การหาลักษณะทางไฟฟ้าของเซลล์เม็ดเลือดแดงด้วยวิธีทางกลศาสตร์ไฟฟ้าสำหรับการใช้งานของไหลจุลภาค

Abstract

จากสถิติขององค์การอนามัยโลกพบว่า ในปัจจุบันมีผู้ป่วยโรคมาลาเรียรวมทั้งสิ้น 241 ล้านราย. โรคมาลาเรียเป็นโรคเขตร้อนที่เกิดจากปรสิตในตระกูล Plasmodium และมีผู้เสียชีวิตเกือบ 627,000 รายในช่วงปี 2020. วิทยานิพนธ์นี้ศึกษาลักษณะไดอิเล็กโทรโฟเรซิสของเซลล์เม็ดเลือดแดงในอุปกรณ์ของไหลจุลภาค ซึ่งประกอบด้วยช่องทางไหลจุลภาคและอิเล็กโตรด. จุดประสงค์คือการใช้คุณลักษณะไดอิเล็กโทรโฟเรซิสเพื่อแยกความแตกต่างระหว่างเซลล์เม็ดเลือดแดงปกติ และเซลล์เม็ดเลือดแดงที่ติดเชื้อมาลาเรีย. ตัวอย่างในการศึกษาประกอบด้วย(1) เซลล์เม็ดเลือดแดงปกติจากอาหารเลี้ยงเซลล์ จากเลือดของอาสาสมัคร และ(2) เซลล์เม็ดเลือดแดงติดเชื้อมาลาเรีย. ช่องทางไหลจุลภาคมีเสาขนาดเล็กรูปร่างที่แตกต่างกันเพื่อสร้างเกรเดียนต์ที่เหมาะสมของสนามไฟฟ้าภายใน. ช่องทางไหลที่มีเสารูปทรงข้าวหลามตัดถูกใช้ในการสังเกตความถี่ตัดข้ามไดอิเล็กโทรโฟเรติก. ช่องทางไหลที่มีเสารูปทรงโค้งถูกใช้ในการหาความเร็วของเซลล์ที่เกิดจากแรงไดอิเล็กโทรโฟเรติกแบบลบที่ความถี่ต่ำ. การศึกษาพบว่า ความถี่ตัดข้ามที่ความถี่ต่ำของเซลล์เม็ดเลือดแดงติดเชื้อมีค่าสูงกว่าเซลล์เม็ดเลือดแดงปกติ. ความถี่ตัดข้ามที่ความถี่สูงของเซลล์ทุกชนิดมีค่าใกล้เคียงกัน. เซลล์เม็ดเลือดแดงที่ติดเชื้อมาลาเรียมีความเร็วเนื่องจากแรงไดอิเล็กโทรโฟเรติกที่ความถี่ต่ำน้อยกว่าเซลล์เม็ดเลือดแดงปกติ. ผลลัพธ์นี้บ่งชี้ว่า การติดเชื้อมาลาเรียทำให้ความจุไฟฟ้าของเยื่อหุ้มเซลล์ลดลงอย่างมาก แต่ทำให้ความนำไฟฟ้าของเยื่อหุ้มเซลล์เพิ่มขึ้น. การเปลี่ยนแปลงของสภาพนำไฟฟ้าของไซโตพลาสซึม ซึ่งไม่สามารถสังเกตได้จากการศึกษานี้ อาจเกิดขึ้นในระยะหลังของการติดเชื้อ.