การศึกษาคุณสมบัติทางไฟฟ้าและการพังทลายของสาหร่าย (Euglena Sanguinea Ehrenberg) ด้วยสนามแม่เหล็กไฟฟ้าหลายระดับ

Study of electrical properties and breakdown of algae (euglena sanguinea ehrenberg) with multi-level electromagnetic fields.

Name: คมเพชร ปักคำวงษ์สังข์

ThaSH: สนามแม่เหล็กไฟฟ้า.

ThaSH: สาหร่ายเซลล์เดี่ยว -- สมบัติทางไฟฟ้า.

ThaSH: วิศวกรรมไฟฟ้า -- วิทยานิพนธ์ (ปริญญาเอก).

ThaSH: สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง. -- สาขาวิชาวิศวกรรมไฟฟ้า -- วิทยานิพนธ์.

Abstract: บทคัดย่อ: งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาคุณสมบัติทางไฟฟ้าและเคมีของสาหร่าย Euglena sanguinea Ehrenberg (E. sanguinea) มีจุดมุ่งหมายเพื่ออธิบายปรากฏการณ์การพังทลายของเซลล์สาหร่าย E. sanguinea หลังกระตุ้นด้วยระบบสนามแม่เหล็กไฟฟ้าหลายระดับ (MLEM) โดยการใช้วงจรสมมูลย์ทางไฟฟ้าแบบใหม่ของเซลล์สาหร่าย E. sanguinea ร่วมกับ MLEM ซึ่งแบบจำลองทางเคมีไฟฟ้าถูกนำมาใช้ในงานวิจัยเพื่อใช้อธิบายหลักการทำงานของ MLEM ในการกระตุ้นสาหร่าย โดยการทดลองกระตุ้นเซลล์สาหร่าย E. sanguinea ด้วย MLEM เป็นการทดลองระดับห้องปฏิบัติการ (Lab scale) ขนาด 10 L ปรับค่าพิกัดแรงดันตั้งแต่ 0 - 1000 Vac ที่ความถี่ 50 Hz - 20 kHz โดยผ่านตัวกลางคือ น้ำ และสาหร่าย E. sanguinea เพื่อศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพ ชีวภาพ เคมี และคุณสมบัติทางไฟฟ้าของสาหร่าย E. sanguinea ก่อนและหลังกระตุ้นด้วย MLEM ผลการทดลองพบว่า การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกายภาพ ชีวภาพ และเคมีของสาหร่าย E. sanguinea ก่อนและหลังการกระตุ้นด้วย MLEM มีความแตกต่างกัน โดยหลังการกระตุ้นด้วย MLEM เยื่อหุ้มเซลล์และอวัยวะภายในเซลล์เกิดการพังทลายผิดรูปไปจากเดิม และโครงสร้างทางชีวเคมีของเซลล์สาหร่ายหลังการกระตุ้นมีการเปลี่ยนแปลงที่สอดคล้องกับสมการทางเคมีไฟฟ้าแบบใหม่จากการประมาณได้จากพีกที่ปรากฏจาก FTIR และจากสมการเคมีไฟฟ้าสามารถคำนวณหาค่าแรงดันพังทลายขององค์ประกอบหลักทางชีวเคมีของสาหร่าย E. sanguinea ซึ่งประกอบด้วย โปรตีน คลอโรฟิลล์ คาร์โบไฮเดรต ไขมัน และสารประกอบฟอสฟอรัสได้โดยประยุกต์ใช้ทฤษฎีของ Nernst นอกจากนี้ยังสามารถคำนวณค่าคุณสมบัติทางไฟฟ้า ได้แก่ ค่าอิมพีแดนซ์เชิงซ้อน (Complex impedance) และค่าสภาพความยินยอมสัมพัทธ์เชิงซ้อน (Complex relative permittivity)ได้โดยใช้วิธีสกัดเอาองค์ประกอบหลักทางชีวเคมีดังกล่าวมาวัดค่าทางไฟฟ้า และคำนวณเปรียบเทียบกันโดยใช้เทคนิค Cole-Cole plot ผลที่ได้คือกราฟครึ่งวงกลมแปรตามความถี่ โดยที่ความถี่สูงๆ ค่าอิมพีแดนซ์จะลดลง และค่าอิมพีแดนซ์เชิงซ้อนจะมีความสัมพันธ์ในทิศทางตรงกันข้ามกันกับค่าสภาพความยินยอมสัมพัทธ์เชิงซ้อน ซึ่งค่าอิมพีแดนซ์ของเซลล์สาหร่าย E. sanguinea ที่ได้จากการวัด และจากการคำนวณมีความสัมพันธ์กันทางสถิติเท่ากับ 0.76 ที่ระดับความเชื่อมั่น 95% คุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ได้จากการคำนวณถูกนำมาใช้ประมาณค่าวงจรสมมูลย์ทางไฟฟ้าเพื่อใช้ในการคำนวณหากระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านภายในเซลล์สาหร่าย และกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านองค์ประกอบแต่ละส่วนทางชีวเคมี และยังใช้คำนวณหาพลังงานของระบบ MLEM ที่ไหลผ่านภายในองค์ประกอบแต่ละส่วนทางชีวเคมี ซึ่งพลังงานนี้จะต้องเอาชนะพลังงานของพันธะเคมีขององค์ประกอบแต่ละส่วนทางชีวเคมี ณ ความถี่วิกฤต จึงจะสามารถทำให้เซลล์ของสาหร่าย E. sanguinea เกิดการพังทลาย ผลของการศึกษาพฤติกรรมของคลื่นสนามแม่เหล็กไฟฟ้าในรูปของสนามไฟฟ้าที่ส่งผ่านตัวกลางที่เป็นน้ำกับสาหร่าย E. sanguinea ผลที่ได้คือ ความหนาแน่นของคลื่นไฟฟ้าที่เคลื่อนที่ผ่านน้ำมีขนาดใหญ่กว่าความหนาแน่นของคลื่นไฟฟ้าที่เคลื่อนที่ผ่านสาหร่าย E. sanguinea เนื่องจากความแตกต่างของคุณสมบัติทางค่าไดอิเล็กตริก (Dielectric) และค่าคงที่การลดทอน(Attenuation constant) นอกจากนี้แรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำ (Induced voltage) ที่คำนวณได้ของระบบ MLEM ที่ส่งผ่านแต่ละองค์ประกอบทางชีวเคมีของสาหร่าย E. sanguinea ในเซลล์ทรงกลมมีค่าใกล้เคียงกับค่าในสมการของ Nernst และการศึกษาสภาวะเรโซแนนซ์ซึ่งเป็นความถี่ที่เหมาะสมที่ทำให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านเข้าไปในองค์ประกอบทางชีวเคมีของเซลล์สาหร่ายซึ่งมีผลต่อการพังทลายของเซลล์ และพบว่าการกระจายตัวของศักดาไฟฟ้า และสนามไฟฟ้าโดยใช้วิธีประมาณค่าแบบไฟไนต์เอลิเมนต์ซึ่งมีความสัมพันธ์กับแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำ สภาพการนำไฟฟ้า และสภาพความยินยอมขององค์ประกอบทางชีวเคมี นอกจากนั้นสามารถนำหลักการนี้ไปประยุกต์ใช้ในศาสตร์สาขาอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องได้ เช่น ด้านการบำบัดน้ำที่มีปัญหาเรื่องสาหร่าย ด้านชีวโมเลกุล และทางด้านการแพทย์เป็นต้น

สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง. สำนักหอสมุดกลาง

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: Lifelong@kmitl.ac.th

Name: สุทธิชัย นพนาคีพงษ์

Role: อาจารย์ผู้ควบคุมวิทยานิพนธ์

Email : knsuthic@kmitl.ac.th

Created: 2553

Modified: 2558-08-22

Issued: 2558-08-22

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: วพ. ค151ก 2553

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรดุษฎีบัณฑิต (วิศวกรรมไฟฟ้า)

Level: ปริญญาเอก

Descipline: วิศวกรรมไฟฟ้า

Grantor: สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง

©copyrights สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	Fulltext Komphet Packamwongsang.pdf	32.68 MB	17	2023-02-07 14:24:16

ใช้เวลา

0.022506 วินาที