DOI: 10.14457/tu.the.2018.147
title: การสังเคราะห์อนุภาคนาโนทองคำโดยใช้หางน้ำยางและการใช้ซ้ำสารตั้งต้นที่เหลือ

description: การสังเคราะห์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมโดยการใช้สารจากธรรมชาติเป็นแนวทางที่น่าสนใจในปัจจุบัน เนื่องจากเป็นการช่วยลดการใช้สารเคมีที่อาจมีความอันตรายและราคาแพง รวมถึงเป็นการเพิ่มมูลค่าให้กับสารธรรมชาติที่เลือกนำมาใช้ ดังการเลือกใช้หางน้ำยางซึ่งเป็นผลพลอยได้จากอุตสาหกรรมการผลิตน้ำยางข้นให้คุ้มค่าแทนการปล่อยทิ้ง งานวิจัยนี้ใช้เซรัมที่เตรียมได้จากหางน้ำยางเป็นตัวรีดิวซ์ในการสังเคราะห์อนุภาคนาโนทองคำซึ่งสามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้หลายด้าน เช่น ในทางการแพทย์เพื่อการวินัจฉัยและการรักษา หรือในอุตสาหกรรมด้วยการใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา เป็นต้น สำหรับงานวิจัยนี้ได้ประยุกต์ใช้อนุภาคนาโนทองคำเป็นเซนเซอร์ตรวจวัดแอมโม  เนียมไฮดรอกไซด์ ซิสทีน (Cysteine) และกลูต้าไธโอน (Glutathione) การศึกษาเริ่มจากการใช้สารจับก้อนยาง (coagulant) ที่แตกต่างกัน ได้แก่ สารละลายกรดซัลฟิวริก สารละลายกรดอะซิติก และสารละลายพอลิอะคริละไมด์ประจุบวก เพื่อแยกอนุภาคยางออกจากของเหลวหรือที่เรียกว่าเซรัม พบว่าเซรัมที่เตรียมได้จากพอลิอะคริละไมด์ประจุบวกสามารถสังเคราะห์อนุภาคทองคำที่มีความเสถียร เนื่องจาก พอลิเมอร์ที่หลงเหลืออยู่ในเซรัมนั้นสามารถช่วยควบคุมการโตของอนุภาค และยังพบว่าความเข้มข้นของพอลิเมอร์ที่แตกต่างในขั้นตอนการจับก้อนยางไม่ส่งผลต่อการควบคุมขนาดของอนุภาครนาโนทองคำ ดังนั้นจึงเลือกใช้สารละลายพอลิอะคริละไมด์ประจุบวกที่ความเข้มข้น 0.5 %w/v ในการเตรียมเซรัม จากนั้นจึงศึกษาผลของสัดส่วนการเจือจางเซรัมและความเข้มข้นของโกลด์คลอไรด์ไตรไฮเดรต (HAuCl4.H2O) ในการสังเคราะห์อนุภาคนาโนทองคำ พบว่าที่สัดส่วนการเจือจางเซรัม 8 เท่าและความเข้มข้นโกลด์คลอไรด์ไตรไฮเดรต 1.4 mM ให้ความร้อนที่อุณหภูมิ 80 °C พร้อมด้วยการสั่นด้วยเสียง เป็นระยะเวลา 3 ชั่วโมง จะได้คอลลอยด์ของอนุภาคนาโนทองคำที่มีสีไวน์แดงที่สามารถดูดกลืนแสงที่ความยาวคลื่น 536 nm เงื่อนไขนี้เหมาะสำหรับเซรัมที่เตรียมได้จากหางน้ำยางที่มีคุณสมบัติ %TSC 8.35%, %DRC 4.83%, %Alkalinity 0.3756% และ %Brix 4.1% เท่านั้น ในการศึกษาการใช้ซ้ำสารตั้งต้นนั้นทำโดยการปั่นเหวี่ยงเพื่อแยกอนุภาคนาโนทองคำออกก่อน พบว่าสามารถนำสารละลายส่วนเหนือตะกอนมาใช้ซ้ำโดยการผสมด้วยสารละลายตัวเติมที่มีความเข้มข้นของ โกลด์คลอไรด์ไตรไฮเดรต 3.8 mM และใช้เซรัมที่สัดส่วนการเจือจาง 2 เท่า และสังเคราะห์ด้วยสภาวะเช่นเดิม ซึ่งจะให้คอลลอยด์ของอนุภาคนาโนทองคำที่มีค่าการดูดกลืนแสง และตำแหน่งของความยาวคลื่นที่ใกล้เคียงกัน ที่ตำแหน่ง 529.5 nm ในส่วนของศึกษาการแยกขนาดของอนุภาคนาโนทองคำโดยอาศัยความเร็วรอบของการปั่นเหวี่ยงที่แตกต่างกัน พบว่าคอลลอยด์อนุภาคนาโนทองคำที่เตรียมในน้ำจาก เมื่อถูกปั่นเหวี่ยงที่ 4,000 rpm เพื่อแยกนำสารละลายส่วนเหนือตะกอนมาปั่นเหวี่ยงที่ความเร็วรอบ 8,000 rpm อีกครั้ง เพื่อแยกตะกอนขนาดเล็กที่เหลือในส่วนสารละลายเหนือตะกอนออกมา จะได้อนุภาคนาโนทองคำที่มีขนาดเฉลี่ย 20.5±4.5 nm และมีค่าการดูดกลืนแสงที่ความยาวคลื่น 523-526 nm สีของคอลลอยด์เป็นสีแดง และอนุภาคนาโนทองคำที่เตรียมในน้ำ เมื่อถูกปั่นเหวี่ยงที่ 8,000 rpm เท่านั้น จะได้อนุภาคที่มีขนาดเฉลี่ย 23±7 nm ดูดกลืนแสงที่ความยาวคลื่น 529-531 nm สีของคอลลอยด์เป็นสีม่วงแดง เมื่อทดสอบความเสถียรของคอลลอยด์อนุภาคนาโนทองคำในน้ำต่อสภาวะความเป็นกรด พบว่าคอลลอยด์จะเกิดการเสียสภาพและตกตะกอน เมื่อนำอนุภาคนาโนทองคำที่สังเคราะห์ได้ทั้ง 2 ขนาดมาทดสอบประสิทธิภาพความเป็นเซนเซอร์ พบว่าสามารถใช้สร้างกราฟมาตรฐานสำหรับการประมาณความเข้มข้นของ แอมโมเนียมไฮดรอกไซด์และซีสทีนด้วยสมการเส้นตรง และของกลูตาไธโอนด้วยสมการพหุนามกำลังสอง หลังจากทดสอบด้วยสารละลายที่ไม่ทราบค่าความเข้มข้น พบว่าโดยตัวอย่างส่วนใหญ่มีเปอร์เซ็นต์ความคลาดเคลื่อนที่น้อย อนุภาคนาโนทองคำที่สังเคราะห์ได้ในระบบนี้จึงสามารถประยุกต์ใช้เป็นเซนเซอร์ได้ แต่เมื่อทดสอบความสามารถในการเป็นสารต้านเชื้อ Staphyloccus aureus และเชื้อ Escherichia coli พบว่าไม่มีความสามารถในการต่อต้านเชื้อแบคทีเรียทั้งสองชนิด