โครงการเพื่อบรรเทาผลกระทบจากสถานการณ์ระบาดของเชื้อไวรัสโคโรนา 2019 (COVID-19)

บทคัดย่อ

ปัจจุบันสถานการณ์การแพร่ระบาดของเชื้อไวรัส SARS-CoV-2 (เชื้อไวรัสก่อโรค COVID-19) ในหลายประเทศยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง เนื่องด้วยเชื้อไวรัสนี้สามารถแพร่กระจายได้ในอากาศ อีกทั้งสามารถมีชีวิตรอดบนพื้นผิวต่างๆ ได้เป็นระยะเวลานานในอุณหภูมิต่ำ จึงทำให้เชื้อสามารถแพร่กระจายได้อย่างรวดเร็ว เพื่อเป็นการป้องกันการติดเชื้อให้กับบุคลากรทางการแพทย์ที่มีความเสี่ยงสูงต่อการติดเชื้อจากการตรวจคัดกรองผู้ป่วยที่ติดเชื้อแล้ว หรือผู้ที่มีอาการเข้าข่ายต้องสงสัยเข้ารับการตรวจรักษา งานวิจัยนี้จึงต้องการสังเคราะห์สารที่มีประสิทธิภาพในการฆ่าเชื้อก่อโรค COVID-19 เพื่อใช้ในการเคลือบลงบนหน้ากากคลุมหน้า และชุดป้องกันอันตรายส่วนบุคคลสำหรับบุคลากรทางการแพทย์ เพื่อป้องกันการแพร่กระจายของเชื้อไปยังบุคคลากรผู้ปฏิบัติงานหรือที่อื่นๆ ได้อีก ซึ่งทางคณะผู้ทำวิจัยได้คัดเลือกสารหลักคือ ไททาเนียมไดออกไซด์ จากคุณสมบัติที่ดีหลายประการ เช่น การเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยแสงที่ดี มีความเสถียรสูง และมีความเป็นพิษต่ำ จึงมีงานวิจัยที่ศึกษาและพัฒนาไทเทเนียมไดออกไซด์ออกมามากมาย โดยการพยายามพัฒนาปรับปรุงคุณสมบัติของตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสงด้วยการเจือโลหะต่าง ๆ ลงในโครงสร้างของไททาเนียมไดออกไซด์ ซึ่งงานวิจัยนี้ได้เลือกใช้โลหะเงินเพื่อเจือลงไปในปริมาณ 1, 2 และ 3 เปอร์เซ็นต์โมล โดยทำการสังเคราะห์ด้วยวิธีโซลเจล นำสารละลายที่ได้ไปอบที่ 100 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 24 ชั่วโมง หรือจนแห้ง แล้วนำไปบด จากนั้นนำไปเผาแคลไซด์ที่อุณหภูมิ 500 องศาเซลเซียส เผาแช่เป็นเวลา 2 ชั่วโมง ด้วยอัตราเร็วในการเพิ่มอุณหภูมิ 10 องศาเซลเซียสต่อนาที แล้วนำผงอนุภาคที่ได้ไปทำการศึกษาวัฏภาคของสารด้วยเครื่องวิเคราะห์การเลี้ยวเบนของรังสีเอ็กซ์ โดยจะพบเฟสอะนาเทส และ บรูคไคต์ ในไทเทเนียมไดออกไซด์ ส่วนไทเทเนียมไดออกไซด์ที่เติมด้วยเงินจะพบเฟสอะนาเทสเพียงเฟสเดียว และเมื่อเจือเงินลงไปในไทเทเนียมไดออกไซด์จะทำให้มีขนาดผลึกเล็กลง โดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่านพร้อมด้วยระบบวิเคราะห์ธาตุในการศึกษาขนาด รูปร่าง และองค์ประกอบธาตุของอนุภาคที่สังเคราะห์ได้ พบว่าเมื่อเพิ่มปริมาณของเงินมากขึ้นจะทำให้ขนาดของไทเทเนียมไดออกไซด์มีขนาดเล็กลง และที่การเจือเงิน 3 เปอร์เซนต์โมล จะเห็นอนุภาคเงินขนาดเล็กเกาะรอบๆอนุภาคไทเทเนียมไดออกไซด์ได้อย่างชัดเจน ยิ่งไปกว่านั้นแล้ว จากการทดสอบด้วยเทคนิคการดูดกลืนรังสีเอ็กซ์ที่ขอบพลังงานการดูดกลืน K-edge ของเงิน แสดงให้เห็นว่าอนุภาคเงินนาโนมีโครงสร้างทางอิเล็กทรอนิกส์คล้ายกับสารมาตรฐานซิลเวอร์ไนเตรต (AgNO3) ซึ่งมีอำนาจประจุ +1 มากที่สุด สอดคล้องกับการทดสอบสมบัติตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยแสงย่อยสลายเมทิลีนบลู พบว่า ไทเทเนียมไดออกไซด์เติมเงิน 1 เปอร์เซ็นต์โมล มีการย่อยสลายเมทิลีนบลูได้ดีที่สุด คือ 92 เปอร์เซ็นต์ ภายใน 1 ชั่วโมง และผลการทดสอบการต้านแบคทีเรียตัวแทนแกรมบวก (S. aureus) และแบคทีเรียตัวแทนแกรมลบ (E.coli) ของไทเทเนียมไดออกไซด์เติมเงิน 1 เปอร์เซ็นต์โมล อยู่ที่ระดับ 99.66 และ 94.66 เปอร์เซ็นต์ ภายใน 1 ชั่วโมง ตามลำดับ และเมื่อทดสอบการต้านเชื้อไวรัสโคโรนาก่อโรคท้องร่วงติดต่อในสุกร (PEDV) พบว่าไทเทเนียมไดออกไซด์เติมเงิน 1 เปอร์เซ็นต์โมลสามารถต้านเชื้อไวรัส PEDV ได้ที่ระดับ 51 เปอร์เซ็นต์ ภายในเวลา 5 นาที และต้านทานได้ถึง 98 เปอร์เซ็นต์ ภายใน 20 นาที และจากการศึกษาการเคลือบสารดังกล่าวลงบนหน้ากากคลุมหน้าและชุดป้องกันอันตรายส่วนบุคคล โดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดเพื่อศึกษาพื้นผิวของหน้ากากคลุมหน้าและชุดป้องกันอันตรายส่วนบุคคลทั้งก่อนและหลังการเคลือบด้วยสารสังเคราะห์นี้ พบว่าหลังการเคลือบมีการกระจายตัวของอนุภาคติดอยู่บนพื้นผิวของหน้ากากคลุมหน้า และชุด PPE อยู่ทั่วไป