Chip vi lưu xét nghiệm máu phát hiện sớm ung thư phổi

Chip vi lưu không chỉ hứa hẹn trong phát hiện sớm tế bào ung thư biểu mô phổi ở người mà còn có tiềm năng phát hiện nhiều loại bệnh tế bào khác. 
Chip vi lưu xét nghiệm máu phát hiện sớm ung thư phổi
Chip vi lưu xét nghiệm máu phát hiện sớm ung thư phổi

Ung thư phổi là căn bệnh ngày càng phổ biến ở cả Việt Nam và thế giới, với hơn 1,5 triệu ca mắc mới mỗi năm, chiếm khoảng 13% tổng số ca chẩn đoán ung thư toàn cầu.

Ở giai đoạn ban đầu, nếu phát hiện sớm và áp dụng các biện pháp điều trị thích hợp thì tỷ lệ chữa khỏi (tức sống thêm từ 5 năm) có thể lên tới 80-90%, trong khi để bệnh phát triển đến giai đoạn cuối thì tỷ lệ chữa khỏi chỉ còn khoảng 15-25% hoặc thấp hơn, và gánh nặng chi phí điều trị vô cùng lớn.

Trước thực tế trên, GS. TS Chử Đức Trình, trường ĐH Công nghệ, ĐH Quốc gia Hà Nội đã “muốn phát triển một thiết bị có thể giúp chẩn đoán sớm ung thư”.

Theo GS Chử Đức Trình, càng nhiều người – đặc biệt là ở các bệnh viện tuyến dưới – có thể tiếp cận được với việc sàng lọc và chẩn đoán sớm ung thư, thì những phương pháp xét nghiệm phải càng đơn giản, thuận tiện và ít tốn kém.

Và một loại chip vi lưu (microfluidic) do các nhà khoa học thuộc trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội (Việt Nam) và Đại học Quốc gia Chung Cheng (Đài Loan) hợp tác phát triển đã bắt đầu từ ước mơ của vị giáo sư già như thế.

PGS. TS. Bùi Thanh Tùng, Khoa Điện tử Viễn thông, trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội một trong số các thành viên chế tạo ra thiết bị cho biết, có kích thước tương đương một chiếc USB thông thường, phòng thí nghiệm trên con chip (Lab-on-a-chip) này sử dụng công nghệ vi lưu để bơm một lượng mẫu xét nghiệm nhỏ vào các kênh dẫn tới buồng phản ứng có đường kính 500 micromet (tương đương gấp 5 lần đường kính sợi tóc), chứa các chế phẩm sinh học đặc hiệu để bắt cặp với các tế bào ung thư phổi có trong máu.

Với nguyên lý đo điện dung vi sai giữa các điện cực, cảm biến trở kháng của hệ thống sẽ đo xem trong buồng phản ứng có bao nhiêu liên kết bắt cặp, từ đó xác định được lượng tế bào A549 có trong mẫu xét nghiệm.

Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học tập trung vào một dạng tế bào ung thư phổi là A549. Dựa trên nguyên lý bắt cặp ổ khóa-chìa khóa, họ chế tạo ra các đầu dò sinh học (aptamer) khớp được với tế bào bệnh A549 nhưng không nhận biết nhầm tế bào phổi lành. Kết quả thử nghiệm với các mẫu chuẩn in vitro cho thấy thiết bị có độ đặc hiệu 95% và độ nhạy 500 tế bào/ml. Thời gian xét nghiệm khoảng 10 -12 phút, chưa kể các bước tiền xử lý có thể lên tới 1 giờ.

“Dựa trên nguyên lý hoạt động của con chip cảm biến, chúng tôi hoàn toàn có thể mở rộng phạm vi phát hiện ra các đối tượng ung thư khác, chỉ cần thay đổi các tác nhân sinh học đặc hiệu” – PGS. TS. Bùi Thanh Tùng nói.

 

Dĩ nhiên, để làm được điều này, các chuyên gia kỹ thuật điện tử và cơ-lý của trường Đại học Công nghệ đã phải hợp tác chặt chẽ với những nhà nghiên cứu chuyên sâu về sinh học tế bào của trường Đại học Khoa học Tự nhiên (ĐH Quốc gia Hà Nội).

Các hệ thống vi lưu như vậy có nhiều lợi thế: sử dụng ít mẫu và thuốc thử, thời gian xử lý ngắn hơn, độ nhạy cao và có khả năng tự động hóa.

Trong khuôn khổ chương trình Nghị định thư do Bộ Khoa học và Công nghệ tài trợ, các nhà nghiên cứu Việt Nam cũng đã học hỏi được nhiều kinh nghiệm chế tạo chip sinh học vi cơ điện tử từ các đồng nghiệp ở Đại học Quốc gia Chung Cheng (Đài Loan), cũng như tận dụng được cơ sở vật chất đồng bộ ở đó để thử nghiệm ý tưởng.

Hai bên đã đồng công bố bốn bài báo quốc tế ISI và sáu bài tham luận tại hội thảo quốc tế liên quan đến kỹ thuật điện tử và sinh học. Đồng thời, họ đã đào tạo được 14 nhân lực Việt bao gồm các kỹ sư, cử nhân, thạc sĩ, và tiến sĩ.

“Dựa trên nguyên lý hoạt động của con chip cảm biến, chúng tôi hoàn toàn có thể mở rộng phạm vi phát hiện ra các đối tượng ung thư khác, chỉ cần thay đổi các tác nhân sinh học đặc hiệu” – PGS. TS. Bùi Thanh Tùng tự tin cho hay. 

Được biết, các nhà khoa học đã làm chủ được quy trình công nghệ để có thể triển khai được trên hệ thống trong nước. Các thiết kế hệ thống Lab-on-a-chip này cũng tận dụng được thế mạnh của Việt Nam trong việc kết hợp công nghệ tính toán với những trang thiết bị không quá đắt tiền để có thể đo được những đối tượng ở kích cỡ rất nhỏ như tế bào [khoảng 15-20 micromet.

 Tuy nhiên, đây mới chỉ là những nghiên cứu cơ bản bước đầu nhằm chứng minh nguyên lý. Để đi từ phòng thí nghiệm đến thương mại hóa, vẫn cần các nghiên cứu phát triển sâu hơn nhằm tối ưu hóa sản phẩm.

GS.TS. Chử Đức Trình cho biết nhóm nghiên cứu đang tìm kiếm đối tác tài trợ cho pha nghiên cứu tiếp theo. Nhóm nghiên cứu muốn “thử thách bản thân” khi hướng tới phát triển một thiết bị khám sàng lọc tại nhà, thuận tiện như các thiết bị xét nghiệm đường huyết cầm tay hiện nay.

H. Anh 

Chủ đề :

khcn

 
List comment
 
 
Sáng kiến giúp sinh viên nghề học và thực hành trực tuyến
icon

Bằng sự tâm huyết thầy giáo Nguyễn Đức Tài, giảng viên ngành Cơ điện tử Trường Cao đẳng Nghề An Giang đã vận dụng những cải tiến của khoa học kỹ thuật “biến điều không thể thành có thể” với sản phẩm “Thiết bị dạy học thực hành trực tuyến”.

 
 
Sinh viên Đại học Bách khoa Hà Nội sáng chế thành công nước tưới hữu cơ
icon

Dự án khoa học công nghệ có tên Nước tưới Humic cho nông nghiệp đô thị đã đoạt giải Nhì cuộc thi Demo Day Bách khoa 2020.

 
 
Sinh viên chế tạo công nghệ tạo vi giọt ứng dụng phân phối thuốc
icon

Hệ thống vi lưu cấu trúc chữ Y tích hợp cảm biến có khả năng tạo vi giọt với kích thước giọt có thể điều khiển theo mong muốn.

 
 
Sản phẩm khoa học công nghệ băng ca áp lực âm 'made in Vietnam' ra đời
icon

Hai chiếc băng ca áp lực âm do Đại học Bách khoa Hà Nội nghiên cứu chế tạo là một trong 4 sáng kiến khoa học công nghệ của Việt Nam, vượt qua gần 2.000 dự án nhận được tài trợ một triệu USD từ Đại học Pháp ngữ (AUF).

 
 
Viện Vắc xin và Sinh phẩm Y tế (IVAC): Hơn 40 năm bảo vệ sức khỏe người Việt
icon

Hơn 40 năm hoạt động, Viện Vắc xin và Sinh phẩm Y tế (IVAC) đã hoàn toàn tự chủ trong sản xuất vắc xin trong nước và cung cấp hơn 250 triệu liều vắc xin các loại.

 
 
Giám đốc ngồi xe lăn và sáng kiến đầu kéo xe lăn dành cho người khuyết tật
icon

Không may gặp tai nạn giao thông vào năm 29 tuổi, anh Lê Huy Tích đã bị liệt cả hai chân. Việc phải di chuyển bằng xe lăn khiến anh tìm tòi và nảy ra sáng kiến về chiếc đầu kéo dành cho xe lăn.

 
Ra mắt nền tảng quản trị và kinh doanh du lịch ezCloud
icon

Nền tảng quản trị và kinh doanh du lịch ezCloud giải quyết tối ưu các vấn đề của khách sạn, khu vui chơi: Vận hành, phân phối và kinh doanh.

 
Sinh viên nghiên cứu ứng dụng mạng tích chập nơ ron trích xuất thông tin từ dữ liệu y văn
icon

Đề tài khoa học của sinh viên Nguyễn Đức Thắng giúp các nhà nghiên cứu dễ dàng truy xuất nhanh thông tin liên quan đến bệnh và thuốc từ nguồn dữ liệu y văn khổng lồ…

 
Giống ngô nếp lai VNUA69 tăng năng suất, thu nhập cao cho bà con
icon

Việc thử nghiệm các giống ngô nếp lai mới, nhằm tìm ra những giống ngô nếp có năng suất, chất lượng cao, chống chịu sâu bệnh tốt để đưa vào cơ cấu sản xuất là vấn đề cần thiết.

 
Nghiên cứu Data Espresso đánh giá thông tin điện tử hàng hóa
icon

TS. Nguyễn Trường Thắng - Viện Công nghệ Thông tin – Viện Hàn lâm KHCN Việt Nam và cộng sự đã nghiên cứu hệ thống phần mềm Data Espresso để đánh giá thông tin điện tử hàng hóa trong hệ thống thương mại điện tử.