เคมีซุปราโมเลกุล : เซ็นเซอร์ทางเคมี

Supramolecular Chemistry: Chemical Sensors

Abstract

เคมีซุปราโมเลกุลเป็นการศึกษาอันตรกิริยาแบบนอนโควาเลนท์ระหว่างโมเลกุลของโฮสต์และเกสต์ ซึ่งในปัจจุบันได้มีการนำความรู้ทางเคมีซุปราโมเลกุลมาพัฒนาเป็นโมเลกุลที่ใช้เป็นตัวเลือกจับทางเคมี (chemical receptor) และเซ็นเซอร์ทางเคมี (chemical sensor) ซึ่งโมเลกุลทั้งสองดังกล่าวนี้ได้ถูกนำมาประยุกต์ใช้ในงานวิจัยหลาย ๆ แขนง อาทิเช่น การพัฒนางานวิจัยทางสิ่งแวดล้อม การแพทย์และอุตสาหกรรม โมเลกุลที่สามารถนำมาใช้เป็นตัวเลือกจับทางเคมีนั้นต้องมีโครงสร้างและมีสมบัติทางเคมีที่เหมาะสมในการที่จะเลือกจับกับเกสต์โมเลกุล สำหรับโมเลกุลของเซ็นเซอร์ทางเคมีนั้นต้องประกอบไปด้วยส่วนที่สำคัญ 2 ส่วนคือ ส่วนที่ใช้ในการเลือกจับ (recognition unit) และส่วนของหน่วยให้สัญญาณ (sensory unit) ในส่วนของหน่วยให้สัญญาณนี้อาจจะเป็นโมเลกุลที่มีสมบัติเป็นโครโมฟอร์ ฟลูออโรฟอร์ หรือโมเลกุลที่สามารถเกิด ปฏิกิริยารีดอกซ์ได้ ซึ่งเมื่อโมเลกุลของเซ็นเซอร์จับกับเกสต์โมเลกุลแล้วจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในส่วนของหน่วยให้สัญญาณ ในบทความนี้ได้จำแนกชนิดของเซ็นเซอร์ทางเคมีออกเป็น 3 ประเภทตามชนิดของหน่วยให้สัญญาณได้แก่ โครโมจีนิกเซ็นเซอร์ ฟลูออโรจีนิกเซ็นเซอร์ และเซ็นเซอร์ทางเคมีไฟฟ้าSupramolecular chemistry is the chemistry of noncovalent interactions between host and guest molecules. One of the challenges in the area of supramolecular chemistry involves the preparation of chemical receptors and chemical sensors with high selectivity for specifically targeted guest molecules. Supramolecular chemistry plays an important role in a variety of applications such as environment, medicinal and industry. Chemical receptors must possess structural and chemical features for guest recognition. Like chemical receptors, chemical sensors consist of two parts: chemical receptors and sensory units. The sensory unit can be chromophores, fluorophores and redox-active molecules, which convert the binding event or recognition phenomena to their binding signals upon binding with guest molecules. In this review, three types of chemical sensors are described, namely, chromogenic sensors, Fluorogenic sensors and Electrochemical sensors, depends on types of sensory units used.