อนุภาคนาโนแม่เหล็กเคลือบด้วยพอลิเมอร์สำหรับการประยุกต์เป็นอุปกรณ์ตรวจวัดทางชีวภาพ

Abstract

อนุภาคนาโนแมกนีไทต์คืออนุภาคนาโนเหล็กออกไซด์ชนิดหนึ่งที่มีสมบัติซุปเปอร์พาราแมกเนติก ได้รับความสนใจในการนำไปประยุกต์ใช้งานทางด้านเทคโนโลยีชีวภาพและชีวการแพทย์อย่างแพร่หลาย การนาอนุภาคนาโนแม่เหล็กไปประยุกต์ใช้งานจำเป็นต้องมีการดัดแปรพื้นผิวของอนุภาคเพื่อให้มีความเหมาะสม ในงานวิจัยนี้ได้ทำการพัฒนาวิธีการสังเคราะห์อนุภาคนาโนแม่เหล็กดัดแปรพื้นผิวด้วยโคพอลิเมอร์แบบสุ่มระหว่างพอลิเมทาคริลิกแอซิด และ พอลิ(2-เมทาคริโลอิลออกซีเอทิลฟอสโฟริลโคลีน) ด้วยปฏิกิริยาแบบ “one pot” โดยอาศัยการตกตะกอนร่วมระหว่าง Fe2+ และ Fe3+ ในสารละลายเบสร่วมกับสภาวะที่มีการเติมสารละลายพอลิเมอร์ อนุภาคที่สังเคราะห์ได้มีลักษณะทรงกลม กระจายตัวได้ดีในน้ำ และมีสมบัติทางแม่เหล็ก มีขนาดอยู่ในช่วง 11-12 นาโนเมตร การดัดแปรพื้นผิวอนุภาคนาโนแม่เหล็กด้วยพอลิเมอร์ชนิดนี้ช่วยลดการดูดซับแบบไม่จำเพาะเจาะจงของโปรตีน นอกจากนี้อนุภาคที่ผ่านการเคลือบพื้นผิวด้วยพอลิเมอร์ยังคงคุณสมบัติที่ดีในการเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาการเปลี่ยนสีของ 3,3',5,5'-เตตระเมธทิลเบนซิดีน (ทีเอ็มบี) ในสภาวะที่มีไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ได้ แสดงให้เห็นว่าสามารถนำอนุภาคที่ผ่านการดัดแปรพื้นผิวด้วยพอลิเมอร์ชนิดนี้ไปประยุกต์ใช้ร่วมกับการตรวจวัดทางชีวภาพที่สามารถสังเกตเห็นการตรวจวัดได้ด้วยการเปลี่ยนแปลงสีต่อไป Magnetite nanoparticles (Fe3O4 NPs) are a type of iron oxide nanoparticles with superparamagnetic properties. It has been subjected to extensive research due to their potential applications in the fields of biotechnology and biomedicine, such as enzyme immobilization, protein separation, drug delivery and biosensor. To enhance the performance in these applications and to explore novel applications, the functionalization of the nanoparticles’ surface is particularly importance. In this research, poly(methacrylic acid-co-2-methacryloxyethyl phosphorylcholine) (PMAMPC)-functionalized magnetic nanoparticles (MNPs), thereafter called MNPs-PMAMPC were successfully synthesized in one-pot reaction by a chemical co-precipitation method of ferrous/ferric mixed salt-solution in alkaline medium and direct polymer addition method. The obtained MNPs-PMAMPC had spherical shape, well-dispersed in water, and exhibited good magnetic properties. The average size of nanoparticles was in the range of 11-12 nm. MNPs-PMAMPC showed a low protein adsorption compared with uncoated MNPs. Moreover, MNPs-PMAMPC hold their peroxidase-like activity for the reaction of 3,3',5,5'-tetramethylbenzidine (TMB) in a presence of H2O2 to produce blue color products. The catalytic activity of MNPs-PMAMPC exhibited almost the same that of uncoated MNPs. This result indicated that they are potential to use for colorimetric biosensors application.