การตรวจวัดปริมาณยาปฏิชีวนะ Sulfadimidine ที่ตกค้างในเนื้อหมูด้วยเทคนิค Spectrophotometry โดยใช้ Color reagent สกัดจากธรรมชาติ

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

กวีรภัทร์ ไชยไธสง, นนธนัช เตปันวงศ์

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

เมษสุวัลย์ พงษ์ประมูล

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2563

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

ยาซัลฟาดิมิดีน เป็นยาปฏิชีวนะกลุ่มซัลโฟนาไมด์ (SAs) ที่เกษตรกรนิยมใช้ในการทำปศุสัตว์ต่าง ๆ โดยเฉพาะในสุกร ที่พบการติดเชื้อแบคทีเรียสเตร็ปโตคอคคัส ซูอิส (Streptococcus suis) ทำให้เกิดการเจ็บป่วยและเสียชีวิตทั้งในสุกรและผู้บริโภคเนื้อสุกรที่ไม่ปรุงให้สุก เจ้าของฟาร์มเลี้ยงสุกรจึงมีการใช้ยาปฏิชีวนะโดยเฉพาะซัลฟาดิมิดีนในสุกรเพื่อป้องกันและรักษาการติดเชื้อจากแบคทีเรีย หากผู้บริโภครับประทานเนื้อสุกรที่มีการตกค้างของยาปฏิชีวนะนี้มากเกินไป จะส่งผลเสียต่อร่างกายหลายด้าน เช่น การเกิดเชื้อดื้อยา, ท้องเสีย, โรคผิวหนังบางชนิด, ระบบอวัยวะทำงานผิดปกติและภาวะภูมิคุ้มกันตอบสนองบกพร่อง เป็นต้น โดยโครงงานนี้ ได้ศึกษาการเปลี่ยนแปลงสีในการทำปฏิกิริยาระหว่างยาซัลฟาดิมิดีนซึ่งใสไม่มีสีกับไอออนของโลหะทรานซิชันที่เป็นส่วนประกอบของสารในธรรมชาติ เพื่อพัฒนาวิธีการตรวจวัดปริมาณยาซัลฟาดิมิดีนที่มีต้นทุนต่ำและซับซ้อนน้อยกว่าวิธีอื่น ๆ โดยใช้การจำลองการเกิดปฏิกิริยาทางด้านโมเลกุลในโปรแกรมจำลองโมเลกุลที่ใช้ Density functional theory (DFT) เพื่อคัดกรองสารประกอบโลหะที่ให้ผลเหมาะแก่การนำมาใช้ตรวจวัดปริมาณยา เป็นการลดต้นทุนและลดระยะเวลาการทดลอง โดยเลือกไอออนโลหะทรานซิรานซิชัน มา 4 ชนิด คือ เหล็ก (3+), แมงกานีส (2+), ทองแดง (1+) และ ทองแดง (2+) จากผลการศึกษาพบว่า สารประกอบเชิงซ้อนที่เกิดจากการทำปฏิกิริยาของยาซัลฟาดิมิดีนกับไอออนทองแดง (1+) และทองแดง (2+) มีความเสถียรและมีค่าความยาวคลื่นการดูดกลืนแสงสูงสุดอยู่ที่ 406 และ 550 นาโนเมตร ตามลำดับ ซึ่งสารประกอบเชิงซ้อนที่ได้จะให้สีอยู่ในช่วงที่ตาเปล่ามองเห็นได้ จากนั้นจึงศึกษาการทำปฏิกิริยาระหว่างยาซัลฟาดิมิดีนกับไอออนของทองแดง (2+) ด้วยการเตรียมสารละลายคอปเปอร์ (II) ซัลเฟต ที่ความเข้มข้นต่าง ๆ หยดลงในสารละลายยาซัลฟาดิมิดีนเข้มข้น 10-1, 10-2, 10-3, 10-4 และ 10-5 M พบว่า สารละลายคอปเปอร์ (II) ซัลเฟต เข้มข้น 10-3 M ทำปฏิกิริยาให้สารละลายสีเขียวอ่อนที่จางลงตามความเข้มข้นของยาซึ่งมีค่าความยาวคลื่นการดูดกลืนแสงสูงสุดอยู่ที่ 400 นาโนเมตร ดังนั้นจึงทดลองผสมสารละลาย คอปเปอร์ (II) ซัลเฟต เข้มข้น 10-3 M กับสารละลายยาซัลฟาดิมิดีนความเข้มข้นต่าง ๆ เพื่อนำไปวัดค่า Absorbance ที่ 400 นาโนเมตร พบว่าค่า Absorbance มีแนวโน้มไม่แน่นอนที่ความเข้มข้นยาน้อย ๆ และ มีแนวโน้มเพิ่มขึ้นอย่างชัดเจนตั้งแต่ความเข้มข้นยา 10-4 M แสดงให้เห็นว่า Detection limit ของการตรวจสอบวัดด้วยวิธีการนี้อยู่ที่ความเข้มข้นยาซัลฟาดิมิดีน 10-4 M การสร้างกราฟสารละลายมาตรฐานของความเข้มข้นยาซัลฟาดิมิดีนกับค่า Absorbance จึงเริ่มใช้ค่า Absorbance ที่ความเข้มข้นยา 10-4 M จากนั้นใช้ Binary classification test ด้วยตาราง 2×2 ในการวิเคราะห์ประสิทธิภาพในการตรวจวัดของกราฟสารละลายมาตรฐาน พบว่าการตรวจวัดปริมาณยาซัลฟาดิมิดีนด้วยวิธีนี้มีความไว ความจำเพาะ และความแม่นยำ เท่ากับ 10%, 100% และ 55% ตามลำดับ และเมื่อทดลองวัดปริมาณยาซัลฟาดิมิดีนในเนื้อหมู โดยการเติมยา ซัลฟาดิมิดีนลงไปในของเหลวที่สกัดจากเนื้อหมูให้มีความเข้มข้นต่าง ๆ กัน แล้วนำไปผสมกับสารละลาย คอปเปอร์ (II) ซัลเฟต เข้มข้น 10-3 M เพื่อนำไปวัดค่าการดูดกลืนแสงที่ความยาวคลื่น 400 นาโนเมตร พบว่า ไม่สามารถตรวจวัดปริมาณยาซัลฟาดิมิดีนได้เนื่องจากสีของเหลวจากเนื้อหมูที่เติมยาซัลฟาดิมิดีนลงไปจะใสขึ้น ทำให้มีค่าการดูดกลืนแสงน้อยกว่าสารละลายเนื้อหมูเปล่า อาจเกิดจากการทำปฏิกิริยาของยาซัลฟาดิมิดีนกับโปรตีนและสารต่าง ๆ ที่ให้สีเนื้อและเลือดหมูในของเหลว นอกจากนี้ค่า Absorbance ที่คลาดเคลื่อนยังอาจเกิดจากการรบกวนการวัดค่าการดูดกลืนแสงโดยสารแขวนลอยไม่ละลายน้ำที่อยู่ในของเหลวจากเนื้อหมู เช่น ไขมันในเนื้อหมูที่นำมาสกัด