การพัฒนาไบโอเซนเซอร์ในการตรวจวัดไอออนทองแดง

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

ธรรมสรณ์ นากดี, ณัฐวุฒิ ทรัพย์สมบัติ, ธีรภัทร์ ศรีภักดี

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

จตุรพร นิ่มเจริญ

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนสุรวิวัฒน์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2566

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

ไอออนทองแดงเป็นธาตุที่มีความจำเป็นต่อสิ่งมีชีวิต โดยถ้าร่างกายมนุษย์ได้รับในปริมาณที่มากหรือน้อยจนเกินไปจะก่อให้เกิดโรคต่างๆ ได้นอกจากนี้ไอออนทองแดงที่มีความเข้มข้นสูงเกินไปเป็นพิษต่อสิ่งแวดล้อมอีกด้วย คณะผู้จัดทำจึงได้ออกแบบและสร้างไบโอเซนเซอร์ชนิดใหม่ โดยทำการตรึงเอนไซม์ดังกล่าวร่วมกับพอลิเมอร์โพลีเอทิลีนอิมมีนเฟอร์โรซีนร่วมกับวัสดุกราฟีนออกไซด์บนขั้วไฟฟ้าพิมพ์สกรีน การตรวจวัดไอออนทองแดงนั้นอาศัยหลักการกลไกการยับยั้งการทำงานของเอนไซม์กลูโคสดีไฮโดรจีเนสของไอออนทองแดง ดังนั้นสัญญาณกระแสไฟฟ้าที่เกิดจากการปฏิกิริยาออกซิเดชันของกลูโคสบนขั้วไฟฟ้าจะถูกยับยั้งเมื่อมีไอออนทองแดงในสารละลาย เทคนิคที่ใช้ในการศึกษาคุณลักษณะและสภาวะที่เหมาะสมของขั้วไฟฟ้า คือไซคลิกโวลแทมเมตรีและแอมเพอโรเมตรี ค่าศักย์ไฟฟ้าที่เหมาะสมกับการวัดด้วยไบโอเซนเซอร์ คือ 0.35 V และจากการผลทดลอง สามารถสร้างกราฟมาตรฐานของไอออนทองแดงซึ่งพล็อตจากค่าความแตกต่างของกระแสไฟฟ้ากับความเข้มข้นของไอออนทองแดง ซึ่งได้กราฟเส้นตรงความเข้มข้นไอออนทองแดง 10-30 ไมโครโมลาร์ ได้นำไบโอเซนเซอร์ไปต่อกับขั้วไฟฟ้าแคโทดที่ทำมาจากโลหะแพลตินัมเพื่อต่อเป็นเซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพ พบว่าค่าศักย์ไฟฟ้าที่ได้จากเซลล์ดังกล่าวมีค่าลดลงเมื่อมีไอออนทองแดงเจือปนอยู่ในสารละลาย ดังนั้นไบโอเซนเซอร์ที่พัฒนาขึ้นสามารถนำไปต่อยอดเพื่อนำไปวิเคราะห์ปริมาณไอออนทองแดงในตัวอย่างสิ่งแวดล้อมและชีวภาพได้