายตอไป

2.6 การเขาคกนของดเอนเอตรวจจบและดเอนเอเปาหมาย

การเขาคกนของดเอนเอตรวจจบและเปาหมายใชกระบวนการใกลเคยงกบการตดดเอนเอตรวจจบ

เนองจากดเอนเอเปาหมายเปนผลตผลทไดจากกระบวนการพซอาร ซงเปนดเอนเอสายคทมความยาวมากกวา

100 เบสขนไป (ขนอยกบการออกแบบดเอนเอในกระบวนการพซอาร) ดงนนดเอนเอเปาหมายทไดจาก

กระบวนการพซอารตองผานกระบวนการแยกเสนจากสายคใหเปนสายเดยวกอน วธการแยกเสนท าไดโดยการ

ใหความรอนแกดเอนเอเสนคประมาณ 95 องศาเซลเซยส จากนนแชเยนไวเพอปองกนการกลบมาเขาคกนอก

หรอหยดใสบนพนผวดเอนเอตรวจจบทนท เพอใหเกดการเขาคกนกบดเอนเอตรวจจบ สารทใชละลายดเอนเอ

เปาหมายคอ 2XSSC เหมอนกบดเอนเอตรวจจบเนองจากมความปรมาณ Na Ion ทมากเกนพอ สวนอณหภม

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

17

ทใชในการเขาคคอ 42 องศาเซลเซยส เนองจากตองสรางพนธะไฮโดรเจนซงเปนพนธะทมพลงงานสง จงตอง

ใชอณหภมทสงขน แตสงมากไมไดเนองจากอาจท าใหเสนดเอนเอเกดความเสยหายได

2.7 การตรวจวดเชงไฟฟาเคม

ในการศกษาวจยน ผวจยไดใชเฉพาะวธการทางไฟฟาเคมในการวเคราะหลกษณะของขวไฟฟา

เบองตน โดยการวเคราะหพนผวนน วตถประสงคคอตองการตรวจสอบการตดของชนสารในแตละชน ดวยการ

เปรยบเทยบสญญาณทางไฟฟาของขวไฟฟากอนและหลงการสรางชนสารตาง ๆ การวเคราะหพนผวจงเรมจาก

ขวไฟฟาทเปนฐานรองไอทโอ (ITO) ไอทโอทตดชนสารอนทรย (ITO/MPA, ITO/MUA) ไอทโอทตดอนภาค

ทองนาโนดวยอนตรกรยาเชงกายภาพ (ITO/AuNPs) ไอทโอทตดอนภาคทองนาโนดวยอนตรกรยาพนธะเคม

(ITO/MPA/AuNPs, ITO/MUA/AuNPs) และการใชฐานรองไอทโอแบบตาง ๆ ยดตดดเอนเอตรวจจบ

(ITO/AuNPs/ssDNA, ITO/MPA/AuNPs/ssDNA, ITO/MUA/AuNPs/ssDNA) การวเคราะหขวไฟฟาแตละ

ชนดนนจะมปรมาณทตองการตรวจสอบเพอหาปรมาณหรอพนททสารเปาหมายตดไปบนพนผวสามารถไดดง

ตารางท 2.2

ตารางท 2.2 แสดงคาทท าการวดสญญาณทางไฟฟาเคมของขวไฟฟาในแตละขนตอน

ชนดของขว ปรมาณทตองการวเคราะห/เปรยบเทยบ

คากระแสแอโนดก/แคโทดก

ปรมาณประจไฟฟา

คาอปกรณในวงจรสมมล

แผนภาพกระแส-ควาตางศกย/แผนภาพอมพแดนซ

ITO

ITO/AuNPs

ITO/MPA/AuNPs ITO/MUA/AuNPs

ITO/AuNPs/ssDNA ITO/MPA/AuNPs/ssDNA ITO/MUA/AuNPs/ssDNA

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

18

2.7.1 ขวไฟฟาในสารละลาย Tris-HCl pH 7.0

สารละลายทใชในระบบการวดไฟฟาเคมตองเปนสารละลายทเปนอเลกโทรไลตหรอเปน

สารละลายทแตกตวเปนไอออนได น าไฟฟาได ทงนคาการน าไฟฟาของสารละลายอเลกทรอไลตจะแตกตางกน

คาทใชกนโดยปกตและไมมผลกระทบกบการสงผานอเลกตรอนของรดอกซสปชสคอ 0.01 – 0.1 โมลาร ใน

การวดปรมาณของอนภาคทองนาโนทตดบนฐานรองไอทโอนน สารละลายอเลกโทรไลตทใชตองเทยบเคยงได

กบสารละลายของการวดทางไฟฟาเคมรปแบบอน ๆ นนคอใชสารละลาย 20 มลลโมลาร Tris-HCl pH 7.0

เปนสารละลายอเลกทรอไลต

2.7.2 ขวไฟฟาในสารละลาย 1 มลลโมลาร Ferri/ferrocyanide

สารละลายทใชในระบบการวดไฟฟาเคมตองเปนสารละลายทเปนอเลกโทรไลตหรอเปน

สารละลายทแตกตวเปนไอออนได น าไฟฟาได ทงนคาการน าไฟฟาของสารละลายอเลกทรอไลตจะแตกตางกน

คาทใชกนโดยปกตและไมมผลกระทบกบการสงผานอเลกตรอนของรดอกซสปชสคอ 0.01 – 0.1 โมลาร ใน

งานวจยทขวไฟฟาตองสมผสกบสารชวโมเลกลนยมใชสารละลายบฟเฟอร ซงมสมบตการคงคา pH ของ

สารละลายไดด ท าใหสารชวโมเลกลทสมผสสารละลายดงกลาวคงรปรางได นนกคอคงสภาพการท างานได ใน

งานวจยครงนจงใชสารละลาย 20 มลลโมลาร Tris-HCl pH 7.0 เปนสารละลายอเลกทรอไลต โดยจะมการ

เจอสารละลาย 20 มลลโมลาร NaCl ในอตราสวน 10:1 ปรมาตร/ปรมาตร เพอปรบสภาพสภาพทางไฟฟา

ของดเอนเอใหเปนกลาง เหมาะกบการเขาท าปฏกรยากบเมททลนบล และเหมาะกบการเขาคกบดเอนเอ

เปาหมาย เนองจากชนสารทตองการเปรยบเทยบนนบางชนไมสามารถเกดปฏกรยารดอกซไดดวยตวเอง จง

ตองมไอออนทสามารถใหและรบอเลกตรอนกบขวได เรยกวา รดอกซสปชส เพอไมเปนการรบกวนระบบ และ

เปนการตรวจสอบการตดของดเอนเอ ซงเปนสารชวโมเลกลทมประจลบทผวในสภาวะกรด-เบสทเปนกลาง จง

ตองใชรดอกซสปชสทเปนไอออนลบ ในระบบนจงเตม 1 มลลโมลาร Ferricyanide

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

19

2.7.3 ขวไฟฟาในสารละลาย 100 ไมโครโมลาร Methylene blue

สารละลายอเลกทรอไลตในระบบนจะเทยบเคยงกบระบบอน ๆ คอใช 20 มลลโมลาร Tris-

HCl pH 7.0 ทเจอสารละลาย 20 มลลโมลาร NaCl ในอตราสวน 10:1 ปรมาตร/ปรมาตร และเตม 100 ไม

โครโมลารของเมททลนบล ซงเปนรดอกซสปชสทมความจ าเพาะกบทงดเอนเอเสนเดยวและเสนค เพอใช

สญญาณไฟฟาทเปลยนแปลงไปในการแสดงการเขาคกนของดเอนเอ ตลอดจนปรมาณของดเอนเอทเขาคกนได

ดวย

2.8 กระบวนการสกดดเอนเอพช

ดเอนเอของพชหรอขาวทใชเปนผลตภณฑพซอารนน ท าการสกดจากตนออนของขาว เนองจาก

จมกขาวเปนสวนทมดเอนเออยนอยมาก ไมมากพอทใชในการตรวจดเอนเอโดยทวไปได วธการสกดดเอนเอ

จากตนขาวเปนวธการมาตรฐาน วธทเลอกใชคอ การสกดดวยสารละลายบฟเฟอร CTAB มขนตอนดงน

1. น าตนขาวสดปรมาณ 60 มลลกรมบดใหละเอยดในไนโตรเจนเหลว จากนนน าไปใสในหลอดไม

โครขนาด 1.5 มลลลตร

2. เตม 2XCTAB 1 มลลลตร อนใหสารละลายมอณหภมประมาณ 65 องศาเซลเซยส จากนน

เขยาดวยเครองนาน 60 วนาท หรอเขยาจนสารทงหมดเขากน จากนนแบงสารออกใสหลอดไม

โครขนาด 1.5 มลลลตร 2 หลอด

3. อนสารในหลอดทอณหภม 65 องศาเซลเซยสเปนเวลา 20 นาทเพอแตกเซลลออก

4. น าหลอดทดลองแชในน าแขงจากนนเตม Chloroform-Isoamyl alcohol ปรมาตร 400

ไมโครลตร

5. เขยาจนสารเขากนเปนเวลา 5 นาท

6. น าสารละลายทเขากนแลวไปปนตกตะกอนทความเรว 14000g ทอณหภม 4 องศาเซลเซยส

เปนเวลา 5 นาท

7. น าสารละลายทแยกออกมาใสในหลอดไมโครอนใหม

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

20

8. ดดสารละลายในขอ 7. มา 400 ไมโครลตรแลวเตม Isopropanol 400 ไมโครลตร เขยาใหเขา

กนเบา ๆ ดวยการกลบหลอดไปมา แลวแชเยนทอณหภม -20 องศาเซลเซยสเปนเวลา 30 นาท

หรอแชชองแชแขง 1 คน

9. น าไปปนตกตะกอนดวยความเรว 14000g ทอณหภม 4 องศาเซลเซยส เปนเวลา 5 นาท หลง

ปนเสรจแลวจะเหนเปนกอนสขาวเลก ๆ อยทกนหลอด หากไมเหนตองปรบอตราสวนสารทใช

เนองจากปรมาณดเอนเอทสกดไดนอยเกนไป

10. ดดสารดานบนออก ตองระวงอยาใหกอนสขาวเลก ๆ หลดลอยออกมา ท าการลางกอนสขาว

ดวยสารละลายเอทานอล 70% ปรมาตร 500 ไมโครลตร แลวปนดวยความเรว 8000 รอบตอ

นาท ทอณหภม 4 องศาเซลเซยส เปนเวลา 5 นาท

11. ละลายกอนสขาวในน าทใส RNAse A 20ไมโครกรม/มลลลตร เพอสลาย RNA ทมอยไมใหปน

กบ DNA

12. หาปรมาณของ DNA ทสกดไดดวยวธการแยกดวยไฟฟาในเจล

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

21

บทท 3

ผลการทดลองและการอภปรายผลการทดลอง

3.1 การสรางรปรางของฟลมบางอนเดยมออกไซดเจอดบกบนกระจก

การสรางรปรางของฐานรองไอทโอนนมวตถประสงคเพอจ ากดพนทของขวไฟฟาใหมขนาดเทากน

และควบคมใหคาการน าไฟฟาของฐานรองทน ามาท าขวไดคาใกลเคยงกน ดงนนปรมาณทใชตรวจสอบคาดง

กลาวคอขนาดพนทของขวไฟฟาทสรางขนควรมขนาดเทากนหรอใกลเคยงกน

จากการตรวจสอบดวยกลองจลทรรศนแสงแบบสองผานพบวาเสนผาศนยกลางของไอทโอมขนาด

คลาดเคลอนจากรปวาดของหนากากกนแสงไป 1 มลลเมตร ท าใหขนาดพนทมขนาดคลาดเคลอนไป 0.05

cm2 ซงถอวามเปอรเซนตความคลาดเคลอนทสง จงตองท าการปรบขนาดพนทใชในการค านวณตามขนาดจรง

ภาพสเกลทใชเทยบขนาดจรงและขนาดของรปรางไอทโอทไดจากกลองจลทรรศนแสงแบบสองผานแสดงรปท

3.1 (ก) และ (ข) ตามล าดบ

(ก)

(ข)

รปท 3.1 แสดงขนาดของสเกลทใชวดขนาดจรง (ก) และรปรางไอทโอทไดจากกระบวนการสรางรปรางดวย

แสง (ข)

เตมสเกลขนาด

1 มลลเมตร

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

22

ตารางท 3.1 ตารางแสดงคาการวดเสนผาศนยกลางของขวทท าได คาเฉลย และสวนเบยงเบนมาตรฐาน

ครงท ขนาดเสนผาศนยกลางทวดได (มลลเมตร)

1 3.980

2 3.980

3 3.870

คาเฉลย 3.943

สวนเบยงเบนมาตรฐาน 0.064

ขนาดพนท (ตารางเซนตเมตร) 0.122

ขนาดของพนทจรง (ตารางเซนตเมตร) 0.071±0.05

ผลจากการตรวจสอบดวยกลองจลทรรศนแบบสองผานโดยใชแสงพบวาขนาดของเสนผาศนยกลาง

ของขวทวดไดมคาเฉลยเทากบ 3.94 มลลเมตร และมสวนเบยงเบนมาตรฐานของการวดเสนผาศนยจรงเทากบ

0.064 มลลเมตร

3.2 การปรบสภาพผวไอทโอดวยชนสารอนทรยสายสนและสายยาว

การปรบสภาพพนผวของไอทโอนนมวตถประสงคหลกคอตองการเพมปรมาณและประสทธภาพการ

ตดของสารในชนถดไป ทงนชนสารทตดบนพนผวของไอทโอ ในทนคอ 3-MPA และ 11-MUA ตองมการตดใน

ปรมาณมากจงจะสงผลใหสารในชนถดไปมปรมาณการตดทมากตามไปดวย วธการทใชตรวจสอบในทางไฟฟา

เคมมหลายวธ ในรายงานนจะขอกลาวถง 2 วธหลกทใชคอ วธการวดกระแสเนองจากการจายความตาง

ศกยไฟฟาแบบวน (Cyclic voltammetry) และวธการวดคาอมพแดนซเชงไฟฟาเคม (Electrochemical

impedance spectroscopy) ซงจะไดกลาวในรายละเอยดตอไป

3.2.1 วธการวดกระแสเนองจากการจายความตางศกยไฟฟาแบบวน (Cyclic voltammetry)

3.2.1.1 ในสารละลาย 20 มลลโมลาร Tris-HCl pH 7.0

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

23

ขวไอทโอ

การศกษาเรมตนคอการศกษาอนตรกรยาของฐานรองหรอขวไอทโอในสารละลายอ

เลกโทรไลตในกรณทยงไมใสรดอกซสปชส เพอตรวจสอบความเหมาะสมของสารละลายอเลกโทรไลตและ

ชวงกวางของความตางศกยไฟฟาทใชไดกบขวไอทโอ จากทไดกลาวมาจะเหนวาสารละลายอเลกโทรไลตทใชใน

ทกระบบไฟฟาเคมคอ สารละลาย 20 มลลโมลาร Tris-HCl pH 7.0 ผลการใชวธการวดกระแสเนองจากการ

จายความตางศกยแบบวนพบวา ขวไอทโอไมเกดปฏกรยารดอกซใด ๆ ในสารละลายดงกลาว ในชวงของความ

ตางศกย -0.7 – 1.5 โวลตเทยบกบขวอางอง Ag/AgCl ดงรปท 3.2

รปท 3.2 แผนภาพกระแส – ความตางศกยไฟฟาจากวธวดคากระแสเนองจากความตางศกยไฟฟาแบบวนของ

ขวไอทโอ (ITO) ในสารละลาย 20 มลลโมลาร Tris-HCl pH 7.0

จากแผนภาพกระแส – ความตางศกยไฟฟาจะเหนวาขวไอทโอสามารถใชงานใน

สารละลาย 20 มลลโมลาร Tris-HCl pH 7.0 ไดด โดยมคากระแสเนองจากการอดประจไฟฟานอยมาก แต

ขอจ ากดของขวไอทโอในสารละลายใด ๆ คอการใชในชวงความตางศกยไฟฟาทตดลบทนอยกวา -0.7 V เทยบ

กบขวอางอง Ag/AgCl จะท าใหขวไอทโอเกดปฏกรยารดกชนได ทงนเนองจากขวไอทโอเปนสารกงตวน าชนด

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

24

N สามารถใหอเลกตรอนไดดจงเกดปฏกรยาไดงายทความตางศกยไฟฟาเปนลบหรอเมออเลกตรอนมพลงงาน

ศกยสงนนเอง

ขวไอทโอตดอนภาคนาโนดวยการหยด (ITO/AuNPs)

นอกจากศกษาปฏกรยาของขวไอทโอในสารละลายอเลกโทรไลตแลว วธการวด

กระแสเนองจากความตางศกยไฟฟาแบบวนยงสามารถใชตรวจวดปรมาณของอนภาคทองนาโนบนพนผว

โดยประมาณจากปรมาณอเลกตรอนทเกดการสงผานทขวทงหมดตออนภาคทองนาโน ปฏกรยาทเกดขนทขว

ไอทโอตดอนภาคทองนาโนในสารละลาย 20 มลลโมลาร Tris-HCl pH 7.0 คอการให และรบอเลกตรอน

ระหวางอนภาคทองนาโนและคลอไรดไอออน

จากแผนภาพกระแส – ความตางศกยไฟฟาของขวไอทโอตดอนภาคทองนาโน (รปท

3.3) จะพบวา การเกดออกซเดชนของอนภาคทองนาโนสามารถเกดไดหลายครงตอหนงอนภาคทองนาโน แต

การเกดรดกชนจะเกดไดแคครงเดยว ดงนนเพอความแมนย าจงใชพนทใตกราฟฝงกระแสแคโทดกหรอฝงท

อนภาคทองเกดการรบอเลกตรอนในการหาปรมาณของอนภาคทองนาโน จากแผนภาพกระแส – ความตาง

ศกยไฟฟาเปรยบเทยบกนระหวางการตดอนภาคทองนาโนไปบนไอทโอโดยตรง การตดอนภาคทองนาโนผาน

การตดกบชน MPA และ MUA ตามล าดบ พบวา กระแสฝงแอโนดกหรอการเกดออกซเดชนของอนภาคทอง

นาโนบนพนผวไอทโอมคามากทสด รองลงมาคอการตดผานชนของ MUA และการตดผานชน MPA ให

คากระแสนอยทสด ดงแสดงเปรยบเทยบในรปท 3.3

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

25

รปท 3.3 แผนภาพกระแส – ความตางศกยไฟฟาจากวธวดคากระแสเนองจากความตางศกยไฟฟาแบบวนของ

ขวไอทโอตดอนภาคทองนาโน (ITO/AuNPs, สเขยว) ขวไอทโอทตดอนภาคทองนาโนผานชน MUA

(ITO/MUA/AuNPs, สนาเงน) และ ขวไอทโอทตดอนภาคทองนาโนผานชน MPA (ITO/MPA/AuNPs, ส

ชมพ) ในสารละลาย 20 มลลโมลาร Tris-HCl pH 7.0

รปท 3.4 คาพนทใตกราฟของกระแสแคโทดกเนองจากอนภาคทองนาโนเกดรดกชนกบคลอไรดไอออนใน

สารละลาย 20 มลลโมลาร Tris-HCl pH 7.0

1.00E-06

2.00E-06

3.00E-06

4.00E-06

Area

(AV

)

Cathodic peak area of various attached AuNPs

ITO/AuNPs

ITO/MPA/AuNPs

ITO/MUA/AuNPs

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

26

จากผลการวเคราะหหาพนทใตกราฟของแผนภาพกระแส – ความตาศกยไฟฟาสวน

ของกระแสแคโทดกพบวา คาเฉลยของปรมาณประจไฟฟาทเกดการสงผานขวไอทโอ-อนภาคทองนาโนมคา

เทากบ 1.4110-7 คลอมบ ขวไอทโอ-เอมพเอ-อนภาคทองนาโนมคาเทากบ 1.3410-7 คลอมบ และขวไอท

โอ-เอมยเอ-อนภาคทองนาโนเทากบ 0.9210-7 คลอมบ ผลดงกลาวแสดงใหเหนวาคาประจไฟฟาทสงผานขว

ไอทโอ-อนภาคทองนาโนมคามากทสด ดงนนการตดอนภาคทองนาโนลงบนขวไอทโอโดยตรงถอเปนวธการทด

ทสดในแงของจ านวนการตดของอนภาคทองนาโน แตในสวนของการท าไปใชงานจรงตองท าการเปรยบเทยบ

เพมเตมวามผลตอปรมาณการตดของชนสารถดไป

3.2.1.2 ในสารละลาย 20 มลลโมลาร Tris-HCl pH 7.0 ผสมกบ 20 มลลโมลาร NaCl โดย

ใช Ferri/ferrocyanide เปนรดอกซสปชส

รดอกซสปชส Ferri/ferrocyanide เปนสารประกอบโลหะเชงซอนทนยมใชกนอยาง

มากในการวเคราะหหรอส ารวจพนผวทท าการปรบสภาพ เนองจากเกดปฏกรยาแบบยอนกลบได และไม

สามารถแทรกผานชนของสารทยดตดบนขวเพอเกดการสงผานอเลกตรอนได ท าใหรปรางของชนสารทยดตด

บนขวไมมการเปลยนแปลง สารประกอบเชงซอนดงกลาวเมอแตกตวอยในรปของไอออนแลวจะมประจเปนลบ

นอกจากรดอกซสปชสจะสามารถบอกลกษณะการปกคลมหรอพนททถกปกคลมดวยชนสารแลว สารดงกลาว

ยงเกดอนตรกรยาทางไฟฟากบชนสารทยดตดกบขวไฟฟาได จากอนตรกรยาตาง ๆ ดงไดกลาวมา ในงานวจยน

จงไดใชรดอกซสปชสดงกลาวในการตรวจสอบพนผวไอทโอทตดชนสารอนทรย 2 ชนดคอ 3-MPA

(สารอนทรยสายสน) และ 11-MUA (สารอนทรยสายยาว) นอกจากนยงใชรดอกซาปชสดงกลาวยงใชเพอการ

ตรวจสอบขวกอนและหลงตดดเอนเอตรวจจบบนพนผวของอนภาคทองนาโน

ขวไอทโอตดสารอนทรยสายสนและสายยาว

ชนสารอนทรยทตดลงบนไอทโอนนมวตถประสงคเพอสรางความแขงแรงของการยด

เกาะของสารในชนถดไป ปรมาณของสารอนทรยทยดเกาะและการจดเรยงตวของสารดงกลาวมความส าคญ

มาก การวเคราะหปรมาณของสารดงกลาวสามารถพจารณาในเบองตนดวยการหาอตราสวนของพนททโดนปก

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

27

คลมดวยสารดงกลาว (Coverage) โดยสามารถหาไดจากวธการวดกระแสเนองจากการจายความต าง

ศกยไฟฟาแบบวน (Cyclic voltammetry, CV) วธการดงกลาวสามารถหาอตราสวนของพนททถกปกคลม

จากคาอตราสวนของกระแสทลดลง ดงสมการท (1)

| ( ) ( )

( )| (1)

ในกรณของชนสารอนทรยสายสน (MPA) จะไดคาอตราสวนของพนททถกปกคลม

เทากบ 0.054 หรอคดเปน 5.4% ของพนททงหมด ในขณะทชนสารอนทรยสายยาวไดคาอตราสวนของพนทท

ถกปกคลมเทากบ 0.349 หรอคดเปน 34.9% ของพนททงหมด จะเหนวาพนททถกปกคลมดวยชนสารอนทรย

ในกรณสายยาวจะใหคาทสงกวามาก ดงนนการใชสารอนทรยสายยาวจะใหปรมาณสารทปกคลมบนพนผวไอท

โอทมากกวา สงผลใหปรมาณการตดของสารในชนถดไปมคามากดวย ดงนนจงควรเลอกใชสารอนทรยสายสน

เพอการตดสารในชนถดไป

รปท 3.5 แผนภาพกระแส – ความตางศกยไฟฟาจากวธวดคากระแสเนองจากความตางศกยไฟฟาแบบวนของ

ขวไอทโอ (ITO, สเขยว) ขวไอทโอทตดสารอนทรยสายสน (ITO/MPA, สแดง) และ ขวไอทโอทตด

สารอนทรยสายยาว (ITO/MUA, สมวง) ทมรดอกซสปชส 1 มลลโมลาร ในสารละลาย 20 มลลโมลาร Tris-

HCl pH 7.0:NaCl (10:1 ปรมาตรตอปรมาตร)

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

28

ขวไอทโอตดอนภาคทองนาโน

การใชรดอกซสปชสเปนสารประกอบเชงซอนของเหลกนน นอกจากจะใชตรวจสอบ

ปรมาณการตดของชนสารอนทรยไดแลว ยงสามารถดสมบตการเปนสารเพมสญญาณทางไฟฟาของอนภาค

ทองนาโนไดอกดวย โดยการเทยบอตราสวนของคากระแสแอโนดกระหวางขวไอทโอกบขวไอทโอทตดอนภาค

ทองนาโนลงไป ดงแสดงในรปท 3.6 จะเหนวาการตดอนภาคทองนาโนจะท าใหไดคาเพมขนประมาณ 3 เทา

รปท 3.6 แผนภาพกระแส – ความตางศกยไฟฟาจากวธวดคากระแสเนองจากความตางศกยไฟฟาแบบวน

ของขวไอทโอ (ITO, สดา) และ ขวไอทโอตดอนภาคทองนาโนแบบหยด (ITO/AuNPs, สแดง) ทมร

ดอกซสปชส 1 มลลโมลาร ในสารละลาย 20 มลลโมลาร Tris-HCl pH 7.0:NaCl (10:1 ปรมาตรตอ

ปรมาตร)

ขวไอทโอตดดเอนเอตรวจจบและดเอนสายค

ดเอนเอเปนสารชวโมเลกลทมประจเนองจากหมฟอสเฟต ดงนนแรงกระท าระหวางร

ดอกซสปชสทเปนลบจะเปนแรงคลอมบหรอแรงทางไฟฟา โดยเสนดเอนเอทตดบนพนผวจะผลกไอออนของร

ดอกซสปชสใหหางออกไปหรอเกดการสงผานอเลกตรอนทผวไดยากขน ท าใหคากระแสไฟฟาทเกดจาก

ปฏกรยารดอกซลดลง พจารณารปท 3.7 จะเหนวาหลงจากตดดเอนเอตรวจจบบนพนผวแลวคากระแสไฟฟาท

เกดจากปฏกรยารดอกซลดลง โดยอตราสวนของการลดลงมคาเทากบ 0.1255 หรอคดเปน 12.55% ของพนท

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

29

ทงหมด แตเมอพจารณาปรมาณประจทเกดการสงผานทพนผวทงหมดพบวาคาทไดมคาเทากบ 0.0376 หรอ

คดเปน 3.76% ของพนททงหมด จะเหนวาคาทไดแตกตางกนอยางมาก แสดงใหเหนวาลกษณะการแพรของร

ดอกซสปชสมลกษณะไมเปนระนาบ เนองจากการจดเรยงตวของชนดเอนเอตรวจจบทเปนเสนเดยว คาดวาจะ

วางตวในลกษณะของกอนทรงกลม นอกจากนอาจจะเปนผลเนองจากรปทรงของอนภาคทองนาโนมพนทผว

มากกวาพนผวของฐานรอง ท าใหอตราสวนการตดของดเอนเอตรวจจบนอยกวาทควรจะเปน แตเมอพจารณา

อตราสวนของการปกคลมพนผวของดเอนเอสายคเทยบกบดเอนเอตรวจจบ กรณทค านวณจากกระแสมคา

เทากบ 0.1316 หรอคดเปน 13.16% และคาทไดจากปรมาณประจไฟฟาเทากบ 0.1341 หรอคดเปน

13.41% ซงมคาใกลเคยงกน แสดงใหเหนวาลกษณะการแพรของรดอกซสปชสเปนแบบเดยวกน และเมอ

ค านวณเทยบกบพนผวของอนภาคทองนาโน พบวาคาทค านวณจากกระแสไฟฟาเทากบ 0.2 406 หรอ

24.06% สวนคาทค านวณจากปรมาณประจไฟฟามคาเทากบ 0.1016 หรอ 10.16% ซงมคานอยกวาและม

ลกษณะเดยวกบการแพรของรดอกซสปชสผานพนผวดเอนเอตรวจจบ แสดงใหเหนไดอกทางหนงวาพฤตกรรม

การแพรของรดอกซสปชสผานพนผวดเอนเอตรวจจบและดเอนเอสายคเปนแบบเดยวกน

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

30

รปท 3.7 แผนภาพกระแส – ความตางศกยไฟฟาจากวธวดคากระแสเนองจากความตางศกยไฟฟาแบบวน

ของขวไอทโอตดอนภาคทองนาโน (สเขยว) ขวไอทโอทมชนสารอนทรยสายยาวแบบตดดเอนเอ

ตรวจจบกอน (สสม) และ หลงการเขาคกนของดเอนเอ (สฟา) ทมรดอกซสปชส 1 มลลโมลาร ใน

สารละลาย 20 มลลโมลาร Tris-HCl pH 7.0:NaCl (10:1 ปรมาตรตอปรมาตร)

3.2.2 วธการวดคาอมพแดนซเชงไฟฟาเคม (Electrochemical impedance spectroscopy)

การวดคาอมพแดนซเชงไฟฟาเคมเปนวธการทนยมใช เนองจากเปนวธการทบอกลกษณะของ

พนผวทเปลยนไปไดดวยการรบกวนพนผวเพยงเลกนอยดวยความตางศกยสญญาณรปไซน แลวท าการวด

คากระแสไฟฟาทพนผวตอบสนองกลบมา คากระแสทเปลยนไปจะเปนผลของพนผวทเปลยนไป เมอ

พจารณาขนาดของกระแสไฟฟาทตอบสนองกลบมาจะไดคาอมพแดนซของพนผว เฟสทเปลยนไปของ

กระแสไฟฟาจะบอกลกษณะทางกายภาพของพนผวซงเทยบไดกบอปกรณทางไฟฟา อาทเชน ตวตานทาน

ตวเกบประจ ตวเหนยวน า และอปกรณเทยบเคยงอน ๆ วธการวดทางอมพแดนซนนจะบอกลกษณะทาง

กายภาพของพนผวผานแผนภาพ 2 ลกษณะคอแผนภาพนควซ (Nyquist plot) และแผนภาพโบเด

(Bode plot) ซงทงสองแผนภาพจะใหขอมลทแตกตางกน

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

31

การแปรผลการวดคาอมพแดนซทางไฟฟานนตองมการตงสมมตฐานเกยวกบวงจรไฟฟาท

สามารถอธบายลกษณะทางกายภาพของพนผวได ในงานวจยนไดเลอกวงจรสมมลไฟฟาแบบ Modified

Randle Equivalent Circuit แสดงดงรปท 3.8 โดยมการปรบรปแบบจาก Randle Equivalent Circuit

ตรงสวนของตวเกบประจเปน Constant Phase Element ในกรณของพนผวทมชนสารปกคลมไมเตม

พนท ในทนหมายถงชนสารอนทรยสายสนและสายยาว ซงจะมผลตออตราสวนของพนททถกปกคลม

(Coverage) ในชนถดไปดวย จากผลการวดคาอมพแดนซเชงไฟฟาท าใหสามารถหาอตราอตราสวนของ

พนททถกปกคลม (Coverage) ไดดวยเชนเดยวกบวธการวดกระแสเนองจากการจายความตางศกยไฟฟา

แบบวน

รปท 3.8 วงจรสมมลแบบ Modified Randle Equivalent Circuit

จากภาพวงจรตวแปรทมความส าคญในการหาคาอตราสวนของพนททถกปกคลม

(Coverage) คอคาความตานทานการสงผานอเลกตรอน (Charge transfer resistance, Rct) และคาของ

ความจไฟฟา ซงหาคาไดจากกระบวนการเลอกรปแบบกราฟดวยวธการเลขเชงซอนจะไดคาดงตารางท

3.2

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

32

ตารางท 3.2 ตารางแสดงคาตวแปรของวงจรสมมลทไดจากกระบวนการเลอกรปแบบกราฟของการวดคา

อมพแดนซเชงไฟฟาเคมของขวไฟฟาชนดตาง ๆ

ชนสาร Rct () Q (Sn/cm2)

ไอทโอ (ITO) 642 4.8810-5

อนภาคทองนาโน (ITO/AuNPs) 752 1.9410-7

สารอนทรยสายสน

(ITO/MPA/AuNPs)

1,047 1.1910-5

สารอนทรยสายยาว

(ITO/MUA/AuNPs)

2,314 6.1410-6

ดเอนเอตรวจจบ (AuNPs/ssDNA) 2,506 4.2310-6

ดเอนเอสายค (AuNPs/dsDNA) 2,350 3.3010-6

ผลการวดคาอมพแดนซเชงไฟฟาเคม ดงตารางท 3.2 แสดงใหเหนวาคาการน าไฟฟาหรอการ

สงผานอเลกตรอนของไอทโอและอนภาคทองนาโนมคานอยกวาชนสารอนทรย จากคาดงกลาวสามารถ

ประมาณอตราสวนของพนททถกปกคลมดวยชนสารอนทรยได นอกจากนยงมตวแปร ทไดจาก

กระบวนการเลอกรปแบบกราฟบางตวทสามารถประมาณคาอตราสวนดงกลาวได ดงแสดงในรปท 3.9 จะ

เหนวาขวไอทโอและขวไอทโอทมชนสารอนทรยสายสนจะมลกษณะของแผนภาพไนควชคลาย ๆ กน

เนองจากชนสารอนทรยสายสนมความหนาของชนทอยในระดบไมกนาโนเมตร ไมสามารถท าใหเหนความ

แตกตางของแตละชนรอยตอได นอกจากนคาความจไฟฟากมคาใกลเคยงกนดงแสดงในตารางท 3.2

ในขณะทขวไอทโอทมชนสารอนทรยสายยาวมแผนภาพไนควชทแตกตางกบขวไอทโอปกตอยางชดเจน

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

33

รปท 3.9 แผนภาพไนควชของขวไอทโอ (สนาเงน) ขวไอทโอทมชนสารอนทรยสายสน (สแดง) และ ขวไอ

ทโอทมชนสารอนทรยสายยาว (สเขยว) ในสารละลาย Tris-HCl:NaCl 20 มลลโมลารทมอตราสวนของเฟอร

– เฟอโรไซยาไนดเทากนทความเขมขน 1 มลลโมลาร

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

34

รปท 3.10 แผนภาพไนควชของขวไอทโอทมชนสารอนทรยสายยาวแบบไมตดดเอนเอหรอขวไฟฟา

เปรยบเทยบ (สนาเงน) และ ขวไอทโอทมชนสารอนทรยสายยาวแบบตดดเอนเอ (สแดง) ในสารละลาย

Tris-HCl:NaCl 20 มลลโมลารทมอตราสวนของเฟอร /เฟอโรไซยาไนดเทากนทความเขมขน 1 มลลโมลาร

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

35

รปท 3.11 แผนภาพไนควชของขวไอทโอทมชนสารอนทรยสายยาวแบบตดดเอนเอตรวจจบกอน (สนา

เงน) และ หลงการเขาคกนของดเอนเอ (สแดง) ในสารละลาย Tris-HCl:NaCl 20 มลลโมลารทมอตราสวน

ของเฟอร /เฟอโรไซยาไนดเทากนทความเขมขน 1 มลลโมลาร

การปรบสภาพพนผวดวยอนภาคทองนาโนกใหผลในท านองเดยวกบการตดชนสารอนทรย

สายสน ทงนเนองจากอนภาคทองนาโนถอวาเปนชนของสารกงตวน าเชนเดยวกนไอทโอ ในแผนภาพไนคว

ชจงไมเหนความแตกตางมากนก ดงแสดงในรปท 3.9 หลงจากทท าการตดชนสารอนทรยสายสนและสาย

ยาว จากนนตามดวยชนของดเอนเอตรวจจบ เพอทดสอบการท างานของพนผวอนภาคทองนาโน พบวา

ปรมาณการตดของดเอนเอตรวจจบบนอนภาคทองทตดกบชนสารอนทรยสายยาวมปรมาณมากกวา ทงน

อาจเนองมาจากชนสารอนทรยสายยาวมปรมาณการตดบนไอทโอมากกวา ท าใหชนถดขนไปซงกคอ

อนภาคทองนาโนมปรมาณมากขน สงผลใหดเอนเอตรวจจบยดเกาะดวยปรมาณทมากขนตาม ดงนนใน

การศกษาครงตอ ๆ ไป จะเลอกใชสารอนทรยสายยาว เนองจากใหผลการตดอนภาคทองนาโนทมากกวา

จากตารางท 3.2 และรปภาพท 3.11 แสดงใหเหนวาการตดดเอนเอตรวจจบท าใหขวมสภาพ

เปนลบมากขน เนองจากคาความตานทานของการสงผานอเลกตรอนมคามากขน และใหคา Q หรอ

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

36

ปรมาณประจไฟฟาทสามารถตดอยทผวลดลงได เนองจากหมฟอสเฟตของดเอนเอตรวจจบเปนลบ และ

สารรดอกซสปชสทใชกมประจลบเชนกน คาทไดในตารางท 3.2 และจากรปภาพท 3.11 แสดงใหเหนวา

เกดการยดตดของดเอนเอตรวจจบ ทงนปรมาณทเกดการตดสามารถหาไดจากอตราสวนของคาความ

ตานทานการสงผานอเลกตรอน ดงสมการท (2)

|

| (2)

จากการค านวณดงกลาวจะเหนวาอตราสวนของการคลมพนผวทไดเนองจากการตดของดเอน

เอตรวจจบมปรมาณนอย ไดคาเทากบ 0.083 หรอคดเปน 8.3% ของพนทงหมด เมอเทยบกบชน

สารอนทรยสายยาวทไดอตราสวนของการปกคลมพนผวเทากบ 0.675 หรอคดเปน 67.5% ของพนท

ทงหมด การประมาณปรมาณดเอนเอตรวจจบจากคาความตานทานการสงผานอเลกตรอนทไดอาจจะม

ความคลาดเคลอน เนองจากการตดของดเอนเอตรวจจบตดบนพนผวของชนสารอนทรย ท าใหพนทโดย

สวนใหญของฐานรองโดนปกคลมดวยชนสารอนทรยอยแลว ดงนนการพจารณาแผนภาพไนควชของดเอน

เอตรวจจบและดเอนทเขาคกนแลวเปนเพยงวธการตรวจสอบในเบองตนวามการตดของชนสารทงสอง

หรอไม ดงนนนอกวธการวดอมพแดนซทางไฟฟาเคมแลว การวดทางไฟฟาเคมวธการอนสามารถน ามา

ประกอบการพจารณาปรมาณการตดของดเอนเอตรวจจบได

3.2.3 วธการวดคาผลตางกระแสเนองจากความตางศกยแบบพลส (Differential pulse

voltammetry) ในสารละลาย Tris-HCl:NaCl (10 v/v) ทใช Methylene blue 100 µM

เปนรดอกซสปชส

วธการวดคาผลตางกระแสเนองจากความตางศกยแบบพลส เปนวธการวดทนยมใชในการ

วเคราะหสารทมปรมาณนอยและใชเวลาในการวเคราะหไมนานมาก โดยในการทดสอบขวไฟฟาแตละ

แบบมการตงคาตวแปรทใชในวธการดงกลาวดงตารางท 3.3 ซงใชเวลาในการวดแตละรอบ 1 นาท

โดยประมาณ ในระบบการวดดงกลาวใชระบบ 3 ขวไฟฟาเชนเดยวกบการวดทางไฟฟาเคมวธการอน ๆ

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

37

แตรดอกซสปชสทใชในการวดนเปนสารอนทรยทมความจ าเพาะกบเสนดเอนเอทงสายเดยวและสายค

โดยอนตรกรยาทเกดขนจะไมคดผลทางไฟฟาระหวางประจลบของดเอนเอกบประจบวกของเมททลนบล

เนองจากมการเพมไอออนของโซเดยมเพอท าใหประจลบของดเอนเอเปนกลางทางไฟฟา ดงนนอตรกรยา

ทเกดขนในกรณดเอนเอสายเดยวหรอดเอนเอตรวจจบจะเปนผลของพนธะเคมระหวางเมททลนบลกบ

ล าดบเบสของดเอนเอ และในสวนของดเอนเอสายคจะเปนผลของการแทรกระหวางขนบน ไดของล าดบ

เบสของเมทลนบลเทานน

ตารางท 3.3 ตารางแสดงคาตวแปรทใชส าหรบการวดคาผลตางกระแสเนองจากความตางศกยแบบพลส

ตวแปร คาทใช (หนวย)

t equilibration 5 (s)

E begin -0.5 (V)

E end 0.0 (V)

E step 0.01 (s)

E pulse 0.02 (s)

t pulse 0.1 (s)

scan rate 0.05 (V/s)

ผลทไดจากการวดคาผลตางกระแสเนองจากความตางศกยแบบพลสแบงเปนสองสวนหลก ๆ

คอสวนทใชในการเลอกปรมาณดเอนเอตรวจจบทใชตดบนพนผวของอนภาคทองนาโน และอกสวนคอใช

ตรวจสอบการเขาคกนของดเอนเอเปาหมายสองตวคอ ดเอนเอของขาวปทมธาน 1 และขาวดอกมะล 105

เพอตรวจสอบความจ าเพาะของพนผวดเอนเอตรวจจบ

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

38

รปท 3.12 แผนภาพความตางศกย – กระแสไฟฟาทไดจากการวดคาผลตางกระแสเนองจากความตางศกย

แบบพลสของพนผวดเอนเอตรวจจบทไดจากการใชสารละลายดเอนเอความเขมขนตาง ๆ กน

ดงแสดงในรปท 3.12 จะเหนวาพนผวของอนภาคทองนาโนทมการปองกนการเกดปฏกรยา

กบเมททลนบลดวยสารอนทรยใหคากระแสไฟฟาทนอยมากเมอเทยบกบพนผวทมการตดดเอนเอตรวจจบ

ทงนเนองจากพนผวทมดเอนเอสายเดยวตดอยจะสามารถสรางพนธะเคมกบเมททลนบลได ท าใหคา

กระแสไฟฟาทไดมคาเพมขนตามปรมาณดเอนเอสายเดยวทตดบนพนผว นอกจากนแผนภาพความตาง

ศกย – กระแสไฟฟาดงกลาวยงแสดงใหเหนวาทความเขมขนของดเอนเอตรวจจบในสารละลายทใชในการ

เคลอบบนพนผวทมากเกนไปกท าใหปรมาณดเอนเอตรวจจบทตดบนพนผวลดลง อาทเชน ทสารละลายด

เอนเอตรวจจบความเขมขน 109 เสนตอปรมาตร 1 ไมโครลตร ใหคากระแสไฟฟาทนอยกวาสารละลายด

เอนเอตรวจจบความเขมขน 108 เสนตอปรมาตร 1 ไมโครลตร นอกจากนแผนภาพนยงใชในการเลอก

ความเขมขนของสารละลายดเอนเอตรวจจบทเหมาะส าหรบการตดดเอนเอตรวจจบบนพนผว นนคอ ควร

ใชทความเขมขน 108 เสนตอปรมาตร 1 ไมโครลตร

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

39

หลงจากทดสอบหาความเขมขนของดเอนเอตรวจจบในสารละลายเกลอ เพอหาความเขมขน

ทท าใหปรมาณไดดเอนเอตรวจจบบนพนผวตรวจวดมากทสดแลว กระบวนการตอไปคอการน าพนผว

ตรวจวดไปใชงานจรง โดยการทดสอบตรวจดเอนเอทเปนผลผลตจากพซอารของขาว 3 สายพนธ ไดแก

ขาวปทมธาน 1 ขาว กข และขาวดอกมะล 105 เพอตรวจสอบความแมนย าในการจ าแนกขาวทมและไมม

ยน BADH2 ผลการตรวจสอบดเอนเอจากกระบวนการพซอารของขาวทมยน BADH2 หรอขาวทไมใชขาว

หอมมะล พบวาสญญาณทางไฟฟาของเมททลนบลมคาสงขน เนองจากดเอนเอดงกลาวสามารถเขาคกบด

เอนเอตรวจจบได และเหลอสวนปลายทไมไดเขาคกนท าใหเมททลนบลสามารถจบกบเบสของเสนดเอนเอ

สวนทเหลอได สญญาณทางไฟฟาของเมททลนบลจงมคามากขนดงรปท 3.13 (ก) ขาวปทมธาน 1 และ

(ข) ขาวขาว กข

ผลการตรวจสอบพนผวตรวจจบพบวา พนผวตรวจจบสามารถตรวจจบการเขาคกนของดเอน

เอของยนทเกยวของกบความหอมได จากหลกการทกลาวไวในขางตน รหสพนธกรรมทเลอกมาเปนดเอน

เอตรวจจบนน สามารถเขาคไดกบดเอนเอของขาวสายพนธทไมมกลนหอม หรอไมมการกดยน BADH2

ดงนนสญญาณทไดดงรปท 3.13 นน แสดงใหเหนวาพนผวจะตอบสนองกบขาวสายพนธทไมใชขาวหอม

มะล หรอไมมการกดทบยน BADH2 นนเอง แสดงใหเหนวาถามการปลอมปนของขาวทไมใชขาวหอมมะล

สญญาณทางไฟฟาของเมททลนบลจะเพมขน เพอเปนการตรวจสอบความจ าเพาะของพนผวตรวจจบ

กบขาวทไมมการกดทบยน BADH2 จ าเปนตองทดสอบกบยนของขาวทมการกดทบยน BADH2 หรอไมม

ยนดงกลาวนนเอง

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

40

(ก)

(ข)

รปท 3.13 แผนภาพความตางศกย – กระแสไฟฟาทไดจากการวดคาผลตางกระแสเนองจากความตางศกย

แบบพลสของพนผวดเอนเอตรวจจบหลงจากมการเขาคกนของดเอนเอ โดยใชดเอนเอจากกระบวนการพซอาร

ของ (ก) ขาวปทมธาน 1 และ (ข) ขาวขาว กข ทความเขมขน 1 นาโนกรมตอไมโครลตร

จากผลการทดสอบใชพนผวของดเอนเอตรวจจบกบดเอนเอทไดจากกระบวนการพซอารของ

ขาวดอกมะล 105 พบวาสญญาณทางไฟฟาเคมของเมททลนบลมขนาดเกอบเทาเดม ดงรปท 3.14 แสดง

ใหเหนวาพนผวดงกลาวตอบสนองตอดเอนเอทไดจากกระบวนการพซอารของขาวทไมมการกดทบยน

BADH 2 เทานน หรอสามารถตรวจจบและจ าแนกการปลอมปนของขาวทไมใชขาวหอมมะลไดในระดบ

ความเขมขนของดเอนเอเปาหมายท 1 นาโนกรมตอไมโครลตร

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

41

รปท 3.14 แผนภาพความตางศกย – กระแสไฟฟาทไดจากการวดคาผลตางกระแสเนองจากความตางศกย

แบบพลสของพนผวดเอนเอตรวจจบหลงจากมการเขาคกนของดเอนเอ โดยใชดเอนเอจากกระบวนการพซอาร

ของขาวดอกมะล 105 ทความเขมขน 1 นาโนกรมตอไมโครลตร

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

42

บทท 4

สรปผลการทดลอง

จากการทดลองสรางแบบไอทโอดวยกระบวนการฉายแสงผานหนากาก พบวาขนาดของ

เสนผาศนยกลางของไอทโอมคาคลาดเคลอนอยในระดบมลลเมตร ดงนนจงมความจ าเปนตองปรบขนาดของ

พนททใชในการค านวณคาตาง ๆ ตามขนาดจรง กลาวคอพนทจรงมขนาด 0.071±0.05 ตารางเซนตเมตร

การปรบพนผวดวยอนภาคทองนาโนท าใหไดคากระแสของการสงผานอเลกตรอนทผวมากขนถง

3 เทาจากขวไอทโอปกต แตการตดอนภาคทองนาโนบนไอทโอโดยตรงเปนอนตรกรยาเชงกายภาพ เปนแรง

ทางไฟฟา เพอใหการตดอนภาคทองนาโนเปนแบบพนธะเคมจงมการทดลองเตมชนสาร อนทรยสายสนและ

สายยาวกอนจะตดอนภาคทองนาโน พบวาชนสารอนทรยสายยาวมอตราสวนการปกคลมพนผวไอทโอมากกวา

ท าใหตดอนภาคทองนาโนไดในปรมาณทมากกวาชนสารอนทรยสายสน นอกจากนอกปรมาณหนงทแสดงให

เหนชดเจนวาอนภาคทองนาโนตดบนชนสารอนทรยสายยาวไดดกวาคอปรมาณของดเอนเอตรวจจบทสามารถ

ตดกบอนภาคทองนาโนไดมากกวา ดงนนในการศกษาครงตอ ๆ ไป จะเนนเฉพาะการใชชนสารอนทรยสาย

ยาวในการยดตดอนภาคทองนาโน

ผลการวเคราะหสญญาณทางไฟฟาเคมทไดจากการวดคาผลตางกระแสเนองจากความตางศกย

แบบพลส พบวาความเขมขนของดเอนเอตรวจจบในสารละลายทเหมาะสมกบเงอนไขการละลายดเอนเอใน

สารละลายเกลอ 2XSSC ท าการอบในภาชนะทมความชนสมพทธสงทอณหภม 37 องศาเซลเซยสเปน

ระยะเวลา 4 ชวโมง วามคาเทากบ 108 เสนตอไมโครลตร จงไดปรมาณการตดของดเอนเอบนพนผวมากทสด

และดวยวธการเดยวกนนสามารถตรวจสอบความจ าเพาะของพนผวดเอนเอตรวจจบตอดเอนเอทไดจาก

กระบวนการพซอารตอยนของขาวทไมมการกดทบยน BADH 2 หรอยนของขาวทไมใชขาวหอมมะลในระดบ

ความเขมขน 1 นาโนกรมตอไมโครลตร

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

43

เอกสารอางอง

[1] A. J. Bard, L. R. Faulkener. Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications;

John Willey & Sons, Inc: U.S.A., 2001.

[2] A. Erdem, et al., Terk J Chem, 2002(26): p 851.

[3] B.F. James, et al., Characterization of Gold Nanoparticles Modified with Single-

Stranded DNA Using Analytical Ultracentrifugation and Dynamic Light Scattering.

Langmuir, 2010(26): p. 12740.

[4] C. Jiang, T. Yang, K. Jiao, and H. Gao, Electrochimica Acta, 2008(53): p 2917.

[5] D. Pan, X. Zuo, Y. Wan, et al., Sensors, 2007(7): p 2671.

[6] E. Paleček, F. Scheller and J. Wang. Perspectives in Bioanalysis: Electrochemistry of

Nucleic Acids; ELSEVIER B.V., The Netherlands, 2005.

[7] F. Lisdat, D. Schäfer, Anal Bioanal Chem, 2008(391): p 1555.

[8] J. Chen, Y. Tao, J. Kui, G. Hongwei, A DNA electrochemical sensor with poly-L-

lysine/single-walled carbon nanotubes films and its application for the highly

sensitive EIS detection of PAT gene fragment and PCR amplification of NOS gene.

Electrochimica Acta, 2008(53): p. 2917.

[9] J. Lin, W. Qu, S. Zhang, Analytical Biochemistry, 2007(360): p 288.

[10] J. Wang. Analytical Electrochemistry; John Wiley & Sons, Inc., U.S.A., 2006.

[11] J. Xu et al., Electrochemistry Communications, 2001(3): p 665.

[12] L. Feng, et al., Thermal Stability of DNA Functionalized Gold Nanoparticles.

Bioconjugated Chem., 2013(24): p. 1790.

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

44

[13] L. Minbo, et al., Voltammetric detection of microcystis genus specific-sequence with

disposable screen-printed electrode modified with gold nanoparticles. Adv. Mat.

Lett., 2013(1): p. 217.

[14] M.J. Daniel, et al., Hybridization Probe for Femtomolar Quantification of Selected

Nucleic Acid Sequences on a Disposable Electrode. Anal. Chem., 2006(78): p. 2314.

[15] M. Linda, N. Arshiya, A.P. Mario, Assessing Plant Genetic Diversity by Molecular Tools.

Diversity, 2009(1): p. 19.

[16] M.A. Mohammad, R. Nooshin, B. Ali, M.H. Mohammad, Sex determination based on

amelogenin DNA by modified electrode with gold nanoparticle. Analytical

Biochemistry, 2013(443): p. 132.

[17] M. Takagi, Pure Appl. Chem., 2001(73): p 1573.

[18] P. Tonapha, et al., Population structure of the primary gene pool of Oryza sativa in

Thailand. Genet. Resour. Crop. Evol., 2013(60): p. 335.

[19] P. Vinita, et al., Origin and Genetic Diversity of Aromatic Rice Varieties, Molecular

Breeding and Chemical and Genetic Basis of Rice Aroma. J. Plant Biochemistry &

Biotechnology, 2010(19): p. 127.

[20] R. G. Compton, C.E. Banks. Understanding Voltammetry; Imperial College Press,

London, 2011.

[21] S. B. Cho, J. S. Hong, Y. K. Pak, J. J. Pak (Eds.), 23rd Annual EMBS International

Conference, Istanbul, Turkey, October 25-28, 2001: p 2937.

[22] Sb. Guo, et al., Development and Identification of Introgression Lines from Cross of

Oryza sativa and Oryca minuta. Rice Science, 2013(20): p. 95.

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

45

[23] S. Hleli, A. Abdelghani, A. Tlili, Sensors, 2003(3): p 472.

[24] S. O. Kelly, J. K. Barton, Bioconjugate Chem., 1997(8): p 31.

[25] S. Zhang et. al., Talanta, 2007(71): p 874.

[26] T. G. Drummond, M. G. Hill, J. K. Barton, Nature Biotechnology, 2003(21):p 1192.

[27] T. J. Gardner, C. D. Frisbie, M. S. Wrighton, J. Am. Chem. Soc., 1995(117): p 6927.

[28] V. Pachauri et al., J. Plant Biochemistry & Biotechnology, 2010(19): p 127.

[29] W. Ramakrishna, et al., DNA fingerprint to detect genetic variation in rice using

hypervariable DNA sequences. Theor. Appl. Genet., 1995(90): p. 1000.

[30] W. Ying, et al., Facile in situ characterization of gold nanoparticles on electrode

surfaces by electrochemical techniques: average size, number density and

morphology determination. Analyst, 2012(137): p. 4693.

[31] X.S. Shu, et al., Genetic analysis and gene fine mapping of aroma in rice (Oryza

sativa L. Cyperales, Poaceae). Genetics and Molecular Biology, 2008(31): p. 532.

[32] Y. Fu et. al., J. Biochem. Biophys. Methods, 2005(62): p 163.

[33] Y. Tao, et al., Synergistically improved sensitive for the detection of specific DNA

sequences using polyaniline nanofibers and multi-walled carbon nanotubes

composites. Biosensors and Bioeletronics, 2009(24): p. 2165.

[34] Zh. Xiaoli, et al., A chemical approach to accurately characterize the coverage rate

of gold nanoparticles. J. Nanopart. Res., 2013(15): p. 15:1900.