1

การพัฒนาอุตสาหกรรมเซน็เซอรและชุดตรวจวินิจฉัย : โอกาสของประเทศไทย

นตพร จันทรวราสุทธิ์

29 มีนาคม 2553

สัมมนา NAC2010ภายใตหัวขอ นวัตกรรมเซ็นเซอรเพื่ออุตสาหกรรมไทย 2010 หองประชุม 203

อาคาร CC

ชุดตรวจ

ชุดตรวจโรคใบขาว

ชุดตรวจยาฆาแมลงในวัตถดุิบการเกษตร

การตรวจโรคกุงดวยเทคนคิ LAMP

การตรวจเช้ือกอโรคในอาหารดวยเทคนิคไมโครอะเรย

ชุดตรวจพาหะธาลัสซีเมีย

เคมี

ชุดตรวจการปลอมปนของสารเมลามีน

วิทยาภูมิคุมกัน

การตรวจวัณโรคดวยพีซีอาร

เคร่ืองมือในหองปฏิบัติการ

3 ����

การตรวจธาลัสซีเมียดวยพซีีอาร

มีโครงการวิจัยและพัฒนาชุดตรวจในประเทศ > 100 โครงการ

เซ็นเซอร

เซ็นเซอรวดัความเปนกรดดาง

เซ็นเซอรวดัความช้ืน

ซูโครสเซ็นเซอร

การตรวจมะเร็งดวยเทคนิค MEM และ imaging system

ไบโอเซ็นเซอรไขหวัดนก

เซ็นเซอรตรวจวัดสภาพดนิฟาอากาศ

Electronic noseตรวจสอบวิเคราะหกลิ่น

บีโอดีเซ็นเซอร

โครงการพัฒนาเซ็นเซอรในประเทศไทย > 10 โครงการ

นักวิจัยและผูเชี่ยวชาญนักวิจัย: สวทช. ~ 30 คน

เครอืขาย ~ 50 คน ใน 14 มหาวิทยาลัย

• ผูเช่ียวชาญดานการวิเคราะหทดสอบ www.aoacthai.orgสมาคม AOAC Thailand เปนสมาคมวิชาการ เพื่อยกระดับคุณภาพมาตรฐานการวิเคราะห และเปนตัวกลางเช่ือมโยงกับ AOAC International, USA

Surface Plasmon Resonance Imager (SPR), เครื่องวดัความขุน Optical sensors, Photonic system

83. กลุมพัฒนาเครื่องมืออิเลก็ทรอนิกสเพื่อใชในการอานผล (Transducers/detection)

7

17

2

จํานวน

Nanomaterial enhanced molecular detection4. กลุมพัฒนาระบบการตรวจวดั (System integration)

E nose, Lab-on-chip, Nanoelectronics, MEMS, microarray, carbon nanotube

2. กลุมพัฒนาตวัตรวจวัด (Surface Chemistry & Biointerfaces & Array fabrication)

Plant diseases antibody, Food borne diseases 1. กลุมพัฒนาสารตั้งตนเพื่อเปนตัวตรวจจับชีวภาพ (Biological sensing material)

ความเชี่ยวชาญกลุมวิจัย

มาตรฐานชุดตรวจ• หนวยงานเฉพาะในตางประเทศ

USFDA, CE mark

• หนวยงานกลางรับรองชุดทดสอบ

ชุดตรวจ

Single method validation AOAC Thailand AOAC International

Laboratory collaborative validation

Certificate

Journal of AOAC International

International Standard

Technical session

แหลงขอมูล: http://www.dmsc.moph.go.th/chiangmai/hotissue01.htm, ดร. อรวรรณ แกวประกายแสงกูล อุปนายกสมาคม AOAC Thailand

ตลาดของอุตสาหกรรม

เซ็นเซอรชุดตรวจ

การแพทยสาธารณสุข

เกษตรอาหาร

โรคเขตรอนโรคอุบัติใหม • โรคพันธุกรรม

• โรคจากการดําเนินชีวิต

ตนพันธุ แปลงปลูก ผลิตภัณฑ

• พันธุตานทานโรค• ทนสภาวะไมเหมาะสม• พันธุปลอดโรค

• สมารทฟารม• โรงเรือนอัจฉริยะ

• ชุดตรวจ• เซ็นเซอร

ระบบสาธารณสุข รายยอย: โรงพยาบาลคลินิก

อาหารปลอดภัย อาหารคุณภาพ• นําเขา และ สงออก • ระบบสืบยอนกลับ

สังคมสุขภาพดี คุณภาพชีวิต• ปลอดภัยจากโรค• ลดภาระคาใชจาย

แปรรูป

• ตรวจวัตถุดบินําเขา สงออก

2

ตลาดโรคเขตรอน/โรคอุบัติใหม

Source: http://www.moph.go.th/ops/iprg/iprg_new/include/admin_hotnew/show_hotnew.php?idHot_new=23581

WHO ระบุวาในป 2006 มีคนปวยมาลาเรียถึง 247 ลานคน เสียชีวิต 8.8 แสนคน การวินิจฉัยไดเร็วชวยลดอัตราการเสียชีวิต

ประเทศไทยมีผูปวยในป 2550 ประมาณ 35,500 ราย อัตราการตาย 0.25 รายตอประชากรแสนคน โดยเฉพาะชายแดนเมียนมาร และมาเลเซีย

- กรมวิทยาศาสตรการแพทยพัฒนาชุดตรวจ ไดรับการรับรองจาก WHO ใชเวลาแสดงผล 15-20 นาที ใหผลแมนยํา 98-99 % ราคาชุดละ 90 บาท ตางประเทศ 120 บาท

- เปนเครื่องมือภาคสนาม เพ่ือตรวจคัดกรองผูปวย ประโยชนตอโรงพยาบาลชุมชน สถานีอนามัย

มาลาเรีย

WHO ระบุวา โรคไขหวัดสายพันธุใหม H1N1 ระบาดใน 213 ประเทศ มีผูเสียชีวิตอยางนอย 1 หม่ืน 7 พันราย (มีค. 2553)

ตั้งแตวันท่ี 28 เมย 52 ถึง 13 กพ 53 สาธารณสุขไทยยืนยันมีผูปวยติดโรคไขหวัดใหญชนิดเอ (H1N1 2009) รวม 32,853 ราย เสียชีวิต 206 ราย

- โดยปกติใชเทคนิคทางอณูวิทยา ใชเวลา 3 วัน คาใชจาย 2,500 บาท/ตย.- มีชุดตรวจไขหวัดใหญชนิดเอ 3 รูปแบบ พัฒนาขึ้นในประเทศ รูผล 1- 4 ชม.

ราคา 350-500 บาท

ไขหวัดสายพันธุใหม

ตลาดโรคพันธุกรรม

Source: http://www.bangkokpost.com/tech/technews/17009/novel-approach-to-cancer,

WHO ระบุวาในป 2547 มีผูเสียชีวิตดวยโรคมะเร็งกวา 7.4 ลานคน หรอื 13% ของการตายทั้งหมด และประมาณวามากกวา 30% ของการตาย สามารถปองกันได

มะเร็งเปนตนเหตุของการตายของประชากรไทยเปนลําดับท่ี 1 นําอุบัติเหตุ และโรคหัวใจ มีอัตราการตาย (ชาย) 150 ราย และ (หญิง) 123 รายตอประชากรแสนคน

- Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS)-based optical imaging system ชวยพยากรณการเปนมะเร็งในระดับเซลลได

โรคธาลัสซีเมียเปนโรคทางพันธุกรรมท่ีพบในภูมิภาคเขตรอน

ชาวไทยมี ผูปวยประมาณ 6 แสน 3 หม่ืนคน เปนพาหะประมาณ 18-24 ลานคน แตละปมีเด็กเกิดใหมเปนโรคนี้ประมาณ 12,000 คน ตั้งเปาใหหมดจากไทยในป 2563

- เดิมใช PCR ในการตรวจใชเวลา 4 ช่ัวโมง ราคา 1200 บาท- ปจจุบันมีชุดตรวจพาหะธาลัสซีเมีย ทราบผลภายใน 3-5 นาที ในราคา 120 บาท

มะเร็ง

ธาลัสซีเมีย

ตลาดเกษตรอาหารพันธุ

- พันธุตานทานโรคและแมลง

- ตนพันธุปลอดโรค

ปลูก-เล้ียง

- การตรวจสอบจุลินทรียกอโรค สารตกคาง สิ่งปนเปอน

- ฟารม/โรงเรือน อัจฉริยะ

แปรรูป

- การตรวจสอบจุลินทรียกอโรค สารตกคาง สิ่ง ปนเปอน

- การตรวจวัดปริมาณสารท่ีตองควบคุมใน กระบวนการผลิต

ผลิตภัณฑ

- ชุดตรวจการปนเปอนสารพิษ เช้ือกอโรคในอาหาร

- เซ็นเซอรตรวจวัดในระบบเกษตร

ตลาดตนพันธุดี

โรคใบขาวในออย

- โรคใบขาวทําใหผลผลิตลดลง เชน จาก 15 ตัน/ไร เหลือ 6-7 ตันตอไร ในป 51 ทําความเสียหาย 500-1,800 ลานบาท

- ชุดตรวจโรคใช ตรวจสอบออยทอนพันธุ ปลอดโรคใบขาวท่ีเกิดจากเช้ือไฟโตพลาสมา ตรวจไดภายใน 5-10 นาที

- ผลจากความรวมมือของบริษัทมิตรผล วิจัยพัฒนา ออยและน้ําตาล บริษัทอินโนวา ไบโอเทคโนโลยี และศูนยไบโอเทค

ชุดทดสอบไวรัสกลวยไม

- ไทยสงออกกลวยไมมูลคา 2,300 ลานบาท/ป- ชุดตรวจภาคสนามของเกษตรกร เลือกตนพันธุปลอดเช้ือไวรัส - ตนทุนในการตรวจ 50 บาท/ตย.

พันธุขาวขาวดอกมะลิ 105

- พัฒนาดวย biomarker มีลักษณะตานทานโรค ทนสภาพแวดลอมไมเหมาะสม ไดแก ทนน้ําทวม-ทนเค็ม-ทนแลง-ตานทานเพลี้ยกระโดด-ตานทานโรคไหม-ตานทานโรคขอบใบแหง

- มีการเปรียบเทียบขาวขาวดอกมะลิ 105 ทนน้ําทวมและพันธุเดิม ไปปลูกในพ้ืนท่ีน้ําทวมแบบฉับพลัน พบวาพันธุทนนํ้าทวมใหผลผลิตมากกวาพันธุเดิม 6 เทา

Source: http://www.biotec.or.th/biotechnology-th/newsdetail.asp?id=1884

ตลาดเกษตรปลอดโรค

Source: http://www.highents.com/product_detail.php?pro_id=39&cat_id=2&subcat_id=4&lang=TH

น้ํายาวินิจฉัยโรคพืชผัก

- ไทยมีธุรกิจเมล็ดพันธุทําวิจัยพัฒนา 34 บริษัท- ศูนยไบโอเทค พัฒนาน้ํายา มีความจําเพาะกับโรค

พืชตระกูลแตง มะเขือเทศ พริก กระเจี๊ยบเขียว- ลดการสูญเสียจากโรคในแปลงผลิต > 1,000 ลานบาท

ชุดตรวจโรคกุง

- ป 2536 ไทยสูญเสียจากการระบาด 750-1,000 ลานบาท- เดิมการตรวจใช PCR ซ่ึงมีราคาแพง ใชเวลา 2-3 ชม.- เทคนิค ELISA ใหผลทดสอบใน 10 นาที ราคาตนทุน 250 บาท/ตย.- เทคนิคแลมป (LAMP หรือ Loop-mediated DNA amplificationใชเวลา 1.5 ชม. เกษตรกรสามารถตรวจไดเอง

ตลาดเกษตรรับมือโลกรอน

สมารทฟารม: ระบบควบคุม/เช่ือมโยงเครือขายอุปกรณเซ็นเซอรเขาดวยกัน เพื่อใหสามารถควบคุมการปลูกดวยการสั่งจากระยะไกล มีการวัด วิเคราะห และสั่งใหเติมปุย น้ํา แรธาตุ ดวยเครือขาย online

เซ็นเซอรเพื่อตรวจวัดสภาพดนิฟาอากาศ

เซ็นเซอรวดัความเปนกรดดาง

เซ็นเซอรวดัความช้ืน

E-nose

http://nano-in-thailand.blogspot.com/2008_02_01_archive.html

เครื่องวดัความช้ืนเมล็ดพนัธุ

ฟารมเพาะเห็ด ไซโลอบเมล็ดพชื

3

ตลาดเกษตรรับมือโลกรอน

Source:http://smart-farm.blogspot.com/http://nanotech.sc.mahidol.ac.th/i-sense/smart_farm.html

Smart Greenhouse โรงเรือนอจัฉริยะ- เปนโรงเรอืนแบบปด ท่ีสามารถควบคมุอณุหภมูิ ความช้ืน ปองกันแมลง นก เขาไปในโรงเรือน - พลาสติกใส ยอมใหความยาวคลื่นท่ีตองการผานเขาไปในโรงเรือน- มีระบบเซ็นเซอรควบคุม เปดปดนํ้า พัดลมระบายอากาศ

MTEC พัฒนา Polytech plastics คลุมโรงเรือน ลดความรอนได 3 องศาเซลเซียส ใหแสงกระจายท่ัวถึง กันแสง UV และรังสีท่ีไมพึงประสงค ราคาถูกกวาฟลมพลาสติกนําเขา 75%

ตลาดอาหารปลอดภัย

WHO ระบุวาในป 2005 ทั่วโลกมีผูเสียชีวิตอันเนื่องมาจากโรคอาหารเปนพิษ 1.8 ลานคน ในประเทศท่ีพัฒนาแลวมีรายงานการปวยถึง 30% ตอป เชน สหรัฐอเมริกา ปวย 76 ลานราย เขาโรงพยาบาลกวา 3 แสนราย และเสียชีวิต 5 พันราย

ในป 2550 คนไทยปวยดวยโรคอาหารเปนพิษกวา 1 แสน 2 หม่ืนราย หรืออัตราปวย 196 ตอประชากรแสนคน สวนใหญเกิดจากเช้ือกอโรค สารฆาแมลง โลหะหนกั และสารเคมี เชน โซเดียมไนไตรท

ศูนยไบโอเทคและบริษัท นาโนเอเชีย รวมพัฒนาแอนติบอดีอะเรยสําหรับตรวจเช้ือกอโรคในอาหาร-ตรวจ E.coli, Salmonella spp. และ

L. monocytogenes ไดพรอมกัน ใชเวลาเพียง 1 ชม. จากท่ีใช PCR 4 ชม.

ชุดทดสอบผงกรอบในอาหารชุดทดสอบยีสตและเช้ือราในอาหารและเครื่องดื่ม

ชุดตรวจวิเคราะหสารพิษจากเช้ือรา

ชุดตรวจสอบสารเมลามีน

แหลงขอมูล: กรมวิทยาศาสตรการแพทย และศนูยไบโอเทค

ตลาดอาหารปลอดภัย

ป 2552 ไทยสงออกสินคาเกษตรเปนมูลคา 1.2 ลานลานบาท นําเขาเปนมูลคา 0.5 ลานลานบาท

ข้ันตอน

1. นําเขา: ตรวจสอบวัตถุดิบและอาหารแปรรูป – โรค แมลง ศัตรูพืช สารตกคางหนวยงานผานการรับรองหองปฏิบัติการ ISO 17025 ~ 176 ราย

2. ฟารม: ขึ้นทะเบียนรับรองฟารมมาตรฐาน และตรวจตดิตามการใชปจจัยในฟารมกุง ~ 25,000 ฟารม เมล็ดพันธุ ~ 45 ราย

3. แปรรูป: ตรวจสอบวัตถุดิบเขาโรงงาน ตรวจรับรองโรงงานแปรรูปเพ่ือสงออกโรงงานอาหารแปรรูป ~ 10,000 โรง

4. ผลผลิต: ตรวจรับรองผลผลิตเพ่ือสงออก และตรวจสารตกคาง 8 ชนิดสําหรับผลผลิตจําหนายในประเทศสํานักงานมาตรฐานสินคาเกษตรและอาหารแหงชาติ- กรมประมง- กรมปศุสัตว- กรมวิชาการเกษตร

5. ตลาด: ตลาดสงออก ~ 1.2 ลานลานบาท ตลาดในประเทศ – ตรวจเฝาระวังอาหารสด/แปรรูป/ปรุง ณ. แหลงจําหนาย ตรวจสุขาภิบาล

สารตกคาง 8 ชนดิ = บอแรกซ ยาฆาแมลง สารฟอกขาว กรดซาลซิลิิก ฟอรมาลีน สารเรงเนื้อแดง คลอแรมฟนคิอล ไนโตฟแูรนส

แหลงขอมูล: สํานักงานเศรษฐกิจการเกษตร

ตลาดอาหารคุณภาพ

Electronic nose

- ตรวจสอบวิเคราะหกลิ่น และไอหอมระเหย ใชในการจําแนกไวนขาว ไวนแดงป ตางๆ และจําแนกกลิ่นใบชาจากแหลงผลิตได

Source: http://nanotech.sc.mahidol.ac.th/i-sense/food/nose_for_food.html, http://nanotech.sc.mahidol.ac.th/center/product.htmlhttp://writer.dek-d.com/AngelTVXQ/writer/viewlongc.php?id=454230&chapter=15

พลาสติก + เซ็นเซอรจิ๋ว

- รักษาความสดของอาหาร และตรวจวัดกาซบางชนิด และแสดงผลการวัดเปนสี เชน เนื้อสัตวสด ฉลากเซ็นเซอรจะมีสีเขียวสด เม่ือเก็บไวระยะหนึ่งเปลี่ยนเปนสีเหลือง และเปลี่ยนเปนน้ําเงินเม่ือเริ่มเนาเสีย

เปดตลาดผูบริโภคระดับบน ท่ีเนนคุณภาพ ราคาไมเกีย่ง

Substitute ProductsSubstitute Productsธุรกิจใหบริการตรวจวิเคราะหทดสอบ

BuyersBuyers-ผูบริโภค-ตลาดอุตสาหกรรม-ตลาดภาครัฐ

New EntrantsNew Entrantsผลิตภัณฑตรวจระดับโมเลกุล

Suppliers of Suppliers of key inputskey inputs- วัตถุดิบทางชีวภาพ - พลาสติกชีวภาพ- ชิ้นสวนอิเล็กทรอนิกส

สรางความตองการของตลาด

มาตรฐานระดับนานาชาติ

จับมือเชื่อมโยงเทคโนโลยีพัฒนาผลิตภัณฑ

เซ็นเซอรและชุดตรวจ- ธุรกิจ 10 บริษัท +

5 หนวยงานรัฐ- ธุรกิจนําเขาชุดตรวจ

> 50 ราย

จับมือพันธมิตรพัฒนาผลิตภัณฑ