นาโนเซ็นเซอร์ชนิดใหม่ ตรวจจับสารตกค้างในไม่กี่นาที
ปัจจุบันแม้มีกฎหมายควบคุมออกมามาก แต่เรายังต้องเผชิญสารตกค้างจากผักผลไม้อยู่ทุกวัน กลายเป็นสาเหตุของโรคภัยทางสุขภาพหลายชนิด สร้างผลกระทบทั้งแก่ผู้บริโภคและเกษตรกร แต่ทุกอย่างอาจเปลี่ยนไปเมื่อนาโนเซ็นเซอร์ชนิดใหม่ตรวจจับสารตกค้างได้ในไม่กี่นาที
สารตกค้างในผักผลไม้ คือปัญหาที่เราได้ยินมายาวนาน สารเคมีที่ใช้ในกระบวนการเกษตรล้วนสร้างผลกระทบต่อร่างกาย ทั้งสำหรับผู้บริโภคทั้งหลายหรือแม้แต่เกษตรกร เป็นปัญหาที่แก้ไม่ตกในกระบวนการผลิตอาหาร และสร้างผลกระทบทางสุขภาพแก่ผู้คนเป็นวงกว้าง
นี่เป็นปัญหาที่ส่งผลกระทบต่อสุขภาพของผุ้คนทั่วโลก แม้แต่ผักผลไม้ออร์แกนิคที่ได้การรรับรองว่าเป็นเกษตรและผลผลิตปลอดสาร ยังมีการตรวจพบสารพิษตกค้างเป็นจำนวนมาก จึงเริ่มเกิดแนวคิดการสร้างอุปกรณ์ตรวจจับสารเคมีตกค้าง เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดผลกระทบต่อสุขภาพไปกว่านี้
แต่ก่อนอื่นคงต้องมาพูดถึงความร้ายแรงจากผลกระทบของสารเคมีตกค้างในผักผลไม้เสียหน่อย
สารพิษตกค้างในผักผลไม้ ปัญหาที่เกิดในทั่วทุกมุมโลก
เชื่อว่าเราต่างเคยได้ยินพิษภัยของสารตกค้างในผักผลไม้มาแต่เด็ก การขจัดสารเคมีออกจากพืชผลทางการเกษตรถือเป็นเรื่องสำคัญ ปัจจุบันจากการตรวจสอบของกรมวิชาการเกษตร ทำให้ผลผลิตที่ผ่านมาตรฐาน Good Agricultural Practices หรือ GAP มีความปลอดภัยจากสารตกค้างเกือบ 90%
ฟังดูเป็นเรื่องดีแต่ในปี 2564 แปลงที่ได้การรับรองมาตรฐาน GAP เพียง 120,000 แปลง ยังมีผลผลิตอีกจำนวนมากที่ไม่ได้การรองรับ และผลผลิตนอกระบบ GAP ยังมีการตรวจพบสารพิษตกค้างอีกกว่าครึ่ง อีกทั้งในจำนวนนี้ตรวจพบสารเคมีต้องห้ามอย่าง คลอร์ไพริฟอส ถือเป็นโจทย์ที่ต้องแก้ปัญหากันต่อไป
ไม่ใช่แค่ในประเทศไทยหลายประเทศยังคงแก้ไขปัญหานี้กันไม่ตก ในสหรัฐฯเอง คณะทำงานด้านสิ่งแวดล้อม(EWG) ยังพบปัญหาการปนเปื้อนในพืชผลทางการเกษตรหลายรายการ โดยผลการทดลอบล่าสุดมีตั้งแต่ สตรอว์เบอร์รี่ ผักโขม แอปเปิล องุ่น และอีกหลายชนิดที่ยังพบการปนเปื้อนปริมาณสูง
เช่นเดียวกับภายในยุโรป เครือข่ายต่อต้านสารกำจัดศัตรูพืช พบว่า ผลไม้ที่ปลูกทั่วไปมีการปนเปื้อนสารเคมียาฆ่าแมลงเป็นจำนวนมาก จากตัวอย่างทั้งหมดพบการปนเปื้อนของแบล็กเบอร์รี่มากกว่าครึ่งรวมถึงแอปเปิลอีกกว่าหนึ่งในสาม ซึ่งมีความเสี่ยงส่งผลกระทบต่อสุขภาพในระยะยาว
นี่จึงเป็นสาเหตุให้กับการเจ็บป่วยมากมายที่เกิดขึ้นกับคนเราแม้รับประทานผักผลไม้เป็นหลักก็ตาม
อันตรายจากสารพิษตกค้าง ภัยเงียบที่ทำลายสุขภาพอยู่ทุกวัน
ปัจจุบันสารกำจัดแมลงและศัตรูพืชที่ปนเปื้อนมากับผลผลิตทางการเกษตรมีหลายชนิด ขึ้นกับประเภทของพืชที่ใช้และศัตรูพืชที่เผชิญ จากข้อมูลของ สถาบันวิจัยระบบสาธารณสุข(สวรส.) ตรวจพบสารพิษอันตรายจากผักผลไม้ต่างๆ ได้ดังนี้
- คาร์โบฟูราน (Carbofuran)
เป็นสารใช้กำจัดแมลงเป็นวงกว้าง ทั้งหนอนกอ, หนอนแมลงวัน, เพลี้ยแป้ง, เพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล ฯลฯ พบมากในนาข้าว พืชไร่นานาชนิด เช่น ถั่วเหลือง, ข้าวโพด, แตงโม, แตงกวา, จนถึงพืชสวน เช่น กาแฟ, ส้ม, มะพร้าว เป็นต้น
เมื่อได้รับสารชนิดนี้สะสมในร่างกายปริมาณมากอาจก่อให้เกิดการอาเจียน เสียการทรงตัว มองภาพไม่ชัดเจน เกิดการแบ่งตัวของเซลล์ผิดปกติ เป็นสารก่อมะเร็งชนิดร้ายแรง และทำลายเอนไซน์เยื่อหุ้มสมอง
- เมโทมิล (Methomyl)
ใช้กำจัดแมลงประเภท แมลงปากกัด, แมลงปากดูด, เพลี้ย และหนอนชนิดต่างๆ พบมากในผลไม้ประเภท องุ่น, ลำไย, ส้มเขียวหวาน, สตรอว์เบอร์รี่, กะหล่ำปลี, หัวหอม, มะเขือเทศ ฯลฯ
สารชนิดนี้มีผลทำให้เกิดอาการคลื่นไส้ อาเจียน ท้องเสีย ชัก เป็นพิษต่อหัวใจ ส่งผลต่อสมรรรถภาพทางเพศ ทำลายดีเอ็นเอ ทำให้โครโมโซมผิดปกติ เป็นพิษต่อม้าม
- ไดโครโตฟอส (Dicrotophos)
ใช้ในการกำจัดแมลงประเภทดูด เจาะ กัดได้เกือบทุกรูปแบบ พบมากใน ข้าว, กาแฟ, ถั่วฝักยาว, หัวผักกาด, อ้อย, ส้ม, คะน้า, ถั่วลิสง, ถั่วเหลือง เป็นต้น
สารชนิดนี้เป็นพิษต่อระบบประสาทส่วนกลาง เมื่อได้รับเป็นเวลานานจะเกิดอาการมือเท้าอ่อนแรง เป็นพิษต่อไต มีคุณสมบัติก่อมะเร็ง อาจส่งผลให้เกิดความผิดปกติต่อยีนและพันธุกรรม และเป็นสาเหตุให้เกิดเนื้องอกอีกด้วย
- อีพีเอ็น (EPN)
ใช้เป็นหัวเชื้อผสมสารเคมีภาคการเกษตรชนิดอื่น มีคุณสมบัติในการกำจัดแมลงทั้ง หนอนเจาะสมอฝ้าย, หนอนกอข้าว, แมลงตำหนาม, พบทั้งในข้าว, ข้าวโพด, ไปจนไม้ผลและไม้ดอกไม้ประดับหลากหลายชนิด
เมื่อได้รับเป็นเวลานานอาจมีคุณสมบัติเป็นพิษต่อทางเดินหายใจและระบบประสาท ทำเกิดอาการไอ ปอดบวม ทำลายระบบการหายใจ ไขสันหลังผิดปกติ รวมถึงเป็นพิษต่อสมองโดยเฉพาะเด็ก จนอาจส่งผลกระทบต่อพัฒนาการทางสมองของทารกในครรภ์อีกด้วย
นอกจากนี้ยังมีสารเคมีอันตรายภายในภาคการเกษตรอีกหลายชนิด รวมถึงสารเคมีอันตรายที่ถูกห้ามใช้ในประเทศไทยอย่าง พาราควอต, คอลร์ไพริฟอส และไกลโฟเซต ก็ยังมีบางส่วนตรวจพบอยู่ในพืชผลทางการเกษตรและส่งผลกระทบต่อสุขภาพของคนไทยจนปัจจุบัน
นาโนเซ็นเซอร์ชนิดใหม่ที่จะช่วยตรวจสอบสารเคมีตกค้าง
เพื่อแก้ปัญหาการตรวจสอบคุณภาพผลผลิต นักวิจัยจากห้องปฏิบัติการ Sotiriou จึงมีแนวคิดผลิตเซ็นเซอร์ตรวจสอบในราคาไม่แพง โดยใช้ เทคนิคพื้นผิวขยายสัญญาณรามัน(SERS) ด้วยความสามารถในการขยายสัญญาณ ช่วยเพิ่มศักยภาพในการพิสูจน์สารแปลกปลอมแม้ในปริมาณน้อยมาก โดยได้รับความนิยมอย่างสูงในแวดวงนิติวิทยาศาสตร์มาช่วยเหลือ
เทคนิคนี้ไม่ใช่ของใหม่ถูกคิดค้นขึ้นมาได้ตั้งแต่ปี 1970 ติดที่ต้นทุนการผลิตสูงจึงไม่สะดวกในการใช้งานทั่วไป แต่ทุกอย่างเปลี่ยนไปเมื่อมีการสร้างแผ่นฟิล์มจากอนุภาคนาโนสีเงิน โดยจำลองรูปแบบของสารที่ต้องการตรวจสอบมาช่วยคัดกรอง จากนั้นก็นำไปสแกนเพื่อค้นหาค่าการปนเปื้อนของผลไม้ชนิดต่างๆ ได้
ในขั้นตอนการทดสอบนักวิจัยได้ลองนำ พาราไธออน หนึ่งในสารกำจัดศัตรูพืชที่มีผลเป็นพิษมาทดสอบ โดยการเจือจางให้อยู่ในระดับความเข้มข้นต่ำแล้วนำไปหยดลงบนแอปเปิล จากนั้นนำยาฆ่าแมลงชนิดนี้มาผสมกับสารละลายเพื่อตรวจสอบโมเลกุล เมื่อนำสารละลายมาหยดลงบนเซ็นเซอร์ ก็สามารถตรวจสอบค่าความเข้มข้นในการปนเปื้อนได้
ข้อดีในการตรวจสอบด้วยวิธีนี้คือความรวดเร็วในการตรวจสอบ การตรวจจับสามารถยืนยันผลได้ในเวลาเพียง 5 นาทีโดยไม่จำเป็นต้องผ่าพิสูจน์หรือมีขั้นตอนยุ่งยาก ซึ่งจะช่วยให้การตรวจสอบแผงสินค้าหรือผลผลิตอาหารที่วางขายทั้งหลายทำได้ง่ายขึ้น เพิ่มศักยภาพการตรวจสอบความปลอดภัยของอาหารก่อนการบริโภคขึ้นอีกมาก
ปัจจุบันเทคโนโลยีนี้ยังอยู่ในขั้นต้นของการทดลอง จึงถูกนำมาใช้งานในการตรวจสอบสารปนเปื้อนภายนอกผลผลิตเป็นหลัก คาดว่าต้องใช้เวลาอีกพักใหญ่จึงจะได้การยอมรับและอนุมัติให้มีการผลิตออกมาใช้อย่างแพร่หลาย แต่นักวิจัยยืนยันว่าอนุภาคที่ใช้ในการตรวจสอบมีความพร้อมในการผลิตเป็นจำนวนมาก
อีกทั้งนอกจากนำมาใช้ในการตรวจหาสารพิษตกค้างบนผลผลิตแล้ว หากได้รับการพัฒนาและสนับสนุนอย่างจริงจัง เป็นไปได้ว่าเซ็นเซอร์ชนิดนี้ยังได้รับการพัฒนาต่อยอดใช้ในทางการแพทย์ ช่วยให้สามารถวินิจฉัยโรคเฉพาะต่างๆ ได้แม่นยำและรวดเร็วมากขึ้นในอนาคตอีกด้วย
แต่ทั้งนี้แค่คุณสมบัติช่วยตรวจสอบพืชผลทางการเกษตรอย่างรวดเร็ว ก็น่าจะช่วยให้คุณภาพชีวิตเราดีขึ้นมาทีเดียว
ที่มา
https://www.bangkokbiznews.com/business/933340
https://www.chiangmainews.co.th/page/archives/1657276/
https://interestingengineering.com/nano-sensor-detects-pesticides-fruit
https://www.nectec.or.th/innovation/innovation-hardware-electronics/onspec-forensic.html
https://www.bangkokbiznews.com/business/993961