ประวัติ (Background)

ปัจจุบันมีเครื่องมือและวิธีการหลากหลายชนิด สำหรับการวิเคราะห์คุณภาพและปริมาณสารเคมิคัลเซนเซอร์ และไบโอเซนเซอร์เป็นเครื่องมือที่สามารถประยุกต์ใช้กับงานดังกล่าวได้เป็นอย่างดี หลักการสำคัญของเคมิคัลเซนเซอร์และไบโอเซนเซอร์คือการทำปฏิกิริยาอย่างว่องไวและจำเพาะระหว่างสารเคมี / สารทางชีวภาพที่ผิวหน้าของอิเล็กโทรดหรือทรานส์ดิวเซอร์ กับสารที่ต้องการวิเคราะห์ ก่อให้เกิดสัญญาณ และการเปลี่ยนแปลงที่ตรวจวัดได้ เช่น กระแสไฟฟ้า อิออน ความร้อน หรือมวล โดยขนาดของสัญญาณมีความสัมพันธ์กับปริมาณสารตัวอย่าง

ห้องปฏิบัติการวิจัย และพัฒนาเซนเซอร์ทางเคมีและชีวภาพ เป็นหน่วยงานหนึ่งใน R&D Cluster มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี ดำเนินงานภายใต้ความร่วมมือระหว่างนักวิจัย จากคณะทรัพยากรชีวภาพและเทคโนโลยี และสถาบันพัฒนาและฝึกอบรมโรงงานต้นแบบ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี และศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ ได้ทำการวิจัยและพัฒนาวิธีการ และเครื่องมือวัดทางเคมีและชีวภาพเพื่อประโยชน์ทางอุตสาหกรรม อาหาร สิ่งแวดล้อม ตลอดจนการประยุกต์ใช้ทางการแพทย์เป็นเวลานานกว่า 10 ปี นอกจากการวิจัยและพัฒนาเพื่อนำไปสู่ผลิตภัณฑ์และวิธีการที่มีประสิทธิภาพ หน่วยงานได้ให้ความสำคัญกับงานวิจัยพื้นฐาน โดยเฉพาะในสาขาเคมีไฟฟ้าและเคมีฟิสิกส์ ทั้งนี้เพื่อเสริมสร้างความเข้าใจเชิงวิทยาการ และนำไปสู่องค์ความรู้ที่สามารถเชื่อมโยงกับเทคโนโลยีที่พัฒนา ทำให้ได้เครื่องมือวัดหรือวิธีการที่มีประสิทธิภาพดียิ่งขึ้น ภารกิจหลักนอกจากเสริมสร้างองค์ความรู้และผลิตบัณฑิตที่มีความรู้ความสามารถแล้ว เป้าหมายสำคัญอีกประการหนึ่ง คือการเสริมสร้างความร่วมมือระหว่างหน่วยงานวิจัยพัฒนาในมหาวิทยาลัย กับหน่วยงานในภาคอุตสาหกรรม โดยการถ่ายทอดเทคโนโลยี และผลิตภัณฑ์ต้นแบบไปยังหน่วยงานดังกล่าว เพื่อการพัฒนาในเชิงพาณิชย์ต่อไป

วัตถุประสงค์ (Aim)

1. เพื่อสร้างงานวิจัยและพัฒนาเซนเซอร์เคมีและชีวภาพให้แข็งแกร่ง เป็นที่ยอมรับในระดับนานาชาติ
2. เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ต้นแบบ และถ่ายทอดเทคโนโลยีสู่ภาคอุตสาหกรรมเมื่อมีความพร้อม
3. พัฒนาบุคลากรที่มีความรู้ความสามารถเพื่อเสริมสร้างความเข้มแข็งในการวิจัยและพัฒนา

งานวิจัยและพัฒนาที่ดำเนินการ

1. ไบโอเซนเซอร์

1. เครื่องต้นแบบและหัววัดจุลินทรีย์สำหรับตรวจวัดปริมาณบีโอด
2. ไบโอเซนเซอร์ชนิดพิมพ์สกรีนเพื่อวิเคราะห์ปริมาณน้ำตาลในเลือด
3. การตรวจวัด E.coli โดยดีเอนเอไบโอเซนเซอร์
4. การวิเคราะห์ปริมาณยาปราบศัตรูพืชโดยไบโอเซนเซอร์ทางเคมีไฟฟ้า
5. การตรวจวิเคราะห์เชื้อ Salmonella sp.ที่ความไวสูง

2. การปรับปรุงอิเล็กโทรดสำหรับการวิเคราะห์ทางเคมีไฟฟ้า

1. การเพิ่มสัญญาณ การตรวจวัดสารประกอบฟีนอลด้วยตัวทำละลายไนโตรเบนซีนเคลือบคาร์บอนนาโนทูปส์
2. การรวมกันของอนุภาคเงิน และคาร์บอนนาโนทูปส์ระดับนาโนเมตร เพื่อการตรวจวัดเชิงเคมีไฟฟ้า
3. เคมีไฟฟ้าและเคมีตัวเร่งของโครงสร้างระดับนาโน ที่ประกอบด้วย redox mediator และคาร์บอนนาโนทูปส์ เพื่อการประยุกต์ใช้ในไบโอเซนเซอร์เคมีไฟฟ้า
4. การศึกษาสมบัติทางเคมีไฟฟ้าของแคปไซซิน และการประยุกต์ใช้ในเชิงเซนเซอร์

3. การพัฒนาเทคนิคการวิเคราะห์ทางเคมีไฟฟ้า

1. การวิเคราะห์เชิงภาพและจลน์ศาสตร์ของการเกิดอิเล็กโทรดฟาวลิงที่อนุภาคคะตะลิสต์ขนาดจุลภาคและนาโนโดย Scanning Electrochemical Microscopy
2. การวิเคราะห์ปริมาณน้ำตาลซูโครสและฟีนอลโดยเทคนิค Pulsed Electrochemical Detection

บุคลากร

1. รศ.ดร. วีระศักดิ์ สุระเรืองชัย
2. ดร.มิททราน โซมาซันดรัม
3. ดร.พรพิมล ศรีทองคำ
4. ดร.พรทิพย์ โค้วนฤมิตร
5. ดร.สุกัญญา แซ่เอี๋ยว
6. ดร. พรรษมณฑ์ ริจิรวณิช
7. ดร. รุ่งทิวา พลังสันติกุล
8. นางสาวจตุพร พานทอง
9. นางสาวกฤษณพร ชื่นรังสิกุล
10. นางสาวสิริมาลย์ งามชนะ
11. นายวชิรา ชัยวรณ์

งานบริการ

1. ให้คำปรึกษาทั่วไปด้านเซนเซอร์เคมีและชีวภาพ
2. เครื่องมือวิเคราะห์ทางเคมีไฟฟ้า
3. สัมมนาและฝึกอบรม
4. ฝึกอบรมระยะสั้น (2 สัปดาห์ – 1 เดือน)

ผลงานเผยแพร่ในวารสารระดับนานาชาติ

1. Somasundrum, M., Kirtikara, K.,Tanticharoen,M. Amperometric determination of hydrogen peroxide by direct and catalytic reduction at a copper electrode. Analytica Chimica Acta 319 (1996) 59-70.
2. Somasundrum, M, Tanticharoen M., Kirtikara, K. H 2 O 2 from an oxidase enzyme can be detected cathodically using metal microparticles dispersed in a polymeric film electrode. Journal of Electroanalytical Chemistry 407 (1996) 247-251.
3. Somasundrum, M., Tongta, A., Tanticharoen, M., Kirtikara, K. A kinetic model for the reduction of enzyme-generated H 2 O 2 at a metal-dispersed conducting polymer film. Journal of Electroanalytical Chemistry 440 (1997) 259-264.
4. Kiattipoomchai, M., Somasundrum, M., Tanticharoen, M., Kirtikara, K. Measurement of sulfite using oxide-coated copper electrodes. The Analyst 123 (1998) 2017-2019.
5. Surareungchai, W., Worasing, S., Sritongkum, P., Tanticharoen, M., Kirtikara, K. “Dual electrode signal-subtracted biosensor for simultaneous flow injection determination of sucrose and glucose,” Analytica Chimica Acta 380 (1999) 7-15.
6. Arjsiriwat, A., Tanticharoen, M., Kirtikara, K., Aoki, K., Somasundrum, M. Metal-dispersed conducting polymer-coated electrode used for oxidase-based biosensors. Electrochemical Communications 2 (2000) 441-444.
7. Surareungchai, W., Kasiwat, D. “ Electroanalysis of tert -butylhydroquinone in edible oil at a Nafion-coated probe,” Electroanalysis 12 (2000) 1124-1129.
8. Surareungchai, W., Deepunya, W., Tasakorn, P. “Quadruple-pulsed amperometric detection for simultaneous flow injection determination of glucose and fructose” Analytica Chimica Acta 448 (2001) 215-220.
9. Suriyawattanakul L., Surareungchai W., Sritongkam P., Tanticharoen M., Kirtikara K.“The use of co-immobilization of Trichosporon cutaneum and Bacillus licheniformis for a BOD sensor” Apply Microbioogy. Biotechnology 59 (2002) 40-44.
10. Na Nakorn, P., Suphantharika, M., Udomsopagit, S., Surareungchai, W. “ Poly(vinylferrocene)-Polyethylene Glycol Glutamate Oxidase Electrode for Determination of L-Glutamate in Commercial Soy Sauces” World J ournal of Microbiol ogy Biotechnol y 19 (2003) 479-485.
11. Phanthong, C., Somasundrum, M. The steady state current at a microdisk biosensor. Journal of Electroanalytical Chemistry 558 (2003) 1-8.
12. Wiyaratn, W., Somasundrum, M., Surareungchai, W. “Electrochemical reduction of monochlorinated hydrocarbons at a hydrophobic Zn/PTFE composite-electroplated Zn electrode in a binary solvent” Electroanalysis 15 (2003)1719-1722.
13. Wiyaratn, W. Somasundrum, M., Surareungchai, W. “Voltammetric Sensor for General Purpose Organohalide Detection at Picogram per Liter Concentrations Based on a Simple Collector-Generator Method. Analytical Chemistry 76 (2004) 859-862.
14. Loetanantawong, B., Suracheep, C., Somasundrum, M., Surareungchai, W. “Electrocatalytic Tetracycline Oxidation at a Mixed-Valent Ruthenium Cyanide-Modified Glassy Carbon Electrode and Determination of Tetracyclines by Liquid Chromatography with Electrochemical Detection” Analytical Chemistry. 76 (2004) 2266-2272.
15. Ngamchana, S., Surareungchai, W., “Sub-millimolar determination of formalin by pulsed amperometric detection” Anal ytica Ch imica Acta 510 (2004) 195-201.
16. Rijiravanich, P ., Aoki , K., Chen, J., Surareungchai, W., Somasundrum, M., “ Electrode reactions of catechol at tyrosinase-immobilized latex suspensions” Electroanalysis 16 (2004) 605-611.
17. Wiyaratn, W. Somasundrum, M., Surareungchai, W. “Voltammetric dectection of organohalides by redox catalysis: improved sensitivity by immobilisation within a cubic phase liquid crystal” The Analyst , 130 (2005) 626-631 .
18. Wiyaratn, W., Hrapovic, S., Liu, Y., Surareungchai, W. , Luong, J.H.T., “Light-assisted synthesis of Pt-Zn porphyrin nanocomposites and their use for electrochemical detection of organohalides” Analytical Chemistry 77 (2005) 5742-5749 .
19. Rijiravanich, P., Aoki, K., Chen, J., Surareungchai, W., Somasundrum, M. “Micro-cylinder biosensors for phenol and catechol based on layer-by-layer immobilisation of tyrosinase on latex particles: Theory and experiment.” Journal of Electroanalytical Chemistry 589 (2006) 249-258.
20. Punbusayakul, N., Talapatra, S., Ci, L., Surareungchai, W., Ajayan, P.M. “Double-walled carbon nanotube electrodes for electrochemical sensing” Electrochemical and Solid State Letters 10 (2007) F13-F15.
21. Punbusayakul, N., Talapatra, S., Ci, L., Surareungchai, W., Ajayan, P.M. “Comparison of edge plane pyrolytic graphite and novel carbon nanotubes architectures electrochemical properties” Nanoscience and Nanotechnology (In Press)