Sasimaporn Treepeta, Thipthunya Duangmaneea, Chayanaphat Chokradjaroenb, Kyusung Kimb, Nagahiro Saitob, Anyarat Watthanaphanita,*

Plain Language Summary

Carbon dots (CDs) are tiny, fluorescent particles useful in detecting chemicals like dopamine, a molecule involved in many diseases. This study creates CDs from glucose and glucosamine, using a simple solution plasma process. Unlike glucose, glucosamine includes nitrogen, which enhances the CDs’ brightness and response to dopamine. We found that using two forms of glucosamine (i.e., glucosamine sulfate and glucosamine hydrochloride) produces CDs with different properties, making them practical for detecting dopamine. CDs made with glucosamine sulfate brighten in response to dopamine, while CDs made with glucosamine hydrochloride darken and are more sensitive. The latter also reacts to silver ions (Ag+), causing a visible color change, which helps distinguish what is causing the response (dopamine or Ag+). These CDs show potential as sensitive tools for medical testing, offering a new method for disease diagnosis that compares favorably with existing approaches.

จุดคาร์บอน (Carbon dots หรือ CDs) เป็นอนุภาคขนาดเล็กที่เรืองแสงได้ ซึ่งมีประโยชน์ในการตรวจจับสารเคมี เช่น โดปามีน (dopamine) ซึ่งเป็นโมเลกุลที่เกี่ยวข้องกับโรคหลายชนิด งานวิจัยนี้สังเคราะห์ CDs จากกลูโคสและกลูโคซามีนโดยใช้กระบวนการพลาสมาในสารละลายที่เรียบง่าย ผลการศึกษาพบว่า เนื่องจากกลูโคซามีนมีธาตุไนโตรเจนในโมเลกุลซึ่งต่างจากกลูโคส จึงช่วยเพิ่มความสว่างและการตอบสนองของ CDs ต่อโดปามีน นอกจากนี้ การใช้กลูโคซามีนสองรูปแบบ (ได้แก่ กลูโคซามีนซัลเฟตและกลูโคซามีนไฮโดรคลอไรด์) สร้าง CDs ที่สามารถตรวจจับโดปามีนได้อย่างมีประสิทธิภาพผ่านกลไกที่แตกต่างกัน โดย CDs จากกลูโคซามีนซัลเฟตจะสว่างขึ้นเมื่อจับกับโดปามีน ขณะที่ CDs จากกลูโคซามีนไฮโดรคลอไรด์จะมีการดับแสงและมีความไวในการจับสูงกว่า นอกจากนี้ CDs จากกลูโคซามีนไฮโดรคลอไรด์ยังตอบสนองต่อไอออนเงิน (Ag+) โดยทำให้เกิดการเปลี่ยนสีที่สังเกตได้ ซึ่งช่วยให้สามารถแยกแยะได้ว่าการดับแสงนี้เกิดจากโดปามีนหรือ Ag+ งานวิจัยนี้เสนอศักยภาพของ CDs ในการเป็นเครื่องมือที่มีความไวสูงสำหรับการทดสอบทางการแพทย์เพื่อการวินิจฉัยโรคแบบใหม่ที่มีประสิทธิภาพเมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการที่มีอยู่