การประยุกต์ใช้งาน ONSPEC Systems SERS Chips: นวัตกรรมใหม่! ตรวจ "วัณโรคแฝง" จากเลือด รู้ผลไวใน 10 นาทีด้วย SERS และ AI
- 2 วันที่ผ่านมา
- ยาว 1 นาที
ผู้ติดเชื้อวัณโรคแฝง (Latent TB) คือกลุ่มคนที่เชื้อแบคทีเรียซ่อนอยู่ในร่างกายโดยไม่แสดงอาการ แต่มีโอกาสพัฒนาไปเป็นวัณโรคระยะแสดงอาการ (Active TB) และแพร่กระจายเชื้อสู่ผู้อื่นได้ การคัดกรองที่รวดเร็วและแม่นยำจึงเป็นหัวใจสำคัญในการหยุดยั้งการแพร่ระบาด
ล่าสุด ทีมวิจัยไทยจาก NECTEC ร่วมกับ มหาวิทยาลัยขอนแก่น ได้ตีพิมพ์ผลงานวิจัยในวารสารระดับโลกอย่าง Biosensors and Bioelectronics (2024) นำเสนอเทคโนโลยีคัดกรองวัณโรคแฝงรูปแบบใหม่ที่ผสมผสาน เซนเซอร์ SERS (Label-free SERS) เข้ากับ ปัญญาประดิษฐ์ (Machine Learning) ซึ่งช่วยให้การตรวจวิเคราะห์พลาสมาทำได้รวดเร็วขึ้นอย่างมาก
ทำความรู้จักเทคโนโลยี SERS และ AI ในการตรวจวัณโรคแฝง
โดยปกติ การตรวจวัณโรคแฝงด้วยวิธีมาตรฐานอย่าง IGRA (Interferon-Gamma Release Assays) มีข้อจำกัดเรื่องค่าใช้จ่ายที่สูง และต้องรอผลนาน 1–2 วัน แต่เทคโนโลยีใหม่นี้เข้ามาเปลี่ยนเกมด้วย 2 องค์ประกอบหลัก:
ชิปเซนเซอร์ SERS (Ag-nanorod): เซนเซอร์สเกลนาโนที่ผลิตด้วยเทคนิคพิเศษ ช่วยขยายสัญญาณการสเปกตรัมของโปรตีนในพลาสมา เลียนแบบการตรวจลายนิ้วมือทางชีวเคมี
การสแกนแบบ Raman-Mapping และ AI: สแกนสัญญาณจากหยดเลือดพลาสมา 49 จุดบนชิป (ใช้เวลาวัดสัญญาณไม่ถึง 10 นาที) จากนั้นส่งข้อมูลให้โมเดล AI วิเคราะห์ร่องรอยการเปลี่ยนแปลงของโปรตีน
ผลการทดสอบ: แม่นยำสูงถึง 93%
ในการวิจัยได้ทดสอบกับตัวอย่างพลาสมาจริงจำนวน 1,000 ตัวอย่าง จากผู้เข้าร่วมในภาคตะวันออกเฉียงเหนือ:
แม่นยำเฉลี่ยภาพรวม: ตัวอย่างทดสอบทั้งหมดให้ความแม่นยำเฉลี่ยอยู่ที่ 75%–81%
แม่นยำสูงสุด 93%: เมื่อมีการปรับปรุงกระบวนการเตรียมตัวอย่าง คุณภาพชิปเซนเซอร์ และฐานข้อมูลให้สมบูรณ์ (Batches 4–6) โมเดล Logistic Regression สามารถวิเคราะห์แยกแยะผู้ติดเชื้อวัณโรคแฝงกับคนสุขภาพดีได้แม่นยำสูงถึง 93%
แม่นยำยิ่งขึ้นในกลุ่มเสี่ยงสูง: ในผู้ที่มีระดับการตอบสนองภูมิคุ้มกัน (Nil value) สูง AI สามารถทำนายผลได้แม่นยำถึง 95%
ก้าวสำคัญสู่เครื่องมือ ตรวจ ณ จุดดูแลผู้ป่วย (Point-of-Care Testing)
จุดเด่นสำคัญของงานวิจัยนี้ คือการพิสูจน์ว่า การตรวจพลาสมาด้วย SERS ร่วมกับ Machine Learning มีศักยภาพที่จะนำไปพัฒนาต่อยอดเป็น:
ชุดตรวจแบบรู้ผลไว (POCT) สำหรับโรงพยาบาลชุมชนหรือพื้นที่ห่างไกล
เครื่องมือคัดกรองเชิงรุกในระดับมวลชน (Mass Screening) เพื่อค้นหาผู้ติดเชื้อแฝงและให้ยาป้องกันก่อนที่จะป่วยจริง
เทคโนโลยีราคาประหยัด ที่ช่วยลดภาระค่าใช้จ่ายในระบบสาธารณสุข
สรุป
นวัตกรรมการตรวจวัณโรคระยะแฝงด้วย SERS และ AI นี้นับเป็นก้าวสำคัญของวงการชีวเซนเซอร์ทางการแพทย์ ที่ไม่เพียงแต่ตอบโจทย์เรื่องความรวดเร็วและความแม่นยำ แต่ยังเปิดประตูสู่อนาคตในการคัดกรองโรคติดเชื้อและชีวมาร์กเกอร์อื่นๆ ได้อีกมากมาย
เอกสารอ้างอิง
Eiamchai et al., "Determination of latent tuberculosis infection from plasma samples via label-free SERS sensors and machine learning," Biosens. Bioelectron., vol. 250, p. 116063, Apr. 2024, doi: 10.1016/j.bios.2024.116063.
ความคิดเห็น