ชุดตรวจปริมาณบิลิรูบินในทารกแรกเกิดแบบกระดาษที่อ่านค่าความเข้มด้วยหลักการดูดกลืนแสง

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

จิดาภา เจิมจรุง, ชนิสรา ผาวิรุฬห์สิริ

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

ปราณี ดิษรัฐกิจ

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2560

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

เนื่องจากภาวะตัวเหลืองเป็นภาวะที่พบได้สูงมาก โดยพบมากถึง 60% ของทารกแรกเกิดที่คลอดครบกำหนด และ 80% ของทารกแรกเกิดที่คลอดก่อนกำหนด โดยมีสาเหตุมาจากปริมาณบิลิรูบินในเลือดที่สูงผิดปกติ ส่งผลให้เกิดอาการอื่นๆตามมา เช่น โรคKernicterus ซึงเป็นโรคที่มีอาการแทรกซ้อนทางสมองที่เกิดจากบิลิรูบินจับที่เนื้อสมอง และมีการตายของเซลล์สมอง การป้องกันทำได้โดยการเจาะเลือดแล้วนำมาตรวจหาปริมาณบิลิรูบิน ปัจจุบันมีวิธีการตรวจสามวิธีหลักๆ คือ 1)Transcutaneous Bilirubin เป็นการวัดทางผิวหนัง มีข้อดีคือ ไม่จำเป็นต้องเจาะเลือดเด็กทารกแรกเกิด และให้ผลโดยทันที มีข้อเสียคือ ผลที่ได้มีความคลาดเคลื่อนถึง ± 4 mg/dl ซึ่งความคลาดเคลื่อนค่านี้สูงเกินไปทำให้แพทย์นำผลไปวิเคราะห์ต่อได้ลำบาก นอกจากนี้ยังมีข้อจำกัดของเรื่องสีผิวของเด็กทารกที่ไม่เหมือนกัน และเครื่องยังมีราคาที่สูงด้วย 2) Direct spectophotometric method เป็นการใช้หลักการวัดค่าดูดกลืนแสง มีข้อดีคือ มีความแม่นยำเพิ่มขึ้น คลาดเคลื่อนเพียง ± 2 mg/dl แต่มีข้อเสีย คือต้องเจาะเลือดเด็กทารกแรกเกิด และถ้ามีการแตกของเม็ดเลือดแดงจะมีสีที่มารบกวนทำให้วัดค่าได้ไม่แน่นอน นอกจากนี้เวลาการเก็บเลือดต้องให้เลือดไหลได้สะดวก ไม่มีการบีบเค้น เนื่องจากจะทำให้เกิดการแตกของเม็ดเลือดแดง ในการรอผลจะต้องใช้เวลา 5-10 นาที อีกทั้งเครื่องยังมีราคาสูงด้วย 3) การตรวจวิเคราะห์บิลิรูบินทั้งหมด (Total bilirubin) โดยใช้เครื่องอัตโนมัติ Diazo methods ในแลป มีข้อดีคือ มีความแม่นยำสูงมาก แต่ข้อเสีย คือ ต้องเจาะเลือดเด็กทารกแรกเกิดในปริมาณมากถึง 0.5-10 ml ใช้เวลาในการรอเครื่องสูงถึง 1-2 ชั่วโมง และเครื่องยังมีราคาสูงอีกด้วย ดังนั้นการวิจัยในครั้งนี้ คณะผู้จัดทำมีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาวิธีการวัดปริมาณบิลิรูบิน ให้เป็นอุปกรณ์ที่สามารถรู้ผลได้ทันทีที่หยดเลือด โดยไม่ต้องใช้เครื่องมือเฉพาะทาง เช่น เครื่องปั่นแยกเม็ดเลือดแดงกับพลาสมาอีก เพื่อให้แพทย์นำผลที่ได้มาวิเคราะห์ในการรักษาได้ในทันที สะดวกสบายมากขึ้น ที่สำคัญ คือ ช่วยลดต้นทุนทางการแพทย์ และจะเอื้อต่อโรงพยาบาลในเขตชนบทหรือทุรกันดานได้

งานวิจัยแบ่งเป็น 2 การทดลองหลัก คือ การเลือกกระดาษที่เหมาะสมในการดูดซับพลาสมาซึ่งมีสีเหลืองจากบิลิรูบิน โดยเลือกกระดาษกรองจำนวน 9 ชนิด คือ Whatman เบอร์1, Whatmann เบอร์3, Whatmann 41, Whatmann 42, Whatmann 114, MF1, CF4, กระดาษกรองขนาด 0.2 µm และกระดาษกรองขนาด 0.45 µm มาทดสอบการดูดซับ Lyophilized human plasma โดยใช้เกณฑ์ในการเลือก คือ กระดาษสามารถดูดซับพลาสมาได้มาก เพื่อให้ได้สีที่เข้มขึ้น และมีคุณภาพของกระดาษคงที่ในแต่ละครั้งที่ใช้งาน ส่วนที่สองคือส่วนตรวจวัดปริมาณบิลิรูบินโดยการตรวจค่าการดูดกลืนแสงของ Standard ที่ได้จากการเตรียม Pure bilirubin ความเข้มข้นต่างๆ โดยการใช้ RGB Color Sensor สำหรับ Arduino วัดค่า RGB เพื่อนำค่าที่อ่านได้มาหาความสัมพันธ์ระว่างความเข้มข้นของบิลิรูบินกับ RGB

คณะผู้จัดทำคาดหวังว่าจะสามารถพัฒนาวิธีการตรวจวัดบิลิรูบินในทารกแรกเกิดให้สะดวกยิ่งขึ้น สามารถช่วยลดต้นทุนทางการแพทย์ และจะเอื้อต่อโรงพยาบาลในเขตชนบทหรือทุรกันดานได้ โดยใช้ชุดตรวจสอบแบบกระดาษที่วิเคราะห์ค่าความเข้มข้นโดยใช้หลักการดูดกลืนทางแสง