Tiến sĩ Việt phát triển hệ thống xử lý mẫu DNA kích hoạt bằng giọng nói
TS Bùi Hoàng Khang tại phòng thí nghiệm, cùng thiết bị xử lý mẫu DNA của vi khuẩn. Ảnh: NVCC
Thiết bị xử lý mẫu DNA của vi khuẩn do các nhà nghiên cứu từ tại Đại học Kyung Hee (Hàn Quốc) phát triển có kích thước bằng lòng bàn tay và nặng chỉ khoảng 0,3 kg. Người điều khiển sẽ dùng khẩu lệnh để vận hành quá trình trích xuất DNA từ các mẫu vi khuẩn gây bệnh. Do không tiếp xúc trực tiếp, thiết bị giúp ngăn chặn lây nhiễm, xử lý các mẫu một cách an toàn. Nghiên cứu đăng trên tạp chí ACS Sensors hồi tháng 2.

Thiết bị xử lý mẫu DNA của vi khuẩn do nhóm nghiên cứu Đại học Kyung Hee (Hàn Quốc) phát triển. Ảnh: Nhóm nghiên cứu
Thông thường các nhà khoa học làm việc với các mẫu chứa mầm bệnh, cần phải thao tác trên số lượng nhỏ nhất nhằm tránh khả năng lây nhiễm. Đối với các bệnh do vi khuẩn có tính lây lan cao, việc phân tích mẫu tại chỗ là phương án lý tưởng để giúp các bác sĩ chẩn đoán nhanh chóng. Với các nhà khoa học bị khiếm thị hoặc khiếm khuyết về thể chất, việc vận hành các dụng cụ phức tạp, nhất là thiết bị dùng cho xử lý số lượng mẫu nhỏ cũng là thách thức lớn. Do đó nhóm nghiên cứu muốn tích hợp ứng dụng nhận dạng giọng nói với hệ thống trích xuất giúp quá trình dễ dàng và an toàn hơn.
TS Bùi Hoàng Khang (32 tuổi), tác giả chính của nghiên cứu cho hay, họ mất 3 năm với khoảng 30 phiên bản thiết kế khác nhau để đưa ra được hệ thống hoàn thiện. "Một trong những khó khăn lớn khi chế tạo là phải kết nối nhiều bộ phận khác nhau song vẫn đảm bảo hiệu năng và nhỏ gọn", TS Khang nói với VnExpress.
Anh giải thích việc tách DNA đi qua bốn bước, từ mẫu, rửa lần một, rửa lần hai và dung dịch rửa giải, đồng thời phải có hai ô để tách bỏ chất thừa và lưu giữ mẫu cho các bước tiếp theo. Do đó dung dịch cần được điều khiển chính xác đi từ ô này qua ô khác và vượt qua được lực cản của các viên bi thủy tinh siêu nhỏ. Nhóm nghiên cứu đã làm tối giản số lượng các van không khí và sắp xếp gọn gàng. Việc tối ưu thiết kế kỹ thuật giúp đảm bảo quãng đường di chuyển của mẫu càng ngắn càng tốt, qua đó nâng cao hiệu suất.
Hệ thống được thiết kế gồm một chip vi lỏng (microfluidic chip) liên kết với sáu van khí 3 chiều, một định tuyến không khí (air router), các ống áp suất và chân không với động cơ bơm không khí và một bộ vi điều khiển (microcontroller) có mô-đun Bluetooth. Sau đó, bằng cách sử dụng phần mềm nhận dạng giọng nói hiện có, nhóm phát triển ứng dụng dựa vào nền tảng MIT App Inventor (MAI) để nghe các lệnh thoại cụ thể. Thiết bị chạy bằng pin di động hoặc bộ sạc điện thoại thông minh thông thường.
Để dễ sử dụng, phần chip chứa dung dịch được thiết kế tháo lắp dễ dàng bên trên bộ phận định tuyến không khí. Người dùng chỉ cần nói to một trong các lệnh điều khiển, ứng dụng sẽ gửi tín hiệu không dây đến bộ điều khiển vi mô. Sau khi nhận được tín hiệu, bộ vi điều khiển sẽ tự động bắt đầu một loạt các bước, bao gồm tải mẫu, rửa và giải phóng DNA tinh khiết vào buồng thu thập.
Nhóm đã thử nghiệm chiết xuất DNA từ vi khuẩn Salmonella Typhimurium, tinh chế mẫu 10µL với hiệu suất 70% trong vòng chưa đầy một phút. Mặc dù hệ thống hiệu suất thấp hơn so với bộ trích xuất DNA truyền thống (có thể đạt 80-90%, phụ thuộc hiện trạng mẫu), song các nhà nghiên cứu đánh giá thiết bị được tích hợp nhiều tính năng giúp việc xét nghiệm DNA vi khuẩn thuận tiện và an toàn hơn.
TS Trần Bửu Minh, chuyên gia trong lĩnh vực vi sinh vật học tại trường Đại học Uppsala (Thụy Điển) đánh giá, nghiên cứu có nhiều tiềm năng hỗ trợ nhân viên y tế tuyến đầu và mở đường cho việc ứng dụng nhận dạng giọng nói vào các thiết bị y tế.
TS Khang cho biết, nhóm đang tích hợp thêm chức năng PCR và sử dụng nhiều mẫu bệnh phẩm khác nhau bao gồm cả Covid-19, đồng thời tiếp tục nghiên cứu thu nhỏ thiết bị. "Hướng nghiên cứu hoàn toàn có thể triển khai ở Việt Nam mà không cần nhiều thiết bị chuyên dụng đắt tiền", TS Khang nói.
TS Bùi Hoàng Khang tốt nghiệp trường ĐH Cần Thơ, chương trình công nghệ sinh học tiến tiến liên kết với trường ĐH Michigan (Mỹ). Anh từng làm việc với vai trò chuyên viên phôi học và thư ký y khoa tại một số bệnh viện trước khi sang Hàn năm 2017. Anh nhận bằng tiến sĩ năm 2022 tại trường Kyung Hee, đồng thời được nhận giải thưởng báo cáo viên xuất sắc tại Hội nghị nhà khoa học trẻ Việt Nam tại Hàn Quốc năm 2022.
Theo vnexpress.net
Tin cùng chuyên mục
- Ứng dụng công nghệ sinh học trong sản xuất nước mắm 15.02.2023 | 18:51 PM
- Tàu container lớn nhất thế giới 13.02.2023 | 08:42 AM
- Phát triển thị trường khoa học và công nghệ đồng bộ, hiệu quả, hiện đại và hội nhập 23.09.2022 | 21:19 PM
- Hội thảo tư vấn, phản biện về cơ chế, chính sách hỗ trợ các hoạt động phát triển khoa học, công nghệ 07.06.2022 | 16:39 PM
- Chuyển đổi số - chuyển đổi từ nhận thức 24.05.2022 | 08:56 AM
- Chuyển đổi số - bắt kịp, đi cùng, vượt lên phát triển kinh tế - xã hộiKỳ 1: Xây dựng chính quyền số từ nền tảng chính quyền điện tử 04.04.2022 | 08:49 AM
- Lễ tổng kết và trao giải Hội thi, Cuộc thi sáng tạo khoa học - công nghệ và kỹ thuật năm 2020 - 2021 14.12.2021 | 16:38 PM
- Robot thu hoạch táo tự động 21.11.2021 | 13:53 PM
- Sở Khoa học và Công nghệ: Kiểm tra tình hình thực hiện đề tài khoa học và công nghệ cấp tỉnh tại huyện Quỳnh Phụ 07.11.2021 | 15:41 PM
- Phát huy vai trò của đội ngũ trí thức Thái Bình trong phòng, chống dịch Covid-19 26.10.2021 | 10:02 AM
Xem tin theo ngày
-
Bộ trưởng Đào Ngọc Dung lý giải nguyên nhân của tình trạng chậm đóng, trốn đóng bảo hiểm xã hội
- Phát huy tinh thần trách nhiệm để phiên chất vấn thực sự hiệu quả, thực chất, mang tính xây dựng cao
- Quốc hội thảo luận tại tổ về các dự án luật
- Tháo gỡ điểm nghẽn trong phá dỡ, cải tạo, xây dựng lại nhà chung cư cũ
- Sự kiện khởi nguồn con đường giải phóng dân tộc, xây dựng và phát triển đất nước
- Phiên họp lần thứ 20 của Ban Chỉ đạo quốc gia phòng, chống dịch Covid-19
- Thủ tướng Chính phủ chủ trì phiên họp thường kỳ tháng 5
- Đoàn công tác của UBND tỉnh làm việc với UBND huyện Vũ Thư
- Đề xuất nâng thời gian lưu trú cho khách quốc tế nhập cảnh lên 60 ngày
- Nhất trí cấp giấy chứng nhận căn cước cho người gốc Việt Nam