อุปกรณ์วัดค่าสีอย่างง่ายร่วมกับสมาร์ทโฟนสำหรับงานวิเคราะห์ทางเคมี

A Simple Colorimetric Measurement Tool Coupled with a Smartphone for Chemical Analysis

นันทพร มูลรังษี และ นิภัทร เปี่ยมอรุณ

คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

งานวิจัย

2565

อุปกรณ์วัดค่าสีอย่างง่ายได้ถูกออกแบบและสร้างขึ้นอย่างแข็งแรงด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ แล้วนำมาทดสอบประสิทธิภาพของกล่องในฐานะเครื่องมือวิเคราะห์ที่ทำงานร่วมกับสมาร์ทโฟน โดยส่วนแรกใช้ทดสอบความรู้เรื่องสารกำหนดปริมาณของปฏิกิริยาเคมีให้สี 3 ชนิด ส่วนที่สองทดสอบการวิเคราะห์หาปริมาณของวิตามินซีในเครื่องดื่มวิตามินซีพร้อมดื่ม ยาเม็ดวิตามินซี และน้ำผลไม้สด ส่วนที่สามทดสอบการวิเคราะห์หาปริมาณโปรตีนด้วยวิธีไบยูเรต ผลการทดลองในเรื่องสารกำหนดปริมาณชี้ให้เห็นว่าความละเอียดของกล้องและยี่ห้อของสมาร์ทโฟนมีผลต่อการวิเคราะห์ค่าสี ภาพถ่ายที่แสดงสีที่แท้จริงของตัวอย่างจะให้ผลการวิเคราะห์ถูกต้องมากกว่าภาพถ่ายที่แสดงโทนสีฟ้า การใช้ค่าความเข้มสีแดง เขียว หรือน้ำเงินในการวิเคราะห์ผลอาจมีความเหมาะสมแตกต่างกันตามแต่ละสมาร์ทโฟน ผลการทดลองเรื่องวิตามินซีพบว่าค่าความเข้มสีน้ำเงินให้แนวโน้มความเป็นเส้นตรงดีที่สุดในช่วงความเข้มข้นของไอโอดีน 0.02-0.15 มิลลิโมล/ลิตร มีค่าความเข้มข้นต่ำสุดที่สามารถตรวจวัดได้เท่ากับ 0.019 มิลลิโมล/ลิตร และให้ค่าความเข้มข้นต่ำสุดที่วิเคราะห์ได้ในเชิงปริมาณเท่ากับ 0.021 มิลลิโมล/ลิตร วิธีการนี้สามารถวิเคราะห์ตัวอย่างได้มากกว่า 30 ตัวอย่างต่อชั่วโมง และให้ผลการวิเคราะห์ถูกต้องและแม่นยำที่ดีสอดคล้องกับวิธีการไทเทรต ผลการทดลองเรื่องโปรตีนพบว่าค่าความเข้มสีเขียวให้ช่วงความเป็นเส้นตรงมากที่สุดในช่วงความเข้มข้นของสารละลายโปรตีนโบวินซีรัมอัลบูมินร้อยละ 0.0-0.2 โดยมวลต่อปริมาตร มีค่าความเข้มข้นต่ำสุดที่สามารถตรวจวัดได้เท่ากับร้อยละ 0.009 โดยมวลต่อปริมาตร และให้ค่าความเข้มข้นต่ำสุดที่วิเคราะห์ได้ในเชิงปริมาณเท่ากับร้อยละ 0.018 โดยมวลต่อปริมาตร วิธีการนี้สามารถวิเคราะห์ตัวอย่างได้มากกว่า 30 ตัวอย่างต่อชั่วโมง และให้ผลการวิเคราะห์ถูกต้องและแม่นยำที่ดีสอดคล้องกับการวิเคราะห์ด้วยยูวี-วิสิเบิล สเปกโทรโฟโตมิเตอร์ ผลการทดสอบทั้งหมดชี้ให้เห็นว่าอุปกรณ์วัดค่าสีอย่างง่ายที่ทำงานร่วมกับสมาร์ทโฟนนี้สามารถใช้ทดแทนเครื่องมือวิเคราะห์ทางเคมีขั้นสูงได้เป็นอย่างดี สามารถลดค่าใช้จ่ายในการวิเคราะห์ และมีความสะดวก สามารถพกพาไปใช้ในงานวิเคราะห์ต่าง ๆ นอกห้องปฏิบัติการได้

A simple colorimetric measurement device was designed and constructed sturdily using 3D printer. This device was tested for its capability as an analytical instrument working with a smartphone. In the first experiment, the concept of limiting reagent of three colored chemical reaction was performed. The determination of vitamin C in beverage, tablet, and fruits and the determination of protein using biuret method were conducted, as second and third experiment, respectively. The results of the first experiment showed that camera resolution and brand of smartphone affected to the analytical of color. A picture with its real color gave more accurate results, as compared with the blue tone color. The analysis using red, green, or blue color intensities may not be specified for all smartphones but it must be tested for each smartphone. For vitamin C analysis, the blue color intensity provided the best linearity of 0.02-0.15 mmol I2/L. The limit of detection and limit of quantitation were 0.019 and 0.021 mmol I2/L, respectively. This method can analyze more than thirty samples within an hour corresponded correctly and precisely with titrimetric method. For protein analysis, the green color intensity provided the best linearity of bovine serum albumin of 0.0-0.2 %w/v. The limit of detection and limit of quantitation were 0.009 and 0.018 %w/v. More than thirty samples can be analyzed within an hour corresponded correctly and precisely with UV-visible spectrophotometric method. All the test results suggested that the simple colorimetric measurement device combined with a smartphone can be a good replacement for advanced chemical analytical instruments. It can reduce the cost of analysis with conveniently portable. Moreover, it can be use in various analytical tasks outside the laboratory.

สมาร์ทโฟน, เทคนิควัดค่าสี, สารกำหนดปริมาณ, วิตามินซี, โปรตีน

Smartphone, Colorimetry, Limiting reagent, Vitamin C, Protein

ณัฐฐานี ดีซื่อ แก้ไขล่าสุด 2024-01-16 15:12:15

หน้าปก
บทคัดย่อ
กิตติกรรมประกาศ
สารบัญ
บทที่ 1
บทที่ 2
บทที่ 3
บทที่ 4
บทที่ 5
บรรณานุกรม
ภาคผนวก
ผู้วิจัย