Previous Next

ทีมวิจัย มจธ. คิดค้นวิธีการตรวจวินิจฉัยเบื้องต้นเกี่ยวกับโรคตับและไต หรือ โรคหัวใจ จากปัสสาวะ และซีรั่ม ได้ ภายใน 15 นาที!! ???

Print

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