Một loại tai nghe siêu nhỏ sẽ giúp các nhà khoa học phát hiện được những chuyển động rất bé mà thông thường chúng chỉ có thể được phát hiện qua kính hiển vi. Nó cho phép các nhà nghiên cứu lắng nghe âm thanh của một viên thuốc khi phá vỡ các tổ chức siêu vi tương tự như cách một người thợ máy phát hiện ra bệnh của xe hơi qua tiếng động cơ.
Một nhóm gồm 3 viện nghiên cứu tại Vương Quốc Anh đang phát triển thiết bị này và họ hy vọng thiết bị sẽ sớm trở thành một công cụ tiêu chuẩn trong các phòng thí nghiệm. Tham gia cuộc nghiên cứu gồm có đại học Glasgow, đại học Oxford và viện nghiên cứu y học quốc gia tại Mill Hill gần thủ đô London.
Nghiên cứu:
Một nhóm gồm 3 viện nghiên cứu tại Vương Quốc Anh đang phát triển thiết bị này và họ hy vọng thiết bị sẽ sớm trở thành một công cụ tiêu chuẩn trong các phòng thí nghiệm. Tham gia cuộc nghiên cứu gồm có đại học Glasgow, đại học Oxford và viện nghiên cứu y học quốc gia tại Mill Hill gần thủ đô London.
Nghiên cứu:
1. Các nhà khoa học đang sử dụng tia laser để đo âm thanh tạo ra bởi vi khuẩn
2. Vi khuẩn được đặt vào trung tâm của vòng tròn tạo thành bởi các tia laser, mỗi chấm màu cam là một hạt tích điện có đường kính chỉ 1 đến 2 micron, nhỏ hơn 100 lần đầu sợi tóc người
3. Âm thanh tạo ra khi vi khuẩn làm rung động các hạt tích điện và có thể được ghi lại bằng máy quay tốc độ cao
Tai nghe trên dựa vào nền tảng công nghệ sử dụng chùm sáng laser để tạo ra một công cụ tạm gọi là kẹp quang học. Công cụ này dùng để đo chính xác các lực siêu nhỏ ở tỉ lệ phân tử. Phương thức hoạt động bằng cách treo lơ lửng những hạt thủy tinh hay hạt nhựa trong một tia thuộc chùm sáng laser và đo chuyển động của các hạt này khi chúng bị xê dịch bởi các đối tượng vi mô. Giáo sư Jon Cooper thuộc đại học Glasgow, người đứng đầu dự án cho biết: "Chúng tôi đã lợi dụng độ nhạy của kẹp quang học với chức năng tương tự một chiếc mi crô siêu thính. Kẹp quang học có thể đo hoặc điều khiển một lực chỉ bằng 1 phần triệu Newton. Lực này tương đương với va chạm của 1 tinh thể muối khi rơi xuống mặt bàn." Trong khi rất nhiều nhà nghiên cứu chỉ sử dụng một tia laser đơn để bẫy hạt, nhóm của giáo sư Cooper hy vọng việc sử dụng nhiều tia laser sắp xếp theo vòng tròn bao quanh chủ thể sẽ thu được kết quả tốt hơn. Theo giáo sư Miles Padgett, "Chúng tôi có thể nhìn thấy một số lượng lớn các đối tượng và quan sát chúng rung động. Một đối tượng rung động tương ứng với một màn chắn trong chiếc mi crô. Như vậy, rung động có thể được đo đạt và các rung động trong chất lỏng bao quanh đối tượng sẽ được chuyển thành âm thanh. Bằng cách bao vây lấy đối tượng, chúng tôi có thể xác định chuyển động đó là của chính đối tượng hay của một vật khác." Một máy quay tốc độ cao sẽ ghi lại chuyển động vòng tròn của các hạt để định rõ nguồn gốc chuyển động. Giáo sư Padgett cũng cho biết thêm: "Chúng tôi có thể bẫy và giữ những hạt này đồng thời kết nối đầu ra với loa để nghe được những rung động phát ra." Bên cạnh đó, một loại đĩa ăn mòn siêu nhỏ được sử dụng để tập trung ghi lại chuyển động của đối tượng trong môi trường chất lỏng và giúp dễ dàng thu được kết quả. Cuối cùng, sau khi thử nghiệm, nhóm nghiên cứu đã có thể nghe được chuyển động Brown - một loại chuyển động va chạm liên tục của các nguyên tử và phân tử trong chất lỏng. 2. Vi khuẩn được đặt vào trung tâm của vòng tròn tạo thành bởi các tia laser, mỗi chấm màu cam là một hạt tích điện có đường kính chỉ 1 đến 2 micron, nhỏ hơn 100 lần đầu sợi tóc người
3. Âm thanh tạo ra khi vi khuẩn làm rung động các hạt tích điện và có thể được ghi lại bằng máy quay tốc độ cao
Âm thanh phát ra khi các nguyên phân tử va chạm nhau trong môi trường lỏng
Thử nghiệm:
Trùng kí sinh Trypanosome màu xanh có "đuôi" dài đang di chuyển giữa các hồng cầu
Khi thiết bị được hoàn tất, một nhóm nghiên cứu khác được dẫn dắt bởi nhà vật lý Richard Berry thuộc trường đại học Oxford sẽ sử dụng để thu âm thanh phát ra từ roi (một bộ phận dùng để chuyển động của vi khuẩn chẳng hạn như vi khuẩn E. coli). Theo tiến sĩ Berry: "Vì công nghệ này quá mới mẻ nên chúng tôi sẽ khám phá xem khả năng hoạt động của thiết bị này như thế nào và việc thử nghiệm trên phần roi của vi khuẩn là rất hợp lí." Hiện tại, những chuyển động của roi sẽ được nghiên cứu bằng cách dán các hạt siêu nhỏ lên bộ phận này và quan sát cử động của chúng bằng máy quay tốc độ cao. Tuy nhiên, những hạt này không giống với những hạt được sử dụng trong kẹp quang học. Để thực hiện các bước tiếp theo, các nhà khoa học buộc phải nghĩ ra cách dán các hạt này lên roi của vi khuẩn. Berry nói: "Chúng tôi phải khiến chúng dính chính xác lên điểm cần dán. Đây là khâu sinh học và đầy yếu tố may rủi." Điều này cũng đồng nghĩa, mỗi vi khuẩn hay tế bào tự nhiên khác nhau sẽ có cách tiến hành phân tích khác nhau.
Loại tai nghe này có thể sử dụng trên nhiều loại vi khuẩn. Theo dự tính, nếu thử nghiệm trên vi khuẩn thành công, nhóm nghiên cứu sẽ mở rộng đối tượng sang các tổ chức sinh vật vi mô khác. Một ứng cử viên cho cuộc thử nghiệm lần này là trùng kí sinh Trypanosome trên cơ thể người. Được biết, trùng Trypanosome đã gây nhiễm trên hơn 500.000 người dân vùng cận sa mạc Sahara châu Phi. Trùng Trypanosome đi vào cơ thể người qua viết cắn của ruồi Glossina nhiễm bệnh. Khi vào cơ thể, trùng Trypanosome liên tục hoạt động gây bệnh "ngủ" do viêm não, màng não dẫn đến tử vong. Loại trùng này di chuyển trong máu bằng nhiều loại roi khác nhau. Vì vậy, lắng nghe cử động của roi là cách đơn giản nhất để biết được cơ chế hoạt động của trùng kí sinh và phát triển các loại thuốc làm tê liệt các cử động này.
Nguồn: BBC News
