ม.อ.ใช้ซิลเวอร์นาโนทำเซนเซอร์ หาสารพิษในน้ำแม้ตกค้างน้อยนิด

นักศึกษา คปก. พัฒนาเซนเซอร์ตรวจวัดสารพิษในน้ำดื่ม ด้วยอนุภาคซิลเวอร์นาโน ตรวจจับได้แม้สารพิษมีไม่ถึง 1 ในพันล้านส่วน ให้ผลเทียบเท่าวิธีมาตรฐาน แต่สะดวกรวดเร็วและประหยัดค่าใช้จ่ายมากกว่า ทั้งยังประยุกต์ใช้ตรวจหาสารตกค้างชนิดอื่นในอุตสาหกรรมอาหารและยาได้ไม่ยาก

น.ส.สุชีรา ลอยประเสริฐ นักศึกษาปริญญาเอกในโครงการปริญญาเอกกาญจนาภิเษก (คปก.) ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ (ม.อ.) ร่วมกับ รศ.ดร.เพริศพิชญ์ คณาธารณา และ รศ.ดร.ปณต ถาวรังกูร ซึ่งเป็นอาจารย์ที่ปรึกษา พัฒนาระบบวิเคราะห์และกลไกการตรึงวัสดุชีวภาพในคาพาซิทีฟอิมมูโนเซนเซอร์โดยใช้อนุภาคนาโนเงินหรือซิลเวอร์นาโน เพื่อตรวจหาสารชีวพิษในน้ำดื่มสำหรับโรงงานอุตสาหกรรม

"อิมมูโนเซนเซอร์ เป็นเครื่องมือตรวจวัดโดยอาศัยการจับกันอย่างจำเพาะเจาะจงของแอนติเจนหรือสารที่ต้องการตรวจวิเคราะห์ และแอนติบอดีที่เป็นตัวตรวจจับ เมื่อแอนติบอดีจับกับแอนติเจนได้ จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของประจุไฟฟ้าก่อนและหลังจับ ซึ่งสามารถตรวจวัดได้แม้จะมีสารปริมาณน้อยมากในระดับ 1 ส่วนในล้านส่วน (1 ppm)" น.ส.สุชีรา อธิบายรายละเอียดของอิมมูโนเซนเซอร์ กับทีมข่าววิทยาศาสตร์ ASTVผู้จัดการออนไลน์ และสื่อมวลชนอีกจำนวนหนึ่ง

ทว่าหากสารตัวอย่างที่ต้องการตรวจหา มีปริมาณน้อยกว่านั้น ก็อาจทำให้ผลการตรวจผิดพลาดได้ เช่น สารพิษไมโครซิสติน (microcystins) ที่องค์การอนามัยโลก (World Health organization: WHO) กำหนดไว้ว่า น้ำดื่มที่ได้มาตรฐานจะต้องมีปริมาณสารไมโครซิสตินได้ไม่เกินหนึ่งส่วนในพันล้านส่วน (1 ppb) ซึ่งสารพิษดังกล่าวถูกปล่อยมาจากสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน ไมโครซิสติส แอรูจิโนซา (Microcystis aeruginosa) ลงสู่แหล่งน้ำได้เมื่อเซลล์แก่ ตาย หรือผนังเซลล์รั่ว โดยจะเป็นพิษต่อตับและเป็นสารก่อมะเร็ง

นักวิจัยจึงหาวิธีเพิ่มประสิทธิภาพระบบอิมมูโนเซนเซอร์ให้มีความไวสูงขึ้น โดยการตรึงอนุภาคซิลเวอร์นาโนขนาด 15 นาโนเมตร ลงบนผิวอิเล็กโทรดสำหรับตรวจวัดที่ทำด้วยทองคำ ซึ่งช่วยเพิ่มพื้นที่ผิวทำให้สามารถตรึงแอนติบอดีลงบนเซนเซอร์ได้มากยิ่งขึ้นหลายเท่าตัว จึงเพิ่มโอกาสในการจับกับสารที่ต้องการตรวจหาได้ดียิ่งขึ้น และใช้งานโดยการจุ่มอิเล็กโทรดลงในสารละลายที่ต้องการทดสอบ ซึ่งไม่ต้องมีขั้นตอนเตรียมตัวอย่างก่อนวิเคราะห์หรือเพิ่มปริมาณสารที่ต้องการตรวจหา

จากการทดสอบประสิทธิภาพของเซนเซอร์พบว่า สามารถตรวจจับสารพิษไมโครซิสตินในน้ำดื่มได้แม่นยำสูงแม้มีสารพิษน้อยกว่า 1 ppb และแม่นยำเทียบเท่าวิธีมาตรฐานที่ต้องวิเคราะห์ด้วยเครื่องเอชพีแอลซี (HPLC) โดยผู้เชี่ยวชาญเท่านั้น ซึ่งมีต้นทุนสูง มีขั้นตอนยุ่งยากและใช้เวลานานกว่า

"อิมมูโนเซนเซอร์นี้ ยังสามารถใช้ได้กับการตรวจวัดสารชนิดอื่นได้โดยการเปลี่ยนชนิดของแอนติบอดีที่นำมาตรึงลงบนอิเล็กโทรดให้มีความจำเพาะกับสารที่ต้องการวิเคราะห์ เช่น ใช้ในการตรวจหาปริมาณสารเพนนิซิลินจี (Penicillin G) ที่ตกค้างในน้ำนม หรือ ตรวจหาสารปนเปื้อนในการผลิตอินซูลิน" น.ส. สุชีรากล่าว

ทั้งนี้ การเตรียมอิเล็กโทรด 1 ครั้ง มีค่าใช้จ่ายประมาณ 20 บาท และสามารถใช้วิเคราะห์ได้ถึง 43 ครั้ง โดยที่ยังคงให้ผลแม่นยำเช่นเดิม จึงเป็นประโยชน์อย่างยิ่งต่ออุตสาหกรรมอาหาร ยา และในด้านสิ่งแวดล้อม.