ระบบตรวจเพศดักแด้หนอนไหมความแม่นยำสูงด้วยแสง

ในการผลิตรังของหนอนไหมมีหลายกระบวนการอยู่ด้วยการ ซึ่งกระบวนการที่สำคัญกระบวนการหนึ่ง คือ การคัดแยกเพศของหนอนไหมในช่วงการเติบโตของหนอนไหมที่เหมาะสมเพื่อจะได้ติดตามการเจริญเติบโต ความแข็งแรง และ ลักษณะที่สำคัญที่จะนำมาใช้ในขั้นตอนการผสมพันธุ์ต่อไป วิธีการที่สามารถคัดแยกเพศของไหมได้ถูกต้องมากที่สุด การตรวจลักษณะทางพันธุกรรม แต่เนื่องจากวิธีการนี้เป็นแบบทำลายที่จะต้องเสียหนอนไหมไป จึงไม่ได้นำมาใช้ในอุตสาหกรรม การใช้ภาพถ่ายคลื่นแม่เหล็ก (Magnetic Resonance Imaging) เป็นอีกเทคนิคหนึ่งที่นอกจากจะใช้ศึกษาการเติบโตและการเปลี่ยนรูปร่างในระยะต่างๆของตัวไหมได้ ยังได้มีการนำเสนอเพื่อใช้ระบุเพศของตัวไหมด้วย แต่เนื่องจากระบบการถ่ายภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กมีราคาสูง และ ประสิทธิภาพในการคัดแยกยังไม่สูงมากนัก จึงทำให้วิธีการนี้ไม่เป็นที่ยอมรับ

วิธีการที่ใช้กันทั่วไป คือ การคัดแยกผ่านการสังเกตด้วยตาเปล่าจากจุดเด่นบริเวณก้นของหนอนไหมช่วงระยะที่เป็นดักแด้ ซึ่งวิธีการนี้ต้องอาศัยผู้ที่มีประสบการณ์ และเนื่องจากจุดเด่นบริเวณก้นของดักแด้ของหนอนไหมมีขนาดประมาณหนึ่งมิลลิเมตรยังส่งผลเสียต่อสายตาของผู้คัดแยกได้ อีกวิธีการหนึ่งที่ช่วยลดเวลาในการคัดแยกลงได้คือการดูสีที่รังของหนอนไหม อย่างไรก็ตาม เนื่องจากปัจจุบันรังของหนอนไหมมีหลากหลายสีซึ่งขึ้นอยู่กับพันธุ์ของผีเสื้อที่เลี้ยง ทำให้วิธีการนี้ไม่สามารถคัดแยกเพศของหนอนไหมได้ดีเท่ากับการคัดแยกด้วยการตรวจสอบลักษณะเด่นที่ได้อธิบายไว้ก่อนหน้า

การชั่งน้ำหนักเป็นอีกวิธีการหนึ่งที่ช่วยให้การคัดแยกทำได้รวดเร็วขึ้น ซึ่งวิธีการนี้อยู่บนพื้นฐานที่ว่ารังไหมหรือดักแด้ของหนอนไหมที่เป็นเพศเมียจะมีขนาดและน้ำหนักมากกว่ารังไหมหรือดักแด้ของหนอนไหมที่เป็นของเพศผู้ ศูนย์วิจัยหม่อนไหมหลายๆศูนย์ในประเทศไทยก็ได้เลือกใช้วิธีการนี้ถึงแม้ว่าจะคัดได้ทีละตัวและเครื่องคัดแยกเพศหนอนไหมมีราคาสูง นอกจากนี้ การนำถาดมาเจาะรูหลายๆ รูโดยให้แต่ละรูมีขนาดเท่ากับขนาดของรังของหนอนไหมเพศผู้จะทำให้คัดแยกเพศของหนอนไหมได้รวดเร็วขึ้น แต่เนื่องจากในปัจจุบันมีการพัฒนาของพันธุ์ไหมมากขึ้นรวมไปถึงการอัตราการเจริญเติบโตของหนอนไหมแต่ละตัวก็ไม่เหมือนกัน ทำให้น้ำหนักและขนาดของรังไหมหรือของดักแด้ของหนอนไหมที่เป็นเพศเมียมีค่าใกล้เคียงกับของเพศผู้ได้ ส่งผลให้เกิดข้อผิดพลาดสูงในระหว่างการคัดแยกเพศดักแด้ของหนอนไหม ปัจจุบันศูนย์วิจัยหนอนไหมบางศูนย์ได้ยกเลิกการใช้เครื่องคัดแยกเพศดักแด้ไหมด้วยการชั่งน้ำหนักแล้วและหันกลับมาใช้การสังเกตด้วยตาเปล่าแทน

นอกเหนือจากวิธีการดังกล่าวข้างต้น การนำองค์ความรู้ทางแสงเข้ามาช่วยก็ได้มีการนำเสนอขึ้นมาเพื่อใช้คัดแยกเพศของหนอนไหม ซึ่งครอบคลุมการตรวจสอบจากสเปกตรัมของแสงที่สะท้อนมาจากดักแด้ของหนอนไหมที่จะต้องอาศัยเครื่องสเปกโตรมิเตอร์ที่มีราคาค่อนข้างสูง และ มีขั้นตอนประมวลผลข้อมูลสเปกตรัมที่มีความซับซ้อนและใช้เวลานาน อีกวิธีการหนึ่งคือการตรวจสอบจากแสงที่เรืองออกมาจากรังของหนอนไหมภายใต้แสงอัลตราไวโอเล็ต A (Ultraviolet A) [15] อย่างไรก็ตาม แสงที่สะท้อนจากดักแด้และแสงที่เรืองออกมาจากรังของหนอนไหมแต่ละพันธุ์มีความแตกต่างกัน จึงไม่สามารถคัดแยกเพศของหนอนไหมได้ทุกสายพันธุ์ เมื่อพิจารณาถึงวิธีการที่ได้กล่าวมาข้างต้นพบว่าวิธีการดังกล่าวยังไม่สามารถคัดแยกเพศดักแด้ของหนอนไหมได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ และมีต้นทุนในการผลิตต่ำได้

เพื่อที่จะตรวจสอบเพศดักแด้ของหนอนไหมให้ได้ประสิทธิภาพสูงขึ้น แนวทางหนึ่งคือการตรวจสอบทางกายวิภาคโดยเฉพาะเอกลักษณ์หรืออวัยวะภายในที่สามารถใช้ในการระบุเพศดักแด้ของหนอนไหมได้อย่างต่อมไคติน(Chitin gland) เนื่องจากผิวหนังดักแด้ของหนอนไหมมีองค์ประกอบของไคตินอยู่และตัวดักแด้ของหนอนไหมก็มีขนาดของความหนาไม่เกิน 10 มิลลิเมตร ทำให้เราสามารถใช้แหล่งกำเนิดแสงที่ให้กำลังของแสงต่ำ และให้แสงที่มีความยาวคลื่นยาวอย่างแสงสีแดงในย่านที่ตามองเห็นที่มีความยาวคลื่นตั้งแต่ 600 นาโนเมตร ขึ้นไปจนถึงแสงในย่านอินฟราเรดใกล้ที่มีความยาวคลื่น 1100 นาโนเมตร ได้ ทั้งนี้เพราะว่าแสงที่มีคุณสมบัติดังกล่าวสามารถแผ่ทะลุลงไปยังวัสดุที่เป็นไคตินได้ดี ไม่เป็นอันตรายต่อตัวดักแด้ของหนอนไหม และยังช่วยให้เห็นองค์ประกอบภายในที่ที่แสงเคลื่อนที่ผ่านไปในตัวด้วย เมื่อนำองค์ความรู้ดังกล่าวมาผสมผสานเข้ากับการประมวลผลภาพจะทำให้สามารถตรวจสอบเพศดักแด้ของหนอนไหมได้อย่างรวดเร็ว มีกระบวนการที่ไม่ซับซ้อน และ ไม่มีการสัมผัสกับตัวดักแด้ของหนอนไหมระหว่างทำการตรวจสอบ

ระบบตรวจเพศดักแด้หนอนไหมความแม่นยำสูงด้วยแสง เป็นหนึ่งในโครงการหลัก“ระบบอัจฉริยะไหมไทย (SMART THAI SILK)” ที่มีการนำไปใช้งานแล้ว ณ ศูนย์หม่อนไหมเฉลิมพระเกียรติฯ สระบุรี และนครราชสีมา โดยความร่วมมือระหว่าง กรมหม่อนไหม กระทรวงเกษตรและสหกรณ์ ร่วมกับ ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ หรือเนคเทค

Tag

กรมหม่อนไหม , ไหม , ไข่ไหม , แสง , หนอนไหม , ดักแด้ , แสงสีแดง , อินฟราเรด , หม่อนไหม