เป็นเรื่องน่าทึ่งในวงการวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี  ที่ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์สามารถย่อส่วนห้องปฏิบัติการที่เต็มไปด้วยอุปกรณ์และเครื่องมือมากมาย  มาอยู่บนชิพ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เล็ก ๆ ที่มีขนาดเท่า ๆ กับซิมบนมือถือโดยเราเรียกเทคโนโลยีที่ถือว่าเป็นศาสตร์ใหม่และกำลังมาแรงทั่วโลกนี้ว่า “ห้องปฏิบัติการบนชิพ” หรือ “แล็บออนชิพ”(Lab on Chip) “ดร.อดิสร   เตือนตรานนท์”   ผู้อำนวยการหน่วยปฏิบัติการวิจัยนาโนอิเล็กทรอนิกส์และเครื่องกลจุลภาค  ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ (เนคเทค) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) ในฐานะที่ปรึกษาสถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีขั้นสูง สำนักงานคณะกรรมการนโยบายวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและนวัตกรรมแห่งชาติ (สวทน.)  บอกว่า  ได้มีส่วนร่วมในการวางแผนยุทธศาสตร์ด้านเซ็นเซอร์ของประเทศ ซึ่งมีอยู่ 4 ด้านคือด้านอาหารและการเกษตร  ด้านสุขภาพ  ด้านขนส่งและโลจิสติกส์  และด้านที่อยู่อาศัยและสิ่งแวดล้อมซึ่งสิ่งที่ทีมวิจัยกำลังทำอยู่ก็คือด้านสุขภาพ ซึ่งมี 2 เทคโนโลยีที่น่าสนใจก็คือเรื่องของไบโอเซ็นเซอร์ และแล็บออนชิพนั่นเองดร.อดิสร บอกว่า ทำเรื่องแล็บออนชิพ มาเป็น 10 ปี เดิมเป็นที่รู้จักในชื่อว่า Microfluidics Chip หรือระบบของไหลจุลภาคบนชิพปัจจุบันถือเป็นเทคโนโลยีที่กำลังมาแรง  โดยเป็นเทคโนโลยีที่ใช้ในการตรวจวิเคราะห์ทางเคมีที่มีประสิทธิภาพสูง ตรวจวัดได้รวดเร็ว มีความแม่นยำสูง น่าเชื่อถือ ขนาดเล็ก และสามารถพกพาไปออกตรวจนอกสถานที่ได้   โดยอาศัยเทคโนโลยีไมโครอิเล็กทรอนิกส์เพื่อสร้างโครงสร้างขนาดเล็กของท่อขนาดไมโครเมตร บนแผ่นชิพที่ทำมาจากวัสดุประเภทแก้วหรือพลาสติก แล็บออนชิพ ถูกนำไปใช้ในการตรวจวัดได้หลากหลาย เช่น การตรวจวัดทางสิ่งแวดล้อม การตรวจวัดสารพิษในอาหาร หรือการตรวจวัดทางการแพทย์บางคนอาจจะนึกไปถึงเทสต์คิท   หรือชุดตรวจทดสอบแบบพกพา  แต่ ดร.อดิสร บอกว่า ไม่ใช่  เพราะแล็บออนชิพซับซ้อนมากกว่า  เพราะในท่อที่ของเหลวไหลผ่านบนชิพเล็ก ๆ นั้น จะมีทั้งหัวฉีด ไมโครปั๊ม ตัวกรอง ตัวผสม วาล์ว รวมไปถึงเซ็นเซอร์ตรวจวัดสิ่งต่าง ๆ ทำให้เลือดเพียงหยดเดียว ก็เพียงพอสำหรับการตรวจสอบ คัดกรองและบอกผลได้เหมือนกับการใช้อุปกรณ์มากมายในห้องปฏิบัติการขนาดใหญ่รวดเร็ว ประหยัด ทั้งสารตั้งต้นในการตรวจสอบและลดต้นทุนสารเคมีที่ใช้ถือเป็นสหสาขาวิชา… ที่เกิดขึ้นมานานในต่างประเทศและเริ่มเป็นที่สนใจอย่างแพร่หลายเมื่อไม่นานมานี้   ปัจจุบันมีบริษัทที่นำเทคโนโลยีดังกล่าวไปสร้างนวัตกรรมเชิงพาณิชย์จำนวนมาก  แต่ยังอยู่ในกลุ่มประเทศยุโรป สหรัฐอเมริกาและเกาหลี โดยมีมูลค่าตลาดประมาณ  5 หมื่นล้านบาทในปี 2556 และมีการเติบโตอย่างต่อเนื่อง สำหรับประเทศไทย ดร.อดิสร บอกว่า มีความร่วมมือในการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีนี้แบบเครือข่าย โดยนำไปประยุกต์ใช้งานด้านต่าง ๆ อย่างเช่น ได้ร่วมมือกับจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ในการตรวจหาสารอัลบูมินหรือไข่ขาวในปัสสาวะ ซึ่งได้ผลเทียบเท่าในห้องปฏิบัติการ  หรือได้ร่วมมือกับมหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ วิทยาเขตภูเก็ต  ใช้ในการแปลงเพศไข่ปลานิลรวมไปถึงโครงการวิจัยห้องปฏิบัติการระบบของไหลจุลภาคบนชิพที่มีวัสดุนาโนประกอบรวมสำหรับการวิเคราะห์ทางเคมีอย่างรวดเร็ว  ที่ได้รับการสนับสนุนจากสำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย หรือ สกว. ที่มุ่งเน้นการใช้วัสดุโครงสร้างระดับนาโน ได้แก่ ท่อคาร์บอนนาโน ลวดนาโน และอนุภาคนาโน   มาช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการตรวจวัดของเซ็นเซอร์บนชิพ   ทำให้การตรวจวัดทางเคมีไฟฟ้าบนชิพมีความไวสูงขึ้น สามารถวัดสารปริมาณน้อย ๆ ได้ดีขึ้น มีอายุการใช้งานยาวนานยิ่งขึ้น และมีความแม่นยำมากขึ้น นอกจากนี้ยังมีการวิจัยเทคนิคใหม่ ๆ ในการติดวัสดุโครงสร้างนาโนด้วยเทคนิคการพิมพ์แบบอิงค์ เพื่อความสะดวกและลดต้นทุนในการสร้างชิพ และวิจัยวัสดุใหม่ ๆ ที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของการตรวจวัด ได้แก่ วัสดุกราฟีน ซึ่งเป็นวัสดุคาร์บอน 2 มิติ ที่มีพื้นที่ผิวมากกว่าท่อคาร์บอนนาโนถึงสองเท่า และมีการถ่ายเทอิเล็กตรอนที่ดี  ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการตรวจวัดได้เพิ่มมากขึ้นหลายเท่าตัวสำหรับเทรนด์หรือแนวโน้มการพัฒนาเทคโนโลยีนี้   นักวิจัย บอกว่า ส่วนใหญ่จะมุ่งไปที่ 3 ด้านคือ การใช้ในการทดสอบยา    แทนการทดสอบในสัตว์ทดลอง โดยจะช่วยลดเวลาในการพัฒนายา จาก 10 ปี เหลือประมาณ 3 ปี ต่อยาหนึ่งตัว   งานด้านวิเคราะห์ ตรวจสอบต่างๆ เช่นการตรวจหาความผิดปกติของยีน หรือพันธุกรรม   และการนำไปสร้างอุปกรณ์ทางการแพทย์ขนาดจิ๋ว เช่น  ไมโครปั๊มสำหรับฟอกไตที่สามารถฝังในร่างกายผู้ป่วยได้เลยอย่างไรก็ดี ปัจจุบันประเทศไทยแม้จะมีการตั้งกลุ่มเครือข่ายงานวิจัยด้านนี้ และมีการร่วมวิจัยและพัฒนาอย่างต่อเนื่อง แต่ถือว่ายังไม่ประสบความสำเร็จมากนักในการผลักดันให้เอกชนนำไปผลิตในเชิงพาณิชย์  ซึ่งต้องได้รับการสนับสนุนจากหน่วยงานที่เกี่ยวข้องต่อไปฝากไว้ …เดี๋ยวจะตามเทคโนโลยีไม่ทัน!!!.นาตยา คชินทรnattayap.k@gmail.com

ขอขอบคุณแหล่งที่มา : ห้องปฏิบัติการบนชิพ

Posts related