การพัฒนาการวินิจฉัยการแพ้ยากลุ่มเพนิซิลลินโดย lateral flow immunochromatographic assay

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

ณัฐจิรา เดโชพลชัย, ณภัทร วัฒนวารุณ, อัณณ์ อัศวบุญญาเลิศ

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

ธัญนันท์ สมนาม

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2561

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

ยากลุ่มเพนิซิลลินเป็นยาปฏิชีวนะที่นิยมใช้ในการรักษาการติดเชื้อแบคทีเรีย แต่มีโอกาสพบการแพ้ยาได้มากซึ่งเกิดจากความผิดปกติของระบบภูมิคุ้มกันในร่างกายซึ่งสร้างแอนติบอดีต่อต้านตัวยา ในปัจจุบันมีการทดสอบการแพ้ยาเพนิซิลลินทางผิวหนังซึ่งได้ผลไม่แม่นยำมากนัก และไม่สามารถใช้ได้กับผู้ที่มีอาการแพ้ยาทางผิวหนังอย่างรุนแรง ดังนั้นคณะผู้พัฒนาโครงงานจึงมีความตั้งใจที่จะพัฒนาชุดตรวจวัดทางชีวภาพให้ดีขึ้นเพื่อใช้ในการวินิจฉัยการแพ้ยาเพนิซิลลิน โดยเลือกใช้ lateral flow immunochromatographic assay ซึ่งใช้หลักการการจับกันระหว่างแอนติเจนและแอนติบอดีบนไนโตรเซลลูโลสเมมเบรน (nitrocellulose membrane) โดยติดแอนติเจนบนชุดทดสอบ เพื่อตรวจจับแอนติบอดีในสารตัวอย่าง (analyte) จะทำให้แอนติบอดีที่ติดกับอนุภาคทองนาโน (gold nanoparticle : AuNP) สามารถเคลื่อนไปทำปฏิกิริยากับแอนติเจนหรือแอนติ-แอนติบอดีที่จำเพาะบนไนโตรเซลลูโลสเมมเบรน จึงทำให้เกิดแถบแสดงผลซึ่งเป็นสีแดงเข้มจาก AuNP หากพบแอนติบอดีที่ต้องการตรวจสอบจะแสดงผลเป็นแถบ 2 เส้น คือ test line และ control line แต่หากไม่มีสารดังกล่าวจะแสดงผลเพียง control line เท่านั้น โดยในการทดลองนั้นใช้สารตัวอย่างซึ่งเป็นแอนติบอดีจากแกะ (sheep anti-penicillin IgG) เพื่อเป็นสารทดสอบแทนเลือดของมนุษย์ ใช้ rabbit anti-sheep IgG ซึ่งเป็นแอนติบอดีที่จำเพาะกับสารตัวอย่างและนำไปติดกับ AuNP ใช้ penicillin-BSA เป็น test line และใช้ goat anti-rabbit IgG เป็น control line จากการทดสอบการจับกันของแอนติบอดีด้วยวิธีการ flow สามารถยืนยันการจับกันของ rabbit anti-sheep IgG AuNP และ goat anti-rabbit IgG ได้ ซึ่งเป็นการยืนยันการแสดงผลที่ control line โดยใช้ goat anti-rabbit IgG ที่ความเข้มข้นตั้งแต่ 0.2 ไมโครกรัมต่อไมโครลิตร สำหรับการทดสอบการจับกันของแอนติบอดีบน test line สามารถยืนยันการจับกันของ sheep anti-penicillin IgG และ rabbit anti-sheep IgG AuNP ได้ด้วยวิธีการ flow และระหว่าง sheep anti-penicillin IgG และ penicillin-BSA ด้วยวิธีการ ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) คณะผู้พัฒนาโครงงานได้ทดลองประยุกต์ใช้หลักการ ELISA บนเมมเบรน โดยอาศัยการแสดงผลจากการทำปฏิกิริยาระหว่าง anti-anti-penicillin-HRP (horseradish peroxidase) กับ TMB (3,3’,5,5’-tetramethyl benzidine) ซึ่งจากการทดลองพบว่าความเข้มข้นของ anti-anti-penicillin-HRP ที่เหมาะสม คือ 1/50,000 เท่าของความเข้มข้นเดิม หากทดลองจนสามารถทดสอบกับสารตัวอย่างและแสดงผลให้เห็นได้แล้ว คณะผู้พัฒนาโครงงานจะทำการประกอบส่วนต่างๆ เพื่อสร้างชุดตรวจการแพ้ยาเพนิซิลลินที่สมบูรณ์ในลำดับถัดไป ชุดตรวจการแพ้ยาที่สร้างขึ้นนี้ จะเป็นข้อมูลพื้นฐานในการศึกษาวิจัยการตรวจวัดทางชีวภาพด้วยวิธีการอื่นๆ ที่ใกล้เคียงกันได้ และยังสามารถที่จะต่อยอดไปสู่การพัฒนาการวินิจฉัยการแพ้ยาในกลุ่มเพนิซิลลิน และการสร้างชุดทดสอบที่สามารถนำไปใช้ได้จริงอีกด้วย