ระบบโฟลอินเจคชันสำหรับตรวจวัดกลูโคสแบบแอมเพอร์โรเมทรีที่ขั้วไฟฟ้ากลาสซีคาร์บอนที่ดัดแปรด้วยวัสดุเชิงประกอบของท่อนาโนคาร์บอนแบบผนังหลายชั้น ที่มีหมู่อะมิโน-เฟอร์โรซีน-โบวีนซีรัมอัลบูมิน-กลูโคสออกซิเดส

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้ได้พัฒนากลูโคสไบโอเซนเซอร์ที่มีสภาพไวและสามารถตรวจวัดได้อย่างรวดเร็วมาใช้เป็นตัวตรวจวัดกลูโคสด้วยเทคนิควิเคราะห์แอมเพอร์โรเมทรีในระบบโฟลอินเจคชัน การเตรียมกลูโคสไบโอเซนเซอร์อาศัยการสร้างพันธะโคเวเลนต์ของเฟอร์โรซีนคาร์บอกซัลดีไฮด์กับท่อนาโนคาร์บอนแบบผนังหลายชั้นที่มีหมู่อะมิโนเพื่อช่วยป้องกันการหลุดออกของเฟอร์โรซีนออกจากเมทริกซ์และรักษาสมบัติของสารนำส่งอิเล็กตรอน จากนั้นเอนไซม์กลูโคสออกซิเดสจะถูกตรึงโดยอาศัยการเชื่อมไขว้ด้วยกลูตารัลดีไฮด์ในวัสดุเชิงประกอบทอ่ นาโนคารบ์ อนแบบผนังหลายชั้นที่มีหมูอ่ ะมิโน-เฟอร์โรซีน-โบวีนซีรัมอัลบูมิน แล้วนำไปเคลือบบนขั้วไฟฟ้ากลาสซีคาร์บอน กลูโคสไบโอเซนเซอร์ที่พัฒนาขึ้น (GC/MWCNTs-NH₂-FcCHO-BSA-GOx) นำมาประยุกต์ใช้เป็นตัวตรวจวัดกลูโคสแบบแอมเพอร์เมทรีในระบบโฟลอินเจคชันที่ใช้สารละลายฟอตเฟตบัฟเฟอร์พีเอช 7 เป็นสารละลายตัวพา และให้ศักย์ไฟฟ้า +0.6 โวลต์ ผลการศึกษาพบว่าขั้วกลูโคสไบโอเซนเซอร์ที่พัฒนาขึ้นให้กราฟมาตรฐานที่มีการตอบสนองแบบเส้นตรงอยู่ในช่วง 2-16 มิลลิโมลาร์ ค่าความชันเท่ากับ 323 นาโนแอมแปร์ต่อมิลลิโมลาร์ ค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ (r^₂) เท่ากับ 0.9996 ขีดจำกัดตํ่าสุดในการตรวจวัดเท่ากับ 0.36 มิลลิโมลาร์ (S/N=3) ค่ากระแสที่ได้จากการวัดมีความเที่ยงของการวิเคราะห์กลูโคสเข้มข้น 0.6 มิลลิโมลาร์ซํ้า 7 ครั้ง (%RSD) เท่ากับ 2.5% และสามารถวิเคราะห์ได้รวดเร็วถึง 72 ตัวอย่างต่อชั่วโมง

Flow Injection System for Amperometric Detection of Glucose using MWCNTs-NH2-FcCHO-BSA-GOx Nano-composite Modified Glassy Carbon Electrode

In this work, a highly sensitive and rapid measurement of a glucose biosensor was developed for amperometric detection in a flow injection system. The biosensor was developed based on ferrocene carboxaldehyde (FcCHO) co-valently bound onto the NH2-functionalized multi-walled carbon nano-tubes (MWCNTs-NH₂) to prevent ferrocene leakage from the matrix and retention of its activity as an electron mediator. Glucose oxidase (GOx) was immobilized to ferrocene-modified NH₂-functionalized multi-walled carbon nano-tubes and bovine serum albumin (MWCNTs-NH2-FcCHO -BSA) composite film by using glutaraldehyde (Glu) before being coated on a glassy carbon (GC) electrode. The developed glucose biosensor (GC/MWCNTs-NH₂-FcCHO-BSA-GOx) was applied in the flow injection analysis system for amperometric detection of glucose using a solution of 0.1 M phosphate buffer (pH 7.0) as a carrier and applying a potential of +0.6 V. The proposed glucose biosensor exhibited linear calibration over the range of 2-16 mM of glucose with a slope of 323 nA/mM and a correlation coefficient of 0.9996. The detection limit, based on a signal-to-noise ratio (S/N) of three, was 0.36 mM. The developed biosensor also provided good precision (%RSD=2.5) for a glucose signal (0.6 mM, n=7) with a rapid sample throughout (72 samples/h).