Các nhà nghiên cứu thuộc hai trường đại học hàng đầu thế giới, MIT và Harvard vừa trình diễn công nghệ “cảm biến sinh học” bằng cách tạo ra một chiếc khẩu trang có thể xét nghiệm hơi thở người đeo, đưa ra kết luận họ có nhiễm virus SARS-CoV-2 hay không chỉ sau 90 phút. Công nghệ này không chỉ có thể nhận ra virus gây COVID-19, mà còn có thể được lập trình lại để nhận diện nhiều dạng mầm bệnh khác nhau, và đủ nhỏ gọn để đưa những chất chỉ thị vào ngay sợi vải của khẩu trang.
Cảm biến sinh học kể trên đã được phát triển trong vài năm trở lại đây, dựa trên một công nghệ gọi là wFDCF, viết tắt của wearable freeze-dried cell-free. Không giống những công nghệ phát hiện vi sinh trước đây, công nghệ này cho phép hệ thống trích xuất và làm khô những cỗ máy sinh học với nhiệm vụ phát hiện ra những phân tử hữu cơ.
![[IMG]](https://photo2.tinhte.vn/data/attachment-files/2021/06/5529748_Tinhte_Corona1.jpg)
Peter Nguyen, đồng chủ biên cuộc nghiên cứu này cho biết: “Những nhóm nghiên cứu khác đã tạo ra những sản phẩm đeo có thể xác định những phân tử sinh học, nhưng hầu hết những kỹ thuật này đều yêu cầu tế bào sống đặt vào những món đồ ấy, giống như là đang đeo bể thủy sinh mini trên người. Nếu ”bể thủy sinh" ấy bị phá vỡ, những vi sinh vật được chỉnh sửa ấy sẽ lọt ra ngoài và có khả năng xâm nhập vào cơ thể người. Không ai thích ý tưởng ấy cả."
Trước đó, công nghệ wFDCF đã được dùng để tạo ra công cụ xét nghiệm nhanh virus Ebola và Zika. Khoảng 1 năm về trước, khi đại dịch COVID-19 hoành hành trên toàn thế giới, các nhà khoa học đã nhanh chóng chuyển hướng nghiên cứu để tạo ra một giải pháp hỗ trợ nỗ lực phòng chống đại dịch. Một chủ biên khác của cuộc nghiên cứu, Luis Soenksen cho biết: “Toàn bộ dự án này đã được hoàn thành trong điều kiện giãn cách xã hội hoặc cách ly nghiêm ngặt kể từ tháng 05/2020”.
Cảm biến sinh học kể trên đã được phát triển trong vài năm trở lại đây, dựa trên một công nghệ gọi là wFDCF, viết tắt của wearable freeze-dried cell-free. Không giống những công nghệ phát hiện vi sinh trước đây, công nghệ này cho phép hệ thống trích xuất và làm khô những cỗ máy sinh học với nhiệm vụ phát hiện ra những phân tử hữu cơ.
Peter Nguyen, đồng chủ biên cuộc nghiên cứu này cho biết: “Những nhóm nghiên cứu khác đã tạo ra những sản phẩm đeo có thể xác định những phân tử sinh học, nhưng hầu hết những kỹ thuật này đều yêu cầu tế bào sống đặt vào những món đồ ấy, giống như là đang đeo bể thủy sinh mini trên người. Nếu ”bể thủy sinh" ấy bị phá vỡ, những vi sinh vật được chỉnh sửa ấy sẽ lọt ra ngoài và có khả năng xâm nhập vào cơ thể người. Không ai thích ý tưởng ấy cả."
Trước đó, công nghệ wFDCF đã được dùng để tạo ra công cụ xét nghiệm nhanh virus Ebola và Zika. Khoảng 1 năm về trước, khi đại dịch COVID-19 hoành hành trên toàn thế giới, các nhà khoa học đã nhanh chóng chuyển hướng nghiên cứu để tạo ra một giải pháp hỗ trợ nỗ lực phòng chống đại dịch. Một chủ biên khác của cuộc nghiên cứu, Luis Soenksen cho biết: “Toàn bộ dự án này đã được hoàn thành trong điều kiện giãn cách xã hội hoặc cách ly nghiêm ngặt kể từ tháng 05/2020”.
Giải pháp của MIT và Harvard ứng dụng công nghệ wFDCF ở mức cao cấp nhất cho đến thời điểm hiện tại. Những cảm biến sinh học tích hợp trong khẩu trang sẽ được kích hoạt khi ấn nút nhỏ mặt ngoài khẩu trang như anh em có thể thấy trong hình cover. Sau khi ấn nút, một lượng nước nhỏ trong bình chứa bé xíu sẽ được trích ra, tạo độ ẩm để kích hoạt những phân tử sinh học trên bề mặt dải tiếp xúc bao gồm 6 lớp. Sau khi có độ ẩm, dải tiếp xúc này sẽ tiến hành phân tích mẫu hạt li ti từ hơi thở của người đeo khẩu trang. Trong vòng 90 phút sau đó, bề mặt cuối cùng của dải vi sinh phân tích hơi thở sẽ cho ra kết quả. Hai vạch là âm tính, còn 1 vạch là dương tính.
Anh Nguyen cho biết: “Chúng tôi cơ bản đã thu nhỏ cả một phòng thí nghiệm trở về kích thước của một hệ thống cảm biến đủ nhỏ để lắp vào mọi chiếc khẩu trang hiện có, kết hợp được cả độ chính xác của cách xét nghiệm PCR với tốc độ và chi phí thấp của cách xét nghiệm kháng nguyên.”
Những thử nghiệm hiện tại cho thấy chiếc khẩu trang của MIT và Harvard phát triển cho ra kết quả rất chính xác, so sánh với tiêu chuẩn vàng của việc xét nghiệm COVID-19 hiện tại là PCR. Anh Nguyen nhấn mạnh sản phẩm này đã hoàn toàn sẵn sàng để thương mại hóa, nhưng cũng cho biết công nghệ wFDCF có thể phục vụ rất nhiều nhu cầu y tế khác nhau chứ không chỉ dùng để xét nghiệm COVID-19. Lấy ví dụ, “công nghệ này có thể tích hợp vào những trang phục bảo vệ của các bác sĩ hay những chuyên viên y khoa tuyến đầu, hoặc chuyên viên quân sự để phát hiện những mầm bệnh hay hợp chất độc hại, từ đó bảo vệ họ hiệu quả hơn.”
Hiện tại, sản phẩm trong hình bài viết này được lược bỏ hết những linh kiện điện tử để mức giá của giải pháp này rẻ nhất có thể. Nhưng wFDCF hoàn toàn có thể tích hợp chip bán dẫn cùng cáp quang dẫn truyền thông tin để gửi thông tin về điện thoại hoặc máy tính, thay vì đưa ra kết quả xét nghiệm trên một mẩu giấy nhỏ xíu như chiếc khẩu trang trên đây. Nhờ đó, quá trình xét nghiệm sẽ có thể diễn ra được nhiều lần, theo dõi tình trạng theo thời gian thực. Các nhà khoa học đang tìm kiếm đối tác thương mại để sản xuất chiếc khẩu trang công nghệ cao này bán ra thị trường.
Theo New Atlas
