GS Mỹ phát triển công nghệ tự phát hiện Covid-19 bằng điện thoại: Có kết quả sau 10 phút

Phát triển công nghệ phát hiện Covid-19 bằng điện thoại thông minh

Đại dịch Covid-19 toàn cầu vẫn đang tiếp tục leo thang, và các nhà khoa học đang đẩy nhanh việc phát triển các cách kiểm soát và xét nghiệm Covid-19.

Theo một báo cáo gần đây từ trang thông tin y tế MedicalXpress của Mỹ, các nhà nghiên cứu từ Đại học Arizona đang phát triển một phương pháp phát hiện nhiễm Covid-19 mới, sử dụng kính hiển vi trên điện thoại thông minh để phân tích mẫu nước bọt và kết quả có thể thu được sau khoảng 10 phút.

Nhóm nghiên cứu ĐH Arizona, do giáo sư kỹ thuật y sinh Jeong-Yeol Yoon đứng đầu, nhằm mục đích kết hợp tốc độ của các xét nghiệm kháng nguyên hiện có với độ chính xác cao của các xét nghiệm PCR hoặc phản ứng chuỗi polymerase.

Các nhà nghiên cứu đang điều chỉnh một phương pháp rẻ tiền hơn. Ban đầu họ tạo ra để phát hiện norovirus - loại vi khuẩn nổi tiếng lây lan trên tàu du lịch - bằng kính hiển vi trên điện thoại thông minh.

Họ dự định sử dụng phương pháp này kết hợp với thử nghiệm súc miệng bằng nước muối được phát triển bởi Michael Worobey, người đứng đầu Khoa Sinh thái và Sinh học Tiến hóa ĐH Arizona và là phó giám đốc của Viện BIO5 thuộc Đại học Arizona.

Nghiên cứu mới nhất của nhóm sử dụng các mẫu nước - được thực hiện với sự cộng tác của Kelly A. Reynolds, chủ tịch Khoa Cộng đồng, Môi trường và Chính sách tại Đại học Y tế Công cộng - được công bố trên tạp chí Nature Protocols.

Lane Breshears, một nghiên cứu sinh tiến sĩ kỹ thuật y sinh tại phòng thí nghiệm của Yoon cho biết: "Chúng tôi đã phác thảo nó để các nhà khoa học khác có thể lặp lại cơ bản những gì chúng tôi đã làm và tạo ra một thiết bị phát hiện norovirus."

Mục tiêu của chúng tôi là nếu bạn muốn điều chỉnh nó cho một cái gì đó khác, như chúng tôi đã điều chỉnh nó cho COVID-19, rằng bạn có tất cả các nguyên liệu cần thiết để về cơ bản tạo ra thiết bị của riêng mình. "

Chuyên gia Yoon - thành viên Viện BIO5, đồng thời là giáo sư về kỹ thuật hệ sinh học, động vật và khoa học y sinh so sánh, hóa học và sinh hóa - đang làm việc với một nhóm lớn sinh viên đại học và sau đại học để phát triển phương pháp phát hiện COVID-19 dựa trên điện thoại thông minh.

"Tôi có một vài người bạn mắc COVID-19 đã rất thất vọng vì kết quả xét nghiệm PCR của họ mất 6 hoặc 7 ngày hoặc họ nhận được kết quả âm tính giả từ các xét nghiệm kháng nguyên nhanh. Nhưng khi làm xét nghiệm PCR cuối cùng, họ lại được phát hiện ra là đã dương tính.

Katie Sosnowski, một nghiên cứu sinh tiến sĩ kỹ thuật y sinh làm việc trong phòng thí nghiệm của Yoon, cho biết, "Nếu có thể nhanh chóng xét nghiệm và nhận được kết quả chính xác thật sự là điều rất quan trọng".

Giáo sư kỹ thuật y sinh Jeong-Yeol Yoon và nhóm của ông cho Chủ tịch Đại học Arizona Robert C. Robbins và Provost Liesl Folks nghe giới thiệu tại Phòng thí nghiệm cảm biến sinh học.

Rẻ hơn, phát hiện đơn giản hơn

Các phương pháp truyền thống để phát hiện norovirus hoặc các mầm bệnh khác thường đắt tiền, đòi hỏi nhiều thiết bị thí nghiệm hoặc yêu cầu chuyên môn khoa học.

Thử nghiệm norovirus dựa trên điện thoại thông minh được phát triển tại ĐH Arizona chỉ cần một chiếc điện thoại thông minh, một kính hiển vi đơn giản và một mảnh giấy chuyên dụng. Nó nhỏ hơn và rẻ hơn các xét nghiệm khác, với giá khoảng 45 đô la.

Cơ sở của công nghệ, được mô tả trong một bài báo năm 2019 được xuất bản trên tạp chí ACS Omega, tương đối đơn giản.

Quy trình này là thêm các hạt huỳnh quang vào mẫu xét nghiệm, sau đó ngâm mảnh giấy vào mẫu, tiếp tục lấy điện thoại thông minh chụp ảnh nó dưới kính hiển vi và đếm các hạt — mất khoảng 10 đến 15 phút.

Thật đơn giản, Yoon nói rằng ngay kể cả khi bạn không phải là một nhà khoa học cũng có thể học cách làm điều đó bằng cách xem một đoạn video ngắn.

Phiên bản công nghệ được mô tả trong bài báo đăng trên tờ Nature Protocols có những cải tiến hơn nữa, chẳng hạn như tạo ra một vỏ in 3D cho phần đính kèm kính hiển vi và chip giấy vi lỏng.

Bài báo cũng giới thiệu một phương pháp gọi là ngưỡng thích ứng. Trước đây, các nhà nghiên cứu đã đặt ra một giá trị cho số lượng mầm bệnh tạo thành mối nguy hiểm, điều này giới hạn mức độ chính xác.

Phiên bản mới sử dụng trí tuệ nhân tạo (AI) để đặt ngưỡng nguy hiểm và giải thích cho các khác biệt về môi trường, chẳng hạn như loại loại điện thoại thông minh và chất lượng của giấy.

Các nhà nghiên cứu có kế hoạch hợp tác với các cơ sở thử nghiệm tại Đại học Arizona để tinh chỉnh phương pháp của họ khi họ điều chỉnh nó để phát hiện COVID-19.

Yoon và nhóm cộng sự của ông cũng đang nghiên cứu một ý tưởng khác, dựa trên bài báo của họ được xuất bản trên tạp chí Hóa học châu Âu năm 2018.

Ý tưởng này thậm chí còn đơn giản hơn và để lại nhiều không gian cho khả năng dung sai hơn. Nó sử dụng công nghệ tương tự, nhưng người dùng không cần kính hiển vi điện thoại thông minh và lớp vỏ được thiết kế đặc biệt, mà chỉ cần tải ứng dụng điện thoại thông minh và sử dụng chip microfluidic có mã QR.

Không giống như kính hiển vi huỳnh quang, phương pháp này chỉ cần đặt con chip microfluidic vào đúng vị trí rồi chụp ảnh.

Và dù bức ảnh được chụp từ góc độ hay khoảng cách nào, ứng dụng trên điện thoại thông minh đều có thể sử dụng trí tuệ nhân tạo AI và mã QR để tính toán.

Phương pháp này không yêu cầu đào tạo, vì vậy một khi nó được hoàn thiện, có thể thu được chip vi lỏng tại một điểm cố định và sau đó bạn có thể tự test kiểm tra các mẫu của chính mình.

*Theo Medicalxpress,Health/Sohu