การวัดสีระดับไมโครลิตรด้วยกล้องจุลทรรศน์ดิจิทัลแบบประหยัดเพื่อหาปริมาณฟอสฟอรัสและเหล็ก

มิกิ กัณณะ; สราวุฒิ สมนาม

doi:10.57260/stc.2026.1816

ผู้แต่ง

มิกิ กัณณะ ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏเชียงใหม่
สราวุฒิ สมนาม ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏเชียงใหม่

DOI:

https://doi.org/10.57260/stc.2026.1816

คำสำคัญ:

กล้องจุลทรรศน์ดิจิทัล , การวัดค่าสีจากภาพดิจิทัล, ฟอสฟอรัส , เหล็ก , เคมีวิเคราะห์สีเขียว

บทคัดย่อ

การวิเคราะห์เชิงปริมาณด้วยวิธีมาตรฐานต้องใช้เครื่องมือราคาสูงและสารเคมีปริมาณมาก ซึ่งเป็นข้อจำกัดของหน่วยงานที่มีงบประมาณจำกัด งานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาวิธีวัดสีระดับไมโครลิตรด้วยกล้องจุลทรรศน์ดิจิทัลแบบประหยัดสำหรับหาปริมาณฟอสฟอรัสทั้งหมดในดินและเหล็กทั้งหมดในวัสดุสำนักงานประเภทเหล็กกล้า และประเมินสมรรถนะของวิธีเทียบกับวิธีอ้างอิง วิธีที่พัฒนาขึ้นอาศัยการอ่านค่าสีในระบบ RGB ของหยดผลิตภัณฑ์บนแผ่นอะคริลิกสีขาวด้วยโปรแกรม Just Color Picker โดยตรวจวัดฟอสเฟตด้วยปฏิกิริยาโมลิบดีนัมบลู และเหล็กด้วยปฏิกิริยา 1,10-ฟีแนนโทรลีน สภาวะที่ศึกษา ได้แก่ ค่าสีที่ใช้ตรวจวัด เวลาในการเกิดปฏิกิริยา และอัตราส่วนปริมาตรของรีเอเจนต์ต่อสารละลาย สภาวะที่เหมาะสมสำหรับฟอสเฟต คือ ค่าสี R เวลา 180 วินาที และปริมาตรรวม 60 µL ส่วนสภาวะที่เหมาะสมสำหรับเหล็ก คือ ค่าสี B เวลา 5 นาที และปริมาตรรวม 30 µL วิธีที่พัฒนาขึ้นให้ช่วงความเป็นเส้นตรง 0.5–18 mg L^-1 (R² = 0.9887) สำหรับฟอสเฟต และ 3–20 mg L^-1 (R² = 0.9966) สำหรับเหล็ก ขีดจำกัดการตรวจวัด 0.30 และ 0.19 mg L^-1 และ %RSD 1.59 และ 0.24% ตามลำดับ ผลการวิเคราะห์ดิน 5 ตัวอย่างและวัสดุสำนักงาน 3 ชนิดสอดคล้องกับวิธีสเปกโทรโฟโตเมตรีในช่วงอัลตราไวโอเลต-วิสิเบิล โดยมี %RPD เฉลี่ย 8.90 และ 1.80% ตามลำดับ และร้อยละการกลับคืนของเหล็กอยู่ในช่วง 94.40–102% วิธีที่พัฒนาขึ้นใช้รีเอเจนต์ระดับไมโครลิตรและใช้อุปกรณ์ชุดเดียวสำหรับสารทั้งสองชนิด จึงมีศักยภาพเป็นวิธีคัดกรองเบื้องต้นสำหรับงานส่งเสริมการเกษตรและการเรียนการสอนเคมีวิเคราะห์ในสถานศึกษาที่มีงบประมาณจำกัด

Downloads

Download data is not yet available.

เอกสารอ้างอิง

American Public Health Association, American Water Works Association, & Water Environment Federation. (2017). 3500-Fe iron. In R. B. Baird, A. D. Eaton, & E. W. Rice (Eds.), Standard methods for the examination of water and wastewater. (23rd ed.). APHA Press.

AOAC International. (2016). Appendix F: Guidelines for standard method performance requirements. In Official methods of analysis of AOAC International. (20th ed.). AOAC International.

Capitán-Vallvey, L. F., López-Ruiz, N., Martínez-Olmos, A., Erenas, M. M., & Palma, A. J. (2015). Recent developments in computer vision-based analytical chemistry: A tutorial review. Analytica Chimica Acta, 899, 23–56. https://doi.org/10.1016/j.aca.2015.10.009

Fan, Y., Li, J., Guo, Y., Xie, L., & Zhang, G. (2021). Digital image colorimetry on smartphone for chemical analysis: A review. Measurement, 171, 108829. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2020.108829

Gałuszka, A., Migaszewski, Z., & Namiesśnik, J. (2013). The 12 principles of green analytical chemistry and the SIGNIFICANCE mnemonic of green analytical practices. TrAC Trends in Analytical Chemistry, 50, 78–84. https://doi.org/10.1016/j.trac.2013.04.010

Jeffery, G. H., Bassett, J., Mendham, J., & Denney, R. C. (1989). Vogel's textbook of quantitative chemical analysis. (5th ed.). Longman Scientific & Technical.

Kanna, M., Luangton, S., & Somnam, S. (2022). Application of an economic USB digital microscope for microvolume colorimetric determination of iron in supplements with a guava leaf extract. Chiang Mai Journal of Science, 49(5), 1365–1375. https://doi.org/10.12982/CMJS.2022.086

Lavanya, V., Das, A., Nayak, A., Chawla, Y., Dasgupta, S., Weindorf, D. C., Li, B., & Chakraborty, S. (2024). Digital soil mapping of available phosphorus using a smartphone-integrated RGB imaging device and ascorbic acid extraction method. Smart Agricultural Technology, 9, 100591. https://doi.org/10.1016/j.atech.2024.100591

Lovato, P. F. F., Chaves, E. S., Vidal, L. N., & Santos, P. M. (2024). Feasibility of digital image colorimetric methods for iron determination in river sediment. International Journal of Sediment Research, 39(5), 714–719. https://doi.org/10.1016/j.ijsrc.2024.02.005

Moonrungsee, N., Pencharee, S., & Jakmunee, J. (2015). Colorimetric analyzer based on mobile phone camera for determination of available phosphorus in soil. Talanta, 136, 204–209. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2015.01.024

Murphy, J., & Riley, J. P. (1962). A modified single solution method for the determination of phosphate in natural waters. Analytica Chimica Acta, 27, 31–36. https://doi.org/10.1016/S0003-2670(00)88444-5

O'Halloran, I. P., & Cade-Menun, B. J. (2008). Total and organic phosphorus. In M. R. Carter & E. G. Gregorich (Eds.), Soil sampling and methods of analysis. (2nd ed., pp. 265–291). CRC Press.

Pena-Pereira, F., Wojnowski, W., & Tobiszewski, M. (2020). AGREE—Analytical GREEnness metric approach and software. Analytical Chemistry, 92(14), 10076–10082. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.0c01887

Pennock, D., Yates, T., & Braidek, J. (2008). Soil sampling designs. In M. R. Carter & E. G. Gregorich (Eds.), Soil sampling and methods of analysis. (2nd ed., pp. 1–14). CRC Press.

Sheppard, S. C., & Addison, J. A. (2008). Soil sample handling and storage. In M. R. Carter & E. G. Gregorich (Eds.), Soil sampling and methods of analysis. (2nd ed., pp. 39–49). CRC Press.

Somnam, S., Kanna, M., & Jakmunee, J. (2019). Application of a smartphone to increase effectiveness in the determination of soil pH by using indicators. Chiang Mai Journal of Science, 46(4), 733–740. https://epg.science.cmu.ac.th/ejournal/journal-detail.php?id=10222

Tobiszewski, M., Marć, M., Gałuszka, A., & Namiśnik, J. (2015). Green chemistry metrics with special reference to green analytical chemistry. Molecules, 20(6), 10928–10946. https://doi.org/10.3390/molecules200610928