นักวิจัยจุฬาฯ พัฒนา "เซ็นเซอร์" ประยุกต์ใช้ตรวจภูมิคุ้มกันโควิด-19
ผลงาน "ดร.สุดเขต ไชโย" สถาบันวิจัยเทคโนโลยีชีวภาพฯ จุฬาฯ"เซ็นเซอร์” รูปแบบใหม่ ประเมินความปลอดภัยทางอาหารและการวินิจฉัยทางการแพทย์ คว้ารางวัลนักวิทยาศาสตร์รุ่นใหม่ ปี 2564
ดร.สุดเขต ไชโย นักวิทยาศาสตร์รุ่นใหม่ ปี 2564 จากสถาบันวิจัยเทคโนโลยีชีวภาพฯ จุฬาฯ เปิดเผยว่า ได้พัฒนา “เซ็นเซอร์” รูปแบบใหม่ ประเมินความปลอดภัยทางอาหารและการเกษตรได้อย่างแม่นยำ ตรวจวัดง่าย พร้อมประยุกต์ใช้ทางการแพทย์ในการเฝ้าระวังโรคและตรวจวัดภูมิคุ้มกันที่มีความไวต่อเชื้อโควิด-19
“เซ็นเซอร์” เป็นเทคโนโลยีใกล้ตัวที่อำนวยความสะดวกในชีวิตยุคใหม่ในหลายมิติ ไม่ว่าจะใช้เป็น คีย์การ์ดในการเปิด-ปิดประตูอัตโนมัติ ตรวจวัดสารตกค้างในสิ่งแวดล้อมและการเกษตร ตรวจวัดสารสำคัญต่างๆ ทางการแพทย์เพื่อวินิจฉัยโรค อาทิ ตรวจวัดระดับน้ำตาลในร่างกาย ตรวจวัดสารตกค้างและสารอันตรายในอาหาร เป็นต้น
ดร.สุดเขต นิยามตัวเองว่าเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่สนใจวิเคราะห์และประดิษฐ์คิดค้นนวัตกรรมต่างๆ และที่สนใจด้านเซนเซอร์เป็นพิเศษก็เพราะเป็นนวัตกรรมที่ย่อส่วนวิธีการตรวจวัดในห้องปฏิบัติการ โดยรวมหลายศาสตร์อยู่ในอุปกรณ์ชิ้นเดียว
“ผมสนใจนำความรู้ทางด้านเคมีวิเคราะห์มาพัฒนาแพลทฟอร์มใหม่ๆของเซนเซอร์ซึ่งจะเป็นประโยชน์กับประชาชนในการใช้งานได้ด้วยตนเองในระดับ Home Use ซึ่งปัจจุบันเซนเซอร์ใช้ในบ้านเรายังมีข้อจำกัดอยู่คือเป็นอุปกรณ์ที่มีขนาดใหญ่ ราคาแพงเนื่องจากส่วนใหญ่นำเข้าจากต่างประเทศ และวิธีตรวจวัดค่อนข้างยุ่งยาก ซึ่งหมายความว่าผู้ใช้ต้องมีความรู้ความเชี่ยวชาญ”
ด้วยเป้าหมายที่จะพัฒนาเซ็นเซอร์ให้ประชาชนทั่วไปเข้าถึงและได้รับประโยชน์ในวงกว้าง คือ เป้าหมายของนักวิทยาศาสตร์ท่านนี้ ที่ใช้เวลาศึกษาวิจัยและพัฒนาเซ็นเซอร์อย่างต่อเนื่องมากว่า 10 ปี เพื่อให้ได้เซ็นเซอร์รูปแบบใหม่ๆ ในราคาถูกและใช้อุปกรณ์จากในประเทศ
เซ็นเซอร์ตัวแรกที่พัฒนาขึ้น โดยใช้อุปกรณ์ชิ้นเล็กลง พกพาสะดวก และราคาถูก เป็นเซ็นเซอร์ตรวจวัดปริมาณโลหะหนักในอาหารและสิ่งแวดล้อม ซึ่งมีการต่อยอดนำไปตรวจวัดโลหะหนักในอาหารและสิ่งแวดล้อมในโรงงาน จากนั้นก็ได้พัฒนาเซ็นเซอร์ชนิดอื่นๆ ตามมา เช่น เซ็นเซอร์ตรวจวัดยาปฏิชีวนะ ยาฆ่าแมลงที่ตกค้าง และเซ็นเซอร์ที่ใช้ในทางการแพทย์ เป็นต้น
ด้วยความร่วมมือจากอาจารย์คณะวิทยาศาสตร์ คณะแพทยศาสตร์ และสถาบันวิจัยเทคโนโลยีชีวภาพและวิศวกรรมพันธุศาสตร์ จุฬาฯ ดร.สุดเขต ประสบความสำเร็จในการพัฒนาเซนเซอร์วิเคราะห์ทางเคมีชีวภาพและอาหารที่ใช้ตรวจวัดโละหนักและความสดใหม่ของอาหาร ตรวจวัดสารเคมีตกค้าง ยาปฏิชีวนะและยาฆ่าแมลง
“ผมนำองค์ความรู้ทางด้านเคมีและชีวภาพมาประยุกต์ใช้ในการติดตามการเปลี่ยนแปลงทางเคมีและชีวภาพ เดิมการตรวจวัดต้องทำในห้องปฏิบัติการโดยผู้เชี่ยวชาญเท่านั้น แต่เซ็นเซอร์ที่พัฒนาขึ้นมาเป็นอุปกรณ์ฐานกระดาษ ซึ่งศาสตราจารย์ ดร.อรวรรณ ชัยลภากุล คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาฯพัฒนาขึ้นเป็นคนแรก ให้สามารถตรวจวัดโลหะหนักได้จากการเปลี่ยนแปลงของสีบนกระดาษเล็กๆ เพียงชิ้นเดียว นอกจากนี้ เซ็นเซอร์ฐานกระดาษยังนำไปกำจัดได้ง่ายหลังใช้งาน ช่วยลดต้นทุนในการกำจัดขยะติดเชื้อได้เป็นอย่างดี”
ดร.สุดเขต เผยว่า ขณะนี้เซ็นเซอร์ในการตรวจวัดโละหนักและความสดใหม่ของอาหาร ตรวจวัดสารเคมีตกค้าง ยาปฏิชีวนะและยาฆ่าแมลง อยู่ระหว่างการพัฒนาในห้องปฏิบัติการเพื่อให้ผู้บริโภคสามารถใช้เซ็นเซอร์ตรวจวัดได้ด้วยตนเอง โดยมีการพัฒนาเซ็นเซอร์ต้นแบบในตรวจวัดการปนเปื้อนของยาปฏิชีวนะ ในอาหารประเภทนม น้ำผึ้ง และนำไปให้เกษตรกรผู้เลี้ยงกุ้งกุลาดำในจังหวัดสุพรรณบุรีให้ ทดสอบยาปฏิชีวนะจากน้ำในบ่อเลี้ยงกุ้ง รวมถึงทดสอบโลหะหนักในแหล่งน้ำตามธรรมชาติด้วย ผลการทดสอบเซนเซอร์มีความเที่ยงตรงเมื่อเทียบกับวิธีมาตรฐานที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน
ในช่วงที่เกิดสถานการณ์การแพร่ระบาดของโรคโควิด-19 ใหม่ๆ ดร.สุดเขต ได้ริเริ่มวิจัยและพัฒนาเซ็นเซอร์ที่สามารถทดสอบภูมิคุ้มกันที่มีความไวและความจำเพาะต่อเชื้อโควิด-19 ซึ่งผลการทดสอบได้รับการยืนยันว่าสอดคล้องกับวิธีมาตรฐานที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน ผลงานวิจัยดังกล่าวได้รับการตีพิมพ์แล้ว นับเป็นงานวิจัยแรกของโลกที่ใช้เซ็นเซอร์ฐานกระดาษร่วมกับเคมีไฟฟ้าในการตรวจวัดภูมิคุ้มกันเชื้อโควิด-19 และได้นำไปใช้ในการตรวจวัดภูมิคุ้มกันของคนไข้ผู้ติดเชื้อโควิด-19 แล้ว
นอกจากนี้ ดร.สุดเขต ยังได้พัฒนาเซนเซอร์สำหรับชุดตรวจการติดเชื้อโควิด-19 ด้วย ATK (Antigen Test Kit) ด้วย เนื่องจากชุดตรวจเดิมที่ใช้งานอยู่เป็นการตรวจวัดโดยดูจากแถบสีที่ปรากฏขึ้น แต่ในงานวิจัยจะพัฒนาเซ็นเซอร์ที่อ่านสัญญาณการตรวจพบเชื้อได้อย่างรวดเร็วด้วยการเห็นเป็นตัวเลข นอกจากการใช้งานเซ็นเซอร์ที่เกี่ยวกับโรคโควิด-19 แล้ว ดร.สุดเขต ยังพัฒนานำเซ็นเซอร์ไปใช้ในการเฝ้าระวังสาเหตุที่ทำให้เกิดโรคหรือความผิดปกติของร่างกาย เช่น ตรวจวัดระดับน้ำตาล คอเลสเตอรอล เป็นต้น
“เซ็นเซอร์ที่มีขายอยู่ทั่วไปอาศัยหลักการคือใช้เอนไซม์ในการทดสอบการเปลี่ยนแปลง ซึ่งมีข้อเสียคือเอนไซม์มีอายุการใช้งานสั้นมากเมื่อโดนความร้อน งานวิจัยที่ทำอยู่เป็นการพัฒนาคอเลสเตอรอลเซนเซอร์และกลูโคสเซ็นเซอร์โดยไม่ใช้เอนไซม์ เพื่อให้อายุการใช้งานนานขึ้น”
ดร.สุดเขต กล่าวว่า ความสำเร็จต่างๆ มาจากความมุ่งมั่นในการทำงานอย่างจริงจังและความร่วมมือจากคณาจารย์ นิสิต และหน่วยงานต่างๆ ทั้งภาครัฐและเอกชน
“ขอให้ทำในสิ่งที่อยู่ตรงหน้าให้ดีที่สุด ถ้าเรามีความมุมานะก็สามารถแก้ปัญหาเอาชนะอุปสรรคไปได้” ดร.สุดเขตฝากข้อคิดในการทำงานวิจัย พร้อมเผยถึงเป้าหมายในอนาคตว่าจะนำเซนเซอร์ต่างๆ ที่พัฒนาขึ้นไปสู่เชิงพาณิชย์เพื่อให้ประชาชนได้ใช้งานจริง