ด้วยจำนวนผู้ป่วยโรคตับแข็งและมะเร็งตับที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก จากการบริโภคผลิตภัณฑ์ทางการเกษตรที่มีการปนเปื้อนอะฟลาท็อกซิน บี1 (AFB1) การพัฒนาเทคนิคการตรวจคัดกรอง AFB1 ที่รวดเร็วจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง งานวิจัยนี้ได้เสนอแอปตาเซ็นเซอร์ไฟฟ้าเคมีรูปแบบใหม่ ซึ่งใช้อิเล็กโทรดที่ผลิตจากแผ่นทองคำเปลว (GLE) ซึ่งตกแต่งด้วยวัสดุเชิงประกอบนาโนทองแพลทินัม-รูทิเนียม/รีดิวซ์กราฟีนออกไซด์ (AuPt-Ru/RGO) แบบใช้แล้วทิ้งและยังมีต้นทุนต่ำ วัสดุเชิงประกอบนาโนโลหะผสม AuPt-Ru นั้นถูกสังเคราะห์ขึ้นด้วยวิธีการเคมีรีดักชันทางเคมีร่วมกับการใช้คลื่นความถี่อัลตราโซนิก พบว่าอนุภาคที่สังเคราะห์ได้มีรูปร่างคล้ายผลหยางเหมย โดยมีแกนกลางเป็นทอง แพลตินัมเป็นขนล้อมรอบและรูทิเนียมกระจายอยู่รอบอนุภาค มีขนาดอนุภาคเฉลี่ย 57.35 ± 8.24 นาโนเมตร ทั้งนี้วัสดุเชิงประกอบนาโนทองแพลทินัม-รูทิเนียมได้ถูกวางลงบนแผ่นรีดิวซ์กราฟีนออกไซด์ที่มีขนาดส้นผ่านสูนย์กลางภายใน 0.5 – 1.6 ไมโครเมตรเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการถ่ายโอนอิเล็กตรอน และเพิ่มพื้นที่ผิวสำหรับการตรึงแอปตาเมอร์ (Apt) ซึ่งช่วยเพิ่มความสามารถในการตรวจวัด AFB1 ได้อย่างแม่นยำ ด้วยปริมาณตำแหน่งกัมมันต์ที่มีขนาดใหญ่ และค่าความต้านทานในวงจรไฟฟ้ากระสลับที่ต่ำแอปตาเซ็นเซอร์ไฟฟ้าเคมี GLEAuPt-Ru/RGO ที่สร้างขึ้นแสดงความไวสูงในการตรวจวิเคราะห์ AFB1 ผลการวิเคราะห์ด้วยเทคนิคโวลแทมเมทรีพัลส์เชิงอนุพันธ์ (DPV) ได้แสดงค่าความเป็นเส้นตรงสำหรับการตรวจวัด AFB1 ในช่วงความเข้มข้น 0.3 – 30.0 พิโคกรัมต่อมิลลิลิตร (R2 = 0.9972) โดยมีขีดจำกัดต่ำสุดของการตรวจวัด (LOD, S/N = 3) และขีดจำกัดต่ำสุดของการวิเคราะห์ (LOQ, S/N = 10) อยู่ที่ 0.009 พิโคกรัมต่อมิลลิลิตรและ 0.031 พิโคกรัมต่อมิลลิลิตร ตามลำดับ แอปตาเซ็นเซอร์ไฟฟ้าเคมี GLEAuPt-Ru/RGO ให้ผลลัพธ์การวิเคราะห์ AFB1 ที่ดีในตัวอย่างจริง โดยมีร้อยละค่าคืนกลับของสัญญาณอยู่ในช่วง 94.6% ถึง 107.9% ในผลิตภัณฑ์ทางการเกษตร เช่น พริกแดงแห้ง กระเทียม ถั่วลิสง พริกไทย และข้าวหอมมะลิไทย ซึ่งชี้ให้เห็นว่าแอปตาเซ็นเซอร์ไฟฟ้าเคมีที่สร้างขึ้นมีความเฉพาะเจาะจงต่อ AFB1 สูง และยังแสดงพฤติกรรมทางไฟฟ้าเคมีได้อย่างยอดเยี่ยมซึ่งคล้ายกับขั้วไฟฟ้าในเชิงพาณิชย์อื่น ๆ โดยมีศักยภาพในการนำไปประยุกต์ใช้ในการตรวจวิเคราะห์ AFB1 ในผลิตภัณฑ์ทางการเกษตรอย่างดียิ่ง
อะฟลาทอกซิน (AFs) เป็นสารพิษที่ผลิตโดยเชื้อรา Aspergillus flavus (A. flavus) และ Aspergillus parasiticus (A. parasiticus) โดยมาก AFs จะพบจากการปนเปื้อนในผลิตภัณฑ์ทางการเกษตรที่เก็บในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นและอุณหภูมิสูง เช่น พริกแห้ง กระเทียม ถั่วลิสง พริกไทย และข้าวสาร เป็นต้น AFs ในธรรมชาติสามารถพบได้หลายชนิด ได้แก่ AFB1, AFB2, AFG1, AFG2 และในรูปแบบเมตาบอไลต์คือ AFM1 และ AFM2 โดยเฉพาะ AFB1 เป็นที่รู้จักว่าเป็นสารก่อมะเร็งที่มีความร้ายแรงมากที่สุดและได้รับการจัดเป็นสารก่อมะเร็งกลุ่ม 1 โดยองค์กรวิจัยมะเร็งนานาชาติ (The international cancer research: IARC) เนื่องจากมีความเสี่ยงสูงต่อการเกิดมะเร็งตับ (Hepatocellular carcinoma: HCC) ส่งผลให้การบริโภคอาหารที่ปนเปื้อน AFB1 มีผลกระทบทางสุขภาพต่อทั้งมนุษย์และสัตว์ทั่วโลก ในหลายประเทศได้ตั้งข้อกำหนดมาตรฐานปริมาณ AFB1 ในอาหารไม่เกิน 20 ไมโครกรัมต่อกิโลกรัม (64.05 นาโนโมลต่อลิตร) เพื่อควบคุมความปลอดภัยด้านอาหารและลดความเสี่ยงจากสารก่อมะเร็งนี้ ดังนั้น การพัฒนาวิธีการตรวจวัดที่มีความไว และความจำเพาะสูงในการตรวจหา AFB1 ในตัวอย่างผลิตภัณฑ์ทางการเกษตรจึงมีความสำคัญอย่างมากต่อการควบคุมคุณภาพอาหาร เทคนิคการตรวจวัดทางชีวภาพด้วยไบโอเซ็นเซอร์ไฟฟ้าเคมี (Electrochemical biosensing) ได้รับความสนใจอย่างมากในปัจจุบัน เนื่องจากมีข้อดีหลายประการ เช่น ตรวจวัดได้อย่างรวดเร็ว ความจำเพาะสูง ความไวสูง ใช้งานง่ายและมีต้นทุนการผลิตต่ำ งานวิจัยหลายฉบับได้รายงานเกี่ยวกับการพัฒนาไบโอเซนเซอร์ไฟฟ้าเคมีที่มีการใช้ร่วมกับสารชีวภาพ เช่น แอนติบอดี, เอนไซม์, แอปตาเมอร์, และ DNA ที่ใช้ในการตรวจ AFB1 โดยสารชีวภาพเหล่านี้จะถูกตรึงไว้กับ วัสดุนาโน (Nanomaterials) ที่มีพื้นที่ผิวจำเพาะสูงและสมบัติการนำไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม เช่น อนุภาคนาโนทอง (AuNPs) ได้ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการสร้างวัสดุตรวจวัดที่ให้สัญญาณเชิงไฟฟ้าเคมี เนื่องจากมีเสถียรภาพทางเคมีสูงและความเข้ากันได้ทางชีวภาพ อีกทั้งอนุภาคนาโนแพลทินัม (PtNPs) ซึ่งเป็นที่รู้จักกันมาอย่างยาวนานว่ามีความสามารถในการเร่งปฏิกิริยาที่ดีเยี่ยม และรูทิเนียม (RuNPs) ยังมีความสามารถในการเพิ่มเสถียรภาพและสมรรถนะในการเร่งปฏิกิริยาของวัสดุเชิงประกอบนาโนโลหะผสม ปัจจุบันมีการสังเคราะห์อนุภาคโลหะผสมหลากหลายชนิดมากขึ้น เช่น FePtCu และ PtPdTe ซึ่งมีคุณสมบัติทางการเร่งปฏิกิริยาที่ดีกว่าอนุภาคนาโนโลหะเดี่ยวและอนุภาคนาโนโลหะคู่ ด้วยเหตุนี้ การรวมข้อดีของ AuNPs, PtNPs และ RuNPs เข้าด้วยกัน แสดงให้เห็นถึงเสถียรภาพ สมรรถนะในการเร่งปฏิกิริยา และความสามารถในการตรึงโมเลกุลชีวภาพได้อย่างยอดเยี่ยม นอกจากนี้ รีดิวซ์กราฟีนออกไซด์ (RGO) เป็นอีกหนึ่งวัสดุนาโนที่ได้รับความสนใจในการใช้เป็นวัสดุตรวจวัดทางไฟฟ้าเคมี ซึ่ง RGO นั้นเป็นคาร์บอนนาโนที่เกิดจากการจัดเรียงชั้นของกราฟีนในโครงสร้าง ซึ่งสามารถปรับแต่งขนาดและรูปร่างได้ และมีคุณสมบัติที่น่าสนใจหลายประการ เช่น พื้นที่ผิวสูง (มากกว่า 600 m²/g) ความทนทานเชิงกลที่ดีเยี่ยม (200-500 MPa) การนำความร้อน (30-2600 W/m·K) และสมบัตินำไฟฟ้าสูง (มากกว่า 667 S/m) รวมถึงพฤติกรรมทางไฟฟ้าเคมีที่ดีเยี่ยม ด้วยคุณสมบัติดังกล่าวของวัสดุนาโน ในงานวิจัยนี้ได้ศึกษาสภาวะที่เหมาะสมในการสังเคราะห์และคุณสมบัติทางไฟฟ้าของสารประกอบนาโนโลหะสาม AuPt-Ru ที่ยึดติดบนพื้นผิว RGO (AuPt-Ru/RGO) พบว่า AuPt-Ru/RGO ที่สังเคราะห์ขึ้นมีสมบัตินำไฟฟ้าสูง ช่วยเร่งการถ่ายโอนอิเล็กตรอน ทำให้ปฏิกิริยาเกิดเร็วขึ้นและแสดงสมบัติเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่ดี อีกทั้งยังสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการตรวจวัดที่มีความเฉพาะเจาะจงต่อ AFB1 มากยิ่งขึ้นด้วยการจับกับแอปตาเมอร์ที่มีการดัดแปลงด้วยหมู่ไทออล (Thiol-terminated modified aptamer: 5’-thiol- GTT GGG CAC GTG TTG TCT CTC TGT GTC TCG TGC CCT TCG CTA GGC CCA CA -3’; Apt) ผ่านพันธะไทออลระหว่างแอปตาเมอร์และวัสดุเชิงประกอบ AuPt-Ru/RGO ในงานวิจัยนี้ยังมีการใช้ทองคำเปลว 24 กะรัต มาสร้างเป็นขั้วไฟฟ้าแบบใช้แล้วทิ้ง (Goldleaf electrode: GLE) เพื่อทดแทนขั้วไฟฟ้าที่มีการจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ เช่น แท่งทองคำหรือแพลทินัมที่มีราคาสูง ทองคำเปลวที่นำมาใช้นั้นมีความบางและเกิดการฉีกขาดได้ง่าย แต่ด้วยข้อดีของทองคำเปลวที่มีสมบัติการนำไฟฟ้าได้ดีและทนทานต่อสารเคมี การใช้เทปพอลิอิไมด์มาเป็นฐานรองในการผลิต GLE ช่วยเสริมความแข็งแรงและความทนทานต่อการฉีกขาด รวมถึงมีการใช้งานแผ่นทองแดงนำไฟฟ้าเพื่อช่วยเพิ่มชุดสัมผัสทางไฟฟ้าให้กับ GLE โดยขั้วไฟฟ้า GLE ที่สร้างขึ้นมีขนาดอยู่ที่ 1.0 x 2.5 มิลลิเมตร และบริเวณจุดทำปฏิกิริยา (Planar-disc) มีเส้นผ่านศูนย์กลางอยู่ที่ 0.5 มิลลิเมตร และทำการปรับปรุงพื้นผิวด้วย AuPt-Ru/RGO สำหรับการตรวจวัดทางไฟฟ้าเคมีของ AFB1 (GLEAuPt-Ru/RGO) สามารถตรวจวัดตัวอย่างได้ที่ปริมาตรเพียง 15 ไมโครลิตร อีกทั้งการใช้แผ่นทองคำเปลวเป็นขั้วไฟฟ้าที่มีราคาถูกยังเน้นให้เห็นถึงศักยภาพในการสร้างเซ็นเซอร์ที่มีต้นทุนต่ำ ใช้ปริมาณสารตรวจวัดในปริมาณที่น้อย จึงเหมาะสำหรับการใช้งานแบบใช้แล้วทิ้งได้
คณะครุศาสตร์อุตสาหกรรมและเทคโนโลยี
การวิจัยครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาบอร์ดเกมสำหรับการจัดการเรียนการสอนในรายวิชาการเกษตรผสมผสาน และศึกษาผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนของนักเรียนระดับประกาศนียบัตรวิชาชีพชั้นปีที่ 3 วิทยาลัยเกษตรและเทคโนโลยีราชบุรี ที่ได้ใช้บอร์ดเกมดังกล่าวในการเรียนรู้ โดยมีเครื่องมือในการวิจัยได้แก่ บอร์ดเกมที่พัฒนาขึ้นด้วย Educational Boardgame Design Canvas มีลักษณะเป็นเกมวางแผน กระดานเกม 5 แผ่น การ์ดจำนวน 166 ใบ แบ่งเป็น 4 ประเภท ได้แก่ การ์ดสุ่มสถานการณ์ จำนวน 30 ใบ การ์ดแอคชันพิเศษ จำนวน 60 ใบ การ์ดตัวละคร จำนวน 16 ใบ และการ์ดการผลิต จำนวน 60 ใบ โทเคนทรัพยากร จำนวน 180 โทเคน 6 ประเภท ได้แก่ โทเคนน้ำจำนวน 60 โทเคน โทเคนดิน จำนวน 60 โทเคน โทเคนผลผลิตจากพืช จำนวน 45 โทเคน โทเคนผลผลิตจากสัตว์ จำนวน 45 โทเคน โทเคนผลผลิตจากสัตว์น้ำ จำนวน 45 โทเคน และ โทเคนเงิน จำนวน 45 โทดคน ลูกเต๋า จำนวน 1 ลูกและแผ่นช่วยเล่น 5 แผ่น ที่จำเป็นในการเล่น ซึ่งเกมนี้เน้นให้ผู้เล่นวางแผนการทำเกษตรผสมผสานเพื่อให้ได้ผลผลิตและคะแนนความสำเร็จสูงสุด ภายใต้เงื่อนไขของเกมและสถานการณ์จำลองที่เกิดขึ้น แบบทดสอบก่อนและหลังการใช้บอร์ดเกม และแบบสอบถามความพึงพอใจ ผลการวิจัยพบว่า คะแนนเฉลี่ยของนักเรียนหลังใช้บอร์ดเกมเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05 โดยคะแนนเฉลี่ยก่อนใช้บอร์ดเกมอยู่ที่ 6.54 คะแนน และหลังใช้บอร์ดเกมเพิ่มขึ้นเป็น 17.71 คะแนน นอกจากนี้ การวิเคราะห์ความพึงพอใจของนักเรียนต่อการเรียนการสอนด้วยบอร์ดเกมพบว่ามีระดับความพึงพอใจในระดับมาก (ค่าเฉลี่ย 4.45) โดยรายการที่ได้รับคะแนนสูงสุด ได้แก่ การที่ผู้สอนให้ทำแบบทดสอบหลังเรียน (ค่าเฉลี่ย 4.69) และการใช้วิธีการสอนที่น่าสนใจและหลากหลาย (ค่าเฉลี่ย 4.66)
คณะวิศวกรรมศาสตร์
การควบคุมการเคลื่อนไหว (Motor control) เป็นกระบวนการสำคัญสำหรับการหดตัวของกล้ามเนื้อ ซึ่งเริ่มต้นจากกระแสประสาทที่ควบคุมโดยคอร์เทกซ์สั่งการ (motor cortex) กระบวนการนี้มีความจำเป็นอย่างยิ่งในการทำกิจวัตรประจำวัน (Activities of Daily Living, ADLs) ดังนั้น หากการสื่อสารระหว่างสมองและกล้ามเนื้อเกิดความผิดปกติ เช่น ในผู้ที่มีภาวะหรือโรคเรื้อรังบางชนิด ก็อาจส่งผลให้การเคลื่อนไหวของร่างกายและความสามารถในการทำกิจวัตรประจำวันลดลงได้ การประเมินปฏิสัมพันธ์ระหว่างการทำงานของสมองและการควบคุมการเคลื่อนไหวจึงมีความสำคัญต่อการวินิจฉัยและการรักษาความผิดปกติด้านการควบคุมการเคลื่อนไหว อีกทั้งยังเป็นประโยชน์ต่อการพัฒนาเทคโนโลยีเชื่อมต่อสมองมนุษย์กับคอมพิวเตอร์ (Brain-Computer Interfaces, BCIs) วัตถุประสงค์ของการศึกษานี้คือการตรวจสอบการกระตุ้นสมอง (brain activation) ระหว่างการทำงานควบคุมการเคลื่อนไหวของแขนส่วนบน (upper extremity motor control tasks) ในการปรับระดับแรงผลักที่แตกต่างกัน และสมองส่วนต่าง ๆ อีกทั้งยังพัฒนาวิธีการตรวจวัดเพื่อประเมินการควบคุมการเคลื่อนไหวและการกระตุ้นสมอง โดยใช้แขนกล (robotic arm) ในการกำหนดทิศทางและระดับแรงสำหรับการควบคุมการเคลื่อนไหวของแขนส่วนบน กลุ่มตัวอย่างประกอบด้วยผู้ใหญ่วัยหนุ่มสาวสุขภาพดีจำนวน 18 คน ได้ทำการทดลองการควบคุมการเคลื่อนไหวของแขนส่วนบนพร้อมกับบันทึกสัญญาณทางโลหิตวิทยา (hemodynamic response) โดยใช้เครื่อง Functional near Infrared spectroscopy (fNIRs) และแขนกล (Robotic arm) เพื่อประเมินการกระตุ้นของสมองและการปรับระดับแรงผลัก รวมถึงการควบคุมการเคลื่อนไหวของแขนส่วนบน ในการทดสอบมีการเคลื่อนไหวสองแบบ ได้แก่ การเคลื่อนไหวอยู่กับที่ (static) และการเคลื่อนไหวแบบไดนามิก (dynamic) ซึ่งเคลื่อนที่ไปและกลับตามเส้นทางที่กำหนด รวมถึงใช้ระดับแรงสามระดับ คือ 4, 12 และ 20 นิวตัน (N) ที่คัดเลือกจากช่วงแรงในกิจวัตรประจำวัน เพื่อควบคุมการเคลื่อนไหวของแขนส่วนบนโดยการปรับแรง และวัดสัญญาณทางโลหิตวิทยาในที่บริเวณสมองที่สนใจ ได้แก่ คอร์เทกซ์สั่งการปฐมภูมิ (primary motor cortex, M1) คอร์เทกซ์พรีมอเตอร์ (premotor cortex, PMC) เขตสั่งการเสริม (supplementary motor area, SMA) และคอร์เทกซ์กลีบหน้าผากส่วนหน้า (prefrontal cortex, PFC) จากการวิเคราะห์ความแปรปรวนแบบสองทางสำหรับการวัดซ้ำ (two-way repeated measures ANOVA) ร่วมกับการปรับแก้ค่า Bonferroni (p < 0.00625) ในทุกบริเวณสมองที่วัด ไม่พบอิทธิพลร่วมระหว่างระดับแรงและประเภทการเคลื่อนไหวต่อระดับเฮโมโกลบินที่มีออกซิเจน (oxygenated hemoglobin, HbO) อย่างมีนัยสำคัญ อย่างไรก็ตาม พบว่าการเคลื่อนไหวอยู่กับที่และไดนามิก ส่งผลต่อการกระตุ้นสมองอย่างมีนัยสำคัญในคอร์เทกซ์กลีบหน้าผากส่วนหน้าทั้งด้านตรงข้าม (contralateral, cPFC) และด้านเดียวกัน (ipsilateral, iPFC) นอกจากนี้ ยังพบว่าระดับแรงมีผลต่อการกระตุ้นสมองอย่างมีนัยสำคัญในบริเวณคอร์เทกซ์สั่งการปฐมภูมิด้านตรงข้าม (cM1) คอร์เทกซ์กลีบหน้าผากส่วนหน้าด้านเดียวกัน (iPFC) และคอร์เท็กซ์พรีมอเตอร์ (PMC) อีกด้วย
คณะวิทยาศาสตร์
ปัญหาพิเศษนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาและเปรียบเทียบประสิทธิภาพการทำนายดัชนีคุณภาพอากาศ (AQI) ด้วยวิธีการเรียนรู้ของเครื่องแบบรวมกลุ่ม 5 วิธี ได้แก่ วิธีป่าสุ่ม วิธี XGBoost วิธี CatBoost วิธีรวมกลุ่มป่าสุ่มและ XGBoost และวิธีรวมกลุ่มป่าสุ่ม SVR และ MLP โดยใช้ชุดข้อมูลจากกรมควบคุมมลพิษกลางของประเทศอินเดีย (CPCB) ซึ่งชุดข้อมูลประกอบด้วยตัวแปรด้านมลพิษ 15 ตัวแปร และข้อมูลด้านสภาพอากาศ 9 ตัวแปร เก็บรวบรวมตั้งแต่มกราคม ค.ศ. 2021 ถึงธันวาคม ค.ศ. 2023 มีจำนวนข้อมูล 1,024,920 ค่า และวิธีการที่ใช้วัดประสิทธิภาพ 3 วิธี ได้แก่ รากของค่าคลาดเคลื่อนกำลังสองเฉลี่ย (Root Mean Square Error : RMSE) ค่าคลาดเคลื่อนสัมบูรณ์เฉลี่ย (Mean Absolute Error : MAE) และสัมประสิทธิ์การกำหนด (Coefficient of Determination) ผลการศึกษาพบว่าวิธีรวมกลุ่มป่าสุ่มและ XGBoost มีค่าวัดประสิทธิภาพทั้ง 3 วิธีดีที่สุด โดยมีค่า RMSE น้อยที่สุดเท่ากับ 0.1040 ค่า MAE น้อยที่สุดเท่ากับ 0.0675 และค่า มากที่สุดเท่ากับ 0.8128 แล้วทำการอธิบายผลลัพธ์จากการเรียนรู้ของเครื่องสำหรับสร้างแผนภาพด้วย SHAP ของวิธีการเรียนรู้ของเครื่องทั้ง 5 วิธี ทุกวิธีได้ข้อสรุปในทำนองเดียวกันคือตัวแปรที่มีผลกระทบต่อ ค่าทำนายโดยรวมมากที่สุด 2 อันดับแรกคือตัวแปร PM2.5 และ PM10 ตามลำดับ