ห้องปฏิบัติการบนชิพ - Lab on a Chip (ตอนที่ 1)

จริงๆแล้ว เรื่องของห้องปฏิบัติการบนชิพ หรือLab on a Chipนั้น เป็นศาสตร์ที่ฮ็อตฮิตแรงมากในช่วง 4-5 ปีที่แล้ว และปัจจุบันก็ออกมาขายเป็นเรื่องเป็นราวแล้ว แต่ผมก็ยังไม่ค่อยได้นำมาเขียนใน Blog เลยครับ

ห้องปฏิบัติการจิ๋วเป็นการย่อส่วนห้องปฏิบัติการทดลองจากห้องขนาด 50 ตารางเมตรลงไปอยู่ในชิพที่ปัจจุบันมีขนาดประมาณเล็บของนิ้วโป้ง และมีทีท่าว่าต่อไปขนาดของมันจะเล็กลงไปได้อีก ในวงการเคมีและวงการแพทย์ ห้องปฏิบัติการจิ๋วคือการปฏิวัติครั้งใหญ่ นึกถึงว่าเมื่อก่อนเวลานักเคมีจะสังเคราะห์สารสักตัว เขาต้องใช้พื้นที่ห้องปฏิบัติการเพื่อเป็นที่สำหรับตั้งชุดเครื่องแก้วเพื่อการผสมสาร แล้วอาจมีชุดกลั่นเพื่อแยกสาร มีเครื่องมือสำหรับวิเคราะห์องค์ประกอบ ในการสังเคราะห์สารอาจจะประกอบด้วยขั้นตอนที่ต้องมีการนำสารมาผสมกัน กรอง กลั่น แยกส่วน แล้วนำมาผสมกับสารตัวอื่นๆอีก แต่ว่าขั้นตอนเหล่านั้นกำลังจะหดลงไปอยู่ในชิพตัวเดียว สำหรับวงการแพทย์แล้วเรื่องนี้กำลังจะเข้ามาเปลี่ยนวิถีชีวิตของผู้ตนเลยทีเดียว ลองนึกดูนะครับว่าขณะนี้การตรวจสุขภาพประจำปีของเรานั้นเป็นกิจกรรมที่น่าเบื่อเพียงใด เราจะต้องไปเจาะเลือดและให้ตัวอย่างน้ำปัสสาวะแต่เช้า ถ้าอยากทราบผลก็ต้องรอนานหลายชั่วโมง ผลการตรวจเลือดอาจต้องรอข้ามวันข้ามสัปดาห์ แต่ขณะนี้ บริษัทหลายแห่ง กำลังพัฒนาห้องปฏิบัติการจิ๋วที่สามารถซื้อมาใช้ที่บ้านแล้วรอดูผลได้เลย 

ขั้นตอนการทำงานของห้องปฏิบัติการบนชิพนี้ก็เลียนแบบการทำงานของห้องปฏิบัติการจริงๆนั่นเอง ตัวอย่างเช่น เมื่อใส่ตัวอย่างเข้าไปที่ช่องที่เตรียมให้ ก็จะมีปั๊มซึ่งอาจอาศัยพลังงานจากแบตเตอรีก้อนเล็ก (เทคโนโลยีแบตเตอรีจิ๋วจึงมีส่วนสำคัญสำหรับเทคโนโลยีตัวนี้ด้วย) ดูดสารตัวอย่างให้ไหลมาตามท่อจิ๋วเพื่อมาผสมกับสารเคมีที่เตรียมไว้ในชิพ เมื่อผสมกันแล้วก็จะผ่านท่อไปยังส่วนแยก (โดยการย่อส่วนคอลัมน์แยกให้เล็กลงไปอยู่บนชิพ) ที่ปลายของคอลัมน์แยกก็จะมีท่อของสารเคมีอีกชนิดหนึ่งเพื่อปลดปล่อยสารให้เข้ามาผสมกัน แล้วเกิดเป็นสีให้ผู้ใช้สามารถดูว่าเป็นโรคอะไร โดยอาจมีท่อแยกออกไปหลายทางเพื่อให้ผลในลักษณะต่างๆ กัน ห้องปฏิบัติการจิ๋วที่มีความซับซ้อนขึ้นไปอีกก็อาจมีเซ็นเซอร์จิ๋วเอาไว้ตรวจสอบผลบางอย่างเพิ่มเติมได้