ทีมวิจัยเทคโนโลยีวิศวกรรมชีวภาพและการตรวจวัด

ข้อมูลเกี่ยวกับทีมวิจัย

มุ่งเน้นการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีการตรวจวินิจฉัยและการตรวจวัดทางชีวภาพในโรคที่มีผลกระทบทางด้านการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำเศรษฐกิจ การเกษตร อาหารและการแพทย์ โดยมีความเชี่ยวชาญในการพัฒนาเทคนิคแลมป์ (Loop-mediated isothermal amplification, LAMP) ที่มีความไวและมีความจำเพาะต่อเชื้อเป้าหมายสูงมีขั้นตอนการทดสอบที่ไม่ซับซ้อนจึงทำให้ทำงานได้อย่างรวดเร็วร่วมกับการอ่านผลที่ง่ายสะดวกและใช้เครื่องมือที่ราคาไม่แพง ได้แก่

1) เทคนิคแลมป์ร่วมกับการใช้แผ่นจุ่มวัดแบบง่าย (lateral flow dipstick)
2) การใช้เทคนิคแลมป์ร่วมกับเครื่องวัดความขุ่น ซึ่งสามารถติดตามผลแบบ real-time ทำให้สามารถตรวจวัดได้ทั้งในเชิงปริมาณและคุณภาพ
3) เทคนิคแลมป์ร่วมกับการใช้ตัวตรวจจับดีเอ็นเอที่ติดฉลากด้วยอนุภาคทองคำนาโน
4) เทคนิคแลมป์เปลี่ยนสีแบบง่ายในขั้นตอนเดียว
5) การใช้เทคนิคทางไบโอเซ็นเซอร์ (biosensor) ต่าง ๆ เช่นเทคนิคทางเคมีไฟฟ้า (electrochemical) โดยใช้อิเล็กโทรดกราฟีน (graphene) แบบพิมพ์ได้ เป็นต้น

เพื่อนำไปสู่การใช้งานจริงในระดับห้องปฏิบัติการและระดับภาคสนาม
และพัฒนาชุดน้ำยาสำเร็จรูปที่สามารถผลิตได้เองในประเทศ ทั้งนี้เพื่อขยายผลเชิงพาณิชย์และลดการนำเข้าชุดทดสอบจากต่างประเทศ

งานวิจัยและพัฒนาในปัจจุบัน

1. งานวิจัยด้านการแพทย์
มุ่งเน้นการวิจัยและพัฒนาการตรวจวินิจฉัยโรคที่สำคัญต่อประเทศไทยเพื่อยกระดับงานวิจัยพื้นฐานไปสู่งานวิจัยเชิงประยุกต์ในการตรวจวินิจฉัยที่เป็นประโยชน์ต่อวงการแพทย์โดยทีมวิจัยได้นำเทคโนโลยีแลมป์ร่วมกับการใช้แผ่นจุ่มวัดแบบง่าย หรือ การเปลี่ยนสีแบบง่ายในขั้นตอนเดียว รวมทั้งการใช้เทคนิคทางเคมีไฟฟ้า ไปประยุกต์ใช้ในการพัฒนาชุดตรวจวินิจฉัยวัณโรค เชื้อวัณโรคดื้อยาหลายขนาน เชื้อมาลาเรีย รวมทั้งการพัฒนาเทคนิค Real-time LAMP โดยใช้เครื่องวัดความขุ่นในการตรวจวัดระดับ mRNA ของยีน IP-10
เครื่องหมายชีวภาพของโรคไตอักเสบลูปัสในปัสสาวะ โดยเทคโนโลยีการตรวจวินิจฉัยโรคที่พัฒนาขึ้นจะถูกนำไปถ่ายทอดสู่การใช้ประโยชน์จริง ทั้งในระดับโรงพยาบาล จนถึงศูนย์อนามัยในพื้นที่ห่างไกล เพื่อให้เกิดการพัฒนาคุณภาพชีวิตของประชากรไทยที่ดีขึ้น

2. งานวิจัยด้านอุตสาหกรรมการเกษตร มุ่งเน้นพัฒนาเทคโนโลยีการตรวจเชื้อโรคที่ก่อความเสียหายให้แก่อุตสาหกรรม การเพาะเลี้ยงสัตวน้ำ การเพาะปลูกพืชเศรษฐกิจ และการเลี้ยงปศุสัตว์

ชุดตรวจโรคกุ้งและปลา
ทีมวิจัยมุ่งเน้นการพัฒนาชุดตรวจเชื้อก่อโรคที่เป็นปัญหาสำคัญในอุตสาหกรรมการเลี้ยงกุ้งด้วยเทคนิคแลมป์ร่วมกับการใช้ ตัวตรวจจับดีเอ็นเอที่ติดฉลากด้วยอนุภาคทองคำนาโน เทคนิคแลมป์เปลี่ยนสีแบบง่ายในขั้นตอนเดียวและการใช้เครื่องวัดความขุ่นเพื่อการตรวจเชื้อไมโครสปอริเดีย EHP เชื้อแบคทีเรียก่อโรคตับตายเฉียบพลัน AHPND เชื้อไวรัสตัวแดงดวงขาว ไวรัสหัวเหลือง ไวรัสไอเอ็ชเอ็ชเอ็นวี ไวรัส MrNV เป็นต้น ผลของการใช้ชุดตรวจจะทำให้ได้พ่อแม่พันธุ์กุ้ง และลูกกุ้งที่มีคุณภาพ ปลอดโรค นอกจากนี้ทีมวิจัยยังได้พัฒนาเทคนิคแลมป์ร่วมกับการใช้ตัวตรวจจับดีเอ็นเอที่ติดฉลากด้วยอนุภาคทองคำนาโนและเทคนิค แลมป์เปลี่ยนสีแบบง่ายในขั้นตอนเดียวในการตรวจหาเชื้อแบคทีเรีย Streptococcus agalactiae แบคทีเรีย S. iniae ไวรัส Tilapia lake virus (TiLV) และ Scale drop disease virus (SDDV) ที่ก่อโรคต่างๆในปลานิล ปลานิลแดง และปลากะพง

ชุดตรวจโรคพืช
มุ่งเน้นการพัฒนาเทคโนโลยีการตรวจวินิจฉัยเพื่อส่งเสริมอุตสาหกรรมการปลูกพืชเศรษฐกิจ เช่นมะเขือเทศและพริก โดยการตรวจหาสารพันธุกรรมของเชื้อไวรัสในกลุ่ม Tobamovirus ด้วยเทคนิคแลมป์ร่วมกับการใช้ตัวตรวจจับดีเอ็นเอที่ติดฉลากด้วยอนุภาคทองคำนาโน และการพัฒนาชุดตรวจเชื้อไฟโตพลาสมาที่เป็นสาเหตุโรคใบขาวของอ้อยด้วยเทคนิคแลมป์เปลี่ยนสีในขั้นตอนเดียว

ชุดตรวจโรคสุกร
ทีมวิจัยยังได้ทำการพัฒนาเทคนิคแลมป์เปลี่ยนสีในขั้นตอนเดียวเพื่อการตรวจหาเชื้อไวรัสโรคอหิวาต์แอฟริกา (ASF)และเชื้อไวรัสก่อโรคท้องร่วงรุนแรง (PED) ในสุกร

3. งานวิจัยด้านอุตสาหกรรมการอาหาร มุ่งเน้นการพัฒนาเทคโนโลยีการตรวจวิเคราะห์เพื่อความปลอดภัยทางอาหาร โดยใช้เทคนิคแลมป์ร่วมกับแผ่นจุ่มวัดแบบง่าย และการใช้เทคโนโลยีไบโอเซ็นเซอร์ ได้แก่ เทคนิคเคมีไฟฟ้าโดยใช้แผ่นกราฟีนอิเล็กโทรดพิมพ์ได้ร่วมกับเครื่อง minipotentiostat ขนาดพกพา เพื่อตรวจหาเชื้อแบคทีเรียก่อโรคในอาหาร เช่น เชื้อ Vibrio cholerae เชื้อ V.parahaemolyticus เชื้อ E. coli สายพันธุ์ 0157:H7และ เชื้อ Salmonella เป็นต้น

ผลงานเด่น ทีมวิจัยเทคโนโลยีวิศวกรรมชีวภาพและการตรวจวัด

– Point-of-Care Rapid Detection of Vibrio parahaemolyticus in Seafood using Loop- Mediated Isothermal Amplification and Graphene-based Screen-Printed Electrochemical Sensor. Biosensors and Bioelectronics. IF (2018/2019) 9.518

– Sensitive Visual Detection of AHPND Bacteria Using Loop-Mediated Isothermal Amplification Combined with DNA-Functionalized Gold Nanoparticles as Probes. PLoS One; 11(3):e0151769. IF (2016) 2.806

– Demonstration of a very inexpensive, turbidimetric, real-time, LAMP RT-PCR detection platform using shrimp Laem-Singh virus (LSNV) as a model. PlosOne 9: e108047. IF (2014) 3.234

– Colorimetric detection of scale drop disease virus in Asian sea bass using loop- mediated isothermal amplification with xylenol orange. Aquaculture. IF (2018 / 2019) 1.81

– Double-Loop-Mediated Isothermal Amplification (D-LAMP) using colourimetric gold nanoparticle probe for rapid detection of infectious Penaeus stylirostris densovirus (PstDNV) with reduced false-positive results from endogenous viral elements Aquaculture IF (2018 / 2019) 1.81

รางวัลผลงานวิจัยที่สำคัญ

– รางวัลสภาวิจัยแห่งชาติ ประเภทผลงานประดิษฐ์คิดค้น ระดับดีมาก ประจำปี 2560 เรื่อง “Amp- Gold” ชุดตรวจเชื้อก่อโรคตับตายเฉียบพลันสาเหตุหนึ่งของโรคกุ้งอีเอ็มเอส

– รางวัล Platinum Award จากงานประกวดสิ่งประดิษฐ์นานาชาติจากประเทศไต้หวัน 13 th Taipei International Invention show & Technomart (INST 2017) จากผลงาน VIP-Safe Plus: LAMP Electrochemical Sensor for Detection of Foodborne pathogen

– รางวัลสภาวิจัยแห่งชาติ ประจำปี 2562 ประเภทผลงานวิจัยระดับดี สาขาเกษตรศาสตร์และชีววิทยา เรื่องการพบชิ้นส่วนสารพันธุกรรมไวรัส IHHNV Infectious Hypodermal and Hematopoietic Necrosis Virus แทรกในจีโนมของกุ้งกุลาดำในประเทศไทย ซึ่งนำไปสู่การพัฒนาชุดตรวจไวรัสกุ้งไอเอชเอชเอ็นที่มีความถูกต้องและรวดเร็ว

– รางวัล Gold medal and Special prize จากการเข้าร่วมประกวดผลงานสิ่งประดิษฐ์ในงาน The 44th International Exhibition of Geneva ณ กรุงเจนีวา ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ ประจำปี 2559 จากผลงาน ARDA AflaSensor Plus

– รางวัลชนะเลิศ DMSC Award กรมวิทยาศาสตร์การแพทย์ กระทรวงสาธารณสุข ประจำปี 2559 ประเภทการพัฒนาคุณภาพการบริการทางวิทยาศาสตร์การแพทย์ เรื่องกรรมวิธีการตรวจหาและจำแนกเชื้อมาลาเรียในตัวอย่างเลือดด้วยเทคนิคแลมป์ร่วมกับเทคนิคแอ ลเอฟดี

– รางวัลสภาวิจัยแห่งชาติ ประจำปี 2556 ประเภทผลงานวิจัยดีเยี่ยม สาขาวิทยาศาสตร์การแพทย์ เรื่องการพัฒนาการวินิจฉัยการติดเชื้อวัณโรคชนิดมัยโคแบทีเรียม ทูเบอร์คูโลซิส ด้วยดีเอ็นเอเซ็นเซอร์

ผลงานเด่น

เทคนิคแลมป์ หรือ Loop-mediated isothermal amplification (LAMP) คือ เทคนิคที่สามารถเพิ่มปริมาณสารพันธุกรรมทั้ง DNA และ RNA ได้ถึง 10⁹ เท่า ที่อุณหภูมิในช่วง 60-65 องศาเซลเซียส ภายในเวลา 1 ชั่วโมง เทคนิคแลมป์เป็นเทคนิคตรวจหาสารพันธุกรรมของตัวเชื้อ เช่นเดียวกับ เทคนิค PCR และ Realtime-PCR (RT-PCR) โดย LAMP มีความไวในการตรวจวัด (sensitivity) สูงกว่า PCR และอาจเทียบเท่า RT-PCR และเนื่องจาก LAMP มีความจำเพาะ (specificity) กับตัวเชื้อสูง มีขั้นตอนการตรวจไม่ยุ่งยาก ใช้งานง่าย และใช้เครื่องมือราคาไม่แพง เทคนิค LAMP จึงถูกนำมาพัฒนาและประยุกต์ใช้ในการตรวจหาเชื้อในผู้ป่วย หรือผู้ที่สงสัยว่ามีการติดเชื้อไวรัสและแบคทีเรียอย่างต่อเนื่อง

ทีมวิจัยเทคโนโลยีวิศวกรรมชีวภาพและการตรวจวัด ไบโอเทค สวทช. ได้พัฒนา ชุดตรวจหาเชื้อไวรัส SARS-CoV-2 ที่เป็นสาเหตุของโรค COVID-19 โดยใช้เทคนิคแลมป์เปลี่ยนสีแบบง่ายในขั้นตอนเดียว (colorimetric LAMP-XO) ให้ผลการทดสอบภายใน 1 ชั่วโมง สามารถอ่านผลได้ด้วยตาเปล่าโดยไม่ต้องใช้ผู้เชี่ยวชาญ โดยหากสีของสารละลายเปลี่ยนจากสีม่วงเป็นสีเหลืองแสดงว่ามีการติดเชื้อไวรัส SARS-CoV-2 แต่หากสียังคงเป็นสีม่วงแสดงว่าไม่มีการติดเชื้อ ปัจจุบันชุดตรวจนี้อยู่ในขั้นตอนของการทดสอบกับตัวอย่างจากผู้ป่วยในจำนวนที่มากขึ้น ร่วมกับคณะเวชศาสตร์เขตร้อน มหาวิทยาลัยมหิดล โดยคาดว่าจะพร้อมหารือกับกรมวิทยาศาสตร์การแพทย์ และคณะกรรมการอาหารและยา เพื่อการขยายผล ในเดือนมิถุนายน 2563