วารสารวิจัย มทร.ธัญบุรี ปีที่ 20 ฉบับที่ 2 (กรกฎาคม - ธันวาคม 2564)

Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 45 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) กระทบกับแว่นตาจึงทำให้เกิดความผิดพลาดในการ ทดลอง รูปที่ 22 ตัวอย่างภาพทคี่ ้นหาวัตถุบรเิ วณดวงตาได้ สรุปผล งานวิจัยนี้ได้นำเสนอการค้นหาพื้นที่ใบหน้า ด้วยโมเดลสีแบบ YCbCr ร่วมกับโมเดลสีแบบ HSV และ ค้นหาวัตถุบริเวณดวงตาด้วยวิธีการแบ่งแยกภาพ จาก การทดลองพบว่า ภาพพื้นหลังท่ีไม่มลี วดลายสามารถหา ค้นตำแหน่งของใบหน้าได้ 97% และค้นหาวัตถุบริเวณ ดวงตาได้ 92% สำหรับภาพพื้นหลังที่มีลวดลายสามารถ ค้นหาตำแหน่งของใบหน้าได้ 87% และค้นหาวัตถุ บริเวณรอบดวงตาได้ 83% ทั้งนี้ค่าความผิดพลาดในการ ค้นหาสามารถปรับปรุงด้วยการลดระดับของค่าแสงเงา ข อ ง ภ า พ ต ้น ฉบ ับ ซึ ่ง อ าจท ำ ให ้ก าร ค ้น หาว ั ตถุ บร ิเวณ ดวงตามปี ระสทิ ธิภาพทมี่ ากข้นึ กติ ติกรรมประกาศ รูปท่ี 23 ตวั อยา่ งภาพทค่ี น้ หาวัตถุบรเิ วณดวงตาไม่ได้ ผู้วิจัยขอขอบคุณคณาจารย์ในภาควิชา วิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์และโทรคมนาคม คณะ จากรูปที่ 22 พบว่าภาพที่สามารถค้นหาวัตถุ วิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคล บริเวณดวงตาได้จะมีลักษณะที่สีของแว่นตามีสีที่ไม่ ธัญบุรี ที่ได้กรุณาให้คำปรึกษาและแก้ไขปัญหาในการ ใกลเ้ คยี งกับสขี องใบหน้า สว่ นรปู ที่ 23 สขี องแว่นตาจะมี ทำงานวิจัยน้ี และคณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี แสงสะท้อนมาจากแสงภายนอกหรือแว่นตามีสีใกล้เคียง วิทยาลัยเซาธอ์ สี ท์บางกอก ที่ให้การสนบั สนุนและอำนวย กับสีของพื้นที่บริเวณใบหน้า จะได้ผลการทดลองดัง ความสะดวกในการดำเนินการวิจยั ด้วยดีมาตลอด ผู้วิจัย ตารางท่ี 2 รูส้ กึ ซาบซ้ึงและระลึกถงึ ในความกรณุ าเป็นอย่างยิง่ เอกสารอา้ งอิง ตารางท่ี 2 ผลการคน้ หาวัตถุบริเวณดวงตา 1. Crowly J, Beraed F. Multi-modal tracking of ลกั ษณะของภาพ ถูกตอ้ ง ผิดพลาด faces for video communications. In: Computer society conference on computer vision and ภาพพื้นหลังท่ีไมม่ ีลวดลาย 92% 8% pattern recognition; June 1997; USA. p. 640-5. ภาพพนื้ หลังทม่ี ีลวดลาย 83% 17% จากตารางที่ 2 พบว่าความผิดพลาดในการ 2. Sopasoap S, Srinonchat J. Detection technique ค้นหาวัตถุบริเวณดวงตาเกิดมาจากค่าสีของแว่นตามีค่า of the obstruction area in face recognition ใกล้เคียงกับค่าสีบริเวณใบหน้าหรืออาจมีแสงเงาตก system based on YCbCr images. In: The 8th

46 Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) conference of electrical engineering network on automatic face and gesture recognition; of Rajamangala University of Technology; 26- 2012; p. 345-50. 28 May 2016; Thailand. p. 557-60. 9. Xin B. Modeling and evaluation of knitted 3. Ngammongkolwong S, Janpirom C, Suksukon fabric appearance based on FFT methods. In: A, Pritisalikorn R, Semsri A, Yoonoi S. Image The 7th international conference computer inspection system for electronic circuit board science and education; July 2012; Australia. p. assembly Using Image Processing. International 85-8. journal of applied computer technology and 10. Alabbasi A, Moldoveanu F. Human face information systems. 2020;9(2):71-5. detection from images based on skin color. In: 4. Dang K, Sharma S. Review and comparison of The 18th international conference on system face detection algorithms. In: The 7th theory, control and computing; October 2014; international conference on cloud computing, Romania. p. 532-7. data science and engineering- confluence; 11. Yang G, Huang TS. Human face detection in January 2017; India, p. 629-33. complex background. Pattern recognition. 5. Nie M, Li Y, Wang S. The facial features analysis 2004;27(1):53-63. method based on human star-structured 12. Kotropoulos C, Pitas I. Rule-based face model. In: The 2nd international conference detection in frontal views. Acoustics speech on information systems and computer aided and signal processing. 2007;4(1):2537-40. education; September 2019; China. p. 204-7. 13. Ji Y, Idrissi K. Learning from essential facial parts 6. Sax D, Foulds R. Toward robust skin and local features for automatic facial identification in video images. In: Proceedings expression recognition. In: International of the second international conference on workshop on content based multimedia automatic face and gesture recognition; indexing; June 2010; France. p. 1-6 October 2002; USA. p. 379-84. 14. Sakai T, Nagao M, Fujibayashi S. Line extraction 7. Chai D, Ngan KN. Locating facial region of a and pattern detection in a photograph. 1999; head-and-shoulders color image. In: IEEE 1(1):233-48. international conference on automatic face and gesture recognition; April 1998; Japan. p. 15. Srinonchat J, Proakam S. Tactile object 124-9. recognition using low resolution image from close up image and principle component 8. Wu N, Yokoyama T, Pramadihanto D, Yachida analysis and z-score. Research journal M. Face and facial feature extraction from rajamangala university of technology color image. In: IEEE international conference thanyaburi. 2016;15(1):27-31.

Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 47 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) Build-up Factors and Fast Neutron Properties of Some Plastic and Polymer for Shielding Materials: A Simulation Sunantasak Ravangvong1*, Punsak Glumglomchit2, Thatchapol Hudsathapun2, Narawich Mitdee2, Teerawatch Ngodngam2, Kittisak Sriwongsa3,4 and Chumphon Khobkham5 1Division of Science and Technology, Faculty of Science and Technology, Phetchaburi Rajabhat University, Phetchaburi 76000, THAILAND 2Huahin Vitthayalai School, Hua–Hin, Prachuap Khiri Khan 77110, THAILAND 3Education Program in Physics, Faculty of Education, Silpakorn University, Nakhon Pathom 73000, THAILAND 4The demonstration school of Silpakorn University, Nakhon Pathom 73000, THAILAND 5Faculty of Engineering, Thonburi University, Bangkok 10160, THAILAND *Corresponding author e-mail: [email protected] ARTICLE INFO ABSTRACT Article history: This work discussed the theory of radiation shielding for Received: 6 November, 2020 some plastics and polymers. There were 6 samples for this Revised: 8 January, 2021 study. They were bone-equivalent plastic (B-100), polyvinyl Accepted: 18 January, 2021 chloride (PVC), air equivalent plastic (C-552), radio chromic dye Available online: 27 September, 2021 film (nylon base), polyethylene terephthalate (mylar) and DOI: 10.14456/jarst.2021.5 Keywords: buildup factors, fast polymethyl methacrylate (PMMA). These samples were simulated in term of photon and neutron shielding behaviors. neutron, plastic, polymer Consequently, the theoretical study were separated into 2 types for photon shielding and neutron shielding. The geometrical progression (G-P) method was used to stimulate energy absorption build-up factor (EABF) and exposure build-up factor (EBF), at photon energies ranging from 15 keV to 15 MeV and up to 40 deep penetration mean free path (mfp) for photon shielding. Moreover, fast neutron removal cross-section (R) values were estimated by partial density method. The data of the simulation were found that equivalent atomic number (Zeq) polymethyl methacrylate (PMMA) had the lowest values whereas EABF and EBF values had maximum values. Furthermore,

48 Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) polyvinyl chloride (PVC) had the highest equivalent atomic number (Zeq) values whereas EABF and EBF values had the lowest values. The result for main interaction of photon with matter can be separated on energy regions that is photoelectric absorption (PE), Compton scattering (C) and pair production (PP) interactions. PE is main interaction at low energies ranging, C is main interaction at intermediate energies ranging and PP is main process at high energies ranging. The results indicated that polyvinyl chloride (PVC) exhibited excellent radiation shielding. Other than fast neutron removal cross-section value (R) of plastics and polymers, which estimated by partial density method, it was found that radio chromic dye film (nylon base) had the highest value. This result indicated that radio chromic dye film (nylon base) was the excellent neutron shielding material. INTRODUCTION 40 mfp for 23 elements, one compound; water, and two mixture; air and concrete (4). Many Today, there are use of isotope in researchers used G-P fitting method to study different sectors such as nuclear reactors, radiation shielding properties and reported that agriculture and medicine. The radiations from many materials such as inorganic scintillator, isotope are very dangerous not only harmful for glasses, and alloy (5-7). man but include animal and environment. In the field of radiation physics, X/ rays and neutrons Plastics and polymers are long are important subject for the study on radiation arrangement molecules and basic material used shielding (1,2 ). Build-up factors (BFs) and fast for against neutron and radiation because of low neutron removal cross section (R) are cost, low weight, friendly for environment, fundamental quantity to explain shielding of X/ corrosion resistance, effective against radiation and rays and neutrons, respectively. Materials used high-Z nano- and micro-materials dispersed in to against radiation should have high atomic polymer matrices have shown the enhancement number (high Z) while low atomic number (low ability in attenuating and absorbing high energy Z) required for neutron (3). radiation (4,8-11,18). So, the authors interest to study the radiation shielding and R properties for There are many methods for simulating some plastics and polymers. Radiation shielding build-up factors like Geometrical Progression (G- properties were estimated and build-up factors by P) fitting method. The American Nuclear Society G-P fitting method and R properties were used codes for computing photon energies estimated by partial density method. ranging 15 keV-15 MeV up to deep penetration

Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 49 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) Table 1 Composition of plastics and polymers (2). sample code H C %wt of each element Cl Si N O F Ca Bone-equivalent plastic P1 0.0655 0.5370 0.0216 0.0321 0.1675 0.1766 - - (B-100) Polyvinyl Chloride P2 0.0484 0.3844 - - - - 0.5673 - (PVC) Air equivalent plastic P3 0.0247 0.5017 - 0.0046 0.4653 - - 0.0040 (C-552) Radio chromic dye film P4 0.1020 0.6244 0.0989 0.1447 - - - - (nylon base) Polyethylene terephthalate P5 0.0420 0.6251 - 0.3331 - - - - (mylar) Polymethyl methacrylate P6 0.0806 0.5999 - 0.3197 - - - - (PMMA) MATERIALS AND METHODS P) fitting method at energies ranging 0.015-15 MeV and these values are defined by Eq. (3-4). The chemical compositions of samples Firstly, it is very important to know about are exhibited in Table 1. equivalent atomic number (Zeq) values as this value must lie at specific energy between Z1 and Build–up factors (BFs) Z2 atomic numbers (Z1 < Zeq < Z2) which obtained by Eq. (2): (12-15). The determination of attenuation Zeq = Z1 (logR2 -logR)+Z2 (logR-logR1 ) (2) coefficient for –ray was made by investigating logR2 -logR1 the transmitted radiation intensity I that pass through thickness x as compared to incident where Z1 and Z2 are values of atomic numbers radiation intensity I0. The linear attenuation of elements according to ratios R1 and R2, coefficient () was explained from exponential Beer–Lambert's law (19): respectively. R is ratio (m)Compton/(m)Total for sample at same energy. I = I0e–x (1) The build–up factors (BFs) are basically B(E, x) = 1 + (b–1){(Kx–1)/(K–1)}, K  1 (3) value used to design medium for radiation shielding. BFs are separated into two types, 1. B(E, x) = 1 + (b – 1) x , K = 1 (4) energy absorption build-up factor (EABF) and 2. exposure build-up factor (EBF) which obtained here K (E, x), photon dose multiplication factor, b, by computing from Geometrical Progression (G- build-up factor corresponding to 1 mfp which obtained by Eq. (5):

50 Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online)  x − 2  − tanh(−2) (5) to 40 deep penetration mean free path (mfp). It tanh  xk  , was found that polyvinyl chloride (PVC), P2, K(E,x)=cxa +d   possesses highest Zeq values. The graphs were not smooth because of K- edge absorption of Ca 1− tanh(−2) (4.04  10–3 MeV), Cl (2.82  10–3 MeV) and Si (1.84  10–3 MeV) and content of composition x  40mfp elements in samples as shown in Table 1. Lastly, fast neutrons removal cross sections The EABF and EBF for plastics and (R) for samples can be computed using Eq. (6, 7) polymers samples with energies at fixed deep (16,17): penetration are shown in Figure 2 and 3. From the figures, it can be separated into three energy   = wi ( ) (6) regions: photoelectric absorption (PE), Compton R/ scattering (C) and pair production (PP), R/ i respectively, as main interactions (3). PE is main i interaction at low energies ranging, and BFs of samples have small value in this energy ranging.  =  i ()i (7) While C is main interaction at intermediate energies ranging, EABF and EBF values increase Ri R/ rapidly with increasing photon energies for all samples. After that, EABF and EBF values where (R/ρ)i and ρi are mass removal cross decrease which PP is main process at high section and partial density of ith element, energies ranging. This figure presents that EABF respectively. and EBF maximum value were dependent on deep penetration and composition of plastics RESULT AND DISCUSSION and polymers materials. EABF and EBF values increase until they reach maximum value and Zeq of plastics and polymers for photon then decrease with increasing energies. That can energy 15 keV-15 MeV are shown in Figure 1. The be discussed on fundamental of partial energy, deep penetration and samples interaction processes. At low energies ranging, dependency of EABF and EBF values are EABF and EBF values are lowest because of exhibited in Figures 2-5, respectively. The photons were absorbed at high energy. At effective of R is shown graphically in Figure 6. intermediate ranging, EBF and EABF values were largest because of photons were degradant by EABF and EBF with energy scattering in medium. The highest EABF and EBF values were observed at 40 mfp, deep P1 penetration while the lowest values were shown 16 P2 at 1 mfp. At high energy ranging, photons were absorbed again. The sharp peak of EABF and EBF P3 at high energy and deep penetration were 14 P4 occurred because of electron-positron annihilation in material and then produced P5 12 P6 Zeq 10 8 6 10-1 100 101 E (MeV) Figure 1 Zeq of samples at energies ranging of 15 keV-15 MeV. Figure 1 shows Zeq for samples with energies in the range 15 keV to 15 MeV and up

Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 51 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) secondary photons. In really, increasing of deep because of K- edge absorption of Ca (4.04  10– penetration for medium leading to increase thickness of interacting medium as according to 3 MeV), Cl (2.82  10–3 MeV) and Si (1.84  10–3 high equivalent atomic number as shown in MeV). Figure 1. The graphs were not continuous EABF a) P1 mfp EABF b) P2 mfp 103 15 103 15 10 15 10 15 102 20 25 102 20 25 30 35 30 35 40 40 101 101 100 10-1 100 101 100 10-1 100 101 c) E (MeV) d) E (MeV) 104 103 EABF103 P3 mfp EABF 102 P4 mfp 102 15 15 101 10 15 10 15 20 25 20 25 30 35 30 35 40 40 101 100 10-1 100 101 100 10-1 100 101 105 e) E (MeV) 105 f) E (MeV) 104 104 103 P5 mfp 103 P6 mfp 15 1 10 15 10 5 20 25 20 15 30 35 30 25 40 40 35 EABF EABF 102 102 101 101 100 100 10-1 100 101 10-1 100 101 E (MeV) E (MeV) Figure 2 (a-f). EABF at energies ranging 0.015–15 MeV up to 40 mfp for samples.

52 Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) EBF EBF a) P1 mfp EBF EBF EBF b) P2 mfp 103 15 103 15 10 15 10 15 102 20 25 102 20 25 30 35 30 35 40 40 101 101 100 10-1 100 101 100 10-1 100 101 c) E (MeV) d) E (MeV) 104 103 103 P3 mfp 102 P4 mfp 102 15 101 15 101 10 15 10 15 20 25 20 25 30 35 30 35 40 40 100 10-1 100 101 100 10-1 100 101 e) E (MeV) f) E (MeV) 105 105 EBF 104 P5 mfp 104 P6 mfp 103 15 103 15 10 15 10 15 20 25 20 25 30 35 30 35 40 40 102 102 101 101 100 100 10-1 100 101 10-1 100 101 E (MeV) E (MeV) Figure 3 (a-f). EBF at energies ranging 0.015–15 MeV up to 40 mfp for samples.

Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 53 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) (a) 0.015 MeV (b) 3.0 104 0.15 MeV P1 EABF 2.5 P2 EABF103 P3 2.0 P4 P5 P6 102 P1 P2 1.5 101 P3 P4 1.0 100 10 20 30 P5 10 20 30 40 P6 Penetration depth (mfp) Penetration depth (mfp) 40 100 (c) (d) 1.5 MeV 10 15 MeV 80 8 EABF 60 EABF 6 40 P1 P1 P2 4 P2 P3 P3 P4 20 P4 P5 P5 2 P6 P6 10 20 30 40 10 20 30 40 Penetration depth (mfp) Penetration depth (mfp) Figure 4 (a-d). EABF of samples at 0.015, 0.15, 1.5, 15 MeV up to 40 mfp. 5 generate two secondary photons at energy 0.511 MeV. Photons probability for escape through higher EABF and EBF with deep penetration thickness of samples were increased, resulting in larger EABF and EBF values. Finally, the excellent EABF and EBF values of samples with radiation shielding medium, low values of buildup deep penetration are shown in Figures 4 and 5 (a– factors were desired. d), respectively, at energies (0.015, 0.15, 1.5 and 15 MeV). From these figures, EABF and EBF values Fast neutron removal cross-section (R) increase with increasing deep penetration. At 0.015, 0.15 and 1.5 MeV, EABF and EBF values of all The fast neutron removal cross-section samples varies directly with Zeq and the lowest R (cm–1) value of plastics and polymers are values of EABF and EBF are P2 sample. At energy exhibited in Figure 6. It was found that R (cm–1) 15 MeV, P6 showed highest EABF and EBF values of radio chromic dye film (nylon base), P4, was that because of pair/triplet interaction of samples highest. Therefore, P4 is the best neutron produced electron/positron pair. The rest of shielding compared with other samples. positrons were annihilated by electron and

54 Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) (a) 0.015 MeV 105 (b) 3.0 0.15 MeV P1 2.5 P2 104 P3 2.0 P4 103 EBF EBF P5 Fast neutron removal cross-sectionP6 102 EBF EBF1.5101 P1 P2 1.0 100 10 20 30 P3 P4 10 20 30 40 Penetration depth (mfp) P5 Penetration depth (mfp) P6 (d) (c) 12 15 MeV 40 120 1.5 MeV 10 P1 100 P2 P3 80 8 P4 P5 60 6 P6 P1 P2 40 40 P3 4 P4 20 P5 2 P6 10 20 30 40 10 20 30 Penetration depth (mfp) Penetration depth (mfp) Figure 5 (a-d). EBF for samples at 0.015, 0.15, 1.5, 15 MeV up to 40 mfp. 0.40 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 P1 P2 P3 P4 P5 P6 Samples Figure 6 The effective removal cross sections for fast neutrons (R) for all samples. CONCLUSION for polymethyl methacrylate (PMMA: P6) has lowest values whereas EABF and EBF values have From the present study, EABF and EBF maximum, while polyvinyl chloride (PVC: P2) has values of plastic and polymer samples are highest Zeq values whereas lowest for EABF and EBF maximum values at intermediate energies ranging, values. The results exhibited that polyvinyl where Compton scattering is main interaction. Zeq chloride (PVC: P2) has more shielding effectiveness

Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 55 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) for radiation material. Finally, for neutron shielding, 7. Vishwanath PS, Badiger NM. Gamma ray and polymethyl methacrylate (PMMA: P6) has more neutron shielding properties of some alloy shielding effectiveness. materials. Ann Nucl Energy. 2014;64:301-10. ACKNOWLEDGEMENT 8. Kadhim LF. Mechanical properties of high- In this study, the authors would like to density polyethylene/chromium trioxide thank Phetchaburi Rajabhat University for its support instrument. under ultraviolet rays. International Journal of REFERRENCES Applied Engineering Research. 1. Vishwanath PS, Badiger NM, Chanthima N, 2017;12(10):2517-26. Kaewkhao J. Evaluation of gamma-ray exposure buildup factors and neutron 9. Mahmoud ME, El-Sharkawy RM, Allam EA, shielding for bismuth borosilicate glasses. Elsaman R, El-Taher A. Fabrication and Radiat Phys Chem. 2014;98:14-21. characterization of phosphotungstic acid - Copper oxide nanoparticles - Plastic waste 2. Gurler O, Tarim UA. Determination of Radiation nanocomposites for enhanced radiation- Shielding Properties of Some Polymer and shielding. J Alloy Compd. 2019;803:768-77. Plastic Materials against Gamma-Rays. Acta Phys Pol A. 2016;130:236-8. 10. Mahmoud KA, Lacomme E, Sayyed MI, Ozpolat OF, Tashlykov OL. Investigation of the 3. Agar O, Kavaz E, Altunsoy EE, Kilicoglu O, Tekin gamma ray shielding properties for polyvinyl HO, Sayyed MI, et al. Er2O3 effects on photon chloride reinforced with chalcocite and and neutron shielding properties of TeO2-Li2O- hematite minerals. Heliyon. 2020;6:e03560. ZnO-Nb2O5 glass system. Results Phys. 2019;13:102277. 11. Labouriau A, Robison T, Shonrock C, Simmonds S, Cox B, Pacheco A, et al. Boron 4. Kaur P, Devinder S, Tejbir S. Gamma rays filled siloxane polymers for radiation shielding. shielding and sensing application of some rare Radiat Phys Chem. 2018;144:288-94. earth doped lead-alumino-phosphate glasses. Radiat Phys Chem. 2018;144:336-43. 12. Sayyed MI, AlZaatreh MY, Matori KA, Sidek HAA, Zaid MHM. Comprehensive study on 5. Issa SAM, Sayyed MI, Zaid MHM, Matori KA. A estimation of gamma-ray exposure buildup comprehensive study on gamma rays and fast factors for smart polymers as a potent neutron sensing properties of GAGOC and CMO application in nuclear industries. Results Phys. scintillators for shielding radiation applications. 2018;9:585-92. J Spectrosc. 2017;9792816:1-9. 13. Şakar E. Determination of photon-shielding 6. Tekin HO, Altunsoy EE, Kavaz E, Sayyed MI, features and build-up factors of nickel–silver Agar O, Kamislioglu M. Photon and neutron alloys. Radiat Phys Chem. 2020;172:108778. shielding performance of boron phosphate glasses for diagnostic radiology facilities. 14. Tekin HO, Kilicoglu O, Kavaz E, Altunsoy EE, Results Phys. 2019;12:1457-64 Almatari M, Agar O, et al. The investigation of gamma-ray and neutron shielding parameters of Na2O-CaO-P2O5-SiO2 bioactive glasses using MCNPX code. Results Phys. 2019;12:1797-804.

56 Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) 15. Sayyed MI, Elhouichet H. Variation of energy 17. Oto B, Yıldız N, Korkutb T, Kavazc E. Neutron absorption and exposure buildup factors with shielding qualities and gamma ray buildup incident photon energy and penetration depth for boro-tellurite (B2O3-TeO2) glasses. Radiat factors of concretes containing limonite ore. Phys Chem. 2017;130:335-42 Nucl Eng Des. 2015;293:166-75 18. Da C, Ge Y, Mohamed B, Dan M. Gamma 16. Dong MG, Sayyed MI, Lakshminarayana G, radiation shielding properties of poly (methyl Ersundud MÇ, Ersundu AE, Nayare P, et al. methacrylate) /Bi2O3 composites. Nucl Eng Investigation of gamma radiation shielding Technol. 2020;52: 2613-19. properties of lithium zinc bismuth borate glasses using XCOM program and MCNP5 code. 19. Ahmed SO. Development of high– J Non-Cryst Solids. 2017;468:12-6. performance heavy density concrete using different aggregates for gamma-ray shielding. Prog Nucl Energ. 2015;79:48–55.

Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 57 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) Cytogenetics of Black- bearded Tomb bat ( Taphozous melanopogon) by Conventional staining, Ag-NOR staining and Fluorescence in situ hybridization Techniques Sucheela Talumphai1*, Sutheemon Techa-ay2, Sukhonthip Ditcharoen2 and Alongkload Tanomthong2 1Faculty of Liberal Arts and Science, Department of Science and Technology, Roi Et Rajabhat University, Roi Et 45120, THAILAND 2Department of Major Biology, Faculty of Science, Khonkhaen University, Khon Kaen 40002, THAILAND *Corresponding author e-mail: [email protected] ARTICLE INFO ABSTRACT Article history: Black- bearded Tomb bat is classified as the genus of Received: 19 April, 2021 Taphozous and has a very similar morphology. The knowledge Revised: 21 May, 2021 can provide cytogenetic information potentially useful to support Accepted: 29 July, 2021 on taxonomic classification. Five males and six females were Available online: 27 September, 2021 collected from Mahasarakam province and Khon Kaen university, Khon Kaen province. The 20% Giemsa’s and 50% silver nitrate DOI: 10.14456/jarst.2021.6 solution, respectively were applied to stain the chromosomes. Keywords: Black-bearded Tomb Chromosomes were prepared from bone marrow tissue. The bat, Chromosome, Cytogenetics, chromosomes harvesting was investigated by hypotonic-fixation- Karyotype air drying technique. Giemsa’ s staining, Ag- NOR staining and fluorescence in situ hybridization (FISH) staining techniques, as well as microsatellites (GC)15 and (CGG)10 as probes were applied. The karyotype, idiogram, position of NORs and microsatellites were performed in the present study. The results show that the diploid chromosomes number was 2n = 42 and the fundamental number (NF) were 74 chromosomes in both female and male of T. melanopogon. The autosomes consisting of 8 large metacentric, 8 medium metacentric, 2 medium submetacentric, 2 medium acrocentric, 2 small metacentric, 4 small

58 Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) submetacentric, 4 small acrocentric and 10 small telocentric chromosomes. The sex determination is XY, X chromosome is medium metacentric chromosomes and Y chromosome is small submetacentric chromosomes. NOR sites appeared to telomere of the short arm of the chromosome pairs 15 small acrocentric type and chromosome pairs 20 small telocentric type. The pattern of both microsatellite (GC)15 and (CGG)10 repeats were distributed throughout the genome as well as to all chromosomes. Karyotype formula described as 2n (42) = Lm 8 + Mm 8 + Msm 2 + Ma 2 + Sm 2 + Ssm 4+ Sa 4 + St 10 + Sex Chromosome. INTRODUCTION the diploid chromosome number of H. larvatus was 2n=32, and the fundamental number as 66 in Black-bearded Tomb bat is a common both males and females (4). The karyotype was bat in Thailand. Belongs to the family studied of M. horsfieldii was 2n= 44 from Emballonuridae. There are 14 species of Thailand. The results showed that the diploid taphozous. it can be found in 4 species in chromosome number of S. kuhlii was 2n= 36, Thailand, black-bearded tomb bat (Tasphozous and the fundamental number was 52 in both melanopogon), long-winged tomb bat (T. male and female. (5). The number of diploids was longimanus), large-winged bat (T. theobaldi), 42 rods (2n = 42). The karyotype were studied of naked-rumped pouched bat (T. saccolaimus) (1). Taphozous nudiventris, which the source of the Studies have shown that bats in this genus have sample is in the region of Turkey. (6). The the number of diploid chromosomes is between Karyology was studied of Ten Vespertilionid Bats 42 and 44 rods (2n = 42 - 44) (2). It is estimated (Chiroptera: Vespertilionidae) from Taiwan. The that the black-bearded tomb bat has similar result showed three Myotis species (M. formosus numbers of diploids to another bat of the same watasei, M. latriostris, and M. taiwanensis) have genus. Karyological analysis were studied of the the standard Myotis karyotype of 2n = 44 with FN lesser Asiatic house bat (Scotophilus kuhlii) from = 50 (7). Cytogenetics is the study of genetics Thailand. The results showed that the through cytological methods and genetics. fundamental number (NF) was 52 in both male structure, number, function, behavior and and female and the diploid chromosome number variation of chromosomes. These properties that of S. kuhlii was 2n=36 (3). Chromosome analysis affect the expression of the gene (8). Studying and morphometrics of the intermediate roundleaf cytogenetics brings benefits in areas such as in bat (Hipposideros larvatus) from Northeast medicine, it is used to diagnose genetic diseases. Thailand were studied. The results showed that

Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 59 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) The evolution of organisms from the cellular report on Tasphozous melanopogon of Thailand change. This is because the study and comparison and accomplished with both classical and of karyotypes are important in the study of molecular cytogenetics. It is therefore the source phylogenetic closeness and Taxonomy to classify for the study of the cytogenetics of the Black- certain organisms (9). Karyotype were studied of bearded Tomb bat (T. melanopogon) by three Lonchophylla species (Chiroptera, Giemsa’s staining, Ag-NOR staining and Phyllostomidae) from Southeastern Brazil. All fluorescence in situ hybridization techniques, three species showed the same diploid number which results from a study of genetics. The 2n = 28 and an autosomal fundamental number cellular level of the Black-bearded tomb bat will FNa= 50 (9). Conventional staining technique has give us more detailed insight into the been used to determine chromosome number chromosome level as a supporting material for and karyotype composition. Structure, number, further identification of bat species. type, size, and morphology of a nucleolar organizer region (NOR) may be specific to MATERIALS AND METHODS populations, species, and subspecies. NOR staining is frequently used to compare variations, Sample collection as well as to identify and explain specifications (10). Molecular cytogenetic experiments have Five males and six females of Black- demonstrated that NORs are the chromosomal bearded Tomb Bat were collected from site of gene coding for 5.8S, 18S, and 28S rRNA, in Mahasarakam province and Khon Kaen humans and several mammalian species. NORs university, Khon Kaen province. can be used as markers for evolutionary chromosome studies (10). Recently, molecular Chromosome preparation, Giemsa’ s staining cytogenetic studies using fluorescence in situ and AgNORs banding technique hybridization (FISH) for mapping repetitive DNA sequences have provided important contributions Metaphase chromosomes were directly to the characterization of biodiversity and the prepared in vivo as following ( 8) and ( 9) . evolution of divergent fish groups (11). However, Subsequently, chromosomes were stained with conventional cytogenetic and fluorescence in situ 20% Giemsa solution and 50 % silver nitrate for hybridization technique is the conduction of DNA Ag-NOR banding (12). probes binds to target DNA on Black-bearded Tomb bat have not yet been performed. Black- Chromosome checking bearded Tomb bat is classified as the genus of Taphozous and has a very similar morphology. Chromosome counting was performed Accordingly, the present study is the cytogenetic on mitotic metaphase cells under light microscope. Twenty cells each of male and female with clearly observable and well- spread chromosomes were selected and photographed. The length of short arm ( Ls) and the length of

60 Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) long arm of chromosome (Ll) were measured to Fluorescence in situ hybridization ( FISH) with calculate the length of total arm chromosome d(GC)15, and d(CGG)10 probes (LT, LT = Ls + Ll). The relative length (RL), the centromeric index ( CI) and standard deviation FISH was performed on metaphase (SD) of RL, CI were also computed to classify the chromosome spreads with specific probes ( 15) . types and size of chromosomes according to Both rDNA probes were directly labeled with the ( 13) . All parameters were used in karyotyping Nick- translation Labeling Kit ( Jena Bioscience, and ideogram according to (12), and (13). The Jena, Germany) , using the fluorescent labels CI (q/p + q) between 0.50-0.59, 0.60-0.69, 0.70-0.89, Atto488 ( 18S rDNA) and Atto550 ( 5S rDNA) , and 0. 90- 1. 00 are described as metacentric according to the manufacturer’ s manual (16) . ( m) , submetacentric ( sm) , acrocentric ( a) , and The usage of microsatellites d( GC) 15, and telocentric ( t) chromosomes, respectively. The d(CGG)10 probes described by (12) was followed fundamental number ( NF) was obtained by with slight modifications. Sequences were assigning a value of 2 to the m, sm and directly labeled with Cy3 at 5´ terminals during a chromosome and 1 to the t chromosome. All synthesis by Sigma (St. Louis, MO, USA). FISH was data were used in karyotyping and diagramming performed on mitotic chromosome spreads (17) (14) under highly stringent conditions, as previously reported (18). A B♂

Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 61 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) C D♀ E F♂ G H♀ Figure 1 The metaphase and karyotypes chromosomes of the Black- bearded Tomb Bat ( T. melanopogon) 2n=42, male (A-B and E-F) and female (C-D and G-H) with conventional chromosome staining and Ag-NOR staining banding technique (E-H). Bars indicate 5 µm.

62 Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 A ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) C d(GC)15♂ B D d(CGG)10♂ E G d(GC)15♀

Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 63 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) F H d(CGG)10♀ Figure 2 Metaphase chromosome and karyotypes of male ( A- D) and female ( E- H) , Black- bearded Tomb Bat (T. melanopogon), 2n=42. Fluorescence in situ hybridization (FISH) with d(CA)15 probe of male ( C) and female ( G) , FISH with d( CGG) 10 of male ( D) and female ( H) . Bars indicate 5 µm. The arrows indicate probe signals. A

64 Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) B Figure 3 Standard idiograms of the Black- bearded Tomb Bat ( T. melanopogon, 2n = 42) from conventional chromosome staining (A) and Ag–NOR staining banding (B) techniques. Table 1 Cytogenetics review in the genus Taphozous Species 2n NF Karyotype Sex system Locality Reference India Ray- Chaudihuri et Taphozous 42 64 18m + 6sm + 16t X(m)/Y(a) India al. (1971) Ray- Chaudihuri et melanopogon Thailand al. (1971) Thailand Harada et al. T. longimanus 42 64 18m + 8sm + 16t X(sm)/Y(a) Turkey (1982) Egypt Narumon et al. T. theobaldi 42 64 24msm + 16t X(m)/Y(sm) Turkey (2012) Asan et al. (2007) T. melanopogon 42 62 16m + 6sm + X(m)/Y(sm) T. nudiventris 42 64 2a + 14t X(m)/Y(a) Attia et al. (2007) T. nudiventris 42 66 X(sm)/Y(t) T. nudiventris 42 64 18m + 6sm + X(m)/Y(a) Asan and Albatrak 16t (2007) 10m + 12sm + 4a + 14t 18m + 6sm+ 16t

Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 65 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) Species 2n NF Karyotype Sex system Locality Reference T. melanopogon 42 64 24msm + 16t X(sm)/Y Philippines Rickart et al. (1999) T. nudiventris 42 64 24msm + 16t X(msm)/ Turkey Arsalan and Zima Y(a) (2014) Remarks: 2n = diploid chromosome number NF = base chromosome number m = metacentric chromosome sm = submetacentric chromosome a = acrocentric chromosome and t = telocentric chromosome Table 2 Means of the short arm length (Ls), long arm length (Ll) and total arm length of chromosomes (LT), relative length (RL), centromeric index (CI) and standard deviation (SD) of RL, CI of 20 metaphase cells of the male and female (Black-bearded Tomb Bat), 2n=42 Chro. Pair LS LL LT RL±SD CI±SD Chro. Size Chro. Type 1 2.920 3.387 6.307 0.0953±0.004 0.537±0.021 Large Metacentric 2 2.699 3.144 5.843 0.088±0.004 0.537±0.019 Large Metacentric 3 2.536 3.092 5.628 0.085±0.005 0.548±0.025 Large Metacentric 4 2.358 2.945 5.303 0.08±0.005 0.554±0.027 Large Metacentric 5 1.744 2.052 3.796 0.057±0.003 0.540±0.026 Medium Metacentric 6 1.670 1.975 3.645 0.055±0.002 10.542±0.017 medium metacentric 7 1.231 2.158 3.390 0.051±0.004 0.638±0.030 medium submetacentric 8 1.487 1.892 3.379 0.05±0.003 0.558±0.029 medium metacentric 9 1.479 1.691 3.170 0.048±0.003 0.534±0.019 medium metacentric 10 0.896 1.606 2.502 0.038±0.004 0.643±0.026 small submetacentric 11 0.748 1.397 2.145 0.032±0.002 00.653±0.036 small submetacentric 12 0.958 1.109 2.067 0.031±0.003 0.535±0.024 small metacentric 13 0.628 2.706 3.333 0.05±0.003 0.811±0.020 medium acrocentric 14 0.494 1.774 2.268 0.034±0.003 0.782±0.036 small acrocentric 15 0.456 1.532 1.988 0.03±0.002 0.770±0.036 small acrocentric 16 0.000 1.732 1.732 0.026±0.002 1.000±0.000 small telocentric 17 0.000 1.662 1.662 0.025±0.002 1.000±0.000 small telocentric 18 0.000 1.451 1.451 0.021±0.002 1.000±0.000 small telocentric 19 0.000 1.349 1.349 0.02±0.002 1.000±0.000 small telocentric

66 Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) Chro. Pair LS LL LT RL±SD CI±SD Chro. Size Chro. Type small telocentric 20 0.000 1.104 1.104 0.0167±0.002 1.000±0.000 medium metacentric small submetacentric X 1.432 1.724 3.156 0.046±0.016 0.543±0.018 Y 0.634 1.193 1.826 0.03±0.012 0.651±0.019 Remarks: Chro.: Chromosome RESULTS AND DISCUSSION Chromosome marker of Taphozous melanopogon Karyotype, diploid number of chromosomes (2n) and fundamental chromosome number (NF) of The determination of a chromosome the Taphozous melanopogon marker for this species was firstly obtained by Ag- NOR staining. The nucleolar organizer regions The results show that the diploid ( NORs) were determination of a chromosome chromosomes number was 2n = 42 and the marker for this species was firstly obtained by Ag- fundamental number (NF) were 74 NOR staining. The nucleolar organizer regions chromosomes in both female and male of T. were appeared to telomere of the short arm of melanopogon in both male and female. the chromosome pairs 15 small acrocentric type Karyotype formula described as. 2n (42) = Lm 8 + and chromosome pairs 20 small telocentric type. Mm 8 + Msm 2 + Ma 2 + Sm 2 + Ssm 4+ Sa 4 + St 10 + (Figure 3). Sex chromosome. Patterns of microsatellite d( GC) 15 and d(CGG) 10 Chromosome type and size of Taphozous repeats in Taphozous melanopogon melanopogon The mapping of microsatellite repeats The karyotype is composed of 8 large on the chromosomes of T. melanopogon metacentric, 8 medium metacentric, 2 medium showed that ( GC) 15 and ( CGG) 10 signals were submetacentric, 2 medium acrocentric, 2 small observed on all chromosome 1, 6 and 13 pairs. metacentric, 4 small submetacentric, 4 small (Figure 2. A-H). acrocentric and 10 small telocentric chromosomes. The sex determination is XY, X Idiograms of Taphozous melanopogon chromosome is medium metacentric chromosomes chromosomes and Y chromosome is small submetacentric chromosomes (Table 2) (Figure 1). All previous results were summarized, and idiograms presenting shapes, sizes and probe signals on the chromosomes of T. melanopogon are shown in Figure 3.

Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 67 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) CONCLUSION detect the acrocentric chromosome (24). Chromosome marker of T. melanopogon, the The result of black- bearded tomb bat determination of a chromosome marker for this indicated that the karyotype formula described species was firstly obtained by Ag- NOR staining. as: 2n (42) = Lm 8 + Mm 8 + Msm 2 + Ma 2 + Sm 2 + The nucleolar organizer regions ( NORs) sites Ssm 4+ Sa 4 + St 10 + Sex chromosome. Diploid appeared to telomere of the short arm of the number was 2n = 42 chromosomes and chromosome pairs 15 small acrocentric type and fundamental number was 74 (NF = 74) for male chromosome pairs 20 small telocentric type. The and female of T. melanopogon. which is pattern of microsatellite ( GC) 15 and ( CGG) 10 consistent with the number of diploid somatic signals were observed on all chromosome 1, 6 chromosomes and previous studies from ( 19) and 13 pairs. and ( 20) . And the results of the study showed that the type of sex chromosome was consistent ACKNOWLEDGEMENT with the previously study of (21). The number of diploids being studied is found in black-bearded Major Biology, Department of Science tomb bat, for example in the study of T. and Technology, Faculty of Liberal Arts and longimanus chromosomes (22), T. theobaldi. (23) Science Roi Et Rajabhat University,Roi Et. and and T. nudiventris (24). With the corresponding Department of Biology, Faculty of Science, number of diploid chromosomes. It shows that Khonkhaen University, Khon Kaen. the black- bearded tomb bat does not have a large variety of chromosomes within the genus. REFERRENCES While the number of fundamental chromosomes is between 62 and 66, they are 1. Thongchai N, Kasidis R, Sakarin S, Art- ong P. not highly variable. Number, type and size of T. Biodiversity of balts and small mammals in melanopogon chromosomes, 8 large the secondary forest, RSPG area. Research metacentric, 8 medium metacentric, 2 medium Results and Research Progress Report; 2015. submetacentric, 2 medium acrocentric, 2 small metacentric, 4 small submetacentric, 4 small 2. Sotero- Caio CG, Baker RJ, Volleth M. acrocentric and 10 small telocentric Chromosomal evolution in Chiroptera. chromosomes. The sex determination is XY, X Genes. 2017;8(10):1-25. chromosome is medium metacentric chromosomes and Y chromosome is small 3. Praween S, Alongklod T, Sumpars K, Krit P, La- submetacentric chromosomes. (Table 1). Which orsri S. Karyological analysis and is consistent but there are a number of morphometrics of the Lesser Asiatic House Bat, chromosome types acrocentric more It is also Scotophilus kuhlii (Chiroptera, different from previous studies that did not Vespertilionidae). Cytologia. 2012;77(3):401-11. 4. Praween S, Alongklod T, Sumpars K, Sarawut K, Krit P, La-orsri S. Karyological analysis and

68 Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) morphometrics of Horsfield's Bat, Myotis banding and fish techniques. J Nat Appl Sci. horsfieldii (Chiroptera, Vespertilionidae). 2016;2(1):10-9. Cytologia. 2013;78(1):15-24. 11. Gálvez F, Symonová R, Kovařík A. 5. Sitthisak J, Praween S, Alongklod T, Sumpars Evolutionary trends in animal ribosomal DNA K, Narumon Pr, Sarawut K. Chromosome loci: Introduction to a new online database. analysis and morphometric of Intermediate Chromosoma. 2018;127:141-50. Roundleaf Bat, Hipposideros larvatus 12. Supiwong W, Tanomtong A, Pinthong K, (Chiroptera, Hipposideridae) by Kaewmad P, Poungnak P, Jangsuwan N. The conventional, GTG-banding and Ag-NOR first chromosomal characteristics of banding techniques. Cytologia. nucleolar organizer regions and karyological 2014;79(4):445-56. analysis of pink anemonefish, Amphiprion 6. Asan N, Albayrak I. Some taxonomic features perideraion ( Perciformes, Amphiprioninae) . of Taphozous nudiventris Cretzschmar, 1830 Cytologia. 2015;80(3):271-8. vel 1831 from Turkey (Chiroptera: 13. Kasiroek W, Indananda C, Luangoon N, Emballonuridae). Turk J Zool. Pinthong K, Supiwong W, Tanomtong A. First 2007;12(31):165-70. chromosome analysis of the Humpback 7. Liang-Kong L, Masaharu M, Masashi H. cardinalfish, Fibramia lateralis ( Perciformes, Karyology of Ten Vespertilionid Bats Apogonidae). Cytologia. 2017;82(1):9-15. (Chiroptera: Vespertilionidae) from Taiwan. 14. Tanomtong A, Supiwong W, Zool Stud. 2002;41(4):347-54. Jearranaiprepame P, Khakhong S, 8. Schulz- Schaeffe J. Cytogenetics: Plants, Kongpironchuen C, Getlekha N. A new Animals, Humans. New York: Springer-Verlag natural autotetraploid and chromosomal New York Inc.; 1980. characteristics of dwarf snakehead fish, 9. Almeida B, Novaes RLM, Aguieiras M, Souza Channa gachua ( Perciformes, Channidae) in RF, Esbérard CEL, Geise L. Karyotype of three Thailand. Cytologia. 2014;79(1):15-27. Lonchophylla species ( Chiroptera, 15 Turpin R, Lejeune J. Les chromosomes Phyllostomidae) from Southeastern Brazil. humans. Paris: Gauthier-Pillars; 1965. Comp Cytogenet. 2016;10(1):109-15. 16. Nash WG, OíBrien SJ. A comparative chromo- 10. Nuntiya M, Weerayuth S, Alongklod T. some banding analysis of Ursidae and their Chromosomal analysis and Nors relation- ship to other carnivores. Cytogenet polymorphism of bagarius suchus Cell Genet. 1987;45:206-12. (Siluriformes: Sisoridae) by conventional

Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 69 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) 17. Wada MY, Lim Y, Wurster- Hill DH. 22. Asan N, Albayrak I. Some taxonomic features of Bandedkaryotype of wild- caught male taphozous nudiventris cretzschmar, 1830 vel Korean raccoon dog, Nyctereutes 1831 from Turkey (Chiroptera: Emballonuridae). procyonoides koreensis. Genomics. Turk J Zool. 2007;12(31):165-70. 1991;34:302-6. 23. Harada M, Minezawa M, Takada S, Yenbutra 18. Rodrigues DS, Rivera M, Lourenço LB. S, Nunpakdee P, Ohtani S. Karyological Molecular organization and chromosomal analysis of 12 species of bats from Thailand. localization of 5S rDNA in Amazonian Caryologia. 1982;352:269-78. Engystomops (Anura, Leiuperidae). BMC Genet. 24. Sotero- Caio CG, Baker RJ, Volleth M. 2012;13(1):1-13. Chromosomal Evolution in Chiroptera. 19. Koubínová D, Sreepada K, Koubek P, Zima J. Genes. 2017;8(10):1-25. Karyotypic variation in rhinolophid and 25. Ray-Chaudhuri SP, Pathak S, Sharma T. hipposiderid bats (Chiroptera: Rhinolophidae, Karyotypes of five Indian species of Hipposideridae). Acta Chiropt. 2010;12:393–400. microchiroptera. Caryologia. 1971;24(2): 20. Seim I, Fang X, Xiong Z, Lobanov AV, Huang 239-45. Z, Ma S, et al. Genome analysis reveals 26. Arsalan A, Zima J. Karyotypes of the insights into physiology and longevity of the mammals of Turkey and neighbouring Brandt’s bat Myotis brandtii. Nat Commun. regions: A review. Folia Zool. 2014;63(1):1–62. 2013;4:1–8 21. Rickart AE, Mercier AJ, Heaney RL. Cytogeography of philippine bat (Mammalia: Chrioptera). Biological society of Washington. 1999;112(3):453-69.

70 Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) การศกึ ษาพฤติกรรมการถ่ายเทความรอ้ นระหวา่ งปรากฏการณอ์ ณุ หภูมผิ กผัน Study of Heat Transfer Throughout the Inverse Temperature Phenomena นวพล ไตรพันธว์ ณชิ สมศกั ด์ิ วงษ์ประดบั ไชย และ ผดุงศักด์ิ รัตนเดโช* Navaphon Traiphunvanich, Somsak Vongpradubchai and Phadungsak Rattanadecho* ภาควชิ าวศิ วกรรมเคร่ืองกล คณะวศิ วกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลยั ธรรมศาสตร์ จังหวดั ปทุมธานี 12110 Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Thammasat University (Rangsit Campus), Pathumthani 12120, THAILAND *Corresponding author e-mail: [email protected] ARTICLE INFO ABSTRACT Article history: This research aimed to study the behavior of heat Received: 26 March, 2020 transfer. And heat in the inverse temperature phenomenon in Revised: 24 May, 2021 which the problem of pollution and there are various toxins mixed Accepted: 15 June, 2021 in the air that are created by humans and nature. Because humans Available online: 27 September, 2021 need to breathe. And unable to separate toxins from the air Thus DOI: 10.14456/jarst.2021.7 making the process of breathing automatically bring toxins into the Keywords: heat transfer, the body Therefore, this research is to study computer simulations to temperature inversion study heat transfer. And heat during inverse temperature phenomenon, concentration phenomena. To study and explain the models, behavior, diffusion, diffusion concentration of toxic substances that are affected by variables in the equation such as temperature, convection temperature. Flow velocity and the concentration of toxic substances. By using a model and analyzed with four basic equations: 1. Equation of continuity 2. Momentum equation 3. Energy conservation equation 4. Diffusion equation of substance concentration Using a computer program numerical solution based on finite element methodology. From the study, it is found that the air temperature in high altitude areas. This is an important variable indicating the effect of toxic substance concentration distribution. Therefore, the

Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 71 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) concentration of toxic substances in the second case and the second case is the second level. In this study, the results showed that the concentrations of toxic substances were lower, so new fish were more likely to be contaminated. The results of this study can explain the two phenomena. Case study of inversion of 1 layer by temperature, the results show that the accumulation of sulfur dioxide is less than two opposite temperatures. บทคดั ยอ่ ปรากฏการณ์อุณหภูมิผกผัน 1 ชั้น มีจำนวนชั้นผกผัน 1 ชั้นทำให้มีการสะสมของซัลเฟอร์ไดออกไซด์น้อยกว่าใน งานวิจยั น้ีมีวตั ถปุ ระสงค์เพอื่ ศกึ ษาพฤติกรรมการ ปรากฏการณ์อณุ หภูมิผกผนั 2 ชั้น ถ่ายเทความร้อนในปรากฏการณ์อุณหภูมิผกผัน โดยใน ปัญหาการเกิดมลพิษ และมีสารพิษต่างผสมปนอยู่ใน คำสำคัญ: การถ่ายเทความร้อน ปรากฏการณ์อุณหภูมิ อากาศที่มาจากมนุษย์ และธรรมชาติ ในกระบวนการ ผกผัน การแพร่กระจายความเข้มขน้ หายใจของมนุษย์นำสารพิษเข้าสู่ร่างกายโดยอัตโนมัติ ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงศึกษาการจำลองทางคอมพิวเตอร์เพ่ือ บทนำ ศึกษาการถ่ายเทความร้อนระหว่างปรากฏการณ์อุณหภูมิ ผกผัน เพื่อต้องการศึกษาและอธิบายในรูปแบบพฤติกรรม ตั้งแต่อดีตมาถึงปัจจุบันปัญหาสภาพแวดล้อม การแพร่กระจายความเข้มข้นของสารพิษที่มีผลกระทบมา เป็นปญั หาท่ีมีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิตและส่ิงแวดล้อม โดย จากตัวแปร ในสมการ เช่น อุณหภูมิ อุณหภูมิของการพา ปัญหาทางมลพิษทางอากาศเป็นผลมาจากการกระทำของ ความร้อน ความเร็วของการไหล และปริมาณความเข้มข้น มนุษย์หรือเกิดจากปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ หากพูดถึง ของสารพิษ โดยการใช้แบบจำลอง และวิเคราะห์ด้วย การกระทำของมนุษย์สามารถสร้างมลพิษทางอากาศได้มา สมการพนื้ ฐาน 1. สมการความตอ่ เนอื่ ง 2. สมการโมเมนตมั จากการใช้เครื่องยนต์ที่มีการสันดาปต่าง ๆ ที่เกิดการเผา 3. สมการอนุรักษ์พลังงาน 4. สมการการแพร่กระจายของ ไหม้ โดยจะปล่อยสารคาร์บอนมอนอกไซด์ ไฮโดรคาร์บอน ความเข้มขน้ ของสาร โดยใชว้ ิธีการแกป้ ญั หาเชิงตัวเลขด้วย สารตะกั่วในน้ำมัน ก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ซึ่งสารพวกน้ี โปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่อยู่บนพื้นฐานของระเบียบวิธีไฟ เป็นส่วนประกอบของ PM2.5 และมีผลกระทบต่อมนุษย์ ไนต์เอลิเมนต์ จากการท่ศี ึกษาพบว่า อณุ หภูมขิ องอากาศท่ี ในส่วนของปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ นั้นก็สามารถสร้าง ตำแหน่งความสูงต่าง ๆ เป็นตัวแปรสำคัญที่บอกถึง มลพิษทางอากาศและเป็นตัวการกักเก็บฝุ่นละอองหรือ ผลกระทบต่อการแพร่กระจายความเข้มข้นของสารพิษ มลพิษ และยังมีที่มาจากเกิดการกักเก็บฝุ่นละอองหรือ กรณีที่ 1) อุณหภูมิผกผัน 1 ชั้น ส่งผลให้ความเข้มข้นใน มลพิษสามารถแบ่งเป็น 4 แบบ ได้ดังนี้ 1. การผกผันของ ระบบของสารระบายสารพิษได้ดีกว่าในกรณีท่ี 2 และถ้าใน การแผ่รังสีในช่วงเช้า กลางวัน กลางคืน (Nighttime or กรณีที่ 2) อุณหภูมิผกผัน 2 ชั้น มีจำนวนชั้นผกผัน 2 ช้ัน Radiation Inversion) 2. การผกผันของอากาศท่ีอบอุ่นกับ ส่งผลใหค้ วามเข้มขน้ ในระบบของสารระบายสารพษิ ได้น้อย อากาศเย็นมาเจอกัน (Frontal Inversion) 3. การผกผันที่ กว่า ดังนั้นสารพิษจึงถูกสะสมในแบบจำลองมากกว่า จาก เกิดจากความชื่นในอากาศบริเวณติดกับทะเล (Marine ผลของการศึกษาสามารถนำมาอธิบายสาเหตุปรากฏการณ์ Inversion) 4. การผกผันแบบมีการยุบตัว (Subsidence อุณหภูมิผกผันที่เกิดขึ้นได้ทั้ง 2 กรณีโดยการเกิด Inversion) ดังนั้นเราจึงตระหนักถึงปัญหามลพิษทาง

72 Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) อากาศที่เกิดจากการผกผันของอุณภูมิทั้ง 4 แบบ โดยทั้ง เกิดปรากฏการอุณหภูมิผกผันได้มีการวัดอนุภาคตาม 4 แบบมีผลกระทบต่อร่างกายมนุษย์ทั้งในกรณที ี่บุคคลนน้ั พื้นดินและทางอากาศ เนื่องจากประสิทธิภาพความเข้มข้น อยู่ในสภาพแวดล้อมที่เกิดปรากฏการณ์และที่มลพิษถูก ของจำนวนอนุภาคลดลงอย่างช้า นั้นหมายถึงมีสารพิษ ปล่อยออกมา อาจจะทำให้บุคคลได้รับมลพิษเข้าไปใน ปนเปื้อนอยู่ในอากาศมากกว่าฤดูอื่น ๆ และการไหลของ ร่างกายทั้งในปริมาณมากและน้อย ในระยะสั้นจะมีอาการ อากาศที่ปนเปื้อนในช้ันโทรโพสเฟยี ร์ ที่มีความสูงประมาณ เช่น วิงเวียนศีรษะ ปวดศีรษะ อ่อนเพลีย และในระยะยาว 8-15 กิโลเมตร จากพื้นผิวโลกมีการตรวจพบอนุภาคที่มี จะทำให้เป็นโรคต่าง ๆ ได้ เช่น โรคภูมิแพ้ โรคหอบหืด ความเข้มข้นสูงตลอดท้ังช้ัน และนอกจากนั้นได้มีการศึกษา โรคติดเชื้อทางอากาศ โรคมะเร็งปอด ไม่ว่าจะในกรณีใดก็ คุณสมบัติทางสถิติของการแพร่กระจายของ PM2.5 ในช้ัน สามารถส่งผลเสียต่อร่างกายของเราโดยตรง และมันจะย่ิง โทรโพสเฟียร์ โดยผลการศึกษาพบว่ามีการผกผันของ แย่หนักขึ้นไปอีกถ้าในกรณีที่มลพิษถูกปล่อยออกมาใน อุณหภูมิในชั้นโทรโพสเฟียร์ มักจะเกิดบ่อยครั้งและมีการ ปริมาณมากในสภาพแวดล้อมที่เกิดปรากฏการอุณหภูมิ แพร่กระจายของ PM2.5 อยู่ในชั้นโทรโพสเฟียร์ การศึกษา ผกผันที่มีการระบายอากาศไม่ดหี รือสภาพแวดลอ้ มแบบไม่ การแพร่กระจายความเข้มข้นของสารพิษในแบบจำลอง มี มีการถ่ายเท (ระบบปิด) เช่น การปล่อยสารพิษจากยาน การศึกษาถึงการเชื่อมโยงระหว่างความเข้มข้นของควันใน ยนต์ และโรงงานอตุ สาหกรรมต่าง ๆ ทส่ี ร้างมลพษิ ในช่วงที่ ระดับพื้นดนิ และการเปล่ียนแปลงอุณหภูมโิ ดยอิทธพิ ลของ อากาศไม่ถ่ายเท การแพร่กระจายของสารพิษที่ปกคลุมใน ทิศทางการไหลของอากาศและสารพิษปนเปื้อน ทั้งหมดนี้ ภูมิประเทศต่าง ๆ ทั้งหมดนี้เป็นปัจจัยที่ทำให้เกิดอันตราย ทำโดยใช้หลักการพยากรณ์ เทคนิคนี้ใช้เป็นเครื่องมือใน ตอ่ รา่ งกายและเส่ยี งตอ่ การเป็นโรคมากข้นึ ดังนั้นการศึกษา การประเมินโดยใช้ความสำคัญสัมพันธ์ของตัวแปรทาง พฤติกรรมการแพร่กระจายของมลพิษ ปริมาณเข้มข้นของ อุตุนิยมวิทยาต่าง ๆ ในปัจจัยหนึ่งที่สำคัญต่อการ มลพิษ และการหาวิธีการจัดการลดมลพิษจึงมีความสำคญั แพร่กระจายความเข้มข้นของ PM2.5 จะสามารถลดได้เร็ว ที่จะศึกษารวมไปถึงสามารถช่วยลดปัญหาทางมลพิษทาง หรือช้า นั้นขั้นอยู่กับความเร็วของการไหล และสิ่งกีดขวาง อากาศ การวิเคราะห์ปัญหามลพิษทางอากาศจากตัวแปรที่ ที่ของไหลเคลื่อนที่ผ่าน โดยสิ่งปนเปื้อนหรือ PM2.5 มี มีผลต่อการแพร่กระจายความเข้มข้นของมลพิษ เช่น ปริมาณลดลง นั้นหมายความว่าความเร็วในการไหล ไหลได้ สัมประสิทธิก์ ารกระจายตัวของสาร (ค่าคงที่) อุณหภูมิการ เร็วสิ่งปนเปื้อนลดลง และสามารถระบายอากาศดี ดังนั้น ไหล อุณหภูมิของการพาความร้อน ความเร็วของการไหล ส่งผลให้ความเข้มข้นที่สะสมอยู่เปลี่ยนแปลงโดยภายใน ทศิ ทางการไหล และปริมาณความเขม้ ขน้ ของสารพิษ แบบจำลองมีความเข้มข้นลดลงได้มาก โดยวัตถุประสงค์ ของการศึกษาการแพร่กระจายความเข้มข้นของ PM2.5 ในวิจัยที่ผ่านมามีการศึกษาเกี่ยวกับผลกระทบ ด้วยการจำลองผ่านโปรแกรมคอมพิวเตอร์ เพื่อวิเคราะห์ ของการเกิดปรากฏการอุณหภูมิผกผันที่เราพิจารณาของ สาเหตุการแพร่กระจายความเข้มข้นของมลพิษในปรากฏ ไหล เช่น การศึกษาผลกระทบของการเกิดปรากฏการ การอุณหภูมิผกผัน และผลกระทบต่อคุณภาพของอากาศ อุณหภูมิผกผันโดยการเก็บข้อมูลตั้งแต่ปี 2011-2016 ใน แล้วนำผลที่ได้มาช่วยในการพิจารณถึงสาเหตุในการลด ประเทศจีนเพื่อนำวิเคราะห์ ผลและเปรียบเทียบผลของ ปริมาณความเข้มข้นของ PM2.5 ในอากาศรวมถึงการ ข้อมูล และได้มีการศึกษาการประเมินระดับความเข้มข้น คาดการณ์สถานการณ์ล่วงหน้า ดังนั้นสิ่งที่จะสามารถ ของ PM2.5 โดยใช้ค่าความลึกของละอองลอย (AOD) และ อธิบายเหตุการณ์ต่าง ๆ ได้ของการแพร่กระจายของ ตวั แปรตา่ ง ๆ ในปรากฏการอุณหภมู ผิ กผัน ทง้ั หมดนีม้ สี ่วน PM2.5 มีหลายรูปแบบ การอธิบายตัวแปรในแบบจำลอง เกี่ยวข้องของอิทธิพลจากอุณหภูมิท่ีแตกต่างกัน ดังนั้นการ และการอธิบายตามทฤษฎีของไหล เช่น ความเร็วตาม แพรก่ ระจายของสารแต่ละชนิดไม่เท่ากัน ในช่วงฤดูหนาวที่

Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 73 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) แนวแกน x และแกน y ตำแหน่งและทิศทางการไหลของ  u +  v = 0 (1) อากาศ รูปร่างลักษณะการของแบบจำลอง อุณหภูมิ ณ x y ตำแหนง่ ต่าง ๆ เช่น การจำลองเชงิ ตัวเลขของการทดลองใน อโุ มงค์ลมได้ดำเนินการโดยใช้เปรียบเทยี บข้อมูลการจำลอง โดยที่ เชิงตัวเลขกับผลการทดลองในอุโมงค์ลม แต่ในกรณีการ พิจารณาและศึกษาผลของอณุ หภมู ผิ กผนั นั้น ในปัจจุบันยัง  ความหนาแน่นของของไหล [kg m3] มีคนศึกษาอยู่จำนวนไม่มากนัก และส่วนใหญ่มีแต่ u ความเร็วในแกน x [m s ] การศึกษาในลักษณะเก็บข้อมูลของการเกิดปรากฏการ v ความเรว็ ในแกน y [m s ] อุณหภูมิผกผัน และวิเคราะห์ผล แต่การศึกษาการ แพร่กระจายความเข้มข้นของสารพิษที่มาจากอิทธิพลการ สมการโมเมนตัม (Momentum Equation) พาความร้อนแบบธรรมชาติยังไม่มีการศึกษา ดังนั้นผมจึง กฎข้อที่ 2 ของนิวตันโดยการเปลี่ยนตัวแปร แรงเท่ากับ ทำการศึกษาการพาความร้อนแบบธรรมชาติในปรากฏการ อุณหภูมิผกผัน ด้วยการคำนวณบนพื้นฐานของระเบียบวิธี มวลคูณความเร่ง เป็นสมการโมเมนตัม จะพิจารณาว่า ไฟไนต์ และการวิเคราะห์เชิงตัวเลขในวิธีที่แตกต่างกัน การไหลเข้าของมวลเท่ากับการไหลออกของมวล และใน การศึกษาผลกระทบของอุณหภูมิผกผันในกรณีมีการพา ส่วนที่มีแรงมากระทำ มีแรงที่กระทำบนพื้นผิวของไหล ความร้อนโดยมีลักษณะการแพร่กระจายความเข้มข้นของ แรงที่เกิดจากความดัน (Pressure) แรงที่ความเค้นเฉือน PM2.5 ในการจำลองทางคอมพิวเตอร์บนพื้นฐานของ เนื่องมาจากค่าสัมประสิทธิ์ความหนืดของไหล (Shear ระเบียบวิธีไฟไนต์วอลุม (Finite volume method) โดย stress) และแรงที่กระทำทั่วทั้งก้อนของไหล (Body ไฟไนต์วอลุมสามารถลดรูปของสมการอนุพันธ์ย่อยได้เป็น force) เชน่ แรงโนม้ ถว่ ง (F = mg) สมการโมเมนตมั ใน 2 พิชคณิตอย่างงา่ ย มิติ ในแกน x และแกน y วธิ ีดำเนินการวิจยั  2u − p + gx =   u +u u + v u  (2) x2 x  t x y  (3) ทฤษฎีที่เกี่ยวข้องกับงานวิจัยการแพร่กระจาย ความเข้มข้นของมลพิษทางอากาศ และฝุ่นละออง ใน  2v − p + gy =   v +u v +v v  เงื่อนไขขอบเขต ของการพาความร้อนภายในอากาศ ท่ี y2 y  t x y  สำคัญไดแ้ ก่ ทฤษฎที เี่ ก่ียวขอ้ งและสมการที่เก่ยี วขอ้ ง ของ การไหล การถ่ายเทความร้อนในของไหล และการ โดยท่ี แพร่กระจายความเขม้ ขน้ ของสาร ดงั น้ี  ความหนาแนน่ ของของไหล [kg m3] การเขยี นสมการ u ความเร็วในแกน x [m s ] v ความเร็วในแกน y [m s ] สมการความต่อเนื่อง (Continuity Equation)  ความหนดื ของของไหล เมื่อพิจารณาการไหลของไหลเป็นแบบอัดตัวไม่ได้ [Pa  s] (Incompressible fluid) และการเปลี่ยนแปลงของไหล ขึ้นอยู่กับเวลา (Unsteady state) จึงทำให้มีพจน์ของการ P ความดนั [Pa] เปลี่ยนแปลงเนื่องจากเวลา และความหนาแน่นของไหล คงที่ g ความเร่งเนือ่ งจากแรงโนม้ ถ่วงโลก [m s2] t เวลา [s] สมการอนุรักษ์พลังงาน (Energy Equation) สมการอนุรักษ์พลังงาน (Energy Equation) สมดุลทาง พลังงานคือ พลังงานที่เข้าสู่ระบบลบพลังงานที่ออกจาก ระบบ หรือเรียกได้อีกอย่างว่าผลต่างของพลังงานจะ เท่ากับการเปลี่ยนแปลงทางพลังงาน

74 Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) cp T + cp  T +v T  =  2T + 2T  + Q (4) ของสาร m2 / s t u x y  k x2 y2     S คอื ความเข้มขน้ ของสารทถ่ี ูกปล่อยหรือเตมิ  โดยที่ เพิ่มเข้ามาในแบบจำลอง mol / m3   ความหนาแนน่ ของของไหล [kg m3] การออกแบบและสร้างแบบ [m s ] u ความเร็วในแกน x [m s ] กรณีที่ 1 อุณหภูมิกับความสูงในปรากฏการณ์ v ความเรว็ ในแกน y [ J kg K] อุณหภูมิผกผัน (Temperature inversion) ขณะที่เกิด Cp ความจุความร้อนจำเพาะ ชั้นความร้อน 1 ชั้นการเกิดปรากฏการณ์อุณหภูมิผกผัน T อุณหภูมิ [K ] 1 ชนั้ นน้ั เกดิ จากกราฟในรปู มลี ักษณะเป็นฝาชี 1 ช้ันซ้อน กันอยู่โดยมีอุณหภูมิ 303.15, 280.65, 285.65, 273.15 t เวลา [s] [K] ณ ตำแหน่งความสูงที่ 0, 3000, 3500, 5100 [m] ตามลำดับ เมื่อพิจารณาอุณหภูมิกับความสูง ความสูง k ค่าการนำความรอ้ น [W m C] เพิ่มขึ้น แต่อุณหภูมิลดลง นอกจากนั้นมีช่วงที่ ความสูง และอุณหภูมิเพิ่มขึ้นตามกัน ทำให้เกิดเป็นปรากฏการณ์ Q การสรา้ งความรอ้ นภายในระบบ [W m3] อุณหภมู ผิ กผนั ดังในรปู ที่ 1 สมการการแพร่กระจายของความเข้มข้นของ กรณีที่ 2 อุณหภูมิกับความสูงในปรากฏการณ์ อุณหภูมิผกผัน (Temperature inversion) ขณะที่เกิด สาร (Diffusion of Concentration) ในอากาศและฝุ่น ชั้นความรอ้ น 2 ชัน้ ละอองเกดิ จากความเข้มขน้ ของสารระหว่างสองบริเวณมี การเกิดปรากฏการณ์อุณหภูมิผกผัน 2 ชั้นนั้น เกิดจากกราฟในรูปมีลักษณะเป็นฝาชี 2 ชั้นซ้อนกันอยู่ ค่าต่างกันในปริมาณมาก จะทำให้การแพร่จะเกิดขึ้นเร็ว โดยมีอุณหภูมิ 303.15, 291.15, 297.15, 280.65, 285.65, 273.15 [K] ณ ตำแหน่งความสงู ท่ี 0, 500, 600, โดยสารจากบริเวณที่มีความเข้มข้นสูงจะแพร่ไปสู่บริเวณ 3000, 3500, 5100 [m] ตามลำดับ เมื่อพิจารณา อุณหภูมิกับความสูง ความสูงเพิ่มขึ้น แต่อุณหภูมิลดลง ที่มีความเข้มข้นต่ำ ในกรณีที่อุณหภูมิสูง การแพร่ของ และเพิ่มขึ้น ณ ตำแหน่งความสูงที่ 500 - 600 [m] และ ความสูง 3000 – 3500 [m] เป็นช่วงที่เรียกว่าอุณหภูมิ สารจจะเป็นไปอย่างรวดเร็ว เพราะอนุภาคของสารมี ผกผัน ซึ่งทำให้เกิดเป็นปรากฏการณ์อุณหภูมิผกผันที่มี ลกั ษณะเป็นฝาชี 2 ชนั้ ดังในรูปที่ 2 พลงั งานจลน์สูง โดยสมมุตฐิ านให้ การสร้างแบบจำลองในกรณีที่ 1 การเกิด - ค่าความเข้มข้นของสาร 1x1010 mol / m3 ปรากฏการณ์อุณหภมู ผิ กผนั 1 ดังรปู ที่ 3 - สัมประสิทธิก์ ารแพร่กระจายความเข้มข้นของสาร การสร้างแบบจำลองในกรณีที่ 2 การเกิด 1x101 m2 / s ปรากฏการณอ์ ณุ หภูมผิ กผนั 2 ช้ัน ดงั รูปท่ี 4 +u(5)C C + v C =   Dxx C  +   C  + S x y x  x  y  Dyy y  t   โดยที่ C คอื ค่าความเข้มข้นของสารใด ๆ mol / m3 u, v คือความเรว็ ของของไหลในแกน x, y ตามลำดับ m / s t เวลา [s] D คือสัมประสิทธิก์ ารแพรก่ ระจายความเขม้ ขน้

Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 75 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) รปู ท่ี 1 กราฟอุณหภูมิกับความสงู ในปรากฏการณ์อณุ หภมู ิผกผัน 1 ชน้ั รูปที่ 2 กราฟอุณหภูมิกบั ความมสงู ในปรากฏการณ์อุณหภมู ิผกผนั 2 ชั้น รปู ที่ 3 กราฟการเปลี่ยนแปลงความสงู เทียบกับอุณหภูมิ และขอบเขตของงานในปรากฏการณ์อุณหภูมิผกผันที่มีช้นั ความรอ้ น 1 ช้ัน

76 Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) รปู ท่ี 4 กราฟการเปลี่ยนแปลงความสูงเทียบกับอุณหภูมิ และขอบเขตของงานในปรากฏการณ์อุณหภูมิผกผันที่มีชั้น ความร้อน 2 ช้ัน รูปที่ 5 สมการของ Diffusion Coefficient of SO2 in Air Initial Condition การพิจารณาได้กำหนดเงื่อนไขขอบเขตของ งานโดยมีการคำนวณและการศึกษาวิเคราะห์ ใน u = v = 0 , T = T(y) for t = 0 สมมตฐิ าน ดงั น้ี Boundary Condition u = v = 0 at x = 0,L 0  y  H 1. เนื่องจากก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์เป็น ส่วนประกอบของ PM2.5 ดังนั้นพิจารณาค่าการ u = v = 0 at y = 0,H 0  x  L แพร่กระจาย และความเข้มข้นของกา๊ ซซลั เฟอร์ไดออกไซด์ เทา่ น้ัน c = cso2 = 0 at x = 0,L 0  y  H 2. อากาศ และกา๊ ซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (Sulfur c = cso2 = 0 at y = 0,H 0  x  L dioxide) เป็นก๊าซซึ่งไม่ทำปฏิกิริยาระหว่างกัน โดยที่ ก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์เป็นส่วนประกอบส่วนหนึ่งที่อยู่ T = 0 at x = 0,L 0  y  H ใน PM2.5 x T = 0 at y = 0,H 0  x  L y t > 0 at y = 0 0  x  L T = 30 [ o C] t > 0 at y = 0 0  x  L c = cso2 = 5.9313x10−5 [ mol m2s ]

Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 77 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) 3. การไหลเป็นการไหลแบบราบเรียบ Diffusion Coefficient SO2 in to Air = 0.13053 (Lamina flow) ในแบบจำลอง 2 มติ ิ [cm2/s] และค่าความเข้มข้นหรือ Concentration SO2 เทา่ กบั 5.9313x10-5[mol/m2s] โดยทกุ ๆ 1 s จะปลอ่ ย 4. คำนวณผลของแรงลอยตวั SO2 เท่ากับ 5.9313x10-5 [mol/m2s] โดยอ้างอิงตาม 5. ไม่คำนวณการถ่ายเทความร้อนเนื่องด้วย งานวจิ ัยในหัวขอ้ Diffusion Coefficient of SO2 in Air จากการแผร่ งั สีความร้อน 6. ไมม่ กี ารเปลยี่ นแปลงสถานะของของไหล ผลการศกึ ษาและอภปิ รายผล 7. ความสงู เปน็ ฟังชันทีข่ ึ้นกบั อณุ หภูมิ H (T) ท่ี เปล่ียนแปลงตามอุณหภมู ิ กรณีที่ 1 การเกิดปรากฏการณ์อุณหภูมิผกผัน จากการศึกษาการแพร่กระจายความเข้มข้น 1 ชั้น นั้นเกิดจากกราฟในรูปมีลักษณะเป็นฝาชี 1 ช้ัน ของสาร SO2 เพื่อให้งานวิจัยนั้นสมจริง และเป็นไปตาม การแพร่กระจายความเข้มข้นของ PM2.5 หรือมลพิษ สมมุติฐานที่กำหนดไว้ โดยการนำค่าการแพร่กระจาย เป็นผลมาจากการเกิดปรากฏการณ์อุณหภูมิผกผันใน และความเข้มข้นที่มาจากการวิจัยในหัวข้อ Diffusion ลักษณะที่มีชั้นความร้อน 1 ชั้นในปรากฏการณ์อุณหภูมิ Coefficient of SO2 in Air ท ำ ใ ห ้ ท ร า บ ว ่ า ก า ร ผกผันส่งผลต่อการแพร่กระจายความเข้มข้นในชั้นความ แพร่กระจายของ SO2 ในอุณหภูมิที่แตกต่างกันนั้นมีค่า รอ้ น โดยคา่ ความเข้มข้นการแพร่กระจายเพ่ิมมากขนึ้ เมื่อ การแพร่กระจายความเข้มข้นที่แตกต่างกันด้วย โดย เกิดการไหลเนื่องจากความร้อนซึ่งแสดงออกมาใน สามารถนำข้อมูลเบื้องต้นไปทำการ Plot Graph โดย ลักษณะความเข้มขน้ เทียบกับเวลา นอกจากนั้นค่าความ เลือกใชว้ ิธี Regression ดังรปู ที่ 5 เข้มข้นและการแพร่กระจายเพิ่มมากขึ้นเมื่อเทียบกับผล y = − 0.051ln(x) + 0.304 ม า จ า ก ก า ร ของอุณหภูมิในช่วงระยะเวลาตอนต้น จะสามารถ PlotGraph โดยกำหนดให้อุณหภูมิในช่วงต่าง ๆ อยู่ แสดงผลออกมาในลักษณะอุณหภูมิเทียบกับเวลา และ แนวแกน x กับค่าการแพร่กระจายความเข้มข้นอยู่ การแพร่กระจายของความเข้มข้นเทียบกับเวลา แนวแกน y โดยต้องการจะทราบค่าอุณหภูมิที่ 30 [oC] ณ ตำแหน่งที่พื้น ที่ความสูง 500 เมตร ที่ความสูง ดังนั้นจึงแทนค่าลงสมการที่ x = 30 [oC] ค่า y หรือ 3250 เมตร รปู ท่ี 6 อณุ หภมู ิกบั ความเขม้ ขน้ เทียบกับเวลาภายในปรากฏการณ์อุณหภูมิผกผนั ท่ีมีช้ันความร้อน 1 ชัน้ ณ ตำแหนง่ ทพ่ี ื้น

78 Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) รูปที่ 7 อณุ หภูมิกับความเขม้ ขน้ เทยี บกับเวลาภายในปรากฏการณอ์ ุณหภมู ผิ กผนั ทม่ี ชี ั้นความร้อน 1 ชน้ั ณ ตำแหนง่ ท่ี ความสงู 500 เมตร รปู ท่ี 8 อุณหภูมิกับความเร็วเทียบกับเวลาภายในปรากฏการณ์อุณหภูมิผกผันที่มีชั้นความร้อน 1 ชั้น ณ ตำแหน่งท่ี ความสงู 3250 เมตร รูปที่ 6 สามารถวิเคราะห์ค่าความเข้มข้นของ ชว่ งเวลาที่ 800-900 [s] โดยมีคา่ ความเขม้ ขน้ 0.0017071 มวลพิษโดยแบ่งเป็น 8 ช่วงเวลาโดยพิจารณาที่อุณหภูมิ - 0.0016887 [mol/m3] ตามลำดับ แสดงว่าอุณหภูมิ ทางซ้ายมือกับค่าความเข้มข้นทางขวามอื ในรปู ท่ี 6 จะทำ และความเข้มข้นมีแนวโนม้ แปรผันตามกนั ดงั น้ันสามารถ ให้ทราบค่า ณ เวลาที่ ณ เวลาที่ 500, 600, 700, 800, อธิบายได้ เมอ่ื เวลาผา่ นไป ณ ตำแหน่งท่ีพื้นมีความเข้มขน้ 900, 1000, 1100, 1200 [s] มีค่าอุณหภูมิ 303.15, ของก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ สะสมอยู่โดยการสะสมไดร้ ับ 303.15, 303.15, 303.15, 303.15, 303.15, 303.15, อิทธิพลมาจากปรากฏการณ์อุณหภูมิผกผันแบบมีชั้น 303.15 [K] มีค่าความเข้มข้น 0.0013837, 0.0015886, ความร้อน 1 ช้ัน 0.0016732, 0.0017071, 0.0016887, 0.001595, 0.0014234, 0.0013106 [mol/m3] ตามลำดบั ตามลำดบั เม่ือพิจารณาในรปู ที่ 7 โดยแบง่ เปน็ 8 ชว่ งเวลา และเมื่อพิจารณาที่อุณหภูมิ อุณหภูมนิ ั้นคงที่ทุกช่วงเวลา โดยพิจารณาที่อุณหภูมิกับค่าความเข้มข้นในรูปที่ 7 ณ (เป็นไปตามเงื่อนไขและขอบเขตที่กำหนด) ส่วนค่าความ ตำแหน่งที่ 500 เมตร สามารถวิเคราะห์ค่าความเข้มข้น เข้มข้น มีแนวโน้มเพิ่มขึ้น และมีความเข้มข้นสูงสุดใน ของ PM2.5 โดยแบ่งเป็น 8 ช่วงเวลาทำให้ทราบค่า ณ เวลาที่ 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100, 1200 [s]

Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 79 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) มคี ่าอุณหภมู ิ 299.4, 299.41, 299.41, 299.21, 298.36, ไหลของของไหลมลี ักษณะหมุนวนเข้าสูจ่ ุดศูนย์กลางของ 295.75, 287.83, 286.08 [K] มีค่าความเข้มข้น 1.04E- Domain และเกิดการสะสมของ SO2 ตรงบริเวณพ้ืน 07, 8.36E-09, 5.63E-07, 1.15E-07, 1.51E-06, 1.90E- ส่วนในรูปที่ 10 ณ เวลาที่ 600 [s] ได้รับอิทธิพลของ 05, 2.16E-05, 2.84E-05 [mol/m3] ตามลำดับ และเมอ่ื ปรากฏการณ์อุณหภูมิผกผันทำให้เกิดการแพร่กระจาย พิจารณาที่อุณหภูมิมีแนวโน้มลดลงหลังช่วงเวลา 900- ของ SO2 ณ ความสูงในช่วง 500 [m] จึงทำให้ SO2 ไม่ 1200 [s] ส่วนค่าความเข้มข้นคงที่ในช่วงแรก และมี สามารถลอยตัวขึน้ ท่ีสูงได้ แนวโน้มเพิ่มขน้ึ หลงั ช่วงเวลา 1200 [s] แสดงว่าอุณหภูมิ และความเข้มขน้ มแี นวโน้มแปรผกผันกนั ดังนั้นสามารถ รปู ท่ี 9 ปรากฏการณอ์ ุณหภมู ผิ กผนั ทีม่ ีช้นั ความรอ้ น 1 ชนั้ อธิบายได้ เมื่อเวลาผ่านไป ณ ตำแหน่งที่ความสูง 500 เมื่อเวลาที่ 500 [s] เมตร มีความเข้มข้นของมลพิษสะสมอยู่โดยการสะสม ของมลพิษได้รับการสะสมต่อเนื่องมาจากตำแหน่งที่สูง รูปท่ี 10 ปรากฏการณ์อุณหภูมิผกผันที่มีชั้นความร้อน จากพื้น และได้รับอิทธิพลมาจากปรากฏการณ์อุณหภูมิ 1 ชัน้ เมอ่ื เวลาที่ 600 [s ผกผนั แบบมชี ั้นความร้อน 1 ช้ัน รูปที่ 8 ณ ตำแหน่งความสูงที่ 3250 เมตร สามารถวิเคราะห์ค่าความเข้มข้นของ PM2.5 โดย แบ่งเป็น 8 ช่วงเวลาโดยพิจารณาที่อุณหภูมิกับค่าความ เข้มข้นใน ณ เวลาที่ 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100, 1200 [s] มีค่าอณุ หภมู ิ 283.15, 283.15, 283.15, 283.14, 282.91, 282.77, 283.05, 283.48 [K] มีค่า ความเข้มข้น 3.26E-10, 3.60E-10, 6.45E-11, 2.65E- 10, 6.59E-11, 6.76E-08, 4.81E-07, 6.81E-06 [mol/m3] ตามลำดับ และเมื่อพิจารณาที่อุณหภูมิมี แนวโน้มลดลงในช่วงเวลา 800-900 [s] และอุณหภูมิมี แนวโน้มเพิ่มขึ้นหลังในช่วงเวลา 1000 [s] ส่วนความ เข้มข้นคงที่ในช่วงแรก และมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นหลัง ช่วงเวลา 1200 [s] แสดงว่าอุณหภูมิ และความเข้มข้น แปรผนั ตรงกบั เวลา ดังนั้นสามารถอธิบายได้ เมื่อเวลาผ่านไป ณ ตำแหน่งที่ความสูง 3250 เมตร (ในชั้นปรากฏการณ์ อุณหภูมิผกผัน) มีความเข้มข้นของมลพิษสะสมอยู่โดย การสะสมของมลพิษได้รับการสะสมต่อเนื่องมาจาก ตำแหน่งที่สูงจากพื้น และได้รับอิทธิพลมาจาก ปรากฏการณอ์ ุณหภูมิผกผันแบบมชี น้ั ความรอ้ น 1 ชน้ั ในปรากฏการณ์อุณหภูมิผกผันที่มีชั้นความ ร้อน 1 ชั้น ในรูปที่ 9 ณ เวลาที่ 500 [s] พฤติกรรมการ

80 Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) รูปท่ี 11 ปรากฏการณ์อุณหภูมิผกผันที่มีชั้นความร้อน รูปท่ี 14 ปรากฏการณ์อณุ หภูมผิ กผนั ทม่ี ชี ้ันความร้อน 1 1 ชั้น เมื่อเวลาที่ 700 [s] ช้นั เมอื่ เวลาที่ 1000 [s] รปู ที่ 12 ปรากฏการณ์อุณหภูมิผกผันที่มีชั้นความร้อน ในปรากฏการณ์อุณหภูมิผกผันที่มีชั้นความ 1 ชั้น เมอ่ื เวลาท่ี 800 [s] ร้อน 1 ชั้น รูปที่ 11 - 14 ณ เวลาที่ 700 - 1000 [s] พฤตกิ รรมการไหลของของไหลมลี ักษณะหมนุ วนเข้าสู่จุด ศูนย์กลางของ Domain เหมือนในช่วงเวลา 500 – 600 [s] แต่จุดที่เริ่มหมุนวนอยู่ใน Inversion Layer หรือชั้น อุณหภูมิผกผันจึงทำให้การแพร่กระจายของSO2 ไม่ สามารถลอยตัวขน้ึ ทส่ี ูงได้ และสง่ ผลให้หมุนวน และช้อน SO2 อยู่ตรงกลางของ Domain ทำให้เกิดการสะสมของ SO2 อย่างต่อเน่ือง ณ ตำแหน่งท่ีพื้น รูปที่ 15 ปรากฏการณ์อุณหภูมิผกผันที่มีชั้นความร้อน 1 ชน้ั เม่อื เวลาที่ 1100 [s] รูปที่ 13 ปรากฏการณ์อุณหภูมิผกผันที่มีชั้นความร้อน 1 ชั้น เมื่อเวลาท่ี 900 [s]

Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 81 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) รูปที่ 16 ปรากฏการณ์อุณหภูมิผกผันที่มีชั้นความร้อน สงู และแพร่กระจายไปในตำแหนง่ ที่สูงข้ึนได้ 1 ช้ัน เมอ่ื เวลาที่ 1200 [s] กรณที ่ี 2 การเกิดปรากฏการณอ์ ุณหภมู ิผกผัน 2 ส่วนรูปที่ 15 –16 ณ เวลาที่ 1100 - 1200 [s] ชน้ั แบบไมม่ ีการเปลี่ยนแปลงอณุ หภูมิในช้นั ความรอ้ น เกิดการหมุนวนที่ตำแหน่งสูงขึ้น และอิทธิพลของ ลักษณะของการแพร่กระจายความเข้มข้นของ Inversion Layer ทำให้เกิดการกดตัวของของไหลโดย ส่งผลให้การแพร่กระจายของ SO2 ไมส่ ามารถลอยตัวข้ึนที่ PM2.5 หรือมลพิษเป็นผลมาจากการเกิดปรากฏการณ อุณหภูมิผกผันในลักษณะที่มีชั้นความร้อน 2 ชั้น โดยมี ลักษณะไม่มีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิในชั้นความร้อน ใน ปรากฏการณ์อุณหภูมิผกผันส่งผลต่อการแพร่กระจาย ความเข้มข้นในชั้นความร้อน โดยค่าความเข้มข้นการ แพร่กระจายเพิ่มมากขึ้นเมื่อเกิดการไหลเนื่องจากการ ถ่ายเทความร้อน และการพาความร้อน ซึ่งมีผลลัพธ์แสดง ออกมาในลักษณะความเข้มข้นเทียบกับเวลาณ ตำแหน่งที่ พื้น, ที่ความสูง 500 เมตร, ที่ความสูง 3250 เมตรรูปที่ 16 ปรากฏการณ์อุณหภูมิผกผันที่มีชั้นความร้อน 1 ชั้น เม่ือ เวลาที่ 1200 [s] รปู ท่ี 17 อุณหภูมกิ บั ความเข้มขน้ เทยี บกับเวลาภายในปรากฏการณ์อุณหภมู ผิ กผนั ทมี่ ชี น้ั ความรอ้ น 2 ชน้ั ณ ตำแหน่งที่พน้ื รูปที่ 17 สามารถวิเคราะห์ค่าอุณหภูมิกับความ 0.002338, 0.0021877 [mol/m3] ตามลำดับ และเม่ือ เข้มข้นเทยี บกับเวลา โดยแบ่งเป็น 8 ช่วงเวลาโดยพิจารณา พิจารณาที่อุณหภูมิ อุณหภูมินั้นคงที่ทุกช่วงเวลา (เป็นไป ที่ ณ ตำแหน่งที่พื้น (0 เมตรในขอบเขตของงาน) สามารถ ตามเงื่อนไขและขอบเขตที่กำหนด) ส่วนค่าความเข้มข้น มี วิเคราะห์ค่าความเข้มข้นของก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ โดย แนวโน้มเพิ่มขึ้น และมีความเข้มข้นสูงสุดในช่วงเวลาท่ี แบ่งเป็น 8 ช่วงเวลา โดยพิจารณาที่อุณหภูมิกับค่าความ 900-1100 [s] โดยมีค่าความเข้มข้น 0.0020799 - เข้มข้นทำให้ทราบค่า ณ เวลาที่ 500, 600, 700, 800, 0.002338 [mol/m3] ตามลำดับ แสดงว่าอุณหภูมิ และ 900, 1000, 1100, 1200 [s] มีค่าอุณหภูมิ 303.15 [K] ความเข้มข้นมีแนวโน้มแปรผันตามกัน ดังนั้นสามารถ (ทกุ ๆ ชว่ งเวลา) มคี า่ ความเข้มข้น 0.001529, 0.0016394, อธิบายได้ เมื่อเวลาผ่านไป ณ ตำแหน่งท่ีพื้นมีความเข้มขน้ 0.0017147, 0.0019525, 0.0020799, 0.0023642, ของก๊าซซลั เฟอร์ไดออกไซด์ หรือ PM2.5 สะสมอยโู่ ดยการ

82 Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) สะสมได้รับอิทธิพลมาจากปรากฏการณ์อุณหภูมิผกผัน แบบมชี ัน้ ความร้อน 2 ชั้น รปู ที่ 18 อุณหภมู ิกบั ความเข้มขน้ เทียบกับเวลาภายในปรากฏการณอ์ ณุ หภูมิผกผันทีม่ ชี ้ันความร้อน 2 ช้ัน ณ ตำแหน่ง ทคี่ วามสงู 500 [m] รูปท่ี 19 อุณหภูมกิ ับความเข้มข้นเทียบกบั เวลาภายในปรากฏการณ์อณุ หภูมิผกผันทม่ี ชี นั้ ความร้อน 2 ช้ัน ณ ตำแหน่ง ทคี่ วามสงู 3250 [m] รูปที่ 18 สามารถวิเคราะห์ค่าอุณหภูมิกับความ ตามลำดับ และเมื่อพิจารณาที่อุณหภูมิ อุณหภูมินั้นคงท่ี เข้มขน้ เทียบกับเวลา โดยแบง่ เป็น 8 ช่วงเวลาโดยพิจารณา ช่วงเวลาแรกตั้งแต่ 0 – 300 [s] ส่วนค่าความเข้มข้น มี ที่ ณ ตำแหน่งความสูงที่ 500 เมตร (วิเคราะห์ใน แนวโน้มคงที่ในช่วงแรก และมีความเข้มข้นสูงสุดใน ช่วงความสูงที่เกิดปรากฏการณ์อุณหภูมิผกผัน 2 ชั้น) ช่วงเวลาที่ 1100 [s] ถึงชว่ งหลัง 1300 [s] ไปแล้ว โดยมีค่า สามารถวิ เคราะห ์ค ่าความเข้ มข้ นของก๊ าซซั ลเฟอร์ได ความเข้มข้น 6.81E-06 [mol/m3] ถึงช่วงหลัง 2.65E-05 ออกไซด์ โดยแบ่งเป็น 8 ช่วงเวลา โดยพิจารณาที่อุณหภมู ิ [mol/m3] ตามลำดับ แสดงว่าอุณหภูมิ และความเข้มข้นมี กับค่าความเข้มข้น ณ เวลาที่ 500, 600, 700, 800, 900, แนวโน้มเพิ่มขึ้น และแปรผันตามกับเวลา ดังนั้นสามารถ 1000, 1100, 1200 [s] มีค่าอุณหภูมิ 291.2, 291.22, อธิบายได้ เมื่อเวลาผ่านไป ณ ตำแหน่งความสูงที่ 500 291.25, 291.27, 291.28, 291.28, 291.31, 291.34 [K] มี เมตร มีความเข้มข้นของก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ หรือ ค่าความเข้มข้น 2.15E-07, 3.18E-06, 3.82E-06, 2.67E- PM2.5 สะสมอยู่โดยการสะสมได้รับอิทธิพลมาจาก 06, 1.30E-06, 3.48E-07, 6.81E-06, 1.46E-05 [mol/m3] ปรากฏการณ์อณุ หภูมผิ กผันแบบมชี ้นั ความรอ้ น 2 ช้ัน

Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 83 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) รูปที่ 19 สามารถวิเคราะห์ค่าอุณหภูมิกับความ ทำให้เกิดการแพร่กระจายของ SO2 และการแพร่กระจาย เข้มข้นเทียบกบั เวลา โดยแบ่งเป็น 8 ช่วงเวลาโดยพิจารณา ของ SO2 ไม่สามารถลอยตัวขน้ึ ทส่ี ูงได้ ที่ ณ ตำแหน่งความสูงที่ 3250 เมตร (วิเคราะห์ใน ช่วงความสูงที่เกิดปรากฏการณ์อุณหภูมิผกผัน 2 ชั้น) รปู ท่ี 20 ปรากฏการณ์อุณหภูมิผกผันที่มีชั้นความร้อน สามารถวิเคราะห์ค่าความเข้มข้นของก๊าซซัลเฟอร์ได 2 ชน้ั เมอ่ื เวลาที่ 500 [s] ออกไซด์ โดยแบ่งเป็น 8 ช่วงเวลา โดยพิจารณาที่อุณหภมู ิ กับค่าความเข้มข้น ณ เวลาที่ 500, 600, 700, 800, 900, รปู ท่ี 21 ปรากฏการณ์อุณหภูมิผกผันที่มีชั้นความร้อน 1000, 1100, 1200 [s] มีค่าอุณหภูมิ 283.15, 283.16, 2 ชั้น เมอื่ เวลาท่ี 600 [s] 283.18, 283.16, 283.12, 283.08, 283.08, 283.12 [K] มี ค่าความเข้มข้น 3.15E-12, 5.85E-11, 1.95E-09, 4.04E-09, 6.66E-08, 9.57E-08, 8.72E-08, 2.91E-07 [mol/m3] ตามลำดับ และเม่อื พจิ ารณาท่ีอุณหภูมิในช่วงที่ 1 อุณหภูมินั้นคงที่ในช่วงเวลาที่ 0 – 500 [s] ส่วนช่วงที่ 2 อุณหภูมิเพิ่มขึ้นตั้งแต่ 500 – 750 [s] และช่วงสุดท้าย อุณหภูมิมีแนวโน้มลดลงต่ำกว่าช่วงที่ 1 และช่วงที่ 2 ส่วน ในค่าความเข้มข้นคงที่ในช่วงเวลาที่ 0 – 900 [s] และมี ความเขม้ ข้นสงู สุดในช่วงเวลาที่ 1200 - 1250 [s] โดยมีค่า ความเข้มข้น 2.91E-07 - 1.88E-06 [mol/m3] แสดงว่า อุณหภูมิ และความเข้มข้นมีแนวโน้มแปรผกผันกับเวลา ดังนัน้ สามารถอธิบายได้ เม่ือเวลาผา่ นไป ณ ตำแหน่งความ สูงที่ 3250 เมตร มีความเข้มข้นของก๊าซซัลเฟอร์ได ออกไซด์ หรือ PM2.5 สะสมอยโู่ ดยการสะสมไดร้ ับอิทธิพล มาจากปรากฏการณ์อุณหภูมิผกผันแบบมีชั้นความร้อน 2 ชั้น (แต่ในการสะสมของก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ นั้นมี ปริมาณท่ีเพิม่ ข้ึนจากเดมิ แตเ่ ปน็ การเพิม่ ขึ้นทไี่ ม่คงท)่ี ในปรากฏการณ์อุณหภูมิผกผนั ที่มีชั้นความรอ้ น 2 ช้ัน ในรูปท่ี 20 ณ เวลาที่ 500 [s] กบั รปู ที่ 21 ณ เวลาที่ 600 [s] เมื่อนำมาเปรียบเทียบกันและ วิเคราะห์มี พฤติกรรมการไหลของของไหลมีลักษณะลอยตัวขึ้นสูงข้ึน ท้งั เวลาที่ 500 [s] และ 600 [s] แตพ่ ิจารณาท่ีเวลา 500 [s] นั้นยังไม่เกิดการหมุนวนเข้าสู่จุด ศูนย์กลางของ Domain แต่ในทางกับกันนั้น ณ เวลาที่ 600 [s] ของไหลเริ่มก่อตัว ใหเ้ หน็ ว่าหมุนวนเข้าสจู่ ดุ ศนู ย์กลางของ Domain และเกิด การสะสมของ SO2 ตรงบริเวณพื้นจนถงึ ณ ความสูงท่ี 500 เมตร ซึ่งเริ่มได้รับอิทธิพลของปรากฏการณ์อุณหภมู ผิ กผัน

84 Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) รปู ที่ 22 ปรากฏการณ์อุณหภูมิผกผันที่มีชั้นความร้อน รปู ที่ 24 ปรากฏการณ์อุณหภูมิผกผันที่มีชั้นความร้อน 2 ชน้ั เมอื่ เวลาที่ 700 [s] 2 ชั้น เมื่อเวลาที่ 900 [s] รปู ท่ี 23 ปรากฏการณอ์ ุณหภูมผิ กผนั ทีม่ ีช้นั ความรอ้ น 2 รปู ที่ 25 ปรากฏการณ์อุณหภูมิผกผันที่มีชั้นความร้อน ชน้ั เมื่อเวลาท่ี 800 [s] 2 ชั้น เม่ือเวลาที่ 1000 [s] ในปรากฏการณ์อุณหภูมิผกผนั ที่มชี ั้นความรอ้ น รูปที่ 26 ปรากฏการณ์อุณหภูมิผกผันที่มีชั้นความร้อน 2 ชั้น รูปที่ 22 - 23 ณ เวลาที่ 700 - 800 [s] เมื่อนำมา 2 ชัน้ เมื่อเวลาท่ี 1100 [s] เปรียบเทียบกันระหว่างรูปที่ 22 ณ เวลาที่ 700 [s] พฤติกรรมการไหลของของไหลนั้นมีลักษณะไหลของสู่จุด ศูนย์กลางชัดเจนมากกว่าตอนที่เวลา 500 [s] กับ 600 [s] ส่วนการแพร่กระจายของ SO2 มีการแพร่ชัดเจนตรงกลาง ของ Domain เมื่อนำมาเทียบกับรูปที่ 23 ณ เวลาที่ 800 [s] พฤติกรรมการไหลของของไหลมีการหมุนวนเข้าสู่จุด ศูนย์กลางอย่างเห็นได้ชัดเจนมากกว่า ณ เวลาที่ 700 [s] การแพร่กระจายของ SO2 มีการแพร่กระจายทั่วบริเวณ ตำแหนง่ ด้านลา่ งของ Domain อยา่ งเห็นไดช้ ดั

Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 85 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) รูปที่ 27 ปรากฏการณ์อุณหภูมิผกผันที่มีชั้นความร้อน สรุปผล 2 ชั้น เม่อื เวลาท่ี 1200 [s] ในงานวิจัยนี้เป็นการใช้คอมพิวเตอร์ช่วยจำลอง ในส่วนปรากฏการณ์อุณหภูมิผกผันที่มีชั้น ปรากฏการณ์อุณหภูมิผกผันทั้ง 2 แบบ โดยมีลักษณะ ความร้อน 2 ชั้น รูปที่ 24 - 27 ณ เวลาที่ 900 - 1200 ปรากฏการณ์อุณหภูมผิ กผันแบบชั้นความร้อน 1 ชั้น และ [s] เมื่อนำมาเปรียบเทียบกันระหว่างรูปที่ 24 ณ เวลาที่ 2 ชั้น และในสภาพปกติ โดยการแพร่กระจายของความ 900 [s] พฤตกิ รรมการไหลของของไหลนั้นมีการพา และ เข้มข้นของสาร แพร่กระจายเข้าสู่ปรากฏการณ์อุณภูมิ แพร่กระจายของ SO2 ลอยตัวสูงขึ้นโดยมีการหมุนวนใน ผกผันซึ่งทำให้เกิดเป็นมลพิษหรือฝุ่น PM2.5 โดยจำลอง ลักษณะทวนเข็มนาฬิกาเป็นวงกลมอย่างเห็นได้ชัดเจน แบบเป็นสี่เหลียม 2 มิติ โดยในแบบจำลองเป็น อากาศ แต่ในการพาของของไหล และการแพร่กระจายของ SO2 และมมี ลพิษแพรก่ ระจายผสมอยใู่ นอากาศ และแบบจำลอง นั้นไม่สามารถลอยตัวขึ้นที่สูงเป็นผลเน่ืองมาจากอิทธิพล ปรากฏการณ์อุณภูมิผกผันนี้เป็นแบบจำลองแบบของไหล ของปราฏการณ์อุณหภูมิผกผัน เมื่อนำมาเทียบกับรูปที่ ดังนั้นเพื่อคำนวณผล การทำนายผลของสาเหตุการเกิดฝนุ่ 25 ณ เวลาที่ 1000 [s] พฤติกรรมการไหลของของไหลมี และการสะสมของ PM2.5 ได้อย่างมีประสิทธิภาพใน การหมุนวนในลักษณะทวนเข็มนาฬิกาเป็นวงกลมซึ่งมี ขั้นตอนการทดลอง ในงานวิจัยนี้ได้เพิ่มขอบเขตของ ลกั ษณะคลา้ ยกับช่วง ณ เวลาท่ี 900 [s] และเร่มิ เกิดการ บรรยากาศ (Boundary Layer) หรอื ชนั้ ของความร้อนหรือ เปลี่ยนแปลงของชั้นความร้อน หรือที่เรียกว่า Moving ฟังก์ชันความสูงของอุณหภูมิ H (T ) และความหนาแน่น Boundary อยา่ งเหน็ ได้ชดั ของอุณหภูมิ (T ) เพื่อคล้ายกับลักษณะความเป็นจริง มากที่สุด โดยขอบเขตเงื่อนไขการวิเคราะห์การไหลของ ส่วนรูปที่ 26– 27 ณ เวลาที่ 1100 - 1200 [s] ของไหล เป็นการศึกษาในสมมติฐานบนพื้นฐานของสมการ เกิดการหมุนวนที่ตำแหน่งสูงขึ้นมีลักษณะเป็นวงกลม ความต่อเนื่อง (Continuity Equation) และสมการ ใหญ่ หมุนไปในทิศทางทวนเข็มนาฬิกา และเกิดการ โมเมนตัม (Momentum Equation) ส่วนขอบเขตเงื่อนไข เปลย่ี นแปลงของชน้ั ความรอ้ น หรือ Moving Boundary การวิเคราะห์การถ่ายเทพลงั งานความร้อนใช้สมมติฐานบน ทั้ง 2 ช่วงความสูง ณ ความสูงที่ 500 – 600 เมตร และ พื้นฐานของ สมการอนุรักษ์พลังงาน (Energy Equation) ช่วง 3000 – 3500 เมตร ซง่ึ เป็นอทิ ธิพลของปราฏการณ์ โดยการเพิ่มประสิทธิภาพการศึกษาจากการอธิบายด้วย อุณหภูมิผกผัน ทำให้เกิดการกดตัวลงโดยส่งผลให้การ สมการนำความร้อนกับสมการพาความร้อนในของไหล แพร่กระจายของ SO2 ไม่สามารถลอยตัวขึ้นที่สูง และ ร่วมกับสมการการแพร่กระจายของความเข้มข้นของสาร แพรก่ ระจายไปในตำแหน่งทส่ี งู ข้ึนได้ (Diffusion of Concentration) พบว่า ปรากฏการณ์อุณ ภูมิผกผันมีอิทธิพลต่อการแพร่กระจายของ PM2.5 เมื่อ เวลาเปลี่ยนไปมีการแพร่กระจายเพิ่มมากขึ้น และมีการ สะสมของ PM2.5 เพิ่มมากขึ้น ตัวแปรที่สำคัญต่อ ผลกระทบนี้คือความสูงกับอุณหภูมิ ทำให้ไม่สามารถ ระบาย PM2.5 ทำให ้ เก ิ ดการสะสมของ PM2.5 เพราะฉะนั้นในสภาพปกติก็จะมีอิทธิพลตรงกันข้ามกับ ปรากฏการณ์อุณภูมิผกผัน โดยเมื่อเวลาเปลี่ยนไปมีการ แพร่กระจายเพิ่มมากขึ้น การสะสมของ PM2.5 ต่ำกว่า

86 Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) ตอนที่เกิดปรากฏการณ์อุณภูมิผกผันให้สามารถระบาย บัณฑิตศึกษา และเอื้อเฟื้อสถานที่ในการทำวิจัย ทำให้ PM2.5 ได้ดีกว่าทำให้ไม่เกิดการสะสมของ PM2.5 การ งานวิจยั น้สี ำเรจ็ ลุล่วงไปไดด้ ว้ ยดี เปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ และความเข้มข้นเทียบกับเวลา ในปรากฏการณ์อุณภูมิผกผันนั้นเริ่มชัดเจน ณ เวลาที่ เอกสารอ้างองิ 500 [s] เพราะเนื่องจากขอบเขตงานมีขนาดใหญ่ และมี ความแตกต่างของอุณหภูมิในปริมาณไม่มาก ดังนั้นจึง 1. Costa LG, Cole TB, Dao K, Chang Y, Garrick พจิ ารณาอทิ ธิพลของปรากฏการณอ์ ณุ ภูมผิ กผนั ในช่วงเวลา JM. Developmental impact of air pollution 500 -1200 [s] การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ณ ความสูง on brain function. Neurochemistry ต่าง ๆ ได้รับผลกระทบจากการพาความร้อน และการ International (NCI). 2019;131:104580. ถ่ายเทความร้อนของ ๆ ไหล และในทางเดียวกันนั้นสนาม และทิศทางการไหลความเร็วการไหลก็ได้รับผลกระทบจาก 2. Singh A, Pant P, Pope FD. Air quality during การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ณ ตำแหน่งช่วงความสูง and after festivals. Atmos Res. 2019;227:220- ต่าง ๆ ส่วนตัวแปรอื่น ๆ เป็นตัวแปรรองที่แทบจะไม่ 32. สามารถสง่ ผลกระทบต่อการเปลีย่ นแปลงหรือเปลี่ยนแปลง เพียงเล็กนอ้ ยเท่าน้นั 3. Shendell D. Community outdoor air quality: sources, exposure agents and health ค่าความเข้มข้นของสารพษิ จะลดลงหรือเกิดการ outcomes. Encyclopedia of Environmental สะสมน้อยลง เกิดจากอุณหภูมิ ณ ความสูงที่เปลี่ยนลดลง Health. 2011;791-805. และความเรว็ ท่ีพามลพิษลอยตัวสูงขึน้ ถ้าหากอุณหภูมิของ อากาศที่พื้นมีความต่างกับอุณหภูมิด้านบนโดยไม่มีชั้น 4. Li Y, Yan J, Sui X. Tropospheric temperature ความร้อนอยู่ภายในแบบจำลอง จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ inversion over central China. Atmos Res. การระบายอากาศได้ดียิ่งขึ้น โดยเฉพาะตำแหน่งที่พื้นมี 2012;116:105-15. อุณหภูมสิ ูงกว่าตำแหน่งด้านบน ทำให้เกิดการไหลเนื่องจา การพาความร้อน และการถา่ ยเทความร้อนชว่ ยให้พาความ 5. Geng L, Wu Z, Zhang S, Zhou K. The end เข้มข้นของสารพิษลอยตัวไปด้วย และช่วยลดการแพร่ effect in air pollution: The role of perceived กระจายความเข้มข้นของสารพษิ ณ ตำแหน่งบรเิ วณพื้น difference. J Environ Manage. 2019;232:413- 20. การศึกษาปรากฏการณ์อุณภูมิผกผันในลักษณะ การเกิดชั้นความร้อน 1 และ 2 ชั้น สามารถอธิบายได้ว่า 6. Xu T, Song Y, Liu M, Cai X, Zhang H, Guo J, การเกิดอุณภูมิผกผันทำให้เกิดการเก็บสะสมของ PM2.5 et al. Temperature inversions in severe ณ ตำแหน่งตา่ ง ๆ และสาเหตรุ วมถงึ ผลลัพธ์ของเหตุการณ์ polluted days derived from radiosonde data ในสถานที่จริงต่าง ๆ ทม่ี กี ารสะสมของ PM2.5 in North China from 2011 to 2016. Sci Total Environ. 2019;647:1011-20. กติ ตกิ รรมประกาศ 7. Zang Z, Wang W, You W, Li Y, Ye F, Wang C. ขอขอบคุณ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาลัย Estimating ground-level PM 2.5 ธรรมศาสตร์ ที่ได้กรุณามอบทุนการศึกษาระดับ concentrations in Beijing, China using aerosol optical depth and parameters of the temperature inversion layer. Sci Total Environ. 2017;575:1219-27.

Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 87 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) 8. Ganbat G, Baik J. Wintertime winds in and 12. Abed B, Benzerdjeb A, Hamidou M. A around the Ulaanbaatar metropolitan area numerical analysis on the effect of turbulent in the presence of a temperature inversion. schmidt number on numerical prediction of The Asia-Pacific Journal of Atmospheric pollutant dispersion within street canyons. Sciences (APJAS). 2016;52:309–25. The Eurasia Proceedings of Science Technology Engineering and Mathematics. 9. Zhang Z, Li Y. Near-surface temperature 2018:(4):230–40. inversion over the east china sea. Earth and Environmental Science. 2020;531:012048. 13. Jouberta P, Quéréb PL, Bégheina C, Collignanc B, Couturierc S, Glocknerd S, et 10. Milionis AE, Davies TD. Regression and al. A numerical exercise for turbulent natural stochastic models for air pollution-II. convection and pollutant diffusion in a two- Application of stochastic models to examine dimensional partially partitioned cavity. INT the links between ground-level smoke J Therm Sci. 2005;44(4):311-22. concentrations and temperature inversions. Atmos Environ. 1994;28:2811-2822. 14. Yuan Y, Yang K, Du C, Fu X. Study on Schmidt number of pollutant diffusion in urban 11. Santiago JL, Buccolieri R, Rivas E, Calvete- street atmosphere. Procedia Engineer. Sogo H, Sanchez B, Martilli A, et al. CFD 2017;205:1711-17. modelling of vegetation barrier effects on the reduction of traffic-related pollutant 15. Fish BR, Durham JL. Diffusion coefficient of concentration in an avenue of Pamplona, SO2 in air. Environ Lett. 1971;2(1):13-21. Spain. Sustain Cities Soc. 2019;48:101559.

88 Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) การทดสอบความถูกต้องของวิธีวิเคราะห์ปรมิ าณไมทราไจนนี ในตัวอย่างเลือดและปัสสาวะ ด้วยออนไลน์ เอส พี อี ลิควิดโครมาโตกราฟี แมสสเปกโตรเมทรี Method Validation for the Quantification of Mitragynine in Blood and Urine by Using Online Solid Phase Extraction Liquid Chromatography-Mass Spectrometry ภัทรพร ชดชอ้ ย* Phatraporn Chodchoy* สาขานติ ิวิทยาศาสตร์และงานยุตธิ รรม คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลยั ศิลปากร และกลุ่มงานพษิ วิทยา สถาบนั นิติเวช วทิ ยา โรงพยาบาลตำรวจ Forensic Science and Criminal Justice, Faculty of Science, Silpakorn University and Toxicology Division, Institute of Forensic Medicine, THAILAND *Corresponding author e-mail: [email protected] ARTICLE INFO ABSTRACT Article history: Kratom (Mitragyna speciosa Korth) is a tropical plant in Received: 18 September, 2020 Thailand, which an addictive effect. Kratom is classified as a Penal Drug Revised: 16 November, 2020 Category-5 of the Thai Narcotics Act 2522 (1979), the least restrictive Accepted: 29 December, 2020 and punitive level. Mitragynine is a major alkaloid of Kratom and is Available online: 18 October, 2021 responsible for its opioid effects, which has pharmacological action. DOI: 10.14456/jarst.2021.8 Therefore may increase the use of kratom by pretending to be medical Keywords: mitragynine, urine, benefits. This research aims to study method validation to quantify blood, online-SPE-LC-MS/MS Mitragynine from Kratom in serum and urine by using Online-SPE-LC- MS/MS. This method has six topics for validation. First, the linearity has r2 (0.995 - 1.000) in blood and urine equal to 0.9998 and 0.9992, respectively. Second, the specificity has not to be disturbed in the chromatogram of Mitragynine in the blood and urine. Third, the accuracy with %recovery (± 15%) in blood and urine equal to 95.25- 109.12% and 94.98-111.20%, respectively. Forth, the precision shows that the Intraday-Precision and Interday-Precision values are %RSD (<15%) within acceptable levels in both blood and urine. Fifth, the

Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 89 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) detection limit (S/N ratio > 3) in the blood and urine is equal to 0.20, 0.15 ng/mL, respectively. And sixth, the limit of quantitation (S/N ratio > 10) in the blood and urine is equal to 1.0, 2.0 ng/mL, respectively. The obtained LOQ has to be in the right criteria. The determination of Mitragynine in the blood and urine using this method is appropriate. This method could analyze samples precisely and reliably. บทคัดย่อ การหาปริมาณสารไมทราไจนีน ในเลือดและปัสสาวะด้วย วิธีวิเคราะห์นี้มีความเหมาะสม สามารถใช้วิเคราะห์ พชื กระทอ่ ม (Mitragyna speciosa Korth) เป็น ตวั อย่างได้ถกู ต้อง แมน่ ยำและเชื่อถือได้ พืชพื้นเมืองในประเทศไทย ที่มีฤทธิ์ทำให้เสพติดได้ ดังน้ัน กระท่อมจึงถูกจัดเป็นยาเสพติดให้โทษประเภทที่ 5 ตาม คำสำคญั : ไมทราไจนีน ตวั อย่างปัสสาวะ ตวั อยา่ งเลือด พระราชบัญญัติ ยาเสพติดให้โทษ พ.ศ.2522 สารสำคัญท่ี Online-SPE-LC-MS/MS พบในใบกระทอ่ ม คอื ไมทราไจนนี (Mitragynine) เป็นสาร ในกลุม่ อลั คาลอยด์ ซง่ึ มีฤทธิ์ทางเภสัชวิทยา จงึ อาจทำให้มี บทนำ การใช้กระท่อมเพิ่มมากขึ้น โดยแอบอ้างถึงประโยชน์ทาง การแพทย์ ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงทำการทดสอบความถูกต้อง พืชกระท่อม มีชื่อวิทยาศาสตร์คือ Mitragyna ของวิธวี ิเคราะห์หาปรมิ าณของสารไมทราไจนนี ในตวั อย่าง speciosa Korth. เป็นพืชในวงศ์ Rubiaceae สามารถพบ ทางชีวภาพ ได้แก่ เลอื ดและปัสสาวะ ด้วยวิธี Online-SPE- ได้ในภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ โดยเฉพาะประเทศ LC-MS/MS โดยทำการทดสอบความถูกต้องของวิธี ไทยและประเทศมาเลเซีย เนื่องจากพืชกระท่อมมีฤทธิ์ทำ วิเคราะห์ 6 หัวข้อ พบว่าหัวข้อที่ 1 linearity มีค่า r2 ให้เสพติดได้ จึงถูกจัดเป็นยาเสพติดให้โทษประเภทที่ 5 (0.995 – 1.000) ในเลือดและปัสสาวะ เท่ากับ 0.9998 ตามพระราชบัญญัติยาเสพติดให้โทษ พ.ศ.2522 (1) สารที่ และ 0.9992 ตามลำดับ หัวข้อที่ 2 specificity ไม่พบ พบได้ในกระท่อมเป็นสว่ นใหญค่ อื สารในกลุ่มแอลคาลอยด์ peak อื่นรบกวนใน chromatogram ของสารไมทราไจนนี รวม (Total Alkaloids) โดย แอลคาลอยด์ ที่พบได้มาก ในเลือดและปัสสาวะ หัวข้อที่ 3 accuracy มีค่า ที่สุดคือสารไมทราไจนนี (Mitragynine) ซึ่งเป็นสารหลกั ใน %recovery (±15%) ในเลือดและปัสสาวะ เท่ากบั 95.25- การออกฤทธิ์ (2) 109.12% และ 94.98-111.20% ตามลำดับ หัวข้อที่ 4 precision พบว่าค่า Intraday-Precision และ Interday- ไมทราไจนีน มีลักษณะเป็นผงสีขาว (White Precision มีค่า %RSD (< 15%) ซึ่งอยู่ในเกณฑ์ที่ยอมรับ amorphous powder) มีสูตรโมเลกุล คือ C23H30N2O4 มี ได้ทั้งในเลือดและปัสสาวะ หัวข้อที่ 5 limit of detection น้ำหนักโมเลกุลเท่ากับ 398.50 g/mol สามารถละลายได้ (S/N > 3) ในเลือดและปัสสาวะมีค่าเท่ากับ 0.20, ในแอลกอฮอล์และ ตัวทำละลายอินทรีย์ (Organic 0.15 ng/mL ตามลำด ั บ และห ั วข้ อที ่ 6 limit of solvent) ไดแ้ ก่ อะซโิ ตน (Acetone), กรดแอซตี ิก (Acetic quantitation (S/N > 10) ในเลอื ดและปสั สาวะมีคา่ เทา่ กับ acid), คลอโรฟอร์ม (Chloroform) และ ไดเอทิลอีเทอร์ 1.00, 2.00 ng/mL ตามลำดับ โดยค่า LOQ ที่ได้นั้นมี (Diethyl ether) แต่ไม่สามารถละลายในนำ้ ได้ (2) โดยสาร accuracy และ precision อยู่ในเกณฑ์ท่ียอมรับได้ ดังนั้น ไมทราไจนีน มีคุณสมบัติทางเคมีฟิสิกส์คือ มีความชอบ ไขมัน (lipophilic) โดยมีค่า log P เท่ากับ 1.73 และเป็น ด่างอ่อนโดยมีค่า pKa เท่ากับ 8.1 ละลายได้ดีในกรดแต่ เป็นสลายตวั ได้ในสภาวะกรด (3)

90 Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) ด้านเภสัชจลนศาสตร์พบว่าสารไมทราไจนีน มิว และ ตัวรับเดลต้า ซึ่งเกี่ยวข้องกับฤทธิ์ต่อจิตประสาท สามารถดูดซึมได้เร็วเมื่อบริหารยาด้วยการรับประทาน (Psychoactive) โดยมีคุณสมบัติลดการปวด (Analgesic) และระดับยาในเลือดสามารถขนึ้ ถึงความเข้มข้นสูงสุดได้ใน มีผลยับยั้งการหดตัวของลำไส้เล็กทำให้มีฤทธิ์แก้ท้องเสีย เวลาประมาณ 1.5 ชั่วโมง โดยระดับยาในเลือดสูงสุด นอกจากนี้ในระดับเซลล์สามารถปิดกั้นช่องแคลเซียม เท่ากับ 0.3-1.8 µM และสาร ไมทราไจนีน มีค่าชีว (Ca2+ channel) จึงสามารถลดการปลดปล่อยสารสื่อ ประสิทธิผล (Bioavailability) ประมาณ 21% มีค่าการ ประสาท (Neurotransmitter) จาก ปลายประสาท (Nerve กระจายตัวของยา (Volume of distribution; Vd) เท่ากับ endings) ที่ วาส ดีเฟอเรนส์ (Vas deferens) ซึ่งเกี่ยวข้อง 37-90 L/kg มีค่าการรวมตัวกับโปรตีน (Protein binding) กับฤทธิ์ทางสรีรวิทยา และพบว่าสามารถเพิ่มระดับ เทา่ กับ 85-95% (3) มีการเปลี่ยนแปลงสภาพของยา ระยะ การคั่งของสารสื่อประสาทโมโนเอมีน (Monoamine ที่ 1 และ 2 โดยเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส (Hydrolysis) หมู่ neurotransmitter) สารสื่อประสาท ได้แก่ เซโรโทนิน เมธิลเอสเทอร์ (Methylester) ที่ตำแหน่ง 16 และเกิดโอดี (Serotonin), นอร์อะดรีนาลีน (Noradrenaline) และ เมธิลเลชั่น (O-demethylation) หมู่เมทอกซี (Methoxy) โดปามีน (Dopamine) จึงมีคุณสมบัติต้านการซึมเศร้า ที่ 9 และ 17 แล้ว เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชั่น (Oxidation) (Antidepressant effect) โดยสารไมทราไจนนี หากเสพใน โดยเอนไซม์ไซโทโครม พี 450 (Cytochrome P450) (4) ที่ ปริมาณน้อยมีฤทธิ์กระตุ้นประสาทคล้ายใบโคคา แต่หาก มีความเก่ียวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของสารไมทราไจนีน เสพในปรมิ าณสูงจะออกฤทธิ์กดประสาทและทำให้เคล้ิมสุข คือเอนไซม์ไซโทโครมพี 450 สามเอสี่ (CYP3A4) ซึ่ง เหมือนเสพสารจำพวกฝิน่ (4) นอกจากจะทำหน้าที่หลักในการเปลี่ยนแปลงสาร ไมทราไจนีน เพื่อขับออกจากร่างกายแล้วยังทำให้ได้ โดยพืชกระท่อมมีสรรพคุณในการรักษาอาการ active metabolite ของไมทราไจนีน คอื ไฮดรอกซีไมทรา ติดเชื้อในลำไส้ ท้องร่วง โรคบิด แก้ปวดมวนท้อง ท้องเฟ้อ ไจนีน (7-Hydroxymitragynine) ในขณะที่สารไมทรา บรรเทาปวด ลดไข้ แก้ไอ (6) และยังนิยมใช้ในกลุ่มผู้ใช้ ไจนีน มีการเปลี่ยนแปลงผ่านเอนไซม์ ไซโทโครมพี 450 แรงงานที่ต้องการเพิ่มพละกำลังและความสามารถในการ สองดีหก (CYP2D6) และ ไซโทโครมพี 450 สองซีเก้า ทำงานให้นานข้ึน ส่วนใหญ่นิยมเสพพืชกระท่อมในรูปแบบ (CYP2C9) เพียงเล็กน้อย (5) นอกจากนี้สารไมทราไจนีน ของสูตรค็อกเทล 4x100 ที่ประกอบดว้ ยน้ำต้มใบกระท่อม ยังมีผลต่อเอนไซม์ไซโทโครมพี 450 ด้วยเช่นกัน คือมีฤทธ์ิ ผสมกับน้ำอัดลม ยาแก้ไอ และยาอื่น ๆ เช่น ยาคลาย ยับยั้งเอนไซม์ไซโทโครมพี 450 สองดีหกมากที่สุด และยัง เครยี ด ยานอนหลบั ยาตา้ นการซมึ เศรา้ ยาแก้ปวด เปน็ ต้น สามารถยับยั้งเอนไซม์ไซโทโครมพี 450 สองซีเก้า และ ซึ่งในปัจจุบันมีการใช้พืชกระท่อมเพิ่มมากขึ้น โดยมักแอบ ไซโทโครมพี 450 สามเอส่ี ไดด้ ้วย (4) ส่วนการขับออกของ อ้างถงึ ประโยชนท์ างการแพทย์ สารไมทราไจนีน พบว่าส่วนใหญ่ถูกขับออกในรูปเมแทบอ ไลต์ทางปัสสาวะ และมคี า่ การกำจัดครง่ึ ชีวติ (Elimination การหาปริมาณสารไมทราไจนีนในชีววัตถุ จะทำ half-life) เท่ากบั 3-9 ชัว่ โมง (3) ให้สามารถทราบได้ว่ามีการเสพพืชกระท่อมหรือไม่ และมี รูปแบบการเสพเดี่ยว ๆ หรือเสพร่วมกับยาหรือยาเสพติด ด้านเภสัชพลศาสตร์พบว่ามีการจับกับตัวรับ อนื่ ๆ ในรปู แบบของการเสพเพ่ือความบันเทิง ดังน้ันเพือ่ ให้ โอปิออยด์ (Opioid receptor) และมีความชอบจับจาก การวิเคราะห์หาปริมาณสารไมตราไจนีนในชีววัตถุ เป็นไป อย่างถูกต้องเหมาะสม จึงควรมีการหาความใช้ได้ของวิธี มากไปน้อยคือตัวรับแคปปา (κ), ตัวรับมิว (μ) และตัวรับ ทดสอบก่อน โดยการตรวจสอบความใช้ได้ของวิธีทดสอบ คือ กระบวนการที่พิสูจน์ว่าวิธีทดสอบมีความเหมาะสมที่ เดลต้า (������) โดยออกฤทธิ์เป็นแอทาโกนิสต์ ( Antagonist) จะนำไปใช้ทดสอบตามวัตถุประสงค์ที่ต้องการใช้งาน โดย ต่อตัวรับแคปปา และเป็นอะโกนิสต์ (Agonist) ต่อตัวรับ

Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 91 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) จัดทำหลักฐานที่เป็นรูปธรรมเพื่อแสดงถึงคุณภาพ และ วิธีดำเนินการวิจัย ระดับความน่าเชือ่ ถือของการทดสอบนัน้ ๆ ภายใต้เง่ือนไข จำเพาะของวธิ ีทดสอบ 1. อุปกรณแ์ ละสารเคมี ทั้งน้ีมีการศึกษาของ Van̂ ia Meireles และคณะ 1.1 อุปกรณ์ ทำการศึกษาผลทางคลินิก พิษวิทยา และการวิเคราะห์ผล เครื่องผสมสารละลาย (Vortex mixer) ไมโคร ระดับยาที่ส่งผลต่อสุขภาพของพืชกระท่อมซึ่งได้กล่าวถึง ปิเปต (Micropipette) ขนาด 100 และ 1,000 ไมโครลิตร การใช้เทคนิควิธีวเิ คราะหท์ ั้งแบบ แกส๊ โครมาโทกราฟี (Gas ไมโครทิวป์ (Microtube) ขนาด 2,000 ไมโครลิตร ขวดแก้ว chromatography; GC) ซ ึ ่ งม ี ความจำเพาะส ู ง แต่ แอมเบอร์ (Amber Glass vial) ขนาด 1.5 ไมโครลิตร จำเป็นต้องทำการเตรียมสารตัวอย่างให้เป็นอนุพันธ์ ฝ า ข ว ด ส ี ฟ ้ า (Vial blue caps) ไ ม โ ค ร ป ิ เ ป ต ทิ ป (Derivatization) และใช้อุณหภูมิสูงจึงทำให้การเลือกใช้ (Micropipette Tips) เครื่องหมุนเหวี่ยง (Centrifuge เฟสคงที่ของแก๊สโครมาโทกราฟี (GC stationary phases) machine) เครื่องลิควิดโครมาโทกราฟ รุ่นThermo มีข้อจำกัด และแบบลิควิดโครมาโทกราฟี (Liquid Scientific™ Dionex™ UltiMate™ 3000 RSLC chromatography ; LC) ซึ่งเป็นท่นี ยิ มมากกว่า แต่อยา่ งไร แมสสเปคสเปคโทรมิเตอร์ รุ่นThermo Scientific™ TSQ ก็ตามต้องมีขั้นตอนการสกัดตัวอย่างที่ดีเพื่อกำจัด Quantiva™ คอลัมน์สำหรับการ แยกสาร รุ่น Thermo ส่งิ รบกวนในการวิเคราะหอ์ อกไป (7) โดยในงานวจิ ยั น้เี ลือก Scientific™ HyperSep™ HPLC Columns for Online เครื่องมือวิเคราะห์โดยใช้เทคนิคการสกัดด้วยวัฎภาค SPE คอลัมน์สำหรับการ วิเคราะห์สาร รุ่นThermo ของแข็งแบบออนไลน์ ร่วมกับ ลิควิดโครมาโตกราฟี Scientific™ Hypersil GOLD™ PFP HPLC Columns แมสสเปกโตรเมตรี (Online-Solid phase extraction 1.2 สารเคมี liquid chromatography-tandem mass spectrometry: อะซีโตไนไตรล์ (Acetonitrile) จากบริษัท Online-SPE-LC-MS/MS) โดยเครื่องจะทำการสกัดและ Honeywell® เลือดเปล่าที่ไม่มีสารเจือปน (Blood blank วิเคราะห์ตัวอย่างได้ในคราวเดียว ซึ่งการสกัดตัวอย่างโดย sample) ปัสสาวะเปล่าที่ไม่มีสารเจือปน (Urine blank เทคนิคน้ีมีข้อดีคือ จะมีความเสถียรมากกว่า ใช้ปริมาณ sample) น ้ ำปราศจากไอออน (Deionized water) ตัวอย่างน้อยกว่า ลดระยะเวลาการทำงาน ลดการใช้ สารละลายไตรมิพรามีนในเมทานอล (Trimipramine in สารเคมีและลดอันตรายจากสารเคมีมากกว่าการสกัดด้วย methanol) จากบริษัท Sigma-Aldrich® สารมาตรฐาน วิธีการสกัดด้วยวัฎภาคของแข็ง (Solid phase extraction; ไมทราไจนีนในเมทานอล (Mitragynine standard in SPE) หรือ การสกัดด้วยวัฎภาคของเหลว (Liquid-liquid methanol) จากบริษัท Cerilliant® กรดฟอร์มิก (Formic extraction; LLE) acid) จากบริษัท Sharlau® เมทานอล (Methanol) จาก บรษิ ัท Honeywell® สารละลายแอมโมเนยี ม อะซเิ ตรต ใน ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงทำการทดสอบความถูกต้อง น้ ำและเมทานอล (Ammonium acetate in water/ ของวิธีวิเคราะห์หาปริมาณของไมทราไจนีน ในตัวอย่าง methanol) (85:15 โดยปริมาตร) จากบริษทั Emsure® ทางชีวภาพ ได้แก่ เลือดและปัสสาวะ ด้วยวิธี Online- 1.3 เครื่องมอื วเิ คราะห์ SPE-LC-MS/MS เพอื่ นำวธิ ีวิเคราะห์ดงั กล่าวมาใช้ในการ วิเคราะห์หาปริมาณไมทราไจนีน ด้วยเครื่อง วเิ คราะห์หาปริมาณ ไมทราไจนีน ได้อย่างถูกต้อง แมน่ ยำ Online-SPE-LC-MS/MS ส่วนของคอลัมน์ที่ใช้ในการสกัด และเชื่อถอื ได้ ด้วยวัฎภาคของแข็ง (SPE column) ใช้คอลัมน์สำเร็จรูป Thermo Scientific HyperSep Retain Polar Enhanced

92 Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) Polymer (PEP) โดยตั้งค่าสภาวะเครื่องดังนี้ อุณหภูมิ นาโนกรัมต่อมิลลิลิตร และสำหรับการทำการควบคุม ภายในตู้อบสำหรับบรรจุคอลัมน์ (Column oven คุณภาพ (Quality control) ที่ความเข้มข้น 300.00 นา temperature) 55 องศาเซลเซียส โนกรัมต่อมิลลิลิตร ในเลือดเปล่าที่ไม่มีสารเจือปน หรือ ปสั สาวะเปล่าที่ไมม่ สี ารเจอื ปน ระบบล้าง (Washing system) 10 นาที ปั๊มตัว ซ้ายใช้อัตราการไหล 0.9 มิลลิลิตรต่อนาที เฟสเคลื่อนท่ี 3. การเตรยี มตัวอย่าง (Mobile phase) ใช้ 0.5 เปอร์เซ็นต์ กรดฟอร์มิกในน้ำ ใน อัตราส่วน 5 เปอร์เซ็นต์ และใช้ 0.5 เปอร์เซ็นต์ กรดฟอร์ 3.1 การเตรียมตวั อย่างเลือด มิก ในอะซิโตไนไตรล์ ในอัตราส่วน 95 เปอร์เซ็นต์ ปั๊มตัว นำอะซีโตไนไตรล์ 900 ไมโครลิตร กับ 5 พาร์ท ขวาใช้อัตราการไหล 0.3 มิลลิลิตรต่อนาที เฟสเคลื่อนที่ใช้ เปอร์มิลเลียน (ppm; w/v) สารละลายไตรมิพรามีนใน 2 มิลลิโมลาร์ แอมโมเนียม อะซิเตรต ในน้ำ ต่อเมทานอล เมทานอล (สารมาตรฐานภายใน; internal standard) (85:15) ในอัตราสว่ น 100 เปอรเ์ ซน็ ต์ 20 ไมโครลิตร ผสมให้เข้ากันแล้วเติมตัวอย่างเลือดเปล่า 300 ไมโครลิตร จากนั้นผสมให้เข้ากันด้วยเครื่องผสม ระบบสมดุล (Equilibrium system) 5 นาที สารละลาย เป็นเวลา 1 นาที แล้วนำไปปั่นเหวี่ยง 13,000 ปั๊มตัวซ้ายใช้อัตราการไหล 0.9 มิลลิลิตรต่อนาที เฟส รอบต่อนาที เป็นเวลา 5 นาที จากนั้นนำส่วนใสปริมาตร เคล่อื นที่ ใช้ 0.5 เปอร์เซน็ ต์ กรดฟอรม์ กิ ในนำ้ ในอัตราสว่ น 1,000 ไมโครลิตร ลงในขวดแก้วขนาด 1.5 มิลลิลิตร เพ่ือ 90เปอร์เซ็นต์ และใช้ 0.5 เปอร์เซ็นต์ กรดฟอร์มิกในอะซิ นำเข้าเครื่อง Online-SPE-LC-MS/MS แล้ววิเคราะห์ โตไนไตรล์ ในอัตราส่วน 10 เปอร์เซ็นต์ ปั๊มตัวขวาใช้อัตรา ตัวอยา่ งตอ่ ไป การไหล 3 มิลลิลิตรต่อนาที เฟสเคลื่อนที่ใช้ 2 มิลลิโมลาร์ 3.2 การเตรียมตวั อย่างปสั สาวะ แอมโมเนียม อะซิเตรต ในน้ำ ต่อเมทานอล (85:15) ใน นำปัสสาวะส่วนใสปริมาตร 1,000 ไมโครลิตร อตั ราสว่ น 100 เปอรเ์ ซ็นต์ ผสมกับ 5 ppm สารละลายไตรมิพรามีนในเมทานอล 20 ไมโครลิตร ใน ขวดแก้วขนาด 1.5 มลิ ลลิ ิตร เพ่อื นำเขา้ และตั้งค่าสภาวะ แมสสเปคสเปคโทรมิเตอร์ เครื่อง Online-SPE-LC-MS/MS แล้ววิเคราะห์ตัวอย่าง ดังนี้ แหล่งกำเนิดไออน ชนิดฮีทอิเล็กโตรสเปรย์ ไอออไน ต่อไป เซชั่น ( Heated ESI ) ตัวพ่นไอออนบวก ความต่างศักดิ์ 3,500 โวลต์ ตัวพ่นไอออนลบ ความต่างศักด์ิ 2,500 โวลต์ 4. การทดสอบความถูกต้องของการวิเคราะห์ (Method ชีทแก๊ส 50 อาร์บิทารี่ ยูนิต (Arb) แก๊สช่วย (Auxiliary Validation) gas) 15 อารบ์ ทิ ารี่ ยนู ิต, อณุ หภมู ิภายในทอ่ สง่ ผ่านไอออน (Ion transfer tube temp) 350 องศาเซลเซียส อุณหภูมิ 4.1 ความเปน็ เสน้ ตรง (Linearity) ภายในเครื่องทำไอระเหย (Vaporizer temp) 400 องศา เตรียมสารละลายมาตรฐานไมทราไจนีน ความ เซลเซียส เข้มข้นต่าง ๆ ที่แตกต่างกัน 6 ความเข้มข้น ได้แก่ 1.00 10.00 125.00 250.00 500.00 และ 1,000.00 นาโน 2. การเตรียมสารละลายมาตรฐานไมทราไจนีน สำหรับ กรัมต่อมิลลิลิตร เพื่อเตรียมกราฟมาตรฐาน โดยมีความ กราฟมาตรฐาน (Calibration curve) และการควบคุม เข้มข้นตั้งแตช่ ่วง 1-1,000 นาโนกรมั ตอ่ มิลลิลติ ร คณุ ภาพ (Quality control) 4.2 ความจำเพาะ (Specificity) ทดสอบโดยการเตรียมตัวอย่างที่มีการเติมสาร เตรียมสารละลายมาตรฐาน ไมทราไจนีน มาตรฐานลงไป (Spiked sample) ด้วยการเติมสาร สำหรับการสร้างกราฟมาตรฐาน ที่ความเข้มข้น 1.00, มาตรฐานรวม (Mixed standard) ท้งั 5 ชนิด คือ เซทิริซีน 10.00, 125.00, 250.00, 500.00 และ 1,000.00

Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 93 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) (Cetirizine) ไ ด เ ฟนไ ฮ ด ร า ม ี น (Diphenhydramine) 4.5 ขีดจำกัดของการตรวจพบ (Limit of ไมทราไจนีน (Mitragynine) ไตรมิพรามนี (Trimipramine) Detection; LOD) และทรามาดอล (Tramadol) ลงใน ตัวอย่างที่ไม่มีสารท่ี ต้องการวิเคราะห์ (Sample blank) ให้มีความเข้มข้น เตรียมสารละลายมาตรฐานไมทราไจนีน ความ 50 นาโนกรัมต่อมิลลิลิตร นำมาวิเคราะห์ด้วยเทคนิค การ เข้มข้นต่างๆ ที่แตกต่างกัน 3 ความเข้มข้น ได้แก่ 0.10 มอนิเตอร์ปฎิกิริยาที่เลือกแล้ว (Selected reaction 0.15 0.20 นาโนกรัมต่อมิลลิลิตร และ 0.10 0.15 0.25 monitoring; SRM) แล้วเปรียบเทียบโครมาโทแกรม นาโนกรัมต่อมิลลิลิตร สำหรับการวิเคราะห์เลือดและ (Chromatogram) ระหว่างสารทัง้ 5 ชนิด ซึ่งสารไมทราไจนนี ปัสสาวะตามลำดับ ความเข้มข้นละ 5 ซ้ำ จากนั้นวัดค่า มีพีคเป้าหมาย (Target peaks) ที่มีมวลตั้งต้น (Precursor อตั ราส่วนสญั ญาณตอ่ สัญญาณรบกวน (Signal to Noise mass) และ มวลผลิตผล (Product mass) คือ 399.230 ratio ; S/N ratio) โดยเลือกความเข้มข้นที่ให้ค่า S/N และ 174.100 ตามลำดับ ใช้ พลังงานของการชน ratio > 3 (Collision energy) เท่ ากั บ 30.00 และม ี พี คยืนยัน (Confirming peaks) ที่มีมวลตั้งต้น และ มวลผลิตผล คือ 4.6 ขีดจำกดั ของการหาเชิงปริมาณ (Limit of 399.230 และ 159.100 ตามลำดับ ใช้พลังงานของการชน Quantitation ; LOQ) เทา่ กบั 40.00 เตรียมสารละลายมาตรฐานไมทราไจนีน ความ 4.3 ความเทยี่ งของวิธวี เิ คราะห์ (Accuracy) เข้มข้นต่าง ๆ ที่แตกต่างกัน 3 ความเข้มข้น ได้แก่ 1.00 เตรียมสารละลายมาตรฐานไมทราไจนีน ความ 1.50 และ 2.00 นาโนกรัมต่อมิลลิลิตร และ 1.00 2.00 เข้มข้นตา่ ง ๆ ท่แี ตกตา่ งกัน 3 ความเข้มข้นไดแ้ ก่ 100.00 และ 2.50 นาโนกรัมต่อมิลลิลิตร สำหรับการวิเคราะห์ 300.00 800.00 นาโนกรัมต่อมิลลิลิตร ในเลือดและ เลือดและปัสสาวะตามลำดับ ความเข้มข้นละ 5 ซ้ำ 100.00 300.00 750.00 นาโนกรัมต่อมิลลิลิตร ใน จากนั้นวัดค่า S/N ratio โดยเลือกความเข้มข้นที่ให้ค่า ปัสสาวะ ความเข้มข้นละ 6 ซ้ำ จากนั้นวัดหาปริมาณ S/N ratio > 10 ไมทราไจนีน แล้วคำนวณหาค่าเฉลี่ยและ ร้อยละการคนื กลบั (Percent recovery) ผลการศึกษาและอภิปรายผล 4.4 ความแม่นของวิธีวเิ คราะห์ (Precision) เตรยี มสารละลายมาตรฐาน ไมทราไจนนี ความ 1. การทดสอบความถูกต้องของการวิเคราะห์ตัวอย่าง เข้มข้นต่าง ๆ ที่แตกต่างกัน 3 ความเข้มข้น ได้แก่ เลอื ด 100.00 300.00 800.00 นาโนกรัมต่อมิลลิลิตร และ 100.00 300.00 750.00 นาโนกรัมต่อมิลลิลิตร สำหรับ จากการนำสารละลายมาตรฐาน ไมทราไจนีน การวิเคราะห์เลือดและปัสสาวะตามลำดับ ทำการ ความเข้มข้นต่าง ๆ ทแ่ี ตกต่างกนั จำนวน 6 ความเข้มข้น วิเคราะห์ความเข้มข้นละ 6 ซ้ำภายในวันเดียวกัน ได้แก่ 1.00 10.00 125.00 250.00 500.00 และ (Intraday-Precision) และระหว่างวัน ( Interday- 1,000.00 นาโนกรมั ต่อมลิ ลิลติ ร มาทดสอบความสัมพันธ์ Precision) เป็นระยะเวลา 3 วัน จากนั้นวัดหาปริมาณ เชิงเส้นตรงด้วยวิธี Online-SPE-LC-MS/MS โดยการ ไมทราไจนีน แล้วคำนวณหาค่าส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน สร้างกราฟมาตรฐานแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความ สัมพัทธ์ (Relative Standard Deviation; RSD) เข้มข้นของสารละลายมาตรฐานไมทราไจนีน และ อัตราส่วนพื้นที่ (Area ratio) ที่วัดได้ พบว่าได้กราฟ เส้นตรงดังรูปที่ 1 ซึ่งเมื่อคำนวณหาค่าสัมประสิทธิ์การ กําหนด (Coefficient of Determination; r2 ) พบว่ามี ค่าเท่ากบั 0.9998

94 Journal of Applied Research on Science and Technology (JARST), Vol 20, Issue 2, 2021 ISSN: 2773-9376 (Print), 2773-9473 (Online) จากการเติมสารมาตรฐานรวม ( Mixed สารอนื่ รบกวนในโครมาโตแกรม (Chromatogram) ของ standard) ทั้ง 5 ชนิด คือ เซทิริซีน ไดเฟนไฮดรามีน สารไมทราไจนนี โดยเวลาท่สี ารใช่ในคอลมั น์ (Retention ไมทราไจนนี ไตรมิพรามีน และทรามาดอล ลงในตวั อย่าง time; RT) เทา่ กับ 3.46 3.30 3.41 3.50 และ 2.96 นาที เลือดเปล่า เพื่อทดสอบความจำเพาะนั้น ไม่พบพีคของ ตามลำดับ ดังรปู ท่ี 2 รูปท่ี 1 กราฟมาตรฐานแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มข้นของสารละลายมาตรฐานไมทราไจนีน ในเลือดและ Area ratio รูปท่ี 2 แสดงการทดสอบความจำเพาะ (Specificity) ของสารมาตรฐานไมทราไจนีนในเลอื ด ตารางที่ 1 ค่าความเข้มข้นที่นำไปวิเคราะห์ ค่าความเข้มข้นทีค่ ำนวณไดท้ ่ีความเข้มข้นตา่ ง ๆ และ %Recovery ของ สารไมทราไจนนี ในตัวอยา่ งเลอื ด ครั้งท่ี ความเข้มขน้ %Recovery ความเขม้ ขน้ %Recovery ความเขม้ ขน้ %Recovery ไมทราไจนนี ไมทราไจนีน ไมทราไจนีน 100.00 300.00 800.00 (ng/ml) (ng/ml) (ng/ml) 1 98.57 98.57 309.87 103.29 761.96 95.25 2 99.11 99.11 315.48 105.16 766.31 95.79 3 100.40 100.40 327.36 109.12 797.58 99.70