งานนี้อะตอมได้ไปสัมภาษณ์ผลงานวิจัยแบบข้าม Time Zone กันเลยทีเดียวกับกลุ่มวิจัย OSEN (Organic Synthesis, Electrochemistry and Natural Product) นำทีมวิจัยโดย ผศ. ดร.วิจิตรา เดือนฉาย อาจารย์ประจำภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ ซึ่งอะตอมได้มีโอกาสสัมภาษณ์โดยตรงกับ นายกวิน ขจรศักดิ์กุล นักศึกษาปริญญาเอกเจ้าของผลงานซึ่งได้ให้สัมภาษณ์ในขณะที่ทำวิจัยระยะสั้นอยู่ที่ประเทศอังกฤษ ต้องขอบอกก่อนเลยว่า เรื่องราวต่อจากนี้ไม่ธรรมดาแน่นอนครับ ????
------------------------------------------------------------------
น้องกวินเล่าให้ฟังว่า ปัจจุบันการตรวจวินิจฉัยโรคต่าง ๆ สิ่งที่สำคัญที่สุด คือ การตรวจเจอสิ่งผิดปกติในร่างกายให้เร็วที่สุดเท่าที่เทคโนโลยีในปัจจุบันจะทำได้ นั่นแปลว่าถ้าเรารู้ถึงความผิดปกติเหล่านั้นได้เร็วเท่าไร เราจะสามารถลดความรุนแรงของโรคและทำการรักษาโรคต่าง ๆ ได้เร็วมากขึ้นเท่านั้น!!!
------------------------------------------------------------------
ด้วยเหตุนี้ทีมวิจัยจึง “คิดค้นวิธีการตรวจสารตัวบ่งชี้ทางชีวภาพ (Biomarker) ที่มีชื่อว่า Bilirubin (BR)” ซึ่งเป็นสารบ่งชี้ทางชีวภาพที่มีอยู่ในร่างกายของมนุษย์ โดยปกติเราจะมีเกณฑ์ของปริมาณ BR อยู่ที่ 5 – 20 uM ในการวินิจฉัยโรคต่าง ๆ จะสามารถประเมินได้จากการเปลี่ยนแปลงปริมาณของ BR ในร่างกาย ตัวอย่างเช่น ถ้าตรวจปริมาณ BR ในร่างกายแล้วพบปริมาณ BR มากกว่าเกณฑ์ก็จะเกิดความเสี่ยงต่อโรคตับแข็ง ปอดติดเชื้อ มะเร็ง หรือ โรคทางสมอง และในกรณีที่ตรวจพบปริมาณ BR ต่ำกว่าเกณฑ์ ก็จะมีความเสี่ยงต่อโรคขาดธาตุเหล็ก หรือ โรคหัวใจ เป็นต้น นอกจากนี้ยังมีการรายงานทางการแพทย์ออกมาว่า “จะต้องไม่พบปริมาณ BR เจือปนในตัวอย่างของปัสสาวะของมนุษย์” หากมีการตรวจพบปริมาณ BR ในปัสสาวะของคนไข้จะมีความเสี่ยงต่อการเป็นโรคตับและโรคไตได้????
------------------------------------------------------------------
ปัจจุบันการตรวจวัดปริมาณ BR จากตัวอย่างเลือดในโรงพยาบาลจะใช้เครื่องมือวิเคราะห์ด้วยเทคนิคทางแสงที่มีข้อจำกัดในเรื่องค่าใช้จ่าย ระยะเวลาในการตรวจวัด และปริมาณ BR ต่ำสุดที่สามารถตรวจวัดได้ (Limit of Detection หรือ LOD) ซึ่งเทคนิคทางแสงจะมี LOD อยู่ในช่วงประมาณ 0.4 – 20 uM ขึ้นอยู่กับเทคนิคที่ใช้ในการตรวจวัด และอีกกรณีหนึ่ง คือ การตรวจวัดปริมาณ BR จากตัวอย่างปัสสาวะด้วยชุดทดสอบแบบรวดเร็ว (Rapid Test Kit) โดยการสังเกตการเปลี่ยนสีของแผ่นกระดาษไปตามเฉดสีต่าง ๆ ตามความเข้มข้นของ BR ซึ่งมีข้อจำกัดในการอ่านผลการตรวจวัดที่อาจจะเกิดการคลาดเคลื่อนของแถบสีได้ อีกทั้งค่า LOD จะอยู่ที่ 2 uM เท่านั้น
------------------------------------------------------------------
จากขีดความสามารถของเทคโนโลยีที่กล่าวมาทั้งหมด ทีมวิจัยได้พลิกโฉมการตรวจวัดปริมาณ BR จากตัวอย่างปัสสาวะ โดยสร้างชุดทดสอบที่ดูการเปลี่ยนแปลงระยะทางของแถบสีบนแผ่นกระดาษ!!!! ภายในเวลา 15 นาที ซึ่งสามารถทลายขีดความสามารถของ LOD ลงไปต่ำถึงระดับ 0.8 pM (0.8x10-12 M) โดยที่สามารถตรวจคัดกรองภาวะความผิดปกติของโรคตับและไตหรือภาวะขาดธาตุเหล็กหรือโรคหัวใจได้เบื้องต้นด้วยตัวเองที่บ้านจากตัวอย่างปัสสาวะ โอ้วโหวววมาฟังแนวคิดและหลักการจากน้องกวินกันเลยครับ!!!! ???
------------------------------------------------------------------
ไอเดียของงานก็ คือ ในเมื่อชุดตรวจทั่วไปดูการเปลี่ยนเฉดสีที่หลากหลายได้ยาก อีกทั้งค่า LOD ก็ยังไม่ต่ำมากพอสำหรับการคัดกรองโรคที่ต่ำกว่าเกณฑ์ ดังนั้นทีมวิจัยจึงนำสารที่สามารถทำปฏิกิริยา (Reagent) นั่นก็คือ 5CB (4′-Pentyl-4-Biphenylcarbonitrile Liquid Crystal) นำมาคำนวณสัดส่วนและปริมาณที่จะเคลือบลงบนแผ่นกระดาษสำหรับใช้ในการทำปฏิกิริยากับ BR ผ่านระบบเอนไซม์หลังจากที่เคลือบ 5CB ลงบนกระดาษ สีของของกระดาษจะเปลี่ยนเป็นสีเทาเข้ม และเมื่อนำตัวอย่างปัสสาวะหรือซีรั่มที่มีปริมาณของ BR สีของกระดาษจะเกิดการเปลี่ยนสีจากเทาเข้มกลับมาเป็นสีขาวตามเดิม โดยที่การแปลผลปริมาณความเข้มข้นของ BR จะขึ้นกับระยะทางในการเปลี่ยนสีของกระดาษนั่นเอง ??
------------------------------------------------------------------
สำหรับหลักการในกระบวนการตรวจวัด ผู้ทดสอบเพียงแค่นำปัสสาวะหรือซีรั่มผสมเข้ากับเอนไซม์ในชุดทดสอบที่มีชื่อว่า Bilirubin Oxidase ซึ่งจะทำให้ BR ในตัวอย่างเกิดการผลิตเป็นไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ (Hydrogen Peroxide) ซึ่งขึ้นอยู่กับปริมาณ BR ในระบบ หลังจากนั้นนำสารผสมใส่เข้าไปในกล่องอุปกรณ์คลื่นอัลตราซาวน์ที่สามารถสร้างเองได้ที่บ้าน ซึ่งสามารถสั่งการผ่านแอพพลิเคชั่นบน Smartphone ของผู้ตรวจวัดได้ทันที เพื่อทำให้สารผสมถูกกระตุ้นเกิดเป็นอนุมูลอิสระ (Free Radical) ที่จะไปทำปฏิกิริยากับ 5CB บนแผ่นกระดาษแล้วเกิดการเปลี่ยนแปลงระยะทางของแถบสีตามที่กล่าวมาข้างต้น อะตอมต้องขอบอกเลยว่า นี่มันเจ๋งมากๆเลยครับ ที่ในอนาคตอันใกล้ทีมวิจัยมีวางแผนที่จะผลิตชุดทดสอบนี้ออกวางจำหน่ายตามร้านขายยาทั่วไป ซึ่งนั่นแปลว่าเราจะคัดกรองโรคตับและไต รวมถึงภาวะขาดธาตุเหล็กหรือโรคหัวใจเบื้องตนได้ที่บ้านภายในเวลาแค่ 15 นาที!!!!! ??????
------------------------------------------------------------------
ผลงานชิ้นนี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Analytica Chimica Acta ปี 2021 (Q1: Impact factor = 5.977) ในชื่อผลงาน “Highly sensitive distance-based liquid crystalline visualization for paper-based analytical devices” โดยเป็นงานวิจัยที่มีความร่วมมือกับ Department of Chemistry, Tamkang University, Taiwan ???
#FSciResearchInnovation #KMUTT