Đại dịch COVID-19 cho thấy rõ cần phải đổi mới công nghệ để phát hiện, điều trị và ngăn chặn vi rút SARS-CoV-2. Một năm rưỡi sau khi đại dịch này xuất hiện, những đợt dịch bùng phát liên tiếp nên nhu cầu về các giải pháp y tế mới, đặc biệt là phương pháp xét nghiệm, vẫn cấp thiết.
Nhóm nghiên cứu tại trường Đại học Florida, Hoa Kỳ và Đại học Quốc gia Chiao Tung của Đài Loan đã tìm ra phương pháp xét nghiệm nhanh và nhạy các dấu ấn sinh học của COVID-19.
Dưa vào các kết quả nghiên cứu trước đây chứng minh việc phát hiện các dấu ấn sinh học liên quan đến dịch bệnh và các trường hợp cấp cứu như vi rút Zika, đau tim và rò rỉ dịch tủy sống, nhóm nghiên cứu đã phát triển một hệ thống cảm biến có khả năng phát hiện COVID-19 trong vòng một giây, nhanh hơn nhiều so với các xét nghiệm hiện nay.
Để phát hiện sự hiện diện của vi rút, cần phải phải khuếch đại các dấu ấn sinh học như các bản sao axit ribonucleic của vi rút trong kỹ thuật phản ứng chuỗi polymerase thông thường để phát hiện COVID-19 hoặc khuếch đại tín hiệu liên kết dấu ấn sinh học mục tiêu. Phương pháp mới khuếch đại tín hiệu liên kết cho dấu ấn sinh học mục tiêu.
Minghan Xian, đồng tác giả nghiên cứu tại trường Đại học Florida cho biết: “Dải cảm biến sinh học của chúng tôi tương tự như các loại que thử đường huyết có trên thị trường, với một kênh vi lưu nhỏ ở đầu để dẫn chất lỏng xét nghiệm. Trong kênh vi lưu, một vài điện cực tiếp xúc với chất lỏng. Một điện cực được phủ vàng và các kháng thể liên quan đến COVID được gắn vào bề mặt vàng bằng phương pháp hóa học".
Trong quá trình đo đạc, các dải cảm biến được kết nối với bảng mạch thông qua đầu nối và tín hiệu điện ngắn được truyền giữa điện cực vàng có liên kết với kháng thể COVID và một điện cực phụ khác. Tín hiệu này sau đó được truyền trở lại bảng mạch để phân tích.
Ông Xian cho rằng: “Hệ thống cảm biến của chúng tôi, một bảng mạch, sử dụng bóng bán dẫn để khuếch đại tín hiệu điện, sau đó được chuyển đổi thành một số trên màn hình. Độ lớn của con số đó phụ thuộc vào nồng độ của kháng nguyên, protein của vi rút trong dung dịch thử nghiệm".
Dù các dải cảm biến của hệ thống phải được vứt bỏ sau khi sử dụng, nhưng bảng mạch thử nghiệm có thể tái sử dụng. Điều này có nghĩa là chi phí xét nghiệm sẽ giảm đi rất nhiều. Tính linh hoạt của công nghệ mới vượt xa khả năng phát hiện COIVD-19.
Theo ông Xian, bằng cách thay đổi loại kháng thể gắn trên bề mặt vàng, có thể tái sử dụng hệ thống để phát hiện các bệnh khác. Hệ thống này đóng vai trò như một nguyên mẫu cho các cảm biến dấu ấn sinh học protein giá rẻ, được mô-đun hóa để phản hồi nhanh theo thời gian thực trong các ứng dụng lâm sàng, phòng mổ hoặc sử dụng tại nhà.
Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Vacuum Science & Technology B.
N.P.D (NASATI), theo https://phys.org/news/2021-05-covid-method-results.html, 18/5/2021
