ชุดตรวจฟอสเฟตจากน้ำลายด้วยขั้วไฟฟ้าพิมพ์สกรีนดัดแปรเพื่อคัดกรองความเสี่ยงโรคไตเรื้อรัง
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
หฤทัยชนก พงศ์ธนเกียรติ, กัลยกร เฮงจิตตระกูล, เบญจวรรณ พฤทธิพัฒนพงศ์
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
จตุภรณ์ สวัสดิ์รักษา, ภูมิเดช พู่ทองคำ
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
โรคไตเรื้อรังเป็นปัญหาด้านสาธารณสุขที่สำคัญของประเทศไทย ข้อมูลจากการศึกษาจากสมาคมโรคไตแห่งประเทศไทยพบว่า คนไทยป่วยเป็นโรคไตเรื้อรังร้อยละ 17.6 ของประชากรที่เป็นโรคไตทั้งหมด และโรคไตเรื้อรังเป็นโรคที่ไม่สามารถรักษาให้หายขาดได้ การวินิจฉัยโรคไตเรื้อรังที่นิยมในปัจจุบันคือการตรวจค่าไตจากผลเลือดประกอบกับการตรวจปัสสาวะเพื่อเพิ่มความแม่นยำ เนื่องจากความจำเป็นต้องเจาะเลือด ซึ่งเป็นการปฏิบัติทางการแพทย์เท่านั้น จึงทำให้การเข้ารับการวินิจฉัยโรคไตเรื้อรังสามารถเข้าถึงได้ยากสำหรับผู้คนทั่วไป อาจมีสาเหตุจากการกลัวอาการเจ็บจากการวินิจฉัยโรคไตเรื้อรังผ่านการตรวจเลือด อีกวิธีที่ไม่ต้องอาศัยการเจาะเลือดและสามารถใช้คัดกรองความเสี่ยงของโรคไตเรื้อรังได้ คือการวัดความเข้มข้นฟอสเฟตจากน้ำลายด้วยเทคนิค cyclic voltammetry บนขั้วไฟฟ้าคาร์บอนพิมพ์สกรีนที่มีราคาถูก แต่ขั้วไฟฟ้าคาร์บอนยังมีพื้นที่ผิวต่ำ อีกทั้งยังนำไฟฟ้าได้ไม่ดี
จากปัญหาที่ได้กล่าวมาข้างต้น คณะผู้จัดทำโครงงานจึงมีความประสงค์ที่จะพัฒนาขั้วไฟฟ้าคาร์บอนแกรฟีนพิมพ์สกรีนซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการตรวจวัดปริมาณฟอสเฟตจากน้ำลาย โดยการกระตุ้นขั้วไฟฟ้าด้วย NaOH และดัดแปรขั้วด้วยอนุภาคนาโนของเงิน (Silver Nanoparticle: AgNPs) เพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวและความสามารถในการนำไฟฟ้าของขั้วเพื่อให้ปฏิกิริยาออกซิเดชันเกิดเร็วขึ้น ทำให้ตรวจจับกระแสไฟฟ้าได้มากขึ้น โดยอาศัยการเปลี่ยนเป็นข้อมูลทางไฟฟ้าผ่าน cyclic voltammetry เนื่องจากมีจุดเด่นคือสามารถแปลผลได้ง่าย อีกทั้งยังมีความเรียบง่ายในการทดลอง ซึ่งจากการกระตุ้น จะพบว่าค่าเฉลี่ยความต่างของ potential peak ของอิเล็กโทรดก่อนการกระตุ้นคือ 0.199 V และค่าเฉลี่ยความต่างของ potential peak ของอิเล็กโทรดหลังการกระตุ้นมีค่าน้อยกว่า คือ 0.166 V ซึ่งค่าเฉลี่ยความต่างของ potential peak ที่น้อยกว่านั้นแสดงว่า redox rate ของปฏิกิริยานั้นเพิ่มมากขึ้น แสดงว่าอิเล็กโทรดมีประสิทธิภาพมากขึ้น จากนั้นจะทำการเคลือบอิเล็กโทรดด้วย Nafion เนื่องจากจำเป็นต้องใช้ PyOD ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่สำคัญในการเกิดปฏิกิริยาของฟอสเฟต (phosphate) กับไพรูเวต (pyruvate) ในน้ำลาย โดย Nafion จะช่วยให้เอนไซม์มีความเสถียรและมีสภาพที่ทนต่อการเปลี่ยนแปลงทางสิ่งแวดล้อมในสภาพที่ใช้งานจริง
และจะทำการประยุกต์ใช้งานโดยการต่อยอดสู่นวัตกรรมแบบพกพาได้โดยการเชื่อมต่อกับสมาร์ทโฟน การพัฒนานี้จะสามารถคัดกรองความเสี่ยงโรคไตเรื้อรังได้อย่างมีประสิทธิภาพ อำนวยความสะดวกต่อผู้ใช้งาน และที่สำคัญคือไม่ทำให้เกิดอาการเจ็บ จึงสามารถตอบโจทย์สำหรับประชากรทุกคนที่ไม่สามารถเข้าถึงการคัดกรองโรคไตเรื้อรังผ่านการตรวจเลือดได้