การออกแบบและสร้างเครื่องบ่มเพาะเลี้ยงเซลล์ที่มีแหล่งกำเนิดสนามไฟฟ้าสถิต แบบปรับค่าได้

Abstract

โครงงานวิศวกรรมนี้ มีวัตถุประสงค์เพื่อออกแบบและสร้างเครื่องบ่มเพาะเลี้ยงเซลล์อย่างง่าย ซึ่งมีชุดแหล่งกำเนิดสนามไฟฟ้าสถิตแบบปรับค่าได้ติดตั้งภายในเครื่อง โดยทำการหาค่าประสิทธิภาพของเครื่องบ่มเพาะเลี้ยงเซลล์อย่างง่าย ด้วยการเปรียบเทียบการทำงานระหว่างเครื่องบ่มเพาะเลี้ยงเซลล์อย่างง่ายกับเครื่องบ่มเพาะเลี้ยงเซลล์มาตรฐาน รุ่น 3311 FormaTM Steri CulTM ให้มีการควบคุมอุณหภูมิภายในเครื่องให้คงที่อยู่ที่ 37 องศาเซลเซียส และปริมาณแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ให้คงที่ 5 เปอร์เซ็นต์ กลไกการทำงานทั้งหมดของเครื่องบ่มเพาะเลี้ยงเซลล์จะสั่งการผ่าน Arduino UNO Rev3 จากนั้นทำการเลี้ยงเซลล์มะเร็งปอด A-549 เป็นเวลา 48 ชั่วโมง สรุปได้ว่าผลของอัตราการเจริญเติบโตของเซลล์ที่เลี้ยงในเครื่องบ่มเพาะเลี้ยงเซลล์อย่างง่ายได้ผลใกล้เคียงกับเครื่องบ่มเพาะเลี้ยงเซลล์มาตรฐาน อีกทั้งได้ทำการออกแบบและสร้างชุดแหล่งกำเนิดสนามไฟฟ้ากระแสตรงที่สามารถปรับค่าความเข้มของสนามไฟฟ้าอยู่ที่ 0 – 30 กิโลโวลต์ต่อเมตร และนำไปทดสอบประสิทธิภาพโดยเปรียบเทียบจากการนำค่าแรงดันตกคร่อมแผ่นตัวนำมาคำนวณกับการวัดโดย ETS-Lindgren model 7405 Near-Field Probe set เบอร์ 905 ขนาด 6 มิลลิเมตร แบบ stub จากการทดสอบทำให้ทราบว่า ชุดแหล่งกำเนิดสนามไฟฟ้ากระแสตรงแบบปรับค่าได้ มีความสามารถในการสร้างสนามไฟฟ้ากระแสตรงแบบสม่ำเสมอ และสามารถปรับค่าความเข้มของสนามไฟฟ้าได้ จากนั้นทำการติดตั้งสนามไฟฟ้าแบบปรับค่าได้ในเครื่องบ่มเพาะเลี้ยงเซลล์อย่างง่ายเพื่อศึกษาผลกระทบของสนามต่อเซลล์ในอนาคต

The objective of this engineering project is to design and build a DIY CO2 incubator with an installation of an adjustable static electric field sources. To evaluate the efficiency of the DIY CO2 incubator by comparing the operation between DIY CO2 incubator and standard CO2 incubator model 3311 FormaTM Steri CulTM, the internal temperature was maintained at 37 degrees Celsius and the carbon dioxide content was maintained at 5 percent. The whole mechanism of the DIY CO2 incubator was operated through the Arduino UNO Rev3, then the A-549 lung cancer cells were cultured for 48 hours. For the conclusion, the growth rate of the cells cultured in the DIY CO2 incubator was close to that of the standard CO2 incubator. Moreover, the design and construction static electric field source can adjust the electric field intensity up to 30 kilovolts per meter. Electric field values produced by electric field source were compared between calculations and measurements. The measured electric field was carried out by the near-field probe (ETS-Lindgren model 7405, No. 905, size 6 millimeters, stub type). From the experimental results, it shows that the results of measurements were in accordance with calculations. Furthermore, the electric field was installed into a DIY CO2 incubator to study the effect of the field on the future cell.