Portable Electrochemical Sensor

เรื่องโดย ศุภวิชญ์ จันทน์ขาว – ไพฑูรย์ กลับสติ – ดร.ทัศชา ทรัพย์มีชัย

ในยุคที่รอบตัวมีมลภาวะมากมายและผู้คนหันมาใส่ใจสุขภาพ แต่การตรวจวิเคราะห์สารปนเปื้อนในสิ่งแวดล้อมรวมถึงเชื้อโรคต่างๆ ส่วนใหญ่มีวิธีการซับซ้อนและต้องทำในห้องปฏิบัติการ ทำให้ผู้ที่ต้องการตรวจเข้าถึงยาก ด้วยข้อจำกัดดังกล่าว นักวิจัยไทยได้พัฒนาชุดตรวจสารรุ่นพกพา ที่สามารถตรวจวัดสารเคมีปนเปื้อน สารชีวโมเลกุลของเชื้อโรค และสารอื่นๆ ได้อย่างง่ายดาย ทั้งยังสามารถพกพาชุดตรวจนี้ไปใช้ในพื้นที่ตรวจได้สะดวกอีกด้วย

ชุดตรวจสารรุ่นพกพา คืออะไร

ชุดตรวจสารรุ่นพกพา คือ เซ็นเซอร์ไฟฟ้าเคมี (Portable-Electrochemical-Sensor) ทำงานด้วยเทคนิคทางเคมีไฟฟ้าในการตรวจวัดหาสารต่างๆ โดยเซ็นเซอร์นี้ประกอบด้วยสองส่วนหลัก ได้แก่

(1) อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ทำหน้าที่ควบคุมแรงดันไฟฟ้า และวัดค่ากระแสไฟฟ้าในการวิเคราะห์ปริมาณสาร โดยส่วนนี้ต่ออยู่กับขั้วไฟฟ้า

(2) ขั้วไฟฟ้าหรืออิเล็กโทรด เป็นส่วนที่สัมผัสกับสารที่ต้องการตรวจวัด โดยบริเวณผิวขั้วไฟฟ้าสามารถดัดแปรให้เหมาะสมต่อการตรวจวัดสารแต่ละชนิด

ชุดตรวจสารรุ่นพกพา ได้รับการพัฒนาให้การตรวจวัดมีประสิทธิภาพมาก ตัวอย่างเช่น ในการตรวจวัดโลหะหนัก ใช้วัสดุนาโนบางชนิดเคลือบบริเวณผิวขั้วไฟฟ้า ส่งผลให้สามารถตรวจวัดโลหะหนักได้แม้มีในปริมาณน้อย อีกตัวอย่าง คือ ในการตรวจหาเชื้อโรค ขั้วไฟฟ้ามีการตรึงใช้สายดีเอ็นเอคู่ตรงข้ามกับสายดีเอ็นเอของเชื้อโรคนั้น ทำให้การตรวจหาเชื้อมีความแม่นยำมาก

นอกจากนั้นแล้ว ชุดตรวจสารรุ่นพกพา ยังได้รับการออกแบบให้เป็นอุปกรณ์ all-in-one ขนาดเล็กที่สามารถแสดงข้อมูลผลการตรวจแบบเรียลไทม์บนหน้าจอแอลอีดี ตลอดจนกำลังพัฒนาพร้อมกับเทคโนโลยีสื่อสารไร้สายระยะสั้น หรือเอ็นเอฟซี เพื่อให้สามารถส่งข้อมูลโดยอัตโนมัติไปยังแอปพลิเคชันเสริมที่ทำหน้าที่เก็บรวบรวมและวิเคราะห์ผลการตรวจ เพื่อเพิ่มความสะดวกมากยิ่งขึ้นในการใช้งาน

ทั้งนี้ ชุดตรวจสารรุ่นพกพา สามารถตรวจวัดหาสารต่างๆ ได้ อาทิ โครเมียม แคดเมียม ไวรัสมะเร็งปากมดลูก ไวรัสตับอักเสบ ไวรัสโควิด-19 เป็นตัน โดยมีจุดเด่นตรงที่สามารถพกพาไปใช้งานในภาคสนาม จึงวิเคราะห์ผลการตรวจได้แทบจะในทันที

ชุดตรวจรุ่นพกพา ล้ำหน้าพร้อมใช้งานจริง

ชุดตรวจสารรุ่นพกพา ผลิตด้วยเทคโนโลยีราคาไม่แพง ทำให้สามารถขยายกำลังผลิตในอุตสาหกรรม และพร้อมเข้าสู่ตลาดผู้บริโภค

ปัจจุบันผลิตภัณฑ์อุปกรณ์ตรวจวัดสาร มีมูลค่าตลาดรวมกันทั่วโลกสูงถึงหลักพันล้านดอลลาร์สหรัฐ และคาดว่าจะเติบโตเฉลี่ยร้อยละ 7 ต่อปี ส่วนในประเทศไทยเองชุดตรวจสารรุ่นพกพา มีศักยภาพในการนำไปใช้งานในโรงงานอุตสาหกรรม โรงพยาบาล และหน่วยงานอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับทางด้านเกษตรและสิ่งแวดล้อม

ชุดตรวจรุ่นใหม่ นวัตกรรมไทยพร้อมความร่วมมือระดับโลก

ชุดตรวจสารรุ่นพกพานี้ เป็นผลงานของศาสตราจารย์ ดร.อรวรรณ ชัยลภากุล และคณะนักวิจัยในสังกัดจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย พัฒนาขึ้นภายใต้โครงการวิจัยเรื่อง “เครือข่ายขั้นแนวหน้าเพื่อยกระดับชุดตรวจวัดรุ่นพกพาสำหรับแพลทฟอร์มไฟฟ้าเคมี” โดยได้รับทุนอุดหนุนการวิจัยจาก หน่วยบริหารและจัดการทุนด้านการเพิ่มความสามารถในการแข่งขันของประเทศ (บพข.) และบริษัท ปัญจวัฒนาพลาสติก จำกัด (มหาชน) ผ่านการดำเนินงานของศูนย์ความเป็นเลิศด้านเทคโนโลยีปิโตรเคมีและวัสดุ (PETROMAT)

นอกจากนี้ คณะนักวิจัยยังร่วมมือกับ University of Toronto ประเทศแคนาดา ในขั้นวิจัยและพัฒนาเซ็นเซอร์ อีกทั้งมีความร่วมมือกับบริษัท Biolan Microbiosensores S L ประเทศสเปน ผู้เชี่ยวชาญในการพัฒนาผลิตภัณฑ์เซ็นเซอร์ไฟฟ้าเคมีสู่ธุรกิจเชิงพาณิชย์ เพื่อวางแผนผลักดันชุดตรวจที่คิดค้นขึ้นสู่การใช้งานจริงทั้งในและต่างประเทศ

ชุดตรวจสารรุ่นพกพา จะช่วยให้การรักษาสิ่งแวดล้อมและสุขภาพทำได้ง่ายกว่าที่เคย ด้วยนวัตกรรมทันสมัยที่ตรวจวิเคราะห์สารปนเปื้อนได้สะดวกรวดเร็วและแม่นยำ ทั้งหมดนี้สะท้อนให้เห็นฝีมือของนักวิจัยไทยในการพัฒนาชุดตรวจที่พร้อมใช้งานในระดับโลก