Interactions of pyrrolidinyl peptide nucleic acid with oligodeoxyguanosine and biosensing applications - Chayan Charoenpakdee (Chulalongkorn University, 2019)
พิร์โรลิดินิลเพปไทด์นิวคลีอิกแอซิดเป็นสารเลียนแบบดีเอ็นเอที่ประกอบด้วยโพรลีน-2-อะมิโนไซโคลเพนเทนคาร์บอกซิลิกแอซิดเป็นโครงสร้างหลัก (เอซีพีซีพีเอ็นเอ, acpcPNA) ที่แสดงการจับยึดกับดีเอ็นเอได้อย่างแข็งแรงและจําเพาะเจาะจงกว่าดีเอ็นเอและพีเอ็นเอทั่วไป งานวิจัยนี้มุ่งเน้นพัฒนาระบบการตรวจวัดดีเอ็นเอหรือกลุ่มเป้าหมายด้วยการตรวจวัดเชิงแสงโดยอาศัยเอซีพีซีพีเอ็นเอโพรบ งานในส่วนแรกเป็นการใช้กราฟีนออกไซด์เป็นตัวระงับสัญญาณการเรืองแสง โดยพบว่ากราฟีนออกไซด์สามารถดับสัญญาณของฉลากฟลูออเรสซีนบนสายของพีเอ็นเอได้ และเมื่อเติมดีเอ็นเอเป้าหมายลงไปจะได้สัญญาณกลับคืนมา นอกจากนี้ยังได้นำระบบเอซีพีซีพีเอ็นเอ-กราฟีนออกไซด์ไปตรวจวัดการจับกันระหว่างพีเอ็นเอและดีเอ็นสายคู่และนำไปประยุกต์ใช้ในการตรวจวัดดีเอ็นเอแบบมัลพิเพล็กซ์ด้วยโพรบเรืองแสงหลากสี งานในส่วนที่สองได้แสดงการระงับสัญญาณการเรืองแสงของพีเอ็นเอโพรบที่ติดฉลากสารเรืองแสงด้วยออลิโกดีออกซีกัวโนซีน โดยอันตรกิริยาทางไฟฟ้าสถิตระหว่างประจุบวกบนสายพีเอ็นเอและประจุลบบนสายดีเอ็นเอที่แข็งแรงทำให้เกิดการดับสัญญาณผ่านกระบวนการถ่ายโอนอิเล็กตรอนที่กระตุ้นด้วยแสง การเติมดีเอ็นเอเป้าหมายทำให้เกิดการกลับคืนสัญญาณอย่างรวดเร็วและสมบูรณ์โดยไม่มีการหลุดออกของออลิโกดีออกซีกัวโนซีนจากพีเอ็นเอโพรบ ระบบที่พัฒนาขึ้นมานี้มีความจำเพาะเจาะจงในการตรวจวัดดีเอ็นเอเป้าหมายในระดับที่บ่งบอกความแตกต่างของลำดับเบสที่ผิดไปเพียงตำแหน่งเดียวได้และสามารถนำหลักการไปประยุกต์ใช้กับดีเอ็นเอที่มีลำดับเบสที่หลากหลาย นอกจากนี้สามารถนำระบบเอซีพีซีพีเอ็นเอ-โอลิโกดีออกซีกัวโนซีนนี้ไปประยุกต์ใช้สำหรับการตรวจวัดดีเอ็นเอแบบมัลติเพล็กซ์โดยใช้โพรบเรืองแสงหลากสี ตรวจวัด Hg²⁺ และติดตามปฏิกิริยาการเชื่อมต่อกันระหว่างพีเอ็นเอสองสาย งานในส่วนสุดท้ายได้ศึกษาความเป็นไปได้ในการพัฒนาระบบตรวจวัดดีเอ็นเอใหม่โดยอาศัยระบบเอซีพีซีพีเอ็นเอ-ออลิโกดีออกซีกัวโนซีน โดยอาศัยความสามารถในการเป็นดีเอ็นเอไซม์ ผลการทดลองเบื้องต้นแสดงให้เห็นว่าสามารถพัฒนาการตรวจดีเอ็นเอเชิงสีโดยใช้หลักการของโพรบที่ถูกแทนที่ได้ (strand displacement probe) กล่าวโดยสรุปคือการจับยึดระหว่างดีเอ็นเอที่ถูกดัดแปรด้วยออลิโกดีออกซีกัวโนซีนกับพีเอ็นเอโพรบจะทำลายความสามารถในการเลียนแบบเอนไซม์เพอร์ออกซิเดสของมัน ซึ่งความสามารถนี้จะกลับคืนมาเมื่อเติมดีเอ็นเอเป้าหมายเพื่อไปแทนที่ดีเอ็นเอไซม์