การผลิตเมล็ดเจลนาโนชนิดไบโอพอลิเมอร์/ไฮดรอกซีอะพาไทท์ เพื่อการตรึงเอนไซม์

บทคัดย่อ

แคลเซียมอัลจิเนทไฮดรอกซิอะพาไทท์และยางพาราเป็นวัตถุดิบที่มีการนำไปใช้อย่างแพร่หลาย ทั้งในการประยุกต์เพื่อการตรึงเอนไซม์และเพื่อชะลอหรือเพื่อควบคุมการปลดปล่อยของตัวยา โดยในการศึกษาครั้งนี้ได้ทำการผสมแคลเซียมอัลจิเนทเข้ากับไฮดรอกซีอะพาไทท์ซึ่งเตรียมได้จากส่วนผสมทางเคมีแบบเปียกและน้ำยางพารา ทำการแบ่งกลุ่มการทดลองออกเป็น 2 กลุ่มคือ แคลเซียมอัลจิเนท/ยางพารา และแคลเซียมอัลจิเนท/ไฮดรอกซีอะพาไทท์/ยางพารา โดยทำการแปรผันปริมาณของน้ำยางพารา ออกเป็น 5 ระดับได้แก่ 2.5%, 5%, 10%, 15% และ 20% จากการทดลองการเตรียมเม็ดเจลนาโนพบว่า ปริมาณน้ำยางพาราที่ไม่สามารถใช้ได้คือที่สัดส่วนปริมาตร 15% และ 20% เพราะจะทำให้เม็ดเจลนาโนที่ได้ลอยน้ำ จากการทดสอบหาค่าความหนืดของสารละลายผสมทั้งหมดก่อนที่จะทำการขึ้นรูปเม็ดเจลนาโนพบว่า เมื่ออุณหภูมิของสารละลายผสมเพิ่มขึ้น ความหนืดของสารละลายจะลดลง จากนั้นได้ทำการทดสอบค่าความแข็งแรงและค่าความคงตัวของเม็ดเจลนาโน ผลปรากฏว่าการที่ผสมยางพาราลงไป 10% มีผลทำให้เม็ดเจลนาโนของทั้ง 2 กลุ่ม มีค่าสูงที่สุด หลังจากนั้นทำการทดสอบค่าการดูดซับน้ำ พบว่าเมื่อมีการผสมยางพาราลงไป ค่าการดูดซับน้ำของตัวอย่างลดลงตามสัดส่วนของยางพาราที่เพิ่มขึ้น โดยค่าการดูดซับน้ำลดลงมากที่สุดที่ปริมาณของยางพาราเท่ากับ 10% ทั้งนี้เนื่องมาจากยางพาราดูดซึมน้ำได้น้อยมาก ซึ่งไปขัดขวางการดูดซับน้ำของเม็ดเจลนาโน และจากการใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด และแบบส่องผ่านพบว่า เนื้อของยางพาราและแคลเซียมอัลจิเนทเข้ากันได้ดี แต่ไฮดรอกซีอะพาไทท์นั้นมีลักษณะเป็นแท่งคริสตัลอยู่ทั่วบริเวณ ซึ่งการผสมกันของสารดังกล่าวได้ถูกนำไปทดสอบด้วยเทคนิค Fourier Transform Infrared (FT-IR) เพื่อยืนยันการผสมกันจากการเปลี่ยนแปลงของพันธะเคมี ซึ่งพบว่าพันธะเคมีของยางพารามีการเปลี่ยนแปลงโดยมีลักษณะการย้ายตำแหน่ง การทดสอบการตรึงเอนไซม์ พบว่าในการเปลี่ยนแปลงปริมาณยางพาราและอุณหภูมิ(40 และ 50 องศาเซลเซียส) ในระหว่างการขึ้นรูปเม็ดเจลนาโนนั้น ที่ปริมาณยางพาราและอุณหภูมิสูงพบว่าแทบจะไม่มีกิจกรรมของเอนไซม์เกิดขึ้น นั้นเป็นเพราะเมื่อยางพาราได้รับอุณหภูมิสูง ในขณะขึ้นรูปจะมีผลทำให้ยางพาราเกิดการขยายหรือพองตัวจนไปปิดรูพรุนภายในโครงสร้างของเม็ดเจลบีดจนหมด และทำให้ไม่พบกิจกรรมของเอนไซม์เกิดขึ้นซึ่งกรณีดังกล่าวกลับไม่พบในเมื่อมีการเติมไฮดรอกซิอะพาไทท์ลงไป ซึ่งสารดังกล่าวจะไปทำหน้าที่ในการขัดขวางการปิดกั้นรูพรุนของยางพารา ผลการศึกษาอาจกล่าวสรุปได้ว่าเม็ดเจลนาโนที่มีส่วนผสมของอัลจิเนท-ไฮดรอกซีอะพาไทท์และยางพารา มีความเหมาะสมที่จะใช้ในการตรึงเอนไซม์เพื่อที่จะนำกลับมาใช้ใหม่เพราะสามารถคงประสิทธิภาพของเอนไซม์ได้มากกว่า 50% เมื่อผ่านการใช้งาน 8 ครั้ง คำสำคัญ ไบโอพอลิเมอร์, ไฮดรอกซีอะพาไทท์, อัลจิเนท, เม็ดเจลนาโน

คำสำคัญ