ทีมวิจัยชีวศาสตร์และชีววิทยาระบบ

BIOTEC

เกี่ยวกับ
บริการ
ผลงานเด่น
บุคลากรวิจัย
ติดต่อเรา

ทีมวิจัยชีวศาสตร์และชีววิทยาระบบ

ข้อมูลเกี่ยวกับทีมวิจัย

ทีมวิจัยชีวศาสตร์และชีววิทยาระบบ ภายใต้กลุ่มวิจัยวิศวกรรมชีวเคมีและชีววิทยาระบบ ทำงานร่วมกับคลัสเตอร์วิจัยที่มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (บางขุนเทียน) ในกรอบการทำงานของหน่วยปฏิบัติการวิจัยและพัฒนาวิศวกรรมชีวเคมีและโรงงานต้นแบบ (BEC) ซึ่งเป็นหน่วยปฏิบัติการวิจัยที่จัดตั้งขึ้นภายใต้ความร่วมมือระหว่างศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (ศช.) และมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) ตั้งแต่ ปี พ.ศ. 2529 มีวัตถุประสงค์เพื่อเป็นศูนย์วิจัยพัฒนาและวิศวกรรม เพื่อปรับปรุงผลิตภัณฑ์ กระบวนการและเทคโนโลยีทางด้านวิศวกรรมชีวเคมี และถ่ายทอดองค์ความรู้และเทคโนโลยีทางด้านวิศวกรรมชีวเคมีและโรงงานต้นแบบชั้นนำเพื่อการใช้งานจริง รวมทั้งเพื่อพัฒนาขีดความสามารถของบุคลากร ทำการสาธิตและถ่ายทอดเทคโนโลยี ทั้งในประเทศและภูมิภาค ซึ่งสามารถตอบสนองต่อความต้องการของประเทศและสังคม ทีมวิจัยชีวศาสตร์และชีววิทยาระบบได้ดำเนินการวิจัยและพัฒนากระบวนการผลิตทางชีวภาพ เทคโนโลยีการหมัก การขยายขนาดการผลิตในระดับโรงงานต้นแบบและการขยายขนาดการผลิตจุลินทรีย์ ความสามารถเชิงการออกแบบทางวิศวกรรมกระบวนการผลิตทางชีวภาพ สร้างความสามารถเทคโนโลยีฐานด้านชีววิทยาระบบและชีวสารสนเทศ ซึ่งเป็นเทคโนโลยีต้นน้ำของการออกแบบเซลล์หรือจุลินทรีย์ใช้ในกระบวนการผลิตสารชีวภัณฑ์เป้าหมาย เช่น Bioinformatics platform เพื่อการวิเคราะห์และทำนายเปปไทด์ออกฤทธิ์จากตัวอย่างชีวภาพต่าง ๆ ในระดับจีโนมและระดับโปรตีโอม และสร้างความสามารถเทคโนโลยีเซนเซอร์ซึ่งสามารถประยุกต์ใช้ในการตรวจวัดสารต่าง ๆ ทางการแพทย์ อาหาร เกษตร และสิ่งแวดล้อม นอกจากนี้ทีมวิจัยมีความเชี่ยวชาญทางด้านเทคโนโลยีชีวภาพสาหร่าย ชีววิทยาระบบและชีวสารสนเทศ เทคโนโลยีกระบวนการหมักระดับโรงงานต้นแบบ

สถานภาพปัจจุบัน

ทีมวิจัยชีวศาสตร์และชีววิทยาระบบ มีแนวทางการดำเนินงานวิจัยเพื่อพัฒนาและปรับปรุงผลิตภัณฑ์ กระบวนการและเทคโนโลยีทางด้านวิศวกรรมชีวเคมีและเทคโนโลยีชีวภาพที่เกี่ยวข้อง เพื่อถ่ายทอดเทคโนโลยีนำไปสู่การใช้งานจริงหรือในเชิงการพาณิชย์ การถ่ายทอดเทคโนโลยีสู่ภาคเอกชน โดยมีทิศทางงานวิจัยที่สอดคล้องกับเทคโนโลยีเป้าหมายของ สวทช. จำนวน 3 ด้าน ได้แก่ นวัตกรรมอาหารคนและอาหารสัตว์ สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ และยาแบบใหม่ที่ใช้กระบวนการสังเคราะห์ทางชีวภาพ ดังนี้

– งานวิจัยด้านกระบวนการผลิตทางชีวภาพและการขยายขนาดการผลิต มุ่งเน้นการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีฐานกระบวนการเลี้ยงเซลล์และจุลินทรีย์ในระดับห้องปฏิบัติการและขยายขนาดการผลิตในระดับโรงงานต้นแบบและกระบวนการแยกสารให้บริสุทธิ์ เพื่อการผลิตสารชีวภาพต่าง ๆ ที่ใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร อาหารสัตว์ เชื้อเพลิงชีวภาพและทางการแพทย์ เพื่อให้เกิดความเข้าใจในกระบวนการควบคุม กระบวนการผลิตด้วยเทคโนโลยีการหมักแบบอาหารเหลวและอาหารแข็ง การแยกบริสุทธิ์ของสารเหล่านี้ ในระดับห้องปฏิบัติการและการขยายขนาดในระดับโรงงานต้นแบบทั้งต้นน้ำและปลายน้ำ

– งานวิจัยด้านชีววิทยาเชิงระบบและวิศวกรรมเมตาบอลิก มุ่งเน้นการวิจัยและพัฒนาเพื่อสร้างองค์ความรู้และประยุกต์ใช้เครื่องมือด้านชีวสารสนเทศและชีววิทยาระบบกับการพัฒนาอุตสาหกรรมเทคโนโลยีชีวภาพ เน้นการวิเคราะห์เชิงระบบของวิศวกรรมเมตาโบลิค การวิเคราะห์เปรียบเทียบข้อมูลในระดับจีโนมของสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ เช่น ยีสต์ และสาหร่ายสไปรูลินา เป็นต้น เพื่อนำไปสู่การปรับปรุงสายพันธุ์/ผลผลิตในระดับเซลล์ ที่ช่วยให้สามารถขยายผลจนถึงขั้นเชิงพาณิชย์ได้รวดเร็ว มีประสิทธิภาพและประหยัดเงินลงทุนด้านวิจัย

– งานวิจัยด้านการตรวจวัด มุ่งเน้นการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีฐานสำหรับการตรวจวัดที่มีความไวสูง โดยอาศัยวัสดุนาโนเข้ามาช่วย เป็นตัวเพิ่มสัญญาณและตัวยึดเกาะ การศึกษาวัสดุชีวโมเลกุลใหม่และการเชื่อมต่อวัสดุนาโนเพื่อใช้ในงานเซนเซอร์วัด และการตรวจวิเคราะห์ด้วยสัญญาณทางเคมีไฟฟ้า สัญญาณทางแสง และการเปลี่ยนแปลงที่สังเกต เห็นได้ด้วยตาเปล่า เช่น สี การตกตะกอน และการสร้างความสามารถในการตรวจวัดได้หลายพารามิเตอร์พร้อมกัน การใช้เครื่องพิมพ์แบบ screen printing และ Electro-hydrodynamic jet (E-jet printing) เป็นเครื่องมือสำหรับพิมพ์โครงสร้างสองมิติระดับนาโน ที่มีความยืดหยุ่นเชิงเทคนิคในการใช้งานรวมถึงการผลิตในเชิงอุตสาหกรรม สามารถใช้ผลิตแพลตฟอร์มรูปแบบต่าง ๆ ที่เหมาะสมและสะดวกต่อผู้บริโภค หลังจากนั้นนำไปใช้พัฒนาต้นแบบ เครื่องมือวัดและถ่ายทอดเทคโนโลยีนำไปใช้เชิงพาณิชย์

ทีมวิจัยมุ่งเน้นการสร้างองค์ความรู้ เทคโนโลยี และนวัตกรรมด้านเทคโนโลยีกระบวนการผลิตทางชีวภาพ ชีววิทยาเชิงระบบและชีวสารสนเทศ และเทคโนโลยีเซนเซอร์ โดยเน้นการทำ translational research ทางด้านกระบวนการผลิตทางชีวภาพ และการขยายขนาดการผลิต เพื่อนำไปสู่การใช้งานจริงในเชิงพาณิชย์ ในอุตสาหกรรมเทคโนโลยีชีวภาพด้านอาหารสัตว์ อาหาร พลังงานชีวภาพ และสารชีวภัณฑ์ทางการแพทย์ (3F1P: Feed, Food, (bio)Fuel, (bio)Pharmaceutical) โดยแบ่งเป็น 4 กลุ่มวิจัย ดังนี้

– กลุ่มวิจัยเทคโนโลยีชีวภาพสาหร่าย (Algal Biotechnology) มีเป้าหมายในการวิจัยและพัฒนาให้ได้เทคโนโลยีในการเพาะเลี้ยงสาหร่ายขนาดเล็กที่มีประสิทธิภาพสูง รวมทั้งการพัฒนากระบวนการหรือระบบต้นแบบในการสกัดสารเคมีมูลค่าสูง ได้แก่ กรดแกมม่าลิโนเลนิค และไฟโคไซยานินจากสาหร่ายสไปรูลิน่า การพัฒนายาต้านไวรัสจากสาหร่าย การพัฒนาเทคโนโลยีพื้นฐานในการศึกษาพัฒนาสายพันธุ์สาหร่ายสไปรูลิน่าเพื่อเพิ่มมูลค่าของสาหร่าย โดยการเพิ่มปริมาณกรดแกมม่าลิโนเลนิค (GLA) ซึ่งเป็นกรดไขมันไม่อิ่มตัว มีคุณสมบัติใช้เป็นอาหารเสริม บำรุงสุขภาพและใช้ในทางการแพทย์ และสามารถให้บริการถ่ายทอดเทคโนโลยีและเป็นที่ปรึกษาให้แก่ภาคเอกชน บริการตรวจวิเคราะห์คุณภาพสาหร่าย มีการสร้างกลุ่มเครือข่าย ความร่วมมือกับภาคเอกชนในรูปแบบของ Spirulina consortium ในการให้คำปรึกษา แก้ปัญหาและเพิ่ม ประสิทธิภาพในการผลิตให้กับภาคอุตสาหกรรม การวิจัยและพัฒนาการเลี้ยงสาหร่ายสไปรูลิน่าที่มีผลผลิตสูงในระดับอุตสาหกรรม

– กลุ่มวิจัยเทคโนโลยีเซนเซอร์ ( Sensor Technology ) มีเป้าหมายเพื่อพัฒนาหัววัดและวิธีการ วัดสารต่าง ๆ อย่างแม่นยำและรวดเร็ว เพื่อใช้ในตัวอย่างทางด้านอาหาร สิ่งแวดล้อม และการแพทย์ โดยมีงานวิจัยใน 3 กลุ่มงานใหญ่ ได้แก่ ไบโอเซนเซอร์ (Bio sensors) การปรับปรุงอิเล็กโทรดสำหรับการวิเคราะห์ทางเคมีไฟฟ้า (Chemically modified electrodes) และการพัฒนาเทคนิคการวิเคราะห์ทางเคมีไฟฟ้า (Electroanalytical techniques) สำหรับงานบริการได้แก่ การเสริมสร้างความร่วมมือระหว่างหน่วยงานวิจัยพัฒนาในมหาวิทยาลัยกับหน่วยงานในภาคอุตสาหกรรม โดยการถ่ายทอดเทคโนโลยี และผลิตภัณฑ์ต้นแบบไปยังหน่วยงานดังกล่าวเพื่อการพัฒนาในเชิงพาณิชย์ ผ่านการให้คำปรึกษาทั่วไปด้านเซนเซอร์เคมีและชีวภาพ เครื่องมือวิเคราะห์ทางเคมีไฟฟ้า สัมมนาและฝึกอบรม และฝึกอบรมระยะสั้น

– กลุ่มวิจัยชีววิทยาระบบและชีวสารสนเทศ (Systems Biology and Bioinformatics) มีเป้าหมายเน้นการประยุกต์ใช้เครื่องมือด้านชีวสารสนเทศและเทคนิคด้านการสร้างแบบจำลองของเซลล์ รวมถึงการวิเคราะห์และประเมินกิจกรรมภายในเซลล์ เพื่อศึกษากระบวนการสังเคราะห์และผลิตกรดไขมันที่มีประโยชน์ในเชิงการแพทย์ในสิ่งมีชีวิตเซลล์เดี่ยว เช่น ยีสต์ เพื่อเป็นข้อมูลพื้นฐานของการศึกษาในสิ่งมีชีวิตชั้นสูง การศึกษาการสังเคราะห์แป้งในหัวมันสำปะหลังเพื่อใช้ปรับปรุงคุณลักษณะของแป้งให้ตรงตามความต้องการของตลาด และการใช้แบบจำลองกิจกรรมภายในเซลล์ของเชื้อวัณโรคเพื่อการค้นหาและพัฒนายารักษาวัณโรค

– กลุ่มวิจัยการพัฒนากระบวนการทางชีวภาพของจุลินทรีย์และโรงงานต้นแบบการหมัก (Microbial Bioprocess Development and Pilot Plant Fermentation) งานในกลุ่มวิจัยนี้ประกอบไปด้วยห้องปฏิบัติการวิจัยต่าง ๆ ได้แก่ Animal Cell Culture, Microbial Fermentation, Solid State Fermentation, Fungal Biotechnology, Pilot Plant Fermentation มีเป้าหมายในการทำวิจัยและพัฒนา เพื่อเพิ่มองค์ความรู้ทางเทคโนโลยีชีวภาพของจุลินทรีย์ที่มีความสำคัญในอุตสาหกรรมเทคโนโลยีชีวภาพ ได้แก่ ยีสต์ แบคทีเรีย และรา มีการศึกษาในระดับชีววิทยาโมเลกุล การพัฒนาความรู้ ความสามารถเพื่อให้เกิดความเข้าใจการทำงานของจุลินทรีย์อย่างเป็นระบบ และนำมาใช้ในการพัฒนาสายพันธุ์เพื่อเพิ่มศักยภาพการผลิตสารมูลค่าสูง (high value product) ประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมต่าง ๆ ประกอบกับการวิจัย พัฒนาด้านเทคโนโลยีการหมักที่มุ่งเป้าการพัฒนาการเลี้ยงจุลินทรีย์ในอาหาร เหลวและอาหารแข็งในระดับห้องปฏิบัติการและโรงงานต้นแบบ มีงานด้านการเพาะเลี้ยงเซลล์สัตว์และโรงงานต้นแบบการหมัก

ทีมวิจัยชีวศาสตร์และชีววิทยาระบบ

• ระบบ software platform “SpirPep” ในการตรวจหาเปปไทด์ออกฤทธิ์จากตัวอย่างโปรตีน
• ระบบฐานข้อมูล “SpirPro” (Spirulina-Proteome Repository) เว็บฐานข้อมูลโปรตีโอมของสไปรูลิน่าและเครื่องมือสำหรับการแสดงผลการวิเคราะห์เครือข่ายความสัมพันธ์ระหว่างโปรตีนในระดับเมทาบอลิซึมของ Spirulina (Arthrospira) platensis C1
• กรรมวิธีการตรวจวัดสารบ่งชี้โรค (เช่น กรดยูริก อัลบูมิน ครีเอทินิน และบิลิรูบิน) ในปัสสาวะด้วยวิธีทางเคมีไฟฟ้า
• เทคโนโลยีการหมักสำหรับการผลิตจุลินทรีย์แบบความหนาแน่นเซลล์สูง และการพัฒนาขยายขนาดกระบวนการผลิตในระดับโรงงานต้นแบบ
• เครื่องวัดความเผ็ด (capsaicin sensor) สำหรับอุตสาหกรรมอาหาร
• ระบบวัดซีโอดีออนไลน์ (on-line COD sensor) สำหรับโรงงานอุตสาหกรรม