การศึกษาปรากฏการณ์ FRET เพื่อใช้เป็นดีเอ็นเอเซนเซอร์โดยอาศัยการเข้าคู่ของลำดับเบสคู่สมในสายดีเอ็นเอ

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

ธนวัฒน์ จันทร์ไพสิฐ, ณัชพล ลีฬหาวงศ์, ฉันทวัฒน์ ตันอภิรมย์

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

ปราณี ดิษรัฐกิจ

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2560

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

ปัจจุบันดีเอนเอเซ็นเซอร์ (DNA sensor) เข้ามามีบทบาทที่สำคัญในทางการแพทย์เป็นอย่างมาก การศึกษาเพื่อพัฒนากำลังเป็นที่สนใจกันอย่างกว้างขวาง เนื่องจาก ในปัจจุบันดีเอนเอเซนเซอร์ที่มีคุณภาพดีมีราคาสูง จึงถูกนำมาใช้ได้ไม่กว้างขวางนัก ผู้จัดทำโครงงานจึงมีความสนใจที่จะพัฒนาดีเอนเอเซนเซอร์ที่ได้มาตรฐาน ให้ผลการตรวจวัดที่แม่นยำ รวดเร็ว และราคาถูกลง โดยงานวิจัยนี้ มีจุดประสงค์เพื่อนำอนุภาคนาโนของทอง (Gold nanoparticle) และอนุภาคควอนตัมดอท (Quantum dots) ที่มีข้อดีในด้านขนาด รูปร่าง พื้นผิว ที่เหมาะสมกับการพัฒนาดีเอนเอเซนเซอร์ จากการค้นคว้าพบว่า มีการนำอนุภาคนาโนทองคำ และอนุภาคควอนตัม มาพัฒนาเป็นดีเอ็นเอเซนเซอร์ได้ โดยอาศัยเทคนิคการเข้าคู่ของลำดับเบสคู่สมในสายดีเอ็นเอ (DNA hybridization) ของ DNA primer กับ DNA probe ของสิ่งที่ต้องการตรวจวัด ด้วยการติด DNA probe ไว้ที่อนุภาคทั้งสองชนิด จากนั้นศึกษานำการเพิ่มจำนวนและจำแนก DNA ที่เราต้องการด้วยเทคนิค Polymerase chain reaction (PCR) เพื่อใช้สำหรับการตรวจสอบกับดีเอ็นเอเซนเซอร์ที่ต้องการพัฒนา ในงานวิจัยนี้ได้พัฒนารูปแบบการตรวจวัดดีเอ็นเอโดยใช้อนุภาคนาโนทองและอนุภาคควอนตัมดอท มาร่วมในการตรวจวัดผ่านทางการดูปรากฏการณ์ Fluorescence resonance energy transfer (FRET) ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนพลังงานระหว่างอนุภาค ซึ่งสามารถตรวจสอบปรากฏการณ์นี้ ได้จาก photoluminescence spectrometer ระหว่างที่เกิดการเข้าคู่กันระหว่าง DNA primer กับ DNA probe ด้วยการวิเคราะห์หาระยะห่างและขนาดของทั้งสองชนิด ให้มีความเหมาะสมจนสามารถเกิดปรากฏการณ์ FRET โดยผลที่คาดว่าจะได้รับจากผลงานวิจัยนี้คือ จะสามารถพัฒนาดีเอนเอเซนเซอร์ ที่ตรวจได้อย่างแม่นยำ จำเพาะเจาะจง ใช้เวลาในการตรวจน้อย และต้นทุนการผลิตต่ำลง