Original Title: Development of a new microbial toxicity test based on inhibition of alpha-amylase production and its sensitivity against metal contaminants
Source: doi.org/10.34044/j.anres.2021.55.1.15
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ការអភិវឌ្ឍការធ្វើតេស្តជាតិពុលអតិសុខុមប្រាណថ្មីដោយផ្អែកលើការរារាំងការផលិតអង់ស៊ីមអាល់ហ្វា-អាមីឡាស (Alpha-amylase) និងភាពរសើបរបស់វាប្រឆាំងនឹងសារធាតុបំពុលលោហៈធ្ងន់

ចំណងជើងដើម៖ Development of a new microbial toxicity test based on inhibition of alpha-amylase production and its sensitivity against metal contaminants

អ្នកនិពន្ធ៖ Rattananuch Chunpen (Mahidol University), Duangrat Inthon (Mahidol University), Patana Thavipoke (Mahidol University)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2021 Agriculture and Natural Resources

វិស័យសិក្សា៖ Ecotoxicology

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ការវិភាគគីមីបែបប្រពៃណីលើលោហៈធ្ងន់ក្នុងបរិស្ថានទឹកមិនបានផ្តល់ព័ត៌មានគ្រប់គ្រាន់អំពីផលប៉ះពាល់ដល់ប្រព័ន្ធអេកូឡូស៊ីទេ ដែលទាមទារឱ្យមានការអភិវឌ្ឍការធ្វើតេស្តចម្រាញ់ជាតិពុលដែលរហ័ស មានតម្លៃថោក និងមានភាពរសើបខ្ពស់។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ ការសិក្សានេះបានធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវប៉ារ៉ាម៉ែត្រសម្រាប់ធ្វើតេស្តជាតិពុលក្នុងទឹកដោយប្រើបាក់តេរី Bacillus subtilis TISTR 1528 និងបានវាយតម្លៃភាពរសើបរបស់វាទៅនឹងលោហៈធ្ងន់គោលចំនួនបី។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
Bacillus subtilis Alpha-amylase Assay (Proposed Method)
ការធ្វើតេស្តរារាំងអង់ស៊ីមអាល់ហ្វា-អាមីឡាសរបស់បាក់តេរី Bacillus subtilis
មានភាពងាយស្រួល ចំណាយតិច រហ័ស និងមានភាពរសើបខ្ពស់ដោយសារបាក់តេរីគ្មានភ្នាសក្រៅងាយស្រួលឱ្យជាតិពុលជ្រាបចូល។ ទាមទារការគ្រប់គ្រងដង់ស៊ីតេកោសិកាដើម និងដំណាក់កាលលូតលាស់យ៉ាងតឹងរ៉ឹង (Exponential phase) ដើម្បីទទួលបានលទ្ធផលច្បាស់លាស់។ តម្លៃ IC50 សម្រាប់ស័ង្កសី (0.456 mg/L) ទង់ដែង (0.106 mg/L) និងកាដ្យូម (0.068 mg/L) បង្ហាញពីភាពរសើបខ្ពស់បំផុត។
Pseudomonas fluorescens Dehydrogenase Assay
ការធ្វើតេស្តរារាំងអង់ស៊ីម Dehydrogenase របស់បាក់តេរី Pseudomonas fluorescens
ជាវិធីសាស្ត្រដែលត្រូវបានប្រើប្រាស់ជាទូទៅ និងមានការទទួលស្គាល់ច្រើនសម្រាប់ការតាមដានជាតិពុលក្នុងដី និងទឹក។ ភាពរសើបទៅនឹងលោហៈធ្ងន់ ជាពិសេសស័ង្កសី មានកម្រិតទាបជាងបើធៀបនឹងវិធីសាស្ត្រថ្មីនេះ។ តម្លៃ IC50 សម្រាប់ស័ង្កសីចន្លោះពី 0.64 ទៅ 1.27 mg/L និងកាដ្យូម 0.085 mg/L។
Escherichia coli Beta-galactosidase Assay
ការធ្វើតេស្តរារាំងអង់ស៊ីម Beta-galactosidase របស់បាក់តេរី Escherichia coli
ប្រើប្រាស់ពូជបាក់តេរីដែលងាយស្រួលបណ្តុះ និងមានទិន្នន័យស្រាវជ្រាវច្រើនជាឯកសារយោងសម្រាប់ការប្រៀបធៀប។ ជាប្រភេទបាក់តេរី Gram-negative ដែលមានភ្នាសក្រៅក្រាស់ ធ្វើឱ្យការជ្រាបចូលនៃជាតិពុលមួយចំនួនមានការលំបាក និងកាត់បន្ថយភាពរសើប។ តម្លៃ IC50 សម្រាប់ទង់ដែងគឺ 0.24 mg/L ដែលបង្ហាញពីភាពរសើបទាបជាងការធ្វើតេស្តអង់ស៊ីមរបស់ B. subtilis

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការធ្វើតេស្តនេះមានតម្លៃថោក និងមិនតម្រូវឱ្យមានឧបករណ៍ស្មុគស្មាញច្រើនឡើយ ដែលស័ក្តិសមបំផុតសម្រាប់មន្ទីរពិសោធន៍កម្រិតមូលដ្ឋាននៅកម្ពុជា។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះត្រូវបានធ្វើឡើងនៅសាកលវិទ្យាល័យ Mahidol ប្រទេសថៃ ដោយប្រើពូជបាក់តេរី B. subtilis TISTR 1528 ដែលចម្រាញ់ចេញពីដីល្បាប់ស្រះចិញ្ចឹមបង្គា។ ទិន្នន័យនេះមានសារៈសំខាន់ខ្លាំងសម្រាប់ប្រទេសកម្ពុជា ព្រោះប្រទេសទាំងពីរមានលក្ខខណ្ឌអាកាសធាតុ បរិស្ថានទឹក និងបញ្ហាបំពុលដោយការចិញ្ចឹមវារីសត្វ និងកសិកម្មស្រដៀងគ្នា។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

វិធីសាស្ត្រនេះពិតជាមានអត្ថប្រយោជន៍ និងសក្តានុពលខ្ពស់សម្រាប់ការអនុវត្តនៅក្នុងប្រទេសកម្ពុជា ដោយសារវាចំណាយតិច ងាយស្រួលធ្វើ និងផ្តល់លទ្ធផលរហ័ស។

សរុបមក ការធ្វើតេស្តនេះអាចត្រូវបានប្រើប្រាស់ជាឧបករណ៍បញ្ជាក់បឋម (Screening tool) ដ៏មានប្រសិទ្ធភាពសម្រាប់ស្ថាប័នរដ្ឋ និងអ្នកស្រាវជ្រាវកម្ពុជា ក្នុងការតាមដានគុណភាពទឹកជាប្រចាំ។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. សិក្សាមូលដ្ឋានគ្រឹះមីក្រូជីវសាស្ត្រ និងការបណ្តុះកោសិកា: និស្សិតត្រូវរៀនពីរបៀបបណ្តុះបាក់តេរី Bacillus subtilis ក្នុងមជ្ឈដ្ឋាន Tryptic Soy Broth (TSB) និងការកំណត់ដំណាក់កាលលូតលាស់ (Exponential phase) ដោយប្រើម៉ាស៊ីន Spectrophotometer ដើម្បីទទួលបានដង់ស៊ីតេកោសិកា 6x10^6 CFU/mL។
  2. រៀបចំប្រព័ន្ធធ្វើតេស្តអង់ស៊ីម: អនុវត្តវិធីសាស្ត្រ Starch-Iodine Assay ដោយរៀបចំសូលុយស្យុងម្សៅ 0.25% និងសូលុយស្យុងអ៊ីយ៉ូត ដើម្បីវាស់ស្ទង់ការផលិតអង់ស៊ីម Alpha-amylase របស់បាក់តេរី។
  3. អនុវត្តតេស្តលើគំរូទឹកជាក់ស្តែង: ប្រមូលគំរូទឹកពីតំបន់គោលដៅ (ឧ. ទឹកក្បែរតំបន់រោងចក្រ ឬការដ្ឋានរ៉ែ) មកច្រោះ រួចយកទៅលាយជាមួយបាក់តេរី ហើយទុកឱ្យប៉ះពាល់រយៈពេល ៣០ នាទីនៅក្នុង Incubator Shaker មុននឹងចាប់ផ្តើមវាស់ស្ទង់សកម្មភាពអង់ស៊ីម។
  4. វិភាគទិន្នន័យចំណុចពុល: ប្រើប្រាស់កម្មវិធីស្ថិតិដូចជា SPSS ធ្វើការវិភាគ Probit Analysis ក្នុងការគណនារកតម្លៃ IC50 ដើម្បីវាយតម្លៃកម្រិតជាតិពុលលោហៈធ្ងន់នៃគំរូទឹកនីមួយៗធៀបនឹងទឹកធម្មតា។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Bacillus subtilis (បាក់តេរី បាស៊ីលូស ស៊ុបទិលីស) ជាប្រភេទបាក់តេរី Gram-positive ម្យ៉ាងដែលត្រូវបានប្រើប្រាស់ជាទូទៅក្នុងការស្រាវជ្រាវ និងឧស្សាហកម្ម ដោយសារវាអាចផលិតអង់ស៊ីមបានច្រើន និងគ្មានភ្នាសការពារផ្នែកខាងក្រៅ ដែលធ្វើឱ្យវាងាយរងឥទ្ធិពល និងឆ្លើយតបយ៉ាងរហ័សទៅនឹងសារធាតុពុលក្នុងបរិស្ថាន។ ដូចជារោងចក្រតូចមួយដែលផលិតសារធាតុចិញ្ចឹម (អង់ស៊ីម) ជាប្រចាំ ហើយមានសភាពងាយស្រួលឱ្យគេសង្កេតមើលពេលមានការរំខាន ឬរងឥទ្ធិពលពីសារធាតុពុល។
Alpha-amylase (អង់ស៊ីម អាល់ហ្វា-អាមីឡាស) ជាប្រភេទអង់ស៊ីមដែលបាក់តេរី និងសារពាង្គកាយដទៃទៀតបញ្ចេញមកក្រៅកោសិកា ដើម្បីបំបែកម៉ូលេគុលម្សៅ (Starch) ទៅជាស្ករសាមញ្ញ ដែលកោសិកាអាចស្រូបយកទៅប្រើប្រាស់ជាថាមពលបាន។ ក្នុងការសិក្សានេះ គេវាស់ការថយចុះនៃការផលិតអង់ស៊ីមនេះ ដើម្បីដឹងពីកម្រិតរងគ្រោះរបស់បាក់តេរីពីលោហៈធ្ងន់។ ដូចជាកន្ត្រៃដែលកាត់ខ្សែម្សៅវែងៗឱ្យទៅជាកង់តូចៗ ដើម្បីងាយស្រួលឱ្យកោសិការបស់រាងកាយយកទៅប្រើប្រាស់។
Half maximal inhibitory concentration / IC50 (កំហាប់រារាំងពាក់កណ្តាលអតិបរមា) ជារង្វាស់ដែលបង្ហាញពីបរិមាណកំហាប់នៃសារធាតុពុល (ដូចជាលោហៈធ្ងន់) ដែលត្រូវការជាចាំបាច់ ដើម្បីកាត់បន្ថយ ឬរារាំងសកម្មភាពជីវសាស្ត្រណាមួយ (ដូចជាការផលិតអង់ស៊ីម) ឱ្យធ្លាក់ចុះពាក់កណ្តាល (៥០%) នៃសកម្មភាពធម្មតា។ តម្លៃ IC50 កាន់តែតូច បង្ហាញថាសារធាតុនោះកាន់តែមានជាតិពុលខ្លាំង និងបាក់តេរីកាន់តែរសើប។ ដូចជាការរកមើលថាតើត្រូវប្រើថ្នាំប៉ុន្មានគ្រាប់ទើបអាចធ្វើឱ្យម៉ាស៊ីនមួយបន្ថយល្បឿនអស់ពាក់កណ្តាល; បើប្រើត្រឹមតែបន្តិចតែអាចបញ្ចុះល្បឿនបានច្រើន មានន័យថាថ្នាំនោះខ្លាំងមែនទែន។
Starch-iodine assay (ការធ្វើតេស្តដោយប្រើម្សៅ និងអ៊ីយ៉ូត) ជាវិធីសាស្ត្រគីមីដើម្បីវាស់សកម្មភាពរបស់អង់ស៊ីម Alpha-amylase ដោយផ្អែកលើប្រតិកម្មរវាងម្សៅ និងអ៊ីយ៉ូតដែលបង្កើតបានជាពណ៌ខៀវក្រម៉ៅ។ ប្រសិនបើអង់ស៊ីមមានច្រើន ម្សៅនឹងត្រូវបំបែកអស់ ធ្វើឱ្យសូលុយស្យុងលែងមានពណ៌ខៀវ ដែលអាចវាស់ស្ទង់កម្រិតនេះបានដោយម៉ាស៊ីន។ ដូចជាការប្រើប្រាស់ថ្នាំពណ៌ដើម្បីមើលថាតើក្រដាស (ម្សៅ) ត្រូវបានកាត់ចោលអស់ឬនៅ បើក្រដាសនៅសល់ច្រើន ពណ៌វានឹងជាប់ច្រើន។
Exponential growth phase (ដំណាក់កាលលូតលាស់ជាអិចស្ប៉ូណង់ស្យែល) ជាដំណាក់កាលនៃវដ្តជីវិតរបស់បាក់តេរី ដែលកោសិការបស់ពួកវាបំបែកខ្លួន និងកើនឡើងទ្វេដងក្នុងល្បឿនលឿនបំផុត។ នៅដំណាក់កាលនេះ កោសិកាមានសកម្មភាពមេតាប៉ូលីស (Metabolism) ខ្ពស់បំផុត និងផលិតអង់ស៊ីមបានច្រើនបំផុត ដែលស័ក្តិសមបំផុតសម្រាប់ការយកមកធ្វើតេស្តជាតិពុល។ ដូចជាវ័យជំទង់របស់មនុស្សដែលកំពុងលូតលាស់លឿនបំផុត មានសកម្មភាពច្រើន និងត្រូវការថាមពលច្រើនបំផុតក្នុងជីវិត។
Microbial bioassay (ការធ្វើតេស្តជីវសាស្ត្រដោយប្រើអតិសុខុមប្រាណ) ជាការប្រើប្រាស់អតិសុខុមប្រាណ (ដូចជាបាក់តេរី) ជាឧបករណ៍ដើម្បីវាយតម្លៃកម្រិតជាតិពុលនៃសារធាតុណាមួយនៅក្នុងបរិស្ថាន ដោយសង្កេតមើលការប្រែប្រួលនៃការលូតលាស់ ឬការផលិតអង់ស៊ីមរបស់វា ជំនួសឱ្យការវិភាគរកកំហាប់សារធាតុគីមីដោយផ្ទាល់។ ដូចជាការប្រើសត្វចាបនៅក្នុងរ៉ែធ្យូងថ្មពីសម័យមុន ដើម្បីដឹងថាមានឧស្ម័នពុលឬអត់ តែនៅទីនេះយើងប្រើបាក់តេរីជំនួសវិញសម្រាប់ទឹកធម្មជាតិ។
Spectrophotometer (ម៉ាស៊ីនវាស់កម្រិតស្រូបពន្លឺ) ជាឧបករណ៍វិទ្យាសាស្ត្រដែលប្រើសម្រាប់វាស់ស្ទង់បរិមាណពន្លឺដែលឆ្លងកាត់ ឬត្រូវបានស្រូបយកដោយវត្ថុរាវណាមួយនៅកម្រិតរលកពន្លឺជាក់លាក់។ ក្នុងការសិក្សានេះ គេប្រើវាដើម្បីវាស់ភាពច្បាស់ ឬពណ៌របស់សូលុយស្យុង ដើម្បីទាញរកបរិមាណកោសិកាបាក់តេរី និងកម្រិតអង់ស៊ីម។ ដូចជាភ្នែកវេទមន្តដែលអាចប្រាប់បានយ៉ាងច្បាស់ថា ទឹកមួយកែវមានភាពល្អក់ ឬមានពណ៌កម្រិតណាជារង្វាស់លេខត្រឹមត្រូវ។
Peptidoglycan (ប៉ិបទីដូគ្លីកង់) ជាសមាសធាតុទម្រង់ចម្បងដែលបង្កើតជាជញ្ជាំងកោសិការបស់បាក់តេរី។ សម្រាប់បាក់តេរី Gram-positive ដូចជា B. subtilis ស្រទាប់នេះមានកម្រាស់ក្រាស់ និងមានបន្ទុកអគ្គិសនីអវិជ្ជមាន ដែលធ្វើឱ្យវាងាយទាក់ទាញ និងស្រូបយកអ៊ីយ៉ុងលោហៈធ្ងន់ (ដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមាន) ចូលទៅក្នុងកោសិកា។ ដូចជាសំណាញ់ការពារជុំវិញផ្ទះ (កោសិកា) ដែលមានលក្ខណៈឆក់ ងាយនឹងស្រូបយកភាគល្អិតលោហៈធ្ងន់ដែលរសាត់មកជិតវា។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖