การประยุกต์ใช้สารอินทรีย์เรืองแสงสำหรับไบโอเซ็นเซอร์

สืบเนื่องจาก ทีมวิจัยไบโอเทคต้องการพัฒนาไบโอเซ็นเซอร์สำหรับตรวจสารพิษจากเชื้อราแบบใช้ในภาคสนาม โดยนำสารชีวโมเลกุลมาเชื่อมต่อกับสารอินทรีย์เรืองแสงเพื่อเป็นมาร์กเกอร์ หรือโมเลกุลแสดงสัญญาณ (marker or molecular reporter) มาร์กเกอร์ที่จำหน่ายเชิงพาณิชย์มีหลายชนิด ได้แก่ กลุ่มฟลูออเรสเซนส์ (fluorophore) และควอนตัมดอทที่เป็นอนุภาคนาโน (quantum dot nanocrystal) ซึ่งแต่ละชนิดมีข้อดีข้อด้อยแตกต่างกันไป ทำให้การใช้ตัวอ่านสัญญาณแตกต่างกันไปด้วย

ทั้งนี้ สารกลุ่มฟลูออเรสเซนส์ที่จำหน่ายในเชิงพาณิชย์ มีข้อจำกัดคือมีราคาสูง อีกทั้งมีช่วงการเรืองแสงของสารใกล้กับแสงกระตุ้น จึงเกิดการรบกวนจากแสงที่ใช้ในการกระตุ้น ทำให้ต้องใช้เครื่องอ่านสัญญาณขนาดใหญ่ ซับซ้อน มีราคาแพง และต้องอยู่ในห้องปฏิบัติการเท่านั้น แม้การใช้สารกลุ่มอนุภาคนาโนจะสามารถแก้ปัญหาดังกล่าวได้ แต่ยังมีข้อจำกัดเนื่องจากสารกลุ่มอนุภาคนาโนมีเสถียรภาพไม่ดีนัก อีกทั้งมีขนาดอนุภาคใหญ่กว่าโมเลกุลของสารกลุ่มฟลูออเรสเซนส์มาก ทำให้มีข้อจำกัดในการเชื่อมต่อกับสารชีวโมเลกุล

ทีมวิจัยไบโอเทคจึงร่วมกับทีมวิจัยเอ็มเทค ซึ่งมีความเชี่ยวชาญด้านการออกแบบและการสังเคราะห์สารอินทรีย์เรืองแสงให้มีโครงสร้างโมเลกุลและสมบัติที่มีความจำเพาะกับการใช้งานในลักษณะต่างๆ ได้ตามต้องการ พัฒนามาร์กเกอร์ที่เหมาะสมขึ้นใช้เอง

ทีมวิจัยเอ็มเทคสามารถสังเคราะห์สารอินทรีย์เรืองแสงได้ครอบคลุมตั้งแต่สีม่วงถึงสีแดง โดยมีเสถียรภาพทางความร้อนสูง สามารถละลายทั้งในน้ำและสารละลายบัฟเฟอร์ ทั้งยังมีหมู่ฟังก์ชันที่สามารถเชื่อมต่อกับสารชีวโมเลกุลอย่างแอนติบอดีได้ มีประสิทธิภาพการเรืองแสง (quantum yield) สูง รวมถึงมีช่วงการเรืองแสงที่ห่างจากแสงกระตุ้นมาก จึงปราศจากการรบกวนของแสงที่ใช้ในการกระตุ้น ทำให้ไม่ต้องใช้เครื่องอ่านสัญญาณที่ซับซ้อนและมีราคาแพง