เซ็นเซอร์อัจฉริยะสำหรับตรวจวัดซัลไฟต์

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

ธนากร ขวัญใจ, ณัฐพิศิษฏ์ เทียนทอง, สัณหณัฐ ศรีสมปอง

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

สะเราะ นิยมเดชา, เกศรินทร์ ชูม้อง

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนมอ.วิทยานุสรณ์ สุราษฎร์ธานี

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2561

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

สารโซเดียมไฮโดรซัลไฟต์ (Sodium hydrosulfite : Na2S2O4) หรือ โซเดียมไดไทโอไนต์ หรือสารฟอกขาวสมบัติเป็นสารฟอกสีที่มีฤทธิ์ฟอกขาว นิยมใช้ในอุตสาหกรรมที่เกี่ยวกับการฟอกสี เช่น กระดาษ เส้นใยไหม แห อวน และเครื่องหนัง โซเดียมไฮโดรซัลไฟต์เป็นสารเคมีที่เป็นพิษ แต่มีผู้ผลิตและผู้จำหน่ายสินค้าบางรายนำมาผสมในผลิตภัณฑ์ประเภทถั่วงอก น้าตาลปึก ขิงหั่นฝอย หน่อไม้ดอง การบริโภคอาหารปนเปื้อนโซเดียมไฮโดรซัลไฟต์ทาให้เกิดการอักเสบในอวัยวะที่สัมผัสอาหาร เช่น ปาก ลำคอและกระเพาะอาหาร หากกินเข้าไปมากเกิน 30 กรัม จะทำให้เกิดอาการปวดท้อง เวียนศีรษะ อาเจียน อุจจาระร่วง หายใจไม่สะดวก หลอดลมหดตัว ทาให้หอบหืด ในผู้ที่เป็นโรคนี้อยู่แล้วอาจช็อก หมดสติและเสียชีวิตได้ โดยองค์การอนามัยโลก องค์การอาหาร และเกษตรแห่งสหประชาชาติได้กำหนดปริมาณสารฟอกขาวกลุ่มซัลไฟต์ที่รับได้ต่อวันไว้ไม่เกิน 0.7 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัมของน้ำหนักร่างกาย (FAQ-WHO, 2007) ส่วนองค์การอาหารและยาแห่งสหรัฐอเมริกา กำหนดปริมาณซัลไฟต์ในอาหารทุกชนิดไว้ ไม่เกิน 10 ไมโครกรัมต่อมิลลิลิตร เนื่องจากสารประกอบซัลไฟต์ซัลไฟต์เป็นสารเคมีที่เป็นพิษดังนั้นจึงมีความจำเป็นต้องตรวจวัดซัลไฟต์ โดยการตรวจวิเคราะห์ซัลไฟต์สามารถได้หลายวิธี ซึ่งวิธีหนึ่งที่น่าสนใจคือวิธีเซนเซอร์วัดสี (Colorimetric sensor) โดยการ วัดผ่านรีเอเจนต์ 5,5-dithiobis (2-nitrobenzoic acid) (DTNB) แล้วได้ 5-mercapto-2-nitrobenzoate ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีสีเหลืองเกิดขึ้น จากนั้นตรวจวัดเชิงปริมาณได้ด้วยตัวตรวจวัดที่นิยมมากที่สุด คือเครื่องสเปกโทรโฟโตมิเตอร์ (Sadegh & Schreck, 2003) อย่างไรก็ตามตัวตรวจวัดนี้ยังมีราคาแพง เครื่องมือมีขนาดใหญ่ ยากต่อการพกพา และยังต้อง ใช้ผู้ที่มีความชำนาญในการใช้เครื่อง เพื่อแก้ปัญหาดังกล่าว การใช้แอปพลิเคชันจากโทรศัพท์มือถือแบบ smart phone ซึ่งมีขนาดเล็ก ใช้งานง่าย และสามารถพกพาได้สะดวก จึงเป็นอีกทางเลือกหนึ่งที่น่าสนใจที่จะใช้เป็นอุปกรณ์ตรวจวัดการเปลี่ยนสีของซัลไฟต์ ดังนั้นผู้วิจัยจึงสนใจที่จะพัฒนาชุดทดสอบซัลไฟต์โดยผสมกับรีเอเจนต์ DTNB ที่สามารถสังเกตการณ์เปลี่ยนสีได้ชัดเจน โดยจะพัฒนาให้เซนเซอร์สามารถนำไปวิเคราะห์ได้จริงในภาคสนาม จึงจะพัฒนาเซนเซอร์พัฒนาระบบการวิเคราะห์ให้มีขนาดเล็ก โดยอาศัยเทคโนโลยีไมโครฟลูอิดิก ซึ่งสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในระบบ แลป ออน อะชิพ (lab on a chip) เมื่อรีเอเจนต์ DTNB ทำปฏิกิริยากับสารฟอกขาวเกิดเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีสีเหลือง สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า วิเคราะห์เชิงปริมาณโดยการถ่ายภาพด้วยโทรศัพท์มือถือและประมวลผลด้วยโปรแกรมในโทรศัพท์มือถือ ซึ่งใช้ความสัมพันธ์ระหว่างค่า RGB (Red Green Blue value) และความเข้มข้นของสารซัลไฟต์ สามารถตรวจวัดความเข้มข้นของซัลไฟต์ได้เทียบเท่ากับการใช้วิธีมาตรฐาน