Nanodiagnostics Device Research Team

ทีมวิจัยการวินิจฉัยระดับนาโน มุ่งเน้นการออกแบบ พัฒนาระบบตรวจวัดระดับนาโน โดยการใช้ตัวบ่งชี้ทางชีวภาพ (biomarkers) ที่เหมาะสมในการกำหนดเป้าหมายโมเลกุล ร่วมกับการใช้วัสดุนาโน (nanomaterials) เข้ากับโมเลกุลชีวภาพ (biomolecules) เพื่อการพัฒนาแพลตฟอร์มเทคโนโลยี หรืออุปกรณ์ที่ใช้สนับสนุนการตรวจหา หรือการคัดกรอง / วินิจฉัยที่มีความไวและคุ้มค่าสำหรับการตรวจหาโรค / สภาวะ / ต่างๆ ในเบื้องต้นก่อนเข้าสู่กระบวนการยืนยันด้วยวิธีมาตรฐาน หรือประยุกต์ใช้ในการติดตามทางด้านสุขภาพและการแพทย์ในคนและสัตว์เลี้ยง รวมทั้งในด้านอาหาร และยา โดยมีขอบเขตของงานวิจัย ดังนี้

ขอบเขตงานวิจัย

1. การวิเคราะห์ / ระบุตัวบ่งชี้ทางชีวภาพ (biomarkers) ที่เหมาะสม

• การกำหนดเป้าหมายโมเลกุลเพื่อการออกแบบการตรวจหา หรือ การตรวจวิเคราะห์
• การประยุกต์ใช้เทคนิคในการวิเคราะห์โมเลกุลชีวภาพ ได้แก่ เทคโนโลยีนาโนพอร์ (nanopore technology), เทคนิคคลื่นผิวพลาสมอนเรโซแนนซ์ (surface plasmon resonance – SPR), และเทคนิคอื่นๆ เพื่อการวิเคราะห์โมเลกุลเป้าหมาย

2. การสร้างและการออกแบบวัสดุนาโน (nanomaterials) และโมเลกุลชีวภาพ (biomolecules) เพื่อใช้ในเทคโนโลยีการตรวจต่างๆ

• การสร้างวัสดุนาโน ได้แก่ อนุภาคทองนาโนและอนุภาคนาโนไฮบริด กราฟีนออกไซด์
• การออกแบบโมเลกุลชีวภาพ ได้แก่ แอปตาเมอร์ สายเปปไทด์

3. การรวมวัสดุนาโน (nanomaterials) กับโมเลกุลชีวภาพ (biomolecules) เพื่อสร้างแพลตฟอร์มเทคโนโลยี

• การพัฒนาไบโอเซ็นเซอร์ด้วยวิธีตรวจหาแบบเชิงคุณภาพ ได้แก่ ชุดตรวจแบบรวดเร็วอย่างง่ายด้วยเทคนิคการไหลในแนวราบแบบอ่านสีด้วยตาเปล่าและแบบอ่านสัญญาณฟลูออเรสเซ็นต์ (colorimetric / fluorescence–based lateral flow biosensor) ชุดตรวจแบบรวดเร็วอย่างง่ายด้วยเทคนิคการไหลในแนวราบแบบแข่งขัน (competitive lateral flow biosensor)  ไบโอเซ็นเซอร์อย่างง่ายด้วยการเปลี่ยนสีหรือให้สัญญาณฟลูออเรสเซ็นต์ (colorimetric / fluorescence-based sensor)
• การพัฒนาไบโอเซ็นเซอร์ด้วยวิธีตรวจหาแบบเชิงกึ่งปริมาณ ได้แก่ ไบโอเซ็นเซอร์อย่างง่ายด้วยเทคนิคเคมีไฟฟ้า (electrochemical sensor) ไบโอเซ็นเซอร์ด้วยเทคนิคพื้นผิวขยายสัญญาณรามานด้วยอนุภาคนาโน (Surface Enhances Raman Scattering, SERS-based sensor) ไบโอเซ็นเซอร์ด้วยสองเทคนิคพร้อมกัน (Dual Electrochemical and Fluorescence-based sensor)

ตัวอย่างผลงานสำคัญของทีมวิจัย

1. การวิเคราะห์ / ระบุตัวบ่งชี้ทางชีวภาพ (biomarkers) ที่เหมาะสม

• Sudsat, P.; Srisala, J.; Pakotiprapha, D.; Tapaneeyakorn, S.; Sritunyalucksana, K.; Thitamadee, S.; Charoensutthivarakul, S.; Itsathitphaisarn, O. VP28 Interacts with PmRab7 Irrespective of Its Nucleotide State. Rep. 2024, Nov 13,14(1):27803. https://doi.org/10.1038/s41598-024-79310-5
• Archapraditkul, C.; Janon, K.; Japrung, D.; Pongprayoon, P. Structural and dynamic properties of urinary human serum albumin fragments: a molecular dynamics study. Biomol. Struct. Dyn. 2024, Sep;42(14), 7532-7540. https://doi.org/10.1080/07391102.2023.2240426
• Alam, I.; Boonkoom, T.; Pitakjakpipop, H.; Boonbanjong, P.; Loha, K.; Saeyang, T.; Vanichtanankul, J.; Japrung, D. Single-Molecule Analysis of SARS-CoV-2 Double-Stranded Polynucleotides Using Solid-State Nanopore with AI-Assisted Detection and Classification: Implications for Understanding Disease Severity. ACS Appl. Bio. Mater. 2024 Feb 19, 7(2):1017-1027. https://doi.org/10.1021/acsabm.3c00998

2. การสร้างและการออกแบบวัสดุนาโน และโมเลกุลชีวภาพ เพื่อใช้ในเทคโนโลยีการตรวจต่างๆ

• Ngamaroonchote, A.; Karn-Orachai, K. Bimetallic Au-Ag on a Patterned Substrate Derived from Discarded Blu-ray Discs: Simple, Inexpensive, Stable, and Reproducible Surface-Enhanced Raman Scattering Substrates. 2021 Jun 22, 37(24):7392-7404. https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.1c00772
• Apiwat, C.; Luksirikul, P.; Kankla, P.; Pongprayoon, P.; Treerattrakoon, K.; Paiboonsukwong, K.; Fucharoen, S.; Dharakul, T., Japrung, D. Graphene based aptasensor for glycated albumin in diabetes mellitus diagnosis and monitoring. Bioelectron. 2016 Aug 15, 82:140-5. https://doi.org/10.1016/j.bios.2016.04.015
• Tapaneeyakorn, S.; Chantima, W.; Thepthai, C.; Dharakul, T. Production, characterization, and in vitro effects of a novel monoclonal antibody against Mig-7. Biophys. Res. Commun. 2016 Jun 24, 475(2):149-53. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2016.05.062

3. การรวมวัสดุนาโน (nanomaterials) กับโมเลกุลชีวภาพ (biomolecules) เพื่อพัฒนาแพลตฟอร์มเทคโนโลยี

• Apiwat, C.; Houghton, J.W.; Ren, R.; Tate, E.; Edel, J.B.; Chanlek, N.; Luksirikul, P.; Japrung, D. Advancing Albumin Isolation from Human Serum with Graphene Oxide and Derivatives: A Novel Approach for Clinical Applications. ACS Omega. 2024 Sep 20, 9(39):40592-40607. https://doi.org/10.1021/acsomega.4c04276
• Wiriyachaiporn, N.; Kongrueng, J.; Sukkuea, K.; Tanrattanawong, R.; Vanichtanankul, J.; Saeyang, T.; Jantra, T.; Japrung, D.; Maneeprakorn, W.; Bamrungsap, S.; Janchompoo, P.; Pasomsub, E. Characterizing a visual lateral flow device for rapid SARS-CoV-2 virus protein detection: pre-clinical and system assessment. Methods. 2024, May 3, 16(17):2740-2750. https://doi.org/10.1039/d3ay02075d
• Pitikultham, P.; Putnin, T.; Pimalai, D.; Sathirapongsasuti, N.; Kitiyakara, C.; Jiang, Q.; Ding, B.; Japrung, D. Ultrasensitive Detection of MicroRNA in Human Saliva via Rolling Circle Amplification Using a DNA-Decorated Graphene Oxide Sensor. ACS Omega. 2023 Apr 17, 8(17):15266-15275. https://doi.org/10.1021/acsomega.3c00411
• Karn-Orachai, K..; Ngamaroonchote, A. A label-free and selective SERS-based sensor for determination of ampicillin contamination in water using a fabric gold–silver alloy substrate with a handheld Raman spectrometer New J. Chem. 2023 47, 2758-2770. https://doi.org/10.1039/D2NJ05346B
• Sangkaew, P.; Ngamaroonchote, A.; Sanguansap, Y.; Karn-orachai, K. Emerging Electrochemical Sensor Based on Bimetallic AuPt NPs for On-Site Detection of Hydrogen Peroxide Adulteration in Raw Cow Milk. Electrocatalysis 2022 13, 794–806. https://doi.org/10.1007/s12678-022-00763-1
• Putnin, T.; Waiwinya, W.; Pimalai, D.; Chawjiraphan, W.; Sathirapongsasuti, N.; Japrung, D. Dual sensitive and rapid detection of glycated human serum albumin using a versatile lead/graphene nanocomposite probe as a fluorescence-electrochemical aptasensor. 2021 Jul 7, 146(13):4357-4364. https://doi.org/10.1039/d1an00556a
• Wiriyachaiporn, N.; Sirikaew, S.; Bamrungsap, S.; Limcharoen, T.; Polkankosit, P.; Roeksrungruang, P.; Ponlamuangdee, K. A simple fluorescence-based lateral flow test platform for rapid influenza B virus screening. Methods. 2021 Apr 14, 13(14):1687-1694. https://doi.org/10.1039/d0ay01988g
• Chawjiraphan, W.; Apiwat, C.; Segkhoonthod, K.; Treerattrakoon, K.; Pinpradup, P.; Sathirapongsasuti, N.; Pongprayoon, P.; Luksirikul, P.; Isarankura-Na-Ayudhya, P.; Japrung, D. Albuminuria detection using graphene oxide-mediated fluorescence quenching aptasensor. MethodsX. 2020 Oct 20, https://doi.org/10.1016/j.mex.2020.101114