ไบโอเซนเซอร์ทางไฟฟ้าเคมีต้นทุนต่ำจากขั้วอิเล็กโทรดทองแดงและอะลูมิเนียมสำหรับตรวจวัดแอลกอฮอล์

บทคัดย่อ

การเมาแล้วขับถือเป็นหนึ่งในสาเหตุหลักที่สำคัญที่นำไปสู่การเกิดอุบัติเหตุบนท้องถนนทั่วโลก  งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาแผ่นไบโอเซนเซอร์แบบกระดาษต้นทุนต่ำสำหรับตรวจวัดความเข้มข้นของแอลกอฮอล์โดยใช้หลักการไฟฟ้าเคมีผ่านปฏิกิริยาออกซิเดชันของแอลกอฮอล์ที่มีเอนไซม์แอลกอฮอล์ออกซิเดสเป็นตัวเร่งการเกิดปฏิกิริยา แผ่นไบโอเซนเซอร์ประกอบด้วยขั้วไฟฟ้าแอโนดและแคโทดที่ทำจากเทปทองแดงและอะลูมิเนียมตามลำดับ และถูกออกแบบให้เชื่อมต่อกับโมดูลเซนเซอร์ทางอิเล็กทรอนิกส์สำหรับการอ่านและประมวลผลสัญญาณ จากผลการทดสอบไบโอเซนเซอร์ในการวัดสารละลายแอลกอฮอล์ในช่วงความเข้มข้น 9-36 mM พบว่าเอนไซม์มีความจำเป็นต่อการทำงานของไบโอเซนเซอร์เนื่องจากทำให้สัญญาณไฟฟ้าจากไบโอเซนเซอร์แปรผันอย่างเป็นเส้นตรงต่อความเข้นข้นของแอลกอฮอล์ และมีความไว (sensitivity) ในการวัดสูงกว่าการไม่ใช้เอนไซม์อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ  นอกจากนี้ยังพบว่าการวัดสัญญาณไฟฟ้าเคมีจากแผ่นไบโอเซนเซอร์ด้วยการวัดกระแสไฟฟ้าให้ค่าความไว (0.5499–1.0915 μA/mM) ที่สูงกว่าการวัดด้วยความต่างศักย์ (0.0010–0.0022 V/mM) โดยความไวมีค่าสูงสุดอยู่ที่ 1.0915 μA/mM (R² = 0.8410) ซึ่งได้จากการวัดกระแสไฟฟ้าที่ใกล้บริเวณการเกิดปฏิกิริยาตรงส่วนกลางของแผ่นไบโอเซนเซอร์ อีกทั้งผลการศึกษายังพบว่าความเข้มข้นของเอนไซม์ที่เหมาะสมและทำให้เกิดความไวในการวัดสูงสุดอยู่ที่ 20% v/v โดยให้ค่าความเข้มข้นต่ำสุดที่วัดได้อยู่ที่ 1.9478 mM แผ่นไบโอเซนเซอร์ที่พัฒนาขึ้นมีราคาอยู่ที่ประมาณ 12 บาท ซึ่งถูกกว่าเครื่องวัดแอลกอฮอล์ที่นิยมใช้ในปัจจุบัน อีกทั้งยังสามารถนำไปพัฒนาต่อเพื่อใช้งานในลักษณะแผ่นตรวจวัดแอลกอฮอล์แบบพกพาแบบใช้แล้วทิ้งเพื่อป้องกันอุบัติเหตุจากการเมาแล้วขับต่อไปได้