นาโนเทคโนโลยีกับการตรวจวินิจฉัยโรค Nanotechnology and disease diagnosis

          การตรวจวินิจฉัยโรคเบื้องต้นมีวิธีการที่หลากหลายทั้งการวินิจฉัยที่ใช้เทคโนโลยีขั้นสูงหรือเทคโนโลยีเบื้องต้นซึ่งในบทความนี้ผู้เขียนจะกล่าวถึงเทคโนโลยีนาโนที่จะปฏิวัติแนวทางการตรวจวินิจฉัยโรคที่มีความง่ายรวมถึงมีความแม่นยำสูง เทคโนโลยีนาโนเป็นเทคโนโลยีที่กล่าวถึงการลดขนาดของอนุภาคลงในระดับนาโนเมตรซึ่งจะทำให้สมบัติต่างๆ ทางฟิสิกส์มีการเปลี่ยนแปลง เช่น สมบัติทางไฟฟ้า สมบัติทางแม่เหล็ก สมบัติทางแสง หรือสมบัติอื่นๆ โครงสร้างในระดับนาโนเมตรมีการเตรียมได้หลากหลายวิธีไม่ว่าจะเป็นกระบวนการเตรียมทางฟิสิกส์ หรือการเตรียมทางเคมี โครงสร้างที่สังเคราะห์ได้ในระดับนาโนเมตรจะมีหลากหลายมิติ โดยเฉพาะโครงสร้างที่อยู่ในหนึ่งมิติหรือศูนย์มิติ ยกตัวอย่างโครงสร้างในหนึ่งมิติซึ่งถูกเตรียมได้ในระดับนาโนเมตรที่เรียกชื่อว่า เส้นลวดนาโนหรือเข็มในระดับนาโน ที่ผู้เขียนเตรียมโครงสร้างในระดับนาโนที่เรียกว่าเข็มนาโนของซิงก์ออกไซด์และนำไปทดสอบการตอบสนองต่อก๊าซเอทานอลซึ่งเป็นก๊าซที่คนปกติหากไม่ดื่มเครื่องดื่มที่มีแอลกอฮอล์จะต้องมีค่าความเข้มข้นอยู่ในช่วง 27-216.1 ส่วนต่อพันล้านส่วน (ppb) แต่หากมีปริมาณของก๊าซเอทานอลในระดับ 64-2160 ส่วนต่อพันล้านส่วน (ppb) เป็นไปได้ว่าจะมีความเสี่ยงต่อการเป็นมะเร็งปอดและโดยเฉลี่ยผู้ป่วยจะมีความเข้มข้นของก๊าซเอทานอลที่ออกมาจากลมหายใจอยู่ที่ 0.6 ส่วนต่อล้านส่วน (ppm) [1] การสร้างเครื่องตรวจวัดปริมาณก๊าซเอทานอลที่ออกมาจากลมหายใจนั้นผู้เขียนได้สังเคราะห์ซิงก์ออกไซด์และเติมด้วยอนุภาคนาโนทองคำ ดังแสดงในรูปที่ 1 (a-d) และรูปที่ 2 [2] ซึ่งเมื่อนำไปตอบสนองต่อก๊าซเอทานอลที่อุณหภูมิห้องภายใต้การส่องสว่างด้วยรังสียูวีพบว่าเซนเซอร์ชนิดนี้สามารถตอบสนองต่อก๊าซเอทานอลได้ดี ดังแสดงในรูปที่ 3 (a-d)

          นอกจากการวัดปริมาณก๊าซเอทานอลจากลมหายใจแล้ว การวัดปริมาณก๊าซแอมโมเนียจากลมหายใจก็เป็นการตรวจวินิจฉัยโรคที่เกี่ยวข้องกับการทำงานที่ผิดปกติของไตและตับได้ [3] จากงานวิจัยก่อนหน้านี้ ผู้เขียนได้สังเคราะห์กราฟีนควอนตัมดอท (GQDs) และนำไปเติมบนพื้นผิวของโครงสร้างนาโนซิงก์ออกไซด์ ดังแสดงในรูปที่ 4 และนำไปตอบสนองต่อก๊าซแอมโมเนียพบว่าเซนเซอร์ที่ทดสอบมีค่าสภาพไวถึง 6047 เท่า ที่ความเข้มข้นของแอมโมเนีย 1000 ppm ดังแสดงในรูปที่ 5 จากผลงานวิจัยทั้งหมดผู้เขียนคาดการณ์ว่าอนาคตอันใกล้จะต้องมีการสร้างเซนเซอร์ต้นแบบที่วัดปริมาณก๊าซจากลมหายใจเพื่อวินิจฉัยโรคเบื้องต้นซึ่งจะเป็นการปฏิวัตินาโนเทคโนโลยีในทางการแพทย์ รวมถึงอาจจะนำไปเชื่อมต่อกับระบบตรวจวัดอัจฉริยะแบบอื่นที่ทำงานตรวจวินิจฉัยโรคได้อย่างแม่นยำได้ในอนาคต